RFID-Enabled Visibility and Inventory Record Inaccuracy: Experiments in the Field
Bill Hardgrave (presenter)
John Aloysius
Sandeep Goyal
Information Systems Department
University of Arkansas
Walton_Horizontal.png
RFID_Logo
Research Questions
Will RFID technology improve inventory recordaccuracy?  (Study 1)
Can RFID technology ameliorate the effects ofknown causal predictors of inventory recordinaccuracy? (Study 1 / Study 2)
What are the characteristics of product categoriesfor which RFID technology is effective in reducinginventory record inaccuracy? (Study 2)
Walton_Horizontal.png
Study 1
All products in air freshener category tagged atcase level
Interrupted Time-series design
Data collection: 23 weeks
13 stores: 8 test stores, 5 control stores
Mixture of Supercenter and Neighborhood Markets
Daily physical counts
10 weeks to determine baseline
Same time, same path each day
Walton_Horizontal.png
Study 1 Results: Linear Mixed Effects (Discontinuous growth model for test stores)
Walton_Horizontal.png
Results of Linear Mixed Effects
Variables
Effect
(Intercept)
 8.004***
Sales Volume
-0.953**
Variety
-0.003
Item cost
 0.040*
Dollar Sales
 0.000
PRE
 0.138**
TRANS
 1.875***
POST
- 0.345***
Notes p<.05, **p< .01, ***p<.001Velocity Number of units sold per day; Item Cost Cost of an item in cents; Sales Volume Item Cost X Velocity; Variety Number of unique SKUS carried in a store; PRE: Periods numbered consecutively for 40 day window around the adjustment; POST: Periods numbered O to 20 days before the adjustment, numbered consecutively after; TRANS: Numbered 0 before the adjustment, numbered 1 after
Notes p<.05, **p< .01, ***p<.001Velocity Number of units sold per day; Item Cost Cost of an item in cents; Sales Volume Item Cost X Velocity; Variety Number of unique SKUS carried in a store; PRE: Periods numbered consecutively for 40 day window around the adjustment; POST: Periods numbered O to 20 days before the adjustment, numbered consecutively after; TRANS: Numbered 0 before the adjustment, numbered 1 after
Notes p<.05, **p< .01, ***p<.001
Velocity Number of units sold per day; Item Cost: Cost of an item in cents; Sales Volume Item Cost X Velocity; Variety =Number of unique SKUS carried in a store; PRE: Periods numbered consecutively for 40 day window around the adjustment;POST: Periods numbered O to 20 days before the adjustment, numbered consecutively after; TRANS: Numbered 0 beforethe adjustment, numbered 1 after
Study 1 Results: Discontinuous growth model (Interrupted time series for test stores)
Walton_Horizontal.png
Study 1 Results: Linear Mixed Model for Test versus Control stores (post period)
Variables
Fixed effects
(Intercept)
 5.654***
Sales volume
 2.356***
Variety
 0.000
Item Cost
 0.001
Dollar sales
-0.002
Test
-1 .630**
Period
-0.008
Notes: ***p<.001, **p<.01
Sales volume Number of units sold per day; Item Cost = Cost of an item in cents; Dollar Sales Item Cost X Velocity;Variety Number of unique SKUs carried in a store; Test: Dummy variable coded I for test stores and 0 for control stores;Period: Day 1 starting when RFID auto-adjust was made available in test store.
Study 1: Discussion
PI accuracy improved 23%
Results were essentially what we expected
Insight from DeHoratius and Raman (2008)variables
Raises the question: what about other categories?
Walton_Horizontal.png
Study 2
Untreated Control Group design with pretest and post-test
Matched Sample
62 stores: 31 test stores, 31 control stores
Mixture of Supercenter and Neighborhood Markets
Spread across the United States
Looked at both understated PI and overstated PI
Control stores:  RFID-enabled, business as usual
Test stores: business as usual, PLUS used RFID reads (frominbound door, sales floor door, box crusher) to determinecount of items in backroom
Auto-PI: adjustment made by system
For example: if PI = 0, but RFID indicates case (=12) in backroom, then PIadjusted
Walton_Horizontal.png
PI: Perpetual Inventory
Study 2 (contd.)
Five general merchandise categories
Floorcare
e.g., Powerforce vacuum, tough stain pretreat, Woolite gallon
Air freshener
e.g., Glade plugin, Febreeze paradise, Glade oil
Formula
e.g., Pediasure chocolate, Nutripal vanilla
Ready to assemble furniture
e.g., computer cart, pedestal desk, executive chair
Quick cleaners
e.g., wood floor cleaner, Readymop, Swiffer floor sweeper
Walton_Horizontal.png
PI: Perpetual Inventory
Study 2 (contd.)
Data collection
Two waves (Pre and Post implementation), two months apart
Same time, same path each wave
Stock physical counts
conducted over 5 days in each wave by an independent company
Dependent variable: PI Absolute = |PI – Actual|
Looked at both understated and overstated PI
Walton_Horizontal.png
Pre-implementation
Post-implementation
RFID Implementation
5 days
2 Months
5 days
Study 2 (contd.)
Data collection (contd.): Measures
Item cost
Cost of the item to the retailer
Sales volume
Quantity of item sold for two month preceding measurement
Dollar sales
Dollar amount of items sold for two month preceding measurement
Density
Total number of units in a category divided by linear feet of shelfspace for that category
Variety
Total number of unique SKUs in a category
Walton_Horizontal.png
PI: Perpetual Inventory
Study 2 Results: Ameliorating effects  of RFID (Pre-test/Post-test)
PI~TREAT + COST + SALESVOL + DOLLARSA + DENSITY + CATVAR + TREAT_XXX
Walton_Horizontal.png
*** p < .01, ** p < .05, * p < .10
Study 2 Results:Effect size for Treatment, Linear Mixed Model
PI  =  ββ1*Treatment
Walton_Horizontal.png
1.*** p < .01, ** p < .05, * p < .10
2.Significance of difference assessed by  interactionterm of treatment (pre-post) and group (test-control)
Study 2 Results:Characterization of Categories
Walton_Horizontal.png
*** p < .01, ** p < .05, * p < .10
Contributions
RFID technology with case-pack taggingdemonstrated to improve inventoryinaccuracy by 16% to 81% depending oncategory characteristics
Evidence that RFID technology is effective inameliorating the effects on inventoryinaccuracy of item cost, sales volume, dollarsales, density, and variety
Walton_Horizontal.png
PI: Perpetual Inventory
Contributions (contd.)
RFID technology is more effective in reducingPI inaccuracy in product categories whichhave:
higher sales volume,
lower item cost,
higher dollar sales,
greater SKU variety,
greater inventory density
Walton_Horizontal.png
Future Research Directions
What is the economic impact of improvinginventory accuracy (with RFID)?
Imagine inventory accuracy with item-leveltagging …
Walton_Horizontal.png
Bill Hardgrave
bhardgrave@walton.uark.edu
479.575.6099
John Aloysius
jaloysius@walton.uark.edu
479.575.3003
Sandeep  Goyal
sgoyal@walton.uark.edu
479.575.6961
For copies of white papers, visit
http://itri.uark.edu/research
Keyword: RFID
Walton_Horizontal.png
RFID_Logo
Business Problem and Motivation
Perpetual inventory (PI) record inaccuracyaffects forecasting, ordering, replenishment
PI is inaccurate on 65% of items (Raman et al. 2001)
At any given time the retailer in this studymanages about $32 billion in inventory
Walton_Horizontal.png
Scientific Motivation
Firms are skeptical about implementing newtechnologies based on pure faith, but needvalue assessments, tests, or experiments (Dutta,Lee, and Whang 2007)
Such empirical-based research requires “awell-designed sample, with appropriatecontrols and rigorous statistical analysis
Walton_Horizontal.png
Research Model: Making the Business Case for RFID Technology
RFIDTechnology
InventoryVisibility
InventoryRecordInaccuracy
Costs/
Profitability
Research Gap
Walton_Horizontal.png
Delen et al. 2007
Research Gap
There is little empirical research in the fieldthat demonstrates and quantifies the abilityof RFID technology to improve inventoryinaccuracy
There is no empirical research thatcharacterizes product categories for whichRFID technology may be effective in reducinginventory record inaccuracy
Walton_Horizontal.png
Key Terms
Inventory visibility
Retailer’s ability to determine the location of a unit of inventory at agiven point in time by tracking movements in the supply chain
Inventory record inaccuracy
Absolute difference between physical inventory and the informationsystem inventory at any given time (Fleisch and Tellkamp 2005)
RFID-enabled auto-adjustment
A system that leverages RFID technology to correct for the absolutedifference between physical inventory and the inventorymanagement system inventory at any given time
Walton_Horizontal.png
How does inventory inaccuracy occur?
Mechanisms whichresult in recordinaccuracy
Results inoverstated PI?
Results inunderstated PI?
Can case-levelRFID reduce theerror?
Incorrect manualadjustment
Yes
Yes
Yes
Improper returns
Yes
Yes
No
Mis-shipment fromDC
Yes
Yes
Yes
Cashier error
Yes
Yes
No
Walton_Horizontal.png
PI: Perpetual Inventory
Source: Delen et al. (2007)
Research Gap
There is evidence that RFID technology improvesinventory visibility
Researchers assume that improved inventory visibilitywill result in improved inventory record inaccuracyand consequently impact costs and profitability
The current research experimentally manipulatesinventory visibility in field conditions (by means ofan RFID enabled auto-adjustment system) in orderto assess the effect on inventory record inaccuracy
Study 1 (contd.)
Looked at understated PI only
i.e., where PI < actual
Treatment:
Control stores:  RFID-enabled, business as usual
Test stores: business as usual, PLUS used RFID reads(from inbound door, sales floor door, box crusher) todetermine count of items in backroom
Auto-PI: adjustment made by system
For example: if PI = 0, but RFID indicates case (=12) inbackroom, then PI adjusted – NO HUMAN INTERVENTION
Walton_Horizontal.png
Read points - Generic Store
Backroom Storage
Sales Floor
Sales Floor
Door Readers
BackroomReaders
Box CrusherReader
Receiving DoorReaders
Walton_Horizontal.png
Study 1: Statistical Analyses
Two comparisons:
Discontinuous growth model (Pre-test/Post-test)
PI = b+ b1*PRE + b2*POST + b3*TRANS
Linear mixed effects model (Test/Control)
Random effect: Items grouped within stores
Statistical software: R
Hardware: Mainframe
Walton_Horizontal.png
Study 1 Results: Descriptive statistics (all stores, pooled across pre-test/post-test periods)
Walton_Horizontal.png
Variable
Mean
Std. Dev
1
2
3
4
5
1. Sales Volume
1.13
1.18
2. Item Cost
171.89
75.71
-0.305**
3. Dollar Sales
21.78
20.26
 0.650***
 0.125***
4. Variety
294.08
74.15
 0.078***
 0.146***
 0.160***
5. Treatment
0.52
0.5
-0.038
 0.001
-0.076**
0.059***
6. PI- Inaccuracy
5.01
8.38
 0.076***
-0.080
 0.121***
0.182***
0.030
Notes: ***p<.001, **p<.01
Study 1 Results: Post Hoc Analysis
Walton_Horizontal.png
cost
variety
Study 2: Statistical Analyses
Comparisons:
Linear mixed effects model (Pre-test/Post-test)
Random effect: Items grouped within stores
Statistical software: R
Hardware: Mainframe
Walton_Horizontal.png
Study 2 Results: Descriptive Statistics
Walton_Horizontal.png
Mean
Std. Dev.
1
2
3
4
5
1
PI_ABS
3.16
11.38
2
Cost
47.99
11.96
-.049**
3
CategoryVariety
795.31
464.01
.015**
-.198**
4
Sales Volume
52.40
184.95
.400**
-.032**
-.037**
5
Dollar  Sales
735.31
2786.83
.201**
.356**
-.177**
.648**
6
Density
100.84
93.10
.159**
-.217**
.263**
.170**
-.114**