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需要予測のアルゴリズムとは?特徴から導入事例まで徹底解説

最終更新日:
需要予測のアルゴリズムとは?特徴から導入事例まで徹底解説

この記事の監修者

AI CROSS株式会社
AI Businessユニット サービス企画ディビジョン
ディビジョン長 兼 シニアデータサイエンティスト

川角 彰吾(かわすみ しょうご)

自然科学修士号を取得後、石油開発業界にて、ログデータアナリストとして石油・天然ガス開発事業のAIプロジェクトに従事。
教師なしアルゴリズムや画像認識の活用による探鉱・開発活動を支援。
データ活用による天然ガス探鉱により会社表彰。
現在は、製造業・卸売業、小売業を中心にデータ分析/AIコンサルティングを担当。製造業・卸売業、小売業の企業に対してデータを用いた在庫戦略や発注業務の最適化支援に従事。

現代のビジネスにおいて、需要予測はますます重要な役割を果たしていますが、アルゴリズムをどのように選び、実践に活かすか悩んでいる企業も多いのではないでしょうか?

この記事では、需要予測の基本から、アルゴリズムの特徴、そして成功事例に至るまで徹底解説します。

さらに、AIを活用した需要予測の革新についても詳しく紹介し、ノーコード型AIツール「Deep Predictor」の活用法をご提案します。この記事を読むことで、需要予測のアルゴリズム選定が容易になり、ビジネスの成功に直結する知識を得ることができるでしょう。


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需要予測とは?ニーズとメリットの把握

需要予測の特徴とは?

需要予測の特徴は、主に「データ依存性」「精度の向上」「リアルタイム性」の3つに集約されます。以下、それぞれ詳しく見ていきましょう。

1. データ依存性が高い

需要予測は、過去の販売実績、季節要因、市場動向など、さまざまなデータに基づいて行われます。そのため、信頼性の高いデータを収集・蓄積できるかどうかが、予測の精度を左右する重要な要素となります。近年はIoTやPOSデータの発展により、より詳細なデータがリアルタイムで取得可能になっています。

2. 精度向上のためのアルゴリズム活用

需要予測では、単純な統計手法だけでなく、AIや機械学習を活用した高度なアルゴリズムが導入されるケースが増えています例えば、時系列データのパターンを抽出して未来を予測する「時系列分析法」や、予測値をより滑らかにする「指数平滑法」などがあります。これらのアルゴリズムの進化により、予測の精度が飛躍的に向上しています

需要予測の精度を上げる方法について詳しく知りたい方はこちらの記事をご覧ください。
需要予測の精度が上がらない原因や、精度を上げるための方法などがわかりやすい内容になっています。
需要予測の精度を上げる方法とは?精度が上がらない原因から解決方法まで解説!

3. リアルタイム性と適応性

市場環境や消費者の行動は絶えず変化するため、需要予測もリアルタイム性が求められますAIを活用することで、最新データをすぐに反映し、環境の変化に迅速に適応することが可能です。このような適応性も、需要予測の重要な特徴のひとつです。

需要予測の必要性と実施するメリット

需要予測が必要とされる理由

企業が持続的に成長するためには、市場や顧客の動向を正確に把握し、柔軟に対応することが不可欠です特に需要の変動が大きい業界では、過剰在庫や欠品といったリスクが経営を直撃することも少なくありません。そのため、需要予測は単なる業務の一環ではなく、企業の競争力を維持・強化するための戦略的な要素として位置づけられています。

また、グローバル化やeコマースの普及により、消費者の行動はこれまで以上に複雑化しています。このような環境下では、経験や勘に頼るだけでは限界があり、データを活用した需要予測とアルゴリズムの活用が不可欠です。

需要予測の実施メリット

1. 在庫管理の最適化
需要予測を行うことで、必要なタイミングで必要な数量だけ在庫を確保でき、在庫過剰や欠品による損失を防げます。これは特に小売業や製造業にとって大きなメリットです。

2.生産計画の精度向上
需要予測を活用することで、生産計画がより正確になり、ムダなコストを削減できます。過剰生産や生産遅延を防ぎ、効率的なオペレーションを実現します。

3.コスト削減
過剰な在庫を抱えるリスクが減るため、保管コストや廃棄コストの削減につながります。また、需給バランスを適切に保つことで、価格競争力の向上も見込めます。

4.顧客満足度の向上
顧客が求めるタイミングで商品やサービスを提供できるようになり、顧客ロイヤルティの向上につながります。

5.リスクマネジメント
経済動向や市場トレンドの変化を素早く捉えることで、リスクへの対応が迅速になります。AIや機械学習アルゴリズムを導入することで、将来的な変化を予測する力がさらに高まります。

需要予測について詳しく知りたい方は、こちらの記事をご覧ください。
需要予測の基本的な概念から、直面する課題とその解決策、そして精度を高めるためのポイントがわかりやすい内容となっています。
需要予測とは?その意義から手法、最新の活用事例まで徹底解説

需要予測に必要なデータとその収集方法

需要予測を行うには、正確なデータが不可欠です。大きく分けて、次の2種類のデータが必要です。

1. 実績データ

販売実績や出荷実績など、過去の実績データが基盤となります。これらのデータは、需要の傾向を把握するうえで最も重要です。

2. イベント要因データ

天候、為替、景気、祝日、キャンペーンなど、外部要因のデータも欠かせません。例えば、猛暑日は飲料の需要が増えるなど、環境の変化が需要に大きく影響します。

データの収集方法

  • 社内システム:販売管理システムなどから実績データを取得。
  • 外部データ:気象データや経済指標を外部ソースから収集。
  • リアルタイムデータ:IoTやPOSシステムを使い、その場でデータを集める。

高精度な需要予測を行うためには、データの「量」と「質」の両方が重要です。データを正確に整備し、アルゴリズムに反映させることで、より信頼性の高い予測が可能になります。

需要予測に必要なデータについて詳しく知りたい方は、こちらの記事をご覧ください。
精度の高い需要予測を行うために必要なデータの種類や役割、AIを使った予測手法の利点がわかりやすい内容となっています。
需要予測の精度を向上させるには?必要なデータや精度が上がらない原因を解説

主要な需要予測アルゴリズムの紹介

需要予測では、データをどのように扱うかが結果に大きく影響しますそこで重要なのが「アルゴリズム」の選定です。アルゴリズムとは、特定の課題を解決するための計算手順を意味し、特に需要予測では過去のデータをもとに未来を見通すための多様な手法が存在します。目的やデータの特性に応じて最適なアルゴリズムを選ぶことが、精度向上のカギを握っています。

ここでは、代表的な需要予測アルゴリズムを5つご紹介します

算術平均法

算術平均法は、もっとも基本的な需要予測アルゴリズムで、過去のデータの平均値を使って将来の需要を予測します。

算術平均法の特徴をわかりやすく箇条書きでまとめました。

  • 計算がシンプルで手軽に導入可能
  • 季節変動やトレンドは反映されない
  • 安定した需要の商品に向いている

たとえば、過去3か月の売上が100、120、110であれば、その単純平均である110を次月の予測値とします。このアルゴリズムは、需要が大きく変動しない商品やサービスに適しており、短期間の予測や初期の試算などに役立ちます。

時系列分析法

時系列分析法は、時間の経過に伴うデータの動きを重視する需要予測アルゴリズムです。ポイントとしては、季節性・トレンド・周期性を含めた複雑なパターンをモデル化できることが挙げられます。

時系列分析法の特徴をわかりやすく箇条書きでまとめました。

  • 季節性やトレンドを考慮できる
  • 長期的な需要変動に強い
  • 多様な手法(季節手法、ARIMAなど)がある

このアルゴリズムは、例えば夏に売上が伸びる商品や、定期的に需要が増減するケースで力を発揮します。季節性の影響があるかどうかによって、非季節手法やARIMAモデルなど使い分けることができ、より精密な予測が可能です。

移動平均法

移動平均法は、時系列データの短期的な変動を平滑化し、全体の傾向を把握するための需要予測アルゴリズムです。一定期間ごとの平均値を連続して計算し、変動のノイズを抑えることができます。

移動平均法の特徴をわかりやすく箇条書きでまとめました。

  • 短期的な変動を平滑化できる
  • シンプルな計算式でわかりやすい
  • 大きなトレンド変化にはやや弱い

たとえば、毎月の売上データに大きな変動があった場合でも、移動平均を用いることで全体の傾向をなだらかに示すことができます。移動平均法は特に、需要が一定の範囲で推移している商品や、短期的な予測が必要な場面で活用されます。

指数平滑法

指数平滑法は、過去の販売データに重みを付けながら予測を行う需要予測アルゴリズムです。特徴的なのは、直近のデータにより大きな重みを与えることで、最新のトレンドを反映しやすくする点です。

指数平滑法の特徴をわかりやすく箇条書きでまとめました。

  • 直近データを重視し、変化に敏感
  • トレンドのあるデータにも対応可能
  • 平滑化係数(a値)の設定が重要

このアルゴリズムでは、最新の販売実績とこれまでの予測値を組み合わせて新しい予測値を算出します。例えば、前回の実績値が120、前回の予測値が110、平滑化係数aが0.3の場合、新しい予測値は以下のように計算されます。

予測値 = 0.3×120 + 0.7×110 = 113

過去のデータが急変する場合も、直近の動きを敏感に反映できるため、変動が激しい市場に適しています。ただし、平滑化係数の設定によって結果が大きく変わるため、適切なパラメータ調整が欠かせません。

加重移動平均法

加重移動平均法は、移動平均法をさらに発展させた需要予測アルゴリズムで、各期間のデータに異なる重みを設定して平均を計算する手法です。これにより、直近のデータに強い影響を持たせることができ、より柔軟な予測が可能になります。

加重移動平均法の特徴をわかりやすく箇条書きでまとめました。

  • 最新データの影響を強く反映できる
  • 急激な需要変動にも対応しやすい
  • 重み(加重係数)の設定が重要

たとえば、直近3か月の販売数量が100、120、130で、それぞれの加重係数が0.5、0.3、0.2の場合、予測値は以下のように算出されます。

加重移動平均 = (0.5×130)+(0.3×120)+(0.2×100) = 65+36+20 = 121

このアルゴリズムは、過去のデータすべてを均等に扱うのではなく、直近の変化を重視したい場合に特に有効です。一方で、加重係数の設定次第で結果が大きく変わるため、注意が必要です。

需要予測の実践的手法と導入方法

過去の実績を用いた統計的予測

統計的予測は、過去の実績データを分析して将来の需要を見通す、最も基本的な需要予測手法のひとつです算術平均法、移動平均法、指数平滑法などが代表的で、これらはすべて実績データを基に予測を立てます

統計的予測の特徴をわかりやすく箇条書きでまとめました。

  • シンプルで導入しやすい
  • 数値が揃えばすぐに計算可能
  • 大きな変化には対応が難しい

この手法は、需要が比較的一定の範囲で推移している場合に有効で、短期的な予測に適していますしかし、新しいトレンドや市場環境の急変など、「過去にない出来事」には対応が難しく、予測が外れるリスクもあります

そのため、定期的にモデルを見直し、精度を確認することが重要です。新たなデータが蓄積された場合や市場環境が変わった際には、モデルのパラメータを見直すなど、継続的な改善が求められます

市場調査による予測

市場調査を活用した需要予測は、実績データが存在しない新規事業や新商品の立ち上げ時に特に有効です市場に参入する前の段階でも、ターゲット層の動向を把握することで需要を予測できます。

市場調査による予測の特徴をわかりやすく箇条書きでまとめました。

  • 実績データがない場合でも利用可能
  • 新規商品の市場規模を見極められる
  • 調査から実施まで時間とコストがかかる

具体的には、アンケートやインタビューなどの手法で、ターゲット層のニーズや購買意欲を調査します。そのデータをもとに、市場全体の潜在需要を推計することができます。たとえば、飲料の新商品開発時に「どのような味が求められているか」「購入意向はどの程度か」などを事前に調査することで、発売後の需要を予測します。

ただし、市場調査は他の需要予測手法に比べ、実施までの期間が長く、コストも高くなる傾向があります。予算やリソースを十分に考慮した上で進めることが大切です。

Delphi(デルファイ)法

Delphi(デルファイ)法は、専門家や社内の各部門担当者の知見を集約して需要予測を行う手法ですその名は古代ギリシャの聖地デルファイに由来しており、「集合知」を活用した予測方法として知られています。

Delphi(デルファイ)法の特徴をわかりやすく箇条書きでまとめました。

  • 各分野の専門家の意見を反映できる
  • 社内コンセンサスが得やすい
  • データの集計や調整に時間がかかる

この方法では、複数のメンバーが独立して予測を行い、その結果を統計的にまとめて平均値を算出します。これにより、単独の判断では見落としがちな要素も反映され、バランスの取れた需要予測が可能になります。

ただし、人間の意見をベースにしているため、強い主張を持つ参加者の意見が全体の方向性に影響を及ぼしやすい点は注意が必要です。また、意見を集めるプロセスやデータのとりまとめに時間がかかることから、短期間での実施には向いていません

機械学習を用いたアプローチ

機械学習を活用した需要予測は、近年急速に普及している先進的な手法です大量のデータ(ビッグデータ)を活用し、高精度な予測を可能にします

機械学習を活用した需要予測の特徴をわかりやすく箇条書きでまとめました。

  • 大量データから複雑なパターンを抽出
  • 高精度な予測が可能
  • 実施には専門知識と準備が必要

機械学習にはさまざまなアルゴリズムがありますが、需要予測では「教師あり学習」が多く採用されますこれは、過去の実績データ(入力)と実際の結果(出力)をセットにしてモデルを訓練する方法です。こうしたアプローチにより、複雑な要因が絡む市場環境でも高い精度で需要を予測できます。

たとえば、気温やプロモーション情報、経済指標などを一緒に学習させることで、従来の手法よりも柔軟で実用的な予測が可能になります。一方で、導入にはデータ整備やモデル構築のノウハウが求められるため、専門的なサポート体制の確保が重要です。

AIがもたらす需要予測の革新

AIによる需要予測の仕組みとは?

AI(人工知能)は、人間の脳が行う「規則を見つける」「未来を予測する」といった思考プロセスを、コンピュータ上で再現する技術です人間が過去の経験をもとにパターンを見つけるように、AIも大量のデータを学習し、そこからルールを抽出して需要予測に活用します。

AIによる需要予測の特徴をわかりやすく箇条書きでまとめました。

  • 大量のデータを自動で学習
  • 規則性を見つけて予測を実施
  • さまざまな分野で応用可能

AIは、販売実績や気温、季節要因など多様なデータを取り込み、機械学習を通じて未来の需要を予測します。たとえば、「気温が高い日はアイスがよく売れる」といった規則を、AIは過去のデータから自動的に導き出します

身近なAIの活用例としては、スマートスピーカーの音声認識や、自動運転車の画像認識などが挙げられますが、ビジネスシーンでは、商品の需要や来店客数を予測するなど、販売戦略や在庫管理の最適化にも役立ちます

AIを活用することで、従来の統計モデルでは難しかった複雑なパターンや要因も考慮できるため、より精度の高い需要予測が可能になります。

AIを使った需要予測の具体的手法

AIを活用した需要予測には、さまざまな手法が存在します。それぞれの手法は、対象とするデータの特性や予測精度の要求によって使い分けられます。

AIを活用した需要予測の特徴をわかりやすく箇条書きでまとめました。

  • 大量データと多様な要因を統合分析
  • 高精度な結果が期待できる
  • 継続的なモデル更新が可能

具体的な手法としては、次のようなものがあります。

1.回帰分析モデル
AIは、過去の売上や市場動向をもとに、売上に影響を与える要素(気温、イベント、経済指標など)を分析し、未来の需要を数値として予測します。

2.時系列予測モデル
時間の経過による需要の変動を捉えるために、LSTM(長短期記憶)ネットワークなどのニューラルネットワークが利用されることもあります。これにより、トレンドや季節変動を考慮した予測が可能です。

3.クラスタリングとパターン抽出
AIは顧客や商品のデータを自動で分類し、似た傾向を持つグループごとに予測モデルを構築します。これにより、より細かくカスタマイズされた予測ができます。

4.外部データ統合
天気予報、SNSトレンド、経済ニュースなど、外部のリアルタイムデータを取り込むことで、環境の変化を即座に反映できるのもAIの強みです。

AIを用いることで、従来のアルゴリズムでは捉えきれなかった複雑な要因を分析でき、精度の高い需要予測が実現します。また、学習データが増えるほど予測の精度も向上していく点が特徴です。

需要予測の手法について詳しく知りたい方は、こちらの記事をご覧ください。
需要予測の基礎知識から具体的な手法、最新の技術を活用したアプローチについてもよくわかる内容になっています。
需要予測5つの手法!ビジネスに活用した事例までわかりやすく解説

AIを利用した需要予測の成功事例

AIによる需要予測は、さまざまな業界で導入が進み、実際に高い成果を上げています。ここでは代表的な事例を紹介します。

ポイント

  • 各業界で成果を実証
  • 作業効率やコスト削減に直結
  • フードロスや人員配置の最適化にも寄与

1. スーパーマーケットの発注最適化

大手スーパーでは、AIが過去の販売データや天候情報を学習し、自動発注システムを構築生鮮食品を含めた全商品を高精度で予測し、全国240店舗以上に展開しました。発注作業の年間20万時間削減を見込むほか、COVID-19下でも欠品・廃棄リスクを抑制しました。

2. タクシーの乗客数予測

通信大手が提供するAIサービスでは、地域ごとの推定人口と過去のデータをもとに、30分先の乗客需要を予測することが可能です。タクシー運転手は、車載タブレットで需要の高いエリアを視覚的に確認できるため、効率的に乗客を確保することができ、待ち時間の短縮と収益の向上に貢献しています。

3. 飲食店の来店者数予測

老舗飲食店では、来店者と注文数を高精度で予測するAIを導入仕入れの無駄を抑え、料理時間短縮、廃棄コスト削減を実現しました。さらに、シフト調整にも役立ち、売上は4倍、利益率は10倍と大きな成果を上げています。

4. 農業の収穫量予測

農業分野では、AIが農作物の生産量を最長3週間先まで予測生育から出荷までのデータを一元管理し、品質改善やフードロス削減につなげています。これにより、量販店との交渉でも優位に立てるようになり、今後の普及が期待されています。

AIによる需要予測の事例について詳しく知りたい方は、こちらの記事をご覧ください。
AIによる需要予測の事例、手法やメリットについてもよくわかる内容になっています。
AIによる需要予測の事例10選!手法やメリットについても解説

ノーコード型需要予測AIツールならDeep Predictorがおすすめ!

これまで解説してきたように、需要予測ではさまざまなアルゴリズムが活用され、高精度な予測を実現しています。しかし、実際の現場では「アルゴリズムを選定・構築するのは難しい」「専門知識がないと使いこなせない」といった課題も多く聞かれます。そこで注目されるのが、ノーコード型需要予測AIツールです。

なかでもおすすめなのが、AI CROSSが提供する Deep Predictorです。このツールは、企業が抱える在庫管理の悩み―たとえば「ヒューマンエラーが多い」「過剰在庫・欠品が頻繁に発生する」といった問題を、AIアルゴリズムで解決します。

Deep Predictorの特徴

  • ノーコードで誰でも使える設計
  • 算術平均法や時系列分析、指数平滑法などのアルゴリズムを応用
  • 内部データ(販売実績)+外部データ(天候、祝日、トレンド)を総合解析
  • AIが自動で最適なアルゴリズムを選び、学習・予測

Deep Predictorの大きな魅力は、ユーザーが自らアルゴリズムを設計する必要がなく、ツール側が自動でデータを解析し、最適なモデルを構築する点です。これにより、需要予測の精度が飛躍的に向上し、在庫管理業務が格段に効率化されます。

AIとアルゴリズムの力を最大限に活かしながら、専門知識不要で導入できるDeep Predictorは、これから需要予測を本格化させたい企業にとって最適なソリューションといえるでしょう。


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まとめ

需要予測アルゴリズムについて理解を深めることは、ビジネスの効率化や利益の最大化に直結します。需要の変動を予測し、適切な在庫管理や生産計画を立てることができれば、無駄なコストを削減し、顧客満足度を向上させることが可能です。特に、AIを活用した需要予測は、従来の手法よりも迅速かつ正確な予測を可能にしています。これにより、企業は瞬時に変化する市場環境に柔軟に対応することができます。

これから需要予測を始める方は、まずは基本的なアルゴリズムを理解し、実際のデータに基づく予測を試してみましょうそして、必要に応じてAIツールを活用することで、さらに精度の高い予測を目指すことができるでしょう。