基于層次分析法的物流運(yùn)輸方式優(yōu)化*

徐　強(qiáng)

(河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 經(jīng)濟(jì)貿(mào)易系,河南 新鄉(xiāng) 453000)

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基于層次分析法的物流運(yùn)輸方式優(yōu)化*

徐強(qiáng)

(河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 經(jīng)濟(jì)貿(mào)易系,河南 新鄉(xiāng) 453000)

摘要：運(yùn)輸是物流的中心環(huán)節(jié)，企業(yè)物流運(yùn)輸合理化是企業(yè)降低物流成本的重要途徑之一。文章運(yùn)用層次分析法對(duì)鐵路、公路、水上、航空四種運(yùn)輸方式進(jìn)行了優(yōu)化模型的構(gòu)建，從經(jīng)濟(jì)性、及時(shí)性、安全性、便利性方面分析了影響運(yùn)輸方式選擇的因素，并對(duì)每層次中各單元相對(duì)重要性給出了判斷，從而使決策者運(yùn)用層次分析法選擇最合適的運(yùn)輸方式。

關(guān)鍵詞：物流運(yùn)輸；層次分析法；優(yōu)化運(yùn)輸方式

運(yùn)輸創(chuàng)造物流空間效用，物流運(yùn)輸?shù)暮侠砘翘岣呶锪餍?、降低物流成本的關(guān)鍵，那么對(duì)于物流運(yùn)輸方式的選擇便顯得尤為重要。當(dāng)前不同的運(yùn)輸方式在運(yùn)輸速度、運(yùn)輸能力、可靠性等方面有著不同的特點(diǎn)，一旦物流運(yùn)輸方式選擇不恰當(dāng)便會(huì)產(chǎn)生不同的額外成本和客戶服務(wù)水平。因此,物流企業(yè)為了降低成本提升效益，對(duì)運(yùn)輸方式的優(yōu)化是企業(yè)在做出運(yùn)輸決策時(shí)首先要解決的問題。

1物流與物流運(yùn)輸方式

1.1物流運(yùn)輸方式協(xié)調(diào)運(yùn)作

運(yùn)輸是通過火車、汽車、輪船、飛機(jī)等交通工具使貨物在物流節(jié)點(diǎn)之間流動(dòng)，其中包括集貨、分配、搬運(yùn)、中轉(zhuǎn)、裝卸等操作，具體在不同地區(qū)，以轉(zhuǎn)換貨物時(shí)空為目標(biāo)的作業(yè)。同時(shí)，物流運(yùn)輸根據(jù)運(yùn)輸方式的不同，可以把運(yùn)輸分為鐵路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸、水上運(yùn)輸、航空運(yùn)輸和管道運(yùn)輸?shù)任宕筮\(yùn)輸方式。針對(duì)五大運(yùn)輸合理的選擇需要考慮貨物的種類、量的大小、距離的長短、時(shí)間的限制、成本的高低等因素，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)貨物運(yùn)輸?shù)姆较?、載運(yùn)量和組織運(yùn)輸路線協(xié)調(diào)。對(duì)于物流運(yùn)輸工具選擇時(shí)，首先要考慮市場(chǎng)需求的載運(yùn)量和運(yùn)輸路線所承受的最大運(yùn)量相協(xié)調(diào)；其次要考慮貨物運(yùn)輸方向及載運(yùn)量的大小和運(yùn)輸工具及所采取的運(yùn)輸路線相協(xié)調(diào)；最后還要權(quán)衡同一運(yùn)輸路線和相同載運(yùn)量運(yùn)輸工具的經(jīng)濟(jì)效益，不但要對(duì)運(yùn)輸工具的載運(yùn)量作比較，還要對(duì)運(yùn)輸工具所耗費(fèi)的資源從經(jīng)濟(jì)層面考慮[1]53-93。

(2) 運(yùn)輸工具載運(yùn)貨物量大小協(xié)調(diào)。不同運(yùn)輸工具具有不同的屬性，各種運(yùn)輸工具結(jié)構(gòu)布置的不同所體現(xiàn)出來的特性也不同，這就要求物流運(yùn)輸工具做到自身的合理組織和協(xié)調(diào)配合，同時(shí)還要去和其他運(yùn)輸工具進(jìn)行組合，做到兼顧車輛與車輛的有效銜接，盡可能實(shí)現(xiàn)高層次全方位的協(xié)調(diào)。

(3) 根據(jù)貨物屬性合理組織運(yùn)輸工具協(xié)調(diào)。有多少種運(yùn)輸工具幾乎就會(huì)存在多少種運(yùn)輸方式，貨物運(yùn)輸工具的選擇必須要考慮到貨物的屬性，根據(jù)屬性的特殊要求安排車輛，即在考慮貨物屬性的基礎(chǔ)上對(duì)載運(yùn)工具有效地協(xié)調(diào)。貨物的屬性嚴(yán)重制約著運(yùn)輸工具方面的選擇乃至物流作業(yè)層面的合理運(yùn)營，尤其是對(duì)于貨物聯(lián)運(yùn)的任務(wù)務(wù)必做好前期工作。

(4) 貨物的運(yùn)費(fèi)和貨運(yùn)價(jià)格協(xié)調(diào)。從人的本能出發(fā)，影響客戶選擇運(yùn)輸工具的關(guān)鍵因素是貨物運(yùn)費(fèi)和運(yùn)輸價(jià)位，如果貨物運(yùn)輸方式的載運(yùn)實(shí)力能夠使客戶滿意，往往很多潛在的客戶將從自己的立場(chǎng)綜合考慮選擇何種運(yùn)輸方式進(jìn)行貨物的載運(yùn)。因此貨物的運(yùn)費(fèi)和貨運(yùn)價(jià)格之間能否合理地協(xié)調(diào)會(huì)影響客戶滿意度，只有在運(yùn)費(fèi)和價(jià)格上做到有效協(xié)調(diào)才能贏得更大的市場(chǎng)份額。

1.2運(yùn)輸工具選擇性分析

(1) 物流作業(yè)中貨物接發(fā)所協(xié)定的時(shí)限。貨物接發(fā)協(xié)定的時(shí)限必須與貨物到達(dá)終端的時(shí)間綁定，保障貨物準(zhǔn)時(shí)準(zhǔn)點(diǎn)的運(yùn)輸；同時(shí)還要深入調(diào)查所有運(yùn)輸工具正常運(yùn)轉(zhuǎn)所消耗的時(shí)間，根據(jù)最短的時(shí)間差選擇貨物采用的運(yùn)輸方式。對(duì)于所有貨物運(yùn)輸工具來說，可以根據(jù)自身的有效速度來安排運(yùn)轉(zhuǎn)的最短時(shí)間與貨物需要終端配送的時(shí)間之和，就得出貨物正常運(yùn)轉(zhuǎn)的作業(yè)時(shí)間。

(2) 載運(yùn)的貨物類別。對(duì)于倉庫所儲(chǔ)存貨物的屬性，應(yīng)該體現(xiàn)在該貨物的包裝條款中，突出該貨物品種應(yīng)該運(yùn)用恰當(dāng)?shù)?、符合該貨物屬性的運(yùn)輸方式。

(3) 物流運(yùn)轉(zhuǎn)的費(fèi)用。物流運(yùn)輸所用的費(fèi)用因貨物的屬性、路途遠(yuǎn)近的距離而異，貨物所采用的運(yùn)輸工具不同，所消耗的物流費(fèi)用也不同。物流作業(yè)的費(fèi)用重點(diǎn)要考慮貨物的運(yùn)費(fèi)和其他環(huán)節(jié)的費(fèi)用平衡，不能單從貨物運(yùn)費(fèi)的立場(chǎng)去組織運(yùn)輸工具，而是要根據(jù)物流作業(yè)的全局去權(quán)衡[4]。

(4) 運(yùn)輸距離。從運(yùn)輸距離的遠(yuǎn)近可以參考下列數(shù)據(jù):適合公路運(yùn)輸?shù)姆秶窃?00公里內(nèi)；可選擇鐵路交通運(yùn)輸方式的幅度在300-500公里內(nèi)；航空運(yùn)輸僅適用于500公里開外。

(5) 貨物載運(yùn)量的大小。大的載運(yùn)量所耗的費(fèi)用小，力求使貨物統(tǒng)一運(yùn)到終端客戶身邊，如果為了使整個(gè)物流運(yùn)營費(fèi)用最小，那么與貨物采用的運(yùn)輸工具是否合理密切相關(guān)。

2層次分析法

層次分析法(Analytic hierarchy process,AHP)是美國運(yùn)籌學(xué)家沙旦(A.L.Saaty)在20世紀(jì)70年代初提出并于80年代初引入我國。AHP法的核心思想是初步把較煩瑣的問題引入的因素具體化為層次，以同層次引入的諸要素按照某一準(zhǔn)則兩兩比較判斷其重要性，以此計(jì)算各層要素的權(quán)重；最后根據(jù)組合權(quán)重并按最大權(quán)重原則確定最優(yōu)方案。其基本出發(fā)點(diǎn)是根據(jù)對(duì)各因素之間的重要程度進(jìn)行量化，再通過對(duì)量化結(jié)果的處理得到各因素對(duì)總目標(biāo)影響的排序，該排序以數(shù)字的形式表現(xiàn)出來，清晰地顯示了對(duì)總目標(biāo)的重要程度。其主要步驟首先是將決策問題分層(目標(biāo)層、方案層、準(zhǔn)則層)；其次通過相互比較確定各準(zhǔn)則目標(biāo)及各方案每一準(zhǔn)則的權(quán)重；最后將方案層對(duì)準(zhǔn)則層的權(quán)重及準(zhǔn)則層對(duì)目標(biāo)層的權(quán)重進(jìn)行綜合，最終確定方案層對(duì)目標(biāo)層的權(quán)重[2]。

首先建立遞結(jié)層次等級(jí)模型。先對(duì)問題所涉及的元素進(jìn)行分類，然后構(gòu)造一個(gè)各元素之間相互關(guān)聯(lián)的層次，第1層為最高層，該層次中僅一個(gè)元素是對(duì)某問題詳細(xì)分析，稱為總目標(biāo)層。第2層為中間層，即衡量總目標(biāo)能否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)層，也稱為準(zhǔn)則層。第3層為方案層，該層次包括為達(dá)到目的供選擇的各種措施，也稱為措施層或方案層。層次的遞結(jié)結(jié)構(gòu)模型如圖1所示：

圖1　層次的遞結(jié)結(jié)構(gòu)模型

表1　判斷矩陣標(biāo)度及重要等級(jí)

再次,程度等級(jí)比較的計(jì)算。對(duì)于目標(biāo)要素為準(zhǔn)則測(cè)評(píng)同一層次的要素重要程度由求解判斷矩陣E的特征值求得。由于求解起來很煩瑣,而且實(shí)際上只能獲得對(duì)E粗略的推算,因此推算其精確特征值是沒有必要的。本文采用求根法計(jì)算特征值的近似值。計(jì)算判斷矩陣A每行元素乘積的n次方根[2]。具體公式為(1):

(1)

(2)

最后是權(quán)重向量的求解與一致性檢驗(yàn)。比較矩陣E相應(yīng)的λmax特征向量作為權(quán)向量W,即EW=W,經(jīng)過規(guī)劃后,便為相同等級(jí)對(duì)應(yīng)的元素與上面層次某元素重要程度的排序值。比較矩陣是否具有一致性可用隨機(jī)一致性指標(biāo)來檢驗(yàn)。根據(jù)AHP原理,可以利用λmax和n之差檢驗(yàn)一致性,其計(jì)算標(biāo)度的公式為:

(3)

式中:CI——一致性指標(biāo)

n——判斷矩陣E的維數(shù)

CR——一致性比率

RI——隨機(jī)一致性指標(biāo),參考值可以通過表2查出。

表2　(修正值)系統(tǒng)一致性參數(shù)

當(dāng)CR<0.1時(shí),那么該比較矩陣的一致性通過檢驗(yàn),反之須校正比較矩陣,達(dá)到其具有的一致性。

3層次分析法(AHP)優(yōu)化運(yùn)輸方式

首先建立綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。影響運(yùn)輸方式選擇的因素很多,主要從物流運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性、及時(shí)性、便利性、安全性等方面權(quán)衡[3]。

(1) 經(jīng)濟(jì)性。在物流運(yùn)輸作業(yè)中物流運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性表現(xiàn)在運(yùn)輸成本方面。對(duì)于貨物的近距離運(yùn)輸,公路運(yùn)輸費(fèi)用比較低;中長途貨物運(yùn)輸鐵路運(yùn)輸費(fèi)用較大;且長途運(yùn)輸耗費(fèi)時(shí)間較多,宜選擇航空運(yùn)輸。

(2) 時(shí)限性。時(shí)限性表現(xiàn)在貨物的運(yùn)輸速度快慢和到貨時(shí)間限定。貨物運(yùn)輸工具最大的技術(shù)強(qiáng)度往往會(huì)受到其運(yùn)輸產(chǎn)生的阻力、運(yùn)輸工具自身的能力、運(yùn)輸工具最大載運(yùn)量的能力及高速度的承受能力與外界環(huán)境易控制性等條件的制約。

(3) 便利性。一般指運(yùn)輸網(wǎng)路的密度和覆蓋面,也就是選擇某種特定的運(yùn)輸方式的方便程度。一般情況下鐵路和公路的便利性比較強(qiáng),空運(yùn)的便利性受到航線的影響,而水運(yùn)受到自然條件的限制,相對(duì)來說便利性較差。

(4) 安全性。從整個(gè)物流運(yùn)作層面來說,運(yùn)載貨物的大卡車在保護(hù)貨物的安全方面勝過其他運(yùn)輸工具,因?yàn)榭ㄜ嚹軌驅(qū)崿F(xiàn)門到門的運(yùn)輸,而不需要中途中轉(zhuǎn)、裝卸和搬運(yùn)。

其次構(gòu)建層次分析模型。

(1) 明確運(yùn)輸方式選擇的影響因素。該模型的建立主要依據(jù)兩個(gè)假設(shè)條件:可供物流公司選擇的物流運(yùn)輸方式僅有公路、鐵路、水路、航空運(yùn)輸,公司在選擇物流運(yùn)輸方式時(shí)僅考慮運(yùn)輸?shù)陌踩?、及時(shí)性、經(jīng)濟(jì)性、便利性，暫不考慮其他因素影響。

(2)建立遞階層次結(jié)構(gòu)。按照對(duì)問題的分析和理解,本文對(duì)問題所包括的因素根據(jù)是否具有共性將其分組,并將其之間的共性作為系統(tǒng)中新的層次(即準(zhǔn)則層)中的一些因素,而這些因素本身也根據(jù)另外的特性組合起來,形成更高層次因素。層級(jí)的劃分要根據(jù)情況而定,一般包括總目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、方案層,現(xiàn)以選擇合理的運(yùn)輸方式為最高總目標(biāo)層來構(gòu)建層次分析模型(見圖2)。

圖2　遞階層次結(jié)構(gòu)模型

在圖中最高層為總目標(biāo)層,即決策的總目標(biāo)是選擇合理的運(yùn)輸方式;第二層為準(zhǔn)則層,即為實(shí)現(xiàn)總目標(biāo)所要考慮的因素、條件、決策的準(zhǔn)則;第三層為最底層方案層,根據(jù)考慮因素的特性做決策時(shí)的備選方案。在選擇運(yùn)輸方式時(shí),結(jié)合某物流公司的運(yùn)營現(xiàn)狀,往往在保障貨物運(yùn)輸安全的基礎(chǔ)上權(quán)衡貨物的運(yùn)輸成本和時(shí)限,客戶滿意的情況下再重點(diǎn)考慮最小費(fèi)用的運(yùn)輸方式。所以選擇運(yùn)輸方式可以采用經(jīng)濟(jì)性H1、及時(shí)性H2、便利性H3和安全性H4等四個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

(3) 構(gòu)建相關(guān)的判斷矩陣

根據(jù)遞階層次結(jié)構(gòu)圖、專家建議構(gòu)建相應(yīng)的判斷矩陣:

同理

W=(W1,W2,W3,W4)T=(0.30,0.121,0.056,0.523)T為判斷矩陣的特征向量。計(jì)算判斷矩陣的最大特征向量:

(CW1)=1×0.30+3×0.121+5×0.056+1/2×0.523=1.205

同理 (CW2)=0.495, (CW3)=0.231, (CW4)=2.122

則有

λmax1=4.030, λmax2=4.091, λmax3=4.096,λmax4=4.056

=1.208/4×0.30+0.495/4×0.121+

0.231/4×0.056+2.122/4×0.523

=4.068

根據(jù)上述的運(yùn)算的方法依據(jù)比較矩陣求出相關(guān)的數(shù)據(jù):求出準(zhǔn)則層H1-H4的權(quán)重,方案層P總重要度的數(shù)據(jù),并將相關(guān)數(shù)據(jù)排序進(jìn)行比較,最終得出最佳方案,物流公司以便決策[4]。

(責(zé)任編輯楊文忠)

參考文獻(xiàn):

[1]林方明,馬建軍,龐淵.物流配送決策中的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題研究[J].山西建筑,2004(05):36-48.

[2]胡松評(píng).運(yùn)輸方式選擇的決策模型[J].物流科技,2010(01):31-44.

[3]胡列格,何其超,劉中.物流運(yùn)籌學(xué)[M].北京：電子工業(yè)出版社,2012.

[4]張彧.中國物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化之我見[J].物流技術(shù)與應(yīng)用,2010(04):4-8.

Based on the Analytic Hierarchy Process Optimization of the Logistics Enterprise Mode of Transportation

XU Qiang

(Department of Economic Trade, Henan Mechanical and Electrical Engineering College, Xinxiang 453000,China)

Abstract:Transportation is a central part of the logistics, and the rationalization of enterprise logistics transportation is one of the important ways to reduce logistics cost. Using the analytic hierarchy process (AHP) of railway, highway, water, air, four modes of transport for the construction of the optimization model, from economy, timeliness, security, convenience aspects analysis the factors affecting the choice of transportation, and of every level of each unit of relative importance given to judge, and make the decision by using analytic hierarchy process (AHP) to choose the most appropriate transportation.

Key words:logistics transportation; analytic hierarchy process; to optimize the mode of transportation

中圖分類號(hào)：F506

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-2093(2015)06-0052-05

作者簡介：徐強(qiáng)(1984-),男,河南滑縣人，助教，碩士，主要從事物流管理研究。

*收稿日期：2014-12-15