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 管理與經(jīng)濟學部，天津 300073)

隨著我國市場經(jīng)濟的不斷深化，現(xiàn)代物流業(yè)不僅在引導生產(chǎn)、促進消費方面舉足輕重，而且對優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提高經(jīng)濟運行質(zhì)量也有巨大的促進作用。但是，相對于我國持續(xù)高速發(fā)展的現(xiàn)代物流業(yè)，其理論研究卻相對滯后。基于我國現(xiàn)代物流理論研究的現(xiàn)狀，本研究采用模糊最優(yōu)化理論對上海地區(qū)現(xiàn)代物流業(yè)發(fā)展進行理論分析，期望通過深入的理論分析與實證研究，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)濟問題》2012年第12期。他們通過對每個維度內(nèi)部的協(xié)同內(nèi)容、協(xié)同過程進行深入研究，認為提高資源配置，能夠最大程度地實現(xiàn)區(qū)域物流整體效益，提升區(qū)域物流整體競爭力，促進區(qū)域物流協(xié)同化，以及推進區(qū)域物流與區(qū)域經(jīng)濟協(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)濟的關(guān)系進行了實證研究，利用計量統(tǒng)計方法分析得到天津、上海兩地物流業(yè)發(fā)展對區(qū)域經(jīng)濟的整體影響，為上述區(qū)域宏觀經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展提出了富有針對性的對策與建議。注賈海成：《物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展與區(qū)域經(jīng)濟關(guān)聯(lián)分析——以天津和上海為例》，《科技進步與對策》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)濟的互動性展開研究。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)計數(shù)據(jù)，通過實證觀察到泉州地區(qū)物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有效地促進了該區(qū)域的經(jīng)濟增長，同時也推動了該區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級優(yōu)化。注顏雙波：《物流產(chǎn)業(yè)促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的實證分析——以福建泉州為例》，《首都經(jīng)濟貿(mào)易大學學報》2012年第6期。徐文哲(2012)認為，現(xiàn)代物流企業(yè)不僅提供倉儲和運輸服務(wù)，同時還提供許多其他的增值服務(wù)，物流供應(yīng)鏈因素越來越多，涉及到更多的運輸方式，覆蓋更多的服務(wù)環(huán)節(jié)。同時，也有越來越多的物流企業(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，但在創(chuàng)新層面上可能出現(xiàn)一定的風險。克服與解決物流企業(yè)與金融機構(gòu)協(xié)同運營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)與金融機構(gòu)協(xié)同運營的風險控制機制。注徐文哲：《物流金融協(xié)同運營的風險保障與控制機制研究》，《山東社會科學》2012年第12期。曾艷(2012)采用組合分析方法對區(qū)域物流需求進行預測研究。在充分保留單一預測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)域物流需求組合預測模型，為進一步提高物流需求預測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)域物流需求組合預測方法》，《統(tǒng)計與決策》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)，基于收入視角對區(qū)域物流如何發(fā)展、定位進行確定性的定量研究。基于這一研究要求，本研究初步設(shè)想在某個選定的區(qū)域內(nèi)對具有代表性的物流企業(yè)進行抽樣調(diào)查，依此確定這些物流企業(yè)開展各項物流業(yè)務(wù)的經(jīng)營范圍，以及對應(yīng)的收費價格等信息。然后，確定整個區(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、對應(yīng)的收費價格等關(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)鍵信息來確定該區(qū)域物流服務(wù)發(fā)展的未來路徑或者說是取舍點。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)，我們通過對這p家企業(yè)進行基礎(chǔ)調(diào)研，得到其開展物流服務(wù)的范圍以及收費價格。用具體的變量ywi,j來表示單月第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，其實現(xiàn)最優(yōu)發(fā)展，就是需要實現(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個企業(yè)的物流產(chǎn)出函數(shù)；di,j為區(qū)域內(nèi)第i個企業(yè)的第j個約束的模糊變動范圍；變量ysi,j代表區(qū)域內(nèi)第i個企業(yè)的第j個約束的中點位置；函數(shù)xzi,j(ywi,1,ywi,2,…,ywi,m)代表區(qū)域內(nèi)第i個企業(yè)關(guān)于物流服務(wù)的第j個約束條件。

遵循模糊數(shù)學及模糊最優(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)合上述分析對某一指定區(qū)域內(nèi)的物流企業(yè)進行實證研究。

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，對上海地區(qū)區(qū)域物流發(fā)展的最優(yōu)路徑進行針對性研究。考慮到本研究的實證性，為了避免研究結(jié)果對實證對象造成不必要的干擾，本文隱去實證對象的具體名字，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。采用這一方式進行實證研究首先要進行對應(yīng)的基礎(chǔ)調(diào)研。

(一)基礎(chǔ)調(diào)研

在本研究中，共對上海地區(qū)從事物流服務(wù)的20家企業(yè)進行實地調(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)的相對價格，數(shù)據(jù)匯總見表1。

表1 20家實證對象四類物流服務(wù)的相對價格數(shù)據(jù)

在獲取了上述數(shù)據(jù)的同時，本研究還對上述企業(yè)在經(jīng)營過程中的約束性條件進行調(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家實證對象物流服務(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)學理論，將其轉(zhuǎn)化為兩個對應(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)

對公式5和公式6所對應(yīng)的模型進行最優(yōu)化求解，得到最后的模糊最優(yōu)解。它們依次對應(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)合上述兩個中間過程，我們可得到對應(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對其進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。單從四類物流服務(wù)來看，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)則是負向的，或者說是非積極的作用。因此，從投入產(chǎn)出的角度來看，實證對象要想實現(xiàn)物流收入的最大化，應(yīng)該盡量降低第四類物流服務(wù)，才能最有效率地實現(xiàn)區(qū)域物流業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展。

四、結(jié)語

近年來，現(xiàn)代物流業(yè)在我國的發(fā)展呈現(xiàn)出跨越式的態(tài)勢。不過，相對于跨越式的發(fā)展其理論研究明顯滯后，尤其是理論與實踐相結(jié)合的研究更顯不足。有鑒于此，本研究通過對上海地區(qū)20家物流企業(yè)進行深入的基礎(chǔ)調(diào)研，獲得進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基礎(chǔ)調(diào)研數(shù)據(jù)進行實證分析，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)濟效益和社會效益。