采銷協同的算法優化實踐
1 背景
互聯網時代,如何利用數據和算法優化商品供應端與銷售端的協同能力,從而降低成本保持競爭優勢,是電商供應鏈管理核心問題之一。-
嚴選模式相比于普通品牌電商的商品種類更多;
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相比于平臺電商和平臺自營多了商品生產過程,因此補貨周期要長1-4個月不等;
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嚴選的銷售渠道比較全,有自建App、各家平臺店鋪、抖快直播、以及線下店等。

品牌商的商業目的是在商品銷售過程中,平衡庫轉和缺貨,盡可能降低庫存積壓、商品缺貨等帶來的各種成本,從而保障銷售額的同時最大化利潤。采銷協同是實踐中平衡庫轉和缺貨非常有效的方法,“采”對應供應端的補貨鏈路,“銷”對應渠道端的銷售鏈路,兩條鏈路并行推進互相協同配合。最理想的狀態是,供應端補貨的商品量與實際銷售的商品量相當,這樣既沒有庫存成本,也沒有缺貨損失,銷售額和利潤同時趨向最大化。不然,補貨量大于銷售量,會增加庫存成本;反之則商品缺貨,會造成銷售損失。

圖2 嚴選采銷協同鏈路
3 采銷協同的三個階段
3.1 事前
第一個階段是事前做預測,主要任務是制定活動計劃和需求計劃。
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做活動計劃:首先渠道需要制定初版活動計劃,接著粗粒度的計劃輸入預測模塊得到銷售數據,再根據利潤率計算得到毛利預估,根據毛利空間再調整活動計劃。如此迭代,直到能滿足渠道的GMV和毛利目標需求。
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做需求計劃:首先依賴上一步的活動計劃,根據歷史數據細化顆粒度,拆分到單個SPU甚至SKU,接著輸入預測模塊得到每個SKU的銷量數據,最后根據銷量預測數據制定需求計劃。
3.2 事中
第二個階段是事中依策略,計劃永遠趕不上變化,活動執行變數是非常大的,因此銷量預測永遠做不準,預測結果應該是一個銷量的概率分布。補貨策略應該對應業務目標,比如大促期盡量不缺貨,或者平時要減少庫存積壓,又或者把庫存成本、缺貨成本、運輸成本整體降到最低等。所以在計算什么時候補貨、補多少這個問題的時候,可以看成基于銷量概率分布、MOQ、LT、安全庫存等業務約束的一個目標優化問題,根據當下的業務目標來制定策略,而非按照一套統一的公式。
3.3 事后
第三個階段是事后可微調,一般銷售都有自然波動或不可控因素的影響,部分商品會有積壓庫存和缺貨的趨勢出現,此時在銷售端需要做對應的處理。由于是趨勢剛出現,系統可通過活動選品、流量調控兩個模塊對流量進行微調。而等到庫存積壓真正發生時,只能通過清倉等特殊運營手段進行干預了。

圖3 采銷協同的三個階段
4 嚴選模式的采銷協同面對的困難
嚴選模式的采銷協同相比其他類型電商存在很多困難,對應三個階段總結如下:
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預測難點
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SKU種類多數量大:品類覆蓋寵物,美食,個護,居家等八個生活相關類目,包含了季節品、快消品、時令品、常青品、長尾品等多種類型商品;需要預測的SKU數約16萬,其中自營SKU約2.2萬。
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生產周期長:由于商品生產周期一般在1-6個月,因此必須預測180天左右的銷量,時間越長預測越難。
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商品銷售歷史短:大約50%的商品銷售不足一年,20%的商品銷售不足半年,根據沒有完整跑完一年的歷史數據,預測準確率很難提升較高水平。
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補貨難點
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保庫轉和降缺貨率之間難平衡:兩個指標很難同時做好,往往是蹺蹺板效應,補多補少需要根據當下具體業務需求來決定。
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活動計劃和需求計劃分開制定:活動計劃由運營團隊制定,而需求計劃由供應鏈計劃團隊制定,兩邊在執行時考慮因素自然會有差異,因此底層以來的預測模塊最好是同一個。
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銷售調整難點
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長期的活動計劃無法做到SKU粒度,目前SKU顆粒度的活動配置參數只能做到提前1-2周確定。
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銷售渠道多,線上有嚴選App、淘系店鋪、京東店鋪、抖音快手直播等,線下有商場旗艦店、園區小店、和線下大客戶等。
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臨時的外部環境因素影響多,如疫情、茅臺、特殊事件影響等。
5 破局的方法
解決三個階段難點所采用的主要算法技術,分別對應的是銷量預測、補貨模型、和流量調控。
5.1 銷量預測
商品的銷量主要跟曝光量和轉化率相關,因此銷量預測模型采用的主要特征包括潛在用戶、觸達率、轉化率、和特定外部等相關因素,更具體的描述見下圖4。

圖4 銷量預測模型特征
預測模型經過了多個版本的迭代,主要可以分為時間序列模型、基于XGBoost或GBDT的樹模型、和基于深度學習的DeepTCN概率分布模型。對于波動性、趨勢性比較穩定的商品,時間序列模型ARIMA或其優化變種可以解決。但是線上銷售,往往影響因素非常多且復雜,一般趨勢沒那么穩定,因此樹模型可以充分利用各種特征,對歷史數據進行訓練,發揮很好的作用。深度模型的優勢是特征工程簡單,且天然可以輸出銷量的概率分布。根據我們的經驗,樹模型的準確率較高,且可解釋性相對較好,因此實操中大部分情況使用的還是樹模型。

圖5 銷量預測模型演進
5.2 補貨模型
補貨模型解決的問題,包括是否需要補貨,以及補貨量多少。模型優化迭代如圖6所示,也經歷了三個主要版本。
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基于安全庫存的補貨:根據需求的波動性及安全系數設置安全庫存,并基于安全庫存設置觸發補貨點,當庫存量低于觸發補貨點時進行補貨。再根據公式計算需求量S,減去當前庫存量I得到補貨量。
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基于單SKU期望成本最小化補貨:定義單個sku的過采和欠采成本,基于過采量和欠采量的約束下,最小化每個sku的期望總采購成本。第一個約束是和欠采相關的,可以表示缺貨量不超過某個值等。第二個約束是和過采相關的,可以表示最大補貨量(或者庫轉)不超過某個值。過采成本和欠采成本,是包含具體子項成本的,如過采成本子項里會包含:運費成本,倉租成本,資金持有成本,商品貶值成本。
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基于成本和多SKU共享MOQ約束補貨:在滿足多個sku共享生產線MOQ(或其他補貨約束下),最小化多個sku的期望總采購成本。

圖6 補貨模型演進
5.3 流量調控
流量調控系統綜合了預測算法、自動控制和運籌優化等算法能力,系統本身可滿足多場景多目標的需求,如打爆品、推新品、提毛利等,提前清庫存只是流量調控系統的一個應用場景。在這個場景下,首先根據銷量預測和策略得到有風險且要加權的商品,接著計算系統接入模塊的曝光流量預估,再選擇轉化效率預估較低的流量進行導流。并進行實時監控和自動控制,當導流效率下降則停止,一般提前清庫存場景的轉化效率下降會比較快,所以只能做到微調。

圖7 流量調控系統和應用場景
調控模型優化迭代的過程見圖8:
1.根據WaveNet流量預測,通過PID自動控制算法精準給到需求流量。
2.在第一種方法基礎上,基于最小化pv價值減少和ctr降低的約束下,給到足夠的曝光。
3.在第二種方法的基礎上,選擇特定低效商品坑位,根據加權商品競價替換,最大化收益的模型。

圖8 流量調控模型演進
6 總結
最后總結幾個容易踩坑需要關注的地方:
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沉淀模型,銷量預測需要結合算法模型與專家經驗,算法模型的優勢是穩定、準確、效率高,專家經驗能提供外部因素、突發情況的輸入。
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共用模型,活動計劃和需求計劃在制定時應該基于同一套底層的預測邏輯,盡可能對齊兩邊的預測數據。
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準確率陷阱,業務目標最終是降低成本,中間指標是庫轉天數和缺貨率,而銷量預測的結果應該是一個銷量的概率分布,應該基于業務目標和策略約束,計算補貨目標的最優解。但是大家往往會過度追求預測的準確率,當準確率提升到一定程度后會遇到瓶頸,投入產出比其實不劃算。
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流量調控,預測和計劃做得再好,實操總有變數和波動,因此事后的微調也很重要。

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