基于模糊最優(yōu)化理論的區(qū)域物流發(fā)展研究

劉 斌

(天津大學(xué) 管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)部，天津 300073)

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷深化，現(xiàn)代物流業(yè)不僅在引導(dǎo)生產(chǎn)、促進(jìn)消費(fèi)方面舉足輕重，而且對(duì)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量也有巨大的促進(jìn)作用。但是，相對(duì)于我國(guó)持續(xù)高速發(fā)展的現(xiàn)代物流業(yè)，其理論研究卻相對(duì)滯后。基于我國(guó)現(xiàn)代物流理論研究的現(xiàn)狀，本研究采用模糊最優(yōu)化理論對(duì)上海地區(qū)現(xiàn)代物流業(yè)發(fā)展進(jìn)行理論分析，期望通過深入的理論分析與實(shí)證研究，探索上海地區(qū)現(xiàn)代物流業(yè)發(fā)展的最佳路徑，為上海地區(qū)物流企業(yè)如何更有效率地開展物流業(yè)務(wù)提供理論支持。

一、文獻(xiàn)綜述

加快發(fā)展現(xiàn)代物流業(yè)是優(yōu)化區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，振興第三產(chǎn)業(yè)的必然選擇。楊曉艷、楊方方(2012)就區(qū)域物流協(xié)同的內(nèi)涵、區(qū)域內(nèi)部物流業(yè)如何協(xié)同發(fā)展進(jìn)行了模型化研究，并構(gòu)建了供應(yīng)鏈維、產(chǎn)業(yè)維、空間維等區(qū)域物流協(xié)同的三維結(jié)構(gòu)模型。注楊曉艷、楊方方：《區(qū)域物流協(xié)同的三維結(jié)構(gòu)模型研究》，《經(jīng)濟(jì)問題》2012年第12期。他們通過對(duì)每個(gè)維度內(nèi)部的協(xié)同內(nèi)容、協(xié)同過程進(jìn)行深入研究，認(rèn)為提高資源配置，能夠最大程度地實(shí)現(xiàn)區(qū)域物流整體效益，提升區(qū)域物流整體競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)區(qū)域物流協(xié)同化，以及推進(jìn)區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。賈海成(2013)以天津和上海為例，就區(qū)域物流發(fā)展與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的關(guān)系進(jìn)行了實(shí)證研究，利用計(jì)量統(tǒng)計(jì)方法分析得到天津、上海兩地物流業(yè)發(fā)展對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的整體影響，為上述區(qū)域宏觀經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展提出了富有針對(duì)性的對(duì)策與建議。注賈海成：《物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展與區(qū)域經(jīng)濟(jì)關(guān)聯(lián)分析——以天津和上海為例》，《科技進(jìn)步與對(duì)策》2012年第23期。顏雙波(2012)就福建泉州地區(qū)的物流業(yè)發(fā)展與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的互動(dòng)性展開研究。研究選取了泉州地區(qū)1995-2011年港口吞吐量、地區(qū)生產(chǎn)總值和三次產(chǎn)業(yè)增加值等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，通過實(shí)證觀察到泉州地區(qū)物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有效地促進(jìn)了該區(qū)域的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，同時(shí)也推動(dòng)了該區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)優(yōu)化。注顏雙波：《物流產(chǎn)業(yè)促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)證分析——以福建泉州為例》，《首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)學(xué)報(bào)》2012年第6期。徐文哲(2012)認(rèn)為，現(xiàn)代物流企業(yè)不僅提供倉(cāng)儲(chǔ)和運(yùn)輸服務(wù)，同時(shí)還提供許多其他的增值服務(wù)，物流供應(yīng)鏈因素越來(lái)越多，涉及到更多的運(yùn)輸方式，覆蓋更多的服務(wù)環(huán)節(jié)。同時(shí)，也有越來(lái)越多的物流企業(yè)加入到物流業(yè)與金融業(yè)協(xié)同發(fā)展的大系統(tǒng)中來(lái)，但在創(chuàng)新層面上可能出現(xiàn)一定的風(fēng)險(xiǎn)?？朔c解決物流企業(yè)與金融機(jī)構(gòu)協(xié)同運(yùn)營(yíng)面臨的信用缺失問題，在制度層面上必須建立完善的物流企業(yè)與金融機(jī)構(gòu)協(xié)同運(yùn)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)控制機(jī)制。注徐文哲：《物流金融協(xié)同運(yùn)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)保障與控制機(jī)制研究》，《山東社會(huì)科學(xué)》2012年第12期。曾艷(2012)采用組合分析方法對(duì)區(qū)域物流需求進(jìn)行預(yù)測(cè)研究。在充分保留單一預(yù)測(cè)模型所包含信息的變異系數(shù)確定組合權(quán)重的基礎(chǔ)上，建立了區(qū)域物流需求組合預(yù)測(cè)模型，為進(jìn)一步提高物流需求預(yù)測(cè)的精度和研究提供了理論支撐。[注]曾艷：《基于變異系數(shù)的區(qū)域物流需求組合預(yù)測(cè)方法》，《統(tǒng)計(jì)與決策》2012年第21期。

二、研究思路與模糊最優(yōu)分析方法

(一)研究思路

本研究的核心是區(qū)域物流發(fā)展，研究方法是從最優(yōu)化角度出發(fā)，基于收入視角對(duì)區(qū)域物流如何發(fā)展、定位進(jìn)行確定性的定量研究。基于這一研究要求，本研究初步設(shè)想在某個(gè)選定的區(qū)域內(nèi)對(duì)具有代表性的物流企業(yè)進(jìn)行抽樣調(diào)查，依此確定這些物流企業(yè)開展各項(xiàng)物流業(yè)務(wù)的經(jīng)營(yíng)范圍，以及對(duì)應(yīng)的收費(fèi)價(jià)格等信息。然后，確定整個(gè)區(qū)域內(nèi)的所有物流企業(yè)具有交集部分的物流服務(wù)的范圍、對(duì)應(yīng)的收費(fèi)價(jià)格等關(guān)鍵信息。在此基礎(chǔ)上，利用這些共同范圍的物流服務(wù)的關(guān)鍵信息來(lái)確定該區(qū)域物流服務(wù)發(fā)展的未來(lái)路徑或者說是取舍點(diǎn)。從最優(yōu)化角度、也就是投入-產(chǎn)出收益最大化的角度出發(fā)，定量論證該區(qū)域物流業(yè)發(fā)展的最優(yōu)路徑，或者說是該區(qū)域物流業(yè)發(fā)展的最優(yōu)方式。

(二)理論模型論證

根據(jù)研究思路，展開對(duì)應(yīng)的最優(yōu)理論模型。假定我們選擇的研究區(qū)域內(nèi)一共有p家不同企業(yè)從事m種不同類型的物流服務(wù)，我們通過對(duì)這p家企業(yè)進(jìn)行基礎(chǔ)調(diào)研，得到其開展物流服務(wù)的范圍以及收費(fèi)價(jià)格。用具體的變量ywi,j來(lái)表示單月第i家企業(yè)開展的第j類物流服務(wù)的總量，用函數(shù)fi(ywi,1,ywi,2,…,ywi,m)代表該企業(yè)在該月的投入產(chǎn)出函數(shù)。這樣對(duì)于家不同的企業(yè)，我們就可以得到p種不同(或者存在相同可能)的投入產(chǎn)出函數(shù)。

考慮到這些不同企業(yè)直接的業(yè)務(wù)的相同性，本研究采用模糊處理的方式，將其發(fā)展數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊化處理，見公式1。

(1)

說明：p_ywi,j代表第家企業(yè)單月開展第j類業(yè)務(wù)的價(jià)格；ywi,j代表第家企業(yè)單月開展第j類業(yè)務(wù)的總量；變量dj代表該區(qū)域內(nèi)被調(diào)查企業(yè)單月開展第j類業(yè)務(wù)的均方差，也就是本研究的模糊范圍。

按照這一要求，對(duì)于區(qū)域內(nèi)的某一企業(yè)開展物流服務(wù)，在業(yè)務(wù)總類型為m種的前提下，其實(shí)現(xiàn)最優(yōu)發(fā)展，就是需要實(shí)現(xiàn)下公式2。

max:fi(ywi,1,ywi,2,…,ywi,m)

(2)

說明：變量fi代表區(qū)域內(nèi)第i個(gè)企業(yè)的物流產(chǎn)出函數(shù)；di,j為區(qū)域內(nèi)第i個(gè)企業(yè)的第j個(gè)約束的模糊變動(dòng)范圍；變量ysi,j代表區(qū)域內(nèi)第i個(gè)企業(yè)的第j個(gè)約束的中點(diǎn)位置；函數(shù)xzi,j(ywi,1,ywi,2,…,ywi,m)代表區(qū)域內(nèi)第i個(gè)企業(yè)關(guān)于物流服務(wù)的第j個(gè)約束條件。

遵循模糊數(shù)學(xué)及模糊最優(yōu)化理論的要求，公式2的最優(yōu)化問題求解等同于以下問題的求解，見公式3。

max:y

(3)

利用公式，即可確定具體企業(yè)的物流發(fā)展的最優(yōu)化問題。以下本研究結(jié)合上述分析對(duì)某一指定區(qū)域內(nèi)的物流企業(yè)進(jìn)行實(shí)證研究。

三、基于收入視角的上海地區(qū)區(qū)域物流發(fā)展最優(yōu)路徑

利用前述理論模型，對(duì)上海地區(qū)區(qū)域物流發(fā)展的最優(yōu)路徑進(jìn)行針對(duì)性研究?？紤]到本研究的實(shí)證性，為了避免研究結(jié)果對(duì)實(shí)證對(duì)象造成不必要的干擾，本文隱去實(shí)證對(duì)象的具體名字，用企業(yè)1代表第一家企業(yè)，依次類推。同理，對(duì)區(qū)域物流業(yè)務(wù)也采用概括式的表述，用第一類物流業(yè)務(wù)代表，依次類推。采用這一方式進(jìn)行實(shí)證研究首先要進(jìn)行對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)調(diào)研。

(一)基礎(chǔ)調(diào)研

在本研究中，共對(duì)上海地區(qū)從事物流服務(wù)的20家企業(yè)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，通過詳盡的基礎(chǔ)調(diào)研，得到20家物流企業(yè)四類物流服務(wù)的相對(duì)價(jià)格，數(shù)據(jù)匯總見表1。

表1 20家實(shí)證對(duì)象四類物流服務(wù)的相對(duì)價(jià)格數(shù)據(jù)

在獲取了上述數(shù)據(jù)的同時(shí)，本研究還對(duì)上述企業(yè)在經(jīng)營(yíng)過程中的約束性條件進(jìn)行調(diào)研，并得到20家物流企業(yè)物流服務(wù)的約束條件，約束信息匯總見表2。

表2 20家實(shí)證對(duì)象物流服務(wù)的約束信息

(二)最優(yōu)化模型構(gòu)建與求解

將表1中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為模型中的對(duì)應(yīng)的最優(yōu)化產(chǎn)出部分，將表2中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為模型中的約束部分。即將表1中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為下式4中max之后的函數(shù)部分，將表2中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為下式4中除max之外的其它部分，得到公式4。

max:1x1+2x2+1.5x3+1x4

(4)

說明：變量x1、變量x2、變量x3和變量x4，依次代表區(qū)域內(nèi)物流企業(yè)開展的四類物流業(yè)務(wù)的總量(單月總量)。

對(duì)于公式4確定的模糊最優(yōu)化模型，結(jié)合最優(yōu)化分析方法和模糊數(shù)學(xué)理論，將其轉(zhuǎn)化為兩個(gè)對(duì)應(yīng)的最優(yōu)化模型，見公式5和公式6。

max:1x1+2x2+1.5x3+1x4

(5)

max:1x1+2x2+1.5x3+1x4

(6)

對(duì)公式5和公式6所對(duì)應(yīng)的模型進(jìn)行最優(yōu)化求解，得到最后的模糊最優(yōu)解。它們依次對(duì)應(yīng)的最優(yōu)解見表3。

表3 中間模型的最優(yōu)解結(jié)果匯總表

結(jié)合上述兩個(gè)中間過程，我們可得到對(duì)應(yīng)的模糊最優(yōu)化模型，見公式7。

max:y

(7)

說明：變量為模糊模型的最優(yōu)化值。

對(duì)于公式7所表述的最優(yōu)化模型，仍采用最優(yōu)化分析軟件lingo11.3對(duì)其進(jìn)行求解并得到模糊最優(yōu)結(jié)果，將其匯總得到表4。

表4 模糊最優(yōu)結(jié)果

(三)模型分析

依據(jù)上述分析論證，我們看到上海地區(qū)的20家物流企業(yè)廣泛的開展了四類物流服務(wù)，并取得了不俗的成績(jī)。單從四類物流服務(wù)來(lái)看，每一種物流類服務(wù)似乎都是不可或缺的，或者說每一種物流類服務(wù)的作用都是正向的。但是，從上述模糊最優(yōu)化分析角度來(lái)看則并非如此。分析顯示只有前三類物流類服務(wù)起到了正向作用，第四類物流類服務(wù)則是負(fù)向的，或者說是非積極的作用。因此，從投入產(chǎn)出的角度來(lái)看，實(shí)證對(duì)象要想實(shí)現(xiàn)物流收入的最大化，應(yīng)該盡量降低第四類物流服務(wù)，才能最有效率地實(shí)現(xiàn)區(qū)域物流業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展。

四、結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，現(xiàn)代物流業(yè)在我國(guó)的發(fā)展呈現(xiàn)出跨越式的態(tài)勢(shì)。不過，相對(duì)于跨越式的發(fā)展其理論研究明顯滯后，尤其是理論與實(shí)踐相結(jié)合的研究更顯不足。有鑒于此，本研究通過對(duì)上海地區(qū)20家物流企業(yè)進(jìn)行深入的基礎(chǔ)調(diào)研，獲得進(jìn)一步研究所需要的數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，利用模糊分析模型對(duì)基礎(chǔ)調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析，從投入產(chǎn)出角度確定了上海地區(qū)現(xiàn)代物流業(yè)發(fā)展的最優(yōu)化模型。通過逐步逼近的求解該模型，最終得到上海地區(qū)現(xiàn)代物流業(yè)發(fā)展的最佳路徑，即加速第一、二、三類物流業(yè)務(wù)的發(fā)展，降低或抑制第四類物流業(yè)務(wù)的發(fā)展速度，從而最大限度地提升上海地區(qū)現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。