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Amazon Forecast 機械学習でビジネスの予測と成果を簡単かつ正確に予測する

SIN
November 21, 2022

Amazon Forecast 機械学習でビジネスの予測と成果を簡単かつ正確に予測する

Forecastの簡単な使用方法や、機械学習にかかるAWS利用費の概算など、初めての取り組む場合のハードルを下げれるような内容を紹介させて頂きたいと思います。

アジェンダ
* Amazon Forecast で何ができるのか
* Amazon Forecast を使ってみる
* コスト計算の勘所

SIN

November 21, 2022
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Transcript

  1. Amazon Forecast 機械学習でビジ
    ネスの予測と成果を簡単かつ正確に
    予測する
    2022/11/21
    CX事業本部 SIN(平内真⼀)

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  2. ⾃⼰紹介
    平内真⼀(SIN)
    クラスメソッド(株)CX事業本部
    Iot 関連のサーバーサイドエンジニア

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  3. 本セッションでは
    Forecastの簡単な使⽤⽅法や、機械学習にかかるAWS利
    ⽤費の概算など、初めての取り組む場合のハードルを下げ
    れるような内容を紹介させて頂きたいと思います。

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  4. アジェンダ
    Amazon Forecast で何ができるのか
    Amazon Forecast を使ってみる
    コスト計算の勘所

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  5. アジェンダ
    Amazon Forecast で何ができるのか
    Amazon Forecast を使ってみる
    コスト計算の勘所

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  6. Amazon Forecast とは
    機械学習の経験なしで、Amazon.comと同じテ
    クノロジーを使⽤して、正確な時系列予測を実
    現するフルマネージドサービス

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  7. 時系列予測
    販売数
    時間
    販売推移 Forecastで予測

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  8. 時系列予測
    販売数
    時間
    販売推移
    ⼈⼒でも予測できるけど
    * ⾃動化できない
    * 影響要因が複雑な場合、⽐較的難しい
    季節性、祝祭⽇、価格、商品の⾊、
    プロモーションなど

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  9. 時系列予測
    販売数
    時間
    販売推移
    なぜ予測する
    * 過剰な⾒積は、無駄なコスト
    * 過⼩な⾒積は、機会損失

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  10. 予測と実績の⽐較
    https://dev.classmethod.jp/articles/forecast-compare-prediction-and-achievements/

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  11. アジェンダ
    Amazon Forecast で何ができるのか
    Amazon Forecast を使ってみる
    コスト計算の勘所

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  12. Amazon Forecast

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  13. Amazon Forecast
    データ
    Data group
    予測⼦
    Predictor
    予測
    Forecast
    洞察
    Insight

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  14. データグループ
    データ
    Data group
    予測⼦
    Predictor
    予測
    Forecast
    洞察
    Insight

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  15. ドメイン
    ドメイン 説明
    ERTAL ⼩売の需要予測
    INVENTORY_PLANNING サプライチェーンとインベントリの計画
    EC2 CAPACITY EC2キャパシティ予測
    WORK_FORCE 従業員の計画
    WEB_TRAFFIC Webトラフィック⾒積
    MQTRICS 収益及びキャッシュフロー
    CUSTOM その他

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  16. データグループ
    * TARGET_TIME_SERIES 予測したいデータに関する過去の時系列
    * RELATED_TIME_SERIES 補完的な時系列データ
    * ITEM_METADATA データに関連する静的なメタデータ
    Timestamp item value
    2022/01/01 10:00:00 チョコレート 10
    2022/01/01 10:00:00 ポテトチップ 1
    2022/01/01 10:00:00 じゃがりこ 1
    2022/01/01 10:00:00 トマト 3
    2022/01/01 11:00:00 チョコレート 3
    2022/01/01 11:00:00 ポテトチップ 2
    2022/01/01 11:00:00 にんじん 2
    2022/01/01 12:00:00 チョコレート 5
    2022/01/01 12:00:00 ポテトチップ 1
    2022/01/01 12:00:00 じゃがりこ 1
    Timestamp weather
    2022/01/01 10:00:00 晴れ
    2022/01/01 11:00:00 曇り
    2022/01/01 12:00:00 曇り時々雨
    item type
    チョコレート お菓子
    ポテトチップ お菓子
    じゃがりこ お菓子
    トマト 野菜
    にんじん 野菜
    ※型式はドメイン依存

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  17. 「時間間隔」と「必要な期間」
    周期

    時間




    TARGET_TIME_SERIES
    2022-01-01 〜 2022/11/21
    RELATED_TIME_SERIES
    2022-01-01 〜 2022/11/29
    予測期間
    2022-11-22 〜
    2022/11/29
    500 ステップ or TTSの1/3以下

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  18. Predictor
    データ
    Data group
    予測⼦
    Predictor
    予測
    Forecast
    洞察
    Insight

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  19. トレーニング
    周期
    分位数
    期間(ポイント数

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  20. アルゴリズム
    名前 計算量 説明
    ニューラルネットワーク CNN-QR ⾼ 因果畳み込みニューラルネットワーク (CNN) を使⽤して時系列
    を予測するための独⾃の機械学習アルゴリズム
    DeepAR+ ⾼ 再帰型ニューラルネットワーク (RNN) を使⽤して時系列を予測
    するための、独⾃の機械学習アルゴリズム
    ローカルアルゴリズム Prophet 中 ⾮線形傾向が年、週次、および⽇常の季節性に適合する加法モデ
    ルに基づく時系列予測アルゴリズム
    ベースラインアルゴリズム ARIMA 低 ⾃⼰回帰和分移動平均 (ARIMA) は、時系列予測に⼀般的に使⽤
    される統計アルゴリズム
    NPTS 低 ノンパラメトリック時系列 (NPTS) の独⾃のアルゴリズムは、ス
    ケーラブルで確率的なベースライン予測機能
    ETS 低 指数平滑法 (ETS) は、時系列予測に⼀般的に使⽤される統計ア
    ルゴリズム
    ※ AutoMLを使⽤すると、HPOと共に最適なものが選択される

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  21. Forecast
    データ
    Data group
    予測⼦
    Predictor
    予測
    Forecast
    洞察
    Insight

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  22. 予測
    item
    分位数

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  23. Insight
    データ
    Data group
    予測⼦
    Predictor
    予測
    Forecast
    洞察
    Insight

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  24. Insight
    データセット内の属性が特定の時系列の予測にどのように影響したか

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  25. アジェンダ
    Amazon Forecast で何ができるのか
    Amazon Forecast を使ってみる
    コスト計算の勘所

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  26. コスト計算の勘所
    ⼀般的に、機械学習でお⾦がかかるのは、分か
    るが、Forecastの効果がハッキリしないうちに
    ⼤きなコストが発⽣するのは、できるでば避け
    たい

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  27. コスト計算の勘所
    Getting Started / Hands on
    家庭の電⼒消費データセット(400軒分1年分)
    predict (1h45min) 1時間間隔で36時間を予測
    forecast (30min)
    0.x + 8.4 + 1.0 + 2*43 = $95.4

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  28. 料⾦表
    料⾦タイプ 料⾦ 詳細
    インポートしたデータ $0.088 / 1 GB
    予測器のトレーニング $0.24 / 1時間 課⾦時間は、表⽰時間を上回る
    ⽣成された
    予測データポイント
    $2.00 / 1,000件
    予測の説明 $2.00 / 1,000件 予測データポイント × 属性
    ˈ
    ˈ
    ˈ
    ˈ

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  29. 料⾦表
    料⾦タイプ 料⾦ 詳細
    インポートしたデータ $0.088 / 1 GB
    CPU $0.24 / 1時間 課⾦時間は、表⽰時間を上回る
    予測データポイント $2.00 / 1,000件
    予測の説明 $2.00 / 1,000件 予測データポイント × 属性
    ˈ
    ˈ
    ˈ
    ˈ
    ˈ
    ˈ ˈ ˈ
    ˈ ˈ
    dataset training forecast insight

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  30. 料⾦表
    ˈ
    ˈ ˈ ˈ
    ˈ ˈ
    dataset training forecast insight
    課⾦時間は、表⽰時間を上回る

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  31. 料⾦表
    ˈ
    ˈ ˈ ˈ
    ˈ ˈ
    dataset training forecast insight
    予測データのポイント数 = Items数 × 期間 × 分位数
    チョコレート
    ポテトチップ
    じゃがりこ
    トマト
    にんじん
    周期(⽇)×期間 = 7 0.1、0.5、0,9 で3
    $2.0
    1,000/⽉
    1,000/回(レガシー)

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  32. 料⾦表
    ˈ
    ˈ ˈ ˈ
    ˈ ˈ
    dataset training forecast insight
    予測データのポイント数 × 属性
    ※ Item数指定可能)
    天気
    カテゴリー
    祝祭⽇

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  33. コスト計算の勘所
    Getting Started / Hands on
    家庭の電⼒消費データセット(400軒分1年分)
    predict (1h45min) 1時間間隔で36時間を予測
    forecast (30min)
    データ 学習 予測 ポイント数
    0.x 8.4h 1.0h 2*43 = $95.4
    36(時間) × 3(分位数) × 400(items数) = 43,200ポイント ($88)

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  34. Amazon Forecast

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  35. View Slide