Scipy Optimisation Failing

I am trying to optimise the premium charged to customers for profit, whilst targeting an overall conversion/retention rate. However, the optimisation process is currently failing, providing this output when I run ‘result’:

       fun: -298.2633664479155
     jac: array([-0.82517242, -0.60799408, -0.44937897, -0.82517242, -0.72691727,
       -0.84170532, -0.74860764, -0.18024063, -0.74860764, -0.96907043])
 message: 'Singular matrix C in LSQ subproblem'
    nfev: 11
     nit: 1
    njev: 1
  status: 6
 success: False
       x: array([338.39, 409.57, 453.83, 337.21, 377.76, 330.7 , 366.62, 559.69,
       366.95, 156.04])

The following is the script I used.

The jacobian, highlights that for increases in premium retention drops off, which is expected, and in varies by policy which is expected.

Data

cost_prices, initial_premiums

(array([293.2 , 371.08, 479.59, 328.2 , 295.23, 273.17, 303.83, 368.09,
        229.72, 208.64]),
 array([338.39, 409.57, 453.83, 337.21, 377.76, 330.7 , 366.62, 559.69,
        366.95, 156.04]))

Objective Function

def objective(premiums, cost_prices):
    propensities = propensity_to_renew(premiums)
    profit = np.sum((premiums - cost_prices) * propensities)
    return -profit  # Negate since we are minimizing in scipy

Propensity Model

This uses the logit function, where the linear predictors range from 2.5 to -3, for a change in premium range of 0.7 to 2 (not rate increases are capped at 1.3 due to bound below).

Here is the propensity output for the initial premiums used:

    [0.8251735557295322,
 0.607996891575633,
 0.4493802625513401,
 0.8251735557295322,
 0.7269196749118002,
 0.841705770676268,
 0.7486076220729461,
 0.18023960377963455,
 0.7486076220729461,
 0.969072689633726]

For this model I think expected profit versus premium looks very reasonable (see below). So given the constraints I would have expected to find an optimum (quadratic graph below). Note the peak below (close to 0.9) is very close to my input of 1 (this is basically a premium change value).

Target Overall retention Constraint

def retention_constraint(premiums):
    propensities = propensity_to_renew(premiums)
    target_retention = 0.6  # Example target retention rate
    return np.mean(propensities) - target_retention

Define constraints for the optimizer

constraints = [{'type': 'eq', 'fun': retention_constraint}]

Bounds

bounds = [(0.7*premium,1.3*premium) for premium in initial_premiums]

Perform Optimisation

result = opt.minimize(objective, initial_premiums, args=(cost_prices), bounds=bounds, constraints=constraints)

optimal_premiums = result.x
optimal_profit = -result.fun

print("Optimal Premiums:", optimal_premiums)
print("Optimal Profit:", optimal_profit)

Output (Note Optimised Premium is the same as the input initial Premium)

Optimal Premiums: [338.39 409.57 453.83 337.21 377.76 330.7  366.62 559.69 366.95 156.04]
Optimal Profit: 298.2633664479155

Can someone please give advice? Happy to provide additional detail if needed.

Thanks

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật