[人工智能]机器学习--库存管理方法

pd.cut()的用法

pd.cut

• 取值是连续的字段, 切成几段,变成类别型字段
• bins 怎么切成几段 定义分段的区间
• labels 切成几段每一段

ABC-XYZ库存管理

• 清楚 ABC XYZ 在库存管理中的含义
• 把商品/用户 按照某些字段 做分类这种思想
  • ABC 按照商品销量划分三个类别 划分的依据 二八法则 , 这种思路很常用
  • XYZ 和 ABC交叉 从不同维度对商品/用户 进行细分
    • 考虑的维度更多, 分群粒度可以更小, 运营可以更加精细
• XYZ 标签 使用变异系数进行划分的

变异系数

• cov = 标准差/平均值 反应了数据的波动情况 / 离散情况
  • COV 变异系数越小 说明 数据波动越小, 大多数数据与平均值的差较小
  • COV 变异系数越小 说明 数据波动越大, 离散程度越强
• XYZ 库存管理 就是统计了一年12个月的销量,计算每个SKU 销量的变异系数
  • 变异系数越大 需求越不稳定, 库存管理越困难
  • 变异系数越小, 需求越稳定, 库存管理越容易

ABC-XYZ

• X 结尾的
  • AX BX CX
  • 需求比较稳定 , 自动补货
• Y 结尾的
  • 半自动补货
  • 根据ABC的不同
  • AY 需要额外关注
• Z结尾的
  • 可以采用下单采购
  • 有明显季节性, 节日性商品,根据以往经验提前备货

代码实现过程

# 导入要使用的模块
from datetime import timedelta
import pandas as pd
import numpy as np
import seaborn as sns
import matplotlib.pyplot as plt
sns.set_style("dark")
sns.set()

# 加载交易数据

data1 = pd.read_excel('data2/online_retail_II.xlsx',sheet_name='Year 2009-2010')
data2 = pd.read_excel('data2/online_retail_II.xlsx',sheet_name='Year 2010-2011')

# 拼接数据
data = pd.concat([data1,data2],ignore_index=True)
data.head()

# 把时间变为datetime类型
data['InvoiceDate'] = pd.to_datetime(data['InvoiceDate'])

# 取一月到十二月的数据
df_12m = data[(data['InvoiceDate'] > '2010-01-01') & 
              (data['InvoiceDate'] <= '2010-12-31')]

# 更改列名,方便下面分析,并创建新列提取月份信息

df_12m.columns = ['OrderNo', 'sku', 'Description', 'quantity', 'date_created',
'UnitPrice', 'CustomerID', 'Country']

# assign的作用相当于增加新列
df_12m = df_12m.assign(month = df_12m['date_created'].dt.month)


# 从表中去掉退货的商品
df_12m = df_12m.query('quantity>0 & UnitPrice>0')

# 为了快速了解数据集中的季节性，使用 Seaborn 绘制每月销售量的柱状图

f, ax = plt.subplots(figsize=(20,8))

ax = sns.barplot(x='month',
                 y='quantity',
                 data=df_12m,
                 palette="Blues_d").set_title("Quantity by month",fontsize=15)


# 创建销售收入字段，查看订单价值在一年中的变化情况

df_12m = df_12m.assign(revenue = df_12m['quantity'] * df_12m['UnitPrice'])

# 绘图
f,ax = plt.subplots(figsize=(20,8))
ax = sns.barplot(x='month',
                 y='revenue',
                 data=df_12m,
                 palette='Blues_d').set_title('Revenue by month",fontsize=15')

构建xyz模型

# 先将数据按sku 和 month分组，计算不同sku每个月的总销量

df_12m_units = df_12m.groupby(['sku', 'month'])\
[['quantity']].sum().reset_index()

# 上面的数据是长格式，而不是宽格式，需要对其进行转换。 我们使用 pivot() 透视表将每个 SKU 最为行索引，
# 将月份作为列，每月销售数量最为值
# add_prefix意思是在列后面加一个字符
df_12m_units = df_12m_units.pivot\
(index='sku', columns='month', values='quantity')\
.add_prefix('m').reset_index().fillna(0)


# 通过dataframe的.std(axis=1) 来计算每行中值的标准差
df_12m_units['std_demand'] = df_12m_units\
[['m1','m2','m3','m4','m5','m6','m7','m8','m9','m10','m11','m12']].std(axis=1)

# 接下来我们需要计算每个sku的年需求量，实际就是每月数据求和sum()
df_12m_units = df_12m_units.assign(totall_demand = df_12m_units[['m1','m2','m3','m4','m5','m6','m7','m8','m9','m10','m11','m12']]\
.sum(axis=1))

# 计算每月的平均需求
df_12m_units = df_12m_units.assign\
(avg_demand = df_12m_units['totall_demand']/12)

# 计算需求变异系数（Coefficient of Variation）

df_12m_units = df_12m_units.assign(cov_demand = 
df_12m_units['std_demand'] / df_12m_units['avg_demand'])


# 对变异系数进行排序
df_12m_units.sort_values('cov_demand', ascending=True).head()

#  绘制 CV的直方图，
# 查看整个产品系列中变异系数的分布，CV值>1的说明需求变化比较剧烈

f, ax = plt.subplots(figsize=(15, 6))
ax = sns.distplot(df_12m_units['cov_demand']).set_title("Coefficient ofVariation",fontsize=15)


# 划分XYZ

def xyz_class_product(cov):
    if cov <= 0.5:
        return 'X'
    elif cov > 0.5 and cov <=1.0:
        return 'Y'
    else:
        return 'Z'
    
# 调用函数

df_12m_units['xyz_class'] = df_12m_units['cov_demand'].apply(xyz_class_product)


# 查看xyz的sku个数
df_12m_units.xyz_class.value_counts()

# 对xyz_class列进行分组,

df_12m_units.groupby('xyz_class').agg(
    total_skus = ('sku', 'nunique'),
    total_demand = ('totall_demand', 'sum'),
    std_demand = ('std_demand', 'mean'),
    avg_demand = ('avg_demand', 'mean'),
    avg_cov_demand = ('cov_demand', 'mean'))

# 对xyz_class分组,求各个月份的总量
df_monthly = df_12m_units.groupby('xyz_class').agg(
    m1=('m1', 'sum'),
    m2=('m2', 'sum'),
    m3=('m3', 'sum'),
    m4=('m4', 'sum'),
    m5=('m5', 'sum'),
    m6=('m6', 'sum'),
    m7=('m7', 'sum'),
    m8=('m8', 'sum'),
    m9=('m9', 'sum'),
    m10=('m10', 'sum'),
    m11=('m11', 'sum'),
    m12=('m12', 'sum'),)


# 把列表转成unstack格式, 在修改列
df_monthly_unstacked = df_monthly.unstack('xyz_class').to_frame()
df_monthly_unstacked = df_monthly_unstacked.reset_index().rename(columns={'level_0':'month', 0: 'demand'})
df_monthly_unstacked.head()

# 绘图

f, ax = plt.subplots(figsize=(15, 6))
ax = sns.barplot(x="month",y="demand",\
data=df_monthly_unstacked[df_monthly_unstacked['xyz_class']=='X'],palette="Blues_d")\
.set_title("X class demand by month",fontsize=15)

对ABC库存分析

# 运行聚合来计算每个 SKU 的收入指标。
df_skus = df_12m.groupby('sku').agg(
    unique_purchases = ('sku', 'nunique'),
    total_units = ('quantity', 'sum'),
    total_revenue = ('revenue', 'sum')).\
sort_values('total_revenue', ascending=False).reset_index()

#计算累计总额 ,增加一列
df_skus['revenue_cumsum'] = df_skus['total_revenue'].cumsum()

# 计算总销售额,增加一列
df_skus['revenue_total'] = df_skus['total_revenue'].sum()

# 计算每个 SKU 产生的累积收入贡献百分比
df_skus['revenue_running_percentage'] = df_skus['revenue_cumsum']/df_skus['revenue_total'] * 100

# 创建一个函数给贡献百分比打上标签
def abc_classfy_product(x):
    if x > 0 and x <= 80:
        return 'A'
    elif x > 80 and x <= 90:
        return 'B'
    else:
        return 'C'
    
# 调用函数 abc_classfy_product
df_skus['abc_class'] = df_skus['revenue_running_percentage'].apply(abc_classfy_product)

# 给贡献百分比标签排序
df_skus['abc_rank'] = df_skus['revenue_running_percentage'].rank().astype(int)

# 来检查ABC每个类的统计数据
df_abc = df_skus.groupby('abc_class').agg(
    total_skus=('sku', 'nunique'),
    total_units=('total_units', sum),
    total_revenue=('total_revenue', sum)).reset_index()

# 加一个绘图的模块包用来显示文字
plt.rcParams['font.sans-serif'] = 'SimHei' 

# 加一个忽略警告
import warnings
warnings.filterwarnings('ignore')


# 以下对ABC每个类别的销售收入进行可视化

f, ax = plt.subplots(figsize=(30,10))
ax = sns.barplot(x='abc_class',
                 y='total_revenue',
                 data=df_abc,
                 palette='Blues_d').set_title('ABC三类的贡献总额占比',fontsize=30)

ABC-XYZ库存分析

# 从新定义df_abc
df_abc = df_skus[['sku','abc_class','abc_rank','total_revenue']]

# 复制一份df_12m_units表
df_xyz = df_12m_units.copy()

# 将两个表进行拼接
df_abc_xyz = df_abc.merge(df_xyz, on='sku', how='left')

# 将 abc和xyz进行组合

df_abc_xyz['abc_xyz_class'] = df_abc_xyz['abc_class'].astype(str) + \
df_abc_xyz['xyz_class'].astype(str)

# 将abc_xyz_class列进行分组,查看每个组合类中的属性值

df_abc_xyz_summary = df_abc_xyz.groupby('abc_xyz_class').agg(
    total_skus=('sku', 'nunique'),
    total_demand=('totall_demand', sum),
    avg_demand=('avg_demand', 'mean'),
    total_revenue=('total_revenue', sum)).reset_index()

# 用seaborn绘图,观察abc_xyz_class列和total_skus之间的关系
f, ax = plt.subplots(figsize=(15, 6))
ax = sns.barplot(x="abc_xyz_class",
                y="total_skus",
                data=df_abc_xyz_summary,
                palette="Blues_d").set_title("SKUs by ABC-XYZ class",fontsize=15)

pivot / pivot_table / crosstab的区别

• pivot_table 和 cross_tab 可以互相替换
• pivot_table 是pandas 和 dataframe的方法
• cross_tab 只是 pandas的方法

pivot 不能聚合 pivot_table 和 cross_tab 都可以聚合