线上线下协同的全渠道零售供应链系统的鲁棒控制与优化

　　1 引言

　　近年来，科技创新、消费升级，加快了“新零售”全渠道模式的迅猛发展，重构了传统零售业以电商或实体店为中心的线上线下割裂的价值创造模式[1]。伴随这一模式落地实践，大量企业盲目增设线上新渠道、过度模仿商业模式，导致线下门店经营不善、库存积压、人工和租金成本负担加重，线上平台退货率居高不下，线上线下难以发挥互补优势。全渠道模式指零售企业能够控制所有广泛的渠道销售商品或服务整合，并触发消费者进行渠道互动[2]。为此，如何将线下体验、物流、服务等优势与线上资金流、商流、信息流融合，拓展集成化、智能化的全渠道布局，满足消费者个性化、无缝的互动体验，成为目前产业界和学术界亟须重点解决的难点问题。

　　目前，国内外大型零售企业大多采取三种运营模式：一是线上购买线下取货策略(buy-online-and-pick-up-in-store，BOPS)，达到增加门店的客流量和销售额的目的[3]。依据Bell和Howell公司调查发现，49％在提货时会再购买计划之外的东西[4]。然而，BOPS策略存在退款时滞弊端，即使在门店取货时发现商品质量问题，也不能立即获得退款[5]。如BestBuy需要6～9个工作日处理退款。二是线上预约线下提货付款策略(reserve-online-pick-up-and-pay-in-store，ROPS)，消费者提货时能够检查商品质量、颜色、款式和触感等方面，允许门店提货时对不满意的商品取消订单且不产生额外成本[6]。相较于BOPS退款延迟问题，ROPS更突显订单取消灵活性和退款及时性。三是线上购买线下退货策略(buy-online，return-to-physical store，BORP)，引导线上消费者到线下门店，创造更多的交叉销售机会，为消费者提供优质的退货体验[7]。依据调查显示，82％的顾客线上交易时会咨询零售商能否线下门店免费退货，若不提供此服务，51％的顾客将取消线上交易[8]。该研究表明，BORP能够影响线上消费者购买决策行为。BOPS、ROPS和BORP三种策略比较见表1。

　　

　　BOPS和ROPS策略一定程度上解决零售企业的销售困境。现有研究集中于探究BOPS策略的效用价值，鲜少探析ROPS策略定价与效用问题。Gallino和Moreno[3]探讨了零售企业实施BOPS策略对消费者购物决策的影响，发现BOPS策略能够产生交叉销售和渠道转移效应，增加了实体店流量；Gao和Su[9]指出，BOPS策略有助于降低线上运输成本和购物麻烦成本，提供消费者更便捷的购物方式。Hu等[10]认为，当门店访问成本和线上等待成本低且前者成本更低时，BOPS能够引起实体零售店需求池效应，吸引更多客流量。Jin等[5]论证了ROPS较BOPS策略具有无条件取消订单和价格溢价的优势；Zhang等[6]提出ROPS策略对线上零售商的价值与交叉销售效益和市场扩张效益呈正相关。BOPS模式已被企业广泛应用，但研究表明，ROPS更具提高零售商绩效方面的优势，为消费者提供更优质的购物体验，可能成为全渠道零售整合的新趋势[11]。

　　对于全渠道退货领域的研究，学者们侧重于探究BORP策略的最优定价和收益策略问题。刘健[12]探究不同退货方式下退货损失对全渠道零售商最优定价和利润的影响，发现零售商与顾客的线上产品净退货损失之和大于零售商与线下产品净退货损失之和时，选择BORP可使全渠道零售商获得利润最大。Jin等[13]指出全渠道零售商在采取BORP政策之前，应考虑消费者特征、渠道收益效率、自身和竞争对手渠道的异质性以及市场竞争环境；Radhi和Zhang[14]考虑渠道偏好和退货率，构建Stackelberg博弈模型分析BORP策略的最优定价；Radhi和Zhang[15]探究BORP策略和可转售退货对渠道订单量的影响；Nageswaran等[16]对比分析跨渠道退货和同渠道退货在全额退款和部分退款策略下的价格和利润决策模型；杨浩雄等[17]构建跨渠道退货策略的供应链定价决策模型，研究表明，零售商渠道最优价格设置与顾客对渠道偏好和退货率成正比。

　　综上所述，现有研究主要从静态角度探讨了全渠道零售问题，可总结为：(1)全渠道零售研究主要采用博弈论方法探究最优收益策略和最优定价，虽然通过构建详细的博弈模型得到较为严谨的理论结果，但无法推演需求不确定下零售商库存量、订购量和利润随时间的动态变化过程；(2)大多数文献探讨单一渠道、单一零售商、单一策略(BOPS、ROPS或BORP)情境，未能极致地整合各渠道策略的优势，探究策略组合下的全渠道零售供应链系统；(3)尚未有文献从控制论角度探究融合ROPS和BORP策略的全渠道零售供应链系统的库存优化与控制问题。此外，BORP策略虽显著提高了交叉渠道销售机会和退货灵活性，但同时也增加了门店库存。若线上购买线下退货率较高，易导致门店库存积压风险。而ROPS策略的布局能够缓解门店库存，给消费者带来即时购物满足感。但若零售商仅采用ROPS策略时，当线上预约线下提货率较高，易引发门店库存缺货风险。故融合BORP和ROPS策略可作为解决门店库存问题的解决方案。

　　基于上述研究动机，本文创新之处：(1)从模型上，不局限于构建单一渠道、单一零售策略场景，发挥全渠道零售的渠道整合、创造无缝的购物体验的优势，考虑了全渠道ROPS和BORP策略的相互作用，构建状态反馈控制方程动态捕捉基于消费者渠道偏好、订购和退货行为对全渠道零售商的最优库存影响。(2)从现实背景出发，仿真分析快销零售企业在最优库存和利润下采用BORP和ROPS策略的特定配置条件，系统地解释了BORP和ROPS策略如何影响零售商库存和盈利能力。此外，不局限于仅研究Y-BR策略(融合BORP和ROPS)下的运营情境，同时探讨Y-R策略(纯ROPS)、Y-B策略(纯BORP)和N-BR策略(同渠道订购退货)三种运营异构场景下不同渠道偏好对零售商和制造商库存与利润动态响应变化，更全面、客观、科学地分析全渠道零售策略；(3)从控制方法上，采取基于离散系统Lyapunov稳定性理论和线性不等式LMI方法设计系统的鲁棒控制策略，深入分析库存策略的参数优化设计对牛鞭效应的影响，表明鲁棒控制策略的实用性和有效性。研究表明：当消费者更偏好线上渠道，若零售商仅采取ROPS策略时，可通过在线投放优惠券策略，促进线下实体零售店效益，夺取更大市场份额；若零售商仅采取BORP策略时，实体零售店应积极推出低价促销精准的营销模式，增大实体店的销售量；若零售商采用ROPS策略或采用融合BORP和ROPS策略时，应扩大制造商的生产量，规避线上消费渠道的缺货风险；鲁棒优化控制能够有效抑制全渠道零售供应链系统带来的库存积压，缺货严重，供需不稳定等问题。本研究有助于企业优化渠道的客户体验和性能，增加零售企业的运营效率和利润，提高实体零售店的核心竞争力，为全渠道零售企业应用和发展提供的理论依据和实践价值。