臺灣博碩士論文加值系統

商品間的「互補性」與「替代性」關係在行銷中扮演著重要的角色。在這篇論文中，我們分析每個客戶在資料庫中的日常交易記錄，試圖從購買行為的發生與改變來找出互補性與替代性關係，以協助經營者探知消費者的需求。我們透過修正Apriori演算法來找出互補性關係，修正有兩個方向：一是區分出商品的特性（耐久性商品和非耐久性商品），二是考慮到商品由一客戶在同筆交易與跨交易間被購買的情形。首先，耐久性商品不常在交易裡發現，因此，它就不會被納入Apriori演算法所找出來的規則中；然而，互補性關係在耐久性商品與非耐久性商品間是存在的。再來，Apriori演算法只單純考慮同筆交易間被購買的商品，但當考慮互補性關係時，同一客戶在跨交易間所購買的商品也應列入考慮。經由修正後的Apriori演算法所找出來的互補性商品組更能符合經濟學上所定義的互補品。
　　在尋找替代性商品組的探勘演算法是以商品概念性階層樹為基底，並在商品概念性階層樹作搜尋，三種類型的替代性關係將會被找到，依照替代關係的強弱順序為：品牌間的替代、商品間的替代、類別間的替代。
　　我們的研究是利用微軟公司的SQL Server交易範例資料庫（FoodMart.mdb）作為實驗的資料來源，並以Visual Basic 6.0為開發工具進行。實驗結果顯示，我們的演算法可以有效地找出具有互補性與替代性的商品組。
關鍵詞：資料探勘、概念性階層、互補性關係、替代性關係

The complementary relationship and the substitute relationship among product items play important roles in marketing. In this thesis, we try to find the complementary relationship and the substitute relationship among product items by analyzing the users’ purchasing behaviors in the transactional database. We modify the Apriori algorithm to find the complementary relationship. The modification is along two directions. First, we differentiate items between durable items and non-durable items. Second, we consider not only items that are bought in the same transaction but also items that are bought by the same customer in different transactions. The rationale behind the modification is as follows. First, a durable item often occurs infrequently; therefore, it cannot be included in the rule generation in the Apriori algorithm. However, the complementary relationship between durable items and non-durable items does exist. Second, the Apriori algorithm only considers items that are bought in the same transaction. While analyzing complementary relationship, one should also consider items that are bought by the same customer in different transactions. The complementary relationship mined by the modified Apriori algorithm agrees better with the definition of complementary product items in economics.
The mining algorithm for substitute items is based on the concept hierarchy of product items. According to the concept hierarchy, three different types of substitute relationship can be found. They are substitute relationship between brands, substitute between products and substitute between categories.
We have implemented the proposed algorithms and test them against the FoodMart database, a sample database in SQL Server. The experiment results show that our algorithm can effectively find the complementary relationship and the substitute relationship among product items.
Keywords : Data Mining, Concept Hierarchy, Complementary Relationship, Substitute Relationship, Attractive Itemsets

目錄
中文提要…………………………………………………………………………I
英文提要……………………………………………………………………….. III
誌 謝………………………………………………………………………..IV
圖表索引……………………………………………………………………….VII
第一章 緒論…………………………………………………………………. 1
1.1 資料探勘的簡介…………………………………………………… 1
1.2　關聯式規則的定義………………………………………………… 3
1.3 論文架構…………………………………………………………... 3
第二章　相關研究……………………………………………………………. 4
　　2.1　Apriori演算法……………………………………………………… 4
　　2.2 概念性階層…………………………………………………………. 5
2.3 商品間的互補性與替代性關係……………………………………. 6
第三章 尋找商品間的互補性與替代性關係演算法……………………….. 12
3.1 前言 …………………………………………………………………. 12
3.2 商品分類階層………………………………………………………... 12
3.3 商品間互補性關係的探討……………………………………………13
3.3.1 相關定義……………………………………………………….13
3.3.2 探勘程序與架構……………………………………………….15
3.3.3 探勘對象的決定……………………………………………….15
3.3.4 商品組的組成型式……………………………………………. 16
3.3.5 互補性商品於加入商品特性後的銷售量變化………………. 17
3.3.6 前期與後期銷售量成長的比較………………………………. 19
3.3.7 互補性商品組的產生…………………………………………. 20
3.4 商品間替代性關係的探討…………………………………………… 21
3.4.1 相關定義………………………………………………………. 21
3.4.2 探勘程序與架構………………………………………………. 22
3.4.3 階層與替代關係的對應………………………………………. 22
3.4.4 替代關係在商品概念性階層樹上的搜尋……………………. 23
3.4.5 替代性商品組的產生………………………………………….. 25
3.4.6 最小加權支持度……………………………………….………. 27
第四章 實驗結果與分析………………………………………………….……28
4.1 實驗環境與資料來源………………………………………………….28
4.2 研究發現與探討……………………………………………………….28
4.2.1 挖掘互補性商品組的研究成果…………………………………28
4.2.2 挖掘替代性商品組的研究成果…………………………………32
第五章 結論與建議…………………………………………………………….37
參考文獻…………………………………………………………………………39
作者簡介…………………………………………………………………………41
圖表索引
圖2-1 Apriori演算法的執行步驟…………………………………………… 4
圖2-2 尋找高頻項目組的過程……………………………………………… 5
圖2-3 欄位Location的商品概念性階層樹………………………………… 6
圖2-4 交叉彈性……………………………………………………………… 7
圖2-5 消費者的無差異曲線………………………………………………… 8
圖3-1 商品的概念性階層樹………………………………………………… 13
圖3-2 互補性商品與交易間的關係………………………………………… 14
圖3-3 尋找商品間的互補性關係之探勘程序與架構……………………… 15
圖3-4 誘發型商品組型式…………………………………………………… 16
圖3-5 銷售量與互補性商品組的關係……………………………………… 18
圖3-6 誘發型商品組的觀察期間…………………………………………… 19
圖3-7 觀察期的限制(A商品的被購買點)……………..…………………… 20
圖3-8 尋找商品間的替代性關係之探勘程序與架構……………………… 22
圖3-9 階層與替代關係的對應……………………………………………… 23
圖3-10 三類型替代關係在商品階層樹中的搜尋……………………………24
圖 3-11 組合具有替代性關係的商品組之過程………………………………26
圖 4-1 Apriori演算法與本研究之演算法的商品組數比較…………………30
圖 4-2 尋找互補性商品組的執行時間分析…………………………………31
圖 4-3 尋找替代性商品組的執行時間……………………………………... 33
表2-1 範例交易資料庫內容………………………………………………… 5
表 4-1 各種最小支持度下的執行結果(替代性商品組)…………………… 33
表4-2 執行結果：類別間的替代性商品組………………………………… 34
表4-3 執行結果：商品間的替代性商品組………………………………… 35
表4-4 執行結果：品牌間的替代性商品組…………………………………..35

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