Standortplanung in volatilen Zeiten – Die Chancen von Daten & KI: Neuer Experten-Report veröffentlicht
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Klimaschutzmaßnahmen kann man auf den Weg bringen, indem man sie von langer Hand bis ins Detail plant, oder sie als Pilotprojekt in einer Testumgebung erprobt, um schnell Ergebnisse aus der Praxis zu erhalten. Um den zweiten Ansatz zu unterstützen, hat die HafenCity Universität (HCU) Hamburg das ANN RADAR (A New Normal) entwickelt. Das durch den ICLEI Action Fund geförderte Projekt hilft der Stadt Hamburg, geeignete Räume und Bezirke für die Erprobung nachhaltiger Energieinnovationen zu identifizieren und greift dabei auf die API Services von Targomo zurück.
„ANN RADAR liefert eine datengetriebene Entscheidungsgrundlage, Testbeds für Klimaschutzmaßnahmen zu finden“, erklärt Kay Hartkopf, der als Senior Researcher an der HCU Hamburg die Entwicklung des ANN RADARs leitet. „Je besser die Gebiete für die Erprobung geeignet sind, desto schneller können wir Erkenntnisse sammeln und dafür sorgen, dass die Maßnahmen in der Breite umgesetzt werden.“
Im Rahmen des Projekts wurden drei Kernthemen nachhaltiger Stadtentwicklung identifiziert, für das das ANN RADAR Testgebiete auswählen soll: Mobilität, Solar & Photovoltaik, sowie Energieeffizienz. TargomoAPI kommt insbesondere bei Szenarien rund um das Thema Mobilität zum Einsatz. Hier liegt ein Schwerpunkt darauf, lokale logistische Mobilitätszentren zu planen, wie es z.B. im Projekt MOVE 21 der HCU vorgesehen ist. MOVE21 ist ein von der Europäischen Kommission finanziertes Innovationsprojekt, das darauf abzielt, europäische Städte und ihre Umgebung in intelligente, emissionsfreie Knotenpunkte für Mobilität und Logistik zu verwandeln.
„Targomo ist uns eine große Unterstützung, da wir mit der API relevante Fragestellungen zur Mobilität, Erreichbarkeit und Versorgungsqualität beantworten und auf Karten visualisieren können“, sagt Kay Hartkopf. „Wir profitieren besonders von der schnellen Datenverarbeitung und den vielfältigen Anpassungsmöglichkeiten, die uns komplexe Analysen ermöglichen.“
ANN RADAR ist als Prozessunterstützung (moderierter Prozess zur Auswahl von Urban Testbeds) konzipiert und wurde von „A New Normal“ in Melbourne, Australien, inspiriert, das Prototypen und Pilotprojekte im Zusammenhang mit einem nachhaltigen Melbourne 2030 entwickelt. Es sammelt Indikatoren, um für ausgewählte Klimaschutzmaßnahmen die am besten geeigneten Stadtgebiete zu finden. Dabei berücksichtigt es auch lokale Klimastrategien sowie die verfügbaren Umweltdaten und unterstützt so die Entscheidungsfindung auf Grundlage von Fakten. Da schnell verschiedene Datenquellen integriert und Kombinationen von Datensätzen erforscht werden können, fördert es zudem die Beteiligung von Interessengruppen und ermöglicht für diese Zielgruppen spezifische Perspektiven zu erschließen.
Aufbauend auf den gewonnenen Erfahrungen ist geplant, ANN RADAR perspektivisch um weitere Datenlayer (z.B. Umweltdaten, Heat Islands, Urban Green, Echtzeit Mobilitätsdaten) und Funktionen zur Exploration von spezifischen Projektszenarien zu erweitern.
Aktuell steht es für Projekte der HCU zur Verfügung.
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Analysen einzelner Standorte und ihrer Einzugsgebiete sind die Basis für datengestützte Standortentscheidungen, lassen aber oft einen wichtigen Aspekt außer Acht: Wie wirken sich benachbarter Geschäfte und Wettbewerber auf den Standort aus? Um dieses Problem anzugehen, müssen wir Netzwerkanalysen durchführen, so dass wir die Wechselwirkungen und die Anziehungskraft zwischen Geschäften besser verstehen.
Die Statistics Context API von Targomo verfügt über einige tiefgreifende Funktionen. Eine davon ist eine Implementierung unserer Multigraph API mit Statistik-Datensätzen als Aggregationsgeometrien. Damit können wir komplexe Aggregationen durchführen – in diesem Fall das Huff-Modell. So können wir die Wahrscheinlichkeit berechnen, dass bestimmte demografische Gruppen an einen Standort kommen, und die Wahrscheinlichkeit, dass ein Standort das Umsatzpotenzial einer Region anzieht.
Im folgenden Beispiel simulieren wir zwei Filialnetze: unser Netz (schwarze Pins) und das der Konkurrenz (graue Pins). Der Einfachheit halber gehen wir davon aus, dass alle Standorte gleich attraktiv sind, abgesehen von der Entfernung.
Die Farbe der Statistikzellen gibt an, wie wahrscheinlich es ist, dass die Einwohner an diesem Standort ein Geschäft in unserem Netz besuchen. Da die Zellen Bevölkerungsdaten enthalten, können wir die Wahrscheinlichkeit mit dem statistischen Wert multiplizieren, um die Gesamtzahl der potenziellen Besucher zu erhalten.
So funktioniert’s:
Ein wichtiges Ziel von Netzwerkanalysen ist zu bestimmen, wie sich die Nachfrage auf die vorhandenen Standorte verteilt, einschließlich der eigenen Filialen und die der Konkurrenz. Hier kommen häufig Gravitationsmodelle zum Einsatz, die die “Anziehung” zwischen den Knoten in einem Netzwerk messen. Im Kontext von Analysen für den Einzelhandel bezieht sich das Konzept der Gravitation auf die Attraktivität eines Einzelhandelsstandorts für potenzielle Kunden. Wir messen also, welche Attraktivität die einzelnen Standorte haben und mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Kunde welchen Laden besucht.
Durch den Einsatz von Netzwerkanalysen und Gravitationsmodellen können wir wertvolle Erkenntnisse über das Kundenverhalten gewinnen und fundierte Entscheidungen über Standortstrategien treffen. Das Verständnis über die Wechselwirkung zwischen benachbarten Geschäften und der Attraktivität der einzelnen Standorte kann Unternehmen dabei helfen, ihre Präsenz zu optimieren und wettbewerbsfähig zu bleiben.
Das Huff-Modell (oder Huff-Modell) wurde 1963 von David B. Huff entwickelt und baut auf dem Gravitationsmodell auf. Es ist eine weit verbreitete Methode zur Vorhersage der Wahrscheinlichkeit, dass ein Besucher einen Ort besucht, als Funktion der Entfernung des Ortes, seiner relativen Attraktivität (im Vergleich zu anderen Orten) und der relativen Attraktivität von Alternativen. Mit anderen Worten, es prognostiziert die Wahrscheinlichkeit, dass Menschen einen Standort gegenüber einem anderen bevorzugen, basierend auf Faktoren wie Entfernung, Attraktivität und Wettbewerb.
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In einer Notfallsituation sind schnelle Reaktionszeiten von entscheidender Bedeutung. Sie helfen den Einsatzkräften, das Risiko weiterer Verletzungen oder Schäden zu minimieren, und erhöhen die Chancen auf einen positiven Ausgang des Vorfalls für die Beteiligten. Ob bei Unfällen, Notarzteinsätzen oder Bränden, ein Großteil dieser Reaktionszeit wird durch die Fahrt der Einsatzfahrzeuge bestimmt. Straßen können jedoch durch plötzliche Ereignisse wie Umwelteinflüsse oder Demonstranten, die sich auf der Straße festkleben, plötzlich unpassierbar werden.
Um Entwicklern und Planern die Möglichkeit zu geben, ihre Reaktionen in Notfallsituationen zu verbessern, hat Targomo eine neue Funktion veröffentlicht. Die Funktion “Polygon Exclusion” ermöglicht es, jederzeit bestimmte Gebiete (Polygone) vom Routing auszuschließen. Dies kann zum Beispiel notwendig sein, wenn eine Straße blockiert ist, ein Gebiet von einem Feuer betroffen ist oder ein Hochwasser Straßen oder Brücken unpassierbar macht – die Rettungsdienstleister können ihre Analysen on-the-fly anpassen, ohne auf die Aktualisierung der Straßendaten zu warten.
Das neue Feature verbessert allerdings nicht nur die schnelle Reaktion in Notsituationen, sondern ermöglicht auch eine bessere Planung im Fall von Unglücken. Kombiniert mit weiteren Datenservices von Targomo sind Notfallplaner in der Lage zu sehen, wie viele Menschen innerhalb einer vorgeschriebenen Mindestzeit versorgt oder evakuiert werden müssen. Wenn eine Brücke unterspült würde, wie viele Menschen wären nicht mehr erreichbar und müssten versorgt werden? Welche Gegenmaßnahmen sollten eingeleitet werden? Reichen die vorhandenen Standorte zum Beispiel von Polizei oder Feuerwehr für eine ausreichende Versorgung, oder werden weitere Standorte benötigt?
“Die Planung des Notfallmanagements ist schwierig, und wir müssen das Unvorhergesehene modellieren. Auf diese Herausforderung hat Targomo mit einer effizienten und innovativen Lösung geantwortet”, sagt Espen Bjerkås, Chief Technology Officer (CTO) bei Ada Technologies, das TargomoAPI zur Entwicklung und Optimierung von Katastrophenschutzlösungen in Norwegen einsetzt.
“Die Planung des Notfallmanagements ist schwierig, und wir müssen das Unvorhergesehene modellieren. Auf diese Herausforderung hat Targomo mit einer effizienten und innovativen Lösung geantwortet”, sagt Espen Bjerkås, Chief Technology Officer (CTO) bei Ada Technologies, das TargomoAPI für die Entwicklung und Optimierung von Katastrophenschutzlösungen in Norwegen nutzt.
“Die neue Funktion kann zur Beantwortung einer Vielzahl von sicherheitsrelevanten Fragen genutzt werden”, sagt Adam Roberts, Produktmanager von TargomoAPI. “Wir haben das Feature explizit nach den Wünschen und Anforderungen unserer Rapid-Response-Kunden entwickelt, da sie ein solches Feature nirgendwo auf der Welt finden konnten. Die Funktion wird nun aktiv in Ländern auf mehreren Kontinenten eingesetzt, darunter die USA, Norwegen und Deutschland, und wir hoffen, dass so vielen Menschen in Notsituationen schneller und besser geholfen werden kann.”
Targomo bietet leistungsstarke Entwickler-Tools, um innovative Geodatenanalyse-Anwendungen zu erstellen, Funktionen zur Standortsuche zur verbessern und die User Experience zu personalisieren. Das API-Portfolio zeichnet sich durch schnelle Verarbeitung und sehr präzises Routing sowie integrierte Anpassungsoptionen aus, mit denen Entwickler ihre Lösung an alle individuellen Szenarien adaptieren können.
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Bei der Expansion eines Unternehmens, insbesondere bei der Eröffnung einer neuen Filiale in einer neuen Region, ist die wichtigste Fragestellung, ob der Standort gut laufen wird und wie viel Umsatz dort generiert werden kann. Umsatzprognosen sind maßgebend, um die Standortwahl und die Entscheidungsfindung für eine erfolgreiche Expansion zu unterstützen. Es gibt mehrere Ansätze, die darauf abzielen, möglichst genaue und fundierte Prognosen zu erstellen.
Zwei Algorithmen des Machine Learning, die häufig zur Umsatzprognose verwendet werden, sind Random Forest und XGBoost. In dieser Fallstudie vergleichen wir die Ergebnisse dieser beiden gängigen Modelle mit den Ergebnissen, die mit dem Geo AI Modell von Targomo erzielt werden. Geo AI ist ein standortbasiertes Modell, das auf ein besseres Verständnis von Standortfaktoren und deren konkrete Bewertung trainiert wird.
Grundlage für diese Fallstudie sind die öffentlich zugänglichen Daten über den Verkauf von Spirituosen im US-Bundesstaat Iowa. Für eine mögliche Prognose wählten wir die Marke Hy-Vee aus und behandelten die Spirituosenverkäufe anderer Marken als Daten von Wettbewerbern.
Wer ist Hy-Vee? Das Unternehmen ist eine Supermarktkette, die hauptsächlich im Mittleren Westen und im Süden der USA ansässig ist. Der Hauptsitz des Unternehmens befindet sich in West Des Moines, Iowa. Hy-Vee hat über 285 Standorte in 8 US-Bundesstaaten, neben Iowa zum Beispiel auch in Illinois und Missouri.
Die drei Methoden Random Forest, XGBoost und Geo AI von Targomo wurden für die Modellierung berücksichtigt. Random Forest und XGBoost sind beliebte universal einsetzbare Machine Learning Algorithmen. Vor allem XGBoost findet man oft auf den Podesten von Machine Learning Wettbewerben in verschiedensten Anwendungsbereichen wieder. Die Algorithmen sind dank existierender Python/R-Pakete leicht zugänglich und ermöglichen es, schnell erste Ergebnisse zu erhalten. Es gibt jedoch auch bekannte Nachteile: Mögliche Probleme mit Overfitting, also der Überanpassung, und auch häufig eine schwierige Interpretierbarkeit der Ergebnisdaten. Vor allem Overfitting ist bei der Umsatzmodellierung ein großes Problem, denn Trainingsdaten (also das eigene Filialnetz) umfassen bestenfalls einige Hundert Datensätze. Die beste Performance liefern Random Forest und XGBoost bei der Arbeit mit Daten die Millionen Datenpunkte umfassen.
Geo AI ist ein standortbezogenes Verfahren. Die Grundlagen des Modells wurden im Rahmen eines Forschungsprojektes von Targomo in Kooperation mit dem Hasso-Plattner-Institut und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt entwickelt.
Ein wichtiger Bestandteil von Geo AI ist ein Gravitationsmodell. Es folgt der Idee des Newtonschen Gravitationsgesetzes und wendet das Konzept auf Marktmodelle an. Nach dem Newtonschen Gravitationsgesetz führen hohe Massen (Attraktivität in Marktmodellen) und eine geringe Entfernung zu einer starken Anziehung. Die Anziehungskraft wird in unserem Beispiel anhand von Shop-Merkmalen und Umgebungsmerkmalen gemessen. Bei diesen Merkmalen kann es sich um die Größe des Geschäftes, Verfügbarkeit von Parkplätzen, Beschaffenheit des Produktsortimentes oder um Standortfaktoren wie komplementäre Geschäfte, Konkurrenten oder andere Points of Interest in der Nähe handeln.
In unserem Modell werden diese Faktoren in der Attraction Strength zusammengefasst. Die Entfernung wird auf der Grundlage der Reisezeit berechnet, wobei die Einzugsgebiete durch die Reisezeit und den jeweiligen Reisemodus (Auto, Fahrrad, öffentlicher Nahverkehr und zu Fuß) definiert werden. Eine reisezeitbasierte Berechnung des Einzugsgebietes bietet eine präzisere und realistischere Einschätzung als naivere entfernungsbasierte Berechnung.
Zunächst musste das Data-Team von Targomo die Daten aus verschiedenen Quellen zusammentragen, um die allgemeine Nachfrage und Attraktivität der verschiedenen Geschäftsstandorte zu berechnen:
Bei der Datenbereinigung werden ungenaue, unvollständige und doppelte Datensätze identifiziert und anschließend korrigiert oder entfernt.
Darüber hinaus wurden Geschäfte mit extrem hohen oder niedrigen Jahresumsätzen sorgfältig überprüft, wobei festgestellt wurde, dass es sich bei den meisten um Großhandelsunternehmen handelte. Da diese Geschäfte andere Kundengruppen – nämlich andere Geschäfte – ansprechen, wurden diese Ausreißer aus dem Datensatz entfernt. Kasinos, Hotels, Gasthöfe und Brennereien wurden ebenfalls entfernt.
Beispiele für unvollständige und doppelte Datensätze
Der Geo AI Algorithmus lernt auf Basis der Standortdaten und der Umsätze, welche Datenzusammensetzung die Leistung der Hy-Vee-Filialen am besten repräsentiert.
Das Training besteht aus zwei Hauptkomponenten:
Es gibt zwei relevante Werte, die während des Lernprozesses gemessen werden und die Prediction Quality anzeigen, also die Qualität der Vorhersage: Der Trainingsfehler (training error) und der Testfehler (testing error).
Bei den Prognose-Ergebnissen kann der Testfehler als aussagekräftiger angesehen werden, da er uns eine Vorstellung davon vermittelt, wie gut das Modell bei neuen, ungesehenen Daten – wie der Adresse eines potenziellen neuen Standorts für eine Geschäftseröffnung – abschneiden wird. Ein niedriger Trainingsfehler ist eine Voraussetzung, aber kein ausreichender Indikator für ein erfolgreiches Modell.
Bei unseren Projekten zur Umsatzvorhersage durchlaufen wir während des Modelltrainings normalerweise zwei Phasen:
Die Tabelle vergleicht die Modellgenauigkeit (model accuracy) und die erkannten Erfolgsfaktoren (success driver) von drei Modellen zur Prognose des Alkoholverkaufs in Hy-Vee-Filialen. Der Trainingsfehler des Geo AI Modells liegt bei 16 % und der Testfehler bei 19,8 %, während die Testfehler des Random Forest-Modells und des XGBoost-Modells trotz ausgiebigem Hypertuning 38,1 % bzw. 30 % betragen. Im Vergleich zu den beiden häufig verwendeten Modellen liefert Geo AI somit die höchste Genauigkeit.
Welche “Erfolgstreiber” wurden identifiziert? Vergleich: Drei Modelle zur Prognose des Verkaufs von Hy-Vee Spirituosen
Die identifizierten Attribute in den Random-Forest- und XGBoost-Modellen sind eher begrenzt und beschränken sich auf die Anzahl der Artikel, die Anzahl der Besucher und ein oder zwei weitere soziodemografische Merkmale. Die Hinzunahme zusätzlicher Attribute führt bei den Modellen zu Overfitting.
Im Gegensatz dazu besteht das Geo AI Modell aus einer breiten Palette von Attributen, zu denen unter anderem Shop-Merkmale (Anzahl der Artikel, Art des Ladens), die Umgebung (Passantenfrequenz am Standort) und soziodemografische Merkmale potenzieller Kunden gehören. Die Anzahl der Artikel, die die Vielfalt der im Geschäft angebotenen Spirituosen angibt, der Ladentyp und die Passantenfrequenz in der näheren Umgebung werden zur Messung der Attraktivität des Geschäfts im Gravitationsmodell verwendet.
Der Scatter Plot vom Geo AI Output: Die X-Achse weist den tatsächlichen Umsatz an Spirituosen aus, die Y-Achse beschreibt den prognostizierten Umsatz an Spirituosen. Die Punkte sind entlang der diagonalen Linie gut verteilt, ein Indikator für eine gute Prognoseleistung der Geo AI!
Streudiagramm der Ergebnisse des Geo AI Prognosemodells: Dicht entlang der Diagonale verteilte Punkte (Filialen) sind ein Hinweis auf eine hohe Modellgenauigkeit.
Das Attribut “Einkommen” ist ein wichtiger Faktor für den Verkauf von Spirituosen in Hy-Vee-Märkten. 25,8 % der Verkäufe stammen aus Haushalten mit einem Einkommen von weniger als 40.000 $, und 14,5 % aus Haushalten mit einem Einkommen von mehr als 150.000 $. Viele Studien haben ergeben, dass Personen mit niedrigem Einkommen ein höheres Risiko für schweren und riskanten Alkoholkonsum haben, und dass ein höheres Einkommen mit einer höheren Häufigkeit von leichtem Alkoholkonsum verbunden ist.
Welche Standortvariablen definieren den Spirituosenumsatz der Supermarktmarke Hy-Vee? Das Erfolgstreiberprofil gibt detaillierte Antworten.
Neben dem Einkommen hat auch die Zugehörigkeit zu bestimmten Berufsgruppen einen positiven Einfluss auf den Verkauf von Spirituosen in Hy-Vee-Märkten in Iowa. Die Ergebnisse zeigen, dass es sich verkaufsfördernd auswirkt, wenn viele Personen aus dem Baugewerbe, dem Großhandel, der Kunstindustrie sowie Selbstständige in der Nähe zu verorten sind. Laut Statista sind die Top 5 Berufsgruppen mit hohem Alkoholkonsum (15 oder mehr alkoholische Getränke pro Woche) in den USA 2016: Baugewerbe/Bergbau, Installation/Reparatur, Landwirtschaft/Fischerei/ Forstwirtschaft, Fertigung/Produktion, sowie Geschäftsinhaber (business owner). Unter diesen Berufen ist das Baugewerbe einer der in dem Modell ermittelten Treiber.
Die anderen ermittelten Berufe korrelieren ebenfalls stark mit den durch die Geo AI ermittelten Berufsgruppen, so sind beispielsweise die Berufskategorien Installation/Reparatur, Landwirtschaft/Fischerei/Forstwirtschaft und Fertigung/Produktion häufig als Selbständige und als Geschäftsinhaber ausgewiesen. Wir können also sehen, dass viele von Geo AI identifizierte Faktoren mit empirischen Forschungsergebnissen übereinstimmen.
Integriert in die Plattform TargomoLOOP, liefert das Geo AI Modell schnelle Prognoseergebnisse für jede mögliche Adresse.
Erkenntnis #1 Eine gute Einschätzung der Attraction Strength ist entscheidend.
Die Attraction Strength gibt an, wie attraktiv “unsere” Geschäfte sind und wie attraktiv/konkurrenzfähig sich die jeweiligen Wettbewerber darstellen. Eine gute Schätzung der “Anziehungskraft” ermöglicht eine bessere Einschätzung der Marktgröße und der potenziellen Kunden und erlaubt somit eine genauere Prognose der Einnahmen. Bei der Schätzung der Anziehungskraft sind Informationen über das Geschäft von entscheidender Bedeutung, z. B. die Größe des Geschäfts, die Verkaufsfläche und die Öffnungszeiten. In dieser Fallstudie reichen die uns zur Verfügung stehenden Informationen aufgrund der Beschränkung öffentlicher Daten nicht aus, um ein vollständiges Bild der Attraktivität des Geschäfts zu zeichnen, da Informationen zu Ladenfläche der Geschäftsstandorte fehlen. Um diese Einschränkung zu umgehen, wurde stattdessen die Vielfalt der Spirituosenprodukte als Shop-Merkmal verwendet.
Erkenntnis #2 Ein attraktiver Ladenstandort wird durch sein geschäftliches Umfeld UND den Zugang zu seiner Zielgruppe definiert.
Bei der Auswahl eines neuen Standorts für die Eröffnung eines Geschäfts sind umliegende Unternehmen von entscheidender Bedeutung. Welche Produkte/Dienstleistungen bieten sie an? Wie ist die Atmosphäre? Stehen sie im Wettbewerb oder ergänzen sie das eigene Geschäft? Bei der Entscheidungsfindung muss jedoch auch die geografische Verteilung der demografischen Zielgruppen berücksichtigt werden. Es spielt keine Rolle, wie gut ein Standort für ein potenzielles Geschäft geeignet ist, wenn die Zielkundengruppe nicht in der Lage oder nicht bereit ist, dorthin zu reisen.
Bei der Verwendung von Random-Forest- und XGBoost-Modellen ist es schwer zu kontrollieren, welche Variablen im Entscheidungsbaum verwendet werden. In dieser Fallstudie konzentrierten sich diese beiden Modelle hauptsächlich auf die nähere Umgebung und berücksichtigten den Zugang zu den demografischen Zielgruppen nur in geringem Maße. Das Geo AI Modell legte einen größeren Schwerpunkt auf die Demografie und berücksichtigte eine breitere Palette von demografischen und umweltbezogenen Faktoren.
Erkenntnis #3 Insiderwissen kann bei der Analyse von Schlüsselfaktoren ein zweischneidiges Schwert sein.
Bei der Auswahl der Variablen in der Analyse der Erfolgsfaktoren kann Insiderwissen Aufschluss darüber geben, welche Schlüsseltreiber aufgrund von Erfahrungen oder vorhandener Literatur zu erwarten sind. Wenn man sich jedoch zu sehr auf Expertenwissen verlässt und zu Beginn Daten ausschließt und ignoriert, die man nicht für relevant hält, kann man in eine Falle tappen.
Wenn man stattdessen das Modell und die Daten sprechen lässt, kann man neue, unerwartete Erkenntnisse gewinnen. Oft stellen wir fest, dass Variablen, die wir für wichtig hielten, wenig oder gar keine Bedeutung haben, und umgekehrt. Es ist wichtig solche Fälle zu untersuchen, die Ursachen herauszufinden und Erklärungsmöglichkeiten zu suchen. Idealerweise sollten unsere Annahmen das Modell nicht beeinträchtigen.
Der Mechanismus zur Auswahl von Merkmalen in Geo AI sorgt dafür, dass das Modell selbst bei einer großen Anzahl von Merkmalen als Eingabe nicht unter Overfitting leidet. Dadurch kann eine Vielzahl von möglichen Einflussfaktoren getestet und vom Modell auf die relevanten reduziert werden.
Diese Fallstudie testet und vergleicht die Leistung von drei Modellen, Random Forest, XGBoost und Geo AI als Methoden zur Umsatzprognose unter Verwendung von Spirituosenverkaufsdaten aus Iowa, USA. Geo AI zeigt unter allen drei Modellen die beste Leistung, da es am wenigsten overfittet, den niedrigsten Testfehler aufweist und die relevanten Einflussfaktoren im Modell umfassender abgebildet werden.
Im Vergleich zu den Modellen Random Forest und XGBoost berücksichtigt Geo AI stärker die Shop-Merkmale, die Umgebung des Ladens, die lokale demografische Struktur und die Mobilitätsdaten, wodurch das Modell zuverlässiger ist. Darüber hinaus bietet Geo AI von Targomo als ortsbezogenes Modell ein besseres Verständnis und eine generauere Bewertung der Standortfaktoren. Es ist möglich, die Prognosen des Modells im Detail nachzuvollziehen und die relevanten Umsatztreiber für jeden individuellen Geschäftsstandort auszuwerten.
Geo AI kann in verschiedenen Branchen eingesetzt werden, unter anderem im Einzelhandel und bei der Standortplanung von gastronomischen Betrieben. Möchten Sie mehr über Targomo’s Prognosen mit Geo AI für Einzelhändler und Gastronomiebetriebe erfahren und dynamische Analysen in Action sehen? Buchen Sie hier eine Demo.
Autoren: Yue Luo (Spatial Data Scientist), Gideon Cohen (Software Engineer), Luisa Sieveking (Marketing & Kommunikation)
Geo AI wurde von Targomo’s Data Science Team mit dem Ziel entwickelt zu evaluieren, welche Standortfaktoren den Geschäftserfolg von Marken und Unternehmen beeinflussen und in welchem Maße diese zum Umsatz beitragen.
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Das Projekt Innovation Insights Map, das Targomo zusammen mit Deutschlands größtem Wohnungsanbieter Vonovia umgesetzt hat, hat es auf die Shortlist des Immobilienmanager Awards 2023 geschafft. Die Gewinner werden am 9. März 2023 gekürt.
Mit mehr als einer halben Million Wohnungen an rund 400 Standorten ist Vonovia der größte Anbieter für privaten Wohnraum in Deutschland. Ein erklärtes Ziel des Wohnungsunternehmens ist es, Quartiere aktiv mitzugestalten und den Mietern nutzbringende neue Dienstleistungen und innovative Produkte anzubieten.
Doch wo besteht Bedarf an welchem Service? Wo sollten Innovationen pilotiert werden? Um diese Fragen zu beantworten, hat Targomo in Kooperation mit Vonovia die ‚Innovation Insights Map‘ entwickelt. Das Tool vereint hochrelevante Datenpunkte, um zum „Single Source of Truth“ zu werden, wenn das Immobilienunternehmen neue Ideen oder Dienstleistungen für seine Mieter verorten und erfolgreich umsetzen möchte.
Es wurden Datensätze mit über 500 Datenvariablen integriert, die nach Bedarf auf einer interaktiven Karte angezeigt werden können. Die drei wichtigsten Datenkategorien sind Points of Interest (POI) zu rund 350 Kategorien, statistische Datenebenen zu sozio-demografischen Merkmalen sowie georeferenzierte Daten zu Vonovias Gebäuden und zu vorhandenen Services.
Dabei wird es allerding nicht bleiben, denn die Plattform wurde so angelegt, dass Daten aus unterschiedlichen Quellen jederzeit ergänzt und Nutzer sogar selbst neue Standortinformationen hochladen können.
Ein thematischer Schwerpunkt liegt auf der Förderung umweltfreundlicher Mobilität Fahrradfreundlichkeit in den Quartieren stärken. Dazu wurde die Innovation Insights Map mit Daten zum Thema Fahrrad ergänzt und ein Fahrrad-Attraktivitäts-Index (Bike Attractivity Index / BAI) entwickelt. Dieser folgt einem ähnlichen Konzept wie der sogenannte „Kopenhagenize Index“, doch bewertet konkret die Erreichbarkeit fahrradbezogener Einrichtungen und Möglichkeit, alltägliche Bedürfnisse mit dem Fahrrad zu erledigen.
Es konnten dank der Innovation Insights Map bereits eine Vielzahl von Projekten erfolgreiche verortet und umgesetzt werden, darunter eine Analyse, welche Gebiete mit Paketstationen unterversorgt sind, und der Einsatz mobiler Fahrradwerkstätten.
Nominiert wurde die Innovations Insights Map in der Kategorie „Management“. Die Preisverleihung findet am 9. März 2023 in der Kölner Motorwelt statt und kann über Twitter-Kanal des Immobilienmanager Magazins (@immomanager) live verfolgt werden.
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In früheren Beiträgen haben wir bereits erörtert, was bei der Standortplanung für eine Filiale zu beachten ist und welche Fehler zu vermeiden sind. Ein zentraler Aspekt für den Erfolg eines neuen Geschäfts ist die Analyse der Umgebung: Gibt es Points of Interest, die als Publikumsmagneten viele Besucher anziehen – und wenn ja, welche Art von Besuchern? Welche anderen Läden finden sich in der Nähe? Lassen sich direkte Wettbewerber oder komplementäre Geschäfte finden, welche das eigene Produktangebot unterstützen oder ergänzen?
Die Aktivitäten des Einzelhandels konzentrieren sich in der Regel auf Stadtzentren und sekundäre Einkaufsgebiete. Als Folge lässt sich hier oft ein “Wettbewerbseffekt” messen, welcher zu einem stärkeren Preiswettbewerb und damit zu geringeren Einnahmen führt. Zugleich erhöht die Nähe von konkurrierenden und ergänzenden Geschäften die Gesamtattraktivität des Gebiets und zieht somit mehr Verbraucher an – auch als “Agglomerationseffekt” bekannt.
Ob und in welchem Ausmaß ein Effekt den anderen überwiegt, hängt meist von der Beschaffenheit des Geschäfts und insbesondere von der Fähigkeit ab, sich mit seinem Leistungsangebot gegenüber Wettbewerbern zu differenzieren. So bieten beispielsweise Tankstellen ein Standardprodukt an, bei dem der Preiswettbewerb dominiert. Mode- und Bekleidungsläden bieten dagegen häufig unterschiedliche Produkt– und Preispaletten an und können so von der Präsenz ähnlicher Geschäfte in der unmittelbaren Umgebung profitieren.
Die Summe aller Leistungsangebote und die große Auswahl für den Konsumenten erhöhen die Attraktivität der Shoppingmeile und ziehen mehr Laufkundschaft an. So lässt sich zusätzlich das Kundensegment der Non-Brand-Follower gewinnen. Hier genießt die Marke bisher noch keine Top-of-Mind Position in der Wahrnehmung, so dass sie die Filiale oder den Showroom wahrscheinlich sonst nicht besucht hätten.
Fashion-Brands und Modehäuser bilden somit Paradebeispiele im Einzelhandel, welche von der Nähe zu Wettbewerbern profitieren. Der Wettbewerb trägt nicht nur dazu bei, die Besucherzahlen in der Gegend insgesamt zu erhöhen, sondern erhöht die Attraktivität für eine Kundschaft, die besonders affin für einen Informations- und Kaufprozess ist.
Dies erklärt, warum das Konzept der “Business-Cluster”, oder genauer gesagt der “Shop-Cluster”, für den Einzelhandel von großer Bedeutung ist. Doch schauen wir uns die Eigenschaften von Shop-Clustern mal genauer an. Sie können als eine Gruppe von Geschäften mit ähnlichen oder unterschiedlichen Merkmalen definiert werden, die eng beieinander liegen.
Wir bei Targomo verwenden vier Kategorien, um zwischen verschiedenen Arten von Clustern zu unterscheiden:
Die Größe des Clusters wird durch die Anzahl der Geschäfte bestimmt, die den Cluster bilden. In der Regel gilt: Je mehr Geschäfte ein Cluster anbieten kann, desto mehr Besucher können wir erwarten.
Aus wie vielen verschiedenen Kategorien von Geschäften setzt sich der Cluster zusammen? Handelt es sich um eine “Fashion-Meile“ oder sind hier Möbelgeschäfte angesiedelt? Oder ist der Cluster vielleicht durch sich ergänzende Geschäfte wie eine Apotheke, einen Supermarkt und eine Drogerie definiert? Insbesondere Branchencluster können sich sehr positiv auf Geschäfte derselben Kategorie auswirken.
Wie hoch ist der Durchschnittspreis der Geschäfte, die den Cluster bilden? Das Sprichwort “Gleich und gleich gesellt sich gern” gilt auch für den Einzelhandel, wenn er die gleichen Zielgruppen anspricht. Deshalb findet man in der Regel edle Designerläden nebeneinander, aber nur selten einen Juwelier neben einem Discounter.
Bilden die bekanntesten und beliebtesten Marken den Cluster, oder unabhängige Geschäfte und alternative Designerlabels? Auch hier finden sich oft gleichgesinnte Geschäfte zusammen und prägen den Charakter einer Einkaufsstraße.
Die Untersuchung der Auswirkungen verschiedener Clustertypen liefert den Entscheidern im Bereich Retail sehr wertvolle Erkenntnisse darüber, welche Merkmale für ihren Geschäftserfolg ausschlaggebend sind und worauf sie bei der Auswahl ihres nächsten Standorts achten sollten. Tatsächlich geht es nicht nur um die Quantität der Besucherzahlen, sondern vor allem um die Qualität der Laufkundschaft rund um ein Geschäft.
Um die Verkaufsziele zu erreichen, sollte sich ein Unternehmen in einem Gebiet ansiedeln, welches die richtigen Personen anzieht. Das heißt im Rahmen der Standortplanung sollte die Nähe zu Geschäften anvisiert werden, welche die gleiche Zielgruppe ansprechen.
Bei Targomo untersuchen wir in unserer “Erfolgstreiber“-Analyse, ob und inwieweit sich die Zugehörigkeit zu einem bestimmten Shop-Cluster positiv auf den Umsatz auswirkt. Die Einzelhändler können so Zusammenhänge verstehen und wissen nicht nur, auf welche Standortattribute sie bei der Eröffnung eines neuen Standorts achten sollten, sondern auch, in welcher Gewichtung sie den Geschäftserfolg beeinflussen.
Die gewichteten Attribute können darüber hinaus in das Geo AI-Modell von Targomo integriert werden – ein Prognosemodell, um relevante Umsatzkennzahlen für jeden potenziellen Standort vorherzusagen.
Der Ansatz von Targomo basiert auf drei maßgeblichen Schritten:
1. Erstellung von Shop-Clustern auf der Grundlage der Entfernung zwischen den POIs der Geschäfte
2. Berechnung verschiedener Cluster-Attribute wie Größe, Vielfalt, Preis und Markenpopularität
3. Einbeziehung der Cluster und ihrer Attribute in das Geo AI Prognosemodell
Das Geo AI Prognosemodell weist dann feingranular aus, welche Merkmale einen Standort zum Erfolg führen und in welchem Maße die jeweiligen Standortmerkmale zum Erfolg beitragen.
Um ein Beispiel zu nennen: Die Ergebnisse einer aktuellen Fallstudie haben gezeigt, dass für einen Einzelhändler im Bereich Inneneinrichtung und Möbel der Faktor „Preis“ das wichtigste Clustermerkmal war. Die Marke profitiert besonders, wenn viele hochpreisige Geschäfte in der Nähe sind.
Vor diesem Hintergrund haben die Standortentscheider der Marke zusätzliche Kriterien bei der Suche nach einem profitablen Gebiet für die Eröffnung eines neuen Geschäfts zur Verfügung. Dabei liegt nun ein weiterer Fokus auf den „besten Nachbarn“ und somit der Art von Geschäften, die zum Erfolg des Unternehmens beitragen.
Autorin: Marta Fattorel ist Spatial Data Scientist bei Targomo. Nach ihrem Abschluss in Data Science an der Universität Trient kam sie zu Targomo nach Berlin, um den Einfluss der verschiedenen Standortfaktoren auf den stationären Umsatz der jeweiligen Marken zu untersuchen.
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Es mag zwar verlockend sein, bei der Planung eines neuen Ladengeschäfts dem Bauchgefühl zu folgen, aber es gibt noch viel mehr zu beachten, um den Erfolg zu garantieren. Von der Konkurrenzanalyse bis hin zu den Daten des Einzugsgebiets haben Expansionsmanager viele Möglichkeiten, sich ein Bild von der Nachbarschaft zu machen und zu verstehen, ob es der richtige Standort ist oder nicht.
Hier sind unsere Top-Tipps für eine erfolgreiche Einzelhandelsexpansion:
Je nachdem, wo das neue Geschäft entstehen soll, kann es wichtig sein, einen lokalen Bezug herzustellen. Exakte Dublikate des ursprünglichen Geschäfts können zwar gut für die Markenbildung sein. Aber vor allem bei internationalen Expansionsn kann es wichtig sein, sich mit den Gewohnheiten und der Kultur der ansässigen Kunden auseinanderzusetzen. Das ist der Grund, warum McDonalds zum Beispiel seine Speisekarte an die lokalen Geschmäcker anpasst – haben Sie Lust auf ein Stück Cookies & Cream Pie aus Malaysia oder einen Schweizer McRaclette Burger?
Dieselbe Logik könnte auch erklären, warum Starbucks, die größte Kaffeekette der Welt, auf dem kaffeebegeisterten australischen Markt nicht Fuß fassen konnte. Die Rezeptur war wie in anderen Ländern sehr süß, was aber wohl nicht dem Geschmack der kultivierten Einheimischen entsprach, die mit dem Espresso italienischer und griechischer Einwanderer aufgewachsen waren. So war Starbucks 2018 gezwungen, 70 % seiner Filialen zu schließen. Die Kaffeekette feiert nun langsam ein Comeback im Land und richtet seine Angebote auf Touristen aus – doch das Unternehmen musste auf die harte Tour lernen, dass lokale Recherche der Schlüssel für die internationale Expansion ist.
Es ist eine Tatsache, dass einige Standorte besser laufen als andere. Aber mit den richtigen Erkenntnissen ausgestattet, können Expansionsmanager vom Schreibtisch aus fundiertere Entscheidungen treffen, die ihnen Aufwand und Kosten von Fehlversuchen ersparen. Wenn Sie zum Beispiel ein Restaurant betreiben, sollten Sie sich die Daten über Passantenverkehr genau ansehen: Wie viel ist in diesem Bereich tagsüber und abends los? Werden Kunden zum Mittag- und Abendessen vorbeikommen? Gibt es eine gute Anbindung mit öffentlichen Verkehrsmitteln und wie ist die Parkplatzsituation in der Nähe?
Wie attraktiv ein Standort ist, hängt auch damit zusammen, wie viele potenzielle Kunden den Ort mit verschiedenen Verkehrsmitteln in angemessener Zeit erreichen können. Sehenswürdigkeiten und andere ‘Points of Interest’ in der Umgebung können als Publikumsmagneten wirken und es ist zu prüfen, ob sie gut zur Marke und zum Produkt passen. Je mehr Daten zur Verfügung stehen, desto besser und schneller können Sie beurteilen, wie gut ein Ort für den beabsichtigten Zweck geeignet ist.
Die richtigen Daten zu finden, ist manchmal nicht einfach. Öffentliche Daten über das Gebiet sind möglicherweise nicht verfügbar, stammen aus nicht vertrauenswürdigen Quellen oder sind durch verschiedene Quellen fragmentiert (in Deutschland gibt es zum Beispiel 16 offizielle Quellen für öffentliche Daten).
Abhilfe können Tools und Plattformen schaffen, in die kuratierte Datensammlungen anbieten. Sie ermöglichen Ihnen, die benötigten Daten aus vertrauenswürdigen Quellen abzurufen und mit bereits vorhandenen Daten zu integrieren.
Nachdem Sie anhand der Geodaten alles Wissenswerte über das Gebiet herausgefunden haben, ist es ebenso wichtig, Ihre potenziellen Kunden zu kennen. Das bedeutet, dass Sie mehr über die demografischen Gegebenheiten der Region erfahren und prüfen sollten, ob diese mit Ihren Zielgruppen übereinstimmen.
Was wissen Sie über das Publikum Ihres bestehenden Geschäfts, das Sie zur Verbesserung der Leistung am neuen Standort einsetzen können? Wie wahrscheinlich ist es, dass Ihre Zielgruppe zu Ihren neuen Standort kommt? Welche konkurrierenden Geschäfte besucht Ihre Zielgruppe in der Umgebung Ihres neuen Geschäfts? Diese und weitere Fragen sollten Sie beantworten, bevor Sie sich für einen neuen Standort entscheiden.
Aber das Datensammeln alleine ist nicht alles. Sie müssen die vorliegenden Daten bereinigen, ordnen, Prioritäten setzen und vor allem: analysieren. Mit anderen Worten: Sie müssen die Daten auch nutzen.
Ein Tool wie TargomoLOOP bietet Datensätze wie Demografien, Kaufkraft und Passantenfrequenzen aus zuverlässigen Quellen. Anschließend analysieren ausgeklügelte Algorithmen, welche Nachfrage Sie für einen bestimmten Standort und das gesamte Filialnetz erwarten können, und ob sich Ihre Geschäfte womöglich gegenseitigt kannibalisieren. Sie können unsere Standortinformationen sogar mit Ihren eigenen Geschäftsdaten verknüpfen, um Korrelationen aufzudecken. Sie können verschiedene Szenarien ausprobieren und sehen sofort, welche Optionen für Ihr nächstes Einzelhandelsgeschäft am besten geeignet sind.
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Mehr als 80 Prozent des Erfolgs von Filialgeschäften hängt von ihrem Standort ab. Dank Geo AI von Targomo können Unternehmen diesen Erfolg nun vorhersagen und relevante Kennzahlen wie Umsatz oder Anzahl von Gästen prognostizieren. Die Geo AI Lösung ist in die Location-Analytics-Plattform TargomoLOOP integriert und liefert Prognosen für jeden potenziellen Standort im Verkaufsgebiet.
Die Geo AI-Prognosen basiert auf einem maßgeschneiderten Vorhersagemodell (Predictive Analytics Model), das von Targomos Data-Science-Team entwickelt wird. Es kombiniert Maschinelles Lernen und Geo-Algorithmen mit Umgebungsinformationen und den Standortdaten eines Unternehmens, entwickelt daraus ein räumliches Prognosemodell und trainiert es kontinuierlich. Das Ergebnis sind verlässliche Umsatzprognosen für jeden Standort sowie Erkenntnisse über die Erfolgstreiber, die für den Erfolg von Standorten entscheidend sind.
Geo AI bietet Heatmaps und Prognosen zu Umsatz oder Kundenanzahl für jeden beliebigen Ort
“Die Erfolgstreiberanalyse ist das Herzstück unserer Geo AI-Technologie”, erklärt Henning Hollburg, Gründer und Geschäftsführer von Targomo. “Wir finden heraus, welche Umwelt- und Wettbewerbsfaktoren für den Erfolg einer Marke entscheidend sind und errechnen auch, in welchem Umfang sie beteiligt sind. Mit unserer Analyse weiß ein stationäres Geschäft endlich, wie viel seines Umsatzes auf den einzelnen Standortfaktoren beruht. Dies ermöglicht eine zuverlässige Vorhersage von Verkaufszahlen, bei der wir in der Regel eine Genauigkeit von bis zu 80-90 % erreichen.” (Hier geht es zum vollständigen Interview)
Neben der Umsatzprognose und der Erfolgstreiberanalyse bilden Heatmaps die dritte Säule des umfassenden Geo AI-Angebots. Heatmaps visualisieren Gebiete mit ungenutzten Absatzchancen und ermöglichen es Unternehmen herauszufinden, wie viel zusätzliche Einnahmen sie durch die Eröffnung von Filialen in beliebigen Teilen des Landes erzielen könnte. So können Unternehmen schnell und einfach geografische Gebiete mit dem größten Potenzial für das Wachstum ihres Geschäfts und ihrer Marke identifizieren.
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