A joint assortment planning and shelf space allocation optimization for a supermarket chain in Turkey

Abstract

Bu çalışma ortak bir çeşit planlama ve raf payı dağıtma problemini modeller. Çeşit planlama alt problemi özel ürünlerin pörtföye alınıp alınmama kararını verir. Bu iki problem arasındaki ilişki şu şekilde açıklanabilir. Eğer özel ürünler portföye alınırsa, standart ürünlerin yer aldığı raf alanından pay alacaklar. Standart ürünlerin raf alanındaki azalma, onlara ait talebi düşürebileceği gibi, özel ürünlerin portföye alınması sonucu oluşan çapraz satış etkisi sonucu standart ürünlerin satışını artırabilir. Böylece özel bir ürünün değeri sadece kendi satışları ile değil aynı zamanda standart ürünler için yarattığı çapraz satış etkisi ile ölçülmektedir. Bir ürünün kendi değeri ve başka ürünlerle olan çapraz satış etkisi, Türkiye'nin en büyük perakendecisinden alınan 600 müşterinin bir yıllık sepet bilgileri doğrultusunda çoklu regresyon teknikleri kullanılarak tahmin edilmiştir.Problemin çözümü için açgözlü sezgisel bir yöntem geliştirildi. 100 orta ölçekli test örneği hem sezgisel yöntem ile hem de GAMS 23.7 (Dicopt çözücüsü kullanılarak) ile çözüldü. Sezgisel yöntem tüm test problemlerini çözerken, GAMS yalnızca 78 tanesini 17 dakikalık zaman limitinde çözebildi. Her bir problem için sezgisel yöntem GAMS e göre amaç fonksiyonu değeri ve çözüm süresi kriterleri için daha iyi sonuç verdi. Sezgisel yöntem GAMS'e göre amaç fonksiyonu değeri için ortalama %14 yüksek değer bulurken, çözüm süresi göz önüne alındığında GAMS'in çözüm süresinin ortalama dörtte birinden daha kısa sürede sonuç verdi. Bu çaışmanın literatüre katkısı, çeşit belirleme ve raf payı dağıtımı problemlerini beraber göz önüne almak, çapraz satış etkilerini tahminleme yöntemi ve oluşturulan sezgisel yöntem olarak özetlenebilir.

We consider a joint assortment planning and shelf space allocation problem. The assortment planning sub problem consists of introducing special products. If these special products are introduced, they can be placed on the shelves that were occupied previously by the standard products. The reduction in the shelf space allocated to the standard products can result in the decrease of the demands for these products. On the other hand, the introduction of the special products can increase the demand for the standard products through cross-selling. The problem is formulated through a nonlinear integer programming problem. The cross-selling effects are estimated by analyzing real sales data of one year of the biggest supermarket chain of Turkey.We derive a greedy heuristic procedure that can be used easily by practitioners. To compare the performances of our heuristic with one of the most used nonlinear integer programming solvers, namely Dicopt, we solved 100 medium-scale test problems by GAMS 23.7 (using Dicopt) and our heuristic. Our heuristic solved all of the test problems while GAMS solved 78 out of 100 test problems within 17 minutes time limit; i.e., if GAMS did not provide a solution within 17 minutes, we stopped the optimization procedure. For each problem, our heuristic outperformed GAMS in terms of the optimal objective value as well as the execution time. The optimal objective value found by our heuristic is, on average, 14% higher than the optimal objective value found by GAMS. The average execution time of our heuristic is less than one quarter of the average execution time of GAMS.