嚴南南 丁伯根
摘要:為促進港口供應鏈上下游企業(yè)間的合作,構建收益共享契約下港口供應鏈協(xié)調的雙層規(guī)劃模型,上層模型目標為協(xié)調后的整體收益最大,下層模型目標為貨主的總成本最小。綜合考慮投入、風險、貢獻、地位等努力程度因素對模型結果進行修正。設計混合遺傳算法驗證雙層規(guī)劃模型的合理性。通過算例驗證表明:收益共享契約下的港口供應鏈協(xié)調能夠產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益,實現(xiàn)收益共享,且修正后的收益分配機制使港口供應鏈成員局部收益最優(yōu)。
關鍵詞:港口供應鏈; 收益共享; 雙層規(guī)劃; 努力程度; 混合遺傳算法
中圖分類號: F552; F252.2
文獻標志碼: A
Abstract:In order to promote the collaboration between upstream and downstream enterprises in port supply chains, a bi-level programming model of port supply chain coordination under revenue sharing contract is constructed. The upper level model is aimed at maximizing the whole revenue after coordination, and the lower level model is built to minimize the total cost of cargo owners. The result of the model is modified by considering degree-of-effort factors such as investment, risk, contribution and status. The hybrid genetic algorithm is designed to verify the reasonability of the model. The example shows that, the port supply chain coordination under revenue sharing contract can produce greater economic benefits and achieve revenue sharing, and the modified revenue distribution mechanism makes the local income of port supply chain members optimal.
0 引 言
近年來,港口間競爭激烈,腹地交叉的港口之間為了爭奪貨源不斷降低港口收費,嚴重加劇了港口企業(yè)的負擔。為增強與其他港口抗衡的能力,港口企業(yè)積極展開與上下游企業(yè)間的聯(lián)盟合作。理論上,只有當港口供應鏈成員從港口供應鏈總體效益最大化的角度出發(fā)規(guī)劃自己的生產(chǎn)經(jīng)營活動時,港口供應鏈才可能實現(xiàn)全局最優(yōu),而實際上,各港口供應鏈成員往往從自身利益出發(fā)展開合作,使得全局最優(yōu)難以實現(xiàn),導致港口供應鏈伙伴聯(lián)盟的失敗率居高不下。因此,制定港口供應鏈成員間的協(xié)調機制迫在眉睫。
學者們對港口供應鏈協(xié)調已經(jīng)做了大量的研究。孫慧[1]對港口企業(yè)和航運企業(yè)間的聯(lián)盟進行了分析論證,得出港口物流一體化后成本降低,并且能夠帶來超額利潤;YANG等[2]構建了港口供應鏈協(xié)調模型,為港口管理者提供了理論框架;邵萬清[3]通過因子分析法提取了港口服務供應鏈協(xié)調的主要要素,構建了港口服務供應鏈的協(xié)調模型。供應鏈整合后的利益分配是港口管理者不可回避的一個問題,也是學者們研究的焦點。CACHON等[4]研究了傳統(tǒng)產(chǎn)品供應鏈中一個供應商與零售商之間的協(xié)調關系,建立了收益共享契約模型,計算結果表明收益共享下參與體收益可獲得很大改善;蔡文學等[5]對比分析了收益共享契約、服務成本共擔契約和收益共享-成本共擔契約對內河港航的協(xié)調效果,結果表明收益共享-成本共擔契約可實現(xiàn)內河港航供應鏈協(xié)調;戴建華等[6]基于Shapley值法對多人合作策略進行了分析,并針對收益分配不足考慮風險因子對成員收益進行修正;陸永明[7]分析得出無論港口物流服務需求是否具有價格敏感性,實施利益共享契約機制可實現(xiàn)Pareto改進;張智勇等[8]在討論了港口物流服務供應鏈形成的必要性基礎上,建立合作博弈模型,首次提出應用加權Shapley值法解決港口供應鏈收益分配問題。也有學者運用博弈論理論對港口供應鏈協(xié)調進行了研究。封學軍等[9]運用博弈論對價格戰(zhàn)中港口物流企業(yè)的策略做了對比,分析表明,建立在非價格競爭歧異性發(fā)展策略指導下的區(qū)域內港口物流戰(zhàn)略聯(lián)盟是實現(xiàn)港口供應鏈協(xié)調的重要途徑;王玖河等[10]分別建立了Stackelberg均衡模型和Nash均衡模型,通過對比分析發(fā)現(xiàn)Stackelberg模型更能夠實現(xiàn)利潤的合理分配;張貴磊等[11]建立了主導型供應鏈的Stackelberg利潤分配博弈模型,引入收益共享契約,分析了供應鏈主導型和零售商主導型的利潤分配均衡問題。
綜上可知,對港口供應鏈協(xié)調機制的研究已經(jīng)成為近年來學者們的研究熱點,部分學者運用博弈論對港口供應鏈聯(lián)盟成員間合作關系進行了研究,但這些研究大多基于理論框架下的定性分析,并且缺少收益共享契約在港口供應鏈方面應用的研究。也有部分學者運用經(jīng)濟學模型,引入了影響港口收益分配的影響因子,對港口收益分配進行了研究,但大部分學者的研究只是從單方面的因素考慮[12-14]。由此,本文結合收益共享契約和博弈論思想,構建收益共享契約下港口供應鏈協(xié)調的雙層規(guī)劃模型,在以港口供應鏈收益最大為目標的基礎上,新增以貨主的總成本最小為下層目標。同時,將參與體的努力程度大小作為影響收益分配的主要原因對模型的結果進行修正,促進港口上下游企業(yè)間的協(xié)調合作。
1 模型構建
港口供應鏈有如下特征:一方面港口供應鏈管理者追求收益最大,另一方面貨主受運輸價格影響而選擇價格較低的物流服務提供商,雙方?jīng)Q策者都有各自的目標函數(shù)和約束條件,而且決策權相對獨立?;诖?,本文構建了收益共享契約下的港口供應鏈協(xié)調雙層規(guī)劃模型(見圖1)。
收益共享契約下的港口供應鏈協(xié)調雙層規(guī)劃模型
1.1 模型假設
模型假設如下:(1)物流服務提供商降低對貨主的收費可以吸引更多的貨物運輸量;(2)若成員參與港口供應鏈整合,則其貨物只通過該港口發(fā)出且目的港已知;(3)各節(jié)點的貨物流量按照貨物運輸成本最小來分流。
1.2 模型參數(shù)
i (i=1,2,…,I)表示貨源地;j (j=1,2,…,J)表示目的地;t (t=w,n,h)表示鏈上各成員主體,其中w (w=1,2,…,W)表示從貨源地到港口的陸上物流服務提供商,h (h=1,2,…,H)表示船公司,n (n=1,2,…,N)表示貨物的啟運港;Si表示貨源地i的貨量;Dj表示目的地j的貨物需求量;x′t表示未構建港口供應鏈協(xié)調的各主體貨量;pt表示供應鏈成員提供商品給貨主的單位價格;ct表示鏈上成員的陸上運輸和海上運輸?shù)膯挝贿\輸成本以及港口的單位作業(yè)成本;pni、pnw和pnh分別表示港口對貨主、陸上物流服務提供商和船公司的單位收費;din表示從貨源地到啟運港的距離;Qt表示參與整合的供應鏈成員的運輸和作業(yè)能力約束,設參與體最大只能降低10%的收費,即α0=0.1。
決策變量:yiwnhj表示物流網(wǎng)絡中的貨量;xt表示物流網(wǎng)絡中通過陸上物流服務提供商、港口或船公司的貨量;αw和αh為參與構建港口供應鏈的陸上物流服務提供商和船公司提供運輸服務時降低的收費比例;z為0-1變量,若港口供應鏈成員參與整合,則為1,否則為0;βw和βh為港口對參與供應鏈協(xié)調的陸上物流服務提供商和船公司的收益共享比例。
1.3 模型建立
4 結束語
本文基于現(xiàn)有的供應鏈管理研究成果對港口供應鏈資源協(xié)調進行了研究,建立了收益共享契約下港口供應鏈協(xié)調的雙層規(guī)劃模型,并采用混合遺傳算法對模型進行求解;引入影響成員收益分配的投入、風險、貢獻、地位等4個影響因子,通過設定影響因子的系數(shù)矩陣和權重,修正了基礎模型的不足,避免了基礎模型對港口企業(yè)利益分配過度,實現(xiàn)了港口供應鏈成員的收益分配與努力程度相掛鉤,有效地維護和鞏固了港口供應鏈成員間的合作關系。通過案例分析發(fā)現(xiàn):港口實施收益共享協(xié)調機制后,港口和物流服務提供商的收益均有很大的提高,市場占有率擴大了,實現(xiàn)了規(guī)模經(jīng)濟效益。由此可知,基于收益共享契約的港口供應鏈協(xié)調機制具有較強的實用性,港口供應鏈協(xié)調的雙層規(guī)劃模型構建思路與實際基本吻合,具有較強的可操作性。
在充分了解港口供應鏈特性的基礎上,還可以將最小服務時間考慮到模型中展開下一步研究。
參考文獻:
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(編輯 賈裙平)