基于合作博弈的快遞終端服務(wù)聯(lián)盟構(gòu)建及利益分配研究

蔡榕 胡大偉

摘要：快遞終端配送中自提模式的出現(xiàn)大大解決了“最后一公里”的問(wèn)題。然而現(xiàn)在紛繁多樣的自提點(diǎn)的建立，不僅大量占用資源，且其小眾的自營(yíng)配送形式不但增加了配送成本，也加重了交通負(fù)擔(dān)。通過(guò)建立多個(gè)自提點(diǎn)聯(lián)盟的合作博弈模型來(lái)整合末端配送資源，并分別通過(guò)Shapley值和Owen值對(duì)企業(yè)間只進(jìn)行共同配送和在企業(yè)共建自提點(diǎn)并進(jìn)行共同配送兩種情況下的企業(yè)利潤(rùn)進(jìn)行分配。結(jié)果表明，所研究的博弈分配策略能為資源整合下自提聯(lián)盟企業(yè)的利益分配提供決策支持作用。

關(guān)鍵詞：終端配送;自提模式;合作博弈;利益分配

中圖分類(lèi)號(hào)：F618

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引百

隨著電子商務(wù)越來(lái)越成熟的發(fā)展，快遞物流業(yè)務(wù)量增長(zhǎng)速度明顯提升，而顧客追求的是物流時(shí)間短，取貨方便，但在城市配送中，快遞“最后一公里”的瓶頸問(wèn)題日益突出，這也是阻礙配送效率進(jìn)一步提高的最主要因素。對(duì)比于傳統(tǒng)末端配送下快遞員蹲點(diǎn)值守的交付方式，自提服務(wù)可以解決投遞時(shí)間不對(duì)稱、快遞員等待時(shí)間長(zhǎng)、包裹丟失等問(wèn)題，因而提高一次配送成功率，增加快遞服務(wù)的靈活性。為“最后一公里”問(wèn)題的解決提供思路。

然而目前市場(chǎng)上關(guān)于快遞末端配送的自提模式紛繁復(fù)雜，類(lèi)型多樣。例如國(guó)內(nèi)有京東的京東派，淘寶天貓布局的菜鳥(niǎo)驛站，順豐速遞的豐巢自提柜等;國(guó)外有亞馬遜與連鎖便利店合作的自提小店，日本7-11連鎖便利店等。不同類(lèi)型的自提點(diǎn)在處理能力（主要指自提點(diǎn)的容量、服務(wù)類(lèi)型）、建設(shè)成本、覆蓋半徑、對(duì)顧客的吸引力（服務(wù)時(shí)間、便利性）等方面有差異顯著。

隨著越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始嘗試自提服務(wù)，越來(lái)越多的自提點(diǎn)雖然能滿足數(shù)量龐大的客戶群體，但也存在許多問(wèn)題。如若客戶同時(shí)有多個(gè)快遞，則取貨可能要往返于多個(gè)自提點(diǎn)之間，反而造成不便，且由上級(jí)配送中心向自提點(diǎn)送貨過(guò)程中可能出現(xiàn)灰色地帶，即有的地區(qū)重復(fù)設(shè)點(diǎn)，而有的區(qū)域可能并未覆蓋自提點(diǎn)，這不僅造成資源浪費(fèi)，且不利于物流企業(yè)降低配送成本，增加不必要的人力物力。

針對(duì)上述問(wèn)題，開(kāi)展關(guān)于終端共同配送模式構(gòu)建和自提點(diǎn)共建的快遞末端自提服務(wù)點(diǎn)的資源整合變得十分必要。通過(guò)快遞終端共同配送，不僅可以提高快遞物流的配送效率和服務(wù)水平，對(duì)降低快遞企業(yè)的終端服務(wù)成本，有效節(jié)約物流系統(tǒng)資源，改善城市交通狀況和生態(tài)環(huán)境都能夠起到積極作用。這樣，各個(gè)末端快遞公司之間則形成了博弈或合作關(guān)系，若資源整合，即需要各企業(yè)之間分工協(xié)作，形成合作聯(lián)盟，外包或分派自己車(chē)隊(duì)進(jìn)行共同配送或者統(tǒng)一建立自提點(diǎn)，使得共同收益最大的情況下使自己的損失成本最小。因此，各個(gè)自提點(diǎn)之間形成一種合作博弈關(guān)系，多個(gè)快遞服務(wù)自提點(diǎn)實(shí)現(xiàn)聯(lián)合且將其形成聯(lián)盟后的利潤(rùn)合理分配，能為末端物流共同配送管理和資源整合提供有效措施。

自提模式最早出現(xiàn)在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家。早在多年前就開(kāi)始通過(guò)收派點(diǎn)（Collection and Delivery Point，CDP）推廣包裹自提服務(wù)。近年來(lái)，已經(jīng)有國(guó)外學(xué)者將合作博弈運(yùn)用到供應(yīng)鏈管理中，Anupndi等在共享庫(kù)存的問(wèn)題上運(yùn)用合作博弈的思想，并且利用二元性分配機(jī)制使共享庫(kù)存能夠促進(jìn)供應(yīng)鏈整體利潤(rùn)水平的提高。在共同配送方面，A.Kazemid等將合作博弈引人共同配送且對(duì)企業(yè)利潤(rùn)合理分配，總結(jié)了共同配送對(duì)企業(yè)聯(lián)盟戰(zhàn)略意義。關(guān)于聯(lián)盟利益分配理論，最早是由Shapley等過(guò)計(jì)算參與者對(duì)聯(lián)盟的平均邊際貢獻(xiàn)而獲得的Shapley值來(lái)進(jìn)行利益分配。Holmberg，Jia等將Shapley值法、Nash均衡法和加權(quán)重心法運(yùn)用于共同配送的企業(yè)利益分配上，并分析了各自分配方法對(duì)于共同配送的利弊。

國(guó)內(nèi)有肖亮等在物流企業(yè)合作中運(yùn)用合作博弈模型。王云鵬等針對(duì)物流末端快遞企業(yè)建立了以實(shí)現(xiàn)聯(lián)盟效用最大為目標(biāo)的利益分配博弈模型。李泉林等對(duì)“農(nóng)超對(duì)接”背景下供應(yīng)鏈中對(duì)配送中心與超市形成的聯(lián)盟利益進(jìn)行了合理分配。彭育松等對(duì)共同配送合作企業(yè)間的利益分配建立了合作博弈理論模型，利用Shapley值方法對(duì)各方利益進(jìn)行了分配。針對(duì)Shapley值分配的局限性，孫紅霞等改進(jìn)具有聯(lián)盟結(jié)構(gòu)性質(zhì)的合作博弈，通過(guò)兩階段分配方法重新定義了限制Owen值。

本文研究多個(gè)快遞自提點(diǎn)合作博弈下的資源整合問(wèn)題，雖然關(guān)于自提點(diǎn)的研究已經(jīng)很多，但通過(guò)合作博弈對(duì)多個(gè)自提點(diǎn)聯(lián)盟合作的定量分析還不多見(jiàn)。本文對(duì)多個(gè)配送企業(yè)的自提點(diǎn)共同配送和企業(yè)間合作建自提點(diǎn)再共同配送兩種情況，分別建立合作博弈的利潤(rùn)模型;依據(jù)它們的合作關(guān)系與需求分布建立了特征函數(shù)，并通過(guò)Shapley值和Owen值對(duì)合作聯(lián)盟后的自提點(diǎn)合理的利潤(rùn)分配;最后通過(guò)數(shù)值算例進(jìn)行了必要的驗(yàn)證與分析。本文的結(jié)果將為我國(guó)“最后一公里”的終端配送自提管理提供重要的理論依據(jù)與技術(shù)支撐。為自提企業(yè)聯(lián)盟的利益分配提供決策支持作用。

1終端配送自提點(diǎn)合作博弈模型

1.1問(wèn)題提出和模型描述

本文中參加博弈的是配送終端的各個(gè)自提服務(wù)點(diǎn)，例如在同一地區(qū)范圍內(nèi)，有菜鳥(niǎo)驛站、京東派、順豐豐巢自提柜，便利店代收點(diǎn)以及其他多個(gè)自提服務(wù)點(diǎn)，它們所處位置、規(guī)模大小可能不同，并且由配送中心到自提點(diǎn)配送都是自營(yíng)配送。現(xiàn)要將所有自提點(diǎn)的資源整合，整合辦法有兩種：（1）對(duì)不同企業(yè)的自提點(diǎn)直接進(jìn)行共同配送;（2）不同企業(yè)聯(lián)合共建自提點(diǎn)后再對(duì)其進(jìn)行共同配送。這樣，參與共同配送或共建自提點(diǎn)的企業(yè)形成合作聯(lián)盟。因而怎樣構(gòu)建這個(gè)聯(lián)盟并在獲益最大的同時(shí)，保證自身的利益最大化，是本文首要解決的問(wèn)題。

自提點(diǎn)共建模式中的一個(gè)基本結(jié)構(gòu)如下：一個(gè)上級(jí)配送中心和n個(gè)企業(yè)的自提點(diǎn)，它們構(gòu)成一個(gè)終端配送系統(tǒng)。對(duì)于各個(gè)快遞公司而言他們自己進(jìn)行對(duì)終端自提點(diǎn)的配送工作，配送中心到自提點(diǎn)的過(guò)程如圖1（a）所示，經(jīng)過(guò)聯(lián)盟后，由于多家配送企業(yè)的上級(jí)配送中心相同，因而可以按上述兩種整合辦法對(duì)聯(lián)盟的企業(yè)進(jìn)行共同配送或共建自提點(diǎn)后再共同配送，如圖1（b）、1（c）所示。

每個(gè)自提點(diǎn)的成本分為建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本。運(yùn)營(yíng)成本包括從配送中心到達(dá)自提服務(wù)點(diǎn)的運(yùn)輸成本和企業(yè)雇傭的車(chē)輛成本。運(yùn)輸成本與送往每個(gè)自提點(diǎn)的快遞量和其之間的路徑有關(guān)。車(chē)輛成本與每家快遞公司的快遞量有關(guān)。

對(duì)于由配送中心和自提點(diǎn)構(gòu)成的終端配送系統(tǒng)，作出如下假設(shè)：

（1）假設(shè)多家終端自提點(diǎn)上級(jí)配送中心相同且只有一個(gè);

（2）假設(shè)同一區(qū)域一個(gè)快遞企業(yè)只有一個(gè)自提點(diǎn)，且只計(jì)算區(qū)域內(nèi)該企業(yè)自提點(diǎn)的運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)，不考慮整個(gè)快遞企業(yè)的利潤(rùn);

（3）假設(shè)每個(gè)自提點(diǎn)的快遞量固定且獨(dú)立，并且能夠全部滿足;

（4）配送中心和每個(gè)自提點(diǎn)之間的路徑固定;

（5）假設(shè)參與共同配送和自提點(diǎn)共建的聯(lián)盟能夠成立。

本文構(gòu)建了一個(gè)由1個(gè)配送中心與多個(gè)企業(yè)自提服務(wù)點(diǎn)的合作博弈模型，通過(guò)這種合作博弈的shapley值和0wen值，提供了多個(gè)自提服務(wù)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)盟整合資源和利潤(rùn)的合理分配機(jī)制，從而提高配送資源利用率，降低終端配送成本。

1.2參數(shù)設(shè)計(jì)

2模型求解及利益分配

當(dāng)多家配送企業(yè)的自提點(diǎn)形成聯(lián)盟后，如何對(duì)其進(jìn)行利益分配，即要求合作博弈的解，本章分別通過(guò)sh印1ey值和Owen值來(lái)實(shí)現(xiàn)更加合理的利益分配。從而對(duì)多企業(yè)自提點(diǎn)共建模式提供依據(jù)。

2.1沙普利值（Shapley）下的利益分配

shapley值是求解合作博弈模型中最重要的利潤(rùn)（或成本）分配策略，在很多方面都有應(yīng)用，它是一種通過(guò)邊際貢獻(xiàn)的簡(jiǎn)單平均建立了合作博弈中聯(lián)盟的利潤(rùn)（或成本）的合理分配方案。

2.2歐文值（Owen）下的利益分配

但在某些情況下，存在優(yōu)先聯(lián)盟，即可能兩家距離較近的自提點(diǎn)達(dá)成協(xié)議，共用一個(gè)自提點(diǎn)，費(fèi)用根據(jù)聯(lián)盟的利益進(jìn)行分配。聯(lián)盟存在分割情況，此時(shí)就要用具有聯(lián)盟結(jié)構(gòu)的合作博弈進(jìn)行求解，且需要用Owen值進(jìn)行利益分配。

具有聯(lián)盟結(jié)構(gòu)的合作博弈是指在某些情形下，局中人為在合作過(guò)程中獲取更多利益而形成數(shù)個(gè)小聯(lián)盟，并制定了規(guī)則來(lái)約束這些參與者的行為。在參與合作時(shí)，這些小聯(lián)盟中的參與者們均以一個(gè)局中人的身份出現(xiàn)，選擇同時(shí)與其他聯(lián)盟進(jìn)行合作或者不合作。各小聯(lián)盟內(nèi)部的參與者不能與其他小聯(lián)盟中的參與者單獨(dú)合作，但小聯(lián)盟內(nèi)部可自由組合，這種合作形式稱為聯(lián)盟結(jié)構(gòu)。

2.3不同分配方案的比較

2.3.1自提企業(yè)單獨(dú)配送和共同配送的比較

用Shapley值在共同配送模式下對(duì)自提企業(yè)聯(lián)盟進(jìn)行分配和自提企業(yè)單獨(dú)配送比較結(jié)果如表8所示。

由表8可見(jiàn)，在Shapley值分配方法下自提點(diǎn)1、2、3形成的共同配送聯(lián)盟收益比自提點(diǎn)1、2、3單獨(dú)配送分別多92.6，190.6，122.2。表明對(duì)自提企業(yè)建立共同配送聯(lián)盟可有效提高收益，降低成本。且用Shapley值對(duì)聯(lián)盟利益的分配能盡可能保證方案的公平合理性。

2.3.2共同配送下企業(yè)聯(lián)盟Shapley值分配和共建自提點(diǎn)的Owen值分配比較

Owen值用于對(duì)多家企業(yè)共建自提點(diǎn)情形下共同配送聯(lián)盟的利益分配。Shapley值下的共同配送聯(lián)盟和Owen值下的共建自提點(diǎn)聯(lián)盟比較如表9所示。

由表9可見(jiàn)，在企業(yè)共建自提點(diǎn)形成合作聯(lián)盟情況下進(jìn)行共同配送比直接進(jìn)行共同配送獲利更高。例如當(dāng)聯(lián)盟情形為Ⅳ=（{1}.{2}，{3}）時(shí)即表示三個(gè)自提企業(yè)均沒(méi)有共同合并自提點(diǎn)，直接進(jìn)行共同配送，其獲利分配92.6，190.6，122.2和Shapley值下的利益分配相同。當(dāng)企業(yè)進(jìn)行共建自提點(diǎn)時(shí)，如聯(lián)盟情形為N={l}，{2，3}）時(shí)，獲利為118.5，220，217.8，可知在2、3企業(yè)共用自提點(diǎn)的情況下進(jìn)行共同配送時(shí)，該兩個(gè)企業(yè)更占優(yōu)勢(shì)。即共同合并自提點(diǎn)在進(jìn)行共同配送情況下，優(yōu)先聯(lián)盟會(huì)占更多優(yōu)勢(shì)。因而，終端快遞企業(yè)在選擇自提點(diǎn)時(shí)，可根據(jù)自己的地理位置、建設(shè)規(guī)模優(yōu)勢(shì)來(lái)決策與之合作的企業(yè)或選擇共同配送的企業(yè)從而達(dá)到更高的獲益。

Shapley值和Owen值都有效根據(jù)不同的情況對(duì)不同企業(yè)的利潤(rùn)進(jìn)行合理的分配。在快遞自提企業(yè)只進(jìn)行共同配送的情況下，面對(duì)多種聯(lián)盟情況，可直接用Shapley值對(duì)不同聯(lián)盟下的企業(yè)利潤(rùn)值進(jìn)行分配。若快遞自提企業(yè)之間存在優(yōu)先聯(lián)盟，即多家企業(yè)想聯(lián)合共用一個(gè)自提點(diǎn)，此時(shí)在具有聯(lián)盟結(jié)構(gòu)的合作博弈下，用Owen值對(duì)其進(jìn)行的利益分配，自提企業(yè)能根據(jù)自身優(yōu)勢(shì)選擇對(duì)自己更加有利的企業(yè)進(jìn)行合作。且聯(lián)盟之間并不只考慮自身利益，還能提高聯(lián)盟整體與其他聯(lián)盟在分配大聯(lián)盟時(shí)的討價(jià)還價(jià)的能力。各企業(yè)也可根據(jù)值的結(jié)果結(jié)合自身?xiàng)l件來(lái)更加合理地選擇合作對(duì)象來(lái)提高自己的利益。

3結(jié)論

本文通過(guò)分析目前自提點(diǎn)的現(xiàn)狀，對(duì)終端自提點(diǎn)聯(lián)盟可構(gòu)成情況下的資源整合做了量化分析。建立了多個(gè)自提點(diǎn)聯(lián)盟的合作博弈模型，并分別通過(guò)Shapley值和Owen值對(duì)只進(jìn)行共同配送和在共用自提點(diǎn)并進(jìn)行共同配送兩種情況下的企業(yè)利潤(rùn)進(jìn)行分配。通過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)本文提出的對(duì)于終端自提企業(yè)的資源整合方案能有效降低快遞企業(yè)聯(lián)盟成本，各企業(yè)成員在加入聯(lián)盟后利潤(rùn)也明顯提高。因而各企業(yè)可根據(jù)Shapley值和Owen值的結(jié)果結(jié)合自身?xiàng)l件來(lái)更加合理地選擇合作對(duì)象以提高自己的利益。該結(jié)論為快遞自提的聯(lián)盟企業(yè)在配送中利益分配提供思路。

由于本文重點(diǎn)在于對(duì)多個(gè)自提企業(yè)聯(lián)盟的利益分配問(wèn)題，弱化了模型部分，在自提點(diǎn)過(guò)多的情況下可采用建立車(chē)輛路徑問(wèn)題模型的方法來(lái)計(jì)算聯(lián)盟利潤(rùn)，還有未考慮自提點(diǎn)快遞量變化等情況，這些問(wèn)題將在未來(lái)的研究工作中加以改進(jìn)。