在全渠道零售中，结合跨渠道退货情况，制定最优的配送和转运策略

《International Journal of Production Economics》：Optimal fulfillment and transshipment strategies in omnichannel retailing with cross-channel returns

本研究针对电商与线下多渠道零售中的库存分配、动态补货与调拨策略及跨渠道退货问题，构建了动态规划模型，提出了两种启发式算法，验证了其高效性与实用性，为零售商利润最大化提供决策支持。

　　

郭玉琪|Armagan Bayram

密歇根大学迪尔伯恩分校工业与制造系统工程系，美国密歇根州迪尔伯恩市48128

摘要

在线购物的普及率在消费者中稳步上升，尤其是在COVID-19大流行之后。为了满足不断增长的客户需求并保持竞争力，零售商越来越重视利用在线销售的增长，特别是采用跨渠道策略。然而，无缝高效地运营线上和线下渠道面临着重大挑战。为了解决这些挑战，我们开发了一个动态规划模型，该模型确定了具有跨渠道退货功能的全渠道零售的最佳履行和转运策略。我们考虑了一家同时运营线上和线下渠道的零售商，每个渠道都有自己的库存。我们允许全渠道履行（即，在线订单可以从任何渠道履行）和跨渠道退货（即，在线订单可以在线上或任何商店退货，而商店购买的产品只能退回到任何商店）。我们的研究提供了关于零售商初始库存分配以及动态履行和转运决策的见解，这些决策在客户退货的不确定性下最大化了总利润。我们共同确定了渠道间的最佳初始库存分配、履行和转运决策。具体来说，我们同时解决了三个关键问题：（i）如何分配初始库存；（ii）如何随时间履行在线订单；（iii）何时以及在哪里转运商品以平衡库存。为了支持实际应用，我们开发了两种计算效率高的启发式方法，可以在复杂的全渠道环境中近似最优决策。

引言

近年来，零售业经历了重大变革，这主要是由于COVID-19大流行期间和之后的电子商务的激增。2020年，电子商务销售额比前一年增长了34.2%，这凸显了消费者行为向在线购物的重要转变（Eger等人，2021年）。随着73%的购物者从实体店转向在线购物（WorldSync，2024年），零售商必须弥合电子商务的数字便利性与实体店提供的独特体验之间的差距。全渠道策略无缝整合了线上、移动和实体店渠道，为这种不断变化的消费者行为提供了统一的购物体验。这些策略不仅仅是在不同平台上提供产品；它们在顾客的整个购物过程中提供了灵活性。顾客可以通过全渠道操作从任何地方购物，产品可以从各种地点发货，并且可以在任何地点方便地退货。

这些策略的一个关键组成部分是“从商店发货”操作，即在线订单可以直接从零售商店和集中配送中心履行。例如，如果在线上找不到所需尺寸和颜色的夹克，零售商可以从有库存的商店将其发货给顾客。“从商店发货”有几个好处：它可以降低高达40%的履行成本，改善库存管理，并通过将产品放置在更接近顾客的地方来缩短交货时间（Kestenbaum，2022年）。这种方法帮助零售商避免仓库积压，并更好地利用店内库存，支持更高效的供应链。虽然“从商店发货”通过利用店内库存增强了履行的灵活性，但其有效性在很大程度上取决于库存最初是如何在网络中分配的。正确的初始库存分配——即在需求实现之前在每个商店和配送中心放置多少库存——可以显著影响零售商高效满足需求的能力。初始分配不当可能导致缺货或过剩，从而导致高昂的成本。因此，最佳的初始库存分配补充了下游决策，并为有效的全渠道运营奠定了基础。

鉴于库存规划和库存平衡的重要性，全渠道零售商还必须擅长转运。这一操作涉及在商店和配送中心之间移动库存，以平衡库存分布并缓解短缺。它是应对各地需求波动的强大工具。想象一下，一家专门销售冬季服装的零售商在全国各地都有店铺。在冬季，零售商可能会将多余的外套从温暖地区的商店转移到需求较高的寒冷地区。这种方法确保了产品的可用性，同时降低了零售商的存储成本。

此外，零售体验并不随着购买结束，而是延伸到退货过程，这对消费者满意度和品牌忠诚度有显著影响。事实上，大约88%的在线购物者在整个购物过程中会查看零售商的退货政策，其中66%的人在购买前就会查看（UPS，2023年）。糟糕的退货政策会严重影响零售商的销售潜力。根据行业洞察，79%的消费者期望免费退货运输，80%的消费者希望退货过程简单无忧。此外，如果退货过程方便，92%的消费者可能会再次购买（ReadyCloud，2022年），这突显了需要制定用户友好的退货政策。为了满足对便捷退货的需求，零售商正在改进各个渠道的流程。

受到全渠道操作所列好处的启发，本研究将全渠道履行、转运和跨渠道退货整合到一个更广泛的全渠道运营框架中。我们关注的是一家销售季节性产品的全渠道零售商——例如，这些产品的生产周期较长，通过线上和实体店渠道销售，顾客通常每次交易购买一件商品。这些产品特别容易受到需求不确定性的影响，因为必须在销售季节之前就做出库存决策。需求、退货和顾客位置的不确定性在履行、转运和库存管理方面带来了额外的挑战。为了解决这些问题，我们探讨了以下研究问题：

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  零售商如何战略性地分配初始库存以最大化利润？
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  全渠道零售商的最佳履行和转运策略是什么？
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  全渠道履行、转运策略和跨渠道退货政策的实施如何影响零售商的总利润？

本研究对全渠道零售运营领域做出了重要贡献。我们开发了一个有限视界的马尔可夫决策过程（MDP）模型，该模型捕捉了零售商的关键决策过程。具体来说，我们确定了最佳利润函数的结构，并定义了初始库存分配、履行和转运的政策，这些政策共同最大化了所有渠道的总利润。最佳履行和转运决策遵循成本阈值规则——确定何时从特定地点履行订单以及何时在地点之间转移库存以平衡库存水平。然而，直接应用最佳策略对于大规模问题来说可能计算成本很高。为了克服这一挑战，我们提出了一种阈值近视启发式方法和两阶段库存分配启发式方法。这些方法简化了决策过程，同时仍然涵盖了关键问题，包括库存分配、全渠道履行、退货和转运。我们的数值结果表明，这些启发式方法在总利润方面表现强劲，同时保持了计算效率。最后，我们通过数值分析量化了跨渠道运营的价值。

本研究的其余部分结构如下：第2节回顾相关文献。第3节描述了全渠道履行和转运模型。第4节介绍了用于比较的最佳基线政策，第5节探讨了全渠道履行、转运和跨渠道退货的价值，并详细介绍了数值分析。最后，第6节总结了主要结论。

章节摘录

文献综述

在这项研究中，我们回顾了全渠道零售运营中的三个相互关联的主题：（i）全渠道履行；（ii）转运；（iii）跨渠道退货。

具有客户跨渠道退货的全渠道履行和转运模型

在本节中，我们讨论了一家零售商在固定销售期间通过线上和线下渠道销售季节性产品的库存管理问题。该零售商运营着一个在线配送中心和一系列实体店，用集合表示。这里，$j=0$表示在线配送中心，$j=1\dots \left|J\right|$表示各个实体店。零售商在每个决策周期内做出履行和转运决策，该决策周期由$t\in T$

基线政策和启发式方法

在本节中，我们介绍了最佳基线政策和启发式方法，以评估最佳全渠道政策的性能。

计算研究

在本节中，我们进行了计算研究，以评估初始库存分配策略，评估启发式政策的性能，并分析全渠道运营的盈利能力。

结论

电子商务的增长迫使零售商采用全渠道策略以满足新的顾客期望。随着过去十年电子商务销售额的显著增长，零售商面临着无缝整合数字和实体购物体验的挑战。尽管全渠道策略可以提高顾客满意度和忠诚度，但它们也带来了复杂的运营挑战。管理跨渠道的库存、优化履行以及确保无缝

CRediT作者贡献声明

郭玉琪：撰写——原始草稿、可视化、验证、软件、方法论、调查、正式分析。Armagan Bayram：撰写——审阅与编辑、撰写——原始草稿、验证、监督、资源管理、项目协调、方法论、正式分析、概念化。