基于改進Shapley值的廢舊汽車回收聯(lián)盟利益分配研究

龐凱　吳曉曼

摘 要：建立廢舊汽車逆向物流的回收聯(lián)盟模型，從風險修正因子的角度改進Shapley值，對廢舊汽車回收聯(lián)盟進行利益分配，通過算例驗證了算法的科學性和合理性。結(jié)果表明：改進后的Shapley值對廢舊汽車回收聯(lián)盟的利益分配更加合理，能夠提高汽車生產(chǎn)企業(yè)建立回收聯(lián)盟進行廢舊汽車聯(lián)合回收的積極性。

關鍵詞：Shapley值；廢舊汽車；逆向物流；回收聯(lián)盟；利益分配

中圖分類號：F713.2 文獻標識碼：A

Abstract： A model of recycling alliance of reverse logistics of scrap automobile is established， and the Shapley value is improved from the perspective of risk correction factor of scrap automobile to distribute the benefits of the recycling alliance. A numerical example calculated proves the improved Shapley value more reasonable. The conclusion can promote the automobile manufacturing enterprise to establish the recycling alliance of scrap automobile.

Key words： Shapley value； scrap automobile； reverse logistics； recycling alliance； benefit distribution

0 引 言

隨著人們生活水平以及消費水平的不斷提高，對于汽車的需求量以及保有量也是明顯上升。2015年末全國民用汽車保有量達到17 228萬輛，比上年末增長11.5%，其中私人汽車保有量14 399萬輛，增長15.5%[1]。到2020年，我國僅僅小汽車保有量將達到14 480萬輛[2]。然而，汽車的使用壽命有限，較高的需求量以及保有量也就造成了其報廢量的急劇上升。尤其是近幾年中國汽車產(chǎn)銷高速增長，汽車報廢高潮期轉(zhuǎn)瞬將至。然而，國內(nèi)現(xiàn)階段的汽車回收拆解水平相當?shù)拖?，回收率僅40%左右；一些發(fā)達國家的回收率可達90%以上[3]。為了尋求出路，汽車生產(chǎn)企業(yè)相互合作，對高存量的廢舊汽車進行聯(lián)合回收，而利益分配是否合理是各汽車生產(chǎn)企業(yè)組成回收聯(lián)盟進行廢舊汽車聯(lián)合回收的一個重要影響因素，它將直接影響聯(lián)合回收進行的穩(wěn)定性與持續(xù)性。

目前，就如何解決汽車回收供應鏈之間利益分配問題，王文賓等[4]運用Stackelberg博弈思想提出了供應鏈核心企業(yè)與回收商之間的利益分配方法。對于逆向物流利益分配問題的研究，貢文偉等[5]運用Nash談判模型解決了三級逆向物流的總利益合理分配問題；孫多青等[6]運用改進的K-S解法，根據(jù)合作成員貢獻的大小，解決了多零售商參與下的逆向物流活動中增加的總利潤分配問題；王旭等[7]運用Stackelberg思想和Lagrange中值定理，解決了逆向物流中企業(yè)間合作的利益分配問題。而應用Shapley值法對合作利益進行分配時，胡盛強等[8]應用Shapley值對四級供應鏈的合作利益進行了分配，并達到了pareto最優(yōu)；馬士華等[9]采用引進技術創(chuàng)新的Shapley值對供應鏈合作伙伴間的收益進行合理分配；此外，趙小惠等[10]從回收效用貢獻的角度改進Shapley值對動態(tài)聯(lián)盟利益進行了合理分配。

而在逆向物流利益分配的研究中，關于廢舊汽車逆向物流的利益分配還不多見。因此，本文在前人研究的基礎上，結(jié)合廢舊汽車回收的具體特點，應用風險修正因子對Shapley值進行改進，對廢舊汽車回收聯(lián)盟的利益進行合理分配，有助于回收聯(lián)盟的穩(wěn)定建立。

1 廢舊汽車回收聯(lián)盟定義

結(jié)合廢舊汽車、逆向物流和回收聯(lián)盟的特點，本文給出廢舊汽車回收聯(lián)盟的簡單定義，是指由若干汽車生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)合組成的，能夠?qū)U舊汽車從消費地逆向流動至起始生產(chǎn)地，將其重新利用并能夠有效計劃、管理和控制該過程，能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模回收、風險分擔、優(yōu)勢互補和收益共享聯(lián)合體。廢舊汽車回收聯(lián)盟既能夠彌補單一汽車企業(yè)回收廢舊汽車時高成本、高風險、低效率的缺陷，又能夠滿足各聯(lián)盟企業(yè)對于廢舊汽車材料的使用需求，實現(xiàn)資源有效利用和企業(yè)的互利共贏，有效提高各汽車企業(yè)建立回收聯(lián)盟進行汽車資源聯(lián)合回收的積極性。

廢舊汽車回收聯(lián)盟是由一些具有相同性質(zhì)的汽車企業(yè)聯(lián)合而成的。各汽車企業(yè)共同出資建立廢舊汽車處理聯(lián)盟中心，由聯(lián)盟中心負責從消費者、零售商、與其合作的第三方回收商以及聯(lián)盟成員處回收各汽車企業(yè)旗下（品牌）的廢舊汽車?；厥盏膹U舊汽車在聯(lián)盟中心需要經(jīng)過回收、拆分、分類、技術處理等環(huán)節(jié)，經(jīng)過聯(lián)盟中心處理后的廢舊汽車，可以分為有利用價值和無利用價值兩類：將無利用價值的廢舊汽車材料進行合理的廢棄處理；將有利用價值的作為原材料直接提供給各聯(lián)盟成員進行再制造，實現(xiàn)汽車材料的重復利用。除此之外，也可以將多余部分根據(jù)一定比例的原材料市場價格出售給市場上其他汽車企業(yè)作為原材料進行汽車再制造，或出售給對汽車材料有其他用途的非汽車企業(yè)。

2 聯(lián)盟收益的Shapley值模型

2.1 傳統(tǒng)Shapley值模型

表示該成員企業(yè)在實際合作中承擔的風險比理想低，應從原來分得的利益中扣除相應的部分；反之，則應在分得的利益的基礎上增加相應的部分。不論聯(lián)盟成員的收益如何調(diào)整，引入風險修正因子后，根據(jù)公式（11）和公式（12）可以得出聯(lián)盟總收益是不變的。將風險修正因子考慮在內(nèi)的Shapley值能夠有效地解決利益均分的不合理問題，使風險不同的聯(lián)盟企業(yè)得到屬于各自的收益，這樣能夠調(diào)動各汽車生產(chǎn)企業(yè)合作進行聯(lián)合回收的積極性。

3 算例驗證

（1）Shapley值法

假設有3家汽車企業(yè)將進行廢舊汽車的回收和再利用活動。如果3家企業(yè)不進行合作而是各自獨立進行廢舊汽車回收，則3家企業(yè)所得的收益分別只有1萬元，而如果每個汽車企業(yè)和其他汽車企業(yè)合作進行聯(lián)合回收，則收益會有所提高，具體收益值如表1所示。

此外，3家汽車企業(yè)所分得的收益總和等于組成回收聯(lián)盟的總收益，符合整體理性，證明了Shapley方法的有效性。但從承擔風險的角度來講，Shapley值法對回收聯(lián)盟的收益分配還存在一定不足。因此，有必要考慮風險因素對收益的影響。

（2）帶風險修正因子的Shapley值法

通過調(diào)整前后比較，企業(yè)1的實際收益分配修正量ΔR<0，表示該企業(yè)在實際合作中承擔的風險比理想低，所以減少分配收益對其進行懲罰，由原來的3萬元，調(diào)整為1萬元；同理，企業(yè)2收益分配由原來的5萬元，調(diào)整為6萬元；而企業(yè)3收益分配由原來的6萬元，調(diào)整為7萬元。調(diào)整后的收益總和仍然不變，符合整體理性；各聯(lián)盟企業(yè)收益額仍然大于各企業(yè)單干的收益，符合個體理性。調(diào)整后使聯(lián)盟收益分配既考慮了各企業(yè)核心競爭力對合作利益產(chǎn)生的重要程度又考慮了風險因素對利益分配的影響，使最后的分配結(jié)果更公道、合理。

4 結(jié)束語

建立科學合理的利益分配模型，有助于提高聯(lián)盟成員參與合作的積極性，進而提高聯(lián)盟運行的穩(wěn)定性與持續(xù)性，激勵企業(yè)進行技術創(chuàng)新，提高資源的回收效率和使用效率，提高企業(yè)的競爭實力。本文在建立回收聯(lián)盟利益分配模型的基礎上，從風險修正因子的角度改進Shapley值，考慮了聯(lián)盟企業(yè)廢舊汽車回收承擔風險的不同，對聯(lián)盟成員利益分配進行調(diào)整。研究結(jié)果對于汽車企業(yè)建立廢舊汽車回收聯(lián)盟具有一定的借鑒意義。但本文僅從風險因子的角度來改進Shapley值，不能全面反映聯(lián)盟企業(yè)的貢獻。將風險因子、回收效用、投資額等結(jié)合起來，多指標結(jié)合改進Shapley值，對廢舊汽車回收聯(lián)盟進行利益分配有待進一步研究。

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