考慮不合格品率庫存系統(tǒng)的退貨時機(jī)決策分析

梅帥帥，程幼明，何惠妍

(安徽工程大學(xué) 管理工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241000)

庫存管理是運(yùn)營管理的重要研究方向[1]，在經(jīng)濟(jì)訂貨批量(EOQ)庫存模型基礎(chǔ)上，考慮庫存管理的真實(shí)情境，人們對其進(jìn)行改進(jìn)形成了諸如陸續(xù)補(bǔ)貨、批量折扣、需求為隨機(jī)及允許缺貨和考慮不合格品率的EOQ庫存模型．有關(guān)考慮不合格品率庫存系統(tǒng)的研究主要是從庫存物料不合格品檢出就退貨(整批即時退貨)和下次庫存補(bǔ)充時再退貨(整批延時退貨)視角，基于庫存總成本最低建立了相關(guān)庫存模型．關(guān)于不合格品即時退貨庫存系統(tǒng)的研究有：李群霞[2]等討論了考慮退貨對庫存控制成本的影響條件下，對經(jīng)典EOQ模型進(jìn)行拓展，將庫存成本構(gòu)成定義為檢驗(yàn)成本、訂購費(fèi)用、持有成本和退貨成本；婁山佐[3]等考慮即時退貨和供應(yīng)中斷對庫存的影響，設(shè)計(jì)出交叉熵法確定最優(yōu)庫存的庫存控制模型；孟麗君[4]等以核心制造商利潤最大化為目標(biāo)，建立了基于即時退貨條件下的聯(lián)合庫存控制模型；HU W[5]等分析了退貨政策對即時退貨庫存管理的影響；Salameh[6]添加含有不合格品即時退貨在內(nèi)的條件擴(kuò)展了經(jīng)典庫存模型，并以數(shù)值實(shí)例來說明應(yīng)用過程等．有關(guān)不合格品延時退貨庫存研究有：Priyan[7]等研究了期末退貨條件下，通過使用三角模糊數(shù)的不合格品率并用符號距離法求解來確定最佳庫存政策；李國剛[8]等以退貨率和缺貨量等變量為模糊數(shù)，研究退貨發(fā)生在期末的庫存控制問題在模糊理論下的求解算法，并總結(jié)了各影響因素對庫存系統(tǒng)總成本的影響；賀慶仁[9]等在退貨時間約束條件下，建立了供應(yīng)商主導(dǎo)的調(diào)撥模型，充分解析了退貨率與調(diào)撥價格之間的關(guān)系；Yoo[10]等探討了延時退貨且允許缺貨條件下，考察不合格品的生產(chǎn)和檢驗(yàn)制度，開發(fā)了具有生產(chǎn)和檢驗(yàn)質(zhì)量費(fèi)用的EOQ模型等．

由此可見，關(guān)于考慮不合格品率庫存系統(tǒng)的研究實(shí)現(xiàn)了庫存管理接近企業(yè)生產(chǎn)真實(shí)情況，庫存成本構(gòu)成更加全面，但仍存在以下不足：一是就退貨時機(jī)而言，要么是從即時退貨，要么是延時退貨視角建立的庫存系統(tǒng)，沒有給出兩類庫存系統(tǒng)選用條件.通過數(shù)值分析發(fā)現(xiàn)，采用即時退貨模型在庫存成本方面并不一定具備成本優(yōu)勢，相類似延時退貨模型也存在類似情況．二是為了簡化模型一般是測算年綜合保管費(fèi)率，沒有將合格品與不合格品持有成本區(qū)分開來，缺乏直觀性，在實(shí)際庫存運(yùn)作過程中對合格品與不合格品關(guān)注程度顯然存在差異，合格品與不合格品保管費(fèi)的單位費(fèi)率必然存在差異等．為解決上述兩方面問題，針對不合格品率庫存系統(tǒng)的特點(diǎn)，實(shí)施不合格品和合格品保管費(fèi)的獨(dú)立核算；針對不合格品庫存形成的時區(qū)性，分析不同退貨時機(jī)的庫存成本差異，規(guī)劃考慮不合格品率庫存系統(tǒng)的不合格品退貨時機(jī)選擇的決策模型；考慮到庫存物料不合格品率變動對庫存成本的影響，設(shè)計(jì)不同時機(jī)選擇轉(zhuǎn)化的閾值，并用算例輔助分析說明其必要性和可行性．

1 考慮不合格品率的庫存模型及其不合格品退貨時機(jī)分析

1.1 考慮不合格品率的庫存模型分析

經(jīng)典EOQ庫存控制模型主要是關(guān)于成本最小化或利益最大化的方程式算法[11]．其一般原理是以庫存成本最小化或企業(yè)利益最大化為決策目標(biāo)，依據(jù)庫存成本或利益構(gòu)成測算最佳訂貨量(EOQ)，再利用最佳訂貨量計(jì)算出訂貨周期，合理規(guī)劃庫存管理．經(jīng)典的EOQ庫存控制模型建立在庫存補(bǔ)充是瞬時的、不考慮庫存物料的質(zhì)量問題和不存在缺貨等基本假設(shè)基礎(chǔ)上，在粗放式管理?xiàng)l件下對于降低庫存成本具有明顯功效，但在今天精細(xì)化管理和基于質(zhì)量競爭環(huán)境下，考慮庫存物料質(zhì)量問題是庫存管理研究方向之一，形成了考慮不合格品率的庫存系統(tǒng)，其基本原理是在經(jīng)典EOQ模型基礎(chǔ)上引入檢驗(yàn)成本和不合格退貨成本，基于庫存成本最小化或收益最大化確立最優(yōu)訂貨量，其概念模式如式(1)所示．

EOQ=min[TC總(Q)]，其中,TC總(Q)=TC物+TC訂+TC檢+TC保+TC退,

(1)

式中，TC總為庫存總成本；TC物是物料價值，一般為合格品物料價值；TC訂為與訂貨次數(shù)有關(guān)的訂貨成本；TC檢是檢驗(yàn)成本；TC保為保管總費(fèi)用，與總保管量和單位保管費(fèi)用有關(guān)；TC退為不合格品的退貨成本．由此可見，模型中將合格品與不合格品等同看待，沒有區(qū)分合格品與不合格品；持有時間是庫存周轉(zhuǎn)期，沒有考慮檢驗(yàn)期等，故保管費(fèi)用測算不夠精準(zhǔn)．

1.2 不合格品退貨方式與時機(jī)分析

考慮不合格品率庫存系統(tǒng)是在經(jīng)典庫存系統(tǒng)基礎(chǔ)上引入了保證庫存物料質(zhì)量的質(zhì)量檢驗(yàn)活動，檢驗(yàn)主要是將合格品與不合格品區(qū)分開來，形成了合格品庫存與不合格品庫存兩類庫存．受檢驗(yàn)?zāi)芰Φ挠绊懪c制約，庫存物料的檢驗(yàn)有一個檢驗(yàn)期(t)，考慮到不合格品退貨可以一檢驗(yàn)出就退貨也可在一批庫存物料全部檢驗(yàn)后再退貨，這樣不合格品退貨方式可分為逐一退貨和成批退貨．這里的逐一退貨也可看成是單件退貨，由于每次退貨都要填寫退貨單和組織退貨運(yùn)輸，需專人負(fù)責(zé)，耗費(fèi)了大量人力、物力，相對比較麻煩，最終導(dǎo)致退貨成本的增加．而成批退貨或整批退貨，一個庫存周轉(zhuǎn)期只需進(jìn)行一次退貨組織，節(jié)省了人力、簡化了管理、減少了退貨運(yùn)輸次數(shù)，退貨成本相對較低，因此在此僅以成批退貨方式為研究對象．

在成批退貨方式下，不合格品退貨可以發(fā)生在時間窗[t，T]的任何時刻，退貨時機(jī)有發(fā)生在t和T時刻的兩種極端和一種發(fā)生在(t,T)之間的折中等三種時機(jī)，第一種退貨時機(jī)發(fā)生在檢驗(yàn)期末，即產(chǎn)品檢驗(yàn)完畢檢出的不合格品立即退貨，稱之為即時退貨；第二種退貨時機(jī)發(fā)生在T周期末，即不合格品一直存儲在特定的不合格品存放區(qū)，直到下次庫存補(bǔ)給時，讓運(yùn)輸車順帶拉回不合格品，稱之為延時退貨；其概念模式如圖1和圖2所示．

圖1 即時退貨庫存水平狀態(tài)圖 圖2 延時退貨庫存水平狀態(tài)圖

兩種極端退貨方式之間的主要差別在于即時退貨要考慮不合格品庫存管理(發(fā)生在檢驗(yàn)期)和組織不合格品運(yùn)輸，形成了不合格品運(yùn)輸成本；延時退貨因?yàn)閹齑嫜a(bǔ)充時順帶運(yùn)回而無需組織專門運(yùn)輸，一般只要考慮不合格品庫存管理(發(fā)生在庫存周轉(zhuǎn)期)問題而無需考慮運(yùn)輸成本問題．第三種退貨時機(jī)，既要考慮不合格品庫存管理，又有運(yùn)輸成本問題，既復(fù)雜又缺乏經(jīng)濟(jì)性，在此不加研究．

2 不合格品庫存的建立與不同退貨時機(jī)對庫存成本的影響

從上述不合格退貨方式與時機(jī)分析中可以看出，整批退貨方式下不同退貨時機(jī)庫存成本構(gòu)成各不相同．針對庫存實(shí)踐中合格品與不合格品關(guān)注成度的差異，合格品與不合格品單位保管費(fèi)用顯然存在差異，不區(qū)分合格品與不合格品的保管費(fèi)綜合費(fèi)率的庫存模型缺乏直觀性，也不方便應(yīng)用，為準(zhǔn)確測算不合格品保管費(fèi)，考慮到受檢驗(yàn)?zāi)芰χ萍s的不合格品庫存系統(tǒng)概念模型如圖3所示.不合格品庫存是陸續(xù)到貨庫存系統(tǒng)，基于檢驗(yàn)過程，不合格品緩慢增加而形成不合格品庫存．即時退貨時機(jī)是在檢驗(yàn)期t時刻，即不合格品庫存最大量時組織退貨，有不合格品在檢驗(yàn)期(t)的保管費(fèi)用，同時還有組織退貨運(yùn)輸而形成的不合格品退貨成本；而在延時退貨時機(jī)下退貨發(fā)生在庫存周轉(zhuǎn)期(T)末，不合格品從庫存建立一直持有到T時刻，形成了不合格品持有的保管費(fèi)用，由于是順帶運(yùn)回，相對于專門組織不合格品運(yùn)輸而言，其運(yùn)輸成本相對很小，可以不加考慮．

類似于經(jīng)典的EOQ庫存控制模型，物料價值由年需求數(shù)量(D)與成本價(C)之積確定，訂貨成本為單次訂貨費(fèi)用(K)×年訂貨次數(shù)所得，檢驗(yàn)成本由單位檢驗(yàn)成本(m)×年訂貨總量，保管費(fèi)用是持有量與單位保管費(fèi)(hi)之積，退貨運(yùn)輸成本為單次訂貨費(fèi)用(a)×年訂貨次數(shù)；同時假定h0為合格品單位年保管費(fèi)，h1為不合格品單位年保管費(fèi)，且滿足h0>h1，對于一個Q一定的庫存系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)，兩類不同退貨時機(jī)，庫存成本構(gòu)成的差異主要表現(xiàn)為不合格品年持有成本和不合格品退貨年運(yùn)輸成本間的差異，關(guān)于即時退貨的不合格品年保管費(fèi)用和退貨成本，計(jì)算如式(2)所示；延時退貨只有年保管費(fèi)用，其計(jì)算如式(3)所示．這是因?yàn)閷τ趲齑娉杀緲?gòu)成的保管費(fèi)主要包括合格品保管費(fèi)與不合格品保管費(fèi)兩部分，合格品保管費(fèi)由綜合保管費(fèi)h0×平均保管量所得(綜合保管費(fèi)=保管的物料價值×年保管費(fèi)費(fèi)率)，合格品保管費(fèi)也不隨退貨時機(jī)的變化而變化，唯一不同的是不合格品的保管費(fèi)．不合格品的保管費(fèi)可以細(xì)分兩個部分，檢驗(yàn)期t時期內(nèi)保管費(fèi)和t1時期內(nèi)保管費(fèi)，檢驗(yàn)期t時期保管費(fèi)也不隨退貨時機(jī)的變化而變化．

(2)

(3)

圖3 不合格品庫存水平狀態(tài)圖

庫存系統(tǒng)的庫存周轉(zhuǎn)周期(T)為

將t、t1、T帶入式(2)、式(3)整理后得到考慮不合格品率庫存系統(tǒng)的即時、延時退貨下庫存總成本差異(Δf(p))為式(4)，表示延時退貨相對于即時退貨成本增加程度．

(4)

3 不合格品退貨時機(jī)的決策模型與算例分析

(1)退貨時機(jī)的決策：從不同退貨時機(jī)對庫存成本影響的分析可以看出，即時退貨與延時退貨在庫存總成本上存在差異，退貨時機(jī)的選擇是考慮不合格品率庫存系統(tǒng)的核心問題，直接影響并決定了庫存成本的高低，基于式(4)可以構(gòu)建如式(5)的時機(jī)選擇決策模型．

(5)

當(dāng)Δf(p)>0成立時，也就是延時退貨成本大于即時退貨成本時，即時退貨雖然有不合格品退貨成本，但相對于延時退貨，不合格品持有時間的縮短帶來的保管費(fèi)用的節(jié)約能補(bǔ)償退貨運(yùn)輸成本，應(yīng)優(yōu)先選擇即時退貨；當(dāng)Δf(p)<0成立時，也就是說延時退貨所節(jié)約的不合格品退貨成本足以補(bǔ)償不合格品持有時間延長所增加的保管費(fèi)用，應(yīng)選擇延時退貨；當(dāng)Δf(p)=0時，應(yīng)具體情況具體對待，若不合格品存放影響倉庫現(xiàn)場和占地面積大或易于與合格品混淆、退貨運(yùn)輸容易進(jìn)行，可采用即時退貨.退貨運(yùn)輸組織麻煩、存放不影響倉庫現(xiàn)場或占地面積小，則可采用延時退貨．

(2)退貨時機(jī)的不合格品率閾值確定.由式(5)可知，對于某一庫存系統(tǒng)，庫存補(bǔ)充物料的質(zhì)量問題是影響兩類退貨時機(jī)差異的根源.隨著供應(yīng)商質(zhì)量改善，交驗(yàn)的庫存物料不合格品率p將發(fā)生改變，與此相對應(yīng)，庫存系統(tǒng)不合格品退貨時機(jī)也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，形成了兩類退貨時機(jī)轉(zhuǎn)換的不合格品率閾值．令式(4)等于0，得出不合格品率閾值如式(6)所示.當(dāng)p>p*成立時，決策者應(yīng)該選擇即時退貨，這是由于延時退貨情況隨著不合格品增加到一定程度，不合格品所發(fā)生的保管費(fèi)用增加過大，多于即時退貨發(fā)生的運(yùn)輸費(fèi)用．反之，當(dāng)p

(6)

(3)為驗(yàn)證模型的可行性，引用文獻(xiàn)[1]即時退貨模型的數(shù)值實(shí)例進(jìn)行分析．年需求(D)、日需求(d)、檢驗(yàn)速度(v)、庫存最優(yōu)訂貨量Q同文獻(xiàn)[1],區(qū)分合格品單位年保管費(fèi)(h0)、不合格品單位年保管費(fèi)(h1)和一次運(yùn)輸費(fèi)用(a)及變動不合格品率(p)則如表1所示．從表1可以看出，區(qū)分合格品和不合格品持有的保管費(fèi)率將導(dǎo)致考慮不合格品率庫存系統(tǒng)庫存成本的變動，數(shù)值分析第1行是文獻(xiàn)[1]原始數(shù)值，通過數(shù)值實(shí)例的分析，對比式(5)的決策條件，從第1、2行可以明顯看出，當(dāng)不合格品單位保管費(fèi)用較小時，即當(dāng)h1=6時，則f(p)<0,此時延時退貨比較劃算，充分驗(yàn)證了模型的適用性與正確性．利用式(6)對優(yōu)化后的數(shù)值計(jì)算，其他數(shù)值不變，p變化時，求得退貨時機(jī)閾值p*=0.134.當(dāng)p<0.134時，f(p)<0，選延時退貨策略；當(dāng)p>0.134時，f(p)>0，選即時退貨策略．現(xiàn)實(shí)生活中正是如此，對于不同的零部件其運(yùn)輸費(fèi)用大小不一，不合格品的保管費(fèi)也不盡相同，因此，在退貨時機(jī)決策時應(yīng)充分考慮具體貨物成本大小，做出合理決策．

表1 數(shù)值分析表

4 結(jié)論

綜上所述，由于不合格品退貨機(jī)理的不同，退貨方式有逐一退貨和成批退貨兩種，以不合格品成批退貨為例，考慮在不同退貨時機(jī)的情況下，即時退貨與延時退貨庫存成本的差異性，不合格品庫存系統(tǒng)存在時機(jī)選擇的問題．在精益制造的發(fā)展下，隨著精細(xì)化管理水平的提升，不合格品率也在不斷變化，根據(jù)不合格品率對退貨時機(jī)的影響，設(shè)計(jì)出不合格品退貨時機(jī)選擇的決策方法和兩類退貨時機(jī)轉(zhuǎn)換的不合格品率的閾值，最終討論兩種決策模型的可行性，旨在為企業(yè)決策提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)庫存系統(tǒng)運(yùn)作進(jìn)一步接近真實(shí)情況，為庫存成本核算與控制的精準(zhǔn)化提供一種新的思路．