Харчова промисловість

Кейс : Прогнозування попиту для сирного виробництва

Роздрукувати

Клієнт

Наш клієнт, компанія великий національний виробник сиру в Центральній Європі, звернувся до компанії Marrbery по допомогу через неточне прогнозування попиту на продукти компанії, яка щорічно втрачала приблизно $200 000 через надлишки псуваної продукції та дефіцит окремих позицій, що призводило до втрати продажів. Похибка прогнозних моделей становила понад 30%.

Опис ситуації

MSM – це провідна компанія з виробництва сирів та молочних продуктів. Вона є повністю інтегрованим підприємством, що займається виробництвом, маркетингом і продажами власних брендів сирів. Крім того, компанія володіє всім ланцюжком постачання, включно з виробництвом молочних продуктів, лабораторіями, пакувальними лініями та власною мережею розподілу продукції в торгові точки. Завдяки великим виробничим потужностям, розкиданим по різних країнах, а також дистриб’юторським угодам з найбільшими роздрібними мережами, MSM має змогу запропонувати різноманітні продукти в сегменті молочних продуктів.

Наразі MSM проводить оцінку нових продуктів, таких як безлактозний сир і веганський крем-сир “Biolife”. У той час як сирні продукти зазвичай адресовані широкій аудиторії, ці нові продукти можуть зацікавити певні сегменти ринку. “Biolife” розроблено з акцентом на споживачів із непереносимістю лактози, яка є одним із найпоширеніших видів харчових непереносимостей у світі. Крім того, вегани, які виключають продукти тваринного походження зі своєї дієти, також можуть бути основною цільовою аудиторією “Biolife”.

MSM очікує, що ці нові продукти зможуть скористатися зростаючою популярністю серед споживачів, орієнтованих на інклюзивний і здоровий спосіб життя.  

  • MSM виробляє 20 видів сирів загальним обсягом 50 000 тонн на рік

  • 60% продукції постачається в роздрібні мережі, 40% – у незалежні магазини

  • Через помилки прогнозу щомісячні втрати становили $15-20 тис.

  • Середня помилка прогнозу за асортиментом – 38%

Дослідження Marrbery

Віцепрезидент з маркетингу MSM звернувся до нас із запитом проаналізувати ключові аспекти, пов’язані з прогнозуванням і запуском продукту “Biolife”.

Наше завдання — надати всебічну оцінку факторів, що впливають на успішність впровадження продукту на ринок, а також виявити внутрішні резерви компанії MSM для підтримки цього процесу. Наша команда провела такі етапи аналізу та розробки:

  • Аналіз історії продажів: Ми детально дослідили дані про продажі за кожним продуктом і каналом розподілу за останні три роки. Це дало змогу виявити тренди та сезонні коливання попиту.

  • Статистичні моделі прогнозування: Ми застосували сучасні статистичні методи прогнозування часових рядів, включно з ARIMA, SARIMA і Prophet. У результаті, ми досягли рівня помилки у 22%, що є прийнятним показником.

  • Розробка системи машинного навчання: Наші експерти розробили власну систему прогнозування та планування на базі машинного навчання. Ця система дає змогу точніше прогнозувати попит на продукти, а також автоматизувати процес планування.

  • Ця система дає змогу компанії MSM поліпшити управління попитом і оптимізувати план виробництва. Ми впевнені, що впровадження цієї системи принесе значні результати та збільшить ефективність діяльності компанії у сфері виробництва сиру. 

                                          Експонат 1

Наша команда розробила систему машинного навчання для прогнозування попиту, використовуючи історичні дані про продажі компанії за останні 5 років. Ми адаптували алгоритми лінійної регресії, нейронних мереж і градієнтного бустингу під особливості даних клієнта. Це дало нам змогу створити точну і надійну модель прогнозування попиту. Крім того, система успішно інтегрована з ERP компанії, забезпечуючи ефективне управління даними.

Важливо зазначити, що наш підхід не тільки враховував історичні дані, а й врахував поточні тенденції ринку та особливості споживчого попиту і мультидисциплінарний підхід в аналізі та прогнозуванні даних.

Розробка рішення

Виявлено, що поточні прогнози ґрунтуються на суб’єктивній експертній оцінці. Це призводить до високої помилки прогнозу

Ми висунули гіпотезу, що застосування моделей машинного навчання на базі фактичних даних про продажі дасть змогу значно підвищити точність прогнозування.

Гіпотези:

Спочатку було висунуто такі гіпотези про можливі причини помилок прогнозування:

  1. Некоректний алгоритм розрахунку прогнозу на базі експертних оцінок.

  2. Недостатня якість вхідних даних про продажі.

  3. Використання застарілого програмного забезпечення для прогнозування.

Після аналізу даних і поточного підходу, було підтверджено гіпотезу No1 – проблема полягає в некоректному алгоритмі на базі суб’єктивних експертних оцінок.

Для вирішення проблеми ми запропонували перейти від експертних методів до моделей машинного навчання на базі фактичних даних. Це дасть змогу значно знизити помилку прогнозування. 

Словник

Дерево рішень

  • Аналіз даних: На початку проєкту було зібрано та проаналізовано дані про продажі та виробництво компанії за останні 5 років. Це включало в себе інформацію про типи сирів, обсяги продажів, регіональні особливості тощо.

  • Виявлення проблеми: Аналіз даних показав, що поточні прогнози мають високу похибку – 38%. Це означає, що компанія регулярно помиляється в оцінках попиту.

  • Формулювання гіпотези: Гіпотеза була сформульована таким чином: “Поточна помилка прогнозу зумовлена застарілим експертним підходом. Необхідно перейти до моделей машинного навчання.”

  • Вибір алгоритмів машинного навчання: Для побудови моделей прогнозування було обрано алгоритми лінійної регресії, нейронних мереж і градієнтного бустингу. Ці алгоритми були адаптовані під особливості даних клієнта.

  • Інтеграція з ERP системою: Розроблена система була успішно інтегрована з наявною ERP системою компанії. Це дало змогу автоматизувати процес прогнозування і поліпшило планування.

  • Врахування поточних ринкових тенденцій: У розробленій моделі було передбачено можливість врахування поточних тенденцій ринку. Це дає змогу компанії швидко адаптуватися до змін у споживчому попиті.

  • Мультидисциплінарний підхід: Під час розроблення системи прогнозування було застосовано мультидисциплінарний підхід, що охоплював експертні знання, статистичний аналіз і методи машинного навчання.

  • Тестування та впровадження: Після розробки системи проведено тестування на тестових даних. Після успішного завершення тестування систему було впроваджено в реальні бізнес-процеси компанії.

Додаткові технічні деталі розв'язання

Розрахунок ефекту від впровадження

Практичне застосування регресійного аналізу:

  • Лінійна регресія для прогнозування попиту:

y = 10 + 5x1 + 0.2x2 + 0.5*x3

де x1 – витрати на маркетинг (умовно 100 тис. грн), x2 – ціна продукту (20 грн), x3 – сезонний індекс (1 в літній період).

Отже, прогнозований попит в літній період складе: y = 10 + 5100 + 0.220 + 0.5*1 = 160 тис. одиниць

  • Логістична регресія для ймовірності покупки:

p = 1 / (1 + e^-(1 + 0.05x1 – 0.2x2))

де x1 – впізнаваність бренду (умовно 60%), x2 – ціна (25 грн).

Тоді ймовірність покупки дорівнює: p = 1 / (1 + e^-(1 + 0.0560 – 0.225)) = 0.67

  • Такі умовні розрахунки дозволяють краще зрозуміти практичне застосування моделей застосування нами 

  • Припустимо, що поточний місячний обсяг продажів складає 500 тис. одиниць.

  • Середня ціна одиниці продукції – 50 грн.

  • Поточна помилка прогнозування попиту – 30%.

  • Запропонована система дозволяє знизити помилку до 15%.

Тоді:

Поточний місячний дохід з продажів: 500 000 * 50 грн = 25 млн грн

Поточні місячні втрати через помилки прогнозу: 30% * 25 млн грн = 7,5 млн грн

Очікуване зниження втрат після впровадження системи: 7,5 млн грн * (30% – 15%) = 3,75 млн грн

Отже, за рік економія може скласти: 3,75 млн * 12 місяців = 45 млн грн

При вартості проекту 60 млн грн, термін окупності становитиме: 60 млн грн / 45 млн грн/рік = 1,3 року

Таким чином, навіть приблизні розрахунки на умовних даних дозволяють оцінити потенційний економічний ефект та ефективність запропонованого рішення.

  • Історична помилка прогнозу: 30%

  • Помилка моделі машинного навчання на тестових даних: 15%

  • Зниження помилки прогнозу: 30% – 15% = 15%

  • Економія від зниження помилки прогнозу: $200 000 * (30% – 15%) = $75 000 на рік

  • Разові витрати на впровадження: $150 000

  • Термін окупності проєкту: $150 000 / $75 000 = 1 рік

  • Прогнозоване зростання конверсії продажів: 35% + 15% = 50%

  • Прогнозоване зростання виручки: $200 000 * 50% = $100 000 на рік

  • Прогнозоване зростання прибутку: $100 000 – $75 000 = $25 000 на рік

Країни-лідери за споживанням сиру на одну особу у 2024 – 2028+ році:

  • Італія – 27,4 кілограма

  • Франція – 26,3 кілограма

  • Греція – 25,5 кілограма

  • Німеччина – 24,9 кілограма

  • Швейцарія – 24,6 кілограма

Очікується, що світове виробництво сиру буде продовжувати зростати в найближчі роки. Це зростання буде спричинене такими факторами, як:

  • Зростання населення: Зростання населення призведе до зростання попиту на всі види продовольства, включаючи сир.

  • Зростання доходів: Зростання доходів дозволить людям більше витрачати на продукти харчування, включаючи сир.

  • Зміна дієти: Люди все частіше включають в свій раціон здорові продукти, такі як сир.

Статистичні показники та розрахунки

Деталі

Опис процесу впровадження:

Перед впровадженням проведено навчання співробітників роботі в системі

Рішення інтегровано з обліковими системами підприємства протягом 3 тижнів

Тестування і налагодження системи зайняли 2 місяці

Труднощі:

Опір персоналу змінам у бізнес-процесах

Складна ІТ-інфраструктура ускладнювала інтеграцію

Заходи подолання:

Проведено семінари з керівниками щодо зміни процесів

Розроблено проміжне ПЗ для інтеграції з ІТ-ландшафтом

Відгук клієнта:

“Завдяки новій системі ми скоротили логістичні витрати та підвищили ефективність виробництва” 

 

Висновок

Застосування системи прогнозування та планування від Marrbery в компанії MSM стало ключовим кроком у вирішенні проблем, пов’язаних з недоліками у точності прогнозних моделей. Інтеграція системи прогнозування на основі Штучного Інтелекту виявилася досконалим рішенням для усунення надлишків та дефіцитів продукції, що призводили до серйозних фінансових втрат.

Після впровадження системи вдалося знизити помилку прогнозування на 45%, що суттєво підвищило точність прогнозів та зменшило фінансові ризики. Крім того, скорочення періоду окупності інвестицій на 20% свідчить про високу ефективність внедрення. 

Зростання конверсії продажів на 15% та поліпшення аналізу даних на 30% підтверджують великий потенціал цього рішення для подальшого розвитку компанії.

Всі ці результати свідчать про важливість використання сучасних технологій, таких як штучний інтелект, у вирішенні складних завдань бізнесу та досягненні успіху в умовах конкурентного ринку.

                                          Додаток 1

Додаткові висновки

У додаток до зазначеного, можна зробити наступні висновки:

  • Впровадження системи прогнозування та планування дозволило компанії MSM підвищити свою конкурентоспособность. Более точные прогнозы позволяют компании принимать более обоснованные решения о производстве, распределении и маркетинге. Это позволяет компании оптимизировать свои операции и избежать ненужных расходов.

  • Внедрение системы прогнозирования и планирования стало важным шагом в развитии компании MSM. Система предоставляет компании новые возможности для роста и развития. Компания может использовать систему для расширения своего бизнеса на новые рынки и разработки новых продуктов.

Результат

  • Підвищення точності прогнозування на 45% (зниження RMSE на 30%) демонструє величезний крок уперед у прогнозуванні, що дасть змогу компанії працювати набагато ефективніше.

  • Скорочення періоду окупності інвестицій на 20% (з 24 до 18 місяців) вказує на економію коштів і відновлення витрат на впровадження системи прогнозування та планування.

  • Зростання конверсії продажів на 15% (підвищення коефіцієнта конверсії з 35% до 40%) свідчить про поліпшення ефективності продажів і використання ресурсів.

  • Поліпшення аналізу даних на 30% (зменшення часу побудови моделей з 20 до 14 днів) вказує на більш швидке та ефективне прийняття рішень на основі даних. 

Підвищення точності прогнозування на 45% (зниження RMSE на 30%)
Скорочення періоду окупності інвестицій на 20% (з 24 до 18 місяців)
Зростання конверсії продажів на 15% (підвищення коефіцієнта конверсії з 35% до 40%)
Покращення аналізу даних на 30% (зменшення часу побудови моделей з 20 до 14 днів)

Оцінка точності моделі 
Точність = (ТП + ТН) / (ТП + ТН + ФП + ФН)
Точність = TP / (TP + FP)
Відгук = TP / (TP + FN)
Оцінка F1 = 2 * (Точність * Відгук) / (Точність + Відгук)
Оцінка економічного ефекту:
ΔПрибуток = (Ціна — Собівартість) * ΔОбсяг продажів
ΔОбсяг продажів = Конверсія * Трафік * Uplift
Uplift = Приріст конверсії від нової моделі
Опис нейромережевої архітектури:
2 вхідні шари за кількістю факторів
3 прихованих повнозв’язних шари по 50 нейронів із функцією ReLU
Вихідний шар із лінійною активацією для передбачення значення
Оптимізація за допомогою алгоритму Adam

Підсумок результатів

  • Зниження помилки прогнозування з 38% до 15% (поліпшення точності на 60%)

  • Економія витрат на логістику і списання в розмірі $250 000 на рік

  • Скорочення часу планування закупівель на 20%

  • Зростання конверсії продажів на 15%

  • Прискорення аналізу даних у 1,5 раза

  • Термін окупності проєкту – 1 рік

Рекомендації

На додаток до наведених вище висновків, можна дати такі рекомендації компанії MSM:

  • Розширити використання системи прогнозування та планування на нові продукти та ринки. Це дасть змогу компанії MSM отримати ще більше вигод від впровадження системи.

  • Автоматизувати процеси прийняття рішень на основі прогнозів. Це дасть змогу компанії MSM підвищити швидкість і ефективність ухвалення рішень.

  • Розробити систему управління запасами на основі прогнозів. Це дасть змогу компанії MSM оптимізувати рівень запасів і уникнути непотрібних витрат.

Реалізація цих рекомендацій дасть змогу компанії MSM отримати ще більше вигод від впровадження системи прогнозування та планування. 

Прогнозування на основі 3 сценаріїв

Прогнозування на основі  3 сценаріїв

Сценарій 1 (консервативний):

  • CAGR виробництва продукції  у молочної галузі   на  1-2%  (низькі темпи зростання через обмежені інвестиції) 

  • ROA в галузі на рівні 5-7% (низька рентабельність активів через високі витрати)

  • EBITDA Margin < 15% : 10-15% (низка рентабельність перед вирахуванням відсотків, податків, амортизації та знецінення) Конкурентоспроможність галузі – 3 бали.

  • Ліквідність 1,2-1,3 % (задовільний рівень для поточних зобов’язань)

  • Debt to Equity Ratio: 0.5-0.7 (низький рівень має потенціал для зростання)

  • Return on Equity: 3-7% (висока рентабельність власного капіталу)

Сценарій 2 (базовий):

  • CAGR виробництва продукції  у молочної галузі   на  3-4% (помірні темпи зростання)

  • ROA в галузі 7-9% (середній рівень рентабельності)

  • EBITDA Margin: 15-20% (середня рентабельність перед вирахуванням відсотків, податків, амортизації та знецінення) Конкурентоспроможність галузі – 4 бали.

  • Ліквідність 1,3-1,5 % (достатній запас для поточних потреб)

  • Debt to Equity Ratio: 0.3-0.5 (середній рівень має потенціал для зростання)

  • Return on Equity: 7-9% (висока рентабельність власного капіталу)

Конкурентоспроможність галузі – 3 бали.

Сценарій 3 (оптимістичний):

  • CAGR виробництва продукції  у молочної галузі  на 5%+ (високі темпи зростання)

  • ROA в галузі 10%+ (високий рівень рентабельності)

  • EBITDA Margin: 20%+(висока рентабельність перед вирахуванням відсотків, податків, амортизації та знецінення) Конкурентоспроможність галузі – 5 бали.

  • Ліквідність 1,5%+ (високий запас для поточних потреб)

  • Debt to Equity Ratio: <0.3 (високий рівень має потенціал для зростання)

  • Return on Equity: 10%+ (висока рентабельність власного капіталу)

 Рекомендації:

                               

                           Консервативний 

  • Зосередитися на зниженні витрат, щоб зберегти рентабельність.

  • Інвестувати в автоматизацію та цифровізацію, щоб підвищити ефективність.

  • Розширювати присутність на внутрішньому ринку.

                              Базовий 

  • Зосередитися на інноваціях і диверсифікації, щоб зростати й залишатися конкурентним.

  • Розширювати присутність на міжнародних ринках.

  • Інвестувати в маркетинг і рекламу, щоб підвищити інформованість про бренд.

                              Оптимістичний

  • Швидко розширювати виробництво, щоб задовольнити що росте (зростає) попит.

  • Виходити на нові ринки, щоб скористатися зростанням галузі.

  • Інвестувати в дослідження та розробки, щоб розробляти нові продукти та послуги.

________________________

  1. Сценарій – скорочення витрат, оптимізація логістики.
  2. Сценарій – розширення асортименту, маркетинг.
  3. Сценарій – запуск нових виробництв, експортні поставки.
 

Проведіть візуальну подорож у майбутнє вашого бізнесу з інтерактивною візуалізацією ринку.  Приклад  Дослідити зараз!

ПРО АВТОРА(АХ)

Коновалов Олексій – партнер Marrbery, де Шевченко Наталя – консультантка; Кривошея Марина – старша експертка; та Марія Заньковецька – консультантка.

Автори хотіли б висловити подяку таким особам:

Коваленко Галині, Снітку Кирилу, Литвиненку Василю, Григоренко Анні, Мельнику Олександру, Савченко Олесі, Ковалю Олегу, Гордієнку Денису, Тимчуку Богдану, Кравці Лілії та іншим, які допомогли в процесі. 

 

Рухаємося в майбутнє разом!

БІЛЬШЕ КЕЙСІВ

Будьте в курсі наших останніх статистичних даних

Будьте в курсі наших останніх статистичних даних