A Study on the Real-time Recommendation Box Recommendation of Fulfillment Center Using Machine Learning

기계학습을 이용한 풀필먼트센터의 실시간 박스 추천에 관한 연구

Due to the continuous growth of the E-commerce market, the volume of orders that fulfillment centers have to process has increased, and various customer requirements have increased the complexity of order processing. Along with this trend, the operational efficiency of fulfillment centers due to increased labor costs is becoming more important from a corporate management perspective. Using historical performance data as training data, this study focused on real-time box recommendations applicable to packaging areas during fulfillment center shipping. Four types of data, such as product information, order information, packaging information, and delivery information, were applied to the machine learning model through pre-processing and feature-engineering processes. As an input vector, three characteristics were used as product specification information: width, length, and height, the characteristics of the input vector were extracted through a feature engineering process that converts product information from real numbers to an integer system for each section. As a result of comparing the performance of each model, it was confirmed that when the Gradient Boosting model was applied, the prediction was performed with the highest accuracy at 95.2% when the product specification information was converted into integers in 21 sections. This study proposes a machine learning model as a way to reduce the increase in costs and inefficiency of box packaging time caused by incorrect box selection in the fulfillment center, and also proposes a feature engineering method to effectively extract the characteristics of product specification information.

지속적인 이커머스 시장의 성장으로 풀필먼트센터가 처리해야 하는 주문량은 증가하였고, 다양한 고객 요구사항은 주문 처리의 복잡성을 높이고 있다. 이러한 추세와 함께 최근 인건비 증가로 인해 풀필먼트센터의 운영 효율성이 기업 경영 관점에서 더욱 중요해지고 있다. 본 연구는 풀필먼트센터의 출고 프로세스 중 포장 작업 영역에 적용 가능한 박스 추천을 중심으로 연구를 수행하였다. 박스 추천을 하기 위해 과거 실적 데이터를 기계학습 모형의 학습 데이터로 사용하였다. 상품 정보, 주문 정보, 포장 정보, 배송 정보 4가지 종류의 데이터를 전처리, 변수 가공 과정을 거쳐 기계학습 모델에 적용하였다. 입력 벡터로는 상품 규격 정보에 해당하는 width, length, height 3가지 특성을 사용하였으며, 상품의 실수 정보를 구간별 정수체계로 변환하는 변수 가공 과정을 통해 입력 벡터의 특성을 추출하였다. 기계학습 모형별 성능을 비교한 결과 GradientBoosting 모델을 적용하였을 경우 21개의 구간으로 상품 규격 정보를 정수로 변환하였을 때 95.2%로 가장 높은 정확도로 예측을 수행함을 확인하였다. 본 연구는 풀필먼트센터에서 잘못된 박스 선택으로 인해 발생하는 물류비용의 증가와 박스 포장 소요 시간의 비효율을 줄이기 위한 방안으로 기계학습 모형을 제시하며, 상품 규격 정보의 특성을 효과적으로 추출하기 위한 변수 가공 처리 방식을 제안한다.