考慮客戶滿意度的港口供應(yīng)鏈利益分配研究—基于改進(jìn)Shapley值法

袁統(tǒng)德，徐 偉

（山東科技大學(xué) 交通學(xué)院，山東 青島 266590）

1 引言

港口物流服務(wù)體系的系統(tǒng)研究與轉(zhuǎn)型升級(jí)能夠在新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換中加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，深化創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，提高發(fā)展動(dòng)能。在港口服務(wù)供應(yīng)鏈中，各個(gè)企業(yè)出于自身利益最大化的目的，在業(yè)務(wù)上相互合作，在利益分配上卻存在矛盾和沖突。因此設(shè)計(jì)公平合理的港口供應(yīng)鏈利益分配機(jī)制是協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈各方分配利益，優(yōu)化供應(yīng)鏈有效運(yùn)行的重要保障。

Shapley值法在解決多人合作收益的分配方面獲得了廣泛的應(yīng)用。但Shapley 值法依然有其不足之處，它只考慮了每個(gè)企業(yè)對(duì)聯(lián)盟的利益貢獻(xiàn)度，而忽略了利益分配中各企業(yè)所承擔(dān)要素的差異性。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)界針對(duì)Shapley值法的不足已經(jīng)進(jìn)行了諸多改進(jìn)。Guillaume Haeringer（2006）通過成員議價(jià)能力來修正Shapley 值，進(jìn)而得到了考慮成員議價(jià)能力的改進(jìn)Shapley 值。Na Xu 在Shapley 值的基礎(chǔ)上結(jié)合第四方物流供應(yīng)鏈的特點(diǎn)改進(jìn)了利益分配機(jī)制。Yue Teng（2019）等建立了包含經(jīng)營(yíng)、經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)、利潤(rùn)等四類風(fēng)險(xiǎn)因素的修正Shapley 值模型。馬士華（2006）考慮了供應(yīng)鏈運(yùn)行的特點(diǎn)，加入創(chuàng)新激勵(lì)因素對(duì)Shapley值模型進(jìn)行優(yōu)化。賴成壽（2018）綜合考慮投入、風(fēng)險(xiǎn)、貢獻(xiàn)、地位等因素的努力程度系數(shù)對(duì)Shapley 值進(jìn)行改進(jìn)。劉佩（2018）等通過機(jī)會(huì)約束DEA(P-DEA)模型求出各成員不同風(fēng)險(xiǎn)偏好下的效率值，并以此來修改Shapley值模型。

Shapley值法在應(yīng)用于不同領(lǐng)域時(shí)需要考量的因素也不同，在港口企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)中，客戶滿意度對(duì)港口供應(yīng)鏈的市場(chǎng)占有額和企業(yè)效益起到了決定性的作用。目前學(xué)界針對(duì)Shapley值法的不足進(jìn)行了諸多改進(jìn)，但大多數(shù)研究均是基于風(fēng)險(xiǎn)與投入等角度進(jìn)行修正，而港口服務(wù)供應(yīng)鏈作為服務(wù)供應(yīng)鏈卻缺少基于客戶價(jià)值視角的利益分配研究。筆者在以上分析基礎(chǔ)上提出以傳統(tǒng)Shapley值法為分配基礎(chǔ)，采用因子分析法確定影響客戶滿意度的多種指標(biāo)的權(quán)重，并結(jié)合TOPSIS法來進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，進(jìn)而得到基于客戶滿意度的修正因子，從而得到修正后的Shapley 值模型。并以青島港為例，應(yīng)用修正后的Shapley值模型調(diào)整分配收益，協(xié)調(diào)各方利益關(guān)系，保障供應(yīng)鏈長(zhǎng)久運(yùn)行。

2 模型原理簡(jiǎn)介

2.1 shapley值法分配策略

shapley值法是由shapley.L.S 于1953年提出的用于解決多人合作對(duì)策問題的一種數(shù)學(xué)方法。

設(shè)聯(lián)盟I＝｛1，2，…，n｝，聯(lián)盟I的任意子聯(lián)盟S都對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)值函數(shù)U(S)，該函數(shù)表示聯(lián)盟I內(nèi)任意子聯(lián)盟S的收益。若滿足：

則稱[I,U]為多人合作對(duì)策，U(S)為對(duì)策的特征函數(shù)。

在Shapley 值法中，各成員收益的分配值被稱作Shapley值，記為：

2.2 Stackelberg博弈模型

Stackelberg 模型是一種主從博弈模型。由于市場(chǎng)中各個(gè)企業(yè)規(guī)模和地位的不同，導(dǎo)致了決策先后的順序不同。在供應(yīng)鏈中的Stackelberg 主從對(duì)策模型中，核心企業(yè)擁有主導(dǎo)決策的能力，而非核心企業(yè)則根據(jù)核心企業(yè)的決策而做出決策。在港口服務(wù)供應(yīng)鏈中，通常是核心企業(yè)首先制定使自身利益最大化的服務(wù)價(jià)格，之后根據(jù)非核心企業(yè)的跟隨反應(yīng)不斷修正定價(jià)，直到制定出雙方均滿意的均衡價(jià)格，即是港口服務(wù)供應(yīng)鏈的Stackelberg解。

本文考慮一個(gè)由功能型服務(wù)商-港口企業(yè)-船公司組成的三級(jí)供應(yīng)鏈，其中港口企業(yè)為供應(yīng)鏈核心企業(yè)即Stackelberg 模型中的主導(dǎo)者。本文中假設(shè)在供應(yīng)鏈中各企業(yè)只可與供應(yīng)鏈上相鄰企業(yè)結(jié)盟，故存在四種合作情形：三方各自運(yùn)作不形成結(jié)盟，記為｛X，Y，Z｝；功能型服務(wù)商與港口企業(yè)形成結(jié)盟，記為｛（X，Y），Z｝；港口企業(yè)與船公司企業(yè)形成結(jié)盟，記為｛X，（Y，Z）｝；三方均參與結(jié)盟時(shí)，記為｛（X，Y，Z）｝。

其中：物流服務(wù)商的服務(wù)費(fèi)用為p1，港口企業(yè)的服務(wù)費(fèi)用為p2，船公司的航運(yùn)價(jià)格為p3，則港口供應(yīng)鏈的服務(wù)價(jià)格為p=p1+p2+p3。需求函數(shù)：d=f(p)=d0-kp，c1為功能型服務(wù)商的單位服務(wù)成本，c2為港口企業(yè)的單位服務(wù)成本，c3為船公司的單位運(yùn)輸成本，k為價(jià)格彈性系數(shù)，d0為市場(chǎng)最大需求量，解得各合作情形下各方收益（見表1）。其中A=(c1k+c2k+c3k-d0)2/k。

表1 各合作情況下各方Stackelberg均衡解

3 Shapley值模型修正

在港口企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)中，客戶滿意度對(duì)港口供應(yīng)鏈的市場(chǎng)占有額和企業(yè)效益起到了決定性的作用。本文從客戶滿意度視角考慮影響港口供應(yīng)鏈?zhǔn)找娴亩鄠€(gè)因素對(duì)Shapley值進(jìn)行修正。在影響港口供應(yīng)鏈客戶滿意度的諸多因素中，部分因素具有核心影響力，但部分非績(jī)效類因素卻難以量化評(píng)價(jià)，而對(duì)于可量化的績(jī)效類因素學(xué)界也普遍采用AHP等主觀性評(píng)價(jià)法，評(píng)價(jià)結(jié)果缺乏客觀性。

因子分析權(quán)重確定法是指通過因子分析的方法分析數(shù)據(jù)之間內(nèi)在關(guān)系，利用主成分得分矩陣作為計(jì)算基礎(chǔ)，確定對(duì)應(yīng)變量的權(quán)重。由于在計(jì)算過程中僅由二級(jí)指標(biāo)計(jì)算權(quán)重，而不涉及整體滿意度指標(biāo)，故計(jì)算結(jié)果更具有說服力和客觀性。TOPSIS 方法是一種多指標(biāo)決策方法，在使用TOPSIS方法時(shí)，傳統(tǒng)的賦權(quán)方法具有一定的主觀性，會(huì)影響評(píng)價(jià)結(jié)果的有效性。故本文中將采用因子分析法來確定指標(biāo)權(quán)重，并結(jié)合TOPSIS方法來解決這一問題。

3.1 基于因子分析法的指標(biāo)權(quán)重確定步驟

（1）建立初始指標(biāo)集，并通過問卷調(diào)查形成原始數(shù)據(jù)。

（2）對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行效度檢驗(yàn)。

（3）對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行因子分析，并對(duì)自成一個(gè)因子的指標(biāo)和在所有因子上成分都小于0.5 的指標(biāo)予以刪除，形成刪減后的指標(biāo)體系。

（4）計(jì)算指標(biāo)在不同主成分線性組合中的系數(shù)。

其中σij為第i個(gè)指標(biāo)在第j個(gè)成分中的載荷數(shù)，ρj為第j個(gè)成分的特征根。

（5）計(jì)算指標(biāo)在綜合得分模型中的系數(shù)。

其中υj為第j個(gè)成分中的方差貢獻(xiàn)率。

（6）對(duì)指標(biāo)系數(shù)歸一化處理得指標(biāo)權(quán)重。

3.2 港口供應(yīng)鏈企業(yè)基于TOPSIS法的分配系數(shù)計(jì)算過程

（1）利用專家打分法評(píng)估各節(jié)點(diǎn)企業(yè)在不同指標(biāo)重要程度，建立初始評(píng)價(jià)表并構(gòu)建原始矩陣Y：

（2）對(duì)原始矩陣進(jìn)行規(guī)范化處理。

（3）構(gòu)造權(quán)重規(guī)范化矩陣。

（4）求正理想解與負(fù)理想解。

（5）計(jì)算尺度距離：采用歐幾里得幾何距離計(jì)算每個(gè)目標(biāo)到正理想解與負(fù)理想解的距離。

（6）計(jì)算理想解的貼近度。

且Ci越大，表示該企業(yè)的客戶價(jià)值貢獻(xiàn)度越高。

（7）計(jì)算修正度因子。

若λi ＞0 表示該企業(yè)實(shí)際的客戶滿意貢獻(xiàn)度高于聯(lián)盟平均水平，應(yīng)分得更多的利潤(rùn)；若λi ＜0 表示該企業(yè)實(shí)際的客戶滿意貢獻(xiàn)度低于聯(lián)盟平均水平，應(yīng)分得更少的利潤(rùn)；若λi=0 表示該企業(yè)實(shí)際的客戶滿意貢獻(xiàn)度等于平均水平，利潤(rùn)分配合理。

（8）求修正后的Shapley值。

4 實(shí)例分析

本文以青島港為例，青島港口服務(wù)供應(yīng)鏈?zhǔn)且郧鄭u港為核心，利用先進(jìn)的現(xiàn)代信息技術(shù)為手段，將船公司、船代公司、報(bào)關(guān)行、陸運(yùn)企業(yè)、港口企業(yè)、貨源企業(yè)等服務(wù)供應(yīng)商有效整合，能夠?yàn)榭蛻籼峁┍憬莼?、信息化、自?dòng)化、差異化等“一站式”服務(wù)。為方便起見，本例將船代公司、報(bào)關(guān)行、陸運(yùn)企業(yè)等整合為功能型物流服務(wù)商，分析探討由港口、功能型物流服務(wù)商和船公司組成的港口服務(wù)供應(yīng)鏈的利益分配。

4.1 數(shù)據(jù)選取

本例選取以FOB 價(jià)從青島港出口日本橫濱航線的20 尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱為主要調(diào)研對(duì)象，根據(jù)青島港口調(diào)研統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得到20 尺集裝箱相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)船公司該航線的歷史最大需求量為1 053TEU，航程為3天，在港時(shí)間為1天，實(shí)際裝箱量為177TEU。因船公司與港口企業(yè)各項(xiàng)成本構(gòu)成復(fù)雜，難以量化到每柜集裝箱，故本文采用單柜海運(yùn)成本=（每日船期費(fèi)*航行天數(shù)）/裝載量的方法來計(jì)算其單柜海運(yùn)成本，單柜港口成本=（港口運(yùn)營(yíng)成本+港口固定成本）*在港時(shí)間來計(jì)算單柜港口成本。

表2 各節(jié)點(diǎn)20尺標(biāo)準(zhǔn)箱單柜運(yùn)輸成本（單位：元）

由表2可見，在港口供應(yīng)鏈成本分析中船公司成本占比最高為51.5%，各功能型服務(wù)商成本占比28.8%，港口企業(yè)為20.7%。由于彈性系數(shù)等參數(shù)難以量化，故本文基于上述實(shí)例的基本數(shù)據(jù)并結(jié)合模型的部分假設(shè)，設(shè)置參數(shù)見表3。

表3 參數(shù)設(shè)置

則根據(jù)公式（2）-（5）分別求得四種合作模式下的各方收益：

表4 四種合作模式下各方均衡收益（單位：元）

4.2 初始Shapley值分配

根據(jù)表1結(jié)果，應(yīng)用式（1）初始Shapley值法對(duì)各方利益進(jìn)行分配，得到表4的利益分配結(jié)果。

表5 四種合作模式下各節(jié)點(diǎn)企業(yè)原始Shapley值分配結(jié)果（單位：元）

由表5可知，服務(wù)商、港口、船公司在三方聯(lián)盟合作下原始Shapley值分配收益均大于兩兩聯(lián)盟和獨(dú)立運(yùn)作時(shí)的收益，符合Shapley 值法個(gè)體理性與群體理性的原則。

Shapley值法僅按照成員的邊際貢獻(xiàn)進(jìn)行收益分配，而不考慮企業(yè)資產(chǎn)規(guī)模等因素，這對(duì)港口供應(yīng)鏈利益分配來說更加合理，而且能夠提高港口服務(wù)供應(yīng)鏈中小企業(yè)參與合作的積極性。

分析表5可知，各合作企業(yè)在三方聯(lián)盟合作情形下都取得了更高的Shapley 值收益，在三方聯(lián)盟利益分配時(shí)，港口企業(yè)取得了最大收益，單柜運(yùn)輸利潤(rùn)達(dá)到310.65元，船公司則為176.86元，而功能型物流服務(wù)商收益分配最小。因?yàn)镾hapley值是基于各企業(yè)對(duì)聯(lián)盟的利益貢獻(xiàn)度而分配，港口企業(yè)作為港口供應(yīng)鏈的核心企業(yè)和中間環(huán)節(jié)，在貨物的裝卸、轉(zhuǎn)運(yùn)和運(yùn)輸?shù)确矫鎱⑴c度更高，為港口供應(yīng)鏈利益邊際貢獻(xiàn)更大，故獲得了更大的利益分配。但傳統(tǒng)Shapley 值法在利益分配時(shí)僅僅考慮了參與企業(yè)對(duì)聯(lián)盟利益的貢獻(xiàn)，而客戶滿意度對(duì)港口供應(yīng)鏈的市場(chǎng)占有額和企業(yè)效益起到了決定性的作用，但各企業(yè)在供應(yīng)鏈客戶滿意度貢獻(xiàn)的差異并未在初始Shapley值分配中得以體現(xiàn)。

4.3 指標(biāo)權(quán)重確定

本文根據(jù)供應(yīng)鏈客戶滿意度的影響因素分析，將影響客戶滿意度的指標(biāo)分為貨物完備(r1)、及時(shí)送達(dá)(r2)、記錄準(zhǔn)確性(r3)，及時(shí)響應(yīng)(r4)、計(jì)劃變更及時(shí)通知(r5)、投訴滿意(r6)、工作人員專業(yè)素質(zhì)(r7)、工作人員友好性(r8)、包裝服務(wù)質(zhì)量(r9)、倉(cāng)儲(chǔ)服務(wù)質(zhì)量(r10)、提供個(gè)性化服務(wù)(r11)、信任關(guān)系(r12)等12個(gè)指標(biāo)，并用問卷調(diào)查的方式進(jìn)行滿意度打分，問卷設(shè)計(jì)采用5級(jí)李克特量表,將很滿意、滿意、一般、不滿意、很不滿意分別賦值5、4、3、2、l。并將原始數(shù)據(jù)使用SPSS17.0 進(jìn)行主成分分析，并形成分析結(jié)果。

4.3.1 效度檢驗(yàn)。本文采用最大方差正交旋轉(zhuǎn)法和主成分分析法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行因子分析，其中KMO值為0.803 大于0.7，bartlett 球形度檢驗(yàn)顯著性為0.000，符合因子分析標(biāo)準(zhǔn)。分析結(jié)果見表6、表7。

表6 解釋的總方差

表7 各指標(biāo)在不同成分中的載荷數(shù)

由表6 可知，通過最后的因子分析，共提取了3個(gè)因子，這3 個(gè)因子共解釋了所有變量總方差的81.432%，從總體上看解釋度較好，基本能夠概括原有數(shù)據(jù)的基本信息，分析結(jié)果較為理想。

4.3.2 計(jì)算指標(biāo)主成分系數(shù)。具體計(jì)算結(jié)果見表8。

4.3.3 計(jì)算指標(biāo)綜合得分的系數(shù)。具體計(jì)算結(jié)果見表9。

4.3.4 歸一化處理。通過歸一化處理得到指標(biāo)權(quán)重，見表10。

由表10可見，在影響客戶滿意度的多個(gè)指標(biāo)中，及時(shí)響應(yīng)（r4）、投訴滿意（r6）、工作人員專業(yè)素質(zhì)（r7）、工作人員友好性（r8）、提供個(gè)性化服務(wù)（r11）、信任關(guān)系（r12）等關(guān)系能力指標(biāo)對(duì)港口供應(yīng)鏈的客戶滿意度影響較大，可視為核心指標(biāo)，故而具有較高的權(quán)重；而其余指標(biāo)對(duì)客戶滿意度影響較小，視為一般指標(biāo)，故而權(quán)重較低。

表8 指標(biāo)各主成分系數(shù)

表9 指標(biāo)綜合得分系數(shù)

表10 指標(biāo)權(quán)重

4.4 計(jì)算分配系數(shù)

根據(jù)供應(yīng)鏈客戶滿意度的影響因素分析，將上述12 個(gè)指標(biāo)分解至供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)企業(yè)，通過專家評(píng)估按照重要性1-5分梯度進(jìn)行打分，建立客戶滿意度指標(biāo)評(píng)價(jià)（見表11）。

表11 客戶滿意度指標(biāo)評(píng)價(jià)表

4.4.1 根據(jù)式（5）、（6）構(gòu)造權(quán)重規(guī)范化矩陣

4.4.2 根據(jù)式（7）計(jì)算正負(fù)理想解

表12 各指標(biāo)正負(fù)理想解

4.4.3 根據(jù)式（8）-（10）計(jì)算貼近度與修正因子

表13 各節(jié)點(diǎn)企業(yè)貼近度與修正因子

4.4.4 計(jì)算修正后的Shapley值

4.5 修正結(jié)果比較分析

表14 兩種分配結(jié)果對(duì)比分析（單位：元）

根據(jù)表14 可發(fā)現(xiàn)：三方企業(yè)在經(jīng)過修正后的Shaple值之和仍等于聯(lián)盟總收益，驗(yàn)證了修正方法的合理性。且三方企業(yè)在修正后的Shapley值仍大于各自獨(dú)立運(yùn)營(yíng)和兩兩合作時(shí)的收益，符合Shapley 值法個(gè)體理性與群體理性的原則。

與初始Shapley 值對(duì)比可見，船公司修正后Shapley 值為207.89元，相比原始Shapley 值分配法每柜集裝箱運(yùn)輸利潤(rùn)提高了42.44 元。結(jié)合表10 指標(biāo)權(quán)重分析可知，這主要是由于在實(shí)際情況中，就客戶滿意貢獻(xiàn)度而言，港口供應(yīng)鏈中貨主企業(yè)在投訴滿意和信任關(guān)系等核心指標(biāo)上貢獻(xiàn)度較高，相比其他企業(yè)承擔(dān)了更多客戶交流溝通的任務(wù)，在客戶關(guān)系構(gòu)建與維護(hù)方面貢獻(xiàn)更大。這對(duì)于港口供應(yīng)鏈掌握客戶的個(gè)性化需求，改進(jìn)服務(wù)水平及維護(hù)客戶忠誠(chéng)有重要意義，故而對(duì)供應(yīng)鏈客戶滿意度的貢獻(xiàn)高于聯(lián)盟平均水平，因此獲得了較高的利益分配。

同理，港口企業(yè)修正后的Shapley值為238.82元，相比原始Shapley值分配法每柜集裝箱運(yùn)輸利潤(rùn)降低了71.83元，這主要是由于對(duì)港口供應(yīng)鏈的客戶滿意貢獻(xiàn)度而言，港口企業(yè)在及時(shí)服務(wù)和提供個(gè)性化服務(wù)等客戶溝通指標(biāo)上貢獻(xiàn)較差，不利于供應(yīng)鏈滿足客戶的個(gè)性化需求，故而對(duì)客戶滿意度的貢獻(xiàn)低于聯(lián)盟平均水平，從而削減了利益分配。

物流服務(wù)商雖然在及時(shí)送達(dá)和包裝質(zhì)量等作業(yè)能力指標(biāo)上表現(xiàn)較差，但在個(gè)性化服務(wù)和信任關(guān)系等客戶關(guān)系指標(biāo)上表現(xiàn)良好，使得整體貢獻(xiàn)仍高于聯(lián)盟平均水平，因此利潤(rùn)分配相較原始Shapley 值略有提升，提升了29.39元。

綜上所述，修正后的Shapley 值綜合考慮了實(shí)際運(yùn)作中各成員企業(yè)對(duì)客戶滿意度的貢獻(xiàn)，調(diào)整了原始Shapley 值的分配，保障了各節(jié)點(diǎn)企業(yè)在供應(yīng)鏈運(yùn)行中的積極性，有利于港口供應(yīng)鏈不斷優(yōu)化服務(wù)水平，為客戶提供高效及時(shí)的服務(wù)，對(duì)于維持港口供應(yīng)鏈長(zhǎng)期運(yùn)作，適應(yīng)不斷變化的外部競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境有積極的作用。

5 結(jié)論

合理的收益分配是供應(yīng)鏈長(zhǎng)久穩(wěn)固合作的重要支撐。港口供應(yīng)鏈作為一種服務(wù)供應(yīng)鏈，客戶滿意度一直是影響供應(yīng)鏈發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)的重要因素。本文通過因子分析法將影響供應(yīng)鏈客戶滿意度的諸多指標(biāo)測(cè)定權(quán)重，并以TOPSIS 法計(jì)算指標(biāo)與最優(yōu)目標(biāo)的接近度以確定修正因子，避免了權(quán)重計(jì)算的主觀性。從客戶滿意度視角出發(fā)改進(jìn)Shapley 值分配模型，既保證了各節(jié)點(diǎn)企業(yè)的利益，對(duì)港口供應(yīng)鏈利益作出了合理分配，也激勵(lì)成員企業(yè)改善服務(wù)質(zhì)量，促進(jìn)港口供應(yīng)鏈的穩(wěn)定發(fā)展。