基于MAS的第四方物流協同模型研究
——以寧波市為例

閆國慶，劉子文

（1.浙江萬里學院商學院，浙江 寧波 315000；2.上海海洋大學經濟管理學院，上海 201306）

基于MAS的第四方物流協同模型研究
——以寧波市為例

閆國慶1，劉子文2

（1.浙江萬里學院商學院，浙江 寧波 315000；2.上海海洋大學經濟管理學院，上海 201306）

物流作為 “第三利潤源”，對推動當今經濟發展起著至關重要的作用。本文首先分析寧波市企業目前的供應鏈狀況，在此基礎上設計基于MAS（Multi-agent）系統的第四方物流協同模型，以第四方物流運營商和商業銀行作為系統的雙主體進行供應鏈再造，并構建整個供應鏈的信用保證體系以確保供應鏈的協同發展，最后對該協同模型的制度保障體系構建進行分析。

第四方物流；協同；MAS系統

當前，寧波面臨外貿萎縮及國內經濟轉型的雙重壓力，經濟增速放緩，經濟社會的新形勢要求企業不僅需要具有更高的供應鏈管理能力，還需要供應鏈企業之間具有更強的協同能力，以攜手度過難關。“第四方物流（4PL）”是埃森哲咨詢公司于1996年提出的新型物流概念，是現代物流發展產生的全新物流理念。第四方物流雖然誕生較晚，但是在供應鏈時代，由于其能夠彌補傳統物流在供應鏈管理能力上的不足，開始逐漸被業內人士所接受和采用。

早期對第四方物流的研究主要集中于理論方面的探索。最早由Cooper等（1997）［1］提出供應鏈上需要有一家公司承擔領導者的角色，并由這樣一個供應鏈領導者對整條供應鏈進行協調和監管，進而提出4PL出現的可能性。之后，Bumstead等（2002）［2］進一步完善4PL的實際運作方式。Alan Win（2008）［3］通過對現實物流的分析指出4PL出現的一個重要原因是在經濟全球化的背景下，企業逐漸認識到除了關注提高核心競爭力之外，還應同樣關注其他非核心企業活動的重要性，例如長距離的供應鏈管理能夠使得企業更具競爭力。國內研究者在接受了第四方物流的理念之后，也提出了關于第四方物流的新觀點。田亞娟等（2009）［4］指出4PL帶來的物流產業服務創新必須建立在公共信息平臺、供應鏈一體化、行業內和跨行業的標準化以及穩定的同盟關系和電子商務的基礎上。宋華等（2003）［5］通過歸納第四方物流對第三方物流的功能以及兩者之間的聯系，明確界定了第四方物流與第三方物流的界限。

隨著第三方物流的迅速成長以及第四方物流概念和理論的不斷完善，國內外第四方物流的實踐開始出現并不斷發展成熟。目前對第四方物流的研究主要有兩個方向：一方面集中于第四方物流理論模型的研究，特別是利用數學工具構建模擬運作模型并在模型的基礎上提出對策建議的研究較多［6］［7］；另一方面，學者也開始嘗試在實際物流活動中應用第四方物流解決目前物流發展過程中出現的問題。如戴勇（2010）［8］利用雙邊市場理論研究第四方物流的定價問題。汪瑩等（2012）［9］歸納了煤炭企業第四方物流供應鏈運營中的內部風險因素，為某煤炭企業構建第四方物流供應鏈內部風險指標體系。李肖鋼（2012）［10］在總結寧波市塊狀經濟的特征的基礎上提出塊狀經濟發展與第四方物流的聯動發展的三種模式。楊路明等（2011）［11］研究了云南中小企業的特殊環境，認為應結合電子商務發展第四方物流并提出具體對策。

綜上所述，已有的第四方物流研究側重從流程方面對第四方物流進行分析和探討，而在實際運作中，一般的第四方物流公司缺乏信用方面的建設，因而無法從制度層面保證整個供應鏈的整體協同，毛光烈（2008）［12］首先根據寧波的具體情況，提出了對4PL平臺進行一體化設計的 “雙運營主體”全新設計理念。本文將在此基礎上，綜合寧波市企業主要的供應鏈活動特征，采用 MAS（Multi-Agent）的建模方式，構建適應地區經濟發展的第四方物流協同模型。MAS是一種較新的建模方法，以agent模擬行為復雜的個體，用MAS方法對各分支關系進行模擬能夠比較直觀地顯示供應鏈活動的演進過程。

一、寧波市企業供應鏈管理特征及問題

（一）物流總額巨大，物流服務需求大

寧波市是物流大市，2012年全市港口集裝箱吞吐量突破1500萬標箱，達到1567萬標箱，港口貨物吞吐量達到4.5億噸，位居全國第三位。交通運輸業增加值達到338億元，對GDP貢獻度為5.2%，物流業增加值突破620億元，物流整體規模十分可觀。同時，寧波的企業構成以中小型企業為主，數量眾多，單個企業通常無力獨自完成整個企業的供應鏈構建，因此大多數企業會邀請第三方物流企業進行協助，或將物流活動的某個環節整體外包給第三方物流企業。據筆者對寧波市92家企業的調查結果顯示，49家企業選擇將物流環節進行整體外包，占到所有企業的53%；27家企業建立了自己的物流部門負責企業的物流活動，占29%；16家企業將某些物流活動外包給第三方物流商，或者通過協議形式與第三方物流商共同進行物流管理，占18%。可見，隨著經濟的發展和企業物流管理思想的成熟，寧波市企業對物流服務的需求在不斷擴大。

（二）物流硬件體系發展迅速，物流層次低

寧波位于沿海經濟帶和長江經濟帶的交匯處，兼具陸路交通以及港口交通的雙向優勢。以寧波港為中心，以港口物流為主，依托寧波市的制造業片區，迅速發展起以北侖港為核心的現代物流網絡。結合高速公路網配合航道、航空以及高鐵運輸等現代化運輸方式，寧波成為浙江省甚至全國范圍內舉足輕重的大型綜合物流樞紐。近年來強烈的對外貿易需求以及大宗商品貿易的快速發展也對寧波市的現代化物流體系建設起到了推動作用。然而，寧波市第三方物流公司提供的服務層次不高。目前大多數物流公司主要提供公路運輸、貨物配送以及簡單倉儲等低級服務，物流的現代化程度很低，缺乏信息化管理、一體化服務等能力，因而物流公司在面對大量企業的類似物流業務時，只能夠提供簡單的物流基礎業務，而無法針對客戶的需求對物流環節進行銜接和優化。

（三）信用體系建設不完善

由于寧波市從事第三方物流的公司大多數是由從事運輸、倉儲等傳統行業的企業轉化而來，行業發展并不成熟，行業內的評定和信用體制建立也不健全。企業在尋找第三方物流承包商時缺少有效的參考標準。在實際選擇中，企業需要花費較多的時間和成本挑選，甚至很難找到適合自己企業特色的第二方物流商，因此容易出現簽約以后產生糾紛的情況，妨礙企業物流活動的正常進行。

（四）整體協同效應低，物流環節浪費嚴重

寧波市以塊狀經濟為主，大多數企業為中小型企業，因此企業的物流管理水平偏低，單個企業的物流規模較小。在供應鏈活動中，企業通常只考慮自身的物流活動情況，而不顧及整個供應鏈的效益提升，結果使得塊狀經濟僅僅具有一種地理區域的物流集聚效應，而無法實現供應鏈對地區經濟的整體協同發展作用。同時，企業之間就合同問題發生的反復談判和摩擦，也在一定程度上降低了供應鏈的運作效率。

同時，寧波市的各個企業在選擇第三方物流服務時，各自為陣，分頭進行，由此帶來的效率低、運力浪費等問題也使得寧波市企業物流費用居高不下。隨著近年來交通、燃油、人工等費用的上升，企業對物流企業的議價能力偏弱，很難降低物流成本。據統計，寧波有約20%的企業物流費用占總成本的10%以下，約70%的企業物流費用在10-20%之間，有約10%的企業物流費用高于20%，遠遠高于歐美企業8%-10%的水平。

二、基于MAS的寧波市4PL供應鏈協同模型

（一）基于MAS的寧波市4PL供應鏈協同模型的構建

寧波市的企業供應鏈管理存在著大量的制約難題，歸結起來有以下原因：（1）寧波市塊狀經濟特征明顯，以中小型企業為主，參與供應鏈的企業數量通常較多，而供應鏈企業基本是互相獨立或半獨立的經濟實體，因此供應鏈上的參與者都是具有自我意識的分支，并通過自己的判斷采取行動，給供應鏈關系帶來一定的復雜性。（2）由于重復性競爭激烈，企業合作關系不穩定，寧波的物流服務商和客戶之間很難建立長期的合作關系，同時由于寧波市的互信系統的建設不完善，供需雙方缺乏信任感，導致交易成本上升。（3）由于經濟增長放緩，寧波市企業對于物流服務的需求也在減少，中小型企業的物流管理觀念淡泊，只會被動的跟隨合同或者訂單提出物流服務需求，對市場的反應不足。在缺乏外力引導的情況下，難以自發形成活躍的物流市場。

為了解決目前寧波市企業供應鏈存在的主要問題，本文設計了基于MAS的第四方物流協同模型，如圖1所示。該模型采用 “雙運營主體”運行模式，以寧波市已經具有的四方物流平臺為4PL運營商，在與銀行合作協議的框架下，整合寧波市供應鏈內部的信息流、資金流和物流，對供應鏈相關企業的物流活動進行協同，從而保證供應鏈活動高效有序地進行，實現供應鏈一體化的協同運作。整個供應鏈根據功能可以劃分為戰略控制層、業務處理層及應用層三個層次。

1.戰略控制層。負責對整個供應鏈進行綜合管理，決定供應鏈的戰略方向。對MAS系統中的所有Agent負有監管和控制的義務。其主要包括兩個主體，即以寧波四方物流平臺為代表的4PL運營商Agent以及銀行Agent。目前可選擇的銀行包括已經與四方物流平臺簽訂合作協議的寧波農行、工行、建行等多家銀行。

2.業務處理層。業務處理層主要包括供應鏈中的各項業務活動以及4PL和銀行所負責的特殊職能。從4PL運營商的特殊職能來看，包括信息管理Agent、供應鏈方案設計Agent、訂單管理A-gent、資源管理Agent和通信協調Agent。從銀行的特殊職能來看，包括資金結算Agent、信用管理Agent、信息交互Agent和爭議解決Agent。

3.應用層。應用層包括供應鏈的參與企業，如第三方物流服務提供商、物流咨詢商、中小型生產企業等企業。由于寧波的企業構成主要是中小型企業，可由各企業根據供應鏈的具體需要以一個核心企業為中心組成小世界網絡模型，該核心企業可由四方物流平臺從會員企業中選定。4PL運營商一般通過核心企業來獲取供應鏈的主要信息，并通過四方物流平臺已經搭建的信息平臺與其他供應鏈企業交換數據。

為了確保系統的正常運轉，除了以上各層級之間發揮功能以外，還需要由各方配合建立制度體系，營造良好的制度環境以保證流程的順利運行。其中包括管理制度、技術制度、教育制度、金融制度，信息制度及綠色物流制度。

圖1 基于M AS的第四方物流協同模型

（二）基于MAS的寧波4PL供應鏈協同系統的Agent功能分析

從圖1可以看出，4PL運營商應主要包含以下Agents：

1.信息管理Agent：一般包括4PL運營商的信息管理部門以及其他供應鏈企業的聯絡人員。其主要職能為根據4PL運營商及供應鏈的實際情況，獲得四方物流平臺上的交易信息。在轉譯和記錄之后，將信息公開發布在四方物流平臺的信息交流平臺上，并傳遞專屬信息給特定企業和其他Agent。在獲得反饋信息之后，進行下一輪的信息總結和分析。

2.供應鏈方案設計Agent：供應鏈方案設計是4PL運營商的核心業務之一。該Agent根據信息管理Agent所收到的相關信息，針對供應鏈的實際情況，按照客戶的需求，設計出供應鏈最優的一整套運行方案，由其他Agent執行。

3.訂單管理Agent：訂單管理Agent是業務流程開始的部分，其主要功能包括：接收客戶發來的訂單要求，在對訂單進行分析預測，確定客戶的要求具有可行性后，與客戶談判訂單內容并簽訂合同。合同確定以后，該Agent隨即代表4PL運營商與其他會員企業簽訂合同，并將任務分配給運營商的其他Agent或供應鏈上的企業。

4.資源管理Agent：資源管理Agent的主要職能是監督物流服務提供商的運輸能力、庫存能力及周轉能力等，督促供應鏈的具體物流活動，保證物流活動按照預期的計劃進行。在供應鏈活動需要時，資源管理Agent也會根據運營方案，運用4PL運營商自己的物流資源。

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5.通信協調Agent：通信協調Agent是負責溝通并協調各Agent以及供應鏈各企業的部分。4PL運營商通過對各成員企業的功能進行定位，從而給它們分配不同的任務。一旦在供應鏈的實際運作中，成員企業之間因為種種原因產生了沖突和矛盾，通信協調Agent負有聯合銀行對沖突進行協調的責任，避免沖突對第四方物流運作產生影響。

從銀行的特殊職能來看，其主要包含以下Agents：

1.資金結算Agent：資金結算Agent屬于銀行的資金處理部門。主要職能是根據具體的業務要求，對供應鏈的資金流進行管理，處理各個分支企業之間的資金往來，監控資金流可能產生的金融風險。

2.信用管理Agent：主要職能是根據4PL運營商已登記的會員信息，并通過其他途徑，如社會調查、與其他單位的信息交流等方式，獲取各會員企業的信用記錄，建立各會員企業基本的信用檔案，作為核心會員以及4PL運營商選擇合作伙伴的參考和銀行信用評價的標準。

3.信息交互Agent：其主要職能是代表銀行接收運營商平臺運行的有關交易信息，將交易過程中的相關金融信息告知運營商，通過交互信息掌握供應鏈運營情況。供應鏈成員企業也可通過該Agent與銀行保持交流，獲取信息。

4.爭議處理Agent：該Agent的主要職能是當供應鏈運轉過程中企業之間發生爭議時，代表銀行與4PL運營商一起同發生爭議的企業進行溝通，協調企業之間的矛盾，并合理分配供應鏈活動的成本與利潤，使得供應鏈活動能夠順利運行，實現整個供應鏈的利潤最大化。

三、基于4PL供應鏈協同模型的制度保障分析

1.管理制度：管理制度是4PL運營商制度創新的重要部分。四方物流平臺不僅應加強本公司的內部管理，而且需要對物流服務的提供商和需求方進行管理。由于寧波市大部分企業的物流管理制度比較落后，四方物流平臺應在寧波市政府的指導和協助下為平臺建立長效管理機制，實行嚴格的會員準入制度和供應鏈合作制度，保證企業在參加第四方物流活動中的正當利益。

2.金融制度：由于寧波市中小型企業防范風險的能力普遍較低，在經濟形勢不好的背景下，良好的金融制度能夠保證各企業資金鏈的正常運行。因此，四方物流平臺應與商業銀行一起制定金融制度，確保資金能夠迅速并暢通地流動的同時，最大限度保證企業資金的交易安全，降低企業的交易風險，同時提升資金周轉效率。包括資金進出制度、協議保障制度及信用登記制度等。

3.技術制度：現代物流活動正隨著物流科技的發展快速實現現代化。近年來寧波市也開始運用云計算、RFID、智慧物流等新型物流技術促進供應鏈整體科技化和智能化。在應用新技術時，需要制定技術應用制度對技術人員進行管理，以保證現代技術的正確運用。同時，技術制度創新也是保證供應鏈技術進步，實現技術自我創新的重要途徑。

4.信息制度：供應鏈活動中，4PL運營商需要對供應鏈的信息流進行管理。從流程來看，四方物流平臺需要有信息發布準入制度確保發表的交易信息真實有效。信息交流制度保證供需雙方的信息交流以及第四方物流對雙方信息的掌握和交換。同時，應根據供應鏈信息流制度對供應鏈活動過程中產生的數據進行標準化處理，保證信息流不會產生中斷和偏差。

5.教育制度：物流人才缺乏一直是中國物流業，也是寧波物流業發展的瓶頸之一，為了解決這一問題，4PL運營商應著眼于高級物流人才的發掘和培養。建立有效的物流人才教育制度，提升高級物流人員的比例和業務水平，也能夠增強4PL運營商自身的供應鏈整合能力。另一方面，運營商需要建立從業人員培訓制度，對相關從業人員進行培訓，提升從業人員的素質。

6.綠色物流制度：隨著自然環境的惡化，實行綠色物流是目前物流業內達成的共識。寧波的綠色物流制度應包括加強對物流過程中環境因素的管理，并由寧波市政府出臺相應的綠色物流法規，以采取發放許可證的方式限制相關企業的從業資格。同時，也可以采取對節能減排企業進行表彰和補貼等方式，構建企業發展綠色物流的良好環境。4PL運營商也應在供應鏈方案制訂過程中，將綠色物流作為優先原則之一。

［1］Martha C.Cooper，Douglas M.Lambert，Janus D.Pagh.Supply Chain Management：More Than a New Name for Logistics［J］. The International Journal of Logistics Management，1997，（1）：11-13.

［2］Alan W in.The Value a 4PL Provider Can Contribute to an Organization［J］.International Journal of Physical Distribution&Logistics Management，2008，（9）：674-684.

［3］Jon Bumstead，Kempton Cannons.From 4PL to Managed Supply-Chain Operations［J］.Logistics and Transportation Focus，2002，（4）：18-19.

［4］田亞娟，吳健，李雪，關麗麗.基于物流信息平臺的4PL服務創新探討［J］.物流工程與管理，2009，31（9）：48-51.

［5］宋華.整合供應鏈服務提供商——第四方物流［J］.經濟理論與經濟管理，2003，（8）：40-44.

［6］姚建明，劉麗文.4PL模式下供應鏈資源整合決策的優化模型及算法分析［J］.系統工程理論與實踐，2008，28（5）：20-28.

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［9］汪瑩，王隆，周燕.基于BP神經網絡的煤炭企業第四方物流供應鏈內部風險評價研究［J］.中國煤炭，2012，38（11）：7-11.

［10］李肖鋼，趙莉.寧波市物流業與制造業集群聯動發展模式研究［J］.價格月刊，2010，（7）：40-42.

［11］楊路明，李娟.云南中心企業開展第四方物流的環境分析［J］.科學決策，2011，（2）：63-75.

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A Study on Fourth Party Logistics Collaborative System Based on M AS：Ningbo as an Example

YAN Guo-qing1，LIU Zi-wen2
（1.Business School，Zhejiang Wanli University，Ningbo 315000，China；2.School of Economics and Management，Shanghai Ocean University，Shanghai201306，China）

As“the third profit source”，logistics p lays a vital role in promoting the development of economy today.This paper starts with an overview of the current supply-chain operation of enterprises in Ningbo City.A fourth logistic party collaborative model based on Multi-agent Systems is thereafter designed，in which the fourth party logistics operator and commercial bank serve as the system's dual subjects to reengineer the supply chain and take credit guarantee for it to ensure coordinated development of the entire chain.The paper ends with an analysis of the institutional security on the basis of 4PL's supply-chain collaborative model.

fourth party logistics；collaboration；MAS system

F252

：A

：1004-4892（2014）01-0079-06

（責任編輯：聞 毓）

2013-09-29

國家軟科學研究計劃基金資助項目（2012GXS1B001）；浙江省自然科學基金資助項目（LY12G02004）

閆國慶（1960-），男，黑龍江密山人，浙江萬里學院教授，博士；劉子文（1988-），男，江西新余人，上海海洋大學經濟與管理學院碩士生。