基于共識(shí)度決策的軍事物流配送中心選址研究*

晏湘濤 李 東 匡興華

(國(guó)防科技大學(xué)人文與社會(huì)科學(xué)學(xué)院1) 長(zhǎng)沙 410074) (國(guó)防科技大學(xué)信息系統(tǒng)與管理學(xué)院2) 長(zhǎng)沙 410073)

軍事物流配送中心(military logistics distribution center,M LDC)選址對(duì)軍事物資供應(yīng)具有全局性的影響[1-2].根據(jù)M LDC 選址的經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo),現(xiàn)有的利用層次進(jìn)行選址決策的研究一般與模糊數(shù)學(xué)方法相結(jié)合[3].韓慶蘭和梅運(yùn)先使用BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配送中心選址,使用sigmoid 函數(shù)作為傳遞函數(shù),采用地址條件等8 個(gè)指標(biāo)作為輸入指標(biāo)[4].曾慶成等人運(yùn)用遺傳算法與粒子群算法處理配送中心選址與車(chē)輛路徑一體優(yōu)化問(wèn)題[5].在軍事物流研究方面,研究者更多的關(guān)注戰(zhàn)時(shí)特殊環(huán)境對(duì)選址問(wèn)題的特殊要求.黃貴智等人提出一種基于隨機(jī)需求量的配送中心選址模型[6].王進(jìn)等人認(rèn)為要考慮M LDC 的軍事用途、經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效能,并使用灰色關(guān)聯(lián)分析研究選址決策問(wèn)題[7].現(xiàn)有文獻(xiàn)尚未注意到在M LDC 選址決策中,牽涉到多方面的利益,需要對(duì)多利益相關(guān)者進(jìn)行權(quán)衡.因此本文引入共識(shí)度決策模型,通過(guò)多目標(biāo)群決策的方法實(shí)現(xiàn)方案排序.

1 共識(shí)度決策模型

共識(shí)度決策方法[8-9]是層次分析法向群決策方向的擴(kuò)展,其基本思想是通過(guò)調(diào)整偏好使得專(zhuān)家之間能快速取得一致意見(jiàn).本文假設(shè)專(zhuān)家對(duì)各方案的評(píng)價(jià)值不會(huì)發(fā)生變化,各專(zhuān)家可以通過(guò)改變對(duì)各指標(biāo)的權(quán)重來(lái)改變方案排序.在這種假設(shè)下,可以在專(zhuān)家給出權(quán)重矩陣和評(píng)估矩陣后,計(jì)算各方案的支持度.此時(shí)的權(quán)重矩陣與初始權(quán)重矩陣的差距,即為偏好差異矩陣.偏好差異矩陣可以采取不同的策略進(jìn)行綜合,如果綜合值較大,即意味著取得某一方案的共識(shí)將導(dǎo)致專(zhuān)家對(duì)指標(biāo)權(quán)重的重大修改,說(shuō)明這種方案共識(shí)度不夠;如果能在很小的修改幅度后達(dá)成共識(shí),說(shuō)明此方案較優(yōu).共識(shí)度決策的一般流程如圖1 所示.

圖1 共識(shí)度決策的評(píng)估決策流程

在評(píng)價(jià)準(zhǔn)則已知的情況下,決策者們可以為評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)定各自的權(quán)重向量,形成權(quán)重矩陣;然后給出各自的評(píng)價(jià)矩陣,加權(quán)平均之后形成統(tǒng)一的評(píng)價(jià)矩陣;矩陣相乘得到基于評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的支持度矩陣,從而進(jìn)行決策.具體步驟如下.

步驟1會(huì)議組織者收集各利益相關(guān)者對(duì)項(xiàng)目評(píng)估決策問(wèn)題提出的方案和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則.專(zhuān)家集合E={e1,e2,…,em}.

步驟2會(huì)議組織者初步集成專(zhuān)家有共識(shí)的部分,簡(jiǎn)化、合并決策方案和評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,確定方案集為X={x1,x2,…,xn},C={c1,c2,…,cp}為準(zhǔn)則集,Wj為專(zhuān)家ej的指標(biāo)權(quán)重向量.根據(jù)項(xiàng)目利益相關(guān)者的多元偏好信息,建立評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重矩陣W.

步驟3獲得每個(gè)專(zhuān)家的評(píng)價(jià)矩陣EMj,加權(quán)平均后得到評(píng)價(jià)矩陣EM.將矩陣EM 和W 解模糊化,相乘得到方案支持度矩陣S=EM ×W,代表評(píng)估專(zhuān)家對(duì)各方案的評(píng)估值.

步驟4判斷支持度矩陣是否達(dá)到規(guī)定的共識(shí)度,若達(dá)到則產(chǎn)生決策方案;若未達(dá)到則轉(zhuǎn)入偏好調(diào)整程序.首先觀察支持度矩陣S.

根據(jù)支持度矩陣觀察最優(yōu)方案.它是指支持度矩陣中,存在行向量si=(sik)1×m:

即存在某一行向量,使得其中的每個(gè)分量都比其他行向量中的對(duì)應(yīng)分量都大,即意味著所有的專(zhuān)家都認(rèn)為這個(gè)方案優(yōu)于其他的方案,取得了共識(shí),決策過(guò)程結(jié)束.若不存在最優(yōu)方案,則通過(guò)構(gòu)造不同的權(quán)重矩陣,使得專(zhuān)家們一致支持某方案.通過(guò)比較初始權(quán)重矩陣和調(diào)整后權(quán)重矩陣的差別,可以判斷出支持某方案的共識(shí)度.

步驟5調(diào)整準(zhǔn)則權(quán)重矩陣Wd,并使用線性規(guī)劃的方法來(lái)求解.

首先考慮Wd(i)的第一列Wd(i)1=(a11,a21,…,ap1)T,則新的共識(shí)度矩陣S′的第一列為

要使專(zhuān)家們一致支持方案i,則

建立以下單目標(biāo)規(guī)劃

求解此線性規(guī)劃即得到Wd(i)的第一列,同理得到整個(gè)Wd(i)矩陣.

步驟6求得n 個(gè)Wd(i)矩陣后,建立n 個(gè)偏好差異矩陣D(i),D(i)中的元素為

步驟7根據(jù)D′(i)來(lái)決定方案的選擇.可以采用多種排序策略,例如方案偏差總和與專(zhuān)家最大偏差2 種策略.

2 軍事物流配送中心選址的利益相關(guān)者

考慮在一定的作戰(zhàn)地域中建立M LDC,保障某一方向上的作戰(zhàn)部隊(duì)物資供應(yīng).由來(lái)自作戰(zhàn)部隊(duì)、后勤部門(mén)、指揮機(jī)關(guān)、政府等4 個(gè)利益相關(guān)者構(gòu)成的決策群體進(jìn)行決策.

后勤部門(mén)最關(guān)注配送中心的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),包括:(1)功能完備,既有綜合性的配送中心設(shè)施,又有專(zhuān)業(yè)性(軍事性)的配送中心設(shè)施;(2)功能可靠,既能提供綜合性的服務(wù),又能提供專(zhuān)業(yè)性(軍事性)的服務(wù),特別是一些用于軍事特別用途物資的配送;(3)盡量使得多式聯(lián)運(yùn)協(xié)調(diào)、方便,可達(dá)性較好;(4)靠近交通主干道,特別是靠近高等級(jí)公路主干道出入口,力求運(yùn)輸距離最短.來(lái)自后勤部門(mén)的專(zhuān)家除了關(guān)心技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)外,對(duì)其他指標(biāo)的關(guān)注也比較均衡.

指揮機(jī)關(guān)最看重戰(zhàn)時(shí)配送中心的安全性和敏捷性,希望盡量保持持續(xù)作戰(zhàn)能力,然而受政治約束較大,對(duì)運(yùn)營(yíng)成本也的指標(biāo)也較高.

雖然戰(zhàn)爭(zhēng)決心很大,政府仍受到戰(zhàn)爭(zhēng)預(yù)算的強(qiáng)烈約束,對(duì)軍事物流配送中心的運(yùn)營(yíng)成本最為關(guān)心.如果出現(xiàn)物資供應(yīng)不及時(shí)而導(dǎo)致戰(zhàn)斗失利,政府也將面臨強(qiáng)大的民間壓力,所以對(duì)敏捷性也相當(dāng)關(guān)注.

3 算 例

考慮某次登陸戰(zhàn)役中開(kāi)辟登陸場(chǎng)、占領(lǐng)一定地域后,在占領(lǐng)區(qū)建立M LDC,保障某一方向上的作戰(zhàn)部隊(duì)物資供應(yīng).由來(lái)自作戰(zhàn)部隊(duì)(e1)、后勤部門(mén)(e2)、指揮機(jī)關(guān)(e3)、政府(e4)等4 個(gè)利益相關(guān)者構(gòu)成的決策群體進(jìn)行決策.評(píng)估指標(biāo)集C={c1,c2,c3,c4}.式中:c1為敏捷性;c2為技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo);c3為安全性;c4為運(yùn)營(yíng)成本.初始權(quán)重矩陣為

各專(zhuān)家根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)挑選出A,B,C,D 4 個(gè)地址作為M LDC 的候選方案,即候選地址集X ={x1,x2,x3,x4}并給出評(píng)價(jià)矩陣,見(jiàn)表1.

表1 專(zhuān)家評(píng)價(jià)矩陣

可求得支持度矩陣

觀察共識(shí)度矩陣S,發(fā)現(xiàn)沒(méi)有一個(gè)候選地址能夠得到專(zhuān)家的一致認(rèn)同.首先計(jì)算若一致同意在A 處建立M LDC,需要對(duì)權(quán)重矩陣進(jìn)行的修改幅度.構(gòu)造權(quán)重矩陣Wd(1),使得新生成的共識(shí)度矩陣S′中,第一行的元素大于所在列的其他元素.然后分別解得到Wd(2),Wd(3)和Wd(4).見(jiàn)表2 所列.

表2 權(quán)重調(diào)整矩陣

由D(i)=|Wd(i)ij-Wij|4×4,可得表3.

表3 權(quán)重偏差矩陣及排序策略

4 結(jié)果討論

首先比較兩種排序策略下,4 個(gè)候選地址的排名情況.地址C 和地址D 分列前兩名,但是地址A 和地址B 的次序發(fā)生變化.這時(shí)因?yàn)?地址A 在“方案偏差總和”方面優(yōu)于地址B;在“專(zhuān)家最大偏差”方面,專(zhuān)家A 需要對(duì)其權(quán)重做出最大的修改,可能導(dǎo)致4 位專(zhuān)家很難達(dá)成共識(shí),所以其排名落到了地址B 之后.然后比較不采取共識(shí)度決策方法的情況.取得各專(zhuān)家的指標(biāo)權(quán)重之后,可以合成為指標(biāo)權(quán)重(假設(shè)各專(zhuān)家的重要度相等) W=(w1,w2,w3,w4)=(0.3,0.19,0.28,0.23)T;評(píng)價(jià)矩陣EM 與權(quán)重向量相乘可得支持向量 S=(1.0039,0.9727,1.0168,0.9949)T;可得各方案優(yōu)劣程度為 x3＞x1＞x4＞x2.

這說(shuō)明不采用共識(shí)度決策方法時(shí),由于不考慮專(zhuān)家之間的共識(shí)程度,地址A 的排名提前了.這充分說(shuō)明了在某些需要達(dá)成較高共識(shí)的情況下,采用基于共識(shí)度決策的方法有其必要性.

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