物流業樞紐節點布局合理性實證探究

宋玲

中圖分類號：F323.8 文獻標識碼：A

內容摘要：本文提出了一套系統性、可以量化執行的分析方法，該方法能有效判定物流業樞紐節點布局設置是否合理，也能有效判定如何高效設置樞紐節點，同時還能對已有物流網絡進行有效動態調整。通過實證研究，本文首先明確了五家對象的布局結構差異性，其次基于差異性結果給出了提升路徑，再次通過提升路徑應用得到了顯著實效。采用這種理論與實證相結合的方式進行分析，明確了自主提出的布局合理性六條準則是否正確。

關鍵詞：物流業 樞紐 布局 迪杰斯特拉

就物流業發展而言，如何設置樞紐節點？如何更加高效地設置樞紐節點？以及如何更加有序地基于樞紐節點現狀進行動態調配？這三大問題已經成為物流業發展的必答題。針對這三類問題，目前已有的研究成果尚未給出系統性的解決方案。已有的物流業研究成果都是從物流業發展特質、物流業發展差異性、物流業宏觀布局三個方面展開分析。就第一類研究成果，代表性的成果來自戴湖北等（2015），其對物流業發展的特點、規律以及即將面對的問題展開分析，運用國內外對比分析法，確定了我國物流業解決上述問題的參考答案。就第二類研究成果，代表性的成果來自郭茜（2011）、葉素文等（2011），前者通過運送方式的研究強化了差異性的來源以及差異性本質，后者通過物流業與金融業的融合程度深化了差異的本源及強度。就第三類研究成果，宗會明等（2015）、沈玉芳等（2011）、郭建科等（2006）的研究成果具有很強的代表性。這三個代表性成果分別選取重慶市、長三角區域、大連市為研究對象，就物流業產業布局結構的合理性以及產業結構布局對產業經濟發展進行分析，提出了物流業提升地區及區域發展的關鍵關注點。基于這種研究現狀，本文構建了一套適用于單個實證對象的可以量化的分析方法，來回答研究之初提出的三大問題。

布局合理性理論研究

（一）2*2模式下的物流最優路徑選擇

進行物流業樞紐節點布局合理性分析之前，首先確定一種笛卡爾積，全稱為2乘2模式下的物流派送笛卡爾積（簡稱為2*2模式），基于此笛卡爾積進行物流最優路徑選擇及其選擇對應結果。通過該種方式選擇，為后續的布局合理性分析打下基礎。對于用戶而言，在進行物流選擇時，一般需要做出兩種選擇，一種是時間優先，另外一種是效率優先。“時間優先”是指用戶要求物流公司能夠以最快的時間將物品運送到達目的地；“效率優先”則是指用戶要求物流公司能夠在用戶可承受的價格范圍內，較快地將物品運送到達目的地。無論是“時間優先”還是“效率優先”，被運送物品都應完整、無破損且保證不泄密的前提下運送，統稱為用戶路徑選擇模式。相對于用戶路徑選擇模式，還有一種模式為運送物品規模模式，細分為單件模式和批量模式。“單件模式”是指同一時間內（同一批次內）進行物流派送時只有單一物品被派送；“批量模式”則是指在同一時間內（同一批次內）進行物流派送時有多于一件（不包含一件）物品被派送。對于這兩種模式（“用戶路徑選擇模式”和“運送物品規模模式”），產生一種笛卡爾積，即2*2模式下的物流派送笛卡爾積，簡稱為2*2模式。對于這種2*2模式，第一個數字2指在用戶選擇模式中任意選擇，第二個2指在運送物品規模模式中任意選擇。

（二）布局合理性判定準則及方法

在物流樞紐節點已經確定的前提下，每個物流樞紐節點單日單批次的處理能力上限是確定的。與此同時，每個物流樞紐節點之間的運送成本也是確定的。參照迪杰斯特拉（英文名稱為Dijkstra，下同）算法進行物流派送最優路徑選取。本文利用2*2模式下物流最優路徑分析結果進行樞紐節點布局合理性分析，通過上述單個企業的物流派送路徑選擇，可以確定樞紐節點是否布局合理的六個判定準則。

第一個合理性判定準則為：對于已知企業而言，在其確定的所有物流樞紐節點之間必須存在費用、耗時為無限大的路徑。第二個合理性判定準則為：對于已知企業而言，對于用戶提出的有效需求（在時間優先條件下或者效率優先條件下），最終生成的最優路徑應該具有一致性。第三個合理性判定準則為：對于已知企業而言，對于同一派出地和派入地的任務而言，如果選取時間優先進行派送，耗費的總時間應該小于選取效率優先模式的總耗時。第四個合理性判定準則為：對于已知企業而言，對于同一派出地和派入地的任務而言，如果進行批量派送，其耗費的總費用應該低于單件任務的總費用。這一結果無論是在時間優先派送模式下，還是在效率優先模式下都應滿足。如果不滿足這一條件，即該企業的樞紐節點布局不合理。第五個判定準則為：對于不同企業而言，在同一派送任務下，最優路徑結果的差異不應過大。這種差異無論是在時間優先任務下，還是在效率優先任務下，亦或者是在單件任務下，以及在批量任務下。以三個企業的單件時間優先任務為例，其派出地位S，派入地為T。對于三家企業A1、A2、A3而言，產生的時間優先費用分別為T1、T2、T3。當這三個費用中出現一者遠大于其他二者的情形，則可以認為對應企業的樞紐節點布局不合理。第六個判定準則為：對于不同企業而言，在同一派送任務下，最優路徑結果的效率差異不應過大。這里所說的效率差異是指該任務在執行過程中生成的總費用與總耗時的比值，其在多家對象中，應該具有較高的一致性。如果不滿足這一特性，可以認為此效率值較高的企業，其樞紐節點布局不合理。通過上述分析，對于樞紐節點布局合理與否，給出了六條具有可操作性的判定準則。

布局合理性實證探究

如何就實證對象進行分析，確定其實際樞紐節點布局的合理性？就此問題，本文結合前述理論分析，通過三個環節的分析，不僅給出實證實現路徑，而且基于實證分析結果確定布局不合理性以及如何調整提升。

（一）指標樹立及實證分析思路

在本文的理論分析中，已經就2*2笛卡爾積下的物流業樞紐布局合理性給予了充分分析，并提出了六條判定準則。在實證分析中，將基于這六條準則以及2*2笛卡爾積中的八元組，給出從理論成果向實證分析的轉化過程。

具體而言，將建立以“路徑結構”、“樞紐節點結構”及“實體”三個一級指標。在“路徑結構”一級指標下下設“路徑構成”與“路徑數量”兩個二級指標，在“樞紐節點結構”一級指標下下設“樞紐節點能力”、“樞紐節點間費用”與“樞紐節點間耗時”三個二級指標，在“實體”的一級指標下下設“實體對象”二級指標。在如上六個二級指標下下設與之相對應的三級指標。以此就將前述理論分析中提及的“八元組”以及“合理性判定六大準則中的具體要件”給予了包含。通過這種三重指標體系的構建，即初步完成了實證分析所需的主要架構。上述三重指標體系如表1所示。

通過表1的指標集確定，不僅確定了三種分析指標體系，而且隱含了實證分析思路。將此分析思路顯示化，即為以下六大步驟：

第一步，確定如表1所示的指標集。

第二步，對于不同對象，進行實體編號與有向圖編號。本文的實體編號側重于對每一個不同的實證對象進行編號，由此確保分析過程的唯一性標示。同時，對于有向圖編號則是指同一區域內的樞紐結構進行編號，具體包括：樞紐節點名稱編號、樞紐節點間連通性判定并標記等。

第三步，確定樞紐結構路徑。具體而言，確定不同優先準則下，對應的運送能力、運送費用、運送耗時等關鍵指標。

第四步，確定路徑結構。在前三步分析基礎上，就同一實體對象（同一企業），確定其路徑結構，即任意兩樞紐節點間的路徑構成與路徑數量。需要注意的是，路徑結構構成包括原始構成與動態構成兩部分。對于原始構成是指在未分配任務的前提下，進行路徑構成分析；就動態構成而言則是指在已經分配任務的前提下，分析當前任務完成所需的路徑構成及變化。

第五步，分析不同實體間的任務處理能力與任務處理差異。本文中的任務處理能力側重于指不同實體處理任務的極限情況；而任務處理差異是指在前提條件相同的準則下，不同實體處理同一任務（包括單次任務與批次任務）所展現出的費用差異、耗時差異以及可完成與否差異等。

第六步，進行匯總分析。基于第五步分析結果，就不同對象的實際能力與水平形成匯總性報告，由此確定對應對象的樞紐節點布局合理與否。

（二）實證研究

基于前述分析結果，實證分析選定在西安地區開展物流業務的五家企業作為研究對象。為了避免研究結果對實證對象造成不必要的影響，在此隱去實證對象的具體名稱，以對象A、對象B、對象C、對象D、對象E作為其代表。針對這五家實體對象，就其在整個陜西范圍內開展的物流派送進行分析。之所以選擇這五家企業，有三個原因。第一，研究團隊對該區域結構相對熟悉。第二，被研究對象對研究的配合性。第三，這些實證對象開展的業務具有較強相似性。基于上述原因，同時以上述分析中給出的實證分析思路為藍本，就他們近半年的物流派送情況進行分析。通過跟蹤研究分析，將其分析結果匯總，結果如表2所示。

表2中的第五項準則分析與第六項準則分析，采用樣本值與樣本均值之間差距大于樣本方差單位根作為滿足依據。就5家對象而言，沒有一家完全符合六大準則的要求。按照同權重處理方法，對六大準則分析結果進行加權處理，得到了這5家對象的綜合排名。排名第一位的為對象C與對象E，得分98.3；排名第三位的為對象D，得分為97.5；排名第四位的為對象B，得分為91.3；排名第五位的為對象A，得分為90.5。

通過該結果可以清晰地看到，樞紐節點布局合理的為對象C、對象E，布局相對合理的為對象D，布局不夠合理的為對象B和對象A。接下來，結合這一分析結果，就對象A和對象B布局不合理的原因進行分析，并提出具體的調整意見與建議。

（三）調整意見及調整成效分析

本文采用回溯查找的方法，就對象A和對象B的布局不合理性進行分析。首先就對象A進行分析，發現對象A在咸陽市的派送能力略顯不足，主要體現在時間優先處理能力與其它幾家對象之間存在較大差距，隨著目標地和途徑地為咸陽市的物流業務逐漸增加，由此導致差異逐步放大。與此同時，就對象A而言，西安市至安康市的物流派送在某些情形下會被系統自動派送到經由咸陽市再發往安康市。在咸陽市業務能力下降的前提下，再經由此路徑，顯然會降低物流派送的效率。因此，在咸陽市處理能力未得到顯著提升的前提下，一旦出現需要中轉的情形，統一由商洛市接手派送到安康市。這也是原始樞紐節點結構設計中，對于西安市的備選疏散替代節點選擇不夠充分導致。

其次就對象B進行分析，發現對象B在寶雞市的派送能力略顯不足，主要體現在效率優先能力與其它幾家對象存在較大差距，差距隨著業務量的擴大而被擴大。同時，由于寶雞市處理能力不足，部分由漢中市到榆林市的業務，被迫經由安康、商洛、渭南、延安到達榆林，造成極大的延誤。對于此種問題，建立以西安市和漢中市共同響應的處理機制，解決派送峰值業務無法有效處理的問題。

對于對象A采取擴展咸陽市業務能力的同時，對中轉業務的疏導盡可能經由商洛市完成，即建立商洛市作為西安市的物流疏導中心；對于對象B則采取擴充寶雞市業務能力的方式，同時建立西安市作為漢中市的臨時疏導中心。通過一段時期的調整落實，待調整方案實施完畢后，對象A與對象B與其他三家實體的整體評估效果（六大準則評估）體現出差距逐步縮小的趨勢。經過調整觀察后，其整體評估得分分別為對象A（94.5）、對象B（95.1），與第一次分析時相比，差距明顯縮小。

結論

本文針對以往研究中存在的一個不足具體展開，這一不足是已有研究對物流業樞紐布局結構未給出系統性解決方案。為了找到解決該問題的方案，首先通過理論分析，并結合已有成果的研究，提出了一套系統性、可以量化執行的分析方法，該方法能有效判定物流業樞紐節點布局設置是否合理，也能有效判定如何高效設置樞紐節點，同時還能對已有物流網絡進行有效動態調整。其次通過理論論證，明確了該方案的可行性與理論正確性。再次，選定陜西地區的5家物流類企業（從事同種業務類型的物流類企業）進行實證分析。實證分析通過指標確定與實證分析思路確定，具體確定了理論分析思路向實證分析的具體轉化過程。基于此，通過深入研究分析，不僅明確了五家對象的布局結構差異性，而且基于差異結果給出了提升路徑與提升效果分析。通過這種理論與實證相結合的分析方式，不僅明確了自主提出的布局合理性的六條準則是否正確，而且確定了這六條準則的可適用性與可行性。由此為研究之初提出的三類問題給出了較為系統性的解決方案。