Estimation of consumers’ preferences and demand for integrated e-shopping and parcel delivery services applying discrete choice models and their incorporation in management business tools for the market sector of postal services

Abstract

This research explores how digital technologies and data reshape e-shopping and parcel delivery services. It aims to analyze consumer preferences to design a Data-Driven Business Model (DDBM) for last-mile logistics services. The study uses Discrete Choice Analysis to understand factors influencing consumer choices, such as (1) delivery place, (2) time and speed, (3) track and trace, (4) value-added services, and (5) delivery cost. The literature review's research drivers provided insights into designing our methodology to measure consumers’ preferences. We have applied the framework of Design Science Research (DSR), which is used as an essential and legitimate research framework in Information Systems (IS) research and helps managers and IS specialists to express the business logic of a firm. To collect data we developed a structured questionnaire consisting of two main sections. The first one refers to the Revealed Reference questions and the second one to the Stated Preference Experiments (SPs). We estimated four different types of Discrete Choice Models. First, an MNL model was estimated to measure consumers’ preferences between five service alternatives (including the No-Choice option) and operate as a reference model. Then we applied an N-MNL model due to the ‘No-choice’ option which violates the property of Independence of Irrelevant Alternatives (IIA). The presence of multiple observations on stated choice responses for each sampled individual in the Questionnaire showed correlated responses across observations which is a violation of the independence of observations assumption in the standard choice model, thus we estimated a mixed logit model (M-LM). The willingness to pay (WTP) was calculated based on the M-LM and it was found that customers are willing to pay 0.26€ for the products to be delivered to their home, and 0.78€ for delivery at a specific time window but not on ‘Saturday morning’ as this service level did not attain any significance. To incorporate the behavioral elements into the discrete choice model, we proceeded with the estimation of a Hybrid Choice Model (HCM). The findings from the four discrete choice models indicate that consumers prefer faster deliveries and are willing to pay extra for specific delivery options, but not for additional services. We have also estimated three clusters, based on the results of the HCB model, applying the k-means algorithm, presenting the predicted probabilities for each service alternative to be chosen by each customer and choice task.The research proposes a DDBM for Delivery Service Providers (DSPs) focusing on digital platforms and efficient supply chains. It uses the VISOR framework to develop a taxonomy for last-mile logistics services, applied to the Hellenic Post in Greece. The model includes economic, environmental, and social KPIs, aligning with the Triple Bottom Line concept. Overall, the study contributes to understanding consumer behavior in e-shopping and delivery services, providing insights for businesses to adapt and improve customer experience in a rapidly changing market.

Η έρευνα εξετάζει πώς οι ψηφιακές τεχνολογίες και τα δεδομένα επηρεάζουν το ηλεκτρονικό εμπόριο και τις υπηρεσίες παράδοσης. Στόχος είναι η ανάλυση των προτιμήσεων των καταναλωτών για τη δημιουργία ενός Επιχειρηματικού Μοντέλου καθοδηγούμενου από Δεδομένα (ΕΜ-κΔ) για τις υπηρεσίες logistics στο τελευταίο μίλι της εφοδιαστικής αλυσίδας.Η μελέτη χρησιμοποιεί την μέθοδο των Διακριτών Επιλογών για να κατανοήσει τα χαρακτηριστικά της υπηρεσίας που επηρεάζουν τις επιλογές των καταναλωτών, όπως (1) τόπος παράδοσης, (2) χρόνος και ταχύτητα, (3) υπηρεσίες ανίχνευσης και ανεύρεσης, (4) υπηρεσίες προστιθέμενης αξίας και (5) κόστος παράδοσης. Η βιβλιογραφική ανασκόπηση μας κατεύθυνε στις ερευνητικές περιοχές που χρειάζεται να εστιάσουμε την μελέτη μας και να σχεδιάσουμε τη μεθοδολογία μας για να αναπτύξουμε το καινοτόμο ΕΜ-κΔ. Εφαρμόσαμε το Επιστημονικό Σχέδιο Έρευνας (Design Science Research), το οποίο χρησιμοποιείται ως βασικό και αποδεκτό ερευνητικό πλαίσιο στο επιστημονικό πεδίο των Πληροφοριακών Συστημάτων (ΠΣ) και βοηθά στελέχη της αγοράς και ακαδημαϊκούς της Πληροφορικής να εκφράσουν την επιχειρηματική λογική μιας επιχείρησης. Για τη συλλογή δεδομένων αναπτύξαμε ένα δομημένο ερωτηματολόγιο που αποτελείται από δύο κύριες ενότητες. Η πρώτη αναφέρεται στις ερωτήσεις Αποκαλυπτόμενης Προτίμησης των καταναλωτών και η δεύτερη από τα πειράματα Δεδηλωμένων Προτιμήσεων. Υπολογίσαμε τέσσερις διαφορετικούς τύπους μοντέλων διακριτών επιλογών. Πρώτα εκτιμήθηκε το πολυωνυμικό λογαριθμικό πρότυπο (MNL model), για τις πέντε εναλλακτικές υπηρεσίες παράδοσης (συμπεριλαμβανομένου και της επιλογής ‘Καμία Υπηρεσία’). Στη συνέχεια, εφαρμόσαμε ένα ιεραρχικό λογαριθμικό πρότυπο (N-MNL) εξαιτίας της επιλογής ‘Καμία Υπηρεσία’ που παραβιάζει την ιδιότητα της Ανεξαρτησίας των μη σχετικών επιλογών (IIA). Από τα Πειράματα Δεδηλωμένης Προτίμησης, παρατηρήσαμε ότι δημιουργούνται συσχετίσεις στις πολλαπλές απαντήσεις που δίδονται από τον ίδιο τον ερωτώμενο, το οποίο παραβιάζει την τήρηση του αξιώματος της Ανεξαρτησίας των μη σχετικών επιλογών (IIA) και εφαρμόσαμε το μικτό λογαριθμικό μοντέλο (M-LM). Η προθυμία πληρωμής (WTP) του καταναλωτή υπολογίστηκε με βάση το μικτό λογαριθμικό μοντέλο και διαπιστώθηκε ότι οι πελάτες είναι διατεθειμένοι να πληρώσουν 0,26 € για τα προϊόντα που θα παραδοθούν κατ’ οίκον και 0,78 € για παραδόσεις σε συγκεκριμένο χρονικό διάστημα αλλά όχι ‘πρωινές παραδόσεις το Σάββατο’ καθώς το επίπεδο αυτό εξυπηρέτησης ήταν μη στατιστικά σημαντικό. Για να ενσωματώσουμε τα στοιχεία συμπεριφοράς στο μοντέλο διακριτών επιλογών, προχωρήσαμε στην εκτίμηση ενός υβριδικού λογαριθμικού μοντέλου επιλογής (HCM).Τα ευρήματα από τα τέσσερα μοντέλα διακριτών επιλογών έδειξαν ότι οι καταναλωτές προτιμούν ταχύτερες παραδόσεις και είναι πρόθυμοι να πληρώσουν επιπλέον για συγκεκριμένες επιλογές παράδοσης, αλλά όχι για πρόσθετες υπηρεσίες. Υπολογίσαμε επίσης τρεις συστάδες υπηρεσιών, με βάση τα αποτελέσματα του μοντέλου HCB, εφαρμόζοντας τον αλγόριθμο k-means, παρουσιάζοντας τις προβλεπόμενες πιθανότητες για κάθε εναλλακτική υπηρεσία που επιλέγεται από τον κάθε ερωτώμενο σε κάθε σύνολο επιλογών. Η έρευνα προτείνει ένα ΕΜ-κΔ για Παρόχους Υπηρεσιών Παράδοσης (DSP) που εστιάζει σε ψηφιακές πλατφόρμες και αποτελεσματικές αλυσίδες εφοδιασμού. Χρησιμοποιεί το πλαίσιο VISOR για να αναπτύξει μια ταξινόμηση για υπηρεσίες logistics στο τελευταίο μίλι της εφοδιαστικής αλυσίδας. Η επιβεβαίωση λειτουργίας του ΕΜ-κΔ εφαρμόστηκε στον Καθολικό Πάροχο Ταχυδρομικών Υπηρεσιών στην Ελλάδα, που είναι τα Ελληνικά Ταχυδρομεία. Επιπροσθέτως, το μοντέλο περιλαμβάνει οικονομικούς, περιβαλλοντικούς και κοινωνικούς Δείκτες Αποδοτικότητας, ενσωματώνοντας τους τρεις πυλώνες της βιώσιμης ανάπτυξης (Triple Bottom Line). Συνολικά, η μελέτη συμβάλλει στην κατανόηση της συμπεριφοράς των καταναλωτών, στις ηλεκτρονικές αγορές και τις υπηρεσίες παράδοσης, παρέχοντας πληροφορίες για τις επιχειρήσεις ώστε να προσαρμοστούν και να βελτιώσουν την εμπειρία των πελατών σε μια ταχέως μεταβαλλόμενη αγορά.