شماره مدرك
19979
شماره راهنما
17249
پديد آورنده
آقالر، حامد
عنوان
ارائه يك مدل قيمت گذاري پويا و مبتني بر هوش مصنوعي بهمنظور كاهش ضايعات مواد غذايي و بهبود سود خردهفروشان
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
لجستيك و زنجيره تأمين
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1403
صفحه شمار
چهارده، 110ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
ضايعات مواد غذايي , قيمتگذاري پويا , هوش مصنوعي , شبكه عصبي , سودآوري خردهفروشي , سياستهاي تخفيفاتي و تبليغاتي
تاريخ ورود اطلاعات
1403/09/10
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي صنايع
دانشكده
مهندسي صنايع و سيستم ها
تاريخ ويرايش اطلاعات
1403/09/11
كد ايرانداك
23084786
چكيده فارسي
در دنياي امروز، با افزايش جمعيت و تغييرات سريع اقتصادي، مسألهي امنيت غذايي و مديريت بهينهي منابع، بيش از پيش مورد توجه قرار گرفتهاست. يكي از چالشهاي اساسي در اين حوزه، مديريت ضايعات مواد غذايي در زنجيرهتأمين، بهويژه در سطح خردهفروشي است. افزايش ضايعات نهتنها منجر به هدررفت منابع ميشود، بلكه كاهش سودآوري خردهفروشان و ايجاد آسيبهاي اجتماعي و زيستمحيطي را نيز بهدنبال دارد. همچنين، تغييرات رفتار مصرفكننده و عدم پيشبيني مناسب تقاضا از جمله عواملي هستند كه ضايعات مواد غذايي را در سطح خردهفروشي تشديد ميكنند. به همين دليل، ايجاد راهكارهايي كه بتوانند بهصورت پويا به مديريت اين ضايعات بپردازند، امري ضروري به نظر ميرسد. در اين پژوهش، با هدف كاهش ضايعات مواد غذايي و بهبود سودآوري خردهفروشيها، سياستهاي تبليغاتي و تخفيفاتي پويا مورد بررسي قرار گرفتهاست. اين سياستها با در نظر گرفتن پارامترهايي نظير موجودي، تاريخ انقضا، و وضعيت اقتصادي مصرفكنندگان، بهينهسازي شده و بر مبناي آن، مدلهايي براي پيشبيني ميزان ضايعات و تخفيف بهينه، ارائه شدهاند.
در اين راستا، دادههاي واقعي از خردهفروشان يك منطقهي جغرافيايي خاص، جمعآوري و تحليل شد. اين دادهها شامل اطلاعاتي درباره موجودي، فروش، تاريخ انقضاي محصولات، و سياستهاي تخفيفاتي اعمالشده در گذشته بودند. براي بهكارگيري دادههاي جمعآوريشده در مدلها، فرايندهاي پيشپردازشي شامل پاكسازي دادهها، حذف دادههاي ناقص و نرمالسازي، انجام گرفت. سپس، سياست تبليغاتي و تخفيفاتي «يكي بخر-يكي رايگان ببر» بر اساس يك تحقيق پايه، پوياسازي شد؛ بهنحوي كه سياست بهينه، در شرايط مختلف، وابسته به شاخصهاي موجودي اقلام، زمان ماندگاري اقلام و سود خردهفروش، پيشنهاد شد. اين سياستها بهصورت پويا بهگونهاي تنظيم شدند كه بتوانند به تغييرات تقاضا در زمانهاي مختلف پاسخ دهند و از ضايعات اقلام، جلوگيري كنند.
در ادامه، مدلهاي مختلف شبكههاي عصبي از جمله حافظه طولاني كوتاهمدت، حافظه طولاني كوتاهمدت دوطرفه و مدل بازگشتي ساده براي بهينهسازي سياستهاي تخفيفاتي و تبليغاتي با هدف كاهش ضايعات و افزايش سودآوري، روي دادههاي چهار گروه محصولي شامل نان و غلات، اقلام پروتئيني، غذاهاي نيمهآماده، و محصولات لبني، پيادهسازي و ارزيابي شدند. اين مدلها با بهرهگيري از دادههاي واقعي بهدستآمده از فروشگاههاي مورد مطالعه، آموزش ديده و بهينهسازي شدند تا بتوانند بهطور دقيق ميزان ضايعات و بهترين زمان تخفيفات را پيشبيني كنند. انتخاب مناسب هايپرپارامترها براي مدلهاي شبكه عصبي و تنظيمات دقيق در فرآيند آموزش، بهطور مؤثري باعث بهبود دقت پيشبيني مدلها شد. همچنين، استفاده از روشهاي بهينهسازي و كاهش واريانس در دادهها باعث بهبود عملكرد مدلها و كاهش خطا در پيشبينيها شد.
نتايج پژوهش، نشان داد كه پوياسازي سياستهاي تخفيفاتي و تبليغاتي نهتنها سودآوري خردهفروشان را بهبود ميبخشد، بلكه به كاهش ضايعات اقلام غذايي نيز منجر ميشود. در گروه نان و غلات، مدل مبتني بر مدل حافظه طولاني كوتاهمدت توانست تخفيفهاي بهينه را پيشبيني كند و ضايعات را تقريباً به صفر برساند. همچنين در گروه اقلام پروتئيني، مدل حافظه طولاني كوتاهمدت دوطرفه با اعمال تخفيفهاي هوشمند، ضايعات را به حداقل رساند، اما تخفيفهاي بيش از حد، گاه منجر به كاهش درآمد شد كه نياز به تنظيم دقيقتري داشت. در گروه غذاهاي نيمهآماده، مدل حافظه طولاني كوتاهمدت توانست با پيشبيني تقاضا و شرايط بازار، ضايعات را بهطور قابلتوجهي كاهش دهد. علاوهبراين، مدل بازگشتي ساده در گروه محصولات لبني با كاهش خطا در پيشبينيها، عملكرد مناسبي از خود نشان داد و منجر به افزايش سودآوري شد.
تحليلهاي عددي نشان داد كه مدلهاي هوشمند پيشنهادي در مقايسه با سياستهاي سنتي تخفيفاتي مانند «يكي بخر دوتا ببر»، با كاهش ضايعات و افزايش سودآوري، عملكرد بهتري داشتند. اين مدلها با تطبيقپذيري بالا و توانايي واكنش سريع به تغييرات تقاضا، به خردهفروشان امكان بهينهسازي سياستهاي تخفيفاتي و تبليغاتي را دادند. بهعنوان مثال، مدلهاي آموزشديده، نشان دادند كه استفاده از تخفيفهاي هوشمند نهتنها باعث افزايش فروش ميشود، بلكه ضايعات مواد غذايي را نيز بهشدت كاهش ميدهد. در مقابل، سياستهاي تخفيفاتي سنتي در برخي موارد باعث افزايش ميزان ضايعات ميشود؛ زيرا مصرفكنندگان بهصورت بيش از حد، اقلام را خريداري كرده و در نهايت از مصرف آنها صرفنظر ميكنند.
چكيده انگليسي
In today’s world, with the growing population and rapid economic changes, the issue of food security and optimal resource management has become more critical than ever. One of the fundamental challenges in this area is the management of food waste in the supply chain, particularly at the retail level. The increase in food waste not only leads to resource loss but also results in decreased profitability for retailers and causes social and environmental damage. Moreover, consumer behavior changes and the lack of accurate demand forecasting are among the factors that exacerbate food waste at the retail level. Therefore, it seems essential to develop dynamic solutions that can efficiently manage this waste. In this research, aimed at reducing food waste and improving the profitability of retailers, dynamic promotional and discount strategies were investigated. These strategies were optimized by considering parameters such as inventory, expiration date, and the economic condition of consumers, leading to models that predict both optimal discounts and food waste.
For this purpose, real data were collected and analyzed from retailers in a specific geographic region. This data included information on inventory, sales, product expiration dates, and previously implemented discount policies. Preprocessing steps such as data cleaning, handling missing data, and normalization were carried out to prepare the collected data for the models. The "Buy One, Get One Free" (BOGOF) promotional strategy was then dynamically adjusted based on foundational research, so that the optimal policy could be recommended under various conditions, depending on factors such as inventory levels, shelf life, and retailer profitability. These strategies were designed to respond dynamically to changes in demand over time and prevent the generation of food waste.
Next, various neural network models, including Long Short-Term Memory (LSTM), Bidirectional Long Short-Term Memory (BiLSTM), and Simple Recurrent Neural Networks (SimpleRNN), were implemented and evaluated to optimize discount and promotional policies. The goal was to reduce food waste and increase profitability across four product groups: bread and cereals, protein products, semi-prepared foods, and dairy products. These models were trained and optimized using real data collected from the studied stores to accurately predict food waste and determine the best time for applying discounts. The careful selection of hyperparameters for the neural network models, along with precise adjustments during training, significantly improved the accuracy of the models. Additionally, optimization techniques and variance reduction methods further enhanced the models' performance and minimized prediction errors.
The results of the research showed that dynamic discount and promotional strategies not only improve retailers' profitability but also significantly reduce food waste. In the bread and cereals group, the model based on LSTM was able to predict optimal discounts and nearly eliminate food waste. Similarly, in the protein products group, the BiLSTM model minimized waste through the application of smart discounts. However, excessive discounts occasionally led to reduced revenue, which required more precise adjustments. In the semi-prepared foods group, the LSTM model successfully predicted demand and market conditions, resulting in a significant reduction in waste. Furthermore, the SimpleRNN model in the dairy products group showed satisfactory performance by reducing prediction errors and increasing profitability.
Numerical analyses revealed that the proposed intelligent models outperformed traditional discount strategies, such as "Buy One, Get Two Free," by reducing waste and increasing profitability. These models, with their high adaptability and rapid response to demand fluctuations, allowed retailers to optimize their discount and promotional strategies effectively.
استاد راهنما
فرشته پرورش
استاد داور
مهدي علينقيان , صبا صارمي نيا