基于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的協(xié)同物流系統(tǒng)研究

尹小勇

（東莞理工學(xué)院工商管理學(xué)院，廣東 東莞 523808）

0 引言

加入WTO后，我國(guó)對(duì)外資進(jìn)入物流產(chǎn)業(yè)的限制逐步去除，國(guó)際物流巨頭紛紛搶灘中國(guó)市場(chǎng)，而這些巨頭在我國(guó)物流市場(chǎng)搶占份額的主要方式一是并購(gòu)我國(guó)的一些優(yōu)質(zhì)物流企業(yè)；另一種主要方式是追隨其原先的跨國(guó)公司伙伴而來(lái)到中國(guó)物流市場(chǎng)。另外經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展給中國(guó)的消費(fèi)市場(chǎng)帶來(lái)了重大變化，包括市場(chǎng)需求的多樣性和多變性。在市場(chǎng)需求導(dǎo)向下，整個(gè)供應(yīng)鏈也發(fā)生了重大的改變：生產(chǎn)企業(yè)從傳統(tǒng)的事先規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)為JIT方式的敏捷制造，分銷渠道模式更多的是直銷、郵購(gòu)等直供模式，作為生產(chǎn)和分銷的重要支持環(huán)節(jié)-物流也要隨之發(fā)生改變，更多的是小批量、多批次的物流服務(wù)；而對(duì)我國(guó)物流企業(yè)來(lái)說(shuō)更要命的是一邊是油價(jià)的不斷攀升，一邊卻是由于供需信息的不對(duì)稱帶來(lái)的高企不下的空載率。面對(duì)著產(chǎn)業(yè)內(nèi)外的種種壓力，我國(guó)物流產(chǎn)業(yè)必須通過(guò)運(yùn)作模式的創(chuàng)新來(lái)應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。在我國(guó)，數(shù)量占大多數(shù)的中小物流企業(yè)可以在現(xiàn)代信息技術(shù)的幫助下，嘗試走一條合作發(fā)展之路。

1 基于互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同物流信息平臺(tái)模型及其網(wǎng)格化管理

按照中國(guó)工商局的最新統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)注冊(cè)的物流企業(yè)中，80%為中小物流企業(yè)[1]。對(duì)于這些資金實(shí)力和規(guī)模有限、管理能力低下的中小企業(yè)而言，采用非股權(quán)安排的聯(lián)盟作為其合作方式相較股權(quán)式的重組更具有現(xiàn)實(shí)性[2]。

1.1 基于互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同物流管理信息平臺(tái)

信息的不對(duì)稱性是物流企業(yè)的資源得不到充分利用的重要原因，而且即使在發(fā)達(dá)國(guó)家的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)氛圍中，也始終會(huì)存在“信息不對(duì)稱”問(wèn)題，所以物流信息平臺(tái)的構(gòu)建是整個(gè)物流聯(lián)盟運(yùn)行環(huán)境的核心，一方面通過(guò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了聯(lián)盟企業(yè)物流資源的共享，另一方面由于服務(wù)產(chǎn)品的生產(chǎn)和消費(fèi)是在供需雙方的互動(dòng)過(guò)程中完成的，所以物流服務(wù)需求方也會(huì)使用信息平臺(tái)，包括基于平臺(tái)的服務(wù)需求提交和對(duì)服務(wù)產(chǎn)品的監(jiān)控等。由于互聯(lián)網(wǎng)的普及，基于互聯(lián)網(wǎng)的物流聯(lián)盟信息平臺(tái)是一個(gè)理想的選擇。根據(jù)平臺(tái)主導(dǎo)方的不同，目前有兩種基于互聯(lián)網(wǎng)的物流聯(lián)盟信息平臺(tái)組織形式：

（1）由政府或行業(yè)協(xié)會(huì)組織的非盈利公用信息平臺(tái)

物流業(yè)是我國(guó)十大產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃中唯一的服務(wù)產(chǎn)業(yè)，很多城市和地區(qū)都已進(jìn)行或正在進(jìn)行公用物流信息平臺(tái)的規(guī)劃和建設(shè)，此類型的信息平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖1：

就像網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物的C2C平臺(tái)一樣，眾多物流企業(yè)都可以在這個(gè)共同的信息平臺(tái)上發(fā)布自己的資源信息（包括資源的狀況和使用的價(jià)格），這里面就有可能出現(xiàn)一些物流企業(yè)為了招攬到業(yè)務(wù)，而提供一些虛假信息；對(duì)于服務(wù)需求方而言，客戶可以自己在這個(gè)信息平臺(tái)上進(jìn)行資源的搜索并和資源擁有者分別進(jìn)行談判，這樣顯然增大了客戶獲得物流服務(wù)的成本，另外這種平臺(tái)模式最大的問(wèn)題是沒(méi)有對(duì)平臺(tái)上的物流資源進(jìn)行有效整合，來(lái)統(tǒng)一的面對(duì)客戶提供服務(wù)，這樣就根本談不上資源的協(xié)同使用，最多只是一個(gè)網(wǎng)上的集散市場(chǎng)而已。

（2）由企業(yè)主導(dǎo)的物流協(xié)同信息平臺(tái)

這種平臺(tái)模式是一種方案集成商模式[3]，由一個(gè)領(lǐng)頭的企業(yè)（盟主）進(jìn)行信息平臺(tái)建設(shè)，并對(duì)納入平臺(tái)體系的物流資源統(tǒng)一進(jìn)行協(xié)調(diào)配置。此種類型的平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖2：

圖1 非盈利公用信息平臺(tái)

圖2 企業(yè)主導(dǎo)的商業(yè)化物流協(xié)同信息平臺(tái)

此種模式類似于網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物的B2C平臺(tái)，客戶確定好自己的需求后，直接向B2C平臺(tái)的“B”下單就可以了，由于只和“盟主”接觸，客戶的“一站式”服務(wù)體驗(yàn)更好，而且最關(guān)鍵的是盟主對(duì)物流資源和所獲得的任務(wù)需求進(jìn)行了統(tǒng)籌匹配，使得每個(gè)物流需求在該系統(tǒng)范圍內(nèi)得到了最優(yōu)的服務(wù)。此種平臺(tái)模式是本文要詳細(xì)討論的。

1.2 協(xié)同物流網(wǎng)格化管理

協(xié)同系統(tǒng)一方面要面對(duì)隨機(jī)的、可能是零散的物流需求，另一方面要能管理動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的物流服務(wù)商的物流資源，而且這些物流需求方和服務(wù)方的信息系統(tǒng)很可能結(jié)構(gòu)異同，這就需要一個(gè)解決異構(gòu)系統(tǒng)間信息共享與資源協(xié)作的機(jī)制，網(wǎng)格技術(shù)的出現(xiàn)可以較好地解決這些問(wèn)題。根據(jù)網(wǎng)格計(jì)算之父—美國(guó)Ian Foster教授的定義，網(wǎng)格就是在動(dòng)態(tài)的、多機(jī)構(gòu)的虛擬組織中協(xié)調(diào)資源共享和問(wèn)題求解。而物流網(wǎng)格是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將地理上分散的物流硬件設(shè)施、軟件以及物流信息等資源進(jìn)行封裝和集成，將資源的異構(gòu)性和地理分布性屏蔽掉，以透明的方式為客戶提供各類物流服務(wù)(網(wǎng)格服務(wù))，最終實(shí)現(xiàn)各種物流資源的集成和優(yōu)化分配。本文提出了一個(gè)三層結(jié)構(gòu)的協(xié)同物流網(wǎng)格化管理平臺(tái)框架，見(jiàn)圖3。

（1）應(yīng) 用層：是物流業(yè)務(wù)中各用戶使用管理平臺(tái)的入口，用戶根據(jù)自身的權(quán)限登錄到平臺(tái)并進(jìn)行相關(guān)的使用。該層主要提供用戶登錄、資源發(fā)布、資源協(xié)同請(qǐng)求以及協(xié)同優(yōu)化信息的結(jié)果呈遞等功能。

（2）業(yè)務(wù)層：是管理平臺(tái)的業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn)層，對(duì)上接受用戶的信息輸入并進(jìn)行相關(guān)處理，對(duì)下進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢、注冊(cè)、更新等操作。

（3）數(shù)據(jù)層：為平臺(tái)提供必要的數(shù)據(jù)支持。該層的資源注冊(cè)庫(kù)保存了物流資源的網(wǎng)格服務(wù)形式的關(guān)鍵信息，以便提供查詢的相關(guān)信息，幫助用戶找到資源并實(shí)現(xiàn)資源綁定與調(diào)用；資源QoS庫(kù)是資源注冊(cè)庫(kù)中資源對(duì)應(yīng)的QoS信息，便于實(shí)現(xiàn)資源的動(dòng)態(tài)信息的更新以及實(shí)現(xiàn)資源的QoS擇優(yōu)。

圖3 物流網(wǎng)格化管理平臺(tái)框架

該協(xié)同物流網(wǎng)格體系把各種物流企業(yè)及資源設(shè)計(jì)成基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相連的一個(gè)一個(gè)的節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)格系統(tǒng)的資源管理機(jī)制有機(jī)結(jié)合起來(lái)，彼此協(xié)同，由網(wǎng)格計(jì)算出最優(yōu)的系統(tǒng)資源配置方案后，部分網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)在一定的時(shí)間內(nèi)為完成一定的物流任務(wù)達(dá)成彼此共識(shí)，臨時(shí)組建成虛擬的物流企業(yè)小聯(lián)盟。最終的結(jié)果可能是一段時(shí)間內(nèi)，一個(gè)物流服務(wù)商同時(shí)為多個(gè)客戶提供服務(wù)，而同一客戶也可能有多個(gè)物流服務(wù)商。當(dāng)任務(wù)完成后，小聯(lián)盟自動(dòng)解體，釋放資源，為以后的物流任務(wù)提供資源潛力。所以只要客戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)向物流網(wǎng)格提交服務(wù)請(qǐng)求后，就會(huì)由網(wǎng)格系統(tǒng)自動(dòng)生成物流解決方案，并且多個(gè)物流企業(yè)的協(xié)同作業(yè)將成為后臺(tái)作業(yè)，從而真正實(shí)現(xiàn)“一站式”上網(wǎng)，而不用客戶自己訪問(wèn)和比較各個(gè)物流企業(yè)的網(wǎng)站。

2 協(xié)同物流系統(tǒng)要回答的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題

2.1 誰(shuí)是“盟主”

在圖2的方案集成商模式中，物流整合商主要包括2類企業(yè)，一類是物流信息服務(wù)商，這些企業(yè)不直接參與物流的實(shí)操運(yùn)作，而是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、通信、無(wú)線射頻等現(xiàn)代技術(shù)對(duì)聯(lián)盟成員的物流資源統(tǒng)籌管理，以實(shí)現(xiàn)與客戶的需求達(dá)到系統(tǒng)最優(yōu)匹配，這些企業(yè)往往具有物流規(guī)劃咨詢和供應(yīng)鏈系統(tǒng)集成的功能，也就是所謂的第四方物流；第二類物流系統(tǒng)整合商是具有某些物流實(shí)操功能（比如運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)等）的規(guī)模較大的第三方物流企業(yè)，比如云南的浩宏物流和脫胎于TCL物流部門的速必達(dá)，考慮到對(duì)自身物流資源的利益追逐，這些“盟主”企業(yè)在進(jìn)行協(xié)同系統(tǒng)的資源配置時(shí)有可能會(huì)有失公允，所以這些物流整合企業(yè)有時(shí)被稱之為“準(zhǔn)第四方物流”。目前來(lái)看,真正能夠?qū)⑽锪鲄f(xié)同推向社會(huì)化、集約化方向發(fā)展的更有可能是充當(dāng)著純粹“裁判員”角色的第一類物流整合商，即第四方物流。

聯(lián)盟的建立有賴于盟主的號(hào)召力，而最好的號(hào)召力就是盟主自身的影響能夠帶來(lái)穩(wěn)定的服務(wù)需求。比如我國(guó)最大的網(wǎng)購(gòu)平臺(tái)淘寶基于物流資源整合的初衷推出了“物流寶”系統(tǒng)，而淘寶的強(qiáng)大客戶流量吸引了包括星晨急便、五洲在線、深圳華強(qiáng)等快遞公司進(jìn)駐“物流寶”集成平臺(tái)。目前“物流寶”只是建立了一個(gè)物流配送環(huán)節(jié)的協(xié)同系統(tǒng)，離全面的社會(huì)物流資源系統(tǒng)化整合還有相當(dāng)距離，這也是其他第四方物流企業(yè)還有機(jī)會(huì)的原因。

2.2 哪些企業(yè)可以成為聯(lián)盟成員

既然是社會(huì)物流系統(tǒng)的全面整合，參與協(xié)同系統(tǒng)的物流企業(yè)既應(yīng)該包括業(yè)務(wù)功能互為補(bǔ)充的企業(yè)也應(yīng)該包括相同、相似業(yè)務(wù)功能的企業(yè)。根據(jù)哈佛商學(xué)院教授邁克爾·波特的新“價(jià)值鏈”觀點(diǎn)，在分析合作成員對(duì)“價(jià)值鏈”的貢獻(xiàn)時(shí)，合作策略可以分為基于互補(bǔ)性合作和基于相似性合作[4]。互補(bǔ)性合作指合作的伙伴具有不同核心能力，通過(guò)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)來(lái)完成合作項(xiàng)目的價(jià)值鏈活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)價(jià)值鏈的優(yōu)化；而相似性合作指合作伙伴具有相似的核心能力或資源，完成相同的價(jià)值鏈活動(dòng)，這樣在短時(shí)間內(nèi)可以形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)，從而達(dá)到分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，降低成本的目的。所以各種類型的物流企業(yè)、甚至包括非物流企業(yè)比如一個(gè)車隊(duì)都可以以自身?yè)碛械奈锪髻Y源加入聯(lián)盟系統(tǒng)，當(dāng)然協(xié)同系統(tǒng)的組織者即“盟主”必須對(duì)加盟企業(yè)進(jìn)行可信性認(rèn)證，具體可通過(guò)資源可信性認(rèn)證和企業(yè)可信性認(rèn)證相結(jié)合的方法來(lái)進(jìn)行[5]。

2.3 如何對(duì)加盟的物流資源進(jìn)行監(jiān)管

在圖3的三層結(jié)構(gòu)物流網(wǎng)格管理體系中，各種類型的物流資源信息通過(guò)“注冊(cè)錄入中心”抽象為統(tǒng)一的語(yǔ)義實(shí)體。這里物流資源需要注冊(cè)的信息包括服務(wù)資源的各種能力信息，比如倉(cāng)儲(chǔ)服務(wù)商所能提供的倉(cāng)儲(chǔ)服務(wù)種類、倉(cāng)庫(kù)位置、最大存儲(chǔ)能力、有效時(shí)間等信息，而運(yùn)輸服務(wù)商需要提供有效運(yùn)輸資源的種類、型號(hào)、最大運(yùn)輸能力、服務(wù)距離與時(shí)間、有效運(yùn)輸工具當(dāng)前的地理位置等信息。很明顯各種物流資源的有效注冊(cè)是實(shí)現(xiàn)物流資源監(jiān)管的關(guān)鍵。而所謂的資源“注冊(cè)”決不能采用效率低下且通常非理性的人工方式，必須通過(guò)自動(dòng)化、智能化的方式實(shí)現(xiàn)。比如在車輛和貨物上貼上RFID（射頻識(shí)別）電子標(biāo)簽，并在貨車上配備GPS接收機(jī)和GSM信息終端。發(fā)貨時(shí)，將車輛和貨物的基本信息通過(guò)RFID讀寫器存入運(yùn)輸調(diào)度中心的信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，在運(yùn)輸途中，RFID標(biāo)簽閱讀器每隔一段固定時(shí)間就以一定的頻率自動(dòng)無(wú)線掃描車輛和貨物的RFID電子標(biāo)簽，并將掃描的信息存入車載GSM信息終端，同時(shí)，將通過(guò)GPS技術(shù)獲得的車輛位置信息也存入車載GSM信息終端[6]，由GSM信息終端將車、貨的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息無(wú)線發(fā)送給企業(yè)的信息數(shù)據(jù)庫(kù)，而物流企業(yè)的信息數(shù)據(jù)庫(kù)（包括運(yùn)輸調(diào)度中心的信息數(shù)據(jù)庫(kù)）接入到了協(xié)同物流網(wǎng)格體系中，從而實(shí)現(xiàn)了協(xié)同系統(tǒng)對(duì)加盟物流資源的有效監(jiān)管，當(dāng)然這些物流服務(wù)的狀態(tài)信息同樣可以被客戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)自主獲取。

3 一個(gè)簡(jiǎn)化的協(xié)同系統(tǒng)運(yùn)輸優(yōu)化決策模型

考慮到物流服務(wù)的主要內(nèi)容是“運(yùn)輸”和“倉(cāng)儲(chǔ)”兩個(gè)部分，倉(cāng)儲(chǔ)決策相對(duì)靜態(tài)、確定，而運(yùn)輸決策則具有動(dòng)態(tài)和復(fù)雜性，所以這里討論一個(gè)“運(yùn)輸”的優(yōu)化決策問(wèn)題，該決策模型構(gòu)造成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)圖，用G=[V,A，C]表示，其中V={v1,v2,v3,…vi}為點(diǎn)集，表示經(jīng)過(guò)聚類整合的物流任務(wù)[7]的起始地、目的地、和中轉(zhuǎn)地；A={a12(1),a12(2),…aij(k)—i≠j}為弧集，表示協(xié)同模式下運(yùn)輸車輛可能通過(guò)的線路段集合，aij(k)表示第i、j城市間的第k個(gè)物流供應(yīng)商承擔(dān)的運(yùn)輸線路（兩個(gè)城市間往往有多個(gè)物流供應(yīng)商），C={cij—(i,j)∈A}為費(fèi)用矩陣，cij表示協(xié)同運(yùn)輸車輛在對(duì)應(yīng)運(yùn)輸線路（弧段）(i,j)上的費(fèi)用，該費(fèi)用定義為多維權(quán)(C，T，P)，其中C為運(yùn)費(fèi)價(jià)格信息；T為運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間信息，包括始發(fā)時(shí)間、在途時(shí)間和裝卸時(shí)間；P為物流能力信息，包括運(yùn)輸載體的載重及尺寸。優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)為Min Z費(fèi)用=F(V,A)，約束條件為∑＞0，這里的約束條件既包括客戶對(duì)物流服務(wù)的費(fèi)用、時(shí)間和完成方式的要求也可以包括物流服務(wù)商對(duì)承接的服務(wù)任務(wù)提出要求。

在圖4的有向網(wǎng)絡(luò)圖中，v1為起始地，v2，v3為中轉(zhuǎn)地，v4為目的地；城市 v1、v2間，v1、v3間，v2、v4間，v3、v4間分別有 1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)和4個(gè)物流供應(yīng)商。每一條通路對(duì)應(yīng)著一個(gè)可選的運(yùn)輸路徑方案，這時(shí)候該模型的求解就是在有向圖中找到總費(fèi)用最小的漢密爾頓(Hamilton)回路，具體算法可以用基于非累計(jì)約束與累計(jì)約束剪枝的搜索方法（即分枝定界法）來(lái)求得最優(yōu)解[8]。

模型中是簡(jiǎn)化的單向圖，但我們知道實(shí)踐中，很有可能出現(xiàn)的是雙向的物流服務(wù)需求，比如除了模型中的單向運(yùn)輸需求還有逆向的運(yùn)輸需求，對(duì)于這種復(fù)雜的情況，我們可以在系統(tǒng)運(yùn)輸能力和客戶要求間進(jìn)行適當(dāng)協(xié)調(diào)，即既非完全按照客戶要求，也非完全考慮服務(wù)提供方的利益來(lái)安排運(yùn)輸任務(wù)，這時(shí)建立的模型可以在圖4模型的基礎(chǔ)上參照新的約束條件（主要是累計(jì)逆向運(yùn)輸量要小于車輛載量）建立[9]。而且當(dāng)模型涉及的中轉(zhuǎn)城市和第三方物流供應(yīng)商很多時(shí)，類似的車輛路徑規(guī)劃問(wèn)題（VRP）屬于典型的NP問(wèn)題，諸如分枝定界法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法的精確求解算法將不再勝任，而必須采用智能優(yōu)化算法，如遺傳算法（GA）[10]、蟻群算法(Ant colony algorithm,ACA)[11]和遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等[12]。本文中對(duì)這些算法技術(shù)細(xì)節(jié)暫不討論。

據(jù)研究，在一個(gè)涉及規(guī)模為7000條線路的物流任務(wù)中，一個(gè)設(shè)計(jì)良好的運(yùn)輸優(yōu)化決策方案大約能節(jié)約600萬(wàn)美金。此外，在2006年的時(shí)候，美國(guó)已經(jīng)有此類成熟的物流協(xié)同優(yōu)化引擎，能夠解決的問(wèn)題規(guī)模如下[13]：

（1）16萬(wàn)物品（線路）

（2）30萬(wàn)特殊條件（包括物流服務(wù)需求方和物流服務(wù)提供方的）

（3）260萬(wàn)個(gè)報(bào)價(jià)（每個(gè)3PL都可以結(jié)合不同的物品或線路提出自己的物流服務(wù)價(jià)格）

可見(jiàn)此類的物流協(xié)同系統(tǒng)通過(guò)資源優(yōu)化方案的實(shí)施可以節(jié)約巨大的成本，而這些節(jié)約的成本可以分配到物流服務(wù)需求方、物流服務(wù)提供方和協(xié)同平臺(tái)提供方（作為協(xié)同系統(tǒng)的“盟主”,雖然不直接參與物流的實(shí)操運(yùn)作，但可以考慮在對(duì)物流協(xié)同信息平臺(tái)搭建和維護(hù)的成本收益分析的基礎(chǔ)上，對(duì)每筆物流任務(wù)的最終收益按一定比例提取“傭金”）。這是一個(gè)多贏的結(jié)局，協(xié)同系統(tǒng)的價(jià)值顯而易見(jiàn)。

圖4 物流協(xié)同系統(tǒng)中的運(yùn)輸優(yōu)化決策簡(jiǎn)化模型示例

4 結(jié)語(yǔ)

目前我國(guó)協(xié)同物流管理更多的是停留在理論研究階段，一個(gè)切合實(shí)際的協(xié)同物流管理系統(tǒng)除了有賴于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展外，更重要的是要解決我國(guó)物流產(chǎn)業(yè)條塊分割、地方保護(hù)主義等根本性的體制問(wèn)題，這樣才能最終實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、改善交通擁阻的整個(gè)社會(huì)最優(yōu)的和諧局面。

[1]中國(guó)物流產(chǎn)業(yè)網(wǎng).不得不說(shuō)的秘密——中小物流企業(yè)潛規(guī)則亂象調(diào)查.[EB/OL].http://www.xd56b.com:8080/zgwlcyw/mainnews/szyw_zw.jsp?NewsID=115318&Classid=2302.

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