應(yīng)急供應(yīng)鏈效率評價：基于兩階段DEA談判模型

許文芳，林 萍，朱衛(wèi)未

（南京郵電大學(xué) 管理學(xué)院，江蘇 南京210003）

0 引言

應(yīng)急事件一直以來都在不斷發(fā)生，有在施工過程中發(fā)生的安全事故、火災(zāi)爆炸、突發(fā)公共衛(wèi)生事故、自然災(zāi)害等，這類突發(fā)事件給人民帶來巨大損失。近年來影響大的應(yīng)急事件有2002年發(fā)生于中國廣東的非典、2008年5月12日的四川汶川地震、2019年3月30日的四川涼山森林火災(zāi)、2020年的新型冠狀病毒肺炎疫情等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國應(yīng)對突發(fā)事件的能力已經(jīng)有了很大的提高，但疫情之下仍然暴露出很多問題，例如應(yīng)急物流缺乏統(tǒng)一的系統(tǒng)指揮、信息不對等。疫情的發(fā)生，使應(yīng)急供應(yīng)鏈再度成為研究討論的熱點。有關(guān)應(yīng)急供應(yīng)鏈的概念問題，龔衛(wèi)鋒分別從狹義和廣義的角度進(jìn)行闡述，他提出應(yīng)急供應(yīng)鏈?zhǔn)菓?yīng)急供應(yīng)鏈上所有成員單位基于共同的應(yīng)急目標(biāo)而組成的一個“虛擬組織”[1]；單提偉結(jié)合應(yīng)急管理、供應(yīng)鏈以及應(yīng)急物流相關(guān)概念給出應(yīng)急供應(yīng)鏈的定義：應(yīng)急供應(yīng)鏈?zhǔn)侵冈谕话l(fā)性事件發(fā)生后，為充分保障人民的生命財產(chǎn)安全，降低對正常社會秩序的影響，為災(zāi)區(qū)及時輸送應(yīng)急救援物資的，以政府為中心所組建的包括上中下游各節(jié)點企業(yè)在內(nèi)的動態(tài)供應(yīng)鏈聯(lián)盟，且該動態(tài)聯(lián)盟以時間效益的最大化為目標(biāo)[2]；許振宇，等提出應(yīng)急供應(yīng)鏈包括計劃、管理、控制等環(huán)節(jié)的物流活動[3]。應(yīng)急供應(yīng)鏈不同于一般的商業(yè)供應(yīng)鏈，結(jié)合石洋陽的觀點[4]，我們提出應(yīng)急供應(yīng)鏈的特點：①不確定性。應(yīng)急供應(yīng)鏈具有很大的不確定性，首先應(yīng)急事件的發(fā)生時間地點以及發(fā)生的等級是不確定的，其次應(yīng)急事件發(fā)生以后，它對所需物資的種類和數(shù)量是不確定的。②時效性。應(yīng)急供應(yīng)鏈有很強的時效性，應(yīng)急事件一旦發(fā)生就必須實時跟進(jìn)，將受災(zāi)地區(qū)所需的物資盡快送達(dá)，時間越少，搶救越及時，損失越少，應(yīng)急供應(yīng)鏈的效果也越好。③動態(tài)性。供應(yīng)鏈不是穩(wěn)定不變的，而是處于一個時時變化的動態(tài)過程中，變化迅速，無法準(zhǔn)確預(yù)判。④重社會效益。應(yīng)急供應(yīng)鏈?zhǔn)侵厣鐣б孑p經(jīng)濟效益的，以挽救人民生命財產(chǎn)為目標(biāo)。所以對應(yīng)急供應(yīng)鏈的要求比一般商業(yè)供應(yīng)鏈要高很多。新中國成立以來，我國的應(yīng)急物流體系經(jīng)歷了6個階段：救災(zāi)物資基礎(chǔ)管理階段、應(yīng)急物資統(tǒng)一管理階段、應(yīng)急物流初級管理階段、應(yīng)急物流專業(yè)管理階段、應(yīng)急物流戰(zhàn)略管理階段、應(yīng)急物流創(chuàng)新管理階段[5]。發(fā)展到今天，我國的應(yīng)急物流體系已經(jīng)相當(dāng)完備了。

為了更好地促進(jìn)應(yīng)急供應(yīng)鏈的發(fā)展，完善應(yīng)急物流管理系統(tǒng)，有必要探究供應(yīng)鏈的效率評價問題，供應(yīng)鏈效率評價使用的一般方法有投入產(chǎn)出法、層次分析法（AHP）、網(wǎng)絡(luò)層次分析法（ANP）、隨機前沿法、模糊數(shù)學(xué)規(guī)劃、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析、數(shù)學(xué)規(guī)劃等，已有學(xué)者將數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法應(yīng)用于普通的供應(yīng)鏈效率評價，并且證實了其合理性，但是將數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法應(yīng)用于應(yīng)急供應(yīng)鏈效率評價的還很少。本文將兩階段DEA方法創(chuàng)新地用于應(yīng)急供應(yīng)鏈的效率評價中，驗證其合理性，并對結(jié)果進(jìn)行對比分析。

1 模型選取

1.1 DEA簡介

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析簡稱DEA，是著名運籌學(xué)家A.Charnes和W.W.Cooper[6]等學(xué)者在“相對效率”概念基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的系統(tǒng)分析方法，是識別多投入多產(chǎn)出決策單元的有效方法。自1978年第一個DEA模型——CCR模型建立以來，有關(guān)的理論研究不斷發(fā)展，國內(nèi)有魏權(quán)齡[7]等人不斷深入的研究，DEA應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛，不斷開創(chuàng)出新的應(yīng)用方向。傳統(tǒng)的DEA模型只考慮了單階段情況，即一定的多投入產(chǎn)生一定的多產(chǎn)出這一簡單的生產(chǎn)過程，也就是很多學(xué)者提出的把整個生產(chǎn)過程看作一個“黑箱”，但在多數(shù)情況下，所要評價的決策單元并不只是簡單的單過程，而是包含了兩階段生產(chǎn)過程甚至網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的過程，在這種情況下，傳統(tǒng)的CCR和BCC等基礎(chǔ)模型就不再適用了。在兩階段生產(chǎn)過程中，有中間產(chǎn)物的生成，也就是說第一階段的產(chǎn)出作為第二階段的投入繼續(xù)流入系統(tǒng)，用以生成最終產(chǎn)出。例如Seiford和Zhu[8]用兩階段模型評價了55個商業(yè)銀行的效率，他們把商業(yè)銀行的效率分為了盈利能力和適銷性兩階段，在盈利能力階段，投入指標(biāo)為：勞動、資本、資本存量，產(chǎn)出指標(biāo)為：收入、利潤，第一階段產(chǎn)生的收入和利潤又作為第二階段的投入。在后來的研究中，Zhu[9]又用同樣的兩階段模型進(jìn)一步評價了世界500強公司的效率，但是Zhu和Seiford[8]用的傳統(tǒng)DEA并沒有考慮中間產(chǎn)物的存在，此方法存在一定的缺陷。例如，對于中間產(chǎn)物而言，在評價第一階段時，希望產(chǎn)出越多越好，而在第二階段時，作為輸入又希望越少越好，這就暗示兩階段在效率計算時存在沖突。因此，為了解決上述問題，學(xué)者們提出了不同的解決方案。例如：效率分解[10]、網(wǎng)絡(luò)模型[11-17]、博弈論思想[18]等。結(jié)合應(yīng)急供應(yīng)鏈的特點，本文選用兩階段DEA談判模型進(jìn)行評價。

1.2 兩階段DEA談判模型

為方便介紹，本文給出如圖1所示的兩階段生產(chǎn)過程的簡化模型，假設(shè)有n個決策單元DMU,每個DMU有m種初始投入，有S種最終產(chǎn)出，以及D種中間產(chǎn)物，中間產(chǎn)物是第一階段的產(chǎn)出，同時也是第二階段的輸入，對于第j個DMU來說，Xij表示第J個決策單元的第i種投入，Yrj表示第J個決策單元的第r種產(chǎn)出，Zdj表示第J個決策單元的第d個中間產(chǎn)出，其中，i=1,2,...,m;j=1,2,...,n;r=1,2,...,s。

圖1 兩階段生產(chǎn)過程簡化模型

本文選用zhou和liang(2013)[19]提出的基于兩階段的談判模型，在談判博弈中，兩階段分別充當(dāng)了博弈中的兩個參與者，他們在不損害整體效率的條件下追求自己的效率最大化，效率得分作為收益，各指標(biāo)的權(quán)重代表策略，他們在談判模型追求乘積最大化的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出兩階段DEA模型。

兩階段DEA討價還價模型如下：

2 應(yīng)急供應(yīng)鏈指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)收集

根據(jù)羅艷[21]和朱衛(wèi)未，等[22]的文獻(xiàn)，我們提出指標(biāo)選取的原則，①全面性。指標(biāo)選取要考慮全面，基于多種角度分析，結(jié)合應(yīng)急供應(yīng)鏈的特點，投入方面不僅要考慮到政府的采購成本，還要能考慮到社會的捐贈，因為每次災(zāi)情的發(fā)生，都會有社會各界愛心人士捐款捐物，并在投入方面占不小比例。②指標(biāo)個數(shù)滿足要求。根據(jù)DEA的特點，指標(biāo)數(shù)量和的三倍應(yīng)該小于DMU的個數(shù)，指標(biāo)選取過多會降低DEA的區(qū)分度，但也不能過少，過少就不能滿足全面性。③可獲得性。因為DEA是一種基于數(shù)據(jù)的評價方法，效率值是通過投入指標(biāo)與產(chǎn)出指標(biāo)計算出來的，沒有數(shù)據(jù)就無法得到評價結(jié)果，所以指標(biāo)的選取要可量化，并且盡量選取能在統(tǒng)計年鑒等收集到的指標(biāo)。④能真實反映生產(chǎn)過程。避免人為主觀性。綜合以上提出的指標(biāo)選取原則以及應(yīng)急供應(yīng)鏈的特點，選取政府采購成本、社會捐贈金額、人員投入三個指標(biāo)作為第一階段的初始輸入指標(biāo)，以救援物資和救援人員作為中間產(chǎn)物，同時參考楊雪等人的文獻(xiàn)以及應(yīng)急供應(yīng)鏈的目標(biāo)就是挽救人民生命財產(chǎn)，把挽救生命比例和挽救財產(chǎn)比例作為最終的輸出指標(biāo)[23]。具體見表1。

表1 選取指標(biāo)

首先第一階段先將社會的捐贈與政府采購的物資以及人員輸送到配送中心，再由配送中心統(tǒng)一指揮調(diào)配到受災(zāi)點。我們利用虛擬數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證，考慮到DEA在應(yīng)用過程中需要滿足DMU的個數(shù)應(yīng)為指標(biāo)和三倍的關(guān)系，選取28個DMU進(jìn)行分析，假設(shè)選取28個應(yīng)急事件的指標(biāo)數(shù)據(jù)見表2。

為了更好地分析結(jié)果，我們計算出各個階段的最大效率和最小效率、整體效率值、各個階段的討價還價效率，將各個效率值進(jìn)行對比分析，結(jié)果見表3。

分析運算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，從整體效率上看，DMU22和DMU23是DEA有效的，其他DMU均為DEA無效，且整體效率值偏低，大部分處于0.5以下，說明這些DMU的資源使用效率很低，在很大程度上是資源的一種浪費，應(yīng)該調(diào)整投入結(jié)構(gòu)或提高產(chǎn)出，以期達(dá)到DEA有效。

表2 28個應(yīng)急時間的指標(biāo)數(shù)據(jù)

各個階段的最大效率值與最小效率值絕大多數(shù)是不同的，其中第一階段只有DMU3、DMU4、DMU6、DMU22、DMU23的最大效率值與最小效率值相同，第二階段只有DMU3、DMU4、DMU5、DMU6、DMU15、DMU22、DMU23是相同的，因此印證了zhou和liang的關(guān)于效率分解弊端的分析，即效率分解的不唯一，從最大效率值與最小效率值的差異角度進(jìn)行分析，可以看出第一階段的差異較大，其中最大的差異發(fā)生在DMU2、DMU9、DMU10、DMU16，相差值在0.1和0.2之間，其余的均小于0.1，而第二階段最大的差異才0.08，發(fā)生在DMU2上，值得注意的是，就每個DMU而言，第一階段的效率差值均大于第二階段的效率差值。

表3 各效率值對比分析結(jié)果

從兩階段討價還價效率看，第一階段的效率較高，即整體效率的偏低與第一節(jié)階段無關(guān)，要想提高整體效率，需要重點關(guān)注第二階段的運輸調(diào)配。第一階段效率值為1即達(dá)到DEA有效的有5個DMU，分別是：DMU3、DMU4、DMU6、DMU22、DMU23，說明這些DMU在第一階段中是有效的，其余DMU的效率值也都在0.8以上，且只有DMU2、DMU10、DMU11在0.9以下，說明第一階段的效率值普遍偏高，這與整體效率偏低形成鮮明的對比。第二階段中只有DMU22和DMU23的效率值達(dá)到了1，實現(xiàn)了DEA有效，其他DMU的效率值均普遍偏低，由于整體效率是各階段效率的乘積，故引起整體效率值偏低的是第二階段的效率值，這就為以后的管理指明了方向，需要更加注意第二階段的管理，及時調(diào)整供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu)，加大對第二階段的監(jiān)督，同時第二階段也是與最終的救災(zāi)效率直接相關(guān)的。

從以上分析可以看出，談判模型不僅解決了效率分解不唯一的弊端，也從更加合理的角度給出了兩個階段的效率，因此使用這種方法進(jìn)行效率評價，可以更加全面地了解系統(tǒng)的運行情況，知道引起系統(tǒng)無效運行的問題出在哪個階段，為下一步具體到階段再進(jìn)行更加詳細(xì)的分析打下基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

效率評價是提升服務(wù)水平與管理水平的基礎(chǔ)，在應(yīng)急供應(yīng)鏈中，效率評價更是與應(yīng)急救災(zāi)的效果緊密相關(guān)，因此很有必要探討應(yīng)急供應(yīng)鏈的效率評價問題。本文采用虛擬數(shù)據(jù)，利用兩階段討價還價DEA模型進(jìn)行評價，發(fā)現(xiàn)了應(yīng)急供應(yīng)鏈存在的問題，特別是各個階段的詳細(xì)情況得到了反映，說明在應(yīng)急供應(yīng)鏈中使用DEA與博弈論的思想是合理的。在未來的研究中，應(yīng)該考慮更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及動態(tài)模型，還有評價結(jié)果出來后的目標(biāo)設(shè)定改進(jìn)問題。