Controlled Experiments for Data-driven Retail Optimization

Abstract

Retailing is an industry shaped by low margins, large volumes and high fixed costs. Recently, consumers have become growingly demanding and price sensitive while competition has accelerated. Retailers must optimize their processes and generate revenue while cutting costs more than ever. Still, even the most advanced retailers often resort to intuitive decision-making, repeating old patterns that are often far from optimal. While modern analytics help optimize areas such as supply chain, merchandising and space planning, understanding the causal effects of decisions is difficult.

The scientific world has embraced experimenting as a causal inference methodology for centuries, but in business, its uses mostly limit to marketing and user interface development, because these offer an easy context to divide consumers into comparable groups. In retailing, the logic of a controlled experiment (CE) could be to apply a new business idea to only a group of stores, allowing a causal comparison to be made with stores where the idea was not applied.

This thesis synthesizes how retailers can benefit from CEs. Prior literature has not focused on a practical approach to the process that retailers should follow in order to successfully utilize CEs as a means for optimization. The study is conducted with a design science approach, where a literature review and interviews are used in designing a methodology framework for CEs in a retail context. The framework is further applied in two fabricated case examples to illustrate its applicability.

Running successful CEs needs vast understanding of the business opportunity that is being tested and thorough planning to ensure that the experiment produces credible results directed to the problem. In a retail context, a critical part of CEs is addressing the extensive implications of a CE outside the focal area of business. Complying with the framework steps ensures that the CE process is logical, but each case still requires adjusting its details accordingly. Future research could apply the framework in a pilot case and compare controlled experimenting to other causal methods in a retailing context.

Vähittäiskauppaa luonnehtivat pienet katteet, suuret myyntimäärät ja korkeat kiinteät kustannukset. Viime aikoina kuluttajien vaativuus ja hintatietoisuus on kasvanut, ja kilpailu on koventunut. Vähittäiskauppojen on optimoitava prosessejaan, kasvatettava liikevaihtojaan ja pienennettävä kustannuksiaan enemmän kuin koskaan. Tästä huolimatta jopa kehittyneiden ketjujen päätöksenteko on tyypillisesti intuitiivista ja vanhojen tapojen toistamista. Modernit analytiikkasovellukset auttavat optimoinnissa läpi arvoketjun, mutta päätösten kausaalisten riippuvuussuhteiden ymmärtäminen on hankalaa.

Koeasetelmia on käytetty laajasti eri tieteenaloilla jo pitkään, mutta liiketoiminnan päätöksenteon tukena se on yleinen lähinnä markkinoinnissa ja käyttöliittymien kehityksessä, joissa kuluttajat voidaan helposti jakaa verrattaviin ryhmiin. Vähittäiskauppaketjuissa uutta hanketta tai ideaa voitaisiin testata osassa myymälöitä, mahdollistaen kausaalisen vertailun ulkopuolelle jätettyjen ryhmien kanssa.

Diplomityössä tutkitaan kontrolloitujen kokeiden hyödynnettävyyttä vähittäiskaupassa. Aikaisemmassa kirjallisuudessa ei ole käsitelty käytännöllistä prosessia, jolla vähittäiskaupat voisivat hyötyä kontrolloiduista kokeista. Työ hyödyntää suunnittelutiedemetodia, jossa kirjallisuuskatsauksen ja haastattelujen perusteella suunnitellaan metodologiaviitekehys kontrolloiduille kokeille vähittäiskaupan kontekstissa. Viitekehystä arvioidaan ja havainnollistetaan kahden kuvitteellisen esimerkin kautta.

Kontrolloitujen kokeilujen toteuttaminen edellyttää laajaa ymmärrystä tutkittavasta liiketoimintamahdollisuudesta sekä huolellista suunnittelua, jotta koeasetelma tuottaa uskottavia ja soveltamiskelpoisia tuloksia. Vähittäiskaupoille erityisen kriittistä on hahmottaa kokeen vaikutukset läpi organisaation. Viitekehyksen vaiheiden noudattaminen auttaa tekemään koeasetelmasta johdonmukaisen, mutta yksittäiset tapaukset vaativat prosessin mukauttamista. Jatkotutkimuksen tulisi keskittyä viitekehyksen soveltamiseen todellisessa tapauksessa sekä kontrolloitujen kokeiden vertaamiseen muiden kausaalisten menetelmien kanssa vähittäiskaupan kontekstissa.