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經(jīng)濟(jì)訂貨批量（Economic Order Quantity，簡(jiǎn)稱EOQ）是經(jīng)典的經(jīng)濟(jì)學(xué)和供應(yīng)鏈模型，相信大家在學(xué)習(xí)供應(yīng)鏈的時(shí)候都接觸過(guò)它。

雖然說(shuō)模型已經(jīng)不太適用于現(xiàn)在的市場(chǎng)環(huán)境，但是建模的思路依然值得我們學(xué)習(xí)，可以幫助我們提升數(shù)學(xué)方面的思維能力，這種方法論可以應(yīng)用在其他的建模過(guò)程中，所以今天我來(lái)為大家重溫一下這個(gè)經(jīng)典的模型。

一

構(gòu)建EOQ模型的基本思路

買東西是有成本的，其中最主要的有這二塊，首先是訂貨的成本，要知道在100多年前，發(fā)明模型的那個(gè)年代是沒(méi)有電腦的，下訂單全靠手工計(jì)算，然后做文件資料。

在模型設(shè)計(jì)者看來(lái)，不管買多少數(shù)量，訂貨成本都是一樣的，買100件和1萬(wàn)件的訂貨成本沒(méi)有差別，這是模型的假設(shè)。

第二塊成本是商品的持有成本，貨物在沒(méi)有賣出去之前，會(huì)產(chǎn)生一些費(fèi)用，比如說(shuō)如果你是借錢來(lái)買商品的，需要支付利息和保管費(fèi)，這部分費(fèi)用與商品價(jià)格和訂貨量有關(guān)。

就這樣，我們總結(jié)出了訂貨相關(guān)的費(fèi)用，企業(yè)的目標(biāo)是要讓總的成本最小，要算出訂貨成本和持有成本之和的最小值。

EOQ模型假設(shè)資源是無(wú)限的，也就沒(méi)有資源的約束條件，當(dāng)然我們知道在現(xiàn)實(shí)中是不可能的，總是存在著各種資源的瓶頸，比如原材料、人力資源、費(fèi)用預(yù)算等，都是有上限的，不可能想要多少，就有多少。

但EOQ就是基于無(wú)約束條件下的求解，去尋找成本最小的那個(gè)值，也叫極值。好了，讓我們開(kāi)啟這趟尋找極值之旅吧。

二

建立模型公式

我們需要建立一個(gè)場(chǎng)景，這樣就更有代入感。假設(shè)張三在上海經(jīng)營(yíng)著一家精品咖啡店，需要經(jīng)常采購(gòu)高品質(zhì)的咖啡豆。

張三的店生意不錯(cuò)，采購(gòu)的豆子都可以消耗完，需求量就等于采購(gòu)量，他平均每年需要采購(gòu)500包豆子，所以年需求量就是500。總成本是由訂貨成本和持有成本組成的，我們就來(lái)分別設(shè)立公式計(jì)算。

1.訂貨成本

假設(shè)張三每次的訂貨量是Q，那么他在一年中采購(gòu)次數(shù)就等于500÷Q，這是反比關(guān)系，每次買的數(shù)量越多，一年中采購(gòu)次數(shù)就越少。

張三每次下單都需要花費(fèi)一些時(shí)間，而時(shí)間是有成本的，他在這段時(shí)間里可以打幾杯咖啡，或是陪顧客聊聊天，他為了下訂單，就做不了這些增值的事情了，所以下單是有成本的。

假設(shè)張三每次下單補(bǔ)貨，不管買多少包咖啡豆，都相當(dāng)于是100元。每年的總訂貨成本就等于：

每年訂貨成本=500/Q×100=50000/Q

如果把訂貨量定義為從1至100的連續(xù)整數(shù)，套入上面的公式中，就能得到這樣的一條曲線。

張三每次只訂購(gòu)1包豆子，全年他需要采購(gòu)的次數(shù)是500次，年訂貨成本就是50000元。如果張三為了省事，每次買100包，一年里只需要采購(gòu)5次，那么年訂貨成本只需500元。

這條曲線的特征是在最初階段，隨著購(gòu)買次數(shù)的增加，訂貨成本迅速降低，接下來(lái)的降速雖然變慢了，但永遠(yuǎn)也不會(huì)為零。

2. 持有成本

咖啡豆不能長(zhǎng)期存放，時(shí)間久了，咖啡的風(fēng)味會(huì)變差。如果囤積了太多的豆子，還會(huì)占用張三的流動(dòng)資金，會(huì)影響他采購(gòu)其他的原料，他也沒(méi)有錢去支付店鋪?zhàn)饨?、工資和其他運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

張三經(jīng)過(guò)測(cè)算，每包咖啡豆每年會(huì)占用200元的資金成本。為了和訂貨成本保持一致，要使用相同的單位，于是就得到了每年的持有成本，它等于：

每年持有成本=200×平均庫(kù)存量

這個(gè)公式想要表達(dá)的是，豆子的庫(kù)存越多，張三的持有成本就越高，這點(diǎn)非常符合邏輯。如何來(lái)計(jì)算平均庫(kù)存量呢？在EOQ模型里使用的一個(gè)非常樸素的方法。

假設(shè)張三每次都是等到庫(kù)存消耗殆盡了才安排補(bǔ)貨，而且都是立即到貨，每次補(bǔ)貨的數(shù)量也是固定的，這樣他的庫(kù)存最小值為零，最大值就是經(jīng)濟(jì)訂貨量Q，所以平均庫(kù)存就是零加上Q除以2。年持有成本就等于了：

每年持有成本=200×Q/2=100×Q

張三的咖啡豆庫(kù)存越多，它的持有成本就會(huì)越高，肯定是成正比關(guān)系，make sense，沒(méi)毛病。

把持有成本的公式也加進(jìn)去，就會(huì)得到這樣的一張圖。當(dāng)張三每次只買一包咖啡豆時(shí)，年持有成本是100元，當(dāng)他一次性買100包，年持有成本就高達(dá)10000元。

圖中訂貨和持有成本在某處相交了，他們的交叉點(diǎn)，是否可以給我們一些啟示呢？

根據(jù)此前提出的要求，我們的目標(biāo)是最小化訂貨成本和持有成本之和，現(xiàn)在就可以把這兩項(xiàng)成本加在一起，得到了這樣的公式：

每年總成本=每年訂貨成本+每年持有成本

=50000/Q+(100×Q)

我們把每年總成本曲線也加進(jìn)來(lái)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它是一條很有意思的線，一開(kāi)始隨著訂貨數(shù)量的增加而減少，但是到達(dá)一定量之后，總成本開(kāi)始回升，我們要求的就是這條曲線上的最小值，這里就是經(jīng)濟(jì)訂貨量。

三

求解模型

有兩種求解方法，第一種是窮舉法，我們知道訂貨量不可能小于等于零，而且它肯定是一個(gè)整數(shù)，比如10，20，30，只要把公式列出來(lái)，在Excel里輸入1到100的數(shù)字，然后很快就能計(jì)算完畢，在篩選中查找最小的總成本對(duì)應(yīng)的數(shù)量就行了。

比如在下面這個(gè)公式里，當(dāng)Q是22時(shí)，就能得到最小值4473。

每年總成本=50000/Q+(100×Q)

第二種方法是使用微積分來(lái)求解，我們從上面的曲線上看到有一個(gè)最小值，而微積分正好可以幫助我們找出那個(gè)極值。極值是曲線斜率是零的地方，也就是曲線的“谷底”，可以使用一階求導(dǎo)來(lái)計(jì)算。

好了，數(shù)學(xué)就講到這兒，不再深入展開(kāi)求導(dǎo)過(guò)程了，否則讀者又要跑光了。好在這里有一個(gè)公式，可以快速幫我們算出經(jīng)濟(jì)訂貨批量。

EOQ=√((2×年需求量×每次訂貨成本)/每單位的年度持有成本)

=√((2×500×100)/200)≈22

四舍五入后，張三每次最經(jīng)濟(jì)的訂貨數(shù)量就是22包，能夠讓他獲得訂貨成本和持有成本總和的最小值。

四

模型的實(shí)用價(jià)值、給予我們的啟示

經(jīng)濟(jì)訂貨量是公司在現(xiàn)金流計(jì)劃中使用的重要工具之一，用于最小化庫(kù)存成本或減少庫(kù)存中的現(xiàn)金數(shù)量。

對(duì)于一些公司，如快速消費(fèi)品公司，庫(kù)存是他們最大的資產(chǎn)，他們需要適當(dāng)?shù)牟少?gòu)計(jì)劃，以便有足夠的庫(kù)存來(lái)滿足客戶的需求，但同時(shí)也要控制庫(kù)存，為公司節(jié)省成本。

經(jīng)濟(jì)訂貨量有助于估計(jì)庫(kù)存水平，還可以評(píng)估再訂貨點(diǎn)。重新訂購(gòu)需要在庫(kù)存耗盡之前執(zhí)行，否則公司將會(huì)因?yàn)槿必?，?dǎo)致銷售收入的損失。

現(xiàn)在還會(huì)使用EOQ的場(chǎng)景已經(jīng)不太多了，主要是模型本身存在著一些缺陷，但是模型的構(gòu)建思路對(duì)我們還是很有啟發(fā)的。

建模的思路是分三步走，首先是回答“我要什么？”是利潤(rùn)最高還是成本最小？先要想清楚這個(gè)問(wèn)題。

第二，回答“我有什么數(shù)據(jù)？”構(gòu)建模型一定要有數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)信息有很多，哪些才是能幫助我求解的數(shù)據(jù)？有些數(shù)據(jù)雖然很好，但獲取過(guò)于困難，恐怕也只能放棄。

最后是求解模型，對(duì)于供應(yīng)鏈人，我們或許不擅長(zhǎng)數(shù)學(xué)編程，但總有高手可以幫我們解決求解難題，所以不用過(guò)于擔(dān)心。

我們是業(yè)務(wù)部門，每天都在運(yùn)營(yíng)中摸爬滾打，懂一些建模的原理，可以幫助我們找到優(yōu)化供應(yīng)鏈的路徑，這就是學(xué)習(xí)EOQ的目的所在。