基于投入主導(dǎo)DEA模型的我國(guó)沿海主要港口物流效率研究

趙冰梅+高磊+任冬

[摘 要]采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法中的CCR、BCC 與超效率模型，對(duì) 2012年我國(guó)15個(gè)沿海主要港口的物流效率進(jìn)行了實(shí)證研究。結(jié)果表明，我國(guó)沿海主要港口的總體物流效率較低，主要原因是港口的規(guī)模效率沒有達(dá)到最優(yōu)。其中，華東地區(qū)港口由于發(fā)展較早，規(guī)模龐大，現(xiàn)有規(guī)模已經(jīng)超過最佳規(guī)模，呈現(xiàn)出規(guī)模效益遞減，其物流效率最為低下，應(yīng)在合理擴(kuò)大規(guī)模的基礎(chǔ)上，努力提高產(chǎn)出，深度發(fā)掘港口吞吐能力，提升物流效率。

[關(guān)鍵詞]投入主導(dǎo)DEA；數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法 （DEA）；物流效率

[中圖分類號(hào)] F270 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

一、 引言

物流業(yè)的發(fā)展對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展非常重要。我國(guó)擁有1.8萬公里海岸線，11萬公里內(nèi)河航道，承擔(dān)著9%的國(guó)內(nèi)貿(mào)易貨物運(yùn)輸和85%以上的對(duì)外貿(mào)易貨物運(yùn)輸，沿海、沿江有1460多個(gè)商港，可見港口物流作為聯(lián)結(jié)國(guó)內(nèi)外水陸運(yùn)輸?shù)暮诵牡匚?。港口物流是水運(yùn)模式下的現(xiàn)代物流集成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了供應(yīng)鏈物資流通整體系統(tǒng)中基礎(chǔ)的物流支持和附加的增值服務(wù)功能。改革開放以來，我國(guó)港口的基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模明顯擴(kuò)大，生產(chǎn)能力顯著增強(qiáng)，港口數(shù)量和泊位數(shù)量居世界前列。我國(guó)港口吞吐量和集裝箱吞吐量已經(jīng)連續(xù)8年保持世界第一，擁有20個(gè)億噸大港。但是在追求總量不斷攀升的同時(shí)，隨著港口規(guī)模日益擴(kuò)大，其物流效率卻難以保持較高水平。

物流效率對(duì)于企業(yè)來說指的是物流系統(tǒng)能否在一定的服務(wù)水平下滿足客戶的要求，也指物流系統(tǒng)的整體構(gòu)建。港口物流效率是指在投入一定的基礎(chǔ)上，產(chǎn)出最大化或者在產(chǎn)出一定的基礎(chǔ)上，投入最小化。對(duì)于效率的研究，主要采取的方法有參數(shù)法和非參數(shù)法。徐超（2005）利用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法（Data Envelopment Analysis，簡(jiǎn)稱DEA）對(duì)我國(guó)第三方物流效率進(jìn)行測(cè)度評(píng)價(jià)，得出我國(guó)物流行業(yè)普遍存在純技術(shù)效率低、規(guī)模效率低的結(jié)論。孫瑛和赫勇指出效率評(píng)價(jià)對(duì)物流行業(yè)的重要意義，運(yùn)用DEA對(duì)物流企業(yè)效率進(jìn)行排名，并分析了影響企業(yè)效率的關(guān)鍵因素。王曉慧（2013）同時(shí)運(yùn)用主成分分析法和DEA測(cè)度了我國(guó)沿海港口的效率，得出我國(guó)港口效率不均衡，應(yīng)改變發(fā)展模式的結(jié)論。本文選用非參數(shù)法中比較有代表性的DEA 對(duì)我國(guó)沿海主要港口的物流效率進(jìn)行測(cè)度分析。

二、DEA方法介紹

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法（DEA ）是一種根據(jù)多項(xiàng)投入與產(chǎn)出指標(biāo)，利用線性規(guī)劃方法，對(duì)具有可比性的同種類型單位進(jìn)行相對(duì)有效性評(píng)價(jià)的數(shù)量分析法。1978年，DEA方法及其模型由美國(guó)著名運(yùn)籌學(xué)家A.Charnes和W.W.Cooper提出，之后被廣泛應(yīng)用于不同的行業(yè)與部門，在處理多指標(biāo)投入與產(chǎn)出方面展現(xiàn)出得天獨(dú)厚的優(yōu)越性。自第一個(gè)DEA模型——C2R模型提出之后，DEA方法及其模型被廣泛應(yīng)用于有效性的評(píng)價(jià)，并不斷得到完善，之后又相繼產(chǎn)生了BCC-DEA、超效率DEA、DEA-Malmquist等諸多模型。

1.CCR模型

（1）

其中， 分別為松弛變量； 為非阿基米德無窮小量，在計(jì)算時(shí)取正無窮小（如 = ）； 為第 決策單元的第 項(xiàng)投入， 為第 決策單元的第 項(xiàng)產(chǎn)出。在DEA模型中，稱被評(píng)價(jià)單位為決策單元（Decision Making Unit——DMU）。

對(duì)具有 的CCR對(duì)偶輸入模型，可根據(jù)以下規(guī)則來判斷DEA的有效性：

1.若 ，則 為DEA無效；

2.若 ， ，則 僅為弱DEA有效；

3.若 ， ， 則 為DEA有效。

2.BCC模型

對(duì)于無效的決策單元，很難分辨出是由純技術(shù)無效還是規(guī)模無效導(dǎo)致的。1984年，Banker、Charnes和Cooper進(jìn)一步提出了BCC模型，通過對(duì) 值進(jìn)行上限約束，將技術(shù)效率分解為規(guī)模效率和純技術(shù)效率，因而增加了決策的準(zhǔn)確性。

（2）

3.超效率模型

傳統(tǒng)的DEA模型在效率評(píng)價(jià)應(yīng)用中，可能會(huì)出現(xiàn)多決策單元均有效的結(jié)果，因而無法對(duì)這些決策單元的有效性進(jìn)行排序。因此，Andersen 和 Peterson提出了超效率模型，允許決策單元的效率值大于1，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)同樣有效的決策單元進(jìn)行排序。

（3）

三、我國(guó)主要港口物流效率評(píng)價(jià)

1.樣本選取

本文選取2012年中國(guó)沿海較大的15家物流港口數(shù)據(jù)作為樣本，一是這些港口的數(shù)據(jù)比較容易獲得，二是這些港口具有很強(qiáng)的地區(qū)代表性。它們分別是華東地區(qū)：寧波-舟山港和上海港；華北地區(qū)：大連港、天津港、青島港、營(yíng)口港、秦皇島港、煙臺(tái)港、連云港港和日照港；東南地區(qū)：廣州港、深圳港、廈門港、福州港和湛江港。

2.投入與產(chǎn)出指標(biāo)的選取

徐超（2005）研究第三方物流選取的投入指標(biāo)為固定資產(chǎn)凈值、員工工資及福利、管理費(fèi)用和主營(yíng)業(yè)務(wù)成本，產(chǎn)出指標(biāo)為凈利潤(rùn)。張建欽（2010）研究了我國(guó)各省物流效率，選用的投入指標(biāo)是從業(yè)人員數(shù)量、固定資產(chǎn)投資總額和耗能量，產(chǎn)出指標(biāo)是總產(chǎn)出、貨運(yùn)總量以及貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量。艾小輝研究第三方物流產(chǎn)業(yè)效率，選取投入指標(biāo)是固定資產(chǎn)、主營(yíng)業(yè)務(wù)成本、員工人數(shù)和高管薪酬，產(chǎn)出指標(biāo)是主營(yíng)業(yè)務(wù)利潤(rùn)。

考慮到港口物流行業(yè)本身的產(chǎn)業(yè)特性以及數(shù)據(jù)的可獲得性，本文采取的投入指標(biāo)是港口泊位個(gè)數(shù)、裝卸機(jī)械臺(tái)數(shù)以及港作船舶的數(shù)量；采取的產(chǎn)出指標(biāo)是貨物的吞吐量。

表1 2012年我國(guó)沿海主要港口投入產(chǎn)出情況

產(chǎn)出指標(biāo) 投入指標(biāo)

港口 貨物吞吐量（萬噸） 泊位個(gè)數(shù)（個(gè)） 裝卸機(jī)械（臺(tái)） 港作船舶（艘）

寧波-舟山港 69393 625 1108 67

上海港 62432 606 3356 381

大連港 33691 198 1071 18

天津港 45338 143 2190 69endprint

廣州港 43149 487 1335 12

深圳港 22325 172 1182 8

青島港 37230 75 758 10

廈門港 15654 134 705 9

福州港 8218 122 341 86

營(yíng)口港 26085 69 963 19

秦皇島港 28770 66 432 15

煙臺(tái)港 18029 82 753 37

連云港港 15627 43 605 25

日照港 25256 48 77 11

湛江港 15539 153 712 23

數(shù)據(jù)來源：各港口網(wǎng)站2012年報(bào)

3.效率評(píng)價(jià)

首先采用DEA基本效率模型——CCR模型進(jìn)行投入型技術(shù)效率的測(cè)度，產(chǎn)生了各個(gè)港口物流的技術(shù)效率值，并進(jìn)行排序。為進(jìn)一步分析規(guī)模效率對(duì)技術(shù)效率的影響，本文繼續(xù)運(yùn)用第二個(gè)DEA模型——BCC模型，將純技術(shù)效率與規(guī)模效率進(jìn)行分離。由于多個(gè)港口物流的技術(shù)效率值為1，又繼續(xù)運(yùn)用超效率模型，將同樣為DEA有效的港口物流效率值進(jìn)行排序，結(jié)果見表2。

表2 2012年我國(guó)沿海主要港口物流效率及排序

技術(shù)效率 排序 超效率 排序 純技術(shù)效率 規(guī)模效率 規(guī)模收益

寧波-舟山港 0.415 12 0.415 12 1.000 0.415 遞減

上海港 0.196 14 0.196 14 0.801 0.244 遞減

大連港 0.553 9 0.553 9 0.565 0.979 遞增

天津港 0.603 8 0.603 8 1.000 0.603 遞減

廣州港 0.966 3 0.966 3 1.000 0.966 遞減

深圳港 0.750 5 0.750 5 1.000 0.750 遞增

青島港 1.000 1 2.519 2 1.000 1.000 不變

廈門港 0.467 10 0.467 10 1.000 0.467 遞增

福州港 0.128 15 0.128 15 0.389 0.329 遞增

營(yíng)口港 0.718 6 0.718 6 0.723 0.994 遞減

秦皇島港 0.829 4 0.829 4 0.847 0.979 遞減

煙臺(tái)港 0.418 11 0.418 11 0.547 0.764 遞增

連云港港 0.691 7 0.691 7 1.000 0.691 遞增

日照港 1.000 1 5.408 1 1.000 1.000 不變

湛江港 0.242 13 0.242 13 0.454 0.533 遞增

平均值 0.598 0.994 0.822 0.714

由表2可知，我國(guó)沿海主要港口物流效率的平均值只有0.598，說明總體來說我國(guó)沿海港口的物流是缺乏效率的。平均純技術(shù)效率值為0.822，平均規(guī)模效率值為0.714，說明純技術(shù)效率與規(guī)模效率都未實(shí)現(xiàn)DEA有效，但相比較而言，規(guī)模效率更加制約了港口物流效率的提升。觀察個(gè)體數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，只有青島港跟日照港的技術(shù)效率達(dá)到1，即為DEA有效，其他港口均為DEA無效。在DEA無效的港口中，寧波-舟山港、天津港、廣州港、深圳港、廈門港與連云港港表現(xiàn)為純技術(shù)有效，這意味著這些港口的技術(shù)無效主要是由它們的規(guī)模無效造成的。而且，寧波-舟山港、天津港和廣州港是由規(guī)模遞減造成的規(guī)模無效率，證明這三個(gè)港口的規(guī)模偏大；深圳港、廈門港和連云港港是由規(guī)模遞增導(dǎo)致的規(guī)模無效率，證明這三家港口的規(guī)模偏小。除此之外，上海港、大連港、福州港、營(yíng)口港、秦皇島港、煙臺(tái)港和湛江港同時(shí)存在純技術(shù)效率無效和規(guī)模無效。將表2中樣本按照地區(qū)劃分可以得到表3和圖1。

表3 2012年各地區(qū)港口物流效率

地區(qū) 樣本 技術(shù)效率 排序 超效率 排序 純技術(shù)效率 規(guī)模效率

華北地區(qū) 大連港 0.553 9 0.553 9 0.565 0.979

天津港 0.603 8 0.603 8 1.000 0.603

青島港 1.000 1 2.519 2 1.000 1.000

日照港 1.000 1 5.408 1 1.000 1.000

營(yíng)口港 0.718 6 0.718 6 0.723 0.994

秦皇島港 0.829 4 0.829 4 0.847 0.979

煙臺(tái)港 0.418 11 0.418 11 0.547 0.764

連云港港 0.691 7 0.691 7 1.000 0.691

平均值 0.727 1.467 0.835 0.876

華東地區(qū) 寧波-舟山港 0.415 12 0.415 12 1.000 0.415

上海港 0.196 14 0.196 14 0.801 0.244

平均值 0.306 0.306 0.901 0.330

東南地區(qū) 福州港 0.128 15 0.128 15 0.389 0.329

湛江港 0.242 13 0.242 13 0.454 0.533

廣州港 0.966 3 0.966 3 1.000 0.966

深圳港 0.750 5 0.750 5 1.000 0.750

廈門港 0.467 10 0.467 10 1.000 0.467

平均值 0.511 0.511 0.769 0.609endprint

總平均值 0.559 1.035 0.790 0.695

圖1 2012年我國(guó)各地區(qū)港口物流效率平均值

由表3和表4可知，華北地區(qū)的港口物流各項(xiàng)效率指標(biāo)中，除了純技術(shù)效率略低于華東地區(qū)之外，其余指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地區(qū)，證明華北地區(qū)沿海港口物流效率很高。華東地區(qū)除了純技術(shù)效率略高于其他地區(qū)之外，技術(shù)效率、超效率與規(guī)模效率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后與其他地區(qū)，證明華東地區(qū)沿海港口物流效率非常低，亟須改善。東南地區(qū)的各項(xiàng)效率指標(biāo)都處于居中位置，且低于所有樣本的平均值，說明東南地區(qū)沿海港口物流效率一般，也需要有所調(diào)整。

4.港口物流投入產(chǎn)出投影分析

如表5所示，投入冗余列表中，非零項(xiàng)表示該決策單元為實(shí)現(xiàn)DEA有效需要進(jìn)行的改進(jìn)項(xiàng)目，目標(biāo)列表中顯示的是通過以上改進(jìn)達(dá)到DEA有效之后該決策單元應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的值?？梢钥闯?，上海港、大連港、福州港、營(yíng)口港、秦皇島港、煙臺(tái)港和湛江港都存在不同程度的投入與產(chǎn)出的不合理。其中上海港、大連港、營(yíng)口港和秦皇島港存在不同程度的投入不合理，尤其以上海港最為嚴(yán)重，應(yīng)在產(chǎn)出不變的情況下減少投入；湛江港存在嚴(yán)重的產(chǎn)出不夠，現(xiàn)達(dá)到的產(chǎn)出能力只有其可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出的3/5，還有2/5沒有實(shí)現(xiàn)，證明湛江港應(yīng)該重新合理配置資源，產(chǎn)出能力將會(huì)有很大提升。福州港和煙臺(tái)港同時(shí)存在著產(chǎn)出不夠與投入過多，并且福州港更為嚴(yán)重，福州港潛在的產(chǎn)出可達(dá)到現(xiàn)有產(chǎn)出的3倍左右，同時(shí)投入可以稍微減少，證明福州港的物流運(yùn)作方式應(yīng)該進(jìn)行全面改革，實(shí)現(xiàn)物流效率的全面提升。綜合分析港口物流投入產(chǎn)出冗余投影表，限制港口物流效率的主要原因是產(chǎn)出不足，即資源的非有效利用。

表5 2012年我國(guó)沿海主要港口物流投入產(chǎn)出投影

原始值 投入冗余

樣本 產(chǎn)出 投入1 投入2 投入3 產(chǎn)出 投入1 投入2 投入3

寧波-舟山港 69393 625 1108 67 0 0 0 0

上海港 62432 606 3356 381 0 0 1267.68 237.67

大連港 33691 198 1071 18 0 39.89 0 0

天津港 45338 143 2190 69 0 0 0 0

廣州港 43149 487 1335 12 0 0 0 0

深圳港 22325 172 1182 8 0 0 0 0

青島港 37230 75 758 10 0 0 0 0

廈門港 15654 134 705 9 0 0 0 0

福州港 8218 122 341 86 16022.40 0 0 20.99

營(yíng)口港 26085 69 963 19 0 0 571.85 2.80

秦皇島港 28770 66 432 15 0 0 89.19 2.00

煙臺(tái)港 18029 82 753 37 1123.58 0 0 0.35

連云港港 15627 43 605 25 0 0 0 0

日照港 25256 48 77 11 0 0 0 0

湛江港 15539 153 712 23 10105.37 0 0 0

平均值 31115.73 201.53 1039.20 52.67 1816.76 2.66 128.58 17.59

四、結(jié)論與建議

我國(guó)沿海主要港口的總體物流效率較低，主要原因是港口的規(guī)模效率沒有達(dá)到最優(yōu)。其中華東地區(qū)的效率最低，主要原因是華東地區(qū)港口發(fā)展較早，規(guī)模龐大，對(duì)規(guī)模的擴(kuò)張沒有進(jìn)行科學(xué)的論證，規(guī)模經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)出規(guī)模遞減的趨勢(shì)，阻礙了物流效率的進(jìn)一步提升。因此，作為華東地區(qū)的重要港口，上海港與寧波-舟山港應(yīng)適當(dāng)合理縮小經(jīng)營(yíng)規(guī)模，提升物流效率。華北地區(qū)的港口規(guī)模相對(duì)較小，資源的利用率相對(duì)較高，規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)明顯，因此在純技術(shù)效率相差無幾的情況下其平均效率最高。除了廣州港之外，東南地區(qū)的港口物流效率普遍不高，其平均值略低于所有港口均值，證明東南地區(qū)港口的物流效率仍有提升空間，尤其是湛江港與福州港，應(yīng)在合理擴(kuò)大規(guī)模的基礎(chǔ)上努力提高物流效率，深度發(fā)掘港口吞吐能力。

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Abstract：This article has used data envelopment analysis CCR， BCC and super-efficient models to research the logistics efficiency of Chinese 15 major coastal ports with the data of 2012. The results showed that the overall logistics of major coastal ports is low， mainly because the scale efficiency did not reach optimal. The lowest efficiency occur in eastern China， mainly because ports in East China had developed earlier， their scale is becoming larger and larger . Existing scale has exceeded its optimal size， showed a diminishing scale. Among them， there is a big investment redundancy in Shanghai Port. The ports in southeast region have showed the increasing scale effect because they did not reach to the optimal scale. Especially Zhanjiang Port and Fuzhou Port did not uncover the large number of potential throughput due to the unreasonable size. Ports in North China have developed more balanced， and they are competitive. Therefore， most ports in China should improve the throughout capacity deeply， improve their logistics efficiency based on a reasonable scale.

Key words ： DEA of investment leading；data envelopment analysis；logistics efficiency；

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