基于MILP模型的 C2C電子商務(wù)第三方退換貨逆向物流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

關(guān) 博 博士生 王立杰 教授

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）管理學(xué)院 北京 100083）

引言

“7日內(nèi)無理由退貨”政策的推出、買賣雙方信息不對(duì)稱、電子商務(wù)促銷、商品質(zhì)量缺陷、商品錯(cuò)發(fā)、規(guī)格不符等原因，引發(fā)了較大規(guī)模的退換貨逆向物流，C2C電子商務(wù)環(huán)境下尤甚。有關(guān)電子商務(wù)退換貨逆向物流的文獻(xiàn)中，學(xué)者們的研究主要集中在B2C方面。涉及C2C電子商務(wù)逆向物流的文獻(xiàn)中，張健（2013）指出退貨逆向物流在恢復(fù)產(chǎn)品原貌、毀損風(fēng)險(xiǎn)、物流費(fèi)用和方式方面存在問題；趙秋影（2014）建議商家提供在線協(xié)助服務(wù)，使消費(fèi)者可監(jiān)控、洞悉退貨流程，從而提高客戶滿意度；趙航（2017）提出C2C農(nóng)產(chǎn)品正、逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模型，并設(shè)計(jì)了產(chǎn)需信息平臺(tái)；蔣媛媛（2018）認(rèn)為逆向物流成本是限制C2C電子商務(wù)的要因之一?？梢哉J(rèn)為，C2C電子商務(wù)逆向物流的研究目前大都停留在初步探討層面，只有C2C農(nóng)產(chǎn)品逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模型的研究較為深入，但農(nóng)產(chǎn)品較特殊，缺乏普適性。由此可見，C2C電子商務(wù)環(huán)境下的退換貨逆向物流尚存在一定研究空間。

C2C商家數(shù)量眾多，總體退換貨逆向物流需求較大，易形成規(guī)模效益，符合長(zhǎng)尾理論，是未被引起足夠重視的藍(lán)海。而且不同于自營(yíng)型B2C平臺(tái)，C2C商家大都是輕資產(chǎn)、小規(guī)模，缺乏資金支持，不具備自建逆向物流公司的條件。鑒于此，文章提出構(gòu)建C2C電子商務(wù)第三方退換貨逆向物流網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)賦予其鑒定、恢復(fù)產(chǎn)品原貌、分揀、再發(fā)貨等功能，以期達(dá)到多方共贏的目的。

C2C電子商務(wù)第三方退換貨物流現(xiàn)存問題

C2C商家同意為消費(fèi)者辦理退換貨服務(wù)后，消費(fèi)者可選擇自行寄回或3PL上門取件服務(wù)，文章只針對(duì)后者所涉退換貨逆向物流進(jìn)行研究。當(dāng)前C2C電子商務(wù)環(huán)境下的退換貨物流程通常是3PL公司快遞員上門取件，然后寄回C2C商家。C2C商家對(duì)退換貨商品進(jìn)行鑒定、處理，再視情況經(jīng)由3PL企業(yè)將需要返廠的商品寄給廠商，或在商品恢復(fù)原貌后發(fā)給新的消費(fèi)者，如圖1所示。

考慮到客戶滿意度，由于無法準(zhǔn)確鑒定商品狀態(tài)且消費(fèi)者難以恢復(fù)商品原貌，C2C商家只能在收到退換貨商品后再做鑒定、處理，此處存在消費(fèi)者等待時(shí)間較長(zhǎng)、客戶滿意度相對(duì)偏低、綜合物流運(yùn)輸成本較高、各方之間溝通不暢等問題。

因而，有必要優(yōu)化現(xiàn)有C2C電子商務(wù)第三方退換貨逆向物流流程，暢通溝通渠道，構(gòu)建適合C2C電子商務(wù)的退換貨逆向物流網(wǎng)絡(luò)。

C2C電子商務(wù)第三方退換貨逆向物流網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

針對(duì)現(xiàn)存問題，設(shè)計(jì)C2C電子商務(wù)第三方退換貨逆向物流網(wǎng)絡(luò)，主要考慮以下內(nèi)容：設(shè)立回收點(diǎn)、回收中心和最終處理廠；將原本C2C商家需要在收貨后進(jìn)行的鑒定、處理工作，前移至回收中心完成；回收中心承擔(dān)鑒定、商品原貌恢復(fù)、分揀、包裝、再發(fā)貨等工作；經(jīng)回收中心處理的商品，依不同情況分別運(yùn)至C2C商家、新消費(fèi)者區(qū)域、廠商或最終處理廠；為逆向物流網(wǎng)絡(luò)搭載多對(duì)象信息聯(lián)動(dòng)、共享平臺(tái)。

圖1 C2C電子商務(wù)第三方退換貨逆向物流

新設(shè)計(jì)的C2C電子商務(wù)第三方退換貨逆向物流網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)原消費(fèi)者、取件人員、回收點(diǎn)、回收中心、C2C商家、新消費(fèi)者、廠商、最終處理廠等多對(duì)象信息共享。更重要的是，換貨商品經(jīng)回收中心鑒定符合換貨標(biāo)準(zhǔn)后，C2C商家即可將符合消費(fèi)者換貨規(guī)格的商品先行發(fā)出，因無需等到換貨商品送達(dá)后再做鑒定，如此節(jié)省了消費(fèi)者換貨等候時(shí)間，也在一定程度上避免符合消費(fèi)者換貨規(guī)格的商品出現(xiàn)缺貨現(xiàn)象。而且，換貨商品倘使符合恢復(fù)原貌可二次銷售的標(biāo)準(zhǔn)，則回收中心依照C2C商家所提供的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)原貌恢復(fù)，之后同樣可以按C2C商家指令直接發(fā)送給新消費(fèi)者。退貨商品亦是如此，因其無需先退回至C2C商家，再由C2C商家處理后發(fā)送給新消費(fèi)者，故而將恢復(fù)商品原貌的工作提前至回收中心操作完成，縮短了商品由消費(fèi)者退回至C2C商家的時(shí)間，提高了庫(kù)存周轉(zhuǎn)率，減少了綜合運(yùn)輸距離，節(jié)省了綜合運(yùn)輸成本，拓寬了利潤(rùn)空間，提升了客戶服務(wù)水平。

C2C電子商務(wù)第三方退換貨逆向物流網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建

（一）模型假設(shè)

假設(shè)如下：只考慮C2C電子商務(wù)環(huán)境下的第三方退換貨逆向物流；不考慮換貨商品之間的差異性；原消費(fèi)者區(qū)域退換貨總數(shù)為回收/處理商品數(shù)量之和；所有退換貨商品皆由回收中心負(fù)責(zé)處理；回收點(diǎn)、回收中心和最終處理廠的最大產(chǎn)品回收能力已知，相應(yīng)的建設(shè)成本、其他成本、備選地?cái)?shù)量已知；退換貨數(shù)量、單位運(yùn)輸費(fèi)用已知；丟棄率設(shè)為5%，即5%的商品會(huì)被送入最終處理廠。

（二）模型構(gòu)建

下標(biāo)說明：E=｛1，2，…，NE｝，為C2C商家e的集合；F=｛1，2，…，NF｝，為新消費(fèi)者區(qū)域f的集合；G=｛1，2，…，NG｝，為廠商g的集合；H=｛1，2，…，NH｝，為最終處理廠h的集合；I=｛1，2，…，NI｝，為備選回收中心i的集合；J=｛1，2，…，NJ｝，為備選回收點(diǎn)j的集合；K=｛1，2，…，NK｝，為原消費(fèi)者區(qū)域k的集合。

決策變量：Xkj為原消費(fèi)者區(qū)域k運(yùn)往回收點(diǎn)j的回收/退回商品數(shù)量；Xji為回收點(diǎn)j運(yùn)往回收中心i的回收/退回商品數(shù)量；Xie為從回收中心i發(fā)往C2C商家e的商品數(shù)量；Xif為從回收中心i發(fā)往新消費(fèi)者區(qū)域f的商品數(shù)量；Xig為從回收中心i發(fā)往廠商g的商品數(shù)量；Xih為從回收中心i發(fā)往最終處理廠h的商品數(shù)量；Yi為0-1變量，表示是否在i處建立回收中心，其中1表示建立，0表示不建立；Yj為0-1變量，表示是否在j處建立回收點(diǎn)，其中1表示建立，0表示不建立；Yh為0-1變量，表示是否在h處建立最終處理廠，其中1表示建立，0表示不建立。

變量與相關(guān)參數(shù)：Rk為從原消費(fèi)者區(qū)域k發(fā)出的回收/退回商品數(shù)量；Qe為C2C商家e對(duì)回收中心i的商品接收數(shù)量；Qf為新消費(fèi)者需求點(diǎn)f對(duì)回收中心i的商品需求數(shù)量；Qg為廠商g對(duì)回收中心i的商品接收數(shù)量；Qh為最終處理廠h對(duì)回收中心i的商品接收數(shù)量；Fi為在備選地建立回收中心i所需成本；Fj為在備選地建立回收點(diǎn)j所需成本；Fh為在備選地建立最終處理廠h所需成本；Wi為回收中心i的其他成本；Wj為回收點(diǎn)j的其他成本；Wh為最終處理廠h的其他成本；Ckj為回收/處理商品由原消費(fèi)者區(qū)域k運(yùn)往回收點(diǎn)j的單位運(yùn)輸費(fèi)用；Cji為回收/處理商品由回收點(diǎn)j運(yùn)往回收中心i的單位運(yùn)輸費(fèi)用；Cie為回收中心i到C2C商家需求點(diǎn)e的單位運(yùn)輸費(fèi)用；Cif為回收中心i到新消費(fèi)者需求點(diǎn)f的單位運(yùn)輸費(fèi)用；Cig為回收中心i到廠商需求點(diǎn)g的單位運(yùn)輸費(fèi)用；Cih為回收中心i到最終處理廠h的單位運(yùn)輸費(fèi)用；MPj為回收點(diǎn)j的最大回收能力；MPi為回收心i的最大處理能力；MPh為最終處理廠h的最大處理容量；Nj為所建回收點(diǎn)個(gè)數(shù)；Ni為所建回收中心個(gè)數(shù)；Nh為所建最終處理廠個(gè)數(shù)；σ為廢棄率，即經(jīng)回收中心檢測(cè)后確定為廢棄/無回收利用價(jià)值商品的比例。

模型構(gòu)建：本模型參考張玥（2016）3PL模式下的B2C電子商務(wù)逆向物流網(wǎng)絡(luò)模型，構(gòu)建符合C2C電子商務(wù)第三方退換貨逆向物流的物流網(wǎng)絡(luò)模型，建立回收點(diǎn)、回收中心和最終處理廠，賦予回收中心以商品鑒定、恢復(fù)商品原貌、分揀、包裝、再發(fā)貨等功能，并為物流網(wǎng)絡(luò)搭載多對(duì)象信息聯(lián)動(dòng)、共享平臺(tái)（相關(guān)成本納入回收點(diǎn)、回收中心和最終處理廠的建設(shè)成本之中），確定收貨方為C2C商家、新消費(fèi)者、廠商和最終處理廠，且引入回收點(diǎn)、回收中心和最終處理廠的其他成本，最終確定C2C電子商務(wù)第三方退換貨逆向物流網(wǎng)絡(luò)的成本模型，用0-1MILP方程表示為：

在該模型中，式（1）為目標(biāo)函數(shù)，主要包括由原消費(fèi)者區(qū)域至回收點(diǎn)的運(yùn)輸成本，由回收點(diǎn)至回收中心的運(yùn)輸成本，建立回收點(diǎn)所需成本，建立回收中心所需成本，建立最終處理廠所需成本，由回收中心到C2C商家的運(yùn)輸成本，由回收中心到新消費(fèi)者區(qū)域的運(yùn)輸成本，由回收中心到廠商的運(yùn)輸成本，由回收中心到最終處理廠的運(yùn)輸成本，回收點(diǎn)的其他成本，回收中心的其他成本，最終處理廠的其他成本，目的是使目標(biāo)函數(shù)總成本最低。在約束條件中，式（2）表示回收點(diǎn)收到的商品數(shù)量等于原消費(fèi)者區(qū)域發(fā)出的商品數(shù)量；式（3）表示回收中心運(yùn)往C2C商家、新消費(fèi)者、廠商和最終處理廠的運(yùn)輸總量分別等于其各自商品接收量；式（4）是為了保證有運(yùn)送量；式（5）表示最終處理廠的接收量等于回收中心的廢棄產(chǎn)品數(shù)量；式（6）表示原消費(fèi)者區(qū)域至回收點(diǎn)的運(yùn)輸總量與回收點(diǎn)至回收中心的運(yùn)輸總量相等；式（7）表示原消費(fèi)者區(qū)域運(yùn)往回收點(diǎn)的商品總量不得大于回收點(diǎn)的最大接收能力，回收點(diǎn)運(yùn)往回收中心的商品總量不得大于回收中心的最大處理能力，回收點(diǎn)運(yùn)往最終處理廠的商品總量不得大于最終處理廠的最大處理容量；式（8）表示經(jīng)回收中心處理后的有利用價(jià)值的商品數(shù)量等于回收中心運(yùn)往C2C商家、新消費(fèi)者區(qū)域和廠商的商品數(shù)量之和；式（9）表示對(duì)回收點(diǎn)、回收中心和最終處理廠的數(shù)量約束，且各自建立的個(gè)數(shù)至少要有一個(gè)，否則模型沒有意義；式（10）表示對(duì)相關(guān)變量的非負(fù)整數(shù)約束；式（11）表示對(duì)相關(guān)變量的0-1約束。

模擬數(shù)據(jù)

（一）變量與相關(guān)參數(shù)賦值

模型中假設(shè)原消費(fèi)者區(qū)域?yàn)?個(gè)，C2C商家數(shù)量為8個(gè)，新消費(fèi)者區(qū)域?yàn)?個(gè)，廠商數(shù)量為5個(gè)，另有8個(gè)回收點(diǎn)、3個(gè)回收中心和2個(gè)最終處理廠可供選擇。

對(duì)變量與相關(guān)參數(shù)模擬賦值：原消費(fèi)者區(qū)域的退換貨數(shù)量賦值范圍在300-800之間；回收點(diǎn)、回收中心和最終處理廠的其他成本分別為1600、2900和1300，最大處理能力分別為1000、3900和600；建立備選回收點(diǎn)所需成本賦值范圍在19000-31000之間；建立備選回收中心所需成本賦值范圍在180000-200000之間；建立備選最終處理廠所需成本分別為80000和86000；原消費(fèi)者區(qū)域至備選回收點(diǎn)的單位運(yùn)輸費(fèi)用賦值范圍在2-6之間；備選回收點(diǎn)至備選回收中心的單位運(yùn)輸成本賦值范圍在2-5之間；備選回收中心至C2C商家的單位運(yùn)輸成本賦值范圍在3-6之間；備選回收中心至新消費(fèi)者區(qū)域的單位運(yùn)輸成本賦值范圍在3-6之間；備選回收中心至廠商的單位運(yùn)輸成本賦值范圍在4-6之間；備選回收中心至備選最終處理廠的單位運(yùn)輸成本賦值范圍在4-6之間；C2C商家的商品接收數(shù)量賦值范圍在64-145之間；新消費(fèi)者區(qū)域需求點(diǎn)的商品需求數(shù)量賦值范圍在16-82之間；廠商的商品接收數(shù)量賦值范圍在17-83之間；備選最終處理廠的商品接收數(shù)量賦值范圍在17-50之間。

（二）計(jì)算結(jié)果

將數(shù)值代入模型的目標(biāo)函數(shù)和約束條件中，運(yùn)用LINGO軟件求解，得出計(jì)算結(jié)果：總成本最優(yōu)解為622378元，根據(jù)布局決策變量最優(yōu)值可知應(yīng)在回收點(diǎn)備選地2、3、4、5、6處建立回收點(diǎn)，在回收中心備選地2、3處建立回收中心，在最終處理廠備選地1處建立最終處理廠，得出各運(yùn)輸量如表1-表6所示，根據(jù)物流設(shè)施選址結(jié)果和物流量?jī)?yōu)化后的數(shù)據(jù)畫出物流分配規(guī)劃圖，如圖2所示。

結(jié)合表1-表6和圖2，可知原消費(fèi)者區(qū)域至回收點(diǎn)、回收點(diǎn)至回收中心、回收中心至C2C商家、回收中心至新消費(fèi)者、回收中心至廠商和回收中心至最終處理廠的商品流通方向和數(shù)量。

成本比較

（一）現(xiàn)有逆向物流總成本計(jì)算

由圖2可知，在新構(gòu)建的逆向物流網(wǎng)絡(luò)中，商品由原消費(fèi)者運(yùn)送至C2C商家的過程中，假若把回收點(diǎn)和回收中心看作物流中轉(zhuǎn)站，則原消費(fèi)者至C2C商家的運(yùn)費(fèi)與現(xiàn)有逆向物流的運(yùn)費(fèi)可視作相等。兩種物流模式都涉及商品鑒定、恢復(fù)商品原貌、分揀、包裝、再發(fā)貨等操作，廢棄商品也要花費(fèi)相應(yīng)處理成本，所以從其他成本的角度來看，二者費(fèi)用相等。因此，成本差異主要存在于回收中心和C2C商家分別發(fā)往新消費(fèi)者、廠商或最終處理廠的商品運(yùn)費(fèi)之中。

表1 原消費(fèi)者區(qū)域至回收點(diǎn)的運(yùn)輸量

表2 回收點(diǎn)至回收中心的運(yùn)輸量

表3 回收中心至C2C商家的運(yùn)輸量

表4 回收中心至新消費(fèi)者區(qū)域的運(yùn)輸量

表5 回收中心至廠商的運(yùn)輸量

表6 回收中心至最終處理廠的運(yùn)輸量

根據(jù)前述數(shù)據(jù)可知，總發(fā)貨量為4340件，發(fā)往新消費(fèi)者、廠商和最終處理廠的商品所占比例為45%，相應(yīng)商品數(shù)量為1953件。由于C2C商家在快遞公司享有優(yōu)惠程度不同，且商品重量不等，還可能存在續(xù)重情況等因素，因此，參考國(guó)內(nèi)各大快遞公司收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，即便在極端情況下，假定每件商品運(yùn)費(fèi)已低至5元，則新消費(fèi)者、廠商和最終處理廠的運(yùn)輸成本至少為4340*45%*5=9765元。運(yùn)用Lingo軟件計(jì)算商品從原消費(fèi)者區(qū)域至中轉(zhuǎn)站（回收中心）的運(yùn)費(fèi)，加上其他成本，共計(jì)33780元；從中轉(zhuǎn)站（回收中心）至C2C商家的運(yùn)費(fèi)為8977元，由于此處C2C商家所占比例為55%，在現(xiàn)有逆向物流中需折算回100%，經(jīng)計(jì)算，所需運(yùn)費(fèi)為16321.82元。將上述成本相加，得出現(xiàn)有逆向物流總成本至少需要59866.82元。

（二）成本比較

在新構(gòu)建的逆向物流網(wǎng)絡(luò)中，除去式（1）中回收點(diǎn)、回收中心和最終處理廠的建設(shè)成本，運(yùn)用Lingo軟件計(jì)算，得出所需總成本為52517元。

對(duì)比二者物流總成本可以看出，即便在每件商品的平均運(yùn)費(fèi)已低至5元的極端情況下，二者總成本差額仍相差59866.82-52517=7349.82元。由此可見，新構(gòu)建的C2C電子商務(wù)第三方退換貨逆向物流網(wǎng)絡(luò)至少可節(jié)省物流成本7349.82元，成本下降比例至少可達(dá)12.28%。

圖2 物流分配規(guī)劃

結(jié)論

文章構(gòu)建C2C電子商務(wù)第三方退換貨逆向物流網(wǎng)絡(luò)，建立0-1MILP數(shù)學(xué)模型并加以數(shù)據(jù)模擬，找出總成本最小時(shí)的物流設(shè)施選址、運(yùn)輸量，繪制物流分配規(guī)劃圖，進(jìn)行成本比較，取得如下主要結(jié)論：

運(yùn)用Lingo軟件計(jì)算出決策變量最優(yōu)值，得到設(shè)施選址結(jié)果為：在8個(gè)回收點(diǎn)備選地中選擇備選地2、3、4、5、6建立回收點(diǎn)，在5個(gè)回收中心備選地中選擇備選地2、3建立回收中心，在2個(gè)最終處理廠備選地中選擇備選地1建立最終處理廠，此結(jié)果為總成本最小化時(shí)的最優(yōu)值。

物流網(wǎng)絡(luò)中各環(huán)節(jié)運(yùn)輸量會(huì)隨著模型參數(shù)的變化而發(fā)生改變，可能會(huì)出現(xiàn)個(gè)別運(yùn)輸量較小的現(xiàn)象，這是由于處理能力、退換貨商品數(shù)量或其他參數(shù)發(fā)生變化所致，此時(shí)的結(jié)果仍為系統(tǒng)計(jì)算出的最優(yōu)值，結(jié)合物流分配規(guī)劃圖，可知商品流通方向和數(shù)量。

通過成本比較可以看出，即便在每件商品平均運(yùn)費(fèi)低已至5元的極端情況下，新構(gòu)建的C2C電子商務(wù)第三方退換貨逆向物流網(wǎng)絡(luò)仍然可節(jié)省物流成本7349.82元，成本下降比例可達(dá)到12.28%。

綜上，新構(gòu)建的逆向物流網(wǎng)絡(luò)不僅搭載了信息聯(lián)動(dòng)、共享系統(tǒng)，優(yōu)化了現(xiàn)有流程，提高了運(yùn)作效率，更重要的是可降低物流總成本，因此在C2C電子商務(wù)退換貨逆向物流中具有一定應(yīng)用價(jià)值。又因退換貨逆向物流方面的相似性，對(duì)平臺(tái)型B2C電子商務(wù)亦具有較強(qiáng)適用性。