物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)利潤分配研究

焦 薇,劉 凱

(北京交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院,北京100044)

物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)利潤分配研究

焦 薇,劉 凱*

(北京交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院,北京100044)

物流園區(qū)作為物流系統(tǒng)的重要節(jié)點(diǎn)設(shè)施,為了實(shí)現(xiàn)降低成本、資源互補(bǔ)、利益共享、風(fēng)險共擔(dān),從而更好地滿足第三方物流市場多元化、復(fù)雜化需求的目的,開始從單純的競爭走向合作.物流園區(qū)結(jié)成合作共生系統(tǒng)后,面臨的一個重要問題就是如何公平合理地分配合作利潤.本文首先對影響利潤分配的要素進(jìn)行分析.然后,建立了基于滿意度的不對稱Nash利益分配協(xié)商模型,并通過引入合作成功概率的Shapley值法,確定該模型中的重要參數(shù),并最終建立物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)利潤分配模型.最后,將該模型運(yùn)用于具體算例,并對結(jié)果進(jìn)行分析.計(jì)算結(jié)果表明,物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)利潤分配模型,可以有效地解決物流園區(qū)合作的利潤分配問題.

物流工程;利潤分配;Nash協(xié)商模型;物流園區(qū);合作;共生系統(tǒng)

1 引 言

“共生”一詞來源于希臘語.共生的概念首先由德國真菌學(xué)家德貝里(Anton de Bary)于1879年提出,是指不同種屬按某種物質(zhì)聯(lián)系而生活在一起[1].物流園區(qū)的合作共生系統(tǒng)是在資源有限的條件下,具備條件的多個物流園區(qū),為實(shí)現(xiàn)降低成本、提高物流服務(wù)水平、增加市場占有率、共同挖掘潛在利潤的目的,密切分工合作、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,同類物流資源共享、異類物流資源優(yōu)勢互補(bǔ),在互通有無的過程中,創(chuàng)造整體競爭優(yōu)勢,使得各個物流園區(qū)和整個共生系統(tǒng)的資源配置效率和全局效益實(shí)現(xiàn)最大化.物流園區(qū)通過合作,將過去的輸贏關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)榛ハ嘈湃?、風(fēng)險共擔(dān)、收益共享的共贏關(guān)系.

物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)是一個利益共享、風(fēng)險共擔(dān)、優(yōu)勢互補(bǔ)的物流聯(lián)盟.物流園區(qū)結(jié)成合作共生系統(tǒng)的根本動力是能夠獲取額外收益.參與合作的物流園區(qū)均為獨(dú)立的經(jīng)濟(jì)個體,追求利益最大化是其重要的特征.公平合理的分配制度能夠激發(fā)物流園區(qū)的合作積極性,為后續(xù)共生系統(tǒng)穩(wěn)定、健康、高效運(yùn)作奠定良好的基礎(chǔ).反之,物流園區(qū)不僅不會有參與合作意愿,甚至還會產(chǎn)生投機(jī)行為,嚴(yán)重影響合作共生系統(tǒng)的正常運(yùn)營和各相關(guān)物流園區(qū)的市場聲譽(yù).因此,制定合理的利潤分配機(jī)制是物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)需要解決的重點(diǎn)問題[2,3].

2 物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)利潤分配要素

物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)的利潤分配要素,就是在合作成員之間分配總利潤時,應(yīng)當(dāng)考慮的因素是利潤分配的基本依據(jù).

(1)總利潤.

物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)是由在各物流環(huán)節(jié)上占據(jù)比較優(yōu)勢的物流園區(qū)組成的.物流園區(qū)因物流業(yè)務(wù)緊密地聯(lián)系在一起,每位成員的表現(xiàn)與整體業(yè)績息息相關(guān).物流園區(qū)通過合作產(chǎn)生的總利潤由所有成員共同創(chuàng)造、也應(yīng)一同分享.

(2)合作共生系統(tǒng)中物流園區(qū)的貢獻(xiàn).

盡管在通常情況下,物流園區(qū)合作關(guān)系結(jié)成之初,就已有初步的分配方案.但是,利潤分配的實(shí)際操作中,還是應(yīng)該以各物流園區(qū)的現(xiàn)實(shí)貢獻(xiàn)大小為依據(jù).這樣,既能保護(hù)物流園區(qū)參與合作的積極性,又能體現(xiàn)多勞多得原則.物流業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)眾多、涉及面廣的特點(diǎn),使物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)面對不確定事件的幾率大大增加.在基于貢獻(xiàn)的分配制度下,當(dāng)面對突發(fā)情況時,物流園區(qū)在利益的驅(qū)使下,能夠主動尋求解決方案,避免消極怠工,從而保證合作共生系統(tǒng)的可靠性.

(3)合作成功概率.

即使物流園區(qū)都具有合作的意愿,但是由于其合作、協(xié)調(diào)能力的制約,最后不一定全部都能合作成功.如果與合作、協(xié)調(diào)能力較強(qiáng)的物流園區(qū)合作,不但合作成功率較高,而且合作收益也會相應(yīng)增加.因?yàn)榕c這些物流園區(qū)合作,不僅減少了共生系統(tǒng)搜尋合作成員的成本,而且會降低物流園區(qū)之間協(xié)調(diào)時的內(nèi)耗.從這個角度講,合作性強(qiáng)的物流園區(qū),對合作收益做出了一定貢獻(xiàn),理應(yīng)在利潤分配時予以傾斜,從而有助于合作收益的公平、合理分配[4,5].

(4)參與合作的物流園區(qū)滿意度.

合理的利潤分配制度對于每個參與合作的物流園區(qū)都具有雙重激勵作用.在物質(zhì)層面,合作成員獲得了與其付出相匹配的、現(xiàn)金形式的獎勵;在精神層面,成員自身價值獲得了整個共生系統(tǒng)的一致肯定.在這種情況下,合作成員會對利潤分配制度有一個較高的滿意度.滿意度是參與合作的成員對于利潤分配制度的整體認(rèn)可程度,將直接影響物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性.

實(shí)際上,物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)是一個開放的動態(tài)系統(tǒng),其總利潤受自然、經(jīng)濟(jì)、社會等多重因素的影響.上述4項(xiàng)要素只是其中相對重要的幾項(xiàng).進(jìn)行合作成員之間的利潤分配時,應(yīng)當(dāng)盡可能多的將影響因素考慮在內(nèi),以求最大限度地保證利潤分配機(jī)制的合理性.

3 物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)利潤分配模型

物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)的利潤分配不是某個物流園區(qū)獨(dú)立決定,而是由所有參與者經(jīng)過共同協(xié)商,達(dá)成一致.所以,此共生系統(tǒng)的利潤分配,屬于合作博弈情形下,多主體協(xié)商的利益分配問題.對于此問題,Nash曾提出Nash協(xié)商模型[6],該模型能夠保證利潤分配的公平合理.但是,對于物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)而言,其利潤分配機(jī)制除了保證公平、合理外,最大限度令成員滿意也是維系合作關(guān)系的重要動力之一.因此,這里建立基于滿意度的不對稱Nash利潤分配協(xié)商模型.

3.1 基于滿意度的不對稱Nash利潤分配協(xié)商模型

(1)模型中符號說明和假設(shè).

為闡述問題方便,首先對模型中的符號統(tǒng)一說明.

pi——物流園區(qū)i實(shí)際利潤分配值,i=1,2,…,n;

I——物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)的總利潤值;

si——物流園區(qū)i對實(shí)際利潤分配的滿意度;

Z——共生系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù);

wi——物流園區(qū)i重要程度權(quán)重,

模型是對現(xiàn)實(shí)情況的抽象描述,建立在一定假設(shè)條件的前提下.物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)的利潤分配模型符合如下假設(shè)條件:

(a)物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)由n個物流園區(qū)共同構(gòu)成,各個物流園區(qū)平等、友好、誠信地合作;

(b)各個物流園區(qū)均清楚任意幾個物流園區(qū)合作時所獲取的利潤;

(c)物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)的理想利潤分配方案為

因?yàn)榭偫麧櫈镮,所以各成員需要通過協(xié)商解決最終的利潤分配方案;

(d)流園區(qū)合作共生系統(tǒng)的臨界利潤分配方案為

物流園區(qū)參與合作的基本前提是合作收益不能少于臨界利潤分配值,即.如果,則無法結(jié)成合作關(guān)系.

(2)模型建立.

物流園區(qū)i對實(shí)際利潤分配的滿意度為si

根據(jù)假設(shè)條件(d)可知,需要滿足pi＜p-i;否則,物流園區(qū)i不會參與合作.因此,物流園區(qū)i對利潤分配的臨界滿意度可定義為

顯然,si-的值越大,參與合作物流園區(qū)的滿意度越高.

基于滿意度的不對稱Nash利潤分配協(xié)商模型為

式(1)是一個非線性規(guī)劃問題,可利用Kuhn-Tucker條件解此非線性規(guī)劃問題,得出最優(yōu)解.其Lagrange方程為

式中 r1i、r2i≥0;λ為實(shí)數(shù).

式(2)的Kuhn-Tucker條件為

當(dāng)r1i=r2i=0時,式(1)取得極值點(diǎn),即K-T點(diǎn),此時式(3)變?yōu)?/p>

解式(4)得

3.2 模型中相關(guān)參數(shù)的確定

物流園區(qū)參與合作的目的和動力是獲取盡可能多的利潤收益.實(shí)際上,每一個物流園區(qū)都設(shè)想能夠獲取全部合作利潤(盡管不現(xiàn)實(shí)).所以,第i個物流園區(qū)理想利潤分配值為,在最理想的條件下

①在一個參與成員數(shù)量為n的合作關(guān)系中,如果成員j(j=1,2,…,n)提出的合作利潤分配方案為[7]

式中 φij——成員j提出的方案中,成員i(i=1, 2,…,n)應(yīng)分配的合作利潤收益.

1953 年,著名博弈論專家L.S.Shapley提出了用于解決多人合作問題價值分配的數(shù)學(xué)方法,稱為Shapley值法.Shapley指出:當(dāng)n個人參與一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)活動時,對于其中若干人員的每一種組合方式,均會獲得相應(yīng)收益.如果參與經(jīng)濟(jì)活動人員之間為非對抗關(guān)系時,合作人數(shù)增加不會使收益減少.合理、公平的利潤分配應(yīng)該是合作者的貢獻(xiàn)加權(quán)平均值,即

式中 M——包含物流園區(qū)i的一切合作關(guān)系;

n——所有局中人的數(shù)量;

v(M)——合作關(guān)系M的收益;

v(M/i)——合作關(guān)系M中,如果沒有物流園區(qū)i參與時的收益;

v(M)-v(M/i)——物流園區(qū)i對合作收益的貢獻(xiàn).

在前文對影響利潤分配要素的分析中,已經(jīng)提出物流園區(qū)的合作性會對系統(tǒng)的整體收益產(chǎn)生影響,應(yīng)該納入利潤分配的考慮范圍.因此,共生系統(tǒng)中的利潤分配應(yīng)為:包含物流園區(qū)i的一切合作關(guān)系所創(chuàng)造的利潤與該合作關(guān)系的成功概率之積.引入合作成功概率的Shapley值法可表達(dá)為

式中 ki——包含物流園區(qū)i的一切合作關(guān)系的成功概率.

(3)物流園區(qū)i重要程度權(quán)重wi.

借助層次分析法(AHP)確定物流園區(qū)i重要程度權(quán)重wi.

Step 1 構(gòu)造判斷矩陣.

采用1-9標(biāo)度法,對各個物流園區(qū)在完成某項(xiàng)物流任務(wù)時的相對重要性程度進(jìn)行劃分,如表1所示.

表1 指標(biāo)重要性標(biāo)度值Table 1 Indicators of the importance of scale value

Step 2 采用方根法對判斷矩陣進(jìn)行單層次排序.方根法公式為

Step 3 一致性檢驗(yàn)CI(Consistency Index).

式中 λmax——判斷矩陣的最大特征值;

n——矩陣階數(shù). Step 4 檢驗(yàn)判斷矩陣的相對一致性CR (Consistency Ratio).

平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI取值只與判斷矩陣的階數(shù)n有關(guān),如表2所示.

當(dāng)CR＜0.1時,判斷矩陣的一致性可接受;當(dāng)CR≥0.1時,需要調(diào)整判斷矩陣,直至CR＜0.1.

將式(6)和式(8)代入式(1)中,物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)利潤分配模型為

表2 判斷矩陣RI取值Table 2 RI value of judgment matrix

式(9)的最優(yōu)解為

4 算例分析

物流園區(qū)A、B、C為同一經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)實(shí)力相當(dāng)、且各具優(yōu)勢的3個物流園區(qū).為了能夠優(yōu)勢互補(bǔ)、降低運(yùn)營成本、增加收益、提升整體競爭力,它們結(jié)成合作共生系統(tǒng).對于同一項(xiàng)物流業(yè)務(wù),由不同物流園區(qū)完成時,共生系統(tǒng)的利潤及物流園區(qū)之間合作成功概率如表3所示.現(xiàn)在,此項(xiàng)物流業(yè)務(wù)由物流園區(qū)A、B、C共同完成,在這項(xiàng)物流業(yè)務(wù)中, 3個物流園區(qū)的相對重要程度判斷矩陣及權(quán)重如表4所示.

表3 物流園區(qū)合作收益Table 3 Receipts of cooperation

表4 物流園區(qū)重要程度判斷矩陣及權(quán)重Table 4 Important degree and weight of logistics parks judgment matrix

根據(jù)式(8),可得物流園區(qū)A所能接受的最低利潤分配值

同理,物流園區(qū)B、C所能接受的最低利潤分配值

根據(jù)物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)利潤分配模型及其最優(yōu)解,即式(9)、式(10),可得物流園區(qū)A分配的利潤為

同理可得,物流園區(qū)B、C分配的利潤為

綜上所述,物流園區(qū)A、B、C在不同情況下的利潤分配如表5所示.

表5 物流園區(qū)利潤分配表Table 5 Profit allocation of logistic park(萬元)

從表5可以看出物流園區(qū)A、B、C合作完成一項(xiàng)物流業(yè)務(wù)后,對總利潤240萬元進(jìn)行了分配.物流園區(qū)實(shí)際利潤分配值不僅均高于期望值,而且比獨(dú)立運(yùn)營時的收益有較大幅度的增長.這與物流園區(qū)參與合作的初衷一致,合作成員對利潤分配結(jié)果滿意度較高.值得注意的是,盡管物流園區(qū)C獨(dú)立運(yùn)營時的利潤是三者中最小的,且合作時重要性程度最低,但是其合作利潤相比獨(dú)立運(yùn)營利潤的增長幅度最大,達(dá)到了268%.出現(xiàn)此情況的原因在于物流園區(qū)C的合作能力較強(qiáng),與其合作的風(fēng)險低.這一點(diǎn)從表3可以看出:物流園區(qū)A與物流園區(qū)B合作成功的概率為0.8,而與物流園區(qū)C合作成功概率為0.85;與此相對應(yīng),物流園區(qū)B與物流園區(qū)A合作成功概率為0.8,與物流園區(qū)C合作成功概率為0.9.合作低風(fēng)險率是合作伙伴對合作共生系統(tǒng)的無形貢獻(xiàn),物流園區(qū)C從這種無形貢獻(xiàn)中分配到更多的利潤.

5 研究結(jié)論

物流園區(qū)通過合作,將過去單純的輸贏關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)險共擔(dān)、收益共享的共贏關(guān)系,并建立了物流園區(qū)合作共生系統(tǒng).該共生系統(tǒng)需要解決的首要問題就是如何確定一個公平、合理的利潤分配機(jī)制.本文將合作共生系統(tǒng)總利潤、共生關(guān)系中各物流園區(qū)的貢獻(xiàn)、合作成功概率、參與合作的物流園區(qū)滿意度等利潤分配要素作為分配依據(jù),基于Nash協(xié)商模型和Shapley值法建立物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)利潤分配模型,并將該模型應(yīng)用于具體算例.算例結(jié)果表明,物流園區(qū)合作共生系統(tǒng)利潤分配模型兼顧了上述利潤分配要素,具有一定的科學(xué)性,可以作為共生系統(tǒng)利潤分配的參考依據(jù).

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Profit Distribution for Logistics Park Cooperative Symbiotic System

JIAO Wei,LIU Kai
(School of Traffic and Transportation,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China)

The logistics park is an important node in the logistics system.It is necessary to reduce the cost and risk of its operation.In this way,the benefits from such synergy can be shared by stakeholders, particularly,the diverse third party logistics market is demanding.The operation of the logistic park usually begins with a simple competition mode but ends up with collaboration.This paper focuses on the method of distributing the benefits generated from the logistics park.The factors affecting the distribution of benefits are first analyzed.A negotiation model,based on the Nash's negotiation model,is used together with a probability model(Shapley's Value in game theory)to determine important parameters of successful cooperation in the model.The fusion of the two models can be further developed into a new benefit sharing model for Logistics Park,named the collaborative symbiotic benefits distribution model(CSBD).Finally, the CSBD is applied to specific cases and calibrated.The results show that the CSBD can effectively solve the complicated issue of the distribution of collaborative benefits of the stakeholders.

logistics engineering;profit distribution;Nash negotiation model;logistic park;cooperation; symbiotic system

F252Document code: A

F252

A

1009-6744(2013)04-0036-06

2013-02-06

2013-02-28錄用日期:2013-03-11

焦薇(1982-),女,山東濟(jì)南人,博士生.

*通訊作者:kliu@bjtu.edu.cn