基于Fuzzy-ISM模型的物流園區(qū)選址影響因素分析

劉森，何曉君

（云南財(cái)經(jīng)大學(xué) 物流學(xué)院，云南 昆明 650221）

0 引言

產(chǎn)品從原材料供應(yīng)商，到制造商，最終運(yùn)輸至消費(fèi)者、使用者的整條供應(yīng)鏈運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，伴隨著商品本身及相關(guān)人員、物品的調(diào)度。物流市場(chǎng)的極速發(fā)展急需綜合服務(wù)型物流園區(qū)集合要素優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高效率的物流運(yùn)作，以此加速物流的技術(shù)、服務(wù)共同升級(jí)，從而減輕交通壓力、適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展。

目前，已有很多國(guó)內(nèi)外學(xué)者通過遺傳算法、優(yōu)化算法、啟發(fā)式算法等分析選址的影響元素。例如陳曦、傅明[1]，王穎翀[2]分別分析了在GIS系統(tǒng)和城市快遞中轉(zhuǎn)場(chǎng)備選點(diǎn)已知的前提下，如何決定配送中心及快遞中轉(zhuǎn)場(chǎng)選址、規(guī)劃以及最優(yōu)配送方案等較復(fù)雜的問題。呂楠，等[3]更加注重各元素間的內(nèi)在邏輯關(guān)系，借助K-means聚類，運(yùn)用貝葉斯概率理論找出各影響因素間的內(nèi)在因果關(guān)系，量化各影響因素的顯著性。此類方法的已有研究比較成熟，且假設(shè)條件較多，僅從能夠定量的指標(biāo)作為主要角度進(jìn)行分析。

然而，選址問題中存在不少難以量化的因素；同時(shí)，隨著物流園區(qū)需要考慮的影響因素?cái)?shù)量增多，指標(biāo)之間的影響關(guān)系更加復(fù)雜。對(duì)影響選址的因素分析逐漸受到大家的重視。針對(duì)建設(shè)用地適宜性，溫華特[4]針對(duì)研究較少的建設(shè)用地，從可持續(xù)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等多個(gè)角度，對(duì)用地適宜性進(jìn)行分析，同時(shí)也以金華市做實(shí)證研究。

隨后，很多研究者針對(duì)此類問題引入了模糊理論和群決策理論。高雯雯，等[5]給物流園區(qū)的選址問題提供了新思路，運(yùn)用解釋結(jié)構(gòu)模型（ISM）分析了物流園區(qū)選址的影響因素。但其選擇的要素比較寬泛，實(shí)際指導(dǎo)作用有限。劉芬[6]、戴航[7]運(yùn)用層次分析對(duì)物流園區(qū)的最佳選址點(diǎn)進(jìn)行討論。汪振雙，等[8]將多級(jí)模糊評(píng)價(jià)模型和解釋結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了結(jié)合，集合交叉影響矩陣相乘法（MICMAC），將建筑垃圾處理PPP項(xiàng)目過程中的風(fēng)險(xiǎn)類別根據(jù)驅(qū)動(dòng)力、依賴力的程度進(jìn)行了劃分，建立了一個(gè)階梯解釋結(jié)構(gòu)模型。Mahnaz Shakerian，等[9]結(jié)合ISM和MICMAC模型對(duì)個(gè)體認(rèn)知因素進(jìn)行分析。

本文以模糊理論為基礎(chǔ)，細(xì)分綜合服務(wù)型物流園區(qū)選址的影響因素，并結(jié)合ISM模型進(jìn)行分析，最終構(gòu)建出一個(gè)分析對(duì)象的多層階梯有向連接模型。

1 物流園區(qū)選址影響因素

物流園區(qū)通常占地規(guī)模較大，園區(qū)內(nèi)大型建筑較多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資以及建設(shè)成本較高。對(duì)綜合服務(wù)型物流園區(qū)進(jìn)行分析，需考慮物流設(shè)施、土地規(guī)模、物流功能、提供的服務(wù)、運(yùn)營(yíng)主體和園區(qū)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等多方面，它是物流設(shè)施群以及物流服務(wù)商在地區(qū)上的集結(jié)地[6]。本文將其中的關(guān)鍵因素歸納為：市場(chǎng)因素、成本因素、社會(huì)影響因素、政策因素、區(qū)位因素等5類進(jìn)行討論。

1.1 市場(chǎng)因素

對(duì)擬建立的物流園區(qū)所在的市場(chǎng)進(jìn)行分析是必然的。其中的一大影響因素來源于現(xiàn)有的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。考慮擬選擇地區(qū)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，不僅需要分析對(duì)手的市場(chǎng)占有率和市場(chǎng)定位，還要分析他們的發(fā)展?jié)摿σ约笆欠駮?huì)對(duì)新園區(qū)帶來協(xié)調(diào)或競(jìng)爭(zhēng)作用。另外，建立新的物流園區(qū)，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手將以怎樣的方式應(yīng)對(duì)，需要對(duì)雙向影響進(jìn)行綜合考慮。

已有研究表明，不同行政區(qū)的總體經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平（包括地區(qū)生產(chǎn)總值、地區(qū)消費(fèi)品零售額等指標(biāo)）與快遞物流需求之間存在一定的相關(guān)性[10]。總體而言，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快、發(fā)展程度越高的地區(qū)對(duì)快遞市場(chǎng)更有可能具有重要潛力，同時(shí)也帶動(dòng)地區(qū)相關(guān)物流行業(yè)的發(fā)展。

1.2 成本因素

分析物流園區(qū)選址的主要目標(biāo)之一就是控制成本。成本不僅包括用地、物流設(shè)施等的投資和建設(shè)成本，還包括后續(xù)作業(yè)過程中的隱性成本。考慮選址及運(yùn)營(yíng)問題時(shí)必然要控制成本。人力資源管理貫穿全過程，同時(shí)，物流園區(qū)的投資、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)都離不開決策者、員工的參與，管理費(fèi)用、員工費(fèi)用等人工成本也是需要考慮的關(guān)鍵因素。與此同時(shí)，地區(qū)居民的文化水平、人均生產(chǎn)總值影響到勞動(dòng)力的專業(yè)化水平、工資水平等，這些都是要綜合考慮的方面。除了考慮土地成本，還需要考慮當(dāng)?shù)氐臍夂虻葪l件，這些都會(huì)對(duì)造價(jià)造成一定影響。

物流園區(qū)整合物流設(shè)施，提供綜合的物流服務(wù)，它的運(yùn)轉(zhuǎn)離不開交通運(yùn)輸綜合調(diào)度，因此，必然要考慮運(yùn)輸成本和運(yùn)營(yíng)管理成本。物流園區(qū)建設(shè)中及建成后的運(yùn)轉(zhuǎn)、管理過程中產(chǎn)生的支出，即運(yùn)營(yíng)成本，也是需要考慮的主要成本類型之一。

1.3 社會(huì)影響因素

不同國(guó)家及地區(qū)的居民有不同的生活習(xí)慣、消費(fèi)水準(zhǔn)、宗教信仰、文化水平等。新建一個(gè)物流園區(qū)時(shí)，這些因素未必對(duì)成本帶來直接的影響，但它必然會(huì)影響物流園區(qū)的勞動(dòng)力供需條件以及物流需求等，以此影響整個(gè)物流園區(qū)的運(yùn)作以及周邊各行業(yè)發(fā)展。

從可持續(xù)發(fā)展的角度考慮，對(duì)周圍居民帶來交通擁堵、噪音、廢氣等影響，同時(shí)，也給周圍生態(tài)環(huán)境帶來不小的變化，與周圍生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)程度同樣也是需要考慮的要素之一。

1.4 政策因素

物流園區(qū)投資數(shù)額大，園區(qū)本身效益低，回報(bào)周期長(zhǎng)；同時(shí)，其與周邊地區(qū)的生產(chǎn)總值、生態(tài)環(huán)境等存在必然的聯(lián)系，輻射區(qū)域廣闊，綜合效益值高。因此，與比其他選址問題相比，這類選址問題中政策因素中占更重要的比例

在選址前，需要對(duì)幾個(gè)選址地點(diǎn)的政策環(huán)境進(jìn)行慎重分析：考慮相關(guān)的法規(guī)條例以及具體的土地政策，是否有稅負(fù)減免等，是否有相配套的優(yōu)惠政策。除此以外，考慮關(guān)于園區(qū)內(nèi)入駐企業(yè)的相關(guān)地區(qū)政策也很有必要。由于綜合服務(wù)型物流園區(qū)的特殊性，政府常常通過優(yōu)惠政策吸引和支持企業(yè)入駐園區(qū)，從而提升當(dāng)?shù)氐木C合效益。

另外，產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展情況、完整程度對(duì)整個(gè)園區(qū)的可持續(xù)發(fā)展起到不容忽視的支撐作用，因此，它也是影響物流園區(qū)建設(shè)和長(zhǎng)期發(fā)展的要素。

1.5 區(qū)位因素

綜合服務(wù)型物流園區(qū)需要與各種行業(yè)、各個(gè)企業(yè)發(fā)生交易，因此，需要考慮附近的綜合交通樞紐及交通條件。園區(qū)與公路、水路的距離容易計(jì)算，可以計(jì)入交通運(yùn)輸成本，運(yùn)輸成本在成本因素中已進(jìn)行討論，因此，在區(qū)位因素中不做重復(fù)考慮。然而，其與周邊的綜合運(yùn)輸樞紐的影響復(fù)雜，涉及到對(duì)周邊地區(qū)的輻射、相互間的合作與競(jìng)爭(zhēng)等情況，因此，單獨(dú)作為區(qū)位因素進(jìn)行討論。

另外，平原、丘陵、高原等地的運(yùn)輸成本、施工和運(yùn)行的難度不同，部分地形可能需要對(duì)滑坡、流沙等突發(fā)事件做出防護(hù)，地形也制約著物流園區(qū)的場(chǎng)地形狀、大小等。

2 Fuzzy-ISM方法

2.1 模糊理論

模糊理論（Fuzzy Theory）是針對(duì)不確定性和模糊性建立一個(gè)新的框架，用專家系統(tǒng)等方式對(duì)不同的選擇進(jìn)行分析、排名，廣泛應(yīng)用于決策問題中，其基本思想是用隸屬度來表示切合程度[11]。U是一個(gè)論域，U中元素都與A(x)∈[0,1]對(duì)應(yīng)，可使用μ(x)表示A(x)的隸屬度，隸屬度越接近1，則表示x屬于A(x)的程度越高。

直覺模糊理論（Intuitionistic Fuzzy Theory）即在僅考慮隸屬度的傳統(tǒng)模糊理論基礎(chǔ)上，增加了非隸屬度這一維度，它克服了傳統(tǒng)模糊集的部分缺點(diǎn)[12]。以μ(x)∈[0,1]和v(x)∈[0,1]分別表示隸屬度和非隸屬度。設(shè)θ(x)=μ(x)-ν(x)表示隸屬度和非隸屬度的差值。

定義1：設(shè)給定一個(gè)論域X，則X上的一個(gè)直覺模糊集A(x)為，其中μ(x)：

2.2 ISM模型

ISM解釋結(jié)構(gòu)模型（Interpretative Structural Modeling，ISM）是一種處理復(fù)雜系統(tǒng)的有效方法，通過將系統(tǒng)變量層級(jí)分解的方法，把復(fù)雜系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成容易理解的圖標(biāo)形式，是一種用于分析多因素相互之間復(fù)雜關(guān)系的靜態(tài)分析方法[13]。該方法首先定義指標(biāo)，運(yùn)用德爾菲法、頭腦風(fēng)暴等群決策方法將要素間關(guān)系進(jìn)一步深化，進(jìn)而確定這些要素間包含的內(nèi)在邏輯關(guān)系。

2.3 Fuzzy-ISM模型

首先對(duì)影響因素進(jìn)行分析，將幾類因素細(xì)分為二級(jí)關(guān)鍵指標(biāo)Ci，根據(jù)直覺模糊理論得到每對(duì)變量之間相互關(guān)系的隸屬度μ(x)和非隸屬度v(x)，建立評(píng)價(jià)矩陣，其中：μ(x)∈[0,1]，v(x)∈[0,1]。

計(jì)算隸屬度與非隸屬度的差值θ(x)。

將評(píng)價(jià)矩陣與特定閾值α、β比較，得到鄰接矩陣，其中xij∈{0,1}。

I是單位矩陣，根據(jù)布爾代數(shù)法則對(duì)可達(dá)矩陣進(jìn)行計(jì)算，得到

同理計(jì)算可得到：

當(dāng)滿足公式（5）時(shí)，得到可達(dá)矩陣M，其中mij∈{0,1}。

可達(dá)矩陣中，從元素Ci出發(fā)，能夠到達(dá)的Cj元素組成的集合稱為元素Ci的可達(dá)集；能夠出發(fā)到達(dá)Cj元素的Ci元素組成的集合稱為Cj的先行集，據(jù)此求出每個(gè)元素的可達(dá)集和先行集。可達(dá)集和先行集的交集即可行集。可達(dá)集與可行集一致的指標(biāo)作為第一層級(jí)指標(biāo)，原可達(dá)矩陣中去除這些指標(biāo)后，同理得到第一層級(jí)指標(biāo)，直到所有指標(biāo)全部劃分。

2.4 算例分析

針對(duì)物流園區(qū)選址的五類影響因素，將五個(gè)類別細(xì)分為13個(gè)主要的具體因素（見表1），再根據(jù)上面提出的Fuzzy-ISM方法得到影響因素的不同層級(jí)，將不同層次歸類為直接、間接、根本性因素，根據(jù)因素間的相互關(guān)系得到最終分析結(jié)果。

表1 物流園區(qū)選址的影響因素

結(jié)合模糊理論，通過頭腦風(fēng)暴法獲得13個(gè)影響因素對(duì)應(yīng)的二級(jí)指標(biāo)間相互影響評(píng)價(jià)矩陣，見表2。

表2 二級(jí)指標(biāo)影響程度評(píng)價(jià)矩陣

根據(jù)公式（1）得到的隸屬度與非隸屬度的差值θ(x)矩陣，見表3。

表3 隸屬度與非隸屬度的差值θ(x)矩陣

根據(jù)公式（2）得到二級(jí)指標(biāo)鄰接矩陣，本文取閾值α=0.5，β=0.2，隨后得到二級(jí)指標(biāo)鄰接矩陣，見表4。

表4 二級(jí)指標(biāo)鄰接矩陣

根據(jù)式（5），計(jì)算得到影響因素二級(jí)指標(biāo)的可達(dá)矩陣，見表5。

表5 二級(jí)指標(biāo)可達(dá)矩陣

根據(jù)二級(jí)指標(biāo)可達(dá)矩陣，得到可達(dá)解、先行解、可行解，見表6。

表6 二級(jí)指標(biāo)的可達(dá)集、先行集、可行集

指標(biāo)C1、C2、C4、C5、C6的可達(dá)集與可行集一致，因此得到第一層級(jí)指標(biāo)為C1、C2、C4、C5、C6。剔除可達(dá)矩陣中的這三個(gè)指標(biāo)后，重復(fù)上述步驟，找到可達(dá)集與可行集一致的指標(biāo)，作為第二層級(jí)指標(biāo)C3、C8。同理，最終得到第一層級(jí)至第七層級(jí)指標(biāo)，見表7。

表7 第一至七層級(jí)指標(biāo)

將影響因素的七個(gè)層級(jí)劃分為三類：表層直接因素、中層間接因素、深層根本因素。結(jié)合前面的分析，將第一層級(jí)指標(biāo)歸類為表層直接因素；將第二、三、四層級(jí)歸類為中層間接因素；將第五、六、七層級(jí)歸類為深層根本因素。得到基于模糊理論和解釋結(jié)構(gòu)模型的分析結(jié)果，由有向連接圖進(jìn)行表示，如圖1所示。

圖1 物流園區(qū)選址影響因素有向連接圖

3 結(jié)語

（1）在物流園區(qū)選址的影響因素中，地形因素、地區(qū)政策支持、運(yùn)營(yíng)成本是深層次的因素，對(duì)物流園區(qū)選址起到了深層次的根本性作用。

地形因素是影響物流園區(qū)最根本的因素。地形因素在很大程度上影響建設(shè)成本和運(yùn)輸成本。合理運(yùn)用地形地貌等區(qū)位優(yōu)勢(shì)，可以更好支撐物流園區(qū)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。產(chǎn)業(yè)的政策支持對(duì)物流園區(qū)的直接影響較小，但它能通過影響各類成本以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展間接影響物流園區(qū)的發(fā)展，且影響時(shí)間較長(zhǎng)。運(yùn)營(yíng)成本伴隨著園區(qū)的初期建設(shè)和建成后的各個(gè)方面，它不僅僅包含園區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)的成本支出，同時(shí)也對(duì)園區(qū)的管理模式、其他成本、社會(huì)影響等存在潛在影響。

（2）物流園區(qū)與周圍生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)程度、產(chǎn)業(yè)鏈完整程度、周邊綜合交通樞紐及交通條件、地區(qū)生產(chǎn)總值、對(duì)周圍居民帶來的影響對(duì)物流園區(qū)選址有一定影響，然而它們并非影響選址的表面因素或根本性因素。

產(chǎn)業(yè)鏈完整程度和地區(qū)政策類似，它支撐著物流園區(qū)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，在一定程度上決定了成本的投入和經(jīng)濟(jì)回報(bào)。

物流園區(qū)與周邊綜合交通樞紐、交通條件之間的影響較為復(fù)雜，容易受到運(yùn)輸成本、地區(qū)政策支持等因素的間接影響，它在很大程度上決定了運(yùn)輸成本的多少，改變了一部分人工成本。交通條件影響物流園區(qū)本身發(fā)展的同時(shí)，也影響著競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的成本支出、發(fā)展情況、未來潛力等。同時(shí)，與綜合交通樞紐間的距離與地區(qū)消費(fèi)品零售額之間存在著雙向影響關(guān)系。地區(qū)生產(chǎn)總值包含的數(shù)值類型眾多，因此它的影響因素較復(fù)雜，在考慮選址問題時(shí)可以適當(dāng)考慮，并非根本原因。

（3）現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的影響、地區(qū)消費(fèi)品零售額、人工成本、建設(shè)成本、運(yùn)輸成本則是對(duì)物流園區(qū)進(jìn)行選址時(shí)經(jīng)常考慮的因素，它們是影響物流園區(qū)選址的較為直接的表層因素。

現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的影響、地區(qū)消費(fèi)品零售額均屬于市場(chǎng)因素，容易受其他因素影響而發(fā)生改變。人工成本靈活性較高，物流園區(qū)完成選址之后，可以通過外部招聘、培訓(xùn)、改變運(yùn)行模式等方式改變?nèi)斯こ杀荆ㄔO(shè)成本對(duì)物流園區(qū)的影響時(shí)間較短，而運(yùn)輸成本更多地取決于地形因素、綜合交通樞紐的距離以及和不同多式聯(lián)運(yùn)組合的配合。

（4）通過有向連接圖可以看出，在考慮綜合服務(wù)型物流園區(qū)的選址時(shí)，首先需要重點(diǎn)關(guān)注深層關(guān)鍵因素，同時(shí)適當(dāng)考慮中間間接因素。表層因素更容易受到其他因素影響，可通過影響其他因素間接地改變這類較顯性的直接因素，因此減輕這類因素的考慮程度，可以更加合理地做出決定。