基于系統動力學的港口供應鏈風險演化研究

韓丹丹，陳家舉

（武漢理工大學　交通學院，湖北　武漢　430063）

基于系統動力學的港口供應鏈風險演化研究

韓丹丹，陳家舉

（武漢理工大學交通學院，湖北武漢430063）

為降低港口供應鏈風險，增加港口供應鏈系統的穩定性，保障港口供應鏈的高效運行，通過發放調查問卷與實地調研相結合的方法獲取相關數據，運用系統動力學方法分析港口供應鏈風險影響因素間的因果關系、函數關系，通過Vensim軟件仿真，模擬各影響因素變化引起的港口供應鏈風險的變化。仿真結果表明：港口物流服務需求變動風險對港口供應鏈風險影響最大，其次是競爭環境風險，最后是利益分配風險、港口物流服務技術風險。

港口；供應鏈風險；演化規律；系統動力學；Vensim

1　引言

隨著全球經濟的一體化，國際貿易的增加，港口已經不再是單一的運輸中轉站，已成為供應鏈上物流、信息流和資金流的交匯點，逐漸演變為綜合運輸體系網絡的中心節點［1］。隨著港口供應鏈高速發展，港口供應鏈風險日益突出，研究港口供應鏈風險系統的結構，掌握港口供應鏈風險的演化規律，可以保障港口供應鏈系統的穩定性和港口供應鏈的高效運營。

國內外許多學者都很重視港口供應鏈風險的研究。如Y.Li［2］等通過對供應鏈網絡風險及其控制系統的分析，研究了產品質量和需求量變化對供應鏈網絡性能的影響；C.K.M.Lee［3］等應用RFID技術設計了供應鏈上的貨物流系統，提高了供應鏈的運作效率和監測力度，降低了供應鏈風險；劉曉明［4］依據SCOR模型建立了港口供應鏈的風險預警指標體系，結合Hallikas的供應鏈風險雙因素框架建立了雙因素評估模型，得出供應鏈風險等級狀況；劉穎［5］等基于層次分析法研究了港口供應鏈評價指標體系；夏德［6］探討了供應鏈風險識別方法，設計了風險管理杠桿的選擇模式，實現了供應鏈風險管控；武慧榮［7］基于系統動力學方法研究了汽車供應鏈風險；楊磊［8］基于系統分析方法研究了供應鏈風險管理。上述研究多從單一、靜態的角度探析港口供應鏈風險，忽視了港口供應鏈風險的復雜性、動態性。系統動力學是基于系統論，并吸收控制論、信息論的精髓，是研究高度非線性、高階次、多變量、多重反饋復雜系統的一種定量方法［9］。因此，本文從動態、系統的角度，基于系統動力學建立港口供應鏈風險演化的模型，利用軟件Ven-sim對其演化過程進行仿真，揭示港口供應鏈風險的演化規律，降低港口供應鏈風險，保障港口供應鏈系統的穩定性。

2　港口供應鏈風險影響因素分析

港口供應鏈是基于服務需求，以港口為核心的各類服務供應商為客戶提供物流服務、資金服務及信息服務的網鏈結構。其中，物流服務供應商包括港口企業、內陸運輸企業、貨運代理、船公司、裝卸公司、海關、檢驗檢疫及金融服務等組織［10］。本文認為港口服務供應鏈風險在于港口供應鏈運作過程中出現的各種不確定因素，這些因素會導致供應鏈運作失常甚至中斷，以至于供應鏈成員企業遭受經濟損失，給港口服務的質量帶來不利影響［10］。港口服務供應鏈風險大致可以分為外部風險、內部風險和合作風險三大類。

港口供應鏈風險外部風險包括競爭環境風險、政策法律風險、自然環境風險、港口物流服務需求變動風險，其中競爭環境風險又包括替代風險和同行競爭風險。

港口供應鏈風險內部風險包括港口物流服務技術風險、資金風險、貨物運輸風險、信息風險。其中，港口物流技術風險包括人員操作風險、貨損貨差風險、基礎設施風險；物流信息風險包括信息及時風險、信息失真風險。

港口供應鏈風險合作風險包括利益分配風險、流動性風險、組織風險、信息不對稱風險。

3　港口供應鏈風險演化系統動力學模型構建

港口供應鏈風險三個子系統間相互影響，子系統中的影響因素也相互影響，因此要想建立港口供應鏈風險模型，首先要明確外部、內部、合作等三個風險子系統及子系統中影響因素間的因果關系；其次要分析港口供應鏈風險影響因素間的流程圖；最后依據專家打分和歷史數據，確定各因素間的函數關系式，即可得到港口供應鏈風險系統動力學模型。

3.1港口供應鏈風險演化因果關系圖

結合系統動力學軟件Vensim，綜合分析港口供應鏈風險影響因素系統作用機理，可得風險因素之間的因果關系，如圖1所示。

圖1　港口供應鏈風險系統因果關系圖

3.2港口供應鏈風險演化流程圖

依據港口供應鏈風險的影響因素及各因素間的因果關系，將各影響因素分為狀態變量、流率變量、輔助變量、常量等，利用系統動力學的仿真軟件Vensim，得出港口供應鏈風險演化系統流程如圖2所示。

圖2　港口供應鏈風險系統流程圖

3.3港口供應鏈風險演化模型參數及方程分析

港口供應鏈風險系統的流程圖確定后，繼續分析各影響因素，列出各影響因素間的函數關系式。本文中的參數通過專家打分獲得，專家打分的具體過程：向國內高校專家、港口供應鏈工作人員等多年從事港口供應鏈管理的人員進行問卷調查，發放問卷100份，收回有效問卷98份。篩選調查問卷，對調查結果進行分析，便可得到這些參數的值。在專家打分時將分值限定在［0，1］范圍內，這樣能使結果具有一致性。0代表該因素不對風險產生影響，1代表此因素發生的概率為1，且會造成極為嚴重的損失［11］。

參數值獲得后，要列出各影響因素間的函數關系式。首先運行Vensim軟件中的原因樹，根據原因樹中影響因素制作調查問卷，由調查問卷獲得基礎數據，然后利用基于“功能驅動”原理的主觀賦權法和基于“差異驅動”原理的客觀賦權法結合起來的綜合集成賦權法獲得各個風險因素的權重。

以港口供應鏈風險系統中外部風險為例進行實例分析，系統流程圖中影響外部風險的因素有競爭環境風險、政策法律風險、自然環境風險、港口物流服務需求變動風險。根據專家打分獲得調查問卷，結合綜合集成賦權法獲得這四個影響因素的權重，可得函數關系式：外部風險=0.22×競爭環境風險+0.26×政策法律風險+ 0.24×自然環境風險+0.28×港口物流服務需求變動風險，依次按照上述方法得到其余函數關系式。

4　港口供應鏈風險演化模型模擬與分析

本文依次變動各影響因素的值，得到影響因素變化時港口供應鏈風險的變化。由于篇幅所限，本文選取港口物流服務需求變動風險、競爭環境風險、港口物流服務技術風險、利益分配風險為代表來研究港口供應鏈風險的演化。

運行系統動力學Vensim仿真軟件，得到初始時港口供應鏈風險在5年內的變化。為研究港口供應鏈風險演化規律，本文將港口供應鏈風險演化模型設定在其它各相關影響因素保持現狀值不變的基礎上，將港口物流服務需求變動風險增加10%，再依次變化競爭環境風險、港口物流服務技術風險、利益分配風險的值，模擬此條件下港口供應鏈風險的變化，具體模擬結果如圖3所示。分析圖3可得：當港口物流服務需求變動風險、競爭環境風險、港口物流服務技術風險、利益分配風險的值分別變化10%時，港口物流服務需求變動風險引起的港口供應鏈風險的變化最大，其次是競爭環境風險，最后是利益分配風險、港口物流服務技術風險。

圖3　各影響因素變化時港口供應鏈風險的變化

5　結束語

本文運用系統動力學方法分析了港口供應鏈風險的演變規律，針對港口供應鏈風險成因的復雜性、動態性，通過分析內部風險、外部風險、合作風險等三個方面的風險因素，通過閱讀大量參考文獻和查找歷史統計數據確立參數變量和參數方程，建立了港口供應鏈風險演化模型，最后結合Vensim仿真軟件對港口供應鏈風險演化進行仿真。仿真結果顯示：港口物流服務需求變動風險對港口供應鏈風險影響最大，其次是競爭環境風險，最后是港口物流服務技術風險、利益分配風險。

運用系統動力學模型分析的優點是可以描述影響因素之間相互影響關系，也可以實現對風險的動態描述，彌補靜態評估不能描述風險動態特性的不足［11］。但由于本文數據的限制，采用了問卷調查、專家打分確定了一些數據，這就使得這些數據帶有一定的主觀性，所以不管是指標體系的建立還是模擬結果的精確性都有進一步提升的空間。今后的研究需要進一步收集數據，客觀地表達出港口供應鏈風險演化規律。

［1］王樹芳.港口供應鏈風險識別及評價研究—以曹妃甸港礦石服務供應鏈為例［D］.天津∶河北工業大學，2011.

［2］Y Li，M R Kramer，A J M Beulens，J G A J van der Vorst.A framework for early warning and proactive control systems in food supply chain networks［J］.Computers in Industry，2010，61（9）∶852-862.

［3］C K M Lee，William Ho，G T S Ho，H C W Lau.Design and development of logistics workflow systems for demand management with RFID［J］.Expert Systems with Applications，2011，38（5）∶5 428-5 437.

［4］劉曉明.基于港口供應鏈的風險預警與實證探究［J］.物流技術，2008，27（11）∶96-100.

［5］劉穎，黃雁雁，姜泰元.港口供應鏈評價指標體系研究—基于層次分析法［J］.物流技術，2012，（5）∶99-102.

［6］夏德，王林.供應鏈風險識別與風險管理杠桿選擇［J］.企業經濟，2012，（8）∶24-27.

［7］武慧榮，張海松，曹超麗.基于系統動力學的汽車供應鏈風險因素分析［J］.物流技術，2011，30（9）∶131-137.

［8］楊磊，鄭仲玉，陳文釗.基于系統分析方法的供應鏈風險管理［J］.物流技術，2010，29（1）∶97-98.

［9］王其藩.系統動力學［M］.北京∶清華大學出版社，1994.

［10］陳國鵬.港口服務供應鏈的風險評估與策略研究［D］.武漢∶武漢理工大學，2013.

［11］席永濤，陳杰.水上危險貨物運輸管理系統動力學仿真［J］.上海海事大學學報，2014，35（3）∶7-11.

Study on Risk Evolution of Port Supply Chain Based on System Dynamics

Han Dandan，Chen Jiaju
（School of Transportation， Wuhan University of Technology， Wuhan 430063， China）

In this paper， through a questionnaire survey and field investigation， we obtained the relevant data， used the systemdynamics methodology to analyze the causal and function relationship between the factors influencing the risks in a port supply chain， andnext， simulated the changes in the risks of the supply chain caused by these influence factors. Through the simulation， we found that the portservice demand variation risk had the greatest impact on the risks of the port supply chain， followed successively by competitive environmentrisk， benefit allocation risk and port logistics service technical risk.

port； supply chain risk； evolutionary pattern； system dynamics； Vensim

F552.6；F274

A

1005-152X（2016）03-0152-03

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.03.032

2016-02-14

韓丹丹（1990-），女，河北保定人，武漢理工大學碩士研究生，主要研究方向：交通運輸安全、港口航運與綜合物流、供應鏈管理理論與方法、物流系統規劃與管理等。