基于模糊最優化理論的區域物流發展研究

劉 斌

(天津大學 管理與經濟學部，天津 300073)

隨著我國市場經濟的不斷深化，現代物流業不僅在引導生產、促進消費方面舉足輕重，而且對優化產業結構、提高經濟運行質量也有巨大的促進作用。但是，相對于我國持續高速發展的現代物流業，其理論研究卻相對滯后。基于我國現代物流理論研究的現狀，本研究采用模糊最優化理論對上海地區現代物流業發展進行理論分析，期望通過深入的理論分析與實證研究，探索上海地區現代物流業發展的最佳路徑，為上海地區物流企業如何更有效率地開展物流業務提供理論支持。

一、文獻綜述

加快發展現代物流業是優化區域產業結構，振興第三產業的必然選擇。楊曉艷、楊方方(2012)就區域物流協同的內涵、區域內部物流業如何協同發展進行了模型化研究，并構建了供應鏈維、產業維、空間維等區域物流協同的三維結構模型。注楊曉艷、楊方方：《區域物流協同的三維結構模型研究》，《經濟問題》2012年第12期。他們通過對每個維度內部的協同內容、協同過程進行深入研究，認為提高資源配置，能夠最大程度地實現區域物流整體效益，提升區域物流整體競爭力，促進區域物流協同化，以及推進區域物流與區域經濟協調發展。賈海成(2013)以天津和上海為例，就區域物流發展與區域經濟的關系進行了實證研究，利用計量統計方法分析得到天津、上海兩地物流業發展對區域經濟的整體影響，為上述區域宏觀經濟的持續發展提出了富有針對性的對策與建議。注賈海成：《物流產業發展與區域經濟關聯分析——以天津和上海為例》，《科技進步與對策》2012年第23期。顏雙波(2012)就福建泉州地區的物流業發展與區域經濟的互動性展開研究。研究選取了泉州地區1995-2011年港口吞吐量、地區生產總值和三次產業增加值等統計數據，通過實證觀察到泉州地區物流產業的發展有效地促進了該區域的經濟增長，同時也推動了該區域產業結構的升級優化。注顏雙波：《物流產業促進區域經濟發展的實證分析——以福建泉州為例》，《首都經濟貿易大學學報》2012年第6期。徐文哲(2012)認為，現代物流企業不僅提供倉儲和運輸服務，同時還提供許多其他的增值服務，物流供應鏈因素越來越多，涉及到更多的運輸方式，覆蓋更多的服務環節。同時，也有越來越多的物流企業加入到物流業與金融業協同發展的大系統中來，但在創新層面上可能出現一定的風險。克服與解決物流企業與金融機構協同運營面臨的信用缺失問題，在制度層面上必須建立完善的物流企業與金融機構協同運營的風險控制機制。注徐文哲：《物流金融協同運營的風險保障與控制機制研究》，《山東社會科學》2012年第12期。曾艷(2012)采用組合分析方法對區域物流需求進行預測研究。在充分保留單一預測模型所包含信息的變異系數確定組合權重的基礎上，建立了區域物流需求組合預測模型，為進一步提高物流需求預測的精度和研究提供了理論支撐。[注]曾艷：《基于變異系數的區域物流需求組合預測方法》，《統計與決策》2012年第21期。

二、研究思路與模糊最優分析方法

(一)研究思路

本研究的核心是區域物流發展，研究方法是從最優化角度出發，基于收入視角對區域物流如何發展、定位進行確定性的定量研究。基于這一研究要求，本研究初步設想在某個選定的區域內對具有代表性的物流企業進行抽樣調查，依此確定這些物流企業開展各項物流業務的經營范圍，以及對應的收費價格等信息。然后，確定整個區域內的所有物流企業具有交集部分的物流服務的范圍、對應的收費價格等關鍵信息。在此基礎上，利用這些共同范圍的物流服務的關鍵信息來確定該區域物流服務發展的未來路徑或者說是取舍點。從最優化角度、也就是投入-產出收益最大化的角度出發，定量論證該區域物流業發展的最優路徑，或者說是該區域物流業發展的最優方式。

(二)理論模型論證

根據研究思路，展開對應的最優理論模型。假定我們選擇的研究區域內一共有p家不同企業從事m種不同類型的物流服務，我們通過對這p家企業進行基礎調研，得到其開展物流服務的范圍以及收費價格。用具體的變量ywi,j來表示單月第i家企業開展的第j類物流服務的總量，用函數fi(ywi,1,ywi,2,…,ywi,m)代表該企業在該月的投入產出函數。這樣對于家不同的企業，我們就可以得到p種不同(或者存在相同可能)的投入產出函數。

考慮到這些不同企業直接的業務的相同性，本研究采用模糊處理的方式，將其發展數據進行模糊化處理，見公式1。

(1)

說明：p_ywi,j代表第家企業單月開展第j類業務的價格；ywi,j代表第家企業單月開展第j類業務的總量；變量dj代表該區域內被調查企業單月開展第j類業務的均方差，也就是本研究的模糊范圍。

按照這一要求，對于區域內的某一企業開展物流服務，在業務總類型為m種的前提下，其實現最優發展，就是需要實現下公式2。

max:fi(ywi,1,ywi,2,…,ywi,m)

(2)

說明：變量fi代表區域內第i個企業的物流產出函數；di,j為區域內第i個企業的第j個約束的模糊變動范圍；變量ysi,j代表區域內第i個企業的第j個約束的中點位置；函數xzi,j(ywi,1,ywi,2,…,ywi,m)代表區域內第i個企業關于物流服務的第j個約束條件。

遵循模糊數學及模糊最優化理論的要求，公式2的最優化問題求解等同于以下問題的求解，見公式3。

max:y

(3)

利用公式，即可確定具體企業的物流發展的最優化問題。以下本研究結合上述分析對某一指定區域內的物流企業進行實證研究。

三、基于收入視角的上海地區區域物流發展最優路徑

利用前述理論模型，對上海地區區域物流發展的最優路徑進行針對性研究。考慮到本研究的實證性，為了避免研究結果對實證對象造成不必要的干擾，本文隱去實證對象的具體名字，用企業1代表第一家企業，依次類推。同理，對區域物流業務也采用概括式的表述，用第一類物流業務代表，依次類推。采用這一方式進行實證研究首先要進行對應的基礎調研。

(一)基礎調研

在本研究中，共對上海地區從事物流服務的20家企業進行實地調研，通過詳盡的基礎調研，得到20家物流企業四類物流服務的相對價格，數據匯總見表1。

表1 20家實證對象四類物流服務的相對價格數據

在獲取了上述數據的同時，本研究還對上述企業在經營過程中的約束性條件進行調研，并得到20家物流企業物流服務的約束條件，約束信息匯總見表2。

表2 20家實證對象物流服務的約束信息

(二)最優化模型構建與求解

將表1中的數據轉化為模型中的對應的最優化產出部分，將表2中的數據轉化為模型中的約束部分。即將表1中的數據轉化為下式4中max之后的函數部分，將表2中的數據轉化為下式4中除max之外的其它部分，得到公式4。

max:1x1+2x2+1.5x3+1x4

(4)

說明：變量x1、變量x2、變量x3和變量x4，依次代表區域內物流企業開展的四類物流業務的總量(單月總量)。

對于公式4確定的模糊最優化模型，結合最優化分析方法和模糊數學理論，將其轉化為兩個對應的最優化模型，見公式5和公式6。

max:1x1+2x2+1.5x3+1x4

(5)

max:1x1+2x2+1.5x3+1x4

(6)

對公式5和公式6所對應的模型進行最優化求解，得到最后的模糊最優解。它們依次對應的最優解見表3。

表3 中間模型的最優解結果匯總表

結合上述兩個中間過程，我們可得到對應的模糊最優化模型，見公式7。

max:y

(7)

說明：變量為模糊模型的最優化值。

對于公式7所表述的最優化模型，仍采用最優化分析軟件lingo11.3對其進行求解并得到模糊最優結果，將其匯總得到表4。

表4 模糊最優結果

(三)模型分析

依據上述分析論證，我們看到上海地區的20家物流企業廣泛的開展了四類物流服務，并取得了不俗的成績。單從四類物流服務來看，每一種物流類服務似乎都是不可或缺的，或者說每一種物流類服務的作用都是正向的。但是，從上述模糊最優化分析角度來看則并非如此。分析顯示只有前三類物流類服務起到了正向作用，第四類物流類服務則是負向的，或者說是非積極的作用。因此，從投入產出的角度來看，實證對象要想實現物流收入的最大化，應該盡量降低第四類物流服務，才能最有效率地實現區域物流業務的迅速發展。

四、結語

近年來，現代物流業在我國的發展呈現出跨越式的態勢。不過，相對于跨越式的發展其理論研究明顯滯后，尤其是理論與實踐相結合的研究更顯不足。有鑒于此，本研究通過對上海地區20家物流企業進行深入的基礎調研，獲得進一步研究所需要的數據。在此基礎上，利用模糊分析模型對基礎調研數據進行實證分析，從投入產出角度確定了上海地區現代物流業發展的最優化模型。通過逐步逼近的求解該模型，最終得到上海地區現代物流業發展的最佳路徑，即加速第一、二、三類物流業務的發展，降低或抑制第四類物流業務的發展速度，從而最大限度地提升上海地區現代物流產業的經濟效益和社會效益。