Прогнозирование спроса на основе искусственного интеллекта. Теория и практика

Прогнозирование спроса на основе искусственного интеллекта

Теория и практика

Маргарита Акулич

© Маргарита Акулич, 2025

ISBN 978-5-0067-5715-8

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Предисловие

В этой книге рассматривается прогнозирование потребительского спроса с помощью искусственного интеллекта, как в теоретическом аспекте, так и в прикладном – процессе его реализации. Данная тема чрезвычайно значима и востребована среди специалистов, работающих в сфере бизнеса, маркетинга и логистики в разных отраслях. В книге немало ценных советов. При ее создании  были использованы материалы, опубликованные на английском языке.

I Прогнозирование спроса на основе искусственного интеллекта: основные аспекты

1.1 Что такое прогнозирование спроса? Почему прогнозирование спроса важно для бизнеса?

Что такое прогнозирование спроса?

Прогнозирование спроса (Demand Forecasting – DF) является критически важным аспектом бизнес-стратегии, которая включает в себя прогнозирование будущего спроса клиентов на продукты либо услуги. С развитием искусственного интеллекта (artificial intelligence – AI) традиционные DF-методы подвергаются трансформации, что приводит к более точным прогнозам и лучшему по критерию качества принятию решений.

DF – это процесс оценки будущего потребительского спроса с опорой на исторические данные, учет рыночных тенденций и иных соответствующих факторов.

Почему прогнозирование спроса важно для бизнеса?

DF помогает предприятиям добиваться:

Оптимизации уровня запасов, чтобы обеспечить сокращение затрат на хранение и избежать дефицита. Улучшения планирования и составления графиков производства ради достижения эффективного удовлетворения потребностей клиентов. Улучшения финансового планирования с помощью прогнозирования доходов и денежных потоков.

1.2 Оказывание воздействия точности прогнозов на разные направления деятельности предприятия

Точность прогнозов оказывает существенное воздействие на различные направления деятельности предприятия. Рассмотрим их.

Производство и складское хозяйство

Благодаря прогнозам, специалисты определяют необходимый объем закупки материалов, оптимальную скорость изготовления продукции и места ее хранения. Это позволяет поддерживать необходимый уровень запасов и повышать уровень эффективности работы производственных площадок.

Доставка

Зная объемы товаров, которые предстоит переместить в распределительные центры и магазины, организация может заблаговременно осуществить организацию логистических процессов.

Финансы

На основе согласованного плана продаж, разработанного совместно всеми отделами предприятия, возможно реалистичным образом формировать финансовый план: приобретать новое оборудование, открывать новые точки продаж, прекращать работу нерентабельных производств и добиваться уменьшения издержек.

Маркетинг и продажи

Когда предприятие владеет информацией о планируемом объеме продукции, поступающей в продажу, оказывается легче произвести разработку рекламного расписания и осуществить подготовку к увеличению потребительского интереса.

1.3 По какой причине отличающееся точностью прогнозирование спроса имеет решающее значение? Преимущества прогнозирования спроса на основе AI

По какой причине отличающееся точностью прогнозирование спроса имеет решающее значение?

Это имеет решающее значение, потому что:

Позволяет сократить потери и оптимизировать применение имеющихся средств. Улучшает лояльность покупателей, обеспечивая наличие товаров как раз в самое нужное время. Способствует разработке обоснованных стратегий, давая бизнесу шанс быстрого адаптирования к колебаниям рынка.

Исследования показывают, что компании, использующие качественное прогнозирование, способны снизить расходы на хранение на целых двадцать процентов.

Преимущества прогнозирования спроса на основе AI

Преимущества прогнозирования спроса на основе AI:

Повышение точности прогнозов, что приводит к лучшему управлению запасами. Повышение гибкости реагирования на колебания рынка и потребительские тенденции. Сокращение ошибок прогнозирования, что способно привести к довольно существенной экономии средств.

AI для прогнозирования спроса и прогнозирование спроса на основе AI имеют решающее значение для достижения данных преимуществ. Компании, использующие AI для прогнозирования спроса, могут добиться повышения точности прогнозов до пятидесяти процентов.

AI меняет ландшафт DF, внедряя передовые алгоритмы и методы машинного обучения, которые повышают точность и эффективность. Это включает использование программного обеспечения для прогнозирования продаж на базе AI.

Примечание:

Машинное обучение (Machine learning, ML)   – направление в искусственном интеллекте, которое сосредоточено на создании и анализе статистических алгоритмов. Эти алгоритмы способны извлекать знания из имеющихся данных и использовать их для решения новых задач, не требуя предварительного программирования. Благодаря развитию глубокого обучения, подраздела ML, нейронные сети – особый тип статистических алгоритмов – демонстрируют результаты, превосходящие многие традиционные методы. Сфера применения ML  охватывает широкий спектр областей, таких как обработка текста, анализ изображений, распознавание голоса, борьба со спамом, а также сельское хозяйство и здравоохранение. Использование ML  для анализа бизнес-данных обычно называют предиктивной аналитикой.

1.4 Основные способы, которыми AI революционизирует прогнозирование спроса

Обработка данных

AI способен анализировать огромные массивы данных из различных источников, включая историю продаж, рыночные тенденции и социальные сети, чтобы выявлять закономерности и корреляции, которые традиционные методы могут упустить. Это особенно актуально в прогнозировании спроса с помощью AI.

Предиктивная аналитика

AI включает в себя машинное обучение (Machine learning – ML) – сферу, занимающуюся созданием и изучением статистических методов, способных извлекать знания из информации и применять их к новым, ранее не встречавшимся данным, решая при этом задачи без предварительного программирования.

Солидные по значимости успехи в глубоком обучении, являющемся частью машинного обучения, привели к тому, что нейронные сети – разновидность статистических алгоритмов – стали показывать более высокие результаты, чем многие предыдущие решения в данной области.

ML-модели могут прогнозировать будущий спрос, изучая исторические данные и постоянным образом повышая свою точность с течением времени.

AI в прогнозировании является важнейшим компонентом данного процесса.

Real-Time Insights (Инсайты в реальном времени)

Инсайты в реальном времени относятся к беспромедлительному анализу и интерпретации данных по мере их генерации. Это позволяет предприятиям принимать быстрые, обоснованные решения с опорой на последнюю доступную информации.

AI-системы  могут предоставлять анализ данных в реальном времени, позволяя компаниям корректировать свои прогнозы на основе текущих рыночных условий и меняющегося поведения потребителей. Это ключевое преимущество прогнозирования продаж и спроса на основе AI.

1.5 Роль AI в современном бизнес-планировании и принятии решений

Роль AI в современном бизнес-планировании и принятии решений

AI изменил подход компаний к планированию и принятию решений, позволив им оперативно и точным образом анализировать огромные объемы данных. К основным преимуществам относятся улучшенная предиктивная аналитика для лучшего прогнозирования, повышение эффективности операций и распределения ресурсов, а также базирующиеся на данных идеи, которые поддерживают стратегические инициативы.

AI-инструменты могут определять закономерности и тенденции, которые могут быть не видны аналитикам-людям.

Компании могут использовать AI для анализа рынка, чтобы понять поведение потребителей, произвести оценку рисков для смягчения потенциальных проблем и финансового моделирования ради оптимизации бюджетов и инвестиций.

AI облегчает принятие решений в режиме реального времени, позволяя компаниям стремительно реагировать на изменения рынка. Компании, использующие AI в принятии решений, сообщают о повышении уровней конкурентоспособности и гибкости.

Примерами AI-приложений в бизнес-планировании являются чат-боты для обслуживания клиентов, предназначенные для сбора отзывов, алгоритмы машинного обучения для прогнозирования продаж и обработка естественного языка для анализа настроений в маркетинге

Помимо этого, программное обеспечение AI для прогнозирования продаж и AI-инструменты прогнозирования спроса становятся необходимыми для как можно более точного прогнозирования продаж и планирования спроса.

Что такое DF с использованием AI? (упрощенное объяснение)

DF с поддержкой AI практикует использование AI с целью прогнозирования будущего спроса клиентов, объединяя исторические данные с передовыми алгоритмами ради создания точных прогнозов. Ключевые компоненты включают сбор данных из различных источников (продажи, рыночные тенденции и т. д.), модели машинного обучения, которые обучаются на шаблонах данных, и постоянное совершенствование посредством циклов обратной связи.

Преимущества реализации DF с использованием AI включают в себя повышенную точность прогнозов, сокращение количества ситуаций дефицита и избытка запасов, улучшенную способность реагирования на колебания рынка, а также улучшенное управление запасами и эффективность цепочки поставок.

AI под силу осуществление анализа сложных переменных, которые влияют на спрос, таких как сезонные тенденции, экономические показатели и предпочтения потребителей. Предприятия могут использовать эти прогнозы для принятия обоснованных решений о производственных, кадровых и маркетинговых стратегиях, используя AI для прогнозирования с целью улучшения своих операционных возможностей.

Определение DF с использованием AI и почему это важно

DF на основе AI относится к использованию технологий AI для прогнозирования будущего спроса на продукты или услуги. Это важно по ряду причин: оно помогает компаниям согласовывать свои поставки с потребительским спросом, минимизируя отходы; поддерживает стратегическое планирование, предоставляя информацию о будущих тенденциях продаж; и повышает удовлетворенность клиентов, гарантируя доступность продуктов. Ключевые особенности DF на основе AI включают использование алгоритмов машинного обучения для анализа исторических данных, включение данных в реальном времени для более точных прогнозов и адаптацию к изменяющимся рыночным условиям посредством непрерывного обучения.

Значимость точного DF заключается в его способности приводить к сокращению расходов, связанных с избыточными запасами, улучшать управление денежными потоками за счет оптимизации уровней запасов и обеспечивать лучшее распределение ресурсов и планирование рабочей силы. AI в DF имеет жизненно важное значение для достижения этих целей. Компании, которые внедряют прогнозирование спроса на основе AI, могут рассчитывать на получение конкурентного преимущества, принимая упреждающие решения на основе отличающихся надежностью данных, обеспечивая беспромедлительное реагирование на изменения в поведении потребителей и повышение уровня общей операционной эффективности.

II Алгоритмы машинного обучения. Методы обработки данных. Обработка естественного языка.  Нейронные сети

2.1 Алгоритмы машинного обучения

Контролируемое обучение

Оно использует маркированные данные для обучения моделей прогнозированию.

Неконтролируемое обучение

Оно выявляет закономерности в немаркированных данных. Обучение с подкреплением

Это изучение оптимальных действий методом проб и ошибок.

2.2 Методы обработки данных

Очистка данных

Очистка данных обеспечивает точность за счет устранения ошибок и несоответствий.

Нормализация данных

Благодаря стандартизации данных происходит улучшение производительности модели.

Проектирование признаков

Проектирование признаков выбирает и преобразует переменные для повышения предсказательной силы технологии больших данных

Распределенные вычислительные фреймворки (например, Hadoop, Spark):

Они позволяют обрабатывать большие наборы данных.

Облачные вычисления

Они предоставляют масштабируемые ресурсы для хранения и обработки данных.

2.3 Обработка естественного языка (Natural Language Processing (NLP)

Источник: https://sangramsing.medium.com/image-caption-generation-by-using-cnn-and-rnn-cc786fb319de

Анализ текста

Предусматривается анализ текстовых данных из таких источников, как социальные сети и отзывы клиентов, для извлечения информации

Анализ настроений

Он позволяет оценить общественное мнение и тенденции.

2.3 Нейронные сети

Источник: https://dzen.ru/a/ZRlrnBzyOHsl5paZ

Искусственная нейронная сеть и ее формирование

Искусственная нейронная сеть – это математический алгоритм, имитирующий работу биологических нейронных сетей в человеческом мозге, с целью выявления скрытых связей и предсказания будущих результатов, опираясь на имеющиеся данные. Она формируется из множества соединенных между собой элементов, называемых искусственными нейронами, объединенных в уровни, которые анализируют информацию и совершенствуются за счет изучения образцов.

Нейроны функционируют по заданным правилам, напоминая работу нейронов в человеческом мозге. Каждый нейрон может содержать определенное значение, например, числовое. Однако стоит учитывать, что компьютерная нейронная сеть (в отличие от биологической) – это не физический объект, а лишь программное обеспечение, в котором реализована сложная математическая модель, алгоритм.

Модели глубокого обучения

Они имитируют функции человеческого мозга для распознавания сложных закономерностей.

Применение

Полезно для распознавания изображений и речи, а также для прогнозирования временных рядов.

Инструменты предиктивной аналитики

Программные платформы (например, Tableau, SAS): интегрируют алгоритмы AI для визуализации и анализа данных.

Принятие решений

Содействие принятию решений путем предоставления действенных идей.

III Как AI прогнозирует спрос?

3.1 Этапы процесса

Источник: https://habr.com/en/companies/axenix/articles/911462/

AI прогнозирует спрос, используя передовые алгоритмы и огромные объемы данных для предсказания будущего поведения клиентов и тенденций рынка. Процесс обычно включает ряд этапов. Они описаны далее.

Анализ данных

Системы искусственного интеллекта анализируют исторические данные о продажах, рыночные тенденции и внешние факторы (к примеру, экономические показатели) для выявления закономерностей и корреляций, которые определяют будущий спрос.

Обучение модели

Модели машинного обучения обучаются на исторических данных ради распознавания закономерностей и составления прогнозов. Непрерывное обучение позволяет моделям адаптироваться к новым данным и меняющимся рыночным условиям.

Моделирование сценария

AI может моделировать различные сценарии для оценки потенциального воздействия на спрос, помогая компаниям подготовиться к различным рыночным условиям и поведению клиентов.

Корректировки в реальном времени

Системы искусственного интеллекта могут корректировать прогнозы в режиме реального времени на основе новых входных данных, гарантируя, что прогнозы останутся актуальными и точными.

AI дополняет человеческий опыт, предоставляя информацию на основе данных, а человеческая интуиция и опыт могут уточнять AI- прогнозы.

3.2 Сбор данных из ряда источников

Сбор и интеграция данных имеют решающее значение для точного прогнозирования спроса на основе AI. Этот процесс включает сбор данных из различных источников и обеспечение их пригодности для анализа.

Ключевые аспекты включают сбор данных. Это данные :

Внутренние

Записи о продажах, уровни запасов и базы данных клиентов. Внешние

Тенденции рынка, анализ конкурентов и экономические показатели.

Из социальных сетей

Показатели настроений и вовлеченности клиентов.

3.3 ETL И API. Обеспечение качества данных

ETL (извлечение, преобразование, загрузка)

Процесс, который извлекает данные из разных источников, преобразует их в подходящий формат и загружает в хранилище данных.

API (интерфейсы прикладного программирования)

Облегчают обмен данными между системами в реальном времени.

Обеспечение качества данных

Регулярные проверки обеспечивают точность и согласованность данных, а внедрение правил проверки помогает выявлять ошибки при вводе данных.

3.4 Решения для хранения данных. Конфиденциальность и безопасность данных

Решения для хранения данных

Облачное хранилище

Обеспечивает масштабируемость и доступность для больших наборов данных.

Озера данных

Хранят необработанные данные в их исходном формате, обеспечивая гибкий анализ.

Конфиденциальность и безопасность данных

Соблюдение нормативных требований (например, GDPR) защищает данные клиентов, а реализация мер безопасности защищает конфиденциальную информацию.

Примечание:

Общий регламент по защите данных (GDPR) призван обеспечить жителей Евросоюза единообразным и скоординированным пониманием принципов конфиденциальности, расширяя возможности граждан в области защиты их персональных данных.

Инструменты для совместной работы

Платформы, которые позволяют командам обмениваться идеями и совместно работать над анализом данных, улучшают коммуникацию и принятие решений между отделами.

3.5 Расширенная обработка данных и аналитика на основе искусственного интеллекта

Расширенная обработка данных подразумевает использование сложных алгоритмов и технологий для анализа больших объемов данных. Аналитика на основе искусственного интеллекта расширяет возможности традиционного анализа данных за счет внедрения методов машинного обучения и искусственного интеллекта.

Ключевые компоненты расширенной обработки данных включают в себя следующее:

Сбор данных

Сбор данных из различных источников, включая социальные сети, устройства Интернета вещей и записи транзакций.

Очистка данных

Устранение неточностей и несоответствий для обеспечения высокого качества данных для анализа.

Интеграция данных

Объединение данных из разных источников для создания единого представления. Алгоритмы AI способны обрабатывать данные с беспрецедентной скоростью, обеспечивая анализ и получение информации в режиме реального времени.

3.6 Преимущества аналитики на основе AI

Улучшение процесса принятия решений

Организации могут принимать обоснованные решения на основе аналитических данных.

Улучшение клиентского опыта

Компании могут адаптировать свои предложения с учетом предпочтений и поведения потребителей.

Возможности прогнозирования

AI способен определять тенденции и закономерности, помогающие прогнозировать будущие результаты. К отраслям, использующим передовые методы обработки данных и аналитику на основе искусственного интеллекта, относятся финансы, здравоохранение, розничная торговля и маркетинг.

Распознавание образов

Распознавание образов – основная функция AI, которая позволяет ему выявлять тенденции и модели поведения в данных потребителей. Системы искусственного интеллекта анализируют исторические данные для выявления закономерностей, которые позволяют точно прогнозировать будущие действия потребителей.

3.7 Ключевые аспекты распознавания закономерностей в поведении потребителей

Ключевые аспекты распознавания закономерностей в поведении потребителей включают в себя:

Сегментацию данных

Разделение потребителей на группы на основе общих характеристик либо поведения.

Поведенческий анализ

Понимание того, как потребители взаимодействуют с продуктами и услугами с течением времени.

Анализ настроений

Оценка мнений и эмоций потребителей с помощью текстовых сообщений и данных соцсетей. Модели машинного обучения, такие как нейронные сети, часто используются для распознавания образов благодаря их способности обучаться на огромных наборах данных.

3.8 Преимущества понимания поведения потребителей посредством распознавания образов

Персонализированный маркетинг

Адаптация рекламы и акций к индивидуальным предпочтениям.

Улучшенная разработка продукта

Создание продуктов, отвечающих конкретным потребностям целевой аудитории.

Укрепление лояльности клиентов

Источник: https://habr.com/en/companies/crystal_service/articles/677792/

Определение клиентов, склонных к уходу, и применение мер, направленных на их сохранение. Крупные организации, такие как Amazon и Netflix, применяют технологии распознавания закономерностей для предложения товаров и развлекательного контента, учитывающего предпочтения пользователей. Полученные данные позволяют компаниям разрабатывать эффективные маркетинговые кампании, которые находят понимание у целевой аудитории, способствуя росту прибыли и повышению приверженности клиентов.