基于粗糙三角模糊數的郵輪建造舾裝物流集配流程風險評估

王海燕，萬忠菊，趙宗可，謝云云

(武漢理工大學交通學院，湖北 武漢 430063)

目前僅有歐洲少數國家和日本有郵輪建造的經驗，國內外針對郵輪建造舾裝物流集配流程和郵輪建造舾裝物流集配流程風險評估的研究較少。與普通商用船舶建造舾裝物流相比，郵輪建造舾裝物流集配具有供需關系復雜、參與主體多、總體協調難度大等特點，其風險主要來源于物流集配的內部環節和外部環境，如果不能對其過程中可能產生的風險因素加以有效辨識、控制，將會導致物流集配的中斷或破壞，引發物流集配其他環節的失穩和無效，甚至會造成整個物流集配崩潰的災難性后果。

目前我國關于船舶建造舾裝物流集配流程風險評估方面的研究相對較少，為了客觀、合理地研究郵輪建造舾裝物流集配流程中風險的形成機制，可以考慮借鑒國內外關于供應鏈風險以及相關評價模型和方法的研究，將其應用于我國郵輪建造舾裝物流集配流程的風險評估中，從而明確郵輪建造舾裝物流集配流程中存在的風險因素，并采取相應的控制措施減小風險損失。在國外，一些學者建立了風險研究的三個模型，即風險識別、風險評價以及風險控制與防范[1-3]，并從風險中斷管理、風險控制、災害與應急管理、物流服務風險管理等幾個關鍵領域對物流系統風險管理[5]進行了研究，同時指出造船物流風險主要來自于外部環境、企業內部、管理過程和信息傳遞過程四個方面[6]。在國內，高揚等[7]、趙傳奇等[8]、彭博[9]分別采用灰色模糊綜合評價法、事故樹法和風險價值模型(Value at Risk,簡稱VaR)等方法對不同領域的風險進行了分析，并針對風險影響程度較高的風險因素提出了相應的管控措施；尹祥軍[10]從采購、生產物流等環節對造船物流風險進行了分析，找出了影響較大的風險因子，并有針對性地提出了風險防范策略；宋玉[11]應用全面管理的思想對造船供應鏈融資的操作主體面臨的風險進行了全面分析和管理；康穎[12]依據造船供應鏈合作的發展過程，從目標、能力、利益分配、協議、信用和信息溝通等方面對造船供應鏈高發合作風險進行了剖析；祁愛琳[13]先采用定性的方法對造船業的風險進行了識別，再應用功效系數法與神經網絡法相結合的方法對造船業風險進行了預警研究，并針對預警結果提出了相應的風險管控措施；李夢園[14]結合郵輪融資的特點和融資風險的成因，對郵輪融資所面臨的風險通過構建風險評價指標體系對其進行了評價研究，并提出了郵輪融資風險的管控策略；陳勃[15]依據供應鏈運作參考模型(Supply-Chain Operations Reference-model,簡稱SCOR模型)從計劃、采購、建造和交船四個方面對造船供應鏈的風險成因進行了探討，并從生產計劃、外部環境、合作關系、生產建造、采購供應和船舶交付六個方面依據模糊綜合理論構建了造船供應鏈風險評價模型，對造船供應鏈風險進行了綜合評價，最后針對評價結果提出了相應的防范措施。

基于上述研究，本文借鑒船舶建造舾裝物流集配流程風險評估的經驗，對郵輪建造舾裝物流集配全過程的風險形成機制進行了系統研究，明確了可能產生的風險源及其辨識機理，找出對集配流程風險影響程度較大的風險因子并形成風險可控的郵輪物流集配管控方案，對降低因集配流程風險所帶來的損失具有現實意義。

1 郵輪建造舾裝物流集配流程風險評價指標體系的構建

造船舾裝件在生產設計中主要分為四大類：機裝、甲裝、居裝和電裝。郵輪建造舾裝物流具有單船定制性強、物流集配層級復雜、多專業多地域協同、生產全過程控制難度較大和建造工作量大等特點，目前主要采用物流集配模式將舾裝件物流的“集、配、送”功能集于一體，向供應商采購收集原材料或零配件，經過一定的組配，準時送到造船廠。郵輪建造舾裝物流集配多層級業務流程如圖1所示。

郵輪建造舾裝物流集配流程的管理范圍從供貨商依照合同、計劃提供建造物資開始，經倉儲、配送等流程，到所有建造物資集配安裝上船，完成郵輪產品交付為止結束。郵輪建造過程中存在多類郵輪專用物資，且供應來源遍及全球。在面向供應商接收物資的市場物流階段，由于海關法律等因素導致的物資通關遲滯性，從物資保管的角度出發需要設置物資集散點，在流程上將物流活動分割為境外、通關等層級；在面向生產的建造物流階段，郵輪產品的特殊性對建造物流提出了集配到船上艙室等更加細化的流程需求，形成了廠外、廠內等更多流程層級的郵輪建造物流模式。此外，郵輪生產現場需要配備供應商的倉庫和少量加工場地，這就形成了愈加復雜的分類郵輪建造物流管理模式。本文通過對郵輪建造舾裝物流集配流程中風險因素的分析，依據全面、科學、層次分明的原則，將供貨風險、倉儲風險、外包風險、運輸風險、外部環境風險和合作風險作為其風險評估的主要指標，即評估模型由6個一級指標和17個二級指標構成。構建的郵輪建造舾裝物流集配流程風險評價指標體系見表1。

圖1 郵輪建造舾裝物流集配流程多層級業務圖Fig.1 Multi-level business flow chart for concentralized distribution logistics process of the cruise construction outfitting material

一級指標(a)二級指標(r)產品質量不合格r1供貨風險a1產品價格上漲r2供應商供貨能力不足r3庫存不足r4倉儲風險a2員工違章操作r5倉儲意外事故r6物流成本增加r7外包風險a3外包控制不足r8服務質量低下r9運輸風險a4交貨延遲r10運輸意外事故r11外部環境風險a5政治環境風險r12市場環境風險r13合同不完備r14合作風險a6信息風險r15節點企業戰略目標不一致r16節點企業責任分擔不公r17

2 基于粗糙集理論的郵輪建造舾裝物流集配流程風險評價指標簡化處理

2.1 粗糙集理論

波蘭學者Pawlak于1982年首次提出粗糙集理論,指出該理論是用于解決樣本信息的不完整性和不確定性等問題的數學工具，通過對數據中不完整、不精確以及不一致的信息進行分析與推理，利用先驗知識對這部分不確定或是不精確的知識進行刻畫，即粗糙集能夠處理數據集合外的不確定或不精確的原始數據，通過對數據的冗余處理得出決策屬性或是屬性值的相對重要程度，并通過對屬性的約簡發現數據間的確定與不確定的關系，使對不確定性數據的描述與處理相對客觀，已廣泛應用于大數據系統的維護過程中[16]。

2.2 約簡步驟

本文基于粗糙集理論，利用分辨函數和分辨矩陣對各屬性進行約簡，通過對空間中等價關系的必要性研究，對部分不必要的知識進行刪減，進而實現對郵輪建造舾裝物流集配流程風險評價指標體系的簡約化處理。

(1) 確定論域H={x1,x2,…,xn}，其中xi(i=1,2,…,n)為各評估對象的影響因素；確定條件屬性A={a1,a2,…,am}，其中ai(i=1,2,…,m)為評價指標或評估對象；確定決策屬性集D=g0gggggg。

(2) 依據條件屬性得出論域的一部分，即：[xi]a={xj|al(xj)=al(xi),a∈A,?l∈[l,m]}。

(3) 求分辨矩陣。依據風險影響因素與評價指標的決策屬性表，將各評估對象的決策屬性值兩兩進行比較，當兩個評估對象的決策屬性值取值不同時，則構成矩陣向量，各矩陣向量構成分辨矩陣；當兩個評估對象的決策屬性值取值相同時，分辨矩陣元素為空集。則分辨矩陣為

Yij={yij|1≤i,j≤n}

yij={o(xi)≠o(xj),d(xi)≠d(xj)},n=|H|

(4) 計算分辨函數。利用布爾函數[17]對分辨矩陣進行求解，則求得分辨函數為

(5) 通過分辨函數中的并運算項，得出屬性的約簡集。

(6) 對分辨函數的表達式進行化簡，得出屬性的約簡。

2.3 郵輪建造舾裝物流集配流程風險評價指標的約簡

本文依據構建的郵輪建造舾裝物流集配流程風險評價指標體系，利用上述的約簡步驟對6個一級指標進行約簡。郵輪建造舾裝物流集配流程風險評價指標體系有6個主要方面的風險影響因素H={x1,x2,…,x6}，其對應信息管理、技術管理、設備管理、戰略流程管理、生產管理和組織管理；6個主要方面的風險評價指標A={a1,a2,…,a6}作為評估對象構成條件屬性集；D=g0gggggg作為風險評價的結果構成決策屬性集。郵輪建造舾裝物流集配流程風險影響因素與評估指標的決策屬性見表2。

表2 郵輪建造舾裝物流集配流程風險影響因素與評價指標的決策屬性表

根據分辨矩陣內決策屬性值的高、中、低值劃分為三類對論域進行劃分可得：ξ1={x1,x2,x4,x6},ξ2={x3},ξ3={x5}，由分辨矩陣定義求得分辨矩陣見表3。

表3 分辨矩陣

分辨函數實際上是一個布爾函數[17]，依據布爾函數的定義，求得分辨函數如下：

Ψ=(a2∨a4∨a5∨a6)∧(a1∨a2∨a3∨a5∨a6)∧(a5∨a6)∧(a1∨a3∨a4∨a5∨a6)∧(a1∨a4∨a6)∧(a1)∧(a2∨a4∨a5)∧(a1∨a2∨a3∨a6)∧(a1∨a2∨a6)∧(a1∨a2∨a3∨a4∨a5)∧(a1∨a4)∧(a3∨a5∨a6)

=(a5∨a6)∧(a1)∧(a2∨a4∨a5)

從上述約簡結果可以看出，分辨函數的約簡結果不含a3,因此可認為外包風險a3是絕對不必要的指標，從而實現了對評價指標的簡化。即{a1a2a4a5a6}為郵輪建筑舾裝物流集配流程風險評價指標體系的一個約簡，可認為供貨風險、倉儲風險、運輸風險、外部環境風險和合作風險是對郵輪建造舾裝物流集配流程風險影響程度較大的風險評價指標。

3 基于三角模糊數的郵輪建造舾裝物流集配流程風險定量評估

風險一般難以用準確的數值進行描述，因此就需要引進相應的語言標度集， 三角模糊數常用于解決此類不確定環境下的問題，是一種能夠將模糊信息轉化為數值的一種有效方法，利用三角模糊數對郵輪建造舾裝物流集配流程中的風險進行評價，可實現對風險的定量評估。

3.1 三角模糊數理論

若模糊數b=(bi,bm,bn)，其中bi≤bm≤bn，且bi>0，bi和bn分別為支撐b的下界和上界，bm為b的中值，則稱為b的一個三角模糊數，其隸屬度可表示為[16]

(1)

當x的取值在有效范圍內，Ua(x)越大則說明在x中的地位越高。

設e=(ei，em，en),g=(gi,gm,gn),三角模糊數的基本性質則有：

e+g=(ei+gi,em+gm,en+gn)

e×g=(ei×gi,em×gm,en×gn)

三角模糊數的期望值為

Z(α)=[(1-α)Zi+Zm+αZn]/2,0≤α≤1

(2)

其中，α取決于決策者的風險態度，當α<0.5時，表明決策者對風險的態度是厭惡態度；α=0.5時，表明決策者對風險的態度是中立態度；當α>0.5時，表明決策者對風險的態度是追求態度。

3.2 三角模糊數的計算步驟

依據三角模糊數理論，三角模糊數的計算步驟如下：

(1) 建立三角模糊數的評估準則集及評估標度集，詳見表4。

表4 三角模糊數的評估準則集及評估標度集

(3) 采用加權法對專家qk風險評估矩陣Xk中第i行評估值進行集結，得出專家qk對各風險評價指標的綜合評估值，即

(3)

(4) 通過加權法對n位專家對風險評價指標ri的綜合評估值進行集結，得出各風險評價指標的綜合總評估值Zi(i=1,2,…,n):

(4)

(5) 依據公式(2)，求出各風險評價指標三角模糊數的期望值，并對其進行排序。

3.3 郵輪建造舾裝物流集配流程的風險定量評估

郵輪建造舾裝物流集配流程項目風險評價指標經約簡后的指標有：產品質量不合格r1、產品價格上漲r2、供應商供貨能力不足r3、庫存不足r4、員工違章操作r5、倉儲意外事故r6、交貨延遲r7、運輸意外事故r8、政治環境風險r9、市場環境風險r10、合同不完備r11、信息風險r12、節點企業戰略目標不一致r13、節點企業責任分擔不公r14。建立的郵輪建造舾裝物流集配流程的風險評估準則見圖2，其中,概率u1指項目風險發生的可能性大小；損失u2指項目發生風險后對項目造成的成本、質量和時間等方面的損失；不可控制性u3指不能對風險進行控制的程度。u1、u2、u3的評估值采用0～1之間的三角模糊數給出，其中，u1、u3對應的語言標度值見表4，為{高，較高，中等，較低，低}；u2對應的語言標度值見表5，為{大，較大，中等，較小，小}。

圖2 郵輪建造舾裝物流集配流程的風險評估準則Fig.2 Risk assessment guidelines for concentralized distribution logistics of the cruise construction outfitting material

語言標度值對應的三角模糊數語言標度值對應的三角模糊數小(0,0,0.25)較大(0.5,0.75,1)較小(0,0.25,0.75)大(0.75,1,1)中等(0.25,0.5,0.75)

表6 專家d1給出的風險評估矩陣X1

表7 專家d2給出的風險評估矩陣X2

表8 專家d3給出的風險評估矩陣X3

表9 專家對各評價指標的綜合評估值

各風險評價指標的專家綜合總評估值為Zi(i=1,2,…,14)，則有：

Z1=(0.22,0.41,0.58),Z2=(0.21,0.37,0.54),Z3=(0.25,0.42,0.58),Z4=(0.11,0.26,0.42),Z5=(0.10,0.27,0.43),Z6=(0.20,0.39,0.55),Z7=(0.21,0.37,0.54),Z8=(0.19,0.37,0.53),Z9=(0.22,0.38,0.54),Z10=(0.22,0.38,0.54),Z11=(0.14,0.30,0.46),Z12=(0.25,0.41,0.57),Z13=(0.35,0.53,0.70),Z14=(0.11,0.27,0.43)

利用公式(2)，取α=0.5，求出各風險評價指標三角模糊數期望值的綜合評估向量為

Z=(0.41,0.37,0.42,0.27,0.27,0.38,0.37,0.36,0.38,0.38,0.30,0.41,0.53,0.27)

各風險評價指標的優先排序為：r13>r3>r1=r12>r6=r9=r10>r2=r7>r8>r11>r4=r5=r14，即節點企業戰略目標不一致成為優先級最高的風險項，供應商供貨能力不足、產品質量不合格、信息風險成為優先級較高的風險項，即表明這幾項風險的發生概率較高，一旦發生風險將給整個郵輪建造舾裝物流集配流程帶來較大損失，且不可控性較強。因此，針對郵輪建造舾裝物流集配流程中的高風險項必須采取相應的風險防范措施，即：增強企業間的溝通交流，避免因企業文化差異和技術標準不一所帶來的合作障礙和溝通障礙，導致相應的管理和生產環節不能有效地進行，造成集配效率低下；謹慎選擇實力較強的造船材料供應商，保證能按時、保質、保量地提供造船材料，避免因供應商原材料不足、生產技術落后、設施設備性能低下以及技術標準低等，造成的產品質量不合格和供應商無法及時供貨；加強各物流節點企業間的信息交互，避免因節點企業間的數據庫標準、通訊協議以及信息技術平臺的不一致，造成物流集配過程中掌握信息多的環節與掌握信息貧乏的環節之間由于信息交互不充分，造成物流集配運作效率低下。

4 結 語

本文針對郵輪建造舾裝物流集配流程控制難度較大、物流層級復雜以及管理難度大等特點，通過對郵輪建造舾裝物流集配流程的分析，建立了一套較為完整的郵輪建造舾裝物流集配流程的風險評價指標評價體系；并利用粗糙集理論對初選的風險評價指標進行簡化處理，以降低指標間的冗雜度；同時應用三角模糊數對簡化后的風險評價信息中的模糊信息進行量化處理并進行風險評價，提高了風險評價的準確性，可為郵輪建造舾裝物流集配流程中的風險防控提供重要的理論參考依據。