再制造产品的质量和性能与新产品无明显差异且具绿色产品特征,是推动绿色循环经济的有效支撑,然而,由于消费者对再制造产品认可度不高,消费市场认为再制造产品是“二手产品”,从而保留其消费意愿,这在很大程度上阻碍了再制造产品的销售。Hutchens [147] 研究发现只有当消费者认可并信任再制造时,才会进行产品购买决策。若消费者对再制造产品的质量或性能持怀疑态度,其损失厌恶与风险规避倾向将在极大程度上阻碍再制造产品销售。产品担保是就产品的质量及性能做出的有偿或义务保证,消费者能够通过担保预测产品质量,从而引导再制造潜在价值实现。福特、克劳莱斯及苹果等商业企业都参与了担保战并为企业争取了巨额的商业价值及丰厚的社会效益。
二十世纪以来,学者逐步涉足担保领域,从多学科维度对产品担保展开研究,其概念认识也愈发科学合理。Blischke [148] 指出:“产品担保(Product Warranty)是担保方对企业主体所售产品或服务与消费者达成的契约性协议,旨在明确担保方与消费者在产品或服务失效时的责任范围”。产品担保是企业社会责任的重要体现,是消费者与售前产品质量信息交互的重要途径。与担保不同的是,延保是担保提供方在原始担保期结束后继续为消费者提供产品质量等方面的担保,延保需要消费者支付额外费用,能够成为企业新的获利来源。
供应链中,再制造市场的价格竞争已随产品责任法律法规的完善而转为产品可靠性及售后服务的竞争。再制造企业的效益规模已更多地取决于其产品的担保程度,担保成本与担保程度的相互关系制约担保决策效率。再制造产业的发展越来越多地影响相关再制造企业担保决策,具体而言:研究再制造提供产品担保的决策边界条件的界定的同时应研究提供担保的责任主体的选择。从产品担保视角出发,深入研究再制造的运作机制意义重大。
非对称的产品质量信息阻碍消费者购买行为决策。消费者难以在不完全的信息条件下预测产品质量而做出购买行为。不同质量的产品具有差异化的生产成本和保修成本,担保期限及产品价格能够成为传递产品质量的有效信号。同时,产品可靠性(或称故障率)受产品固有功能属性,消费者对产品使用维护等多维度制约。Menke [149] 基于会计理论,研究得出产品失效是出现产品担保的直接原因,担保责任方为不同产品提供差异化的维修或置换服务,致使担保成本产生。Thomas [150] 分析和研究了单个产品的担保问题并列出模型得出结论:产品固有可靠性是决定产品担保成本大小的基础。降低产品担保成本的前提为产品可靠性的提高。Wu [40] 从产品退化视角研究产品担保,基于不同的产品退化会计策略得出产品退化成本及退化状态,由此获得产品静态及动态故障率的定量模型关系。Blischke [151] 依据产品可靠性评估产品性能并得出结论:在产品开发过程中不断升高的产品可靠性与时间存在函数关系。Roughgarden [152] 详细介绍了维修理论的发展以及以可靠性为中心的维修(Reliability Centered Maintenance,RCM)理论,通过建立经济性指标与可靠性指标的函数关系,实现了经济性约束到可靠性约束的转化,保证了维修计划的经济性。他还站在消费者角度提出了产品投资周期概念,并针对两类常用担保政策,建立了消费者产品投资周期平均成本模型,并以投资周期平均成本最小化为目标,实现了最佳维修期的决策。Lei [153] 研究发现公司随着时间的推移会对产品及其担保服务采取动态定价的手段,消费者可以根据保修价格推测产品的可靠性。从某种意义来说,消费者的购买信念与公司的保修政策相一致;Corbett [154] 基于信号传递理论,构建了闭环供应链回收品质量控制系统动力学模型,以解决回收过程中信息不对称引起的回收品质量不稳定问题,分析将回收比例和回收品质量预防水平作为信号传递的闭环供应链动态行为。Stark [155] 为实现高可靠度长寿命产品的快速评估,建立恒加试验Weibull可靠性统计模型。可靠性工作是一项系统工程,需要在全生命周期中进行研究。Menon [156] 从设计、生产、管理和维修四方面提出了提高装备可靠性的具体措施。Sodhro [157] 考虑市场上相互竞争的两个生产商——老牌生产商和新生产商,顾客了解老牌生产商的产品质量信息但不了解新生产商。他们研究并得出了担保期作为单质量信号、担保期和价格同时作为质量信号时,实现新老厂商市场分离的均衡条件。Naprom [158] 根据数理统计和Copula函数相关理论,提出了一种失效产品可靠性评估模型,可用来评估产品的可靠性。Yao [159] 基于供应链企业各方的产品开发能力,用动态规划法对企业合作开发的产品进行可靠性研究。结果表明,产品可靠性随着供应链协同开发能力的提高而提高。Regnier [160] 基于由上一代各批次产品售后故障率数据所建立的AMSAA模型建立同代各批次产品可靠性评估机制,从而预测下一代产品可靠性。
目前学者对于担保策略运作方面已做初步研究,主要集中在担保期限以及产品生命周期领域。Taylor [161] 研究了担保期限对闭环供应链系统的影响,Lan [162] 基于三种担保类型,探讨了在模糊供应链下产品价格、质量对于制定担保策略的影响;Corbett [163] 建立了一个基于销量担保期权的供应链契约模型,提供了一种基于期望损失的期权定价方法。Haijema [164] 依据产品内生变量(产品损耗率等)精确估算产品担保成本并给出成本计算方法;李宁 [165] 运用博弈理论建立最优决策模型,探讨在主从博弈模型下,新产品的担保期限对闭环供应链系统的影响;Arabi [166] 为最大限度地降低产品的总使用成本的同时提升产品的使用寿命,从生产者和消费者的角度来确定最佳担保期限;Diallo [90] 考虑了一个包含1个制造商和2个竞争的零售商的具有担保期限相关需求的供应链,研究了两个供应链中的制造商定价策略问题;Xu [167] 在双寡头和垄断两种市场结构下,考虑了在提供担保服务的情况下,耐用产品的捆绑定价问题。综合以上对于担保决策的研究发现,现有研究少有涉及强零售商提供延保服务时的供应链系统协调问题。Giri [168] 考虑了一个制造商和一个零售商的两级闭环供应链,并提出了两个博弈论模型,其中模型I考虑需求取决于销售价格和保修期,而模型II除销售价格和保修期外还考虑需求依赖于绿化水平。在制造商提供的保修期内,一部分退回的物品进行翻新并发回给客户,而剩余部分则在二级市场进行再制造和销售,同一部分由市场上的新产品替代。这两个模型都是在集中式、分散式和收益共享合同方案下解决的。在分散的场景中,在制造商和零售商之间考虑Stackelberg博弈,其中假设制造商是领导者、零售商是跟随者。通过分析和数值分析,得出模型II对供应链的所有关键决策提供了更好的响应,集中方案实现了更高的绿化水平和保修期。Shankar [169] 在研究中指出近年来,供应链研究界越来越关注用于报废(EOL)产品及其物流运营的闭环供应链战略。这些策略包括基于保修的收购,基于数量的收购,基于质量的收购,集中协调的物流运营和第三方物流(3PL)运营;Lei [153] 考虑到公司会随着时间的推移动态定价产品及其保修服务,消费者可以根据保修价格了解产品的可靠性,研究得到只有当真正的产品故障率相对较高时,企业才能通过隐藏有关真实产品可靠性的信息来从消费者学习中受益;Chen [170] 通过最佳确定生产运行长度和保修期来寻求最大化每件物品的总利润。基于提出的数学模型,得出一些引理和命题来执行有效的解决方案程序,从而确定最佳保修期和生产运行长度;大多数资本密集型产品(如机器和汽车)采用的保修政策通常有两个方面,即保修期和保修使用限制。Xie [8] 通过联合优化产品价格、保修期限和保修使用限制三个决策变量,来最大化利润;Diallo [90] 等建立了制造商,再制造商提供产品保证的闭环供应链模型,其中制造商与再制造商存在竞争关系。通过理论分析和数值模拟发现:当制造商提供产品保修时,新产品的价格和销售情况得到改善,再制造商的销售也得到提升,同时制造商的利润和总利润都得到了提高。然而,当回收率很高时,再制造商可以选择提供产品保修,并且它对制造商没有任何影响,但它可以改善再制造产品的价格,再制造商的利润和总利润。Su [171] 基于第三方物流(3PL)公司和一家零售商构成的供应链,分析并证明了将期权合约引入替代采购融资模式的效率,并通过报童模型给出合理的期权定价组合。它表明在替代采购融资模式中存在合理的期权定价组合,使供应链实现有效协调。Krikk [83] 在闭环供应链的背景下,基于Stackelberg博弈理论求解新产品及再制造品在给定回收模式下的最优回收率,担保期以及市场定价的最优均衡决策,最后仿真分析了各个参数对最优解的影响。Chari [172] 构建由指数形式保修效益函数和线性形式保修费用函数组成的保修利益目标函数,企业售后维修成本为约束条件的保修期优化模型,设计产品的最优保修期。
Peng [173] 考虑了基本二维保修期满后的最佳延长保修政策以及维修时间阈值。在基本保修期满后,可以选择延长保修政策的长度。在延长保修期内,每次故障时都会对设备进行最低限度的维修;Qin [16] 介绍了三级竞争在线购物供应链中的延长保修和管理策略的问题,具有价格和基本保修期相关的需求。我们使用博弈论来开发决策模型,以探索组件供应商和制造商之间的相互作用,以及两个组件供应商之间的竞争;医疗保健机构使用符合严格质量标准的技术密集型设备。担保公司旨在确保患者的服务连续性和安全性。Das [174] 提出一个模型来分析医院和OEM之间的相互作用。认为OEM可以为两个不同类别的医院提供维护服务,这些医院可以选择雇用延长保修(EW)或根据需要支付每次维护费用,无论是否优先;Shang [175] 从消费者的角度提出了延长保修期后的替换政策,假设产品是根据可更新免费更换保修(RFRW)政策销售的,其中更换取决于维修成本阈值。提出更换政策是延长保修期后的更换由消费者基于作为决策变量的修复成本阈值或预防性替代(PR)年龄来执行;Wang [176] 根据二维保修政策研究消费者和制造商针对定期预防性维护(PM)销售的物品的最佳策略。制造商和消费者之间的合作和非合作互动将根据基本保修期(BW)和延长保修进行调查(EW)期间;Huang [177] 调查了客户的分类和可修复的劣化产品的时间使用比率对此类产品的故障影响,以有效管理延长保修期内的总成本期。他们提出了一种定制的二维延长保修政策,其中根据客户在基本保修期内的维护记录将客户分为三类不同的运行条件,然后在客户中应用不同的预防性维护(PM)计划;Mai [4] 制定了从零售商转移到制造商的收入金额的三份延长保修合同:固定费用、比例分摊和制造商直接提供,三个合同都为制造商提供了提高产品质量的激励;He [178] 发现出售保修产品的制造商在设计保修时通常会面临在保修成本与保修需求增加之间取得平衡的问题。作者根据可用的保修区域定义了吸引力指数,以描述二维保修期对具有异构使用率的客户的吸引力程度,并提出了基于吸引力指数的需求函数来描述延长保修期的提升需求;Klos [179] 研究证实了家具制造公司在工业实践中考虑可靠性和保修问题的必要性和重要性;Tong [180] 提出了基于动态使用率的二维延长保修(EW)的新保修维护策略,构建维护模型以确定保修索赔点的最佳维护程度,并帮助服务提供商准确估计和降低保修成本;商业产品市场的激烈竞争迫使制造商提供客户友好的保证,以期实现更高的客户满意度和市场份额。Ye [181] 提出了一种为客户提供二维保修菜单的策略,其中包含多种保修选择,称为灵活的保修政策。Ye研究了包含多个矩形区域的灵活二维保修政策的设计。此保修政策是通过根据客户的使用率将客户划分为多个组并为每个组提供密切保修区域而获得的。消费者根据其使用行为从菜单中选择一个有利的一个。显然,这种灵活的保修政策对不同使用行为的用户具有吸引力,因此,它使制造商在广告产品方面具有良好的地位;Su [182] 考虑客户购买二维延长保修的时刻,从制造商的角度研究可修复物品的不完善预防性维护的优化。提出了一种二维预防性维护策略,在该策略下,根据指定的年龄间隔或使用间隔(以先发生者为准)预防性地维护该项目。易余胤和姚俊江 [193] 运用博弈论构建了具有网络外部性的两级延保服务供应链模型,以研究网络外部性对供应链协调和延保服务的影响。Lan [162] 分析了在不完全信息下将定价与保修相结合的供应链契约问题,其中供应商的产品质量通常是不可观察的,并且对买方具有模糊边界,将其定性为模糊变量是合理的。买方有两个重要决定:定价决策和保修决定。因此,开发了定价和保修合同模型,使买方的预期收益在激励可行方案下实现最大化。Allameh [183] 研究延长担保供应链中制造商和零售商的博弈地位对产品政策和延长担保政策的影响。Kumar [184] 研究产品失效率特征对延长担保服务供应链的影响,并利用Stackelberg博弈理论对零售商和制造商的延长担保销售渠道和定价决策进行综合分析,研究了延长担保服务供应链的协调策略。
Chen [170] 把产品担保看作在产品失效时对消费者的一种经济补偿,他比较了分别由生产商、分销商提供延保时对整个市场的影响;Bouguerra [185] 研究了由生产商提供原产品担保,由销售商提供附加产品担保这种情况下的最优担保策略;Sabbaghi [186] 在制造商作为担保服务商的条件下,研究了产品特性,销售环境以及市场规模对消费者购买行为的影响。李宁 [187] 运用博弈论讨论比较了分别由生产商、销售商和整个再制造系统提供产品担保时各方的最优决策。结果显示,各方单位产品担保成本的对比关系决定最优担保主体的选择,需理性比较各方的担保效率,从而确定最优担保主体。Murthy [188] 考虑了一个特殊的服务代理欺诈案例——服务代理商对保修提供商的一些保修索赔进行了过度支持。用博弈论方法找到服务代理的最佳超额计费策略和保修提供商的最佳检查策略,最优解是双方之间静态博弈的混合策略纳什均衡。Darghouth [189] 开发了一个建模框架,用于维护服务合同销售的新产品的优化设计、保修和定价。该模型考虑了一个客户和一个独特的服务提供商(原始设备制造商,OEM)的情况,该服务提供商打算为每个销售的产品提供服务合同,承诺在产品生命周期内执行所有维护操作。制造商将根据覆盖期和要执行的维护活动的性质来调查四种合同选项。考虑与产品保修和价格相关的两种情况。还考虑了总销量对产品价格的影响所产生的学习效果,以及产品维护中获得的经验对预防性维护成本的影响。该模型允许制造商设置产品设计(可靠性)、销售价格和保修期的最佳组合,从而使每个选项的产品生命周期内的折扣利润最大化,并推导出定价和保修两种情况下的必要最优性条件。Ashayeri [190] 提出了一个非线性和非凸的混合整数规划模型,用于设计由外包第三方物流服务提供商运营的半导体公司的保修分销网络。该模型在现实案例中的应用提供了改进的分销网络流程和重新安排的仓库和恢复位置,并使所考虑的项目每周节省成本3.4%。为了解决因数据不完整,而导致延长保修提供商难以评估保修价格的问题。Kamran [191] 研究提出了一种定制的二维延长保修政策,其中根据客户在基本保修期内的维护记录将客户分为三类,具有不同的运行条件,然后在不同类别的客户中应用不同的预防性维护(PM)计划。研究调查了客户的分类和可修复的恶化产品的时间使用比率对此类产品的故障影响,以有效管理延长保修期内的总成本。定期和非定期预防性维护计划均被认为满足不同的客户要求,以确保产品可靠性不会逐渐降低。通过采用建议的延长保修方法,具有高利用率的客户可以通过执行更频繁的PM活动来获得令人满意的产品可靠性,而具有低平均利用率的客户可以在延长的保修期内降低PM的成本,并且还享受可接受的产品供应结果表明,将客户分为不同类别不仅可以通过提供有效的机制来降低保修成本,而且还可以成为产品供应商有价值的竞争性营销策略。正常运行时间保证合同要求服务提供商在合同期内至少在某一部分工作时间内维护客户设备的功能。Musakwa [192] 采用非参数区间删失的时间生存模型来积累的特定用法。这用于开发提供者在服务的特定时间处于风险中的概率的估计器。由此产生的定价模型适用于卡车延长保修案例研究。案例研究表明,区间删失生存模型非常适合用于限制使用范围有限的电机延长保修。同时发现使用使用率分布来预测风险车辆的数量可能会产生误导,尤其是在具有相对较高使用限制的延长保修期内。Liu [193] 研究在功能物流服务提供商承担服质务量担保时的最佳质量决策行为。研究结果表明,在纳什均衡博弈、斯坦伯格博弈和集中决策这三种博弈模型下,功能性物流服务提供商的最优质量担保随客户担保需求弹性系数的增加而增加。Heydari [194] 发现为汽车等产品提供延长保修(EW)合同是制造商,保险公司和第三方公司的良好收入来源。然而,在产品故障过程建模和评估纠正和预防性维护操作对产品可靠性的影响方面的困难迫使服务提供商提出有限的EW合同以及简单的“最小故障修复”服务策略。他们针对二维保修销售的产品,根据产品的使用年限和使用情况对产品的故障过程,不完善的预防性维护(PM)和相应的维修成本进行建模。然后提出了一个数学优化模型,以获得预防性维修的最佳数量和程度,以最大限度地降低电子战服务提供商的服务成本,同时他们还帮助延保提供商设计灵活的延保合同并确定相应的最佳维护策略。Singham [195] 讨论研究了当客户对具有给定保证正常运行时间水平的合同的估值具有增加的广义故障率(IGFR)分布时,服务提供商的正常运行时间保证合同的优化设计。他们首先考虑服务提供商仅提出一份合同的情况,并假设服务提供商的成本函数是凸的,在价格和保证的正常运行时间水平上表征最优合同。之后他们还考虑了服务提供商提供合同菜单的情况。他们根据菜单中不同合同的保证正常运行时间水平,计算相应的最优价格,同时还为存在具有正预期利润的最佳合同菜单提供了必要和充分的条件。保修分销网络,类似于闭环供应链网络,为客户提供售后保修服务,对翻转产品的恢复、维修和回流等逆流管理提出了特殊挑战。