Previsão de preços e demandas de produtos do varejo utilizando técnicas de aprendizado de máquina

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Souza, Thiago Mantuani de
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFLA
Texto Completo: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/46869
Resumo: The success of retail companies depends on some factors that help in decision making. One of these factors is related to the storage and availability of products, in order to meet customer demand. Prices are also one of these factors because, based on them, customers will make the decision to purchase the products. Thus, the objective of this work was to apply machine learning (ML) techniques to predict the demands and prices of some retail products. For the ML system training, a series of retail sales of some products was chosen, covering the period from April/2015 to December/2019 in the city of Cambuí/MG. The ML techniques applied and compared were: Linear Regression, Multilayer Perceptron Artificial Neural Network, Long Short Term Memory Recurrent Neural Network, Support Vector Machines, K Nearest Neighbors and Random Forest (RF). The results of demand and price forecasts were obtained through daily sales and evaluated through the metrics of the root mean square error (RMSE), root mean square logarithmic error (RMSLE), mean absolute error (MAE) and coefficient of determination (R²). After the execution of the ML models referring to thirteen different periods, the RMSE, RMSLE, MAE and R² of each of these periods were obtained. Subsequently, Friedman's non-parametric test was applied to verify whether there was a statistical difference between the means and the Nemenyi test to identify which models were different. The RF model provided the best predictions for retail product prices and demands. In this case, the values calculated for the RMSE, RMSLE, MAE and R² metrics, through the RF for price forecasting, were close to 0.07, 0.03, 0.11 cents and 0.99 respectively. In the demand forecast when the RF algorithm was applied, the calculated value for the RMSE was approximately 55.6, while the calculated RMSLE value was 0.63 and the MAE was close to 4 product units. Finally, the value found for R² was 0.57. Thus, RF proved to be an efficient method for forecasting prices and demand for retail products covered in this work.
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For the ML system training, a series of retail sales of some products was chosen, covering the period from April/2015 to December/2019 in the city of Cambuí/MG. The ML techniques applied and compared were: Linear Regression, Multilayer Perceptron Artificial Neural Network, Long Short Term Memory Recurrent Neural Network, Support Vector Machines, K Nearest Neighbors and Random Forest (RF). The results of demand and price forecasts were obtained through daily sales and evaluated through the metrics of the root mean square error (RMSE), root mean square logarithmic error (RMSLE), mean absolute error (MAE) and coefficient of determination (R²). After the execution of the ML models referring to thirteen different periods, the RMSE, RMSLE, MAE and R² of each of these periods were obtained. Subsequently, Friedman's non-parametric test was applied to verify whether there was a statistical difference between the means and the Nemenyi test to identify which models were different. The RF model provided the best predictions for retail product prices and demands. In this case, the values calculated for the RMSE, RMSLE, MAE and R² metrics, through the RF for price forecasting, were close to 0.07, 0.03, 0.11 cents and 0.99 respectively. In the demand forecast when the RF algorithm was applied, the calculated value for the RMSE was approximately 55.6, while the calculated RMSLE value was 0.63 and the MAE was close to 4 product units. Finally, the value found for R² was 0.57. Thus, RF proved to be an efficient method for forecasting prices and demand for retail products covered in this work.O sucesso das empresas do varejo depende de alguns fatores que auxiliam na tomada de decisão. Um desses fatores está relacionado à estocagem e disponibilidade dos produtos, para assim atender a demanda dos clientes. Os preços também são um desses fatores, pois, a partir deles, os clientes tomarão a decisão de compra dos produtos. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi aplicar técnicas de aprendizado de máquina (AM) para prever as demandas e os preços de alguns produtos do varejo. Para o treinamento do sistema de AM, escolheu-se uma série de vendas de alguns produtos no varejo que compreende o período de abril/2015 a dezembro/2019 na cidade de Cambuí/MG. As técnicas de AM aplicadas e comparadas foram: Regressão Linear, Rede Neural Artificial Multilayer Perceptron, Rede Neural Recorrente Long Short Term Memory, Máquinas de Vetores de Suporte, K Vizinhos mais Próximos e Floresta Aleatória (FA). Os resultados das previsões de demandas e preços foram obtidos através das vendas diárias e avaliados através das métricas da raiz quadrada do erro médio (RMSE), raiz do erro logarítmico quadrático médio (RMSLE), erro médio absoluto (MAE) e coeficiente de determinação (R²). Após a execução dos modelos de AM referentes a treze períodos distintos obteve-se o RMSE, RMSLE, MAE e R² de cada um desses períodos. Posteriormente, aplicou-se o teste não paramétrico de Friedman para verificar se havia diferença estatística entre as médias e o teste de Nemenyi para identificar quais modelos eram diferentes. O modelo de FA apresentou as melhores previsões para os preços e demandas de produtos do varejo. Neste caso, os valores calculados para as métricas RMSE, RMSLE, MAE e R², através da FA para a previsão de preços foram próximos a 0,07, 0,03, 0,11 centavos e 0,99 respectivamente. Na previsão de demanda quando foi aplicado o algoritmo FA, o valor calculado para o RMSE foi aproximadamente 55,6, enquanto o valor do RMSLE calculado foi de 0,63 e o MAE foi próximo a 4 unidades de produtos. Por fim, o valor encontrado para o R² foi de 0,57. Sendo assim, a FA provou ser um método eficiente para previsão de preços e demandas dos produtos do varejo abordados neste trabalho.Universidade Federal de LavrasPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas e AutomaçãoUFLAbrasilDepartamento de EngenhariaLacerda, Wilian SoaresPrado, José Willer doCosta, Marcelo AzevedoLacerda, Wilian SoaresSouza, Thiago Mantuani de2021-08-18T18:58:29Z2021-08-18T18:58:29Z2021-08-182021-06-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSOUZA, T. M. de. Previsão de preços e demandas de produtos do varejo utilizando técnicas de aprendizado de máquina. 2021. 106 p. 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