基于突变理论的第三方物流服务商优选方法

摘要:常见的第三方物流服务商选择评价方法存在其缺陷,通过引用突变理论原理,利用突变理论与模糊数学的隶属函数相结合,对第三方物流服务商进行有效选择,实例分析和数值结果表明该方法可行且有效。

关键词:第三方物流服务商; 突变理论; 模糊数学;评价指标

中图分类号:F252.24 文献标识码:A

Preferred Method of Third Party Logistics Service Providers Based on Catastrophe Theory

WANG Yong,ZHANG Yun-feng

(School of Economics and Business Administration, Chongqing University,

Chongqing 400030,China)

Abstract: Evaluation method of common choice of third party logistics service providers exists flaw. The paper carries out effective choice to third party logistics service providers by invoking the principle of catastrophe theory and using combination of catastrophe theory and fuzzy membership function. Case study and numerical results show that the method is feasible and effective.

Key words:third party logistics service providers; catastrophe theory; fuzzy math; evaluation index

随着经济全球化的发展,企业之间的竞争日益激烈,多元化经营战略为企业赢得了利润,却

未能促进资源利用效率的提高。与此同时,用户需求更加个性化、多样化,对产品及服务的要求越来越高。激烈的市场竞争迫使企业重新调整供应链管理战略,把精力放在发展核心业务上,把自己不擅长的物流业务外包出去,由此促进了第三方物流的发展。第三方物流是指除物流劳务的供需方之外的第三方去完成物流服务的物流运作与管理方式,这个“第三方”是指第三方物流服务商。第三方物流服务商在供应链中承担原材料采购、运输、仓储和产成品加工、整理、配送等物流服务业务,利用自身的专业化优势,重组这些物流业务,以达到在规定的交货期内,将规定的物品交付给收货方,同时实现成本的最小化。显然,第三方物流拥有降低企业运营成本,增加企业核心竞争力,提高用户满意度等诸多优点。在众多的第三方物流服务商中,每个服务商由于自身资源及环境条件的不同,往往在所物流业务的某一方面(比如运输)比其他服务商占有优势,而其它方面却处于劣势或相当。因此,如何选择最佳的第三方物流服务商是决定企业物流业务外包成败的关键问题。

经常用到的服务商选择评价方法包括直观判断法、招标法、线形权重法、层次分析法(AHP及修正AHP)、多目标数学规划法、作业成本法(ABC)、数据包络分析法(DEA)、理想解法(TOPSIS)、模糊综合评价法、关联矩阵法等,也有学者提出用遗传算法(GA)神经网络(NN)等现代优化算法模拟服务商选择评价的计算过程。其中层次分析法应用最为广泛,它是由著名运筹学家T.L.Saaty提出的定性和定量相结合的多准则决策方法。它基于多目标的递阶层次结构,根据主观判断计算一系列备选方案的相对重要程度。在计算过程中需要预先给定各种因素的权重,而权重在很大程度上取决于决策者偏好,往往带来判断不准确或失误的现象,故而不适合模型的动态修正和为决策者提供客观的决策依据。

实质上,基于评价指标进行的备选方案排序,隐含着各备选方案对评价系统的贡献有着显著差异这样一个假设。诚如文献[5]所言,在递阶层次式的评价指标体系中,可以把这种显著差异理解为由下层指标相互作用所控制的相应上层指标的状态变化是非连续的突变行为。有鉴于此,本文引入突变理论, 结合模糊数学知识对第三方物流商进行综合选择评价。

一、 突变模型的基本原理

突变理论是由法国数学家R.Thom创立的一门应用数学工具研究系统行为演变非连续现象的学科,属于非线形科学理论的组成部分。现在描述的突变理论实际上指的是初等突变理论,它的数学渊源是根据势函数把临界点分类,进而分析各临界点附近非连续性态的特征。势函数定义为状态变量ψ与控制变量C的函数,数学表达式为V=V(ψ,C),其中ψ∈Rn,表示系统的行为状态;C∈Rn,表示影响和控制状态变量的性质。R.Thom在《结构稳定性和形态发生学》一书中证明,当状态变量不多于2个、控制变量不多于4个时,基本初等突变模型不多于7个。

对于突变模型的势函数V(x),它的所有临界点集合构成一个平衡曲面,令V′(x)=0,可得该平衡曲面方程;它的奇点集可通过令V″ (x)=0得到。由V′(x)=0和V″(x)=0消去x可得到突变系统的分歧点集方程,分歧点集方程表明诸控制变量满足此方程时,系统就会发生突变。通过分解形式的分歧点集导出归一公式,由归一公式将系统内诸控制变量化为由状态变量表示的质态。下面以蝴蝶突变模型为例来说明突变模型的突变机理。

蝴蝶突变模型的势函数是:(x)=ax+bx2+cx3+dx4+x6(6)

令V′(x)=0与V″(x)=0,分别得到平衡曲面方程与奇点集:

a+2bx+3cx2+4dx3+6x5=0(2)

2b+6cx+12dx2+30x4=0(3)

令V′(x)=0,V″(x)=0,V(x)=0,V(4)(x)=0,消去x得到分解形式的分歧点集方程:

a=20x5,b=﹣45x4,c=40x3,d=-14x2(4)

通过(4)式可以导出蝴蝶突变模型的归一公式:

x(a)=(a)1/5,x(b)=(b)1/4,x(c)=(c)1/3,x(d)=(d)1/2(5)

同理,尖点突变模型归一公式为:x(a)=(a)1/3,x(b)=(b)1/2

燕尾突变模型归一公式为:x(a)=(a)1/4,x(b)=(b)1/3,x(c)=(c)1/2

上述归一公式是利用突变理论进行多准则决策的基本运算公式,它将系统中不同质态的控制变量归化为可比较的同一种质态,即由状态变量表示的质态,从而对系统进行综合量化递归运算,最后归一为一个参数,即求出总的隶属函数,从而得出综合评价结果。

二、基于突变理论的指标评价基本步骤

1.将系统分解为多个指标组成的递阶层次结构。若一个指标分为2个次级指标,则可视为尖点突变模型;若一个指标分为3个次级指标,则可视为燕尾突变模型;若一个指标分为4个次级指标,则可视为蝴蝶突变模型。

2.对各个指标赋值,并将指标值规范化。在归一公式中,控制变量a、b、c、d表征的是状态变量不同方面的特征,其原始数据取值范围和度量单位可能各不相同。因此,在使用归一公式前,必须将控制变量的原始数据转化为0-1范围内的越大越优型无量纲可比较数值。

3.依据归一公式进行逐层量化递归计算,得到系统总的隶属函数。由模糊理论可知,在多目标的情况下,若设A1,A2,…,An为模糊集,则满足条件的策略为C=A1∩,A2∩,…,∩An,设uA1, uA2,…,uAn分别为A1,A2,…,An的隶属函数。uc(x)为C的隶属函数,则uc(x)=uA1∧uA2∧…∧uAn=uA1∩uA2∩…∩uAn=min{uA1,uA2,…,uAn}即对采用归一公式计算出的值应“大中取小”(指标之间存在互补关系的取其平均值)。

4.对各方案总突变隶属函数值按越大越优原则排序,给出最终决策。

三、 实例分析

某大型制造企业为降低企业运作成本提高企业核心竞争力,拟将企业部分物流业务外包给一个专业的第三方物流服务商进行运作。于是,该企业向各第三方物流服务商公开招标,对符合条件的服务商进行多重考察,终于获得了满意的结果。下面介绍该企业的整个决策过程。

步骤 1:建立第三方物流评价指标体系

由于第三方物流系统的复杂性,评价指标体系的确立存在一定的困难。从不同角度考虑可得出不同的评价指标体系。一般来说给定的指标范围越宽指标数量越多,第三方物流服务商之间的区别越明显,越有利于做出正确的评价,但确定各指标的相对重要程度也就越复杂。因此,在确定第三方物流评价指标时不仅要考虑评价指标能否全面客观反映第三方物流系统评价目标的要求,同时也要考虑评价指标是否有利于指标层次性的判断与数学建模的方便。

步骤2:确定各指标值,对数据进行规范化处理

指标通常分为效益型和成本型两类。效益型指标值越大越好,成本型指标值越小越好,在赋值前应将指标值转化为可用同一量纲表示的数值。本文为简便起见,假设不论效益型或成本型指标均以十分制Delphi法所得数值大小来评价方案。

设(1)专家集D={d1,d2,…,dL},专家dk的权重为ωk,满足0≤ωk≤1,ω1+ω2+…+ωL =1,k=1,…,L;(2)备选方案集C={C₁,C₂,…,Cm};(3)评价指标集E={E1,E2,…,En}。专家dk对评价指标的评分矩阵为:Ak=[(aij)k]n×m,k=1,2,…,L;i=1,2,…,n;j=1,2,…,m 。式中(aij)k表示第k个专家对第j个备选方案的第i个指标的评分值。

由专家权重ωk以及指标值(aij)k可得指标的加权评分矩阵:

B=(bij)n×m=∑[DD(]L[]k=1[DD)](aij)kωk

将加权评分矩阵B规范化处理,得到:

B′=(b′ij)n×m=[SX(](bij)n×m[]∑[DD(]m[]j=1[DD)]bij[SX)]

专家们经过市场调查,依据图1建立的评价指标,初步选定3家第三方物流服务商为备选方案。

步骤3:依据归一公式求出各递阶层模糊隶属函数

物流成本由4个次级指标组成,应视为蝴蝶突变模型。根据相应的归一公式,计算出物流成本各指标的突变指数值,物流成本各指标之间不存在互补关系,按照“大中取小”原则,得到3家服务商的物流成本各指标隶属函数值。

步骤4:对总隶属函数值排序,给出最终决策

服务商各初级指标之间没有互补关系,按照“大中取小”原则,可得指标评价体系的总隶属函数值为:服务商1(0.7909),服务商2(0.7679),服务商3(0.7147)。于是,基于突变理论的3家第三方物流服务商评价结果为:服务商1优于服务商2优于服务商3。

三、 结束语

早期的突变理论主要应用于自然科学领域,现已渗透到社会科学领域,但利用突变理论研究第三方物流服务商选择问题,尚属初级阶段。应用突变理论的关键是推导归一公式,它表示每个指标的次级指标对其的模糊隶属函数。应用突变理论既可以定性分析系统的突变性质,又可以对突变的变量大致地把握。与文中列举的其它评价方法相比,突变理论评价法计算过程简单,避免了确定权重等主观因素的影响,不失为一种有效的评价方法。

参考文献:

[1] R.Thom Structural Stability and Morphogenesis[M].Reading Mass :Benjam in, 1975.

[2] Ching-shue,Lin Yin,Hung Pao-yi. Evaluating guide missile destroyer by catastrophe series based on fuzzy scales[J].Proceeding of the Fifth IEEE International Conference on Fuzzy Systems,1996(3):2188-2193.

[3] 凌复华. 突变理论及其应用[M].上海:上海交通大学出版社,1987.

[4] 何金平,李珍照. 基于突变理论的大坝安全动态模糊综合分析与评判[J].系统工程,1997,15(5):39-44.

[5] 余福茂,肖亮. 动态物流联盟系统规划技术研究[M].北京:航空工业出版社,2006.

[6] 余福茂,朱开明. 基于突变理论的动态物流联盟合作伙伴评价研究[J]. 物流技术,2007,26(2).

[7] 周焯华,张宗益. 股票内在价值的突变分析模型[J].重庆大学学报(自然科学版),1999,22(6).

[8] 刘泽亮,程凌,孟庆刚. 基于突变理论的上市公司业绩评价[J].青岛大学学报,2002,17(2).

[9] 童明荣,薛恒新,林琳. 现代第三方物流供应商的选择[J].大连海事大学学报,2006,32(4).

[10]吴国通,高雷阜. 层次分析法在选择第三方物流供应商中的应用[J].科学技术与工程,2005,5(4).

(责任编辑:吕洪英)

推荐访问:优选 突变 服务商 第三方物流 理论