面向O2O即时配送服务的订单匹配问题研究

The Online-to-Offline (O2O) instant distribution service has shown characteristics of instancy, territory, discreteness, and social inventory, and thus places more emphasis on distribution efficiency and customer service experience. From the customer order-centered perspective, the efficient matching of distribution need of orders and transportation capacity support is the key to success in the O2O instant distribution service. In this project, we introduce and study the order matching problem for the O2O instant distribution service. Using theories of game theory, integer programming and combinatorial optimization, we study the service charge rate design for delivery workers, order assignment, order batching, and service route planning based on order batching, and examine the effects of order matching strategies on service efficiency and customer service experience. We mainly study (1) the service charge rate design problem for delivery workers; (2) the joint optimization problem of order batching and service route planning respectively under static and time-dependent traffic network; (3) the joint optimization problem of order assignment and service route planning with temporary order insertion; and (4) the joint optimization problem of order assignment and service route planning with pickup and delivery separation strategy. Our results will enrich theoretical research on order matching for the O2O business, and in practice help O2O firms to make effective logistics service strategies.

O2O即时配送服务呈现即时性、区域性、离散性、社会化库存等特点，更加注重配送效率和消费者服务体验。以消费者订单为中心，建立订单配送需求与运力供给的有效率的匹配是O2O即时配送服务成功的关键。本项目提出了面向O2O即时配送服务的订单匹配问题，运用博弈论、整数规划、组合优化等理论研究了配送员配送服务费率设计、订单分配、订单合并、基于订单合并的服务路线规划问题，分析了订单匹配策略对O2O即时配送服务效率和消费者服务体验的影响。主要研究内容包括：(1) 配送员配送服务费率设计问题; (2)考虑静态和时变网络的订单合并和服务路线规划联合优化问题; (3)考虑插单策略的订单分配和服务路线规划联合优化问题；(4)考虑取送分离策略的订单匹配问题。本项目研究成果对拓展O2O商业模式下订单匹配问题的理论研究具有积极的学术意义，对帮助我国O2O平台制定有效的物流服务策略也具有重要的实践价值。

以顾客订单为中心，建立订单配送需求与商品供给的有效平衡和匹配是O2O和B2C等网络零售订单履约服务成功的关键。本项目研究了不同运作情形下网络零售订单履约问题的有效模型构建和高效算法设计，揭示了不同的服务资源协同模式和履约服务模式对订单履约效率的影响。研究成果拓展了订单履约问题的理论研究，为零售商制定订单履约策略、提高履约效率、降低履约成本提供了管理启示。主要研究成果包括：. 1)研究了纯自营模式下面向O2O即时配送服务的订单履约问题。建立了基于订单的混合整数规划模型，设计了自适应大邻域算法。计算结果表明：对比CPLEX，新算法存在明显优势，可以平衡求解质量和求解时间。. 2)研究了混合运力模式下面向O2O即时配送服务的订单履约问题。构建了基于订单的混合整数规划模型，设计了改进ALNS算法。确定了影响混合运力模式履约的关键运作要素包括众包配送员的服务灵活度、配送员数量、服务费率及订单规模，揭示了这些要素对O2O平台订单履约成本、订单履约效率以及消费者体验的影响。. 3)研究了考虑订单分配和运输路径的网络零售订单履约问题。建立了基于商品流的混合整数规划模型，设计了分解启发式算法，并验证了算法的有效性。揭示了履约中心库存控制策略对订单履约成本和效率的影响。. 4)研究了考虑服务时间窗与协同优化的网络零售订单履约问题，构建了混合整数规划模型，提出了基于自适应大邻域搜索算法。主要d创新有：(1)对比商业求解器和贪婪算法验证了新算法的鲁棒性；(2)揭示了破坏和修复算子适用于不同算例特征的规律；(3)揭示了两级车辆装载比率对订单转运次数、履约车辆使用数量和订单履约服务效率的影响。. 5)研究了取配混合模式与协同优化的网络零售订单履约问题，构建了数学规划模型，设计了自适应大邻域搜索和变邻域搜索混合算法。主要创新有：(1)提出了新的邻域结构表达履约服务路径；(2)揭示了配送订单与取货订单比例对履约效率的影响；(3)揭示了物流服务模式对订单履约的影响。. 6)研究了混合物流模式与协同优化的网络零售订单履约问题。主要的创新有：(1)提出了考虑多起点重置策略的自适应大邻域搜索和变邻域搜索混合算法；(2)揭示了众包物流对订单履约服务成本和服务效率的影响；(3)确定了众包物流的三大成本系数，揭示了采用众包物流的利弊；(4)揭示了订单整单配送和拆单配送物流模式的性能差异。