基于Fuzzy-ISM模型的物流園區選址影響因素分析

劉森，何曉君

（云南財經大學 物流學院，云南 昆明 650221）

0 引言

產品從原材料供應商，到制造商，最終運輸至消費者、使用者的整條供應鏈運轉過程中，伴隨著商品本身及相關人員、物品的調度。物流市場的極速發展急需綜合服務型物流園區集合要素優勢，實現高效率的物流運作，以此加速物流的技術、服務共同升級，從而減輕交通壓力、適應市場的發展。

目前，已有很多國內外學者通過遺傳算法、優化算法、啟發式算法等分析選址的影響元素。例如陳曦、傅明[1]，王穎翀[2]分別分析了在GIS系統和城市快遞中轉場備選點已知的前提下，如何決定配送中心及快遞中轉場選址、規劃以及最優配送方案等較復雜的問題。呂楠，等[3]更加注重各元素間的內在邏輯關系，借助K-means聚類，運用貝葉斯概率理論找出各影響因素間的內在因果關系，量化各影響因素的顯著性。此類方法的已有研究比較成熟，且假設條件較多，僅從能夠定量的指標作為主要角度進行分析。

然而，選址問題中存在不少難以量化的因素；同時，隨著物流園區需要考慮的影響因素數量增多，指標之間的影響關系更加復雜。對影響選址的因素分析逐漸受到大家的重視。針對建設用地適宜性，溫華特[4]針對研究較少的建設用地，從可持續發展、經濟、生態等多個角度，對用地適宜性進行分析，同時也以金華市做實證研究。

隨后，很多研究者針對此類問題引入了模糊理論和群決策理論。高雯雯，等[5]給物流園區的選址問題提供了新思路，運用解釋結構模型（ISM）分析了物流園區選址的影響因素。但其選擇的要素比較寬泛，實際指導作用有限。劉芬[6]、戴航[7]運用層次分析對物流園區的最佳選址點進行討論。汪振雙，等[8]將多級模糊評價模型和解釋結構模型進行了結合，集合交叉影響矩陣相乘法（MICMAC），將建筑垃圾處理PPP項目過程中的風險類別根據驅動力、依賴力的程度進行了劃分，建立了一個階梯解釋結構模型。Mahnaz Shakerian，等[9]結合ISM和MICMAC模型對個體認知因素進行分析。

本文以模糊理論為基礎，細分綜合服務型物流園區選址的影響因素，并結合ISM模型進行分析，最終構建出一個分析對象的多層階梯有向連接模型。

1 物流園區選址影響因素

物流園區通常占地規模較大，園區內大型建筑較多且結構復雜，投資以及建設成本較高。對綜合服務型物流園區進行分析，需考慮物流設施、土地規模、物流功能、提供的服務、運營主體和園區企業標準等多方面，它是物流設施群以及物流服務商在地區上的集結地[6]。本文將其中的關鍵因素歸納為：市場因素、成本因素、社會影響因素、政策因素、區位因素等5類進行討論。

1.1 市場因素

對擬建立的物流園區所在的市場進行分析是必然的。其中的一大影響因素來源于現有的競爭對手。考慮擬選擇地區的競爭對手，不僅需要分析對手的市場占有率和市場定位，還要分析他們的發展潛力以及是否會對新園區帶來協調或競爭作用。另外，建立新的物流園區，競爭對手將以怎樣的方式應對，需要對雙向影響進行綜合考慮。

已有研究表明，不同行政區的總體經濟發展水平（包括地區生產總值、地區消費品零售額等指標）與快遞物流需求之間存在一定的相關性[10]。總體而言，經濟發展較快、發展程度越高的地區對快遞市場更有可能具有重要潛力，同時也帶動地區相關物流行業的發展。

1.2 成本因素

分析物流園區選址的主要目標之一就是控制成本。成本不僅包括用地、物流設施等的投資和建設成本，還包括后續作業過程中的隱性成本。考慮選址及運營問題時必然要控制成本。人力資源管理貫穿全過程，同時，物流園區的投資、建設、運營都離不開決策者、員工的參與，管理費用、員工費用等人工成本也是需要考慮的關鍵因素。與此同時，地區居民的文化水平、人均生產總值影響到勞動力的專業化水平、工資水平等，這些都是要綜合考慮的方面。除了考慮土地成本，還需要考慮當地的氣候等條件，這些都會對造價造成一定影響。

物流園區整合物流設施，提供綜合的物流服務，它的運轉離不開交通運輸綜合調度，因此，必然要考慮運輸成本和運營管理成本。物流園區建設中及建成后的運轉、管理過程中產生的支出，即運營成本，也是需要考慮的主要成本類型之一。

1.3 社會影響因素

不同國家及地區的居民有不同的生活習慣、消費水準、宗教信仰、文化水平等。新建一個物流園區時，這些因素未必對成本帶來直接的影響，但它必然會影響物流園區的勞動力供需條件以及物流需求等，以此影響整個物流園區的運作以及周邊各行業發展。

從可持續發展的角度考慮，對周圍居民帶來交通擁堵、噪音、廢氣等影響，同時，也給周圍生態環境帶來不小的變化，與周圍生態環境的協調程度同樣也是需要考慮的要素之一。

1.4 政策因素

物流園區投資數額大，園區本身效益低，回報周期長；同時，其與周邊地區的生產總值、生態環境等存在必然的聯系，輻射區域廣闊，綜合效益值高。因此，與比其他選址問題相比，這類選址問題中政策因素中占更重要的比例

在選址前，需要對幾個選址地點的政策環境進行慎重分析：考慮相關的法規條例以及具體的土地政策，是否有稅負減免等，是否有相配套的優惠政策。除此以外，考慮關于園區內入駐企業的相關地區政策也很有必要。由于綜合服務型物流園區的特殊性，政府常常通過優惠政策吸引和支持企業入駐園區，從而提升當地的綜合效益。

另外，產業鏈的發展情況、完整程度對整個園區的可持續發展起到不容忽視的支撐作用，因此，它也是影響物流園區建設和長期發展的要素。

1.5 區位因素

綜合服務型物流園區需要與各種行業、各個企業發生交易，因此，需要考慮附近的綜合交通樞紐及交通條件。園區與公路、水路的距離容易計算，可以計入交通運輸成本，運輸成本在成本因素中已進行討論，因此，在區位因素中不做重復考慮。然而，其與周邊的綜合運輸樞紐的影響復雜，涉及到對周邊地區的輻射、相互間的合作與競爭等情況，因此，單獨作為區位因素進行討論。

另外，平原、丘陵、高原等地的運輸成本、施工和運行的難度不同，部分地形可能需要對滑坡、流沙等突發事件做出防護，地形也制約著物流園區的場地形狀、大小等。

2 Fuzzy-ISM方法

2.1 模糊理論

模糊理論（Fuzzy Theory）是針對不確定性和模糊性建立一個新的框架，用專家系統等方式對不同的選擇進行分析、排名，廣泛應用于決策問題中，其基本思想是用隸屬度來表示切合程度[11]。U是一個論域，U中元素都與A(x)∈[0,1]對應，可使用μ(x)表示A(x)的隸屬度，隸屬度越接近1，則表示x屬于A(x)的程度越高。

直覺模糊理論（Intuitionistic Fuzzy Theory）即在僅考慮隸屬度的傳統模糊理論基礎上，增加了非隸屬度這一維度，它克服了傳統模糊集的部分缺點[12]。以μ(x)∈[0,1]和v(x)∈[0,1]分別表示隸屬度和非隸屬度。設θ(x)=μ(x)-ν(x)表示隸屬度和非隸屬度的差值。

定義1：設給定一個論域X，則X上的一個直覺模糊集A(x)為，其中μ(x)：

2.2 ISM模型

ISM解釋結構模型（Interpretative Structural Modeling，ISM）是一種處理復雜系統的有效方法，通過將系統變量層級分解的方法，把復雜系統轉變成容易理解的圖標形式，是一種用于分析多因素相互之間復雜關系的靜態分析方法[13]。該方法首先定義指標，運用德爾菲法、頭腦風暴等群決策方法將要素間關系進一步深化，進而確定這些要素間包含的內在邏輯關系。

2.3 Fuzzy-ISM模型

首先對影響因素進行分析，將幾類因素細分為二級關鍵指標Ci，根據直覺模糊理論得到每對變量之間相互關系的隸屬度μ(x)和非隸屬度v(x)，建立評價矩陣，其中：μ(x)∈[0,1]，v(x)∈[0,1]。

計算隸屬度與非隸屬度的差值θ(x)。

將評價矩陣與特定閾值α、β比較，得到鄰接矩陣，其中xij∈{0,1}。

I是單位矩陣，根據布爾代數法則對可達矩陣進行計算，得到

同理計算可得到：

當滿足公式（5）時，得到可達矩陣M，其中mij∈{0,1}。

可達矩陣中，從元素Ci出發，能夠到達的Cj元素組成的集合稱為元素Ci的可達集；能夠出發到達Cj元素的Ci元素組成的集合稱為Cj的先行集，據此求出每個元素的可達集和先行集。可達集和先行集的交集即可行集。可達集與可行集一致的指標作為第一層級指標，原可達矩陣中去除這些指標后，同理得到第一層級指標，直到所有指標全部劃分。

2.4 算例分析

針對物流園區選址的五類影響因素，將五個類別細分為13個主要的具體因素（見表1），再根據上面提出的Fuzzy-ISM方法得到影響因素的不同層級，將不同層次歸類為直接、間接、根本性因素，根據因素間的相互關系得到最終分析結果。

表1 物流園區選址的影響因素

結合模糊理論，通過頭腦風暴法獲得13個影響因素對應的二級指標間相互影響評價矩陣，見表2。

表2 二級指標影響程度評價矩陣

根據公式（1）得到的隸屬度與非隸屬度的差值θ(x)矩陣，見表3。

表3 隸屬度與非隸屬度的差值θ(x)矩陣

根據公式（2）得到二級指標鄰接矩陣，本文取閾值α=0.5，β=0.2，隨后得到二級指標鄰接矩陣，見表4。

表4 二級指標鄰接矩陣

根據式（5），計算得到影響因素二級指標的可達矩陣，見表5。

表5 二級指標可達矩陣

根據二級指標可達矩陣，得到可達解、先行解、可行解，見表6。

表6 二級指標的可達集、先行集、可行集

指標C1、C2、C4、C5、C6的可達集與可行集一致，因此得到第一層級指標為C1、C2、C4、C5、C6。剔除可達矩陣中的這三個指標后，重復上述步驟，找到可達集與可行集一致的指標，作為第二層級指標C3、C8。同理，最終得到第一層級至第七層級指標，見表7。

表7 第一至七層級指標

將影響因素的七個層級劃分為三類：表層直接因素、中層間接因素、深層根本因素。結合前面的分析，將第一層級指標歸類為表層直接因素；將第二、三、四層級歸類為中層間接因素；將第五、六、七層級歸類為深層根本因素。得到基于模糊理論和解釋結構模型的分析結果，由有向連接圖進行表示，如圖1所示。

圖1 物流園區選址影響因素有向連接圖

3 結語

（1）在物流園區選址的影響因素中，地形因素、地區政策支持、運營成本是深層次的因素，對物流園區選址起到了深層次的根本性作用。

地形因素是影響物流園區最根本的因素。地形因素在很大程度上影響建設成本和運輸成本。合理運用地形地貌等區位優勢，可以更好支撐物流園區長遠發展。產業的政策支持對物流園區的直接影響較小，但它能通過影響各類成本以及相關產業的發展間接影響物流園區的發展，且影響時間較長。運營成本伴隨著園區的初期建設和建成后的各個方面，它不僅僅包含園區運轉的成本支出，同時也對園區的管理模式、其他成本、社會影響等存在潛在影響。

（2）物流園區與周圍生態環境的協調程度、產業鏈完整程度、周邊綜合交通樞紐及交通條件、地區生產總值、對周圍居民帶來的影響對物流園區選址有一定影響，然而它們并非影響選址的表面因素或根本性因素。

產業鏈完整程度和地區政策類似，它支撐著物流園區的長遠發展，在一定程度上決定了成本的投入和經濟回報。

物流園區與周邊綜合交通樞紐、交通條件之間的影響較為復雜，容易受到運輸成本、地區政策支持等因素的間接影響，它在很大程度上決定了運輸成本的多少，改變了一部分人工成本。交通條件影響物流園區本身發展的同時，也影響著競爭對手的成本支出、發展情況、未來潛力等。同時，與綜合交通樞紐間的距離與地區消費品零售額之間存在著雙向影響關系。地區生產總值包含的數值類型眾多，因此它的影響因素較復雜，在考慮選址問題時可以適當考慮，并非根本原因。

（3）現有競爭對手的影響、地區消費品零售額、人工成本、建設成本、運輸成本則是對物流園區進行選址時經常考慮的因素，它們是影響物流園區選址的較為直接的表層因素。

現有競爭對手的影響、地區消費品零售額均屬于市場因素，容易受其他因素影響而發生改變。人工成本靈活性較高，物流園區完成選址之后，可以通過外部招聘、培訓、改變運行模式等方式改變人工成本，建設成本對物流園區的影響時間較短，而運輸成本更多地取決于地形因素、綜合交通樞紐的距離以及和不同多式聯運組合的配合。

（4）通過有向連接圖可以看出，在考慮綜合服務型物流園區的選址時，首先需要重點關注深層關鍵因素，同時適當考慮中間間接因素。表層因素更容易受到其他因素影響，可通過影響其他因素間接地改變這類較顯性的直接因素，因此減輕這類因素的考慮程度，可以更加合理地做出決定。