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Notas de campo
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Machine learning churn prediction: rótulos, fuga de dados e o teste errado

A maioria dos modelos de churn em produção falha na definição do rótulo, na fuga de funcionalidades, ou numa avaliação que recompensa a AUC em vez de decisões. As três correções, por ordem.

Marc Sanchez
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Machine learning churn prediction: labels, leakage and the wrong test

Machine learning churn prediction usa o comportamento do cliente, faturação e histórico de suporte para estimar quem irá cancelar numa janela futura, para que uma equipa possa agir antes que aconteça. Os modelos que alteram a partilha de receita possuem três características: uma definição honesta de label, features que não conseguem ver o futuro e uma avaliação que mede decisões, não AUC.

A maioria dos modelos de churn em produção falha em pelo menos um desses três. Este artigo é o complemento técnico do nosso guia de previsão de churn de clientes, focado nas decisões de modelagem, e não no modelo operacional.

Defina o rótulo antes de tocar numa funcionalidade

O rótulo é a decisão. Três escolhas impulsionam tudo a jusante:

  1. 1The outcome. O cancelamento voluntário, a falha de pagamento, a dormência ou o downgrade são comportamentos diferentes com motivadores diferentes. Um modelo treinado em todos os churn agrupados prevê o tipo mais comum, que geralmente é involuntário, e é implementado contra saves voluntários onde é mais fraco.
  2. 2The window. Janelas de trinta dias captam o churn de pânico e são úteis para intervenção em tempo real. Janelas de noventa dias captam o desengajamento lento e deixam espaço para agir. Executar ambas é melhor do que comprometer-se com sessenta.
  3. 3The observation gap. As funcionalidades devem terminar antes do início da janela de ação. Se você precisa de duas semanas para alcançar um cliente, as funcionalidades calculadas até ao dia zero são inúteis; o modelo precisa de uma lacuna entre o último timestamp da funcionalidade e a janela de previsão.

Funcionalidades que transportam o sinal

Em todas as bases de subscrição, quatro famílias de funcionalidades fazem quase todo o trabalho:

  1. 1Engagement decay. Não atividade bruta, mas tendência: sessões esta semana versus a média histórica do próprio cliente, dias desde a última ação significativa, amplitude de funcionalidades utilizadas. Baselines individuais superam as médias da população, porque um utilizador intenso que cai 40 por cento está em risco, enquanto um utilizador leve no mesmo nível absoluto não está.
  2. 2Billing events. Pagamentos falhos, alterações de plano, expirações de descontos, surpresas na fatura. Os recursos de cobrança são o mais forte preditor único de churn a curto prazo em quase todos os conjuntos de dados que vemos, inclusive para saídas voluntárias.
  3. 3Support friction. O número de tickets importa menos do que a recência e a resolução. Um ticket não resolvido nos últimos 14 dias é um dos precursores de churn mais fiáveis; um resolvido é muitas vezes protetor.
  4. 4Value realisation. Se o cliente alguma vez alcançou o comportamento que os seus melhores clientes partilham: o segundo stream, a primeira integração, o relatório semanal aberto. Clientes que nunca ativaram um comportamento central apresentam churn várias vezes superior à taxa base, independentemente de tudo o resto.

Leakage: como os modelos enganam

O teste é mecânico. Para cada funcionalidade, pergunte: este valor era conhecível no momento da previsão, para um cliente que ainda não tinha demonstrado qualquer intenção? Se a resposta honesta for não, a funcionalidade é “vazada”. As equipas que auditam desta forma geralmente veem a sua AUC offline cair vários pontos e a sua precisão implementada aumentar, porque o modelo deixa de depender de informações que nunca terá.

Porque o AUC é o teste errado

AUC mede a qualidade da classificação em toda a população. A intervenção de churn acontece no topo da lista, nos poucos por cento de clientes que uma equipa consegue realmente contactar. Um modelo pode apresentar um excelente AUC enquanto é inútil no decil superior, e um modelo com AUC pior pode superá-lo exatamente onde importa.

Duas perguntas melhores. Primeiro, uplift na fatia contactável: quanto mais churn os cinco por cento do topo contêm do que cinco por cento aleatórios? Segundo, e mais importante, uplift: entre os clientes contactados, a intervenção alterou o resultado? Um modelo de propensão não consegue responder à segunda pergunta de todo, porque classifica quem fará churn, não cujo churn é evitável. Clientes que certamente sairão encabeçam todos os rankings de propensão e absorvem o orçamento que deveria ir para o meio persuadível. Este é o mesmo argumento que fazemos sobre modelos de next best action: a unidade de otimização é a decisão, não a pontuação.

Um plano de instrumentação de 30 dias

  1. 1Freeze the label and the gap. Anote o resultado, a janela e o período de observação. Rejeite qualquer funcionalidade que viole o período.
  2. 2Audit for leakage. Trace cada funcionalidade à sua marca temporal. Remova tudo o que foi registado após a existência de um sinal de cancelamento.
  3. 3Avaliar no ponto de operação. Reporte a precisão e o uplift nos decis superiores onde você pode realmente agir, e execute cada intervenção contra um holdout para que a medição seja da decisão, não do modelo.

Markin envia modelos de churn com o rótulo, a lacuna e o holdout incorporados, e avalia-os em poupanças incrementais em vez de pontuações offline. Ver Retention decisioning.

Perguntas frequentes

Perguntas que os leitores fazem sobre isto.

Qual algoritmo é o melhor para a previsão de churn?
Gradient-boosted trees são o padrão prático para dados de assinatura tabulares e raramente são o bottleneck. A definição de label, o controlo de leakage e a avaliação impulsionam muito mais o desempenho implementado do que a escolha do algoritmo.
Que features preveem melhor o churn?
Quatro famílias fazem a maior parte do trabalho: o decaimento do engagement medido em relação à baseline do próprio cliente, eventos de faturação como pagamentos falhados e expiração de descontos, atrito de suporte não resolvido nos últimos 14 dias, e se o cliente alguma vez alcançou o comportamento de valor central.
O que é data leakage em um modelo de churn?
Leakage é qualquer funcionalidade que não era conhecível no momento da previsão para um cliente que ainda não havia demonstrado intenção, como contactos de save-desk, visualizações de páginas de cancelamento ou janelas de engagement que se sobrepõem à janela de previsão. Inflaciona as métricas offline e colapsa na implementação.
Porque o AUC é uma métrica ruim para modelos de churn?
A AUC pontua a qualidade de ranking em toda a base, mas a intervenção só atinge os poucos por cento superiores dos clientes. Um modelo pode apresentar uma AUC forte e ainda classificar mal no segmento contactável. Relate a precisão e o lift no ponto de operação, e meça o uplift contra um holdout.
O que é uplift modelling para churn?
Os uplift models classificam os clientes pela forma como uma intervenção altera o seu resultado, em vez de pela probabilidade de fazerem churn. Isto é importante porque os clientes que certamente sairão encabeçam todas as listas de propensão e absorvem o orçamento que deveria ir para o meio persuadível.

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Isto funciona em Markin hoje.

Os mesmos loops que esta nota descreve são executados 24 horas por dia, 7 dias por semana, na sua base de clientes. Veja o espaço de trabalho decidir, experimentar e executar 1:1.