面向自貿(mào)區(qū)需求不確定的庫(kù)存控制研究

宋志蘭 文評(píng)

摘? 要：在我國(guó)大力建設(shè)和發(fā)展自貿(mào)區(qū)以來(lái)，越來(lái)越多零售商選擇落戶自貿(mào)試驗(yàn)區(qū)，而因需求不確定及跨境物流的不確定等因素的影響，零售商也面臨著需求不確定導(dǎo)致其庫(kù)存成本增加的問(wèn)題，這使得自貿(mào)區(qū)內(nèi)的零售商缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)而抑制自貿(mào)區(qū)的發(fā)展，文章通過(guò)考慮自貿(mào)區(qū)背景下零售商需求的不確定性，構(gòu)建了零售商庫(kù)存控制模型，最終確定最佳訂貨量和訂貨批量，對(duì)庫(kù)存進(jìn)行控制從而減少庫(kù)存成本以提高零售商在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)自貿(mào)區(qū)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自貿(mào)區(qū);需求不確定;庫(kù)存控制

中圖分類號(hào)：F253??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： Since the construction and development of free trade zone in China， more and more retailers choose to settle in the pilot zone of free trade zone. Due to the uncertain demand and cross-border logistics， retailers are faced with the problem of increasing inventory cost caused by uncertain demand， which makes the retailers in the free trade zone lack of market competitiveness and further inhibits the development of free trade zone， in this paper， considering the uncertainty of retailer's demand under the background of free trade zone， the retailer's inventory control model is constructed， and the optimal order quantity and order quantity are determined to control the inventory， so as to reduce the inventory cost， improve the retailer's competitiveness in the market and promote the development of free trade zone.

Key words： free trade zone; uncertainty of demand; inventory control

0? 引? 言

自貿(mào)區(qū)建設(shè)是新時(shí)代背景下我國(guó)實(shí)施對(duì)外開(kāi)放戰(zhàn)略的重要內(nèi)容，也是我國(guó)實(shí)行全面深化改革的重要舉措。我國(guó)首個(gè)自貿(mào)區(qū)試驗(yàn)區(qū)于2013年在上海正式掛牌，自此我國(guó)如火如荼的自貿(mào)區(qū)試驗(yàn)區(qū)建設(shè)拉開(kāi)了序幕。直至今日，我國(guó)自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)的總數(shù)已增長(zhǎng)到18個(gè)，形成了由南至北、從沿海到內(nèi)陸的“1+3+7+1+6”雁陣式①對(duì)外開(kāi)放新陣勢(shì)和新格局[1]。

線下跨境零售業(yè)也隨著自貿(mào)區(qū)的興起而日益增多。自貿(mào)區(qū)內(nèi)已有多家進(jìn)口商品的直銷中心，進(jìn)口商品也受到消費(fèi)者青睞而脫銷[2]。零售商落戶到自貿(mào)區(qū)后，在自貿(mào)區(qū)中建立保稅倉(cāng)庫(kù)用于對(duì)進(jìn)口商品進(jìn)行保稅，這一新模式不僅有利于物流行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也對(duì)物流行業(yè)的發(fā)展提出了新的要求。庫(kù)存作為物流中的一個(gè)必須的環(huán)節(jié)，一方面，好的庫(kù)存能夠減少客戶需求不確定和供應(yīng)商供應(yīng)不確定等因素造成的商品缺貨;另一方面，未控制好庫(kù)存會(huì)引起資金的積壓和庫(kù)存費(fèi)用的增長(zhǎng)，然后導(dǎo)致企業(yè)因資金鏈斷裂影響企業(yè)的正常運(yùn)營(yíng)活動(dòng)。這種情況下，零售商對(duì)庫(kù)存進(jìn)行控制能夠增強(qiáng)其競(jìng)爭(zhēng)力。當(dāng)前顧客需求受全球經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的影響充滿不確定性，這也導(dǎo)致企業(yè)無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)顧客的需求，面臨著庫(kù)存較少供不應(yīng)求和庫(kù)存較多成本過(guò)高的現(xiàn)實(shí)壓力。市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，在巨大的壓力面前零售商也顯得無(wú)能為力，其如果無(wú)法在經(jīng)營(yíng)過(guò)程中獲得較低的成本，那勢(shì)必會(huì)被市場(chǎng)所淘汰，這種情況下零售商們不得不采取成本領(lǐng)先戰(zhàn)略，在減少庫(kù)存成本的同時(shí)，充分滿足客戶的需求，提高自身的服務(wù)水平使得客戶滿意度提高，增強(qiáng)零售商在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，以此促進(jìn)自貿(mào)區(qū)的發(fā)展。本文通過(guò)對(duì)合理庫(kù)存的研究，來(lái)實(shí)現(xiàn)良好的庫(kù)存控制，更好地幫助零售商減少庫(kù)存成本和客戶需求的不確定性，這也是自貿(mào)區(qū)背景下庫(kù)存控制所要達(dá)到的目標(biāo)。

目前，對(duì)于庫(kù)存控制策略的研究非常豐富，George Varlas等[3]考慮了供需雙方存在的不確定性，提出了一種基于馬爾科夫過(guò)程的線性水平集成兩階段推拉式庫(kù)存系統(tǒng)分析模型。Osigwe Emmanuel O等[4]研究在不同的綠色度水平下，確定每個(gè)庫(kù)存周期的補(bǔ)貨計(jì)劃、訂貨量和最佳銷售價(jià)格，并采用解析方法尋找最優(yōu)解，最后利用案例對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。Li Yuan等[5]利用消費(fèi)者參考價(jià)格預(yù)測(cè)理論，對(duì)一個(gè)全渠道零售商在支付前取消訂單、付款后退貨的全渠道零售商的多周期定價(jià)和庫(kù)存管理問(wèn)題進(jìn)行了分析，確定了全渠道零售商最優(yōu)均衡定價(jià)和最終庫(kù)存水平。盛強(qiáng)等[6]采用r，Q和S，s策略針對(duì)某公司存在的整體庫(kù)存水平較高、部分物料存在缺貨現(xiàn)象問(wèn)題設(shè)計(jì)庫(kù)存控制模型，并對(duì)各個(gè)模型的參數(shù)及安全庫(kù)存進(jìn)行了求解。孫鵬等[7]針對(duì)電商行業(yè)的生鮮零售商，考慮庫(kù)存因素以及成本控制中存在的過(guò)期成本、缺貨成本等因素，基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)構(gòu)建了一個(gè)生鮮產(chǎn)品庫(kù)存控制策略，通過(guò)仿真證明該模型能夠在一定程度上使生鮮產(chǎn)品損失率降低，進(jìn)而降低零售商庫(kù)存成本。林樹(shù)浩等[8]針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品或易腐壞產(chǎn)品，假定零售商銷售分兩階段，并且考慮策略型顧客行為，確定售賣期開(kāi)始前零售商的最優(yōu)訂貨量及一、二階段商品的最優(yōu)定價(jià)。

1? 問(wèn)題描述與假設(shè)

1.1? 問(wèn)題描述

需求不確定及信息不對(duì)稱導(dǎo)致庫(kù)存成本高。因?yàn)榱闶凵膛c海外供應(yīng)商的信息存在不對(duì)稱，且顧客的需求也存在一定的不確定性，所以當(dāng)零售商低估供應(yīng)商的生產(chǎn)能力或無(wú)法獲取真實(shí)的客戶需求時(shí)，庫(kù)存量將大于需求量。這種情況會(huì)造成庫(kù)存積壓，導(dǎo)致庫(kù)存成本上升。我們通過(guò)確定零售商庫(kù)存的訂貨量和訂貨批量可以減少這些不確定性，進(jìn)而降低庫(kù)存成本。

跨境物流不確定性導(dǎo)致庫(kù)存補(bǔ)給周期長(zhǎng)。自貿(mào)區(qū)中的零售商在進(jìn)行補(bǔ)貨時(shí)，由于跨境物流的耗時(shí)較長(zhǎng)，補(bǔ)貨耗費(fèi)的時(shí)間便相對(duì)增加，這樣就會(huì)導(dǎo)致較長(zhǎng)時(shí)間的缺貨。缺貨導(dǎo)致客戶滿意度下降，造成客戶流失產(chǎn)生缺貨成本，進(jìn)而導(dǎo)致零售商的總成本增加。通過(guò)計(jì)算庫(kù)存的訂貨周期，可以有效減少因缺貨造成的損失。本文基于自貿(mào)區(qū)的特點(diǎn)，研究需求不確定情況下零售商的庫(kù)存控制。

1.2? 模型假設(shè)

不確定需求又被稱之為隨機(jī)需求，是指需求不是常數(shù)或需求不服從一個(gè)較好的函數(shù)?；诓淮_定需求的庫(kù)存模型是指庫(kù)存控制中的產(chǎn)品需求和提前期很難使用數(shù)學(xué)方法構(gòu)建函數(shù)來(lái)表示的庫(kù)存模型。現(xiàn)實(shí)生活中，零售商面臨的客戶需求通常是不確定的，是企業(yè)無(wú)法左右的變量。需求存在不確定性會(huì)影響零售商進(jìn)行需求預(yù)測(cè)，最終影響庫(kù)存量，使得庫(kù)存控制成本增加，這一不確定性增加了零售商的運(yùn)行成本。因此本文將需求視為一個(gè)變量，提出了一個(gè)不確定性需求的庫(kù)存控制模型。

本文選取單個(gè)周期且基于需求不確定對(duì)庫(kù)存控制模型進(jìn)行研究?？偟膩?lái)說(shuō)，庫(kù)存模型的核心問(wèn)題是存貨決策，即確定零售商的最佳訂貨量和訂貨批量，以及訂貨周期等。通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，研究不確定需求下的最佳訂貨策略。

通過(guò)對(duì)該問(wèn)題的分析，對(duì)構(gòu)建基于不確定需求下的庫(kù)存模型做出以下假設(shè)：

（1）提前期是確定的;

（2）查詢分析歷史數(shù)據(jù)以明確零售商的備貨時(shí)間;

（3）進(jìn)行補(bǔ)貨時(shí)貨物可隨時(shí)到達(dá);

（4）本庫(kù)存模型針對(duì)單產(chǎn)品。

假設(shè)某自貿(mào)區(qū)中某零售商所銷售產(chǎn)品的單位利潤(rùn)為a元，產(chǎn)品因缺貨產(chǎn)生的缺貨成本（因缺貨導(dǎo)致顧客流失而產(chǎn)生的損失）為b元。該企業(yè)通過(guò)對(duì)歷史銷售數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)研究，得到產(chǎn)品的月銷售量為c的概率為pc，其中c為變量，取值范圍為[0，+∞）。本文需要企業(yè)獲得的利潤(rùn)最大時(shí)，此時(shí)的產(chǎn)品訂貨量為Q。同時(shí)，當(dāng)產(chǎn)品訂貨量為Q時(shí)，企業(yè)因需求預(yù)測(cè)有誤導(dǎo)致產(chǎn)品堆積太多無(wú)法銷售和產(chǎn)品量不能滿足需求量引起的期望損益值最小。根據(jù)以上描述有，∑pc=1，且訂貨量Q是一個(gè)確定的值。本文將使損失期望值最小為目標(biāo)來(lái)確定訂貨量Q。

2? 模型構(gòu)建及求解

2.1? 符號(hào)及定義

Q：產(chǎn)品訂貨量;

Q：最佳訂貨量;

D：年需求量（箱）;

C：?jiǎn)挝粠?kù)存的年持有成本;

I：年持有成本率;

C：庫(kù)存產(chǎn)品的單位成本;

C：每一次訂單的訂貨成本（與訂貨量無(wú)關(guān)）;

Q：訂貨量（箱）;

Q：最佳訂貨批量（箱）;

TC：一年內(nèi)總成本;

TC：訂購(gòu)成本;

TC：年持有成本。

2.2? 模型構(gòu)建

若當(dāng)月供應(yīng)量小于需求量時(shí)，庫(kù)存表現(xiàn)為負(fù)值，由于企業(yè)產(chǎn)品缺貨無(wú)法滿足顧客的需求而造成銷售機(jī)會(huì)流失的損失期望值為：

∑ac-Qpc??????????????????????????????????????????? （1）

若當(dāng)月供應(yīng)量大于需求量時(shí)，產(chǎn)品庫(kù)存積壓，此時(shí)損失期望值為：

∑bQ-cpc???????????????????????????????????????????? （2）

由上述兩種情況綜合可知，當(dāng)企業(yè)訂貨量為Q時(shí)，損失期望值為：

cQ=∑ac-Qpc+∑bQ-cpc??????????????????????????????? （3）

從上式可以看出訂貨量為Q時(shí)的總期望損失函數(shù)是離散的，這時(shí)通過(guò)使用邊際成本分析法對(duì)其進(jìn)行分析，因此有：

ΔcQ=cQ+1-cQ????????????????????????????????????????? （4）

把式（4）代入式（3）得：

ΔcQ=a+b∑pc-???????????????????????????????????? （5）

由此可以看出上式是關(guān)于訂貨量Q的單調(diào)函數(shù)，函數(shù)性質(zhì)為單調(diào)增函數(shù)。假設(shè)Q=Q，函數(shù)在定義域[0，+∞）區(qū)間內(nèi)滿足mincQ=cQ，那么就有：

ΔcQ≥0且ΔcQ-1<0

所以，最佳訂貨量Q的函數(shù)關(guān)系式為：

∑pc<≤∑pc?????????????????????????????????????? （6）

由式（6）可知，基于顧客需求不確定的情況，可以確定庫(kù)存問(wèn)題中的最佳訂貨量Q，明確最佳訂貨量以后，零售商可以通過(guò)得到的訂貨量對(duì)庫(kù)存進(jìn)行監(jiān)控和檢查，即零售商通過(guò)檢查庫(kù)存量，并發(fā)現(xiàn)其低于最佳訂貨量Q后，向供應(yīng)商立即發(fā)出訂單進(jìn)行訂貨。上面考慮了庫(kù)存的最佳訂貨量，為使庫(kù)存成本最小化，另外還應(yīng)考慮零售商每次訂貨產(chǎn)品的數(shù)量（即EOQ模型中的經(jīng)濟(jì)訂貨批量），以及訂貨周期。經(jīng)濟(jì)訂貨批量（EOQ）能夠平衡訂貨成本和持有成本，本文將利用經(jīng)濟(jì)訂貨批量模型來(lái)確定庫(kù)存模型中的經(jīng)濟(jì)訂貨批量以及訂貨周期。

經(jīng)濟(jì)批量是使得一段時(shí)間內(nèi)庫(kù)存存貨的總成本最小的產(chǎn)品進(jìn)貨數(shù)量。基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)訂貨批量模型具有一些假設(shè)：一是企業(yè)能夠及時(shí)補(bǔ)充貨物;二是供應(yīng)商的貨物是一次性到貨，而不是斷斷續(xù)續(xù)到貨;三是不允許缺貨，即不存在缺貨成本;四是需求可以預(yù)測(cè)且需求穩(wěn)定;五是存貨的單價(jià)恒定;六是存貨現(xiàn)金充足，不會(huì)出現(xiàn)資金短缺而影響進(jìn)貨的現(xiàn)象。以一年中分隔得到循環(huán)周期，一年內(nèi)EOQ的總成本由庫(kù)存年持有成本TC和訂購(gòu)成本TC構(gòu)成。

單位庫(kù)存的年持有成本為：

C=IC????????????????????????????????????? ???????????（7）

年持有成本采用平均庫(kù)存乘以一年內(nèi)持有一單位庫(kù)存所花費(fèi)的成本來(lái)進(jìn)行計(jì)算。即：

TC=QC=QIC???????????????????????????????????????? （8）

根據(jù)年需求量D和訂貨量Q，可以確定每年有個(gè)訂單，所以年訂貨成本可以用以下公式表示：

TC=?????????????????????????????????????????????? （9）

年度總成本=年持有成本+年訂貨成本，因此有：

TC=QC+?????????????????????????????????????????? （10）

根據(jù)式（10）以總成本TC為函數(shù)，求關(guān)于訂貨量Q的一階導(dǎo)數(shù)，令求解的等式等于零，能求解出零售商訂貨時(shí)的最佳訂貨批量Q。

=-=0

得到最佳訂貨批量Q為：

Q=

根據(jù)最佳訂貨批量，可以求得訂貨周期T：

T=

需求不確定的庫(kù)存模型是假設(shè)需求是不確定的，表現(xiàn)無(wú)均勻性且是為隨機(jī)的。而EOQ模型是將需求不確定的庫(kù)存模型得到的最佳訂貨量Q平均到了整個(gè)周期T之內(nèi)，所以該模型中對(duì)需求的假設(shè)是已知、穩(wěn)定且持續(xù)的，所以兩個(gè)模型對(duì)需求的假設(shè)并不是相互矛盾的。兩種模型僅僅是庫(kù)存控制過(guò)程中的兩個(gè)不同的階段而已[9]。即在構(gòu)建模型時(shí)，首先利用不確定需求庫(kù)存模型求解得到需求期望值，將得到的需求期望值作為確定的需求，然后使用EOQ模型求解庫(kù)存控制的最佳訂貨批量。

3? 案例分析

對(duì)于自貿(mào)區(qū)內(nèi)某零售商所售賣的一種商品的平均庫(kù)存大約為

50 000個(gè)，占該零售商總庫(kù)存的40%。表1為該零售商過(guò)去10周的需求數(shù)據(jù)。

通過(guò)統(tǒng)計(jì)，這些每周的需求數(shù)據(jù)并沒(méi)有體現(xiàn)其需求率是不變的。然而，可以看出各周需求的變化很小，我們可以假定需求率不變，則該零售商的訂貨批量可以由經(jīng)濟(jì)訂貨批量模型來(lái)確定。

現(xiàn)已知該商品的年持有成本率I=0.25。產(chǎn)品的庫(kù)存單位成本C=8，單位訂貨成本C=32，年需求D=104 000（52周），則該商品的單位庫(kù)存的年持有成本C=IC=0.25×8=2元，利用EOQ模型求解可得：最佳訂貨批量Q==1 825（個(gè)）。

4? 結(jié)? 論

自貿(mào)區(qū)建設(shè)不僅僅需要國(guó)家政策的支持，還需要落戶在自貿(mào)區(qū)內(nèi)的零售商在瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)中立足以促進(jìn)自貿(mào)區(qū)的發(fā)展。本文基于需求不確定情況，針對(duì)在自貿(mào)區(qū)內(nèi)建立保稅倉(cāng)庫(kù)的零售商，以損益值最小化為目標(biāo)，建立庫(kù)存控制數(shù)學(xué)模型，該庫(kù)存控制模型能夠確定零售商的最佳訂貨量、訂貨周期及經(jīng)濟(jì)訂貨批量。一定程度上能夠解決零售商因需求不確定導(dǎo)致的庫(kù)存成本增加問(wèn)題，進(jìn)而促進(jìn)自貿(mào)區(qū)的發(fā)展。

注：①“1+3+7+1+6”雁陣式對(duì)外開(kāi)放格局地區(qū)是1（上海）+3（天津、福建、廣東）+7（遼寧、浙江、河南、湖北、重慶、四川、陜西）+1（海南）+6（山東、江蘇、廣西、河北、云南、黑龍江）。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張國(guó)慶. 把自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)打造成對(duì)外開(kāi)放新高地[J]. 中國(guó)國(guó)情國(guó)力，2020（1）：4-6.

[2] 鄭茜文，張辰彥，林國(guó)龍. 面向自貿(mào)區(qū)的跨境零售商雙渠道供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)研究[J]. 商業(yè)經(jīng)濟(jì)研究，2016（10）：83-86.

[3]? Varlas G， Vidalis M， Koukoumialos S. et al. Optimal inventory control policies of a two-stage push-pull production inventory system with lost sales under stochastic production， transportation， and external demand[EB/OL]. （2021）[2021-04-19]. https：

//link.springer.com/article/10.1007/s11750-021-00595-0.

[4]? Reza Maihami， Iman Ghalehkhondabi， Ehsan Ahmadi. Pricing and inventory planning for non-instantaneous deteriorating products with greening investment： A case study in beef industry[J]. Journal of Cleaner Production， 2021，295：25-39.

[5]? Li Yuan， Mula Josefa. Multiperiod Dynamic Pricing and Inventory Control Decisions for an Omnichannel BOPS Retailer with Reference Price Effects[J]. Mathematical Problems in Engineering， 2021，21：59-68.

[6] 盛強(qiáng)，張佳，孫軍艷. 制造企業(yè)物料庫(kù)存控制策略研究[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2020（11）：301-304.

[7] 孫鵬，孫若瑩，李佳慧. 基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的生鮮產(chǎn)品庫(kù)存成本控制模型[J]. 計(jì)算機(jī)仿真，2020，37（8）：192-195，201.

[8] 林樹(shù)浩，郭永江. 兩階段下批發(fā)商對(duì)于策略型顧客的最優(yōu)定價(jià)和庫(kù)存管理[EB/OL]. （2019-01-20）[2021-04-19]. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2019.O1.20201218.0925.004.html.

[9] 鄭瑪麗，沙翠翠. 基于需求不確定環(huán)境下庫(kù)存控制策略研究[J]. 蚌埠學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，2（4）：15-17.