基于直覺模糊集的電子商務(wù)第三方物流選擇

基于直覺模糊集的電子商務(wù)第三方物流選擇

周珍1，張強(qiáng)2，彭巖1，榮毅虹1，王潔1

(1.首都師范大學(xué)管理學(xué)院，北京100089;2.北京理工大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院，北京100081)

摘要：論文分析了電子商務(wù)第三方物流供應(yīng)商的特點(diǎn)，提出電子商務(wù)第三方物流選擇評估指標(biāo)系統(tǒng)。由于指標(biāo)評估的不確定性、語言描述性，以及信息的不完全性，引入直覺模糊集恰當(dāng)?shù)乜坍嬕延行畔㈥P(guān)于相應(yīng)決策指標(biāo)的支持、反對，以及不確定狀態(tài)，提出直覺模糊集的均衡數(shù)量集中函數(shù)以及均衡數(shù)量離散函數(shù)，并在此基礎(chǔ)上，定義直覺模糊集合成函數(shù)，建立基于直覺模糊集的綜合評估方法。并通過實(shí)例說明該模型的有效性。

關(guān)鍵詞：直覺模糊集；第三方物流；電子商務(wù)；物流

收稿日期：2014-04-07

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)

作者簡介：周珍(1972年2月生),副教授，博士,安徽郎溪人;研究方向：模糊決策與物流。

中圖分類號:F253.4文章標(biāo)識碼：A

A 3PL Supplier Selection of E-commerce Model Based on

Intuitionistic Fuzzy Sets

ZHOU Zhen1, ZHANG Qiang1, PENG Yan2, RONG Yi-hong1, WANG Jie1

(1.SchoolofManagement,CapitalNormalUniversity,Beijing100089,China; 2.SchoolofManagementandEconomics,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China)

Abstract:We analyse the characteristic of third-party logistics supplier of e-commerce, and propose an indicator system of 3PL supplier of e-commerce. Due to the uncertainty，incomplete information and language descriptive index assessment, we introduce intuitionistic fuzzy sets to describe the membership, nonmembership, and unknown part of the corresponding indicator and provide the equilibrium centralized quantification values and dispersion of intuitionistic fuzzy sets. We also establish a comprehensive evaluation model for 3PL suppliers of e-commerce based on synthesis effect function of intuitionistic fuzzy sets. We also provide a real-world case analysis to illustrate the effect of the proposed model. Moreover, we compare the difference of 3ePLs based on fuzzy sets and intuitionistic fuzzy sets.

Key words:intuitionistic fuzzy sets; 3PL provider; e-commerce; logistics

0引言

Muri-llo[1]研究發(fā)現(xiàn)電子商務(wù)企業(yè)的成功與否，需要很多優(yōu)質(zhì)的互補(bǔ)資產(chǎn)[2]。其中非常重要的有：計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，衛(wèi)星技術(shù)，物流資產(chǎn)以及優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。電子商務(wù)企業(yè)需要新的物流技術(shù)，第三方物流公司需要滿足電子商務(wù)特有的要求，比如小訂購量、日增長訂購總量、小包裹運(yùn)送、即日到達(dá)等等，第三方物流(Third-Party Logistics，簡稱3PL)的有效性和高效率是電子商務(wù)供應(yīng)鏈的關(guān)鍵因素。3PL選擇問題，實(shí)際上是專家對潛在物流供應(yīng)商各關(guān)鍵屬性如服務(wù)價(jià)格、服務(wù)質(zhì)量、運(yùn)輸時(shí)間、靈活性等進(jìn)行綜合評判的決策問題。

目前為止，學(xué)者們使用了很多種不同的方法評估選擇潛在的物流供應(yīng)商。如數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)、人工智能決策、層次分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模糊貝葉斯模型等等。但是，目前尚沒有一個(gè)一致認(rèn)可的方法。由于決策評價(jià)指標(biāo)描述的不確定性、模糊性、隨機(jī)性等等，比如：物流服務(wù)商的服務(wù)質(zhì)量很好、比較好、好、一般、較差等語言變量，很難用精確數(shù)值刻畫。文獻(xiàn)[3,4]嘗試用模糊集表示物流選擇評判的不確定信息，但是目前極少文獻(xiàn)使用表達(dá)不確定信息能力更強(qiáng)的直覺模糊集研究電子商務(wù)3PL問題。直覺模糊集不僅能刻畫決策者對決策指標(biāo)的支持度、反對度，還能刻畫中立或不置可否度，更加能夠反應(yīng)各決策指標(biāo)的實(shí)際狀態(tài)。比如一個(gè)電子商務(wù)企業(yè)通過網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查得到某類商品派送到達(dá)是否及時(shí)的滿意度為:50%的調(diào)查者認(rèn)為滿意，30%的調(diào)查者認(rèn)為極不滿意，20%的調(diào)查者持中立或態(tài)度模糊，我們可以用直覺模糊集<0.5,0,3,0.2>很好的刻畫這一調(diào)查結(jié)果?；谥庇X模糊集的模型，還有利于在信息交流反饋后進(jìn)一步挖掘中立者的態(tài)度和評價(jià)，有針對地改進(jìn)企業(yè)的管理。因此，論文融合直覺模糊集理論，將文獻(xiàn)[3]中基于模糊集的3PL選擇方法推廣，建立基于直覺模糊集的電子商務(wù)第三方物流供應(yīng)商選擇(3ePLs)模型。

1直覺模糊理論基礎(chǔ)

1.1直覺模糊數(shù)及其運(yùn)算

Atanassov[5]提出的直覺模糊集，是Zadeh模糊集的一種推廣形式。模糊集是只考慮肯定與否定證據(jù)，直覺模糊集概念的特點(diǎn)是同時(shí)考慮隸屬，非隸屬，以及不確定三方面的信息，這使得直覺模糊集在處理具有不確定性信息的決策時(shí)比傳統(tǒng)的模糊集有更強(qiáng)的表示能力，且更具靈活性。

定義1.1(Atanassov (1986)). 在論域X中的直覺模糊集A={|x∈A} ，滿足其中uA(x)+νA(x)≤1，uA(x)：x→[0,1], 表示肯定隸屬度。νA(x)：x→[0,1]表示否定隸屬度.πA(x)=1-uA(x)-νA(x)表示未知度。

定義1.2 給定(α,β)∈{[0,1]×[0,1]|α+β≤1}，可以定義直覺模糊集A的(α,β)水平截集：A(α,β)={x∈X|uA(x)≥α,νA(x)≤β}，令A(yù)α={x∈X|uA(x)≥α}，Aβ={-x∈X|νA(x)≤β}，則A(α,β)=Aα∩Aβ[6].

定義1.3定義在實(shí)數(shù)集論域中的直覺模糊集A，如果它是連通的，正規(guī)的，并且uA(x)和νA(x)是逐段連續(xù)的，則稱A是直覺模糊數(shù)(IFN)[6]。

2基于直覺模糊集3ePLs模型

2.1新的直覺模糊數(shù)排序方法

直覺模糊數(shù)排序是解決模糊決策和優(yōu)化問題中最核心的問題。本文將文獻(xiàn)[3]中模糊數(shù)排序方法推廣得到新的直覺模糊數(shù)綜合排序方法。

定義2.1隸屬函數(shù)的數(shù)量集中函數(shù)以及數(shù)量離散函數(shù)

(1)

隸屬函數(shù)的數(shù)量離散函數(shù)：

(2)

當(dāng)L*(α)=0時(shí)，令PL(A)=(maxAα+minAα)/2,QL(A)=maxAα-minAα。

定義2.2非隸屬函數(shù)的數(shù)量集中函數(shù)以及數(shù)量離散函數(shù)

非隸屬函數(shù)的數(shù)量集中函數(shù):

(3)

非隸屬函數(shù)的數(shù)量離散函數(shù):

(4)

定義2.3直覺模糊集的均衡數(shù)量集中函數(shù)以及均衡數(shù)量離散函數(shù)分別定義如下：

均衡數(shù)量集中函數(shù):

(5)

均衡數(shù)量離散函數(shù):

(6)

當(dāng)maxAβ=minAβ時(shí)，IL(A)、UL(A)退化成文獻(xiàn)[3]中模糊數(shù)的數(shù)量函數(shù)以及離散函數(shù)。根據(jù)定義2.1～2.2易知定理2.1，2.2成立。

定理2.1?A,B∈IFN,A,a,k∈R,可得到如下性質(zhì)：

(1)IL(A±B)=IL(A)±IL(B),UL(A±B)=UL(A)+UL(B)

(2)IL(kA)=kIL(A),UL(kA)=|k|UL(A)

(3)IL(a+A)=a+IL(A),UL(a+A)=UL(A)

證明以上結(jié)果利用積分證明即可。

顯然，IL(A)描述了關(guān)于水平影響函數(shù)的均衡數(shù)量集中態(tài)勢，可用它作為第一指標(biāo)刻畫直覺模糊集A的優(yōu)先位置。UL(A)描述了關(guān)于水平影響函數(shù)的均衡數(shù)量離散態(tài)勢，可用它作為第二指標(biāo)刻畫直覺模糊集A的優(yōu)先位置可靠性。因此，有序數(shù)對(IL(A),UL(A))刻畫了直覺模糊集A在決策備選方案集中的均衡優(yōu)先位置。在決策問題中，決策者希望IL(A)越大越好，相應(yīng)的UL(A)越小越好。但是，實(shí)際情況中很難同時(shí)滿足IL(A)盡量大，相應(yīng)的UL(A)盡量小。因此，將文獻(xiàn)[3]中模糊集合成效用函數(shù)推廣可得到直覺模糊集A的合成效用函數(shù)。

定義2.3如果連續(xù)函數(shù)S(x,y):[0,+∞)×(0,+∞)→[0,+∞)滿足：

(1)?y∈(0,+∞),S(x,y)是x的單調(diào)非減函數(shù)；

(2)?x∈[0,+∞),S(x,y)是y的單調(diào)非增函數(shù)。

則稱是極大合成效用函數(shù)。

特別地，?M≥0,s.t.IL(A)+M=x≥0,UL(A)+M=y>0,則得到直覺模糊集A的合成效用函數(shù)為：SL(A)=S((IL(A)+M),(UL(A)+M))。

直覺模糊集A的合成效用函數(shù)SL(A)既綜合考慮了直覺模糊的支持證據(jù)、反對證據(jù)，以及未置可否態(tài)度，又綜合考慮了均衡數(shù)量集中度和均衡數(shù)量離散度。因此，SL(A)用于決策指標(biāo)的集結(jié)算子，可以全面考慮有利因素(或支持)、不利因素(或反對)，以及不確定(或中立)，得到更為合理可靠的決策結(jié)論。

2.2電子商務(wù)第三方物流供應(yīng)商選擇指標(biāo)集

已有文獻(xiàn)從不同角度給出第三方物流選擇指標(biāo)集。文獻(xiàn)[8]認(rèn)為電子商務(wù)企業(yè)的第三方物流供應(yīng)商需要滿足2個(gè)主要層面的要求：面向客戶的管理，以及面向利潤的管理。其中面向客戶的管理包括：客戶關(guān)系管理、客戶服務(wù)管理、客戶訂單管理；面向利潤的管理包括：物流網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、庫存管理、運(yùn)輸管理、退貨管理。文獻(xiàn)[9]認(rèn)為電子商務(wù)第三方物流供應(yīng)商的評價(jià)指標(biāo)是：售前服務(wù)、售后服務(wù)、運(yùn)輸速度、運(yùn)輸可靠性、目標(biāo)市場反應(yīng)能力、運(yùn)輸信息交換能力、網(wǎng)絡(luò)訂購處理能力、廣泛分配覆蓋能力、全球化分配覆蓋能力、精選分配覆蓋能力、低成本分配能力。

綜合現(xiàn)有文獻(xiàn)[3,8～10]，一級評估指標(biāo)除了考查物流供應(yīng)商作為電子商務(wù)供應(yīng)鏈的一部分，協(xié)助電子商務(wù)公司降低成本增加利潤所具有的管理能力和商業(yè)能力，以及物流供應(yīng)商面向客戶的服務(wù)水平提高電子商務(wù)的互補(bǔ)資產(chǎn)能力。論文將技術(shù)優(yōu)勢作為3PL考查的一級指標(biāo)，突出電子商務(wù)第三方物流特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)物流網(wǎng)絡(luò)整合個(gè)體客戶小訂購量派送分配能力，強(qiáng)調(diào)物流過程中的信息交換能力，強(qiáng)調(diào)長期合作中面對快速成長的電子商務(wù)日訂購總量的系統(tǒng)容量承受能力。

綜上，3ePLs評價(jià)指標(biāo)集分為：管理能力(Management ability)、商業(yè)能力(Business strength)、服務(wù)水平(Service level)、以及技術(shù)優(yōu)勢(Tech -nical competence)四個(gè)一級指標(biāo)，見表1。

表1　電子商務(wù)第三方物流供應(yīng)商的評估指標(biāo)

2.3基于直覺模糊合成函數(shù)的3ePLs模型

建立3PL的評估指標(biāo)系統(tǒng)以后，綜合專家意見、考查各物流供應(yīng)商的網(wǎng)絡(luò)布局，以及已有歷史經(jīng)營數(shù)據(jù)，得到基于直覺模糊集的各指標(biāo)值。根據(jù)文獻(xiàn)[3]中第三方物流供應(yīng)商選擇(3PLs)模型：

maxE(Pi)=F(Ai1,Ai2,…,Aim),

s.t.Pi∈3ePLs

其中3ePLs={P1,P2,…,Pn}表示n個(gè)3ePLs提供商，C={C1,C2,…,Cm}表示評估指標(biāo)系統(tǒng),Aij=f(Pi,Cj)表示供應(yīng)商Pi關(guān)于指標(biāo)Cj的評估,F(x1,x2,…,xm)表示合成函數(shù)，E(Pi)=F(Ai1,Ai2,…,Aim)是對供應(yīng)商Pi的綜合評估。

我們根據(jù)新提出電子商務(wù)物流選擇評估指標(biāo)系統(tǒng)，建立基于直覺模糊集的3ePLs模型：

maxE*(Pi)=S(IL(E(Pi)+M),UL(E(Pi)+M)),

其中wj∈[0,1]表示指標(biāo)Cj的權(quán)重，滿足w1+w2+…+wm=1。

根據(jù)不同實(shí)際問題，可以選擇符合相應(yīng)要求的合成函數(shù)S(x,y)的具體形式。

3案列研究

假設(shè)一個(gè)從事網(wǎng)絡(luò)服裝銷售的電子商務(wù)企業(yè)現(xiàn)在要從已有的4個(gè)第三方物流供應(yīng)商選擇一個(gè)長期合作。該電子商務(wù)企業(yè)主要從物流供應(yīng)商的管理能力、商業(yè)能力、服務(wù)水平、技術(shù)優(yōu)勢四個(gè)方面來考量(見表1)。服裝企業(yè)經(jīng)過商業(yè)調(diào)研，綜合物流供應(yīng)商已有業(yè)績、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)測評等分別得到各物流供應(yīng)商在相應(yīng)屬性指標(biāo)上的滿意度、不滿意度以及不確定度，數(shù)據(jù)見表2所示。

論文為簡化計(jì)算，選定S(x,y)=x/y為例，并分別取L(α)=α0.5,L(β)=β0.5;L(α)=α,L(β)=β;L(α)=α2,L(β)=β2取將本文基于直覺模糊集3ePLs與文獻(xiàn)[3]基于模糊集3ePLs模型進(jìn)行對比研究。

表2　3ePLs的屬性權(quán)重以及其直覺模糊評估指標(biāo)值

3.1基于直覺模糊集的3ePLs合成集結(jié)

根據(jù)公式maxE*(Pi)=S(IL(E(Pi)+M),UL(E(Pi)+M))，計(jì)算結(jié)果見表3。

表3　基于直覺模糊集不同水平效用函數(shù)3epLs結(jié)果(M=10)

3.2基于模糊集的3ePLs合成集結(jié)

如果不考慮供應(yīng)商各評價(jià)指標(biāo)的未知度，則ci退化為模糊數(shù)，i=1,2,3,4, 見表4所示。根據(jù)公式maxE*(Pi)=S(IL(E(Pi)),UL(E(Pi)))=IL(E(Pi))/UL(E(Pi))，結(jié)果見表5。

表4　3ePLs的屬性權(quán)重以及其模糊評估指標(biāo)值

表5　基于模糊集不同水平效用函數(shù)3epLs結(jié)果

3.3分析討論

基于直覺模糊集的3ePLs模型，綜合考慮物流供應(yīng)商各屬性指標(biāo)集的支持證據(jù)和反對證據(jù)，在γ=0.5,1,2時(shí)，選擇結(jié)果均為P4。而僅僅考慮支持證據(jù)的基于模糊集的3ePLs模型，在γ=0.5,1,2時(shí)，選擇結(jié)果均為P3。文獻(xiàn)[3]有實(shí)例證據(jù)表明水平效用函數(shù)的取值不同，可能造成選擇結(jié)果的不同。本案例選擇結(jié)果沒有隨γ值變化而不同，可能主要與所取得案例具體數(shù)據(jù)有關(guān)。

由表5數(shù)據(jù)可以看到相應(yīng)的E(Pi)值，i=1,2,3,4,隨著γ的增大而顯著增大。表4中相應(yīng)的E(Pi)值隨著γ的增大變化趨勢不一?，F(xiàn)在分別求三角模糊集和直覺三角模糊集數(shù)量集中函數(shù)、數(shù)量離散函數(shù)對水平效用函數(shù)指數(shù)的導(dǎo)數(shù)得到：

(1)三角模糊集：

(2)直覺三角模糊集：

比較以上導(dǎo)數(shù)可知，當(dāng)水平效用函數(shù)的指數(shù)大于0時(shí)，在合成函數(shù)中處于分母地位的三角模糊離散函數(shù)是指數(shù)γ的單調(diào)減函數(shù)，因此表5數(shù)據(jù)中相應(yīng)的E(Pi)值隨著γ的增大而顯著增大。

綜合上述分析，文獻(xiàn)[3]中基于模糊集的3ePLs模型和本文建立的直覺模糊集的3ePLs模型，都能很好的處理不確定性、不完全信息的決策。相對而言，使用文獻(xiàn)[3]中基于模糊集的3ePLs模型的決策者樂觀、激進(jìn)，更多注重正面信息。而使用基于直覺模糊集的3ePLs模型的決策者保守、注重防范風(fēng)險(xiǎn)，該模型不僅采納正反兩方面的評價(jià)指標(biāo)信息，也同時(shí)考慮完全未知的信息。

4結(jié)論

論文分析了電子商務(wù)第三方物流供應(yīng)商的特點(diǎn)，提出電子商務(wù)第三方物流選擇評估指標(biāo)系統(tǒng)。由于指標(biāo)評估的不確定性、語言描述性，以及信息的不完全性，我們引入直覺模糊集恰當(dāng)?shù)乜坍嬕延行畔㈥P(guān)于相應(yīng)決策指標(biāo)的支持、反對，以及不確定狀態(tài)，提出直覺模糊集的均衡數(shù)量集中函數(shù)以及均衡數(shù)量離散函數(shù)，并在此基礎(chǔ)上，綜合考慮積極因素和消極因素，定義直覺模糊集合成函數(shù)，建立了基于直覺模糊集的綜合評估方法。并通過實(shí)例說明該模型的有效性，通過實(shí)例比較發(fā)現(xiàn)相比較基于模糊集的3ePLs模型，基于直覺模糊集的3ePLs模型的決策者相對保守，更加注重防范風(fēng)險(xiǎn)。

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