環境

window8.1，python3.7，Tableau2019.1

正文

1. 項目背景

該項目的數據集來源於天池，是由阿裏巴巴提供的一個淘寶用戶行為數據集，其中包含了2017年11月25日至2017年12月3日之間，一百萬個隨機用戶的所有用戶行為（行為包括點擊、購買、加購、收藏）數據，有關每個字段的介紹如下所示：

2. 明確分析思路和目的

--分析思路：從what、why和how這三個角度對用戶行為進行分析，即什麽是用戶行為分析？為什麽進行用戶行為分析？如何進行用戶行為分析？而其中的why作為我們的重點解釋對象。
--分析目的：通過對淘寶用戶的點擊、加購、收藏、購買行為進行深入研究，讓企業或者店鋪更好地了解用戶行為習慣，為網絡營銷提供指導意義，也為取得新成績打下堅實的基礎。

2.1 what 什麽是用戶行為分析？

用戶行為分析，可以看做是分析用戶行為，而用戶行為包括5w2h，即時間、地點、人物、起因、經過、結果和金錢，也就是說分析用戶行為則是分析這7個要素產生的數據，基於這些數據進行統計、分析，從中發現用戶使用產品的規律，並將這些規律與產品、渠道、價格和促銷等相結合，從而發現當前所存在的問題，並為後續進一步改進和優化提供依據，這將有助於企業提高平臺轉化率，進而提升企業的收益。

2.2 why 為什麽進行用戶行為分析？

從時間的維度來看，通過對用戶行為路徑的分析可以幫助企業發現：用戶從哪裏來？用戶做了什麽操作？用戶從哪裏流失的？用戶為什麽流失？
從空間的維度來看，根據用戶的行為特征構建用戶畫像，進而實現精準營銷和提升用戶體驗，達到提升企業盈利的目的。

2.3 how 如何進行用戶行為分析?

此環節正是我們這次項目的重中之重，我們主要通過以下三種模型進行用戶行為分析：

3. 數據概覽

3.1 讀取數據

數據總容量為1億多，我這裏選擇了500萬來進行分析.

import pandas as pd
df = pd.read_csv(r'D:\Data\UserBehavior.csv', nrows=5000000, header=None, 
                 names=['用戶ID','商品ID','商品類目ID','行為類型','時間戳'])

3.2 查看數據信息

df.info()

<class ‘pandas.core.frame.DataFrame‘>
RangeIndex: 5000000 entries, 0 to 4999999
Data columns (total 5 columns):
用戶ID int64
商品ID int64
商品類目ID int64
行為類型 object
時間戳 int64
dtypes: int64(4), object(1)
memory usage: 190.7+ MB
數據維度500萬×5，1個字符串類型和4個64位整型數據，500萬數據大小190.7MB

3.3 描述性統計

df.describe()
df.describe(include=['O'])

由於該數據集中會出現一個用戶ID多次瀏覽的情況，因此這裏“用戶ID”的count數和max值不代表用戶數量，“商品ID“和“商品類目ID“類似

用戶行為類型分為4種，其中瀏覽量pv最多，達到4475232次

4. 數據預處理

4.1 重復值處理

對於重復值，直接采用刪除的方式處理。

df.drop_duplicates(keep='last',inplace=True)

4.2 缺失值處理

在處理缺失值之前，先查看有多少缺失值

df.isnull().sum()

用戶ID 0
商品ID 0
商品類目ID 0
行為類型 0
時間戳 0
dtype: int64
可以看到沒有缺失值，因此也就不用處理了

4.3 異常值處理

根據數據介紹，可知道數據的日期包含在2017年11月25日至2017年12月3日之間，因此可根據這條規則對數據進行異常處理

import time
start_time = time.mktime(time.strptime("2017-11-25 00:00:00",'%Y-%m-%d %H:%M:%S'))
end_time = time.mktime(time.strptime("2017-12-03 23:59:59",'%Y-%m-%d %H:%M:%S'))
df = df[(df.時間戳 >=int(start_time)) & (df.時間戳<= int(end_time))]

4.4 數據清洗

將時間戳轉換為datetime格式

df['時間戳'] = df.時間戳.apply(lambda x: datetime.datetime.fromtimestamp(x))

提取出日期和時間

df['日期'] = df.時間戳.dt.date
df['時間'] = df.時間戳.dt.time
df['小時'] = df.時間戳.dt.hour

截止目前，我們的數據預處理工作就完成了，可查看處理結果

df.head()

5. AARR模型分析

5.1 獲取用戶

1.日pv、日人均pv和日uv

import numpy as np
from pyecharts import Line, Overlap
pv_day = df[df.行為類型 == 'pv'].groupby('日期')['行為類型'].count()
uv_day = df[df.行為類型 == 'pv'].drop_duplicates(['用戶ID','日期']).groupby('日期')['用戶ID'].count()
attr = pv_day.index
v1 = pv_day.values
v2 = uv_day.values
line1 = Line('日pv、日人均pv和日uv對比圖')
line1.add('日pv（單位：萬次）', attr, np.around(v1/10000,decimals=2), mark_point=["max", "min"],
          mark_line=['average'], legend_pos='right')
line1.add('日人均pv（單位：次）', attr, np.around(v1/v2, decimals=2), mark_point=['max','min'],
          mark_line=['average'], yaxis_max=100, yaxis_name='pv', yaxis_name_pos='end',
          yaxis_name_gap=15, legend_pos='right', legend_top='3%')
line2 = Line()
line2.add('日uv（單位：萬人）', attr, np.around(v2/10000, decimals=2), mark_point=["max",'min'], 
          mark_line=['average'], yaxis_name='uv', yaxis_name_pos='end', yaxis_name_gap=15)
overlap = Overlap()
overlap.add(line1)
overlap.add(line2, is_add_yaxis=True, yaxis_index=1)
overlap.render()

--日pv和日uv兩者走勢相類似，也進一步說明日人均pv波動較平緩，其平均水平為13.34；
--日pv和日uv均呈現上升趨勢，且均在12月2日突然升高至九日內最高水平，而12月2日是周六，但11月25日也是周六，可能不是周末的原因，或許是因為商家進行了宣傳、促銷活動。
2.日新增uv和日新增uv的pv

from pyecharts import Bar, Line, Overlap
from copy import deepcopy
import datetime
df_pv = df[df.行為類型 == 'pv']
s = set()
days = []
nums = []
add_pv = []
for date in df_pv['日期'].unique():
    num1 = len(s)
    s1 = deepcopy(s)
    ids = df_pv[df_pv.日期 == date]['用戶ID'].values.tolist()
    for i in ids:
        s.add(i)
    add_users = s - s1
    add_users_pvs = df[(df.用戶ID.isin(add_users)) & (df.行為類型 == 'pv')].groupby('日期', as_index=False)['行為類型'].count()
    add_users_pv = int(add_users_pvs[add_users_pvs.日期 == date]['行為類型'].values)
    num2  = len(s)
    add_pv.append(add_users_pv)
    days.append(date)
    nums.append(num2-num1)
df_new_uv = pd.DataFrame({'日期': days, '新增訪客數': nums, '新增訪客的瀏覽量': add_pv})

attr = df_new_uv.日期
v = df_new_uv.新增訪客數
w = df_new_uv.新增訪客的瀏覽量
bar = Bar('日新增uv和日新增uv的pv對比圖')
bar.add('日新增uv', attr, v, is_label_show=True, yaxis_formatter=" 人", legend_pos='right', legend_top='3%', label_pos='outside')
line = Line()
line.add('日新增uv的pv', attr, w, yaxis_formatter=" 次",is_label_show=True, yaxis_max=700000, label_pos='inside')
overlap = Overlap()
overlap.add(bar)
overlap.add(line, is_add_yaxis=True, yaxis_index=1)
overlap.render()

日新增uv和日新增uv的pv均呈現明顯下降趨勢，且在12月2日新增uv的人均pv為627/62=10.11（低於日人均pv的平均水平），說明日pv的突然升高不是由12月2日當日新增的uv帶來的，而是由老uv帶來的。

5.2 提高活躍度

1.時活躍用戶數

hour_active = df.drop_duplicates(['用戶ID', '小時']).groupby('小時')['用戶ID'].count()
line = Line('時活躍用戶折線圖')
line.add('', hour_active.index, hour_active.values, mark_point=['max', 'min'], 
         mark_line=['average'], yaxis_formatter=' 人')
line.render()

19時~22時為用戶活躍高峰期， 而2時~5時則為用戶活躍低峰期，可在用戶活躍高峰期加大活動宣傳力度。
2.日活躍用戶數

day_active = df.drop_duplicates(['用戶ID', '日期']).groupby('日期')['用戶ID'].count()
day_active
line = Line('日活躍用戶折線圖')
line.add('', day_active.index, day_active.values, is_label_show=True, yaxis_formatter=' 人')
line.render()

日活躍用戶數呈現明顯的增長趨勢，且在12月2日取得最大值，也說明此次活動在用戶活躍方面有明顯效果。

5.3 提高留存率

from datetime import timedelta
def get_nday_retention_rate(df, n):
    users2 = set()
    days = []
    nday_retentions = []
    dates = df.日期.unique()[:-n]
    for date in dates:
        users1 = deepcopy(users2)
        ids = df[df.日期 == date].用戶ID.values.tolist()
        for i in ids:
            users2.add(i)
        users = users2 - users1
        nday_users = df[df.日期 == date + timedelta(days=n)].用戶ID.unique()
        counts = 0
        for nday_user in nday_users:
            if nday_user in users:
                counts += 1
        nday_retention_rate = counts / len(users)
        nday_retentions.append(nday_retention_rate)
        days.append(date)
    df_retention_rate = pd.DataFrame({'日期': days, 'n日留存率': nday_retentions})
    return df_retention_rate

retention_rate1 = get_nday_retention_rate(df, 1)
retention_rate2 = get_nday_retention_rate(df, 2)
retention_rate3 = get_nday_retention_rate(df, 3)
retention_rate4 = get_nday_retention_rate(df, 4)
retention_rate5 = get_nday_retention_rate(df, 5)
retention_rate6 = get_nday_retention_rate(df, 6)
retention_rate7 = get_nday_retention_rate(df, 7)
line = Line('留存率對比分析圖')
line.add('7日留存', retention_rate7.日期, retention_rate7.n日留存率)
line.add('6日留存', retention_rate6.日期, retention_rate6.n日留存率)
line.add('5日留存', retention_rate5.日期, retention_rate5.n日留存率)
line.add('4日留存', retention_rate4.日期, retention_rate4.n日留存率)
line.add('3日留存', retention_rate3.日期, retention_rate3.n日留存率)
line.add('2日留存', retention_rate2.日期, retention_rate2.n日留存率)
line.add('次日留存', retention_rate1.日期, retention_rate1.n日留存率, legend_pos='right')
line.render()

--就時間窗口來說，次日留存和3日留存均表現出先減後增的趨勢，而7日留存則相比之前略有減少；
--就某一天來說，11月25日新增的活躍用戶3日留存<次日留存<7日留存，11月26日新增的活躍用戶次日留存<3日留存<7日留存，且其他日期3日留存均大於次日留存。
總體來說，留存呈現增長的趨勢，也反映出用戶粘性在上升。

5.4 獲取營收

1.時購買行為

hour_buy_user_num = df[df.行為類型 == 'buy'].drop_duplicates(['用戶ID', '小時']).groupby('小時')['用戶ID'].count()
hour_active_user_num = df.drop_duplicates(['用戶ID', '小時']).groupby('小時')['用戶ID'].count()
hour_buy_rate = hour_buy_user_num / hour_active_user_num
attr = hour_buy_user_num.index
v1 = hour_buy_user_num.values
v2 = hour_buy_rate.values
line1 = Line('時購買行為分析')
line1.add('購買人數', attr, v1, mark_point=['max', 'min'], yaxis_formatter=' 人')
line2 = Line()
line2.add('購買率', attr, np.around(v2, 3), mark_point=['max', 'min'])
overlap = Overlap()
overlap.add(line1)
overlap.add(line2, is_add_yaxis=True, yaxis_index=1)
overlap.render()

購買人數和購買率的走勢大致相似，且均呈現明顯的雙峰走勢，其中21時購買人數最多，而10時購買率最高，應當繼續保持10時的活動力度，加大21時的活動力度。
2.日購買行為

day_buy_user_num = df[df.行為類型 == 'buy'].drop_duplicates(['用戶ID', '日期']).groupby('日期')['用戶ID'].count()
day_active_user_num = df.drop_duplicates(['用戶ID', '日期']).groupby('日期')['用戶ID'].count()
day_buy_rate = day_buy_user_num / day_active_user_num
attr = day_buy_user_num.index
v1 = day_buy_user_num.values
v2 = day_buy_rate.values
line1 = Line('日購買行為分析')
line1.add('購買人數', attr, v1, mark_point=['max', 'min'], yaxis_formatter=' 人')
line2 = Line()
line2.add('購買率', attr, np.around(v2, 3), mark_point=['max', 'min'])
overlap = Overlap()
overlap.add(line1)
overlap.add(line2, is_add_yaxis=True, yaxis_index=1)
overlap.render()

在12月1日之前，購買人數和購買率走勢相類似，而在12月1日之後購買人數有所增加，但與之前相比購買率卻在減少，商家應當優化產品本身以及加大宣傳推廣。
3.九日復購率

df_rebuy = df[df.行為類型 == 'buy'].drop_duplicates(['用戶ID', '時間戳']).groupby('用戶ID')['時間戳'].count()
df_rebuy[df_rebuy >= 2].count() / df_rebuy.count()

0.6323078771856036
如果以0.6作為標準的話，說明是用戶忠誠度是合格的，不過還應當繼續提升，爭取突破0.7。
4.三日復購率和回購率

#計算復購率
for m, n in zip(range(1, 10), df.日期.unique()):
    if m % 3 == 0:
        df.loc[(df.日期 + timedelta(days=0) <= n) & (df.日期 + timedelta(days=2) >= n), '日期1'] = n
df.日期1.unique()
df_rebuy = df[df.行為類型 == 'buy'].drop_duplicates(['用戶ID', '時間戳']).groupby(['日期1', '用戶ID'], as_index=False)['行為類型'].count()
df_rebuy_rate = df_rebuy[df_rebuy.行為類型 >= 2].groupby('日期1')['用戶ID'].count() / df_rebuy.groupby('日期1')['用戶ID'].count()
#計算回購率
days = []
back_buy_rates = []
for i in range(0, 2):
    df_buy_users = df[df.行為類型 == 'buy'].drop_duplicates(['用戶ID', '時間戳']).groupby(['日期1'])['用戶ID'].unique()
    users_id = df_buy_users[i]
    counts = 0
    for user in users_id:
        if user in df_buy_users[i+1]:
            counts += 1
    df_back_buy_rate = counts / len(df_buy_users[i])
    back_buy_rates.append(df_back_buy_rate)
    days.append(df_buy_users.index[i])
df_back_buy = pd.DataFrame({'日期': days, '回購率': back_buy_rates})
#繪制折線圖
line = Line('用戶每三日復購和回購行為分析')
line.add('回購率', df_back_buy.日期, np.around(df_back_buy.回購率, 3), is_label_show=True)
line.add('復購率', df_rebuy_rate.index, np.around(df_rebuy_rate.values, 3), is_label_show=True)
line.render()

--用戶回購率整體高於復購率，其波動性也明顯強於復購率；
--用戶復購率呈現先減後增的趨勢，而用戶回購率則是增加趨勢 , 即第二周期購買用戶的忠誠度較第一期高，整體說明用戶忠誠度在增加。

6. 轉化漏鬥模型分析

from pyecharts import Funnel
pv_users = df[df.行為類型 == 'pv']['用戶ID'].count()
fav_users = df[df.行為類型 == 'fav']['用戶ID'].count()
cart_users = df[df.行為類型 == 'cart']['用戶ID'].count()
buy_users = df[df.行為類型 == 'buy']['用戶ID'].count()
attr = ['點擊', '加入購物車', '收藏', '購買']
values = [np.around((pv_users / pv_users * 100), 2),
         np.around((cart_users / pv_users * 100), 2),
         np.around((fav_users / pv_users * 100), 2),
         np.around((buy_users / pv_users * 100), 2)]
funnel = Funnel("用戶行為轉化漏鬥", title_pos='center')#width=600, height=400, 
funnel.add(
    "",
    attr,
    values,
    is_label_show=True,
    label_formatter = '{b} {c}%',
    label_pos="outside",
    is_legend_show = False,
)
funnel.render()

--總的點擊量中，有6.25%加入購物車，有3.24%收藏，而到最後只有2.24%購買，整體來看，購買的轉化率最低，有很大的增長空間；
--就顏色來看，紅色部分的變化最大，即“點擊-加入購物車“這一環節的轉化率最低，按照“點擊-加入購物車-收藏-購買”這一用戶行為路徑，我們可通過優化“點擊-加入購物車”這一環節進而提升購買的轉化率。

7. RF模型分析

R：Recency（最近一次消費），F：Frequency（消費頻次），M：Monetary（消費金額）
由於我們的數據集中沒有消費金額相關數據，因此這裏就R和F對客戶價值進行分析

from datetime import date
nowdate = date(2017, 12, 5)
recent_buy_date = df[df.行為類型 == 'buy'].groupby('用戶ID')['日期'].apply(lambda x: x.sort_values().iloc[-1])
recent_buy_time = (nowdate - recent_buy_date).map(lambda x: x.days)
fre_buy = df[df.行為類型 == 'buy'].drop_duplicates(['用戶ID', '時間戳']).groupby('用戶ID')['日期'].count()
rf_module = pd.DataFrame({'用戶ID': recent_buy_time.index, 
                          'recency': recent_buy_time.values,
                          'frequency': fre_buy.values})
rf_module['recency_avg'] = rf_module.recency.mean()
rf_module['frequency_avg'] = rf_module.frequency.mean()
rf_module.to_excel(r'E:\Data\data2.xlsx')

保存至Excel文件，然後通過Tableau繪制波士頓矩陣如下所示：

--第一象限（重要價值用戶）：該象限用戶消費頻次高、最近一次消費近，應當繼續保持並給予支持；
--第二象限（重點保持用戶）：該象限用戶消費頻次高、最近一次消費遠，可通過電話、短信等方式主動聯系促進最近消費；
--第三象限（重點挽留用戶）：該象限用戶消費頻次低、最近一次消費遠，可通過贈送禮品、加大折扣等方式進行挽回；
--第四象限（重點發展用戶）：該象限用戶消費頻次低、最近一次消費近，可通過發放優惠券、捆綁銷售等方式增加用戶購買頻次。

總結