基于社区O2O模式的生鲜零售商转型物流决策与供应链契约协调

梁展鸿，侯 强

(1.中南财经政法大学 工商管理学院，湖北 武汉 430073；2.沈阳工业大学 管理学院，辽宁 沈阳 110870)

近年来，随着“互联网+”的高速推进，生鲜电商领域的竞争也愈加激烈。在生鲜冷链物流领域，由于生鲜农产品较强的时效性和易腐性导致生鲜零售商往往在商品仓储和配送环节支付大量成本，导致企业无法在正常经营中获得利润。据《2018-2023年中国生鲜电商市场规模及发展前景分析报告》显示，2018年生鲜电商市场交易额达2 158亿元，线上市场渗透率达到10.99%，但在我国4 000多家生鲜电商平台企业中，仅有1%实现盈利[1]。因此生鲜电商和冷链物流的供应链建设和改进已经成为该领域的竞争重点。

针对生鲜电商的物流建设和供应链管理可以从生鲜农产品、生鲜电商和O2O物流3个方面深入探讨。王磊等[2-3]研究零售商独自保鲜和配送过程保鲜下的定价订货策略，以及多品种产品的订货策略。Maihami等[4]考虑两级信贷对消费者随机需求函数的影响。Verdouw等[5]考虑物联网和云计算下的生鲜农产品供应链。王磊等[6]根据保鲜主体设计批发价和成本共担或收益共享的契约以实现整体帕累托改进。曹裕等[7]引入价格和新鲜度的替代率，讨论两供应商一零售商的供应链保鲜契约。

针对生鲜农产品零售商由线下转型到线上后的研究，赵梅[8]研究电商在代理分销和批发分销模式下各自的最优定价和物流服务水平决策。姚远[9]则考虑市场上存在两个差异化供应商的情况。电子商务供应链协调方面，主要是供应商和电商平台或生鲜电商的供应链[10]以及生鲜电商与物流服务商的供应链研究。Ma等[11]在考虑保鲜努力和不对称信息下，设计三级生鲜农产品供应链的成本共担、收益共享的协调契约。

随着生活节奏的加快以及工作压力的增大，消费者对产品的购买便利有了更高的要求，而基于“互联网+”的生鲜O2O模式可以有效增强电商的盈利能力[12]。其中线下资源整合是未来生鲜O2O的重点[13]。在生鲜O2O物流研究方面，主要有物流模式的创新、成本控制、配送路径优化、道德风险规制[14]4方面。魏国辰[15]在现有配送模式的基础上提出消费者自提和第三方物流相结合的新模式。

综上发现，有关生鲜农产品线下经营的问题研究较为全面，学者充分根据生鲜特性给出保鲜和控制损耗的方案。但生鲜结合电子商务以及O2O模式的研究仍在发展中，目前主要集中于渠道运作模式及其定价订货策略、考虑保鲜和配送服务的供应链协调契约，没有考虑零售商在转型电商时关于物流配送的决策，而在物流模式方面，目前主要是探讨第三方物流，有关生鲜电商自营物流的研究相对较少，且多为定性分析。因此本文从传统生鲜零售商角度，基于零售商转型为O2O模式下的生鲜电商的情形，研究零售商在物流配送服务方面自营物流和物流外包两种策略对零售商最优决策的影响，同时对比线下和线上销售策略的适用范围，试图解释目前多数生鲜电商亏损的实际情况。本文首先构建无第三方物流情形下零售商线下销售和自营物流策略的决策模型，探讨自营物流策略下零售商的产品定价、努力水平、服务范围和总利润的变化；其次引入第三方物流服务商构建由第三方物流服务商占主导、零售商跟随的二级供应链系统，采用Stackelberg博弈理论求双方利润最大化的均衡解，分析自营物流和物流外包策略对零售商的影响，并设计“收益共享+成本共担”的协调契约促进消费者效用和双方利润的改善，实现帕累托改进。本文的研究特色是，探讨传统零售商转型电商时的物流决策，对比自营物流和第三方物流对零售商的影响，并根据O2O模式为消费者提供信息、交易等便利的特点，将便利度函数引入到线性效用函数中，以描述消费者对便利性的偏好，探讨不同消费者偏好组合下的最优定价、保鲜和配送服务努力水平策略。

1 模型符号与假设

1.1 模型符号

本文符号说明如下。

U为消费者对生鲜农产品的效用；

U0为消费者的初始认知价值；

α为价格的敏感系数；

β为新鲜度的敏感系数；

r为便利度的敏感程度；

psi为第i种策略下零售商的生鲜定价；

θ0为生鲜产品的初始新鲜度；

η0为保鲜后生鲜产品经过固定销售周期后的新鲜度衰减值极值；

hsi为第i种策略下零售商的保鲜努力水平；

c1为保鲜努力成本；

k2为保鲜成本系数；

m0为消费者感知的便利度最大值；

ei为第i种策略下零售商或物流服务商的配送服务努力水平；

c2为物流配送成本；

f为物流固定设备设施的支出；

b2为物流配送成本系数；

d为消费者与零售商实体店的平均距离；

Q为零售商生鲜农产品的订货量；

w为生鲜产品的单位批发价；

c3为第三方物流服务商提供配送的单件产品报价；

v为第三方物流服务商的单件配送成本；

πsi为 零售商第i种策略时的利润；

πli为 第三方物流服务商第i种策略时的利润；

K为零售商自营物流时的设施设备固定成本。

1.2 模型假设

本文针对一传统零售商转型为O2O模式下的生鲜电商采用的物流策略进行讨论。其中，在以单个零售商为主体的模型中，传统生鲜零售商经营模式为线下单渠道销售，负责对实体店内的生鲜农产品进行保鲜处理并在销售周期内出售给消费者，考虑单个销售周期，且在周期内仅销售单一产品；转型后的生鲜电商若采用自营物流策略，则除产品保鲜外，还需购置基础物流设施并负责对消费者的线上订单提供配送服务。若生鲜电商采用物流外包策略，则在以第三方物流服务商占主导、零售商跟随的二级供应链系统中，由第三方物流服务商负责生鲜农产品的配送并首先制定配送单价，零售商则负责产品保鲜并支付第三方物流服务商相应的配送费。作如下假设。

1) 生鲜农产品运达零售商线下实体店时新鲜度最高为 θ0，此时零售商对产品进行保鲜处理，处理后产品的新鲜度衰减函数为 θ(t)=。其中，η0是保鲜后生鲜产品经过固定销售周期T后的新鲜度衰减值极值；hsi∈[0,1]表示零售商的保鲜努力水平；k1表示保鲜技术对保鲜效果的影响。同时设零售商保鲜成本函数为c1=k2hsi2/2，其中，k2为保鲜努力水平对保鲜成本的影响系数。

2) 消费者在购买过程中的便利度效用与零售商实体店的距离呈线性关系，即m(d)=m0-bd。其中，m0是 消费者感知的便利度最大值；b=b1代表不提供配送服务时的距离对便利度的影响系数；d为消费者与零售商实体店的平均距离。当零售商或第三方物流服务商提供配送服务的时候，距离对便利度的影响系数为b=b0(1-k3ei)，其中，ei∈[0,1]表示零售商或第三方物流服务商的配送服务努力水平；k3为配送设施和人员培训对配送服务效果的影响。同时依据文献[16]有关配送成本的研究，将配送成本函数进行简化，即c2=e2(f+b2d2)。其中，f表示物流固定设备设施的支出；b2为配送服务努力水平和平均距离对配送成本的影响系数。

3) 在销售周期T内，消费者在单位d内任意时刻购买生鲜产品的市场潜在需求为λ。

4) 在t时刻消费者对生鲜产品的效用函数为U=U0-αp+βθ(t)+rm(d)。其中α、β、r分别为消费者对生鲜产品的售价和新鲜程度以及对购买过程的便利度的敏感系数；U0为消费者对零售商提供生鲜农产品的初始认知价值，服从[0,1]的均匀分布。

2 无第三方物流的零售商决策模型

2.1 零售商线下单渠道销售模型

由效用理论，当消费者效用大于0时才会产生需求。由假设1) 和2)，假设零售商线下单渠道运营时，只考虑保鲜技术的投入，则任一时刻t，消费者对零售商提供的生鲜农产品的购买效用可表示为

则消费者购买生鲜农产品的概率为P(U1＞0)。在整个销售周期T内，零售商线下实体店提供的生鲜产品的市场潜在需求量为

综上可得，零售商线下单渠道销售利润函数为

根据式 (3)，分别对生鲜定价和保鲜努力水平求解一阶条件，可得最优值为

2.2 零售商自营物流决策模型

假设零售商由线下实体店经营转型为线上线下相结合的O2O模式运营，并选择自营物流为消费者提供相应的配送服务，此时对比线下单渠道销售模式零售商将额外承担配送服务努力成本和冷链物流基础设施设备的固定成本。则消费者效用可表示为

定理1表明，当零售商不提供配送服务时，与实体店距离对消费者感知的便利度下降幅度的影响大于提供配送服务时的影响，此时若零售商提供配送服务，为顾客提供了购买过程的信息、处理等便利，将较大程度上增加消费者便利度效用，消费者对于生鲜产品的支付意愿提高，即愿意承担一部分配送成本，因此零售商的产品定价上升空间较大，且产品定价上调增加了零售商边际销售收入，一定程度上也激励了零售商提高保鲜努力水平。从消费者承担的配送成本函数易可得配送服务费随顾客平均距离和配送服务努力水平的增加而增加。

定理2表明，在合适的生鲜成本价和便利度影响系数下，零售商在一定服务范围内，线下销售和自营物流策略的保鲜努力水平和产品定价相等，此时两种策略下零售商的边际销售收入相等，由于零售商自营物流为消费者提供配送服务，消费者需求增加，由此带来的边际利润上升幅度较大，在弥补冷链物流基础设施的成本投入后仍与线下销售策略的利润水平相当，因此自营物流策略下的产品定价和保鲜努力水平与线下销售的趋于一致。

3 引入第三方物流下的博弈分析

由于自营物流需要投入大量资金建设冷链物流，同时需要对配送人员、配送计划等进行管控，其运营成本较高，投资回收期较长，因此现实中大部分中小型电商都选择将配送外包给第三方物流服务商。本文假设第三方物流服务商在供应链中充当领导者，先作出产品配送单价的决策，零售商作为跟随者，根据配送成本调整生鲜定价和保鲜努力水平。

与第2节模型相似，则零售商和第三方物流服务商的利润函数分别为

与第2节推导同理，联立零售商及第三方物流服务商的利润函数式 (11)、(12) 对生鲜定价、保鲜努力水平、配送单价和配送服务努力水平求解一阶条件，可得各参数的最优解。

定理3说明，当配送服务范围较小时，此时市场潜在需求较小，第三方物流服务商只能通过提高产品配送单价来提高总体利润水平，其配送服务努力水平较低。当配送范围超出一定限值时，零售商面向的目标顾客群体大，生鲜农产品总销售量较大，因此第三方物流服务商边际利润增加，此时配送单价下降空间大，且由于第三方物流服务商具备更专业更完备的物流配送设施和制度，其单件产品配送成本更低。而零售商虽自营物流，其核心竞争业务仍为生鲜农产品的销售，因此零售商没有足够的动力继续增加配送服务努力的投入。

定理4说明存在一定服务范围使得零售商的保鲜努力水平与第三方物流服务商的配送服务努力水平相当，即双方付出相同的努力强化服务效能以提升消费者购物体验，提高总利润水平。

4 协调契约模型

本节主要探讨“收益共享+成本共担”契约在零售商和第三方物流服务商的供应链协调方面的有效性。该契约为零售商支付第三方物流服务商一定比例的销售收入，而第三方物流服务商也承担一定比例的保鲜成本，以此激励双方共同提高保鲜及服务水平，增加消费者总效用，从而提升利润水平。假设零售商从销售收入中获得收益的比例为 φ，承担的保鲜成本比例为 σ，则第三方物流服务商在该契约下可获得 (1-φ)pQ的 额外收入，并承担(1-σ)·k2h2/2的保鲜成本。

4.1 集中决策下的供应链利润模型

为探讨契约的有效性，先讨论集中式决策下的供应链利润模型。此时将零售商和第三方物流服务商视为一个整体，即供应链的利润函数为

4.2 契约下的供应链利润模型

契约下零售商和第三方物流服务商的利润函数分别为

与第4节推导同理，在第三方物流服务商占主导，零售商跟随的供应链模型中有

定理5表明，当采用协调契约时，零售商与第三方物流服务商分享和分担一定比例的销售收入和保鲜成本，有效地激励了双方共同提高保鲜和配送成本的投入，通过提供高质量的产品和配送服务整体增加消费者效用，促进需求的增长。契约下的零售商和第三方物流服务商的最优决策均达到集中决策时的水平。

5 数值分析

为了说明零售商不同运营策略的适用范围，以及消费者偏好对零售商和第三方物流服务商决策的影响，探讨协调契约的可行性，本节将对消费者价格敏感系数、新鲜度敏感系数、便利度敏感系数和收益共享和成本共担比例进行分析。参考文献[5-8]并结合实际情况，本文选取的基本参数如下。λ =100，T=10，θ0=0.9，η0=0.8，k1=0.2，m0=1，b1=0.9，b0=0.6，k2=200，w=1，f=100，k3=0.3，b2=15，K=1 000，v=0.5。

5.1 对比分析

本小节主要分析3种运营策略对零售商的产品定价、保鲜努力水平和总利润的影响，以及收益共享和成本共担契约对零售商和第三方物流服务商决策的影响。选取消费者价格敏感系数 α=0.2，新鲜度敏感系数β =0.4，便利度敏感系数r=0.2，收益共享比例φ =0.85，成本共担比例σ =0.85。

如图1所示，随配送范围的增大，产品定价整体呈下降趋势，其中线下销售定价水平最低，变化趋势最明显，物流外包定价水平最高，下降趋势较缓，在配送范围足够大时可达到集中决策时的定价水平。随着顾客与生鲜实体店的距离增大，其便利度效用下降，因此通过价格下调和保鲜水平提高刺激需求。由于消费者需承担一部分配送成本，因此线上销售定价普遍高于线下，但当服务范围较大时，第三方物流服务商具有规模效应，其配送单价下降幅度大，使得产品售价较低，其与协调契约的定价差距亦随距离增大而减小。自营物流由于边际销售收入不受单件配送成本影响，其定价较集中决策的水平低。

图1 不同策略对产品定价的影响Figure 1 Effects of different strategies on product price

如图2和图3所示，随配送服务范围的增大，零售商和第三方物流服务商的保鲜和配送服务努力水平整体呈上升趋势，其中自营物流的水平最高且单调递增趋势最明显，物流外包的保鲜努力水平和第三方物流服务商的配送服务努力水平呈倒U型结构。协调契约下的保鲜和配送服务努力水平均大于分散式决策的水平。集中决策时由双方联合进行决策，减少了不必要的成本支出，对于消费者需求响应速度快，因此保鲜和配送努力水平递增速率大，同时导致受其约束的配送服务范围较小。同时线下销售由于定价较低，零售商的保鲜成本投入相对较少，即提供中等质量的生鲜产品。

图2 不同策略对保鲜水平的影响Figure 2 Effects of different strategies on preservation efforts

图3 不同策略对配送服务努力水平的影响Figure 3 Effects of different strategies on distribution efforts

如图4所示，根据定理4，存在一定的服务范围使得零售商的保鲜努力水平和第三方物流服务商的配送服务努力水平相等，即双方付出相同的努力强化服务效能以提升消费者购物体验，提高利润水平。在物流外包策略下，当服务范围较小时，第三方物流服务商没有动力提供高质量服务，且受利润最大化的约束，其配送单价较高，因此零售商保鲜努力水平亦较低，但高于第三方物流服务商以改善消费者由低配送服务下降的效用。当配送范围增大，第三方物流服务商由于需求量增加，边际利润增加，因此配送服务努力水平上升，且高于零售商保鲜水平；但当配送范围过大，此时消费者对配送服务质量要求高，第三方物流服务商为满足需求而付出的配送成本使得总利润水平下降，因此其配送努力水平下降。而零售商处于二级决策地位，其决策调整和利润变化滞后，因此其最高保鲜水平对应的服务范围较第三方物流服务商的大。同时可得，自营物流下零售商的核心业务仍为生鲜产品的销售，因此配送服务努力水平在其服务范围内基本小于保鲜努力水平。

图4 配送服务范围对努力水平的影响Figure 4 Effects of distribution ranges on efforts

如图5所示，协调契约下零售商和第三方物流服务商的利润水平均大于分散决策时的水平，说明收益共享比例 φ=0.85和 成本共担比例 σ=0.85的契约具备一定的可行性，同时对比契约前后利润的差距可得出，此时契约对第三方物流服务商的激励作用大于零售商，且零售商的利润最大值对应的最优配送服务范围大于第三方物流服务商的。虽然物流外包策略下零售商的服务范围大，但其利润水平总小于其余两种策略的利润水平，一定程度上能说明大部分生鲜电商盈亏不平衡的实际情况。且零售商自营物流由于承担了配送努力成本和基础物流设施成本，其收益水平亦小于线下销售策略的。

图5 不同策略对利润水平的影响Figure 5 Effects of different strategies on profits

综上分析可得，随配送服务范围的增加，产品定价逐渐减小，保鲜和配送服务努力水平逐渐上升，其中线下销售以最低的售价提供中等质量的生鲜产品，自营物流以消费者承担一定的配送服务费用，提供较高质量的产品和服务，集中决策的定价和努力水平在相同服务范围内均高于分散决策的定价和努力水平，但以上3种决策情况的服务范围远小于物流外包的范围。在一定配送服务范围内，分散决策的定价和努力水平均可达到最高水平。同时一定比例的协调契约下第三方物流服务商和零售商的决策均有利于消费者效用的提升，且较分散决策时各利润水平均得到增进，有利于增进社会总福利，实现帕累托改进。

5.2 契约比例分析

本小节主要分析协调契约的收益共享比例和成本共担比例对物流外包策略下的零售商和第三方物流服务商的决策影响。基本参数选取与上节相同。

如图6所示，随收益共享比例φ 的减小，产品定价整体呈递减趋势，但当比例φ ＞0.95时，契约的定价高于分散决策时的水平。随收益共享比例 φ的减小，第三方物流服务商获得的额外产品销售收入增加，总利润上升，其在最优决策下的配送单价减小，因此零售商承担的配送成本下降，产品定价下调。

图6 收益共享比例对产品定价的影响Figure 6 Effects of share ratio on product price

如图7所示，随收益共享比例φ 的增加，零售商的保鲜努力水平逐渐提高，达到与集中决策相当水平时对应的配送服务范围逐渐增大，即为更多的消费者提供高质量产品服务。但当收益共享比例偏低时，即零售商需支付第三方物流服务商较大比例的销售收入，零售商没有动力对产品进行保鲜。

图7 收益共享比例对保鲜努力水平的影响Figure 7 Effects of share ratio on preservation efforts

如图8所示，随收益共享比例 φ的减小，第三方物流服务商的配送服务努力水平逐渐提高，其与集中决策的水平相等时的服务范围逐渐增大。由图9可得，随成本共担比例 σ的减小，零售商的保鲜努力水平呈现大幅增加，对比图7可得，成本共担比例对零售商的保鲜投入的影响程度较共享比例大。同时应注意当成本共担比例大于0.95时，零售商的保鲜水平和产品定价均较分散决策时的水平差，即物流服务商承担的保鲜成本并不足以弥补零售商减少的利润收入为其带来收益增加，此时契约是无效的。由于成本共担比例对于其他参数的影响程度较小，限于篇幅，不再在文中展示。

图8 收益共享比例对配送服务努力水平的影响Figure 8 Effects of share ratio on distribution efforts

图9 成本共担比例对保鲜努力水平的影响Figure 9 Effects of cost ratio on preservation efforts

由图10和图11可得，随收益共享比例 φ的减小，零售商和第三方物流服务商利润整体呈上升趋势，其中第三方物流服务商变化趋势较大。契约下的供应链总利润水平也大于分散决策时的水平，并随比例 φ的减小，其与集中决策的利润水平差距逐渐增大。结合图7和图8以及图11可得，虽然分散决策下可以实现集中决策的最优努力水平，但其实现的配送服务范围却不一致，因此无法达到协调，而收益共享比例 φ=0.85，成本共担比例 σ=0.85，配送服务范围d=3.6时，零售商和第三方物流服务商的最优决策均可达到或超过集中决策时的水平，即供应链实现协调。

图10 收益共享比例对利润水平的影响Figure 10 Effects of share ratio on profits

图11 收益共享比例对供应链总利润的影响Figure 11 Effects of share ratio on profits of supply chain

6 结论

本文基于消费者效用理论，通过引入便利度构建了生鲜农产品的需求函数，以此为基础分别构建零售商线下销售、自营物流和物流外包3种策略下的决策模型，其中在第三方物流服务商占主导的二级供应链中，采用Stackelberg博弈法进行求解，并对模型进行数值分析。

研究表明，在一定服务范围内，3种策略下的产品定价都随服务范围的增大而呈递减趋势，保鲜和配送服务努力水平呈递增趋势，即都趋向于满足消费者需求，提高购物体验的方向变化。其中物流外包策略下，零售商和第三方物流服务商的保鲜和配送服务努力水平呈倒U型结构。3种运营策略中，以物流外包策略的服务范围最大，线下销售与自营物流策略的服务范围较小。

从运营策略的角度，线下销售策略主要以低价吸引顾客，由于其运营成本低，致使总利润水平较高，但其收入很大程度上取决于生鲜市场潜在需求。因此针对价格较低、质量中等的生鲜产品，零售商应在人口密度高，消费者对生鲜类产品消费频繁且对价格比较敏感的居民生活区、社区中心等地进行线下单渠道销售。自营物流策略下的保鲜和配送服务努力水平更高，对消费者需求的响应更主动和积极。但由于零售商购置和维护冷链物流设施的成本较高，其总利润水平相对较低，一定程度上能说明大部分自营物流的生鲜电商亏损的实际情况。因此针对价格中等、质量较高的生鲜产品，若零售商的投入资金较充沛，预期的投资回收期较长，可以选择在中高档居民生活区，以对价格比较不敏感、偏好便利的消费者为目标顾客，充分发挥自营物流的灵活性和高质性，以谋求稳步的长期发展。物流外包策略下，零售商的销售收入很大程度上取决于产品配送单价，当处于最优的配送范围时，产品定价较高，保鲜和配送服务水平较好，供应链总利润水平高，但零售商与物流服务商的利润差距较大。因此针对价格较高、质量较好的生鲜产品，零售商应积极通过物流外包扩大其销售范围，同时增强产品的差异性，加大与物流服务商博弈的能力，争取较低的产品配送单价。而协调契约对于提高双方和供应链的利润水平和增加消费者整体效用都有良好的促进作用，但契约的有效性必须建立在合理的收益共享和成本共担比例上。同时契约对提高零售商利润的作用较小，一定程度上也不利于零售商长期执行契约。

零售商应该积极提高产品和服务的差异化程度，提高自身与第三方物流服务商的讨价还价能力，同时政府应该对相关生鲜企业提供减税或补贴的政策福利，引导冷链物流设施设备厂商的技术创新和改进，通过降低其制造成本和售价，降低自营物流的生鲜电商的设备购置和维护成本；建设适量的共享冷链物流中转中心，以较低的水平定期或定量收取零售商或第三方物流服务商使用费，降低相关企业在冷链物流上投资回收期长的风险。同时相关企业应积极引导消费者向高质量消费观念转变，激励生鲜零售商和第三方物流服务商增加保鲜和配送技术的投入，促进生鲜行业的良性循环。

另外，由于本文假设消费者需求量为单位范围内消费者效用大于零的购买量，因此模型适用于居住人口分布均匀且流量较大的情形，因此下一步可以考虑人口密度、分布情况和人口流动率对消费者需求量的影响。