基于改進Shapley值的風電零部件供應商合作利益分配研究

文/董福貴 劉依靜 李婉瑩

一、引言

面臨日益激烈的外部環境，企業在合作中擴大競爭優勢的同時，如何合理、公平地分配合作利益，決定著聯盟中企業的積極性及聯盟的持續發展， Shapley值法作為經典的合作博弈理論，已被廣泛應用。文獻[1]加入風險因子修正利益分配方案。文獻[2]強調創新因素對Shapley分配值進行相應的改進作用。文獻[3]通過引入技術創新激勵指數，改進了Shapley值模型。文獻[4]有針對性的提出了地位效應、額外補貼、實施程度等因素修正模型。已有文獻沒有考慮實際環境下供應商企業合作收益的風險分析，同時仍缺乏具體針對風電零部件供應商企業合作特性的利益分配方案研究。

在總結已有研究成果的基礎上，本文以風力發電企業零部件供應商合作聯盟為例，在考慮風險承擔能力、基礎業務能力、增值服務能力、合作貢獻水平等因素的基礎上，采用層次分析法（AHP）-模糊綜合評價法，計算修正系數，調整利益分配區間值，使風電零部件供應商合作聯盟收益分配更加合理。

二、Shapley值利益分配模型

Shapley（沙普利）值法是Shapley L.S.[5]在1953年提出的用于解決多人合作對策問題的方法，此方法簡單有效地實現了聯盟利益在各企業成員間的合理分配[6]。基于Shapley值進行聯盟成員的利益分配體現了各盟員對聯盟總目標的貢獻程度，避免了分配中的平均主義，比任何一種單純的資源價值投入、資源配置效率、資源配置效率以及分配公平的分配方式都更合理、更公平，也體現了盟員之間的博弈過程[7]。現假設供應商組成供應合作聯盟，每一個供應商的加入都會給聯盟帶來收益增加，Shapley值法是指每一個企業在加入聯盟后，為聯盟整體帶來利益增值來分配企業成員的利益。

假設有n個企業以合作的形式組成合作聯盟集合N，S為N中的任一子集，表示聯盟成員組成的一個子聯盟， 為聯盟S的特征函數，代表聯盟S通過各成員的相互協作實現聯盟的最大利益。在聯盟S下各聯盟成員的利益分配 就稱為該企業的Shapley值，對于每一個合作博弈，都存在唯一的Shapley向量值 。Shapley向量值為

三、Shapley利益分配模型改進

1.利益分配的影響因素識別

Shapley值法雖然有助于通過考慮邊際收益來避免平均利益分配的問題，但仍存在限制，比如未考慮每名成員在供應鏈中對利益的影響程度。事實上，不同的供應商企業在合作博弈中的風險分擔、業務能力、增值服務能力、合作貢獻水平等方面都發揮著不同的作用。因此，必須要將以下因素融入評估系統，以確定更合理的利益分配比例。

風險分擔。收益是對承擔風險和提高效率的獎勵，在供應商企業合作聯盟中，通常用利益相關者投入的風險成本來確定風險承擔比例[8]。風險分擔的對應指標有:能力風險、企業市場信譽、應對危機風險能力、競爭風險、外部市場需求的不確定性、政策變動風險等因素。

（1）基礎業務能力

指企業在基礎生產上的相應業務能力。基礎業務能力的對應指標有：企業產品質量、企業產品價格、企業生產能力、企業市場表現、產品交付能力、企業生產柔性、企業財務狀況等因素。

（2）增值服務能力

指企業在滿足基礎生產水平后，為滿足客戶需求而具備的在信息、創新領域內所擁有的能力。增值服務能力對應的指標有：售后服務、響應能力、信息化程度、企業科研投入、企業研發人員等因素。

（3）合作貢獻水平

主要指合作聯盟企業在合作過程中對于相關合作事項的簽訂與履行的重視與參與意向。合作貢獻水平對應的指標有：戰略目標的一致性合作貢獻水平、相互之間的信任度、共同成長能力、組織結構的相容性、應對風險的能力、企業文化的融合性等影響因素。

2.指標體系及權重的確定

指標體系設立的合理性將直接決定評價結果的可信度和實用性。本文針對風電零部件供應商這一已知方向，將其普遍性影響因素與特性影響因素相結合，充分考慮風電零部件供應商在合作過程中所做出的貢獻及其相應需承擔的風險，同時結合[9]、[10]文獻中的指標，對本文的指標體系進行了進一步的補充和調整。本文結合了上述標準和文獻，立足于合作利益分配的全過程，將風險承擔能力、業務能力、增值服務能力、合作貢獻水平4個指標作為一級指標，并根據評價指標設計的科學性、系統性、可測性、獨立性等基本原則對上述4個一級指標因素進一步深化及細分[11]，建立了一套較為完善的風電零部件供應商合作利益分配評價指標體系（表1），并進一步深化各二級指標的內涵，通過層次分析法確定各指標因素的評價系數，具體步驟如下。

（1）構造AHP模型

定義準則層為B= (B1,B2,B3,B4)，根據準則層因素要求確定指標層，定義指標層為Cij= (C1 1,C1 2,...,C4 6),i= 1 ,2,3,4;j= 1 ,2,...,7。其指標體系見表1。

表1供應商合作聯盟利益分配指標體系在上述建立的風電零部件供應商合作利益分配指標體系中，定量指標與定性指標并存，其量化方式存在差別。對于定量指標，企業產品質量、企業生產能力、企業市場表現、產品交付能力、企業生產柔性、企業財務狀況、企業科研投入、企業研發人員可通過公式計算進行衡量。對于定性指標，采用專家投票打分法進行量化，邀請專家根據各指標的實際情況，按照評價等級V={不優秀，比較不優秀，中等，比較優秀，很優秀}進行投票，并對數據進行賦權量化，從而確定分值。為消除評價指標單位的影響，在得到定性指標和定量指標原始數據之后，需要對原始數據進行標準化處理，從而得到標準化決策數據[12]。

（2）構造判斷矩陣B

選擇行業專家對各指標進行評審，針對上一層的某個因素，對下一層的各個因素進行兩兩比較，形成比較判斷矩陣。

（3）計算各因素權重

（4）判斷矩陣的一致性檢驗

3.利益分配修正系數的確定

在確定了評價指標體系的基礎上，對風電零部件供應商合作利益分配的影響因素進行模糊綜合評價修正。

（1）確定評價因素為B=(B1，B2，B3，B4)，分別代表風險承擔能力業務能力、增值服務能力、合作貢獻水平；構造評語等級V=(V1，V3，V3，V4，V5)={不優秀，比較不優秀，中等，比較優秀，很優秀}。

（3）確定指標層和準則層的權重向量集D。

（4）引入向量D為決策集，D=R＊W，歸一化處理后得到向量D'。由D=D'VT，歸一化處理后得到即為利益分配的修正系數。

4.改進shapley值的利益分配計算

若不考慮修正因素，已知n個利益相關者對利益分配的影響是相同的，記為1/n。若考慮修正因素，則局中人k的修正系數為Pk'，且則因素修正前后的影響差值為：在考慮風險承擔能力、業務能力、增值服務能力、合作貢獻水平這四個因素后，表示若評價值高于原情況，分配更多收益的情況；表示若評價值低于原情況，減少分配的收益的情況；表示收益不需要調整的情況。

調整后參與方k的實際修正分配值為其中可以為正也可以為負，k為有k名局中人參與時的合作總收益。此時，局中人k獲得實際收益值為雖然修正后的總收益沒有改變，但利益分配的絕對值在局中人之間得到調整，分配方案更加合理。

四、算例分析

1.利益分配方案的確定

假設共有三家供給風電供應鏈中上游風電整機制造的不同種類零部件供應企業 ，其中若 這三家公司獨立供應可分別盈利如果A和B聯合供應，可獲利C和C聯合供應，可獲利聯合供應，可獲利聯合供應，可獲利那么三個公司一起合作供應零部件，根據Shapley值的概念建立利益分配模型，分別形成 公司的利益分配方案。共有3個成員，n=3。

表2 評價體系權重

根據上述數據可得，通過沒有計算綜合因子的Shapley值算出公司A,B,C合作獲利分別為：333.33萬元，233.33萬元，433.33萬元。

2.利益分配因素修正

綜合考慮風險分擔、業務能力、增值服務能力、合作貢獻水平等4個因素對利益分配的影響，采用模糊綜合評價法進行因素修正，選取專家對各因素的重要程度進行打分，評價等級V={不優秀，比較不優秀，中等，比較優秀，很優秀}= 。以A企業的準則層影響因素{風險承擔}為例，通過專家評分得到單因素模糊綜合評價矩陣為：

已知W1=[0.12 0.14 0.26 0.14 0.21 0.13]，由此可得D1=w1*R1= 。同理可計算出業務能力、增值服務能力、合作貢獻水平的評價結果向量形成準則層的評價矩陣為

準則層的評價向量W= ，則=，由于 ，所以不用進行歸一化處理，同理，分別求得公司B、C分別為:PB= 0.4903，PC=0.5010，經過歸一化后可得公司 的修正系數分別為33.98%、32.69%、33.40%，由此可得修正因子向量為

表3 成員A獲利情況分析表

表4 結果比較表 單位：（萬元）

綜合前面的計算，我們可以得出改進后的各企業利益分配額：

由此可得，考慮綜合因子修正后的供應鏈中零部件企業合作聯盟利益分配為X=(339.80，226.87，434.00）。

3.實證結果分析

綜合考慮風險承擔能力、業務能力、增值服務能力、合作貢獻水平4個因素后，A公司利益分配值有所增加，B公司利益分配值有所降低。分析發現，業務能力、增值服務能力對分配結果有一定影響，風險承擔能力、合作貢獻水平對分配結果影響顯著。針對風險分擔，企業主要承擔政策、法律、經濟等外部風險和大量內部風險。針對合作貢獻因素，在合作過程中，企業對于參與聯盟積極性、透明度與合作戰略性直接影響著聯盟能否能夠順利進行。由于各影響因素與利益分配均為正相關，A企業應當獲得相較于原來更高的利益分配比例，其分析與算例結果相符。

五、結語

合作聯盟是未來企業的發展方向，合理的利益分配會促進合作聯盟的成功開展。本文結合風電零部件供應商的實際情況，利用Shapley值法對合作企業間的收益進行分配，利用AHP-模糊綜合評價法對區間Shapley值進行修正，并進行算例驗證。實例應用發現：風險承擔能力、業務能力、增值服務能力、合作貢獻水平4個因素會影響利益分配比例，修正后利益分配額度在各個企業之間有一定程度的調整，其中A供應商的分配比例有所增加，B供應商的分配比例有所降低，C供應商的分配比例在原有的基礎上輕微增加。改進后的Shapley值更加合理，對于保證供應商聯盟利益分配的公平性具有一定的實用價值。