灰色關(guān)聯(lián)分析法在農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流倉庫選址中的應(yīng)用

張 雪

(山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山東 濟(jì)南 250103)

1 引言

選址是研究應(yīng)該如何選擇設(shè)施的位置和配置設(shè)施的數(shù)量，才能為它的下游客戶提供最優(yōu)質(zhì)的的服務(wù)的一門科學(xué)。[1]選址決策具有后效性，即一旦形成無論結(jié)果好壞都難以再改。這一特性直接決定了選址問題的重要性。而農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流對(duì)于產(chǎn)品高品質(zhì)、時(shí)效性的要求也迫使企業(yè)尋求更為合理的物流倉庫選址方案。合理的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流倉庫選址能夠節(jié)約企業(yè)成本、促進(jìn)供應(yīng)鏈上游和下游的生產(chǎn)、配送及消費(fèi)的協(xié)調(diào)，同時(shí)為運(yùn)輸服務(wù)和庫存水平的恰當(dāng)選擇和良好管理奠定基礎(chǔ)，[2]也有利于企業(yè)的利潤提高和自身競爭力的提升，保證供應(yīng)鏈系統(tǒng)的持續(xù)平穩(wěn)發(fā)展。

2 研究現(xiàn)狀分析

2.1 選址問題的研究分析綜述

選址問題可分為以下四大類：第一類，根據(jù)設(shè)施的維數(shù)分為點(diǎn)選址、線選址、面選址和體選址。其中，點(diǎn)選址指的是對(duì)零維物體進(jìn)行準(zhǔn)確定位，線選址是對(duì)一維物體進(jìn)行準(zhǔn)確定位，面選址常應(yīng)用于二維物體，而體選址則是針對(duì)諸如卡車裝卸等三維物體進(jìn)行有效定位。第二類，根據(jù)設(shè)施選址的數(shù)量多少分為：單設(shè)施和多設(shè)施選址。第三類，根據(jù)選址問題目標(biāo)區(qū)域的特征，劃分為連續(xù)選址、網(wǎng)格選址和離散選址等。第四類，根據(jù)選址成本分為對(duì)可行成本還是最優(yōu)成本方案的權(quán)衡；達(dá)到總成本最小化還是成本最大值最小化的取舍；靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)；假設(shè)問題是確定性還是隨機(jī)性等。第五類，根據(jù)選址的約束分為：有能力約束和無能力約束。[3]

對(duì)于選址問題中數(shù)據(jù)的處理和評(píng)價(jià)也有多種方法：翁克瑞為實(shí)現(xiàn)服務(wù)成本與服務(wù)半徑的雙重優(yōu)化，建立了混合整數(shù)規(guī)劃模型來解決成本與半徑優(yōu)化的服務(wù)設(shè)施選址問題 (CROFL)[4]。Hwang C L 和 Yoon K提出了TOPSIS的評(píng)價(jià)方法，這種方法首先確定各種備選方案，然后選定優(yōu)方案和劣方案，將備選方案與優(yōu)、劣方案比對(duì)得出差距作為依據(jù)，對(duì)備選方案進(jìn)行排序[5]。徐斌，諸葛承祥等通過研究物流配送中心的特點(diǎn)，建立了一套評(píng)價(jià)物流配送中心的指標(biāo)體系，并應(yīng)用基于信息熵的灰色關(guān)聯(lián)分析法來處理物流配送中心的選址決策[6]。在多個(gè)配送中心選址方案的設(shè)計(jì)與優(yōu)化問題上，張學(xué)成等提出了一種基于AHP-GP的物流中心選址模型[7]。楊文忠首次在傳統(tǒng)影響因素基礎(chǔ)上添加了衡量各區(qū)地理位置及居民這一參考要素，通過重心法來解決物流中心選址問題[8]。韓峰，胡靈將AHP法、模糊評(píng)價(jià)法與灰色關(guān)聯(lián)分析理論相結(jié)合，通過調(diào)研建立選址評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，構(gòu)建基于模糊評(píng)價(jià)法的選址模型，最后通過灰色關(guān)聯(lián)分析理論對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析從而得出最終結(jié)論[9]。曹慶奎，李現(xiàn)美等把帶有灰色關(guān)聯(lián)約束錐的數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型用于物流中心選址，構(gòu)建了基于成本—效益型的指標(biāo)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行經(jīng)濟(jì)論證。[10]

2.2 倉庫選址的常用方法

在物流倉庫的選擇中，對(duì)于數(shù)據(jù)的處理和評(píng)價(jià)有多種方法：層次分析法、線性權(quán)重法、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法等。上述各種評(píng)價(jià)模型都具有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，對(duì)于數(shù)據(jù)的處理范圍和適用情況也各不相同。定量模型自身的特點(diǎn)決定了在考察評(píng)價(jià)過程中可以充分考慮運(yùn)輸費(fèi)用、固定建設(shè)費(fèi)用等方便量化的因素，但對(duì)于難以量化但又影響較大的因素考慮有所欠缺；而定性模型則帶有較多的主觀色彩，使得評(píng)價(jià)的客觀性不高。[11]

也有很多專家學(xué)者選擇數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法。但是數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的回歸分析、主成分分析、因素分析等往往需要建立在大樣本數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，并且要求樣本服從某個(gè)典型的概率分布，計(jì)算量大，一般要借助計(jì)算機(jī)。于此同時(shí)，數(shù)據(jù)分析模型的結(jié)果可能會(huì)與現(xiàn)實(shí)情況存在較大差異，導(dǎo)致系統(tǒng)的關(guān)系和規(guī)律遭到歪曲和顛倒。[12]

2.3 灰色關(guān)聯(lián)分析法的應(yīng)用研究

鄧聚龍于1982年提出灰色系統(tǒng)理論。它通過對(duì)部分已知信息的生成和開發(fā)，克服分析層次的復(fù)雜性、結(jié)構(gòu)關(guān)系的模糊性、動(dòng)態(tài)變化的隨機(jī)性和指標(biāo)數(shù)據(jù)的不完全性等問題，盡可能的貼近現(xiàn)實(shí)邏輯和認(rèn)知規(guī)律。它的處理方法主要是利用線性插值將離散數(shù)據(jù)映射為連續(xù)折線，通過序列曲線幾何形狀的相似程度來判斷其相互關(guān)系的密切程度，曲線越接近，響應(yīng)序列之間的關(guān)聯(lián)度與曲線的相似程度成正比。

相對(duì)于一般的相關(guān)性分析方法,灰色關(guān)聯(lián)模型將數(shù)據(jù)間關(guān)系視為不確定的灰色特征,在統(tǒng)計(jì)規(guī)律不明確的情況下仍然有較好的分析效果[13],因此在目標(biāo)識(shí)別、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、績效評(píng)估等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。[14-16]

夏歡從影響網(wǎng)上零售發(fā)展的主要因素入手，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析模型對(duì)我國網(wǎng)上零售主要影響因素進(jìn)行實(shí)證研究[17]；姚育楠，陳鵬等運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)江蘇省13市新冠肺炎確診數(shù)影響因素進(jìn)行分析，為新冠肺炎防控工作提出建議[18]；康麗，錢鋼基于網(wǎng)絡(luò)中心性指標(biāo)的分析，構(gòu)建多層次灰色關(guān)聯(lián)分析的節(jié)點(diǎn)綜合模型，對(duì)創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估研究[19]；張洪，石婷婷構(gòu)建了安徽省旅游經(jīng)濟(jì)效益的因子指標(biāo)體系，將線性回歸與灰色關(guān)聯(lián)分析理論相結(jié)合評(píng)價(jià)影響旅游經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因子。[20]

可見，利用灰色關(guān)聯(lián)分析法在現(xiàn)代物流配送中心選址問題的分析中具有一定的可行性，并可通過數(shù)據(jù)處理將影響因素進(jìn)行無量綱化處理，從而將影響因素進(jìn)行綜合比較，得出選址的最優(yōu)結(jié)論?；疑P(guān)聯(lián)分析法可以克服傳統(tǒng)定性分析模型主觀性強(qiáng)的弊端，具有實(shí)證分析的客觀性、科學(xué)性等特點(diǎn)。

3 倉庫選址的灰色關(guān)聯(lián)模型的建立

3.1應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法評(píng)價(jià)備選倉庫情況

首先，根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析法建立各方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)列：

{x1}={x1(1),x2(2),……,x1(n)}

{x2}={x2(1),x2(2),……,x2(n)}

…

{xm}={xm(1),xm(2),……,xm(n)}

式中: x1,x2,…，xm分別表示1到m個(gè)系統(tǒng)；n表示技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)。

3.2確定參考數(shù)據(jù)列

確定參考數(shù)據(jù)列的原則為：在系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)列里選出最佳值，共同組成參考數(shù)據(jù)列的各項(xiàng)元素，即參考數(shù)據(jù)列{x0}可以表示為：

{x0}={ x0(1),x0(2),……,x0(n)}= { xi(1),xj(2),……,xk(n)}

式中：i，j,…k∈[1,m]的自然數(shù)域。

{x0}中的各個(gè)數(shù)是被比較數(shù)據(jù)列中的最佳值，最佳值的選取可分為兩類，一種是成本性指標(biāo)，另一種是收益性指標(biāo)，通常成本性指標(biāo)越低越好，收益性指標(biāo)越高越好。

3.3確定各指標(biāo)值對(duì)應(yīng)的權(quán)重

各指標(biāo)值對(duì)應(yīng)的權(quán)重：W={Xk| k=1,2,…,n} 其中Wk為第k個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的權(quán)重。

3.4計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)

式中ξi(k)是比較數(shù)列Xi與參考數(shù)列X0在第k個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)上的相對(duì)差值。

3.5計(jì)算灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度，建立灰色關(guān)聯(lián)度

式中ξi(k)為第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象相對(duì)于理想對(duì)象的灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度。

3.6評(píng)價(jià)分析

根據(jù)灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度的大小，將各評(píng)價(jià)對(duì)象數(shù)值按照從大到小進(jìn)行排序，從而建立評(píng)價(jià)對(duì)象的關(guān)聯(lián)序，關(guān)聯(lián)度越大，說明其越接近于理想指標(biāo)數(shù)值，其評(píng)價(jià)結(jié)果越好。

4 倉庫選址的灰色關(guān)聯(lián)分析應(yīng)用實(shí)例

對(duì)農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流企業(yè)M在各地倉庫進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析。實(shí)際數(shù)據(jù)如表1：

表1 M農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流企業(yè)各倉庫數(shù)據(jù)

由上表得到經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)列：

X1={200,2.1,250,260}；

X2={250,2.2,350,60}；

X3={300,3.1,300,230}；

X4={200,2.1,250,130}；

X5={500,2.6,360,300}

在比較的項(xiàng)目指標(biāo)中，面積和輻射半徑指標(biāo)屬于極大型指標(biāo)，即對(duì)于企業(yè)的物流經(jīng)濟(jì)效益而言，倉庫的面積越大倉儲(chǔ)能力越強(qiáng)，倉庫功能越全面；輻射半徑越大表示物流可服務(wù)的范圍越廣，因此這兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)值越大越好；而租金和管理費(fèi)用指標(biāo)為極小型指標(biāo)，即從企業(yè)成本考慮，租金越低越經(jīng)濟(jì)，而管理費(fèi)用的減少也可為企業(yè)節(jié)約成本，提高效率，因此這兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)當(dāng)越小越好。由此確定最優(yōu)參考數(shù)據(jù)列：

{x0}={500,2.1,250,300}

確定各指標(biāo)的權(quán)重，W={0.18,0.29,0.21,0.32}

對(duì)評(píng)價(jià)倉庫的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理，即將每一個(gè)數(shù)據(jù)除以指標(biāo)的平均值，并根據(jù)數(shù)據(jù)所屬類型從各個(gè)指標(biāo)中選取最優(yōu)的作為參考數(shù)據(jù)列X0，得到的參考數(shù)據(jù)列如表2所示：

表2 各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)參考數(shù)據(jù)列

根據(jù)數(shù)據(jù)值，分別求出差序列：

Δ11=(1.03,0.08,0,0.2)；Δ12=(0.86,0.04,0.33,1.22)；

Δ13=(0.69,0.41,0.16,0.36)；Δ14=(1.03,0,0,0.87)；

Δ15=(0,0.21,0.36,0)

求兩極差，可得：

Δ1i(k)=0; 一般情況下，取ξ=0.5。

根據(jù)公式求得關(guān)聯(lián)度系數(shù)如表3所示。

表3 關(guān)聯(lián)度系數(shù)

可見，關(guān)聯(lián)度排序結(jié)果為γ15>γ11>γ14>γ13>γ12，即五個(gè)倉庫評(píng)價(jià)的排序依次為：倉庫E、倉庫A、倉庫D、倉庫C、倉庫B。

5 倉庫選址的灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)論

利用灰色關(guān)聯(lián)分析的方法，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流企業(yè)M的幾處倉庫進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)分析，建立了農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流企業(yè)倉庫選址灰色關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)模型，并選取了具有代表性的五處倉庫進(jìn)行試評(píng)價(jià)，得到了五個(gè)倉庫的排序相對(duì)位置?；疑P(guān)聯(lián)分析方法相比較其他評(píng)價(jià)分析方法更切合于實(shí)際情況，特點(diǎn)是“少數(shù)據(jù)無特定分布建模”，不僅可以用于對(duì)比不同企業(yè)的倉庫情況，也可以評(píng)價(jià)同一企業(yè)不同倉庫的情況。利用灰色關(guān)聯(lián)分析進(jìn)行績效評(píng)價(jià)，相對(duì)更容易進(jìn)行，也可以使得結(jié)果更為客觀和準(zhǔn)確。

6 灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)倉庫選址決策的影響

第一，現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，為供應(yīng)鏈企業(yè)之間信息共享、設(shè)施共用和評(píng)價(jià)方法的計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化提供了前提條件。對(duì)于收集的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以通過計(jì)算機(jī)模擬方便的進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，省去了不必要的運(yùn)算步驟。而且在早期方案預(yù)選階段任何一個(gè)因素的調(diào)整都會(huì)對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生影響，為避免繁瑣計(jì)算，可以借助數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行便捷調(diào)整計(jì)算和對(duì)比。

第二，選址是一個(gè)系統(tǒng)問題，通常會(huì)受到多重因素的共同影響。以不同的目標(biāo)建模得到的結(jié)果也不相同。而在綜合考慮的諸多因素中，比如，供應(yīng)鏈上的總成本最低、總利潤最高、終端消費(fèi)者的顧客滿意度最大等，這些因素之間存在效益背反。所以應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體供應(yīng)鏈企業(yè)類型和上下游實(shí)際情況，有側(cè)重的進(jìn)行取舍。

第三，灰色關(guān)聯(lián)分析法在應(yīng)用過程中具備其獨(dú)特的優(yōu)勢：可以處理小樣本、貧信息的不確定性問題，可以利用此種方法的優(yōu)勢，與其他評(píng)價(jià)方法搭配使用，取長補(bǔ)短，使選址評(píng)價(jià)方案更具有客觀性和全面性。

第四，灰色關(guān)聯(lián)分析法在應(yīng)用過程中需要確定各影響因素的權(quán)重，而權(quán)重孰大孰小、具體應(yīng)該定義為多少數(shù)值，有一定的主觀性在里面。因此，應(yīng)當(dāng)依托大數(shù)據(jù)分析，綜合考量各影響因素對(duì)最終選址方案的影響，科學(xué)決策，多次模擬，最終得出最優(yōu)方案。