АБ-тесты — это не только ценный мех… Но еще и процессы

О математических нюансах АБ-тестирования есть много замечательной литературы, но почти нигде нет информации о том, каким образом в компаниях выстраивать сам процесс применения АБ-тестирования. За исключением отдельных отраслей (игры, интернет-коммерция), где уже сформировались зрелые практики.

При этом для офлайн-бизнеса внедрение АБ-тестирования во многом организационная, а не математическая проблема. На практике правильно выстроить бизнес-процесс применения АБ и позиционирования его внутри компании едва ли не сложнее, чем создать правильную статистическую методологию.

В этой статье я поделюсь своим опытом и советами о том, как это сделать. Статья собрана из серии постов в тг-канале Reliable ML.

Место АБ-тестирования в бизнес-процессах компании

С точки зрения бизнес-процессов компании АБ-тестирование - часть инвестиционного цикла проектов и продуктов, за который отвечает финансовое подразделение. Внутри инвестиционного цикла АБ-тестирование – это один из способов дизайна и оценки пилотных экспериментов компании для того, чтобы принять решение о дальнейших инвестициях в проект.

Обобщенно инвестиционный цикл можно разбить на этапы:

• Заявка на проект. Процедура отбора проектов, в которые компания готова инвестировать. Здесь АБ-тестирование может участвовать, дополняя критерии отбора проектов возможностью проведения статистически корректного АБ-теста.

  На практике это, к сожалению, происходит редко, что приводит к значительным денежным потерям. Проект запустили, а вывод о том, эффективен ли он, сделать невозможно.

• Инвестиционный комитет по процедурам компании для решения о том, идет ли проект дальше по циклу.

• Разработка MVP. Разрабатывается прототип решения.

• Пилот. После разработки MVP нужно как можно дешевле (на минимальном числе объектов) оценить финансовый эффект проекта, чтобы принять решение о продолжении или прекращении инвестиций в проект.

  Чтобы понять, окупятся ли дальнейшие инвестиции в проект, нам нужно быть уверенными, что мы получили достоверную оценку финансового эффекта.

  Как тут помогает АБ тестирование: математически корректная методика дизайна и оценки результатов экспериментов дает возможность сделать правильные выводы о ценности разработанного MVP.

• Инвестиционный комитет по процедурам компании для решения о том, идет ли проект дальше по циклу.

• Ролл-аут. Осуществляется внедрение проекта на все целевые объекты в масштабе компании.

• Пост-инвест анализ. Чтобы отслеживать эффективность инвестиционной деятельности, компании нужно оценить итоговый финансовый эффект ролл-аута.

  Какие статистические инструменты доступны?

  Прежде всего - контрфактические методы причинно-следственного анализа. Подробнее о них можно почитать в этой статье и послушать в этом выступлении.

Важно помнить, что АБ-тестирование – лишь часть (пусть и очень важная) методов причинно-следственного анализа. АБ-тесты - только один из способов дизайна и оценки пилотных экспериментов. Они хорошо работают в типовых случаях, а для сложных случаев помогут контрфактические методы. При использовании контрфактических методов критически важно обеспечить робастность применения моделей.

Доказательная лестница методов причинно-следственного анализа

evЛучшая, на мой взгляд, систематизация методов причинно-следственного анализа – Evidence Ladder от A.Rebecq (2020).

Методы Causal Inference можно упорядочить с помощью так называемой доказательной лестницы (Evidence Ladder). От нижней ступени к верхней будет расти, во-первых, доказательная сила метода, во-вторых, простота применения, или, другими словами, снижаться число необходимых проверок на устойчивость результата применения метода (robustness checks).

На вершине этой лестницы находятся естественные эксперименты (Natural Experiments). Это, например, классические лабораторные эксперименты в физике и химии, когда мы можем создать полностью одинаковые условия для двух вариантов Y, отличающихся только наличием Х. 

Следующая ступень – статистические эксперименты (Statistical Experiments) aka рандомизированные контролируемые эксперименты (Randomized Controlled Trials) aka АБ-тестирование (AB Testing). Здесь мы не можем обеспечить идеально одинаковые Y, но можем случайным образом собрать выборки объектов Y в пилотную (вводим событие Х) и контрольную (не вводим событие Х) группы таким образом, что размер этих выборок компенсирует различия Y между собой.

Если случайный отбор не работает, мы вынуждены спускаться еще на ступень ниже – к квази-экспериментам (Quasi-Experiments). На практике категории статистических экспериментов и квази-экспериментов чаще всего смешиваются, и называются просто АБ-тестами. В квази-экспериментах объекты Y могут существенно отличаться и их общего количества недостаточно, чтобы обеспечить однородные выборки и корректный статистический эксперимент. Поэтому в таких АБ-тестах мы вынуждены прибегать к дополнительным мерам снижения дисперсии типа CUPED и линеаризации, и другим танцам с бубном.

Иногда бизнес-ограничения не позволяют добиться и корректной оценки даже с помощью квази-экспериментов. В таком случае, мы вынуждены спуститься в самый низ нашей доказательной лестницы – к контрфактическим методам (Counterfactuals). Тут мы отказываемся от идеи пилотной и контрольной групп (на самом деле, не совсем), и, по сути, моделируем временной ряд Y по историческим данным без участия Х в будущее, где Х уже вступает в игру. Таким образом, в период проведения эксперимента мы сможем сравнить фактические данные Y (где Х участвовал) с модельными (прогноз Y без участия Х) и предположить размер эффекта, скорректировав его на точность модели для Y. Однако, чтобы это предположение оказалось близким к правде, нам нужно сделать наибольшее количество тестов на устойчивость метода. Результирующий эффект будет критически зависеть не только от качества модели, но и в целом от корректности применения выбранного метода CI категории Counterfactuals: от выбора самого метода до подбора гиперпараметров и учета при моделировании всех необходимых ковариатов (факторов, помимо Х).

Более детальное описание каждой ступени можно найти в моем докладе тут и в этой статье.

Структуру инвестиционного цикла, которую мы обсудили выше, полезно иметь в виду при интеграции АБ-тестирования в бизнес-процессы компании.

Далее речь пойдет о детальном бизнес-процессе дизайна и оценки пилота, а также о том, какие этапы в нем закрывает математическая методика АБ-тестирования, а какие этапы нужно дополнительно продумать и упорядочить при ее внедрении.

Как выглядит типовой бизнес-процесс пилотирования без АБ

Мы верхнеуровнево разобрали инвестиционный цикл проектов в офлайн-бизнесе и кратко поговорили о том, в какие его этапы и каким образом встраивается математическая методика АБ-тестирования. В частности, мы определились, что наиболее важный этап инвестиционного цикла для АБ-тестирования - это этап пилотирования для понимания финансового эффекта от MVP какого-либо проекта.

Теперь предлагаем сделать zoom в этот этап и разобрать его детально, поняв, как именно в него может быть встроена методика АБ-тестирования, и что нужно предусмотреть в рамках интеграции.

Итак, бизнес-процесс пилота - еще до всяких АБ-тестирований - как правило, выглядит так:

• Определение целей, задач, KPI пилота. Бизнес-подразделение, ответственное за проект, формирует свои ожидания к проведению пилота и его ключевым параметрам. Если в компании нет единой методики оценки пилотов, то эти ожидания формируются несистемно, часто больше из соображений наименьших затрат на проведение пилота.

• Согласование ожиданий бизнеса по пилоту с финансовой службой. Все ожидания должны пройти контроль подразделения, отвечающего за инвестиционный цикл подобных проектов в финансовой службе.

• Определение географии пилота и выбор объектов для тестирования (пилотная группа, внедряем MVP) и сравнения (контрольная группа, ничего не внедряем). Как правило, выбирается экспертно, из соображений удобного и наименее затратного проведения пилота. Для небольших проектов может использоваться 1 выделенный для пилотов объект.

• Согласование запуска пилота с операционной службой. Изменения в пилотной группе объектов должны быть согласованы с операционным подразделением. Коллегам непосредственно на местах необходимо будет обеспечить исполнение пилота.

• Проведение пилота. Реализация MVP на местах в пилотной группе при отсутствии изменений в контрольной группе. Если эти понятия, конечно, выделяются при отсутствии АБ-тестирования. Надо сказать, что чаще всего, выделяются.

• Оценка результатов пилота. При отсутствии АБ, чаще всего применяется простая разность результатов пилотной группы с контрольной по целевой метрике (продажи, количество клиентов, маржа, и т.п.). Используются как темпы роста, так и абсолютные значения. О том, почему подобное ручное сравнение это плохо и что должно улучшить АБ (и как объяснить это бизнесу!), стоит поговорить в отдельной статье. Сейчас для нас важно то, что без применения статистики (aka внедрения АБ) компания берет на себя огромный риск финансовых потерь за счет некорректных оценок пилотных экспериментов. Фактически, идет по инвестиционному циклу вслепую.

• Решение о дальнейшем развитии проекта. Здесь, что очень важно, происходит экстраполяция результатов пилота на всю сеть - расчет потенциального финансового эффекта для того, чтобы понять, стоит ли проект дальнейших инвестиций в его внедрение для всех объектов компании (ролл-аут).

Риски типового бизнес-процесса без АБ

Описанный выше бизнес-процесс связан со значительными рисками для компании. Рассмотрим детальнее, что это за риски и почему они формируются:

• Риск некорректного финального решения о дальнейшем развитии проекта. Наиболее значимый риск среди всех. Как мы написали выше, компания идет по инвестиционному циклу вслепую. И очень важно понимать, что это связано не только с отсутствием АБ-тестирования в шаге оценки результатов пилотов. Даже если у вас стройная и правильная математика при оценке результата пилота, риски остаются и в других шагах:

  • Нет фиксации ограниченного круга целевых метрик и KPI пилота. Это может приводить к тому, что при отсутствии эффекта на основные метрики, заинтересованная сторона будет искать эффект в других метриках, пока не найдет и постфактум сможет объявить о том, что пилот успешен, но на других метриках. Научно это называется проблемой множественного тестирования и отлично иллюстрируется известной историей про мертвого лосося.

  • Нет единой базы пилотов. При проведении пилотов далеко не всегда контролируется отсутствие изменений в контрольной группе объектов. А если эксперименты проводятся в 1м объекте, выделенном для тестов, нередка ситуация, когда в одно время может проходить и два, и три, и пять пилотов. Результаты проведения каждого из них по отдельности, как нетрудно догадаться, в такой ситуации, оценить будет невозможно.

  • Нет единой методики/правил экстраполяции результатов пилота для расчета финансового эффекта на все объекты. Даже при суперкорректной статистической оценке результатов пилота на основе АБ, финальное решение об инвестициях в проект может оказаться некорректным, если нет правил его масштабирования на всю сеть. Получили +1% к выручке на 5 объектах. Можем ли сказать, что при ролл-ауте проекта, для всей сети будет +1% к выручке? Была ли выборка репрезентативна для всей сети? Можем ли назвать результаты пилота робастными? Например, 5 объектов пилота могли быть расположены в Сибири, а основные объекты компании расположены в Центральных регионах.

• Риск задержек в проведении пилотов. В бизнес-процессе проведения пилота много шагов, в него вовлечено много сторон/согласующих. Это может приводить к значительному замедлению в продвижении компании по инвестиционному циклу, а значит, в перспективе - к отставанию от конкурентов во внедрении новых решений.

Что делать

Настало время обсудить “А что делать-то?”. Как подумать о рассмотренных рисках при интеграции АБ-тестирования, а также учесть особенности бизнес-процесса.

Взаимодействие АБ-команды, финансовой службы и бизнеса

Теперь, когда мы разобрали бизнес-процессы и ключевые риски инвестиционного цикла и отдельно пилотирования, можно поговорить о том, как предусмотреть митигацию этих рисков при интеграции АБ-тестов в деятельность компании.

Первое, что мы рассмотрим, это создание процесса взаимодействия бизнеса с командой АБ-тестирования. Наличие у вас классной методики АБ - это круто, но этого недостаточно для того, чтобы нивелировать риски некорректных оценок финального эффекта и задержек в проведении пилота.

Создание такого бизнес-процесса (далее - БП):

• Значительно уменьшает время на планирование и получение оценки пилота. Если БП создан командой АБ совместно с финансовой службой, то этот эффект еще заметнее. Финансовая служба - владелец процесса инвестиционного цикла проектов и являются ключевым согласующим по его этапам.

• Позволяет получить максимально полную информацию для корректного планирования пилота и его последующей оценки, а значит, снижает риск неправильных выводов о финансовом эффекте.

Необходимые атрибуты процесса взаимодействия бизнеса с командой АБ-тестирования: единое окно для подачи всех заявок на АБ, механизм приоритезации, чек-листы для подачи заявки на дизайн пилота и на оценку эффекта после пилота, SLA ответа на корректно поданную заявку.

Ключевой атрибут - это чек-листы. Рассмотрим их подробнее.

A. Чек-лист для подачи заявки на дизайн пилота в команду АБ, включающий как технику, так и бизнес-постановку.

Бизнес-часть:

• сведения о заказчике пилота (бизнес-подразделение, контакты);

• содержание пилота (что внедряем, почему это принесет эффект);

• категория приоритетности расчета. Пока у вас нет библиотеки или платформы АБ-тестирования и дизайны экспериментов требуют вовлечения DS-ов, необходимо выстроить процесс приоритезации заявок: какие проекты оцениваются в 1/2/3 очередь, какие - не оцениваются вообще. Основа критериев: бюджет проведения пилота (считается ли проект крупным с точки зрения инвестиционного цикла компании) и материальность ожидаемого эффекта для PnL компании (ждем ли реально большой пользы от проекта).

Техническая часть. Стоит обозначить все пункты, необходимые для математического дизайна пилота по вашей методе:

• что является объектом тестирования;

• целевые метрики пилота и ожидаемый количественный эффект пилота на них;

• есть ли период привыкания с точки зрения бизнес-постановки. Например, распространено мнение, что изменение ассортимента в магазине может не сразу повлиять на спрос, покупателю требуется время привыкнуть к изменениям возможные границы периода пилота, ожидаемая дата начала;

• максимальное количество объектов, которое бизнес готов выделить в пилот;

• ограничения на эти объекты по бизнес-постановке. Например, в пилот требуется включать только магазины определенных регионов присутствия и с финансовыми показателями выше заданных порогов.

Б. Чек-лист для подачи заявки в команду АБ на оценку пилота. Здесь возможны 2 варианта:

• Дизайн пилота делала команда АБ по единой методике. Чек-лист не требуется, вся информация есть у команды. Нужно только уведомление о завершении пилота и просьба рассчитать эффект.

• Пилот проводился без участия команды АБ. Для заявки на оценку пилота нужен максимально детальный чек-лист дизайна. Так команда АБ сможет понять, может ли сделать математически корректную оценку эффекта.

База пилотов

Как мы разобрались выше, при внедрении АБ-тестирования в процесс пилотирования полезно создать базу пилотов. Хорошая база позволяет не только снизить риск некорректного финального решения о дальнейшем развитии проекта (можем отслеживать пересечения пилотов: чтобы в пилотной группе тестировался только один проект, а в контрольной - ни одного), но и сильно систематизировать знания компании о пилотах. А последнее потом очень помогает подбить эффект от работы команды АБ-тестирования за год