Estimating assortment-based substitution in retail

Abstract

Deciding which products to include in the assortment of a store is one of the most basic decisions a retailer has to make, but finding out which assortment produces the highest profits or margins is a difficult problem. Failing to offer the optimal products causes loss of profits or even loss of customers for the retailer.

When customers are looking for a specific product but find that it is unavailable, they may choose to buy another similar product instead. This is called substitution, and the amount of substitution affects the demand of products. Therefore, the optimal assortment also depends on the amount of substitution, and hence, many assortment planning solutions incorporate the effect of substitution in them. However, only one study was found where substitution has been estimated directly.

The goal of this thesis is to find how assortment-based substitution in retail can be directly estimated. In this thesis the methodology for estimating assortment-based substitution is presented and then applied to a retail receipt data set.

The results indicate that the accuracy of the substitution estimation method depends heavily on the accuracy of the demand forecasts that are used as inputs for the substitution estimation. The forecasting models used in this thesis are not able to predict demand accurately for slow-moving products, which limits the accuracy of the substitution estimation method. Additionally, the results of this thesis show that the footfall of a store, i.e. how many customers visit a store on a given day, can be estimated very accurately.

Yksi vähittäiskauppiaan olennaisimmista päätöksistä on valita kaupan tuotevalikoimaan sisällytettävät tuotteet, mutta parhaiten tuottavan tuotevalikoiman löytäminen on vaikeaa. Jos asiakkaat eivät löydä valikoimasta haluamiaan tuotteita, johtaa tämä huonompaan myyntiin tai jopa asiakkaiden menetykseen.

Kun asiakas etsii jotakin tiettyä tuotetta, mutta huomaa ettei sitä ole saatavilla, saattaa hän ostaa toisen tuotteen tämän sijasta. Tätä ilmiötä kutsutaan substituutioksi, ja se vaikuttaa tuotteiden kysyntään ja siten myös siihen, mikä on optimaalisin tuotevalikoima. Tämän vuoksi monet nykyiset tuotevalikoiman suunnitteluun käytettävät menetelmät sisällyttävätkin substituution vaikutuksen yhdeksi menetelmän osaksi. Itse substituution määrää on kuitenkin mallinnettu vain yhdessä löydetyssä aikaisemmassa tutkimuksessa.

Tämän diplomityön tavoite on tutkia, kuinka valikoimasta johtuvan substituution määrää pystytään mallintamaan vähittäiskauppiaan kuittidatalla. Diplomityössä esitetään metodologiaa valikoimasta johtuvan substituution määrän mallintamiseen, ja tämän jälkeen sitä sovelletaan vähittäiskauppiaan kuittidataan.

Diplomityön tulokset osoittavat, että substituution mallintamisen tarkkuus riippuu käytettyjen kysynnän ennustamismallien tarkkuudesta. Tässä diplomityössä käytetyt kysynnän ennustamismallit eivät pysty ennustamaan kysyntää tarkasti tuotteiden vähäisestä myynnistä johtuen, mikä rajoittaa substituution mallintamisen tarkkuutta. Tämän lisäksi diplomityön tulokset osoittavat, että kauppojen päivittäistä kävijämäärää on mahdollista ennustaa erittäin tarkasti.