林產(chǎn)品企業(yè)間協(xié)同運(yùn)輸?shù)某杀痉峙淠Ｊ窖芯?/h1>
2013-12-27 05:32:35王忠偉
中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2013年3期
曲 思，王忠偉
（中南林業(yè)科技大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004）
林產(chǎn)品企業(yè)間協(xié)同運(yùn)輸?shù)某杀痉峙淠Ｊ窖芯?/p>
曲 思，王忠偉
（中南林業(yè)科技大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004）
目前林產(chǎn)品企業(yè)之間基于供應(yīng)鏈管理的協(xié)作體系日益受到重視。針對(duì)林產(chǎn)品供應(yīng)鏈管理中的協(xié)同運(yùn)輸問(wèn)題，開(kāi)展成本分配模式研究。通過(guò)研究供應(yīng)鏈中各種不同的利益分配模式，每種分配模式的經(jīng)濟(jì)模型、特點(diǎn)及其適用范圍，在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，基于經(jīng)濟(jì)模型的應(yīng)用，考查了多種利益分配模式，從成本分配的角度對(duì)多家林產(chǎn)品企業(yè)間的木材流動(dòng)鏈進(jìn)行整合，構(gòu)建了一種新的成本分?jǐn)偰Ｊ?。通過(guò)此方法能使得多家林產(chǎn)品企業(yè)間相對(duì)成本減少的差異最小化，從而盡可能的在多家林產(chǎn)品企業(yè)間實(shí)現(xiàn)相對(duì)平等的利潤(rùn)。本研究及驗(yàn)證所得的成本分?jǐn)偰Ｐ蜑榱之a(chǎn)品企業(yè)間協(xié)同運(yùn)輸?shù)拈_(kāi)展及協(xié)同方式的選擇提供了有力的理論依據(jù)。
協(xié)同運(yùn)輸；線(xiàn)性規(guī)劃；經(jīng)濟(jì)學(xué)模型；供應(yīng)鏈管理
對(duì)于林產(chǎn)品企業(yè)來(lái)說(shuō)，包括運(yùn)輸?shù)瘸杀驹趦?nèi)的物流成本在總運(yùn)營(yíng)成本中占有十分重要的比重。傳統(tǒng)上，林產(chǎn)品企業(yè)一般是自主開(kāi)展運(yùn)輸服務(wù)，缺少戰(zhàn)略合作，沒(méi)有形成協(xié)同運(yùn)作的模式，這樣造成了運(yùn)輸資源的極大浪費(fèi)。隨著現(xiàn)代供應(yīng)鏈管理理論的廣泛應(yīng)用，林產(chǎn)品企業(yè)之間基于供應(yīng)鏈管理的協(xié)作體系日益受到重視。林產(chǎn)品供應(yīng)鏈包括木材采伐生產(chǎn)到末端木材用戶(hù)這一完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系。其中，運(yùn)輸環(huán)節(jié)是木材供應(yīng)鏈的重要組成部分，做好協(xié)同運(yùn)輸是實(shí)現(xiàn)林產(chǎn)品供應(yīng)鏈管理優(yōu)化的關(guān)鍵所在。本文中旨在針對(duì)林產(chǎn)品企業(yè)協(xié)同運(yùn)輸?shù)淖罴殉杀痉峙淠Ｊ介_(kāi)展研究，以推動(dòng)林產(chǎn)品供應(yīng)鏈管理的良性發(fā)展。
林產(chǎn)品供應(yīng)鏈的初始環(huán)節(jié)是原木的生產(chǎn)，原木類(lèi)型的數(shù)量通常在5至15種之間?；诩竟?jié)的不同，運(yùn)輸可以通過(guò)一兩個(gè)階段完成。當(dāng)?shù)缆翻h(huán)境較好的時(shí)候，可以直接將原木運(yùn)往各家工廠(chǎng)?？射從颈贿\(yùn)往鋸木廠(chǎng)或者一部分直接出口，漿木被運(yùn)往漿木加工廠(chǎng)和造紙廠(chǎng)，木材燃料則被運(yùn)往供暖廠(chǎng)等。后者通常用專(zhuān)門(mén)的車(chē)輛來(lái)運(yùn)輸，因?yàn)槟静娜剂贤ǔＲ谐杀∑?，現(xiàn)在這種原材料的運(yùn)輸任務(wù)已逐漸減少，主要的運(yùn)輸任務(wù)是對(duì)可鋸木和漿木的運(yùn)輸。可鋸木和漿木的主要區(qū)別在于：可鋸木的直徑較大，常常通過(guò)火車(chē)和輪船來(lái)進(jìn)行運(yùn)輸。
木材流動(dòng)鏈中包括有多個(gè)節(jié)點(diǎn)環(huán)節(jié)，主要有：
林產(chǎn)品企業(yè)：他們具有大量的森林資產(chǎn)，同時(shí)有自己的紙漿廠(chǎng)和鋸木廠(chǎng)。
獨(dú)立的鋸木廠(chǎng)：沒(méi)有森林資產(chǎn)。
獨(dú)立的森林所有者：但是這些所有者通常沒(méi)有和產(chǎn)業(yè)相結(jié)合。
除了這些代表木材生產(chǎn)和消費(fèi)的主要環(huán)節(jié)，還包括伐木工人和運(yùn)輸者。他們進(jìn)行樹(shù)木的砍伐和木材裝卸任務(wù)，并且將木材運(yùn)往各個(gè)加工廠(chǎng)，管理可能是集中化的，也可能是分散化的。木材大批量和相對(duì)長(zhǎng)距離的運(yùn)輸以及不斷攀升的燃油價(jià)格，同時(shí)還有環(huán)境方面的因素使得改善運(yùn)輸規(guī)劃變得十分重要。由于木材的供應(yīng)、需求以及加工企業(yè)在地理分布上都比較分散，因而在木材的流動(dòng)上有較高的協(xié)同潛力可挖。協(xié)同為運(yùn)輸能力的有效利用提供了機(jī)會(huì)，可以通過(guò)木材交換和返程運(yùn)輸?shù)确绞絹?lái)實(shí)現(xiàn)多企業(yè)間的協(xié)同運(yùn)作。
1 林產(chǎn)品企業(yè)的運(yùn)輸規(guī)劃
林產(chǎn)品企業(yè)的運(yùn)輸規(guī)劃分為幾個(gè)階段，分成戰(zhàn)略規(guī)劃、戰(zhàn)術(shù)規(guī)劃及運(yùn)作規(guī)劃。戰(zhàn)略規(guī)劃中的決策制定受到采伐、道路建設(shè)與維護(hù)等方面的影響。戰(zhàn)術(shù)決策主要考慮一周至一年內(nèi)的規(guī)劃任務(wù)。如是一年內(nèi)的規(guī)劃，運(yùn)輸決策通常會(huì)與采伐計(jì)劃相結(jié)合，接著考查產(chǎn)業(yè)結(jié)合的區(qū)域范圍及產(chǎn)品組合，從而決定區(qū)域是自營(yíng)運(yùn)輸任務(wù)還是轉(zhuǎn)包給其它運(yùn)輸組織。一周至幾周內(nèi)的問(wèn)題是決定原木的目的地，即由哪個(gè)供應(yīng)地運(yùn)往哪個(gè)目的地。運(yùn)輸人員可以依此確定運(yùn)輸?shù)南群箜樞?，?shí)際運(yùn)作規(guī)劃是決定車(chē)輛的實(shí)際運(yùn)輸線(xiàn)路。
1.1 林產(chǎn)品企業(yè)協(xié)同運(yùn)作前的運(yùn)輸規(guī)劃
在采用協(xié)同運(yùn)輸模式前，林產(chǎn)品企業(yè)間的運(yùn)輸主要依賴(lài)線(xiàn)性模型來(lái)進(jìn)行規(guī)劃。在模型中，假設(shè)變量wij表示由林產(chǎn)品供應(yīng)點(diǎn)i(供應(yīng)量為si)到林產(chǎn)品需求點(diǎn)j(需求量為dj) 的流動(dòng)量，對(duì)應(yīng)的單件運(yùn)輸成本表示為cij，這個(gè)成本主要取決于運(yùn)輸距離，且具有非遞減的特征。集合I和J分別代表林產(chǎn)品的供應(yīng)點(diǎn)和需求點(diǎn)集合?；诠┬璧募s束條件，林產(chǎn)品企業(yè)戰(zhàn)術(shù)性運(yùn)輸規(guī)劃的主要目標(biāo)是使得總成本最小化。在集合J內(nèi)的各個(gè)林產(chǎn)品需求點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品的需求類(lèi)型很多，一個(gè)供應(yīng)點(diǎn)所供應(yīng)的產(chǎn)品類(lèi)型不一定能包括需求點(diǎn)的所有產(chǎn)品類(lèi)型。這就意味著不是所有的供應(yīng)點(diǎn)-需求點(diǎn)的組合都是可能的。因此，筆者將集合Ji定義為供應(yīng)點(diǎn)i能運(yùn)往的需求點(diǎn)的集合。同樣，定義Ij為能運(yùn)往需求點(diǎn)j的供應(yīng)點(diǎn)的集合。則基本的線(xiàn)性規(guī)劃模型可以表示為：
1.2 林產(chǎn)品企業(yè)協(xié)同運(yùn)輸規(guī)劃的主要問(wèn)題
由于木材的供應(yīng)及需求企業(yè)在地理分布上都比較分散，因而在原材料的流動(dòng)上有較高的協(xié)同潛力可挖。林產(chǎn)品企業(yè)間可以采用協(xié)同運(yùn)輸[3]的方法，通過(guò)對(duì)資源的協(xié)同整合與分配，使得各成員企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本減少。
在木材的運(yùn)輸規(guī)劃中考慮協(xié)同時(shí)，很多問(wèn)題也會(huì)隨之產(chǎn)生，如：潛在的協(xié)同如何計(jì)算、量化；節(jié)約的成本如何在各個(gè)參與企業(yè)間分配。尤其是后者很少有相關(guān)研究作為支持。因?yàn)樵趯?shí)際運(yùn)作中，每個(gè)企業(yè)都使用其自身的方法來(lái)計(jì)算不同批量下費(fèi)用的節(jié)約情況，而不會(huì)透露給其他企業(yè)，而且不同的企業(yè)在節(jié)約上也會(huì)存在很大差異。然而為了充分發(fā)揮協(xié)同的作用和潛力，這個(gè)問(wèn)題又十分重要。
對(duì)于成本分配問(wèn)題最簡(jiǎn)單的解決方法就是進(jìn)行平均分配或者按協(xié)同運(yùn)輸參與企業(yè)的運(yùn)輸批量加權(quán)分配。然而極有可能，這種成本分配會(huì)造成不公平[4]。比如一個(gè)參與企業(yè)的支出可能會(huì)高于其單獨(dú)運(yùn)作時(shí)的成本。下面首先對(duì)各種不同的成本分配方法展開(kāi)研究，然后提出一種新的成本分配方法。本文中主要針對(duì)考查的幾家林產(chǎn)品企業(yè)進(jìn)行研究，分析協(xié)同運(yùn)輸規(guī)劃的潛在節(jié)約。通過(guò)新的成本分配方法在眾多參與企業(yè)間實(shí)現(xiàn)相對(duì)平均的利潤(rùn)分配。
2 各種成本分配模型的比較
首先，可以使用定量模型來(lái)進(jìn)行協(xié)同規(guī)劃，通過(guò)運(yùn)輸問(wèn)題[5]的求解方法來(lái)得到優(yōu)化的協(xié)同規(guī)劃結(jié)論，即供需點(diǎn)的最佳分配方案[6]。之后，最為關(guān)鍵的問(wèn)題就是需要找到一種定量的方式來(lái)確定節(jié)約成本在各個(gè)參與企業(yè)間的最佳分配方法，從而使得整個(gè)聯(lián)盟中的各個(gè)企業(yè)都能降低成本，并實(shí)現(xiàn)令各成員企業(yè)都滿(mǎn)意的利益分配[7-8]。
2.1 基本定義和屬性
每種成本分配的方法都滿(mǎn)足了某些要求，如公平的準(zhǔn)則。然而沒(méi)有那種理念能滿(mǎn)足所有的標(biāo)準(zhǔn)及屬性要求。用S表示參與協(xié)同運(yùn)輸?shù)牧之a(chǎn)品企業(yè)的子集，所有參與協(xié)同運(yùn)輸?shù)牧之a(chǎn)品企業(yè)用N表示[9]。假定所有的參與企業(yè)有可能形成協(xié)同運(yùn)作，當(dāng)企業(yè)集合S協(xié)同運(yùn)作時(shí)，總成本為c(S)。從合作博弈理論的角度來(lái)說(shuō)，這個(gè)成本函數(shù)成為特征成本函數(shù)，每個(gè)參與企業(yè)稱(chēng)為局中人[10]。成本分配問(wèn)題[11-12]能作為一個(gè)合作博弈問(wèn)題[13]來(lái)進(jìn)行闡述。
如果在所有參與企業(yè)（j∈N）間分割總成本c(N)的成本分配方法是有效的話(huà)，那么yi是分配給參與企業(yè)j的成本。如果分配給集合中各參與企業(yè)的成本不大于沒(méi)有形成集合時(shí)其單獨(dú)運(yùn)作時(shí)的成本，則這種成本分配被認(rèn)為對(duì)單個(gè)參與企業(yè)來(lái)說(shuō)是合理的。用數(shù)學(xué)的方法來(lái)表示，這個(gè)屬性被描述為：yj≤c({j})。這個(gè)博弈的核心[14]表示為，成本的分配y滿(mǎn)足以下條 件：對(duì) 于每個(gè)聯(lián)盟S及給定的成本分配y，可以計(jì)算出盈余這表示了集合內(nèi)企業(yè)的總成本與分配給各參與企業(yè)的成本總和之間的差異[15]。對(duì)于一個(gè)給定的成本分配方法，表征盈余的變量可以作為成本分配偏離核心的評(píng)價(jià)方法。如果成本分配不處于核心，則至少一個(gè)盈余是負(fù)數(shù)。
如果c(S)≤c(T)， NTS??，成本函數(shù)被認(rèn)為是單調(diào)的。這也就意味著如果一個(gè)新的企業(yè)加入到這個(gè)聯(lián)盟中，成本絕不會(huì)下降。如果c(S)+c(T)≥c(S∪T)S∩T=ф，則博弈被認(rèn)為是正確的，也就是說(shuō)成本函數(shù)具有次加性。在這個(gè)博弈中，形成大的聯(lián)盟是有利可圖的，至少不是非盈利的[16]。
2.2 夏普里值方法
夏普里值[17]提供了一種成本分配問(wèn)題的解決方法，下面的公式表示了分配給參與企業(yè)j的成本量，基于一種假設(shè)即所有的參與者在同一時(shí)間集合起來(lái)形成了完整的聯(lián)盟。當(dāng)每個(gè)參與企業(yè)進(jìn)入聯(lián)盟時(shí)都分配了一個(gè)邊際成本，即隨著它的加入，聯(lián)盟總成本的增加量。參與企業(yè)分配的邊際成本量取決于其進(jìn)入聯(lián)盟的順序。如果參與企業(yè)以隨機(jī)順序進(jìn)入聯(lián)盟，則夏普里值是各參與企業(yè)的平均邊際成本[18]。因而分配給參與企業(yè)j的成本為：
其中|.|函數(shù)表示某個(gè)聯(lián)盟中參與企業(yè)的數(shù)量。公式中涉及包含參與企業(yè)j的所有聯(lián)盟S。數(shù)值c(S)-c(S-{j})表示當(dāng)企業(yè)j加入到聯(lián)盟中時(shí)，聯(lián)盟成本的增加量。這里表示為參與企業(yè)j對(duì)于聯(lián)盟S-{j}的邊際成本。
夏普里值主要基于4個(gè)公理。這些公理表明成本分配計(jì)算需要滿(mǎn)足以下屬性即：效率、對(duì)稱(chēng)性、掛名屬性和可加性。效率屬性表示為各參與企業(yè)的成本之和等于整個(gè)大聯(lián)盟的成本，即對(duì)稱(chēng)性意味著如果任意兩個(gè)參與企業(yè)i、j 對(duì)于不包括i、j的所有聯(lián)盟都具有相同的邊際成本，則分配給這兩個(gè)參與企業(yè)的成本一定相同。掛名屬性描述為，如果參與企業(yè)是個(gè)掛名的話(huà)也就意味著它對(duì)任何聯(lián)盟既無(wú)利也無(wú)害，對(duì)所有聯(lián)盟的邊際貢獻(xiàn)為0，則他所分配的成本應(yīng)該為0?？杉有泽w現(xiàn)為，給定三個(gè)不同的特征成本函數(shù)c1、c2、c1+c2，對(duì)于每個(gè)參與企業(yè)來(lái)說(shuō)，基于函數(shù)c1+c2分配的成本等于基于函數(shù)c1、c2所分配的成本的總和。
夏普里值提供了一種成本分配方法，但是它不能確保其穩(wěn)定性，即它不一定能滿(mǎn)足單個(gè)企業(yè)的合理化。
2.3 基于成本分離性的分配方法
總成本可劃分為兩個(gè)部分：可分離成本和不可分離成本?；谶@種方法，首先將可分離成本分配給每個(gè)參與企業(yè)，然后按照權(quán)重在各個(gè)參與企業(yè)之間進(jìn)行不可分離成本的分配?？煞蛛x成本等于mj=c(N)-c(N-{j})，即參與企業(yè)j相對(duì)于整個(gè)聯(lián)盟的邊際成本，則有待分配的不可分離 成 本 為由 于 所 選 的 權(quán) 重不同，有不同的方法[19]，如：均等費(fèi)用法equal charge method（這種方法平均分配不可分離成本）、替換成本回避法alternative cost avoided method（這種方法以每個(gè)參與企業(yè)加入大聯(lián)盟之后與其單獨(dú)運(yùn)作時(shí)成本的節(jié)約量作為權(quán)重值，即權(quán)重wj=c({j})-mj）、成本差距法cost gap method（這種方法的權(quán)重值按如下方法計(jì)算，即可分離成本mj被視為當(dāng)企業(yè)j加入到整個(gè)大聯(lián)盟時(shí)，分配給它的最低成本邊界。mj+wj被視為分配給參與企業(yè)j的最高邊界。這種方法確保了g(S)≥0，≥g(N)。因此基于可分離成本和不可分離成本法進(jìn)行成本分配的方法如下：
2.4 公平利潤(rùn)法
當(dāng)真正要對(duì)各個(gè)企業(yè)進(jìn)行成本分配的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)前面的一些分配模型有很多不足之處。在協(xié)同環(huán)境中，各參與企業(yè)盡可能的具有相同的相對(duì)成本節(jié)省是十分有益的。因此本文提出了一種新的成本分配方法，這種方法力圖找到一個(gè)穩(wěn)定的分配，使得多成員間相對(duì)成本節(jié)省的差異最小化。為此，本文將這種方法稱(chēng)之為公平利潤(rùn)法。
第一個(gè)約束條件是衡量?jī)蓛蓞⑴c企業(yè)間的利潤(rùn)差額。變量f用于體現(xiàn)最大差額最小化的目的。其它兩個(gè)約束條件確定穩(wěn)定的分配條件。
3 數(shù)值實(shí)例分析
為了表明基于不同成本分配方法進(jìn)行計(jì)算的差異，這里試舉一個(gè)實(shí)例，其中包括3個(gè)協(xié)同運(yùn)輸參與企業(yè)。企業(yè)集合S的成本為c(S),已知條件為：c({1})=4，c({2})=7，c({3})=5，c({1,2})=10，c({2,3})=10，c({1,3})=8，c({1,2,3})=12。基于公平利潤(rùn)法的數(shù)學(xué)模型表述為：
其中yi表示分配給參與企業(yè)i的成本，f表示為兩兩參與企業(yè)相對(duì)節(jié)省的最大差額。通過(guò)Matlab軟件計(jì)算得到這個(gè)模型的最優(yōu)值為：y1=3，y2=5.25，y3=3.75；對(duì)這3個(gè)企業(yè)而言相對(duì)節(jié)約均為25%，因而目標(biāo)函數(shù)值f為0。如果基于夏普里值方法則得到：y1=3，y2=5.5，y3=3.5，此時(shí)f值為0.09?？梢?jiàn)采用公平利潤(rùn)法進(jìn)行協(xié)同運(yùn)輸成本分配能更好地體現(xiàn)相對(duì)均衡的成本分擔(dān)原則。
4 小 結(jié)
多個(gè)林產(chǎn)品企業(yè)結(jié)合起來(lái)在一定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行協(xié)同運(yùn)輸存在較大的潛在費(fèi)用節(jié)省空間，同時(shí)在環(huán)境方面產(chǎn)生的效應(yīng)也是很積極的。對(duì)于聯(lián)盟企業(yè)采購(gòu)運(yùn)輸成本的分配問(wèn)題最簡(jiǎn)單的解決方法就是進(jìn)行平均分配或者按協(xié)同運(yùn)輸參與企業(yè)的運(yùn)輸批量加權(quán)分配。通過(guò)研究合作博弈理論以及一些經(jīng)濟(jì)學(xué)模型，提出了一種改進(jìn)的成本分配法?；诒疚奶岢龅母倪M(jìn)成本分配法進(jìn)行成本分配時(shí)，參與協(xié)同運(yùn)輸?shù)母鞒蓡T企業(yè)的相對(duì)成本節(jié)約具有較大的相似性，即節(jié)約的成本被盡可能公平地分配給各個(gè)成員企業(yè)，這也是參與協(xié)同運(yùn)輸?shù)钠髽I(yè)最能接受的一種結(jié)果，能有效推進(jìn)協(xié)同運(yùn)輸策略被更多林產(chǎn)品企業(yè)采納。
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Study on cost allocation mode of collaborative transportation among forestry product enterprises
QU Si, WANG Zhong-wei
(School of Traff i c and Logistics, Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan, China)
At present, more attention has been put on the collaboration system among forestry product enterprises based on supply chain management. The research on the cost allocation mode is conducted and focused on the collaborative transportation problem in supply chain management of forestry product. Through the researches on many prof i t-allocating modes in supply chain, the economic models of every allocation mode and the feature and applicable environment, on the basis of suff i cient researches and the application of economic model, many kinds of prof i t-allocating modes were inspected. The wood fl ow chain among many forestry product enterprises has been integrated from the perspective of cost allocation; a new cost allocation mode was formulated. This method makes the differences of relative cost reduction among many forestry product enterprises minimized; therefore the relative fair prof i t wais realized among many forestry product enterprises. The cost allocation model got from research and verification provide a strong theory evidence for the development of collaborative transportation and selection of collaborative mode among forestry product enterprises.
collaborative transportation; linear programming; economics model; supply chain management
S782.5
A
1673-923X(2013)03-0107-05
2012-12-10
湖南省軟科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目（2011ZK2051）
曲 思（1974-），男，江西萍鄉(xiāng)人，博士生，研究方向：物流工程與管理
王忠偉（1965-），男，湖南邵陽(yáng)人，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：物流工程與管理、項(xiàng)目管理
[本文編校：謝榮秀]
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曲 思，王忠偉
（中南林業(yè)科技大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004）
林產(chǎn)品企業(yè)間協(xié)同運(yùn)輸?shù)某杀痉峙淠Ｊ窖芯?/p>
曲 思，王忠偉
（中南林業(yè)科技大學(xué) 交通運(yùn)輸與物流學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004）
目前林產(chǎn)品企業(yè)之間基于供應(yīng)鏈管理的協(xié)作體系日益受到重視。針對(duì)林產(chǎn)品供應(yīng)鏈管理中的協(xié)同運(yùn)輸問(wèn)題，開(kāi)展成本分配模式研究。通過(guò)研究供應(yīng)鏈中各種不同的利益分配模式，每種分配模式的經(jīng)濟(jì)模型、特點(diǎn)及其適用范圍，在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，基于經(jīng)濟(jì)模型的應(yīng)用，考查了多種利益分配模式，從成本分配的角度對(duì)多家林產(chǎn)品企業(yè)間的木材流動(dòng)鏈進(jìn)行整合，構(gòu)建了一種新的成本分?jǐn)偰Ｊ?。通過(guò)此方法能使得多家林產(chǎn)品企業(yè)間相對(duì)成本減少的差異最小化，從而盡可能的在多家林產(chǎn)品企業(yè)間實(shí)現(xiàn)相對(duì)平等的利潤(rùn)。本研究及驗(yàn)證所得的成本分?jǐn)偰Ｐ蜑榱之a(chǎn)品企業(yè)間協(xié)同運(yùn)輸?shù)拈_(kāi)展及協(xié)同方式的選擇提供了有力的理論依據(jù)。
協(xié)同運(yùn)輸；線(xiàn)性規(guī)劃；經(jīng)濟(jì)學(xué)模型；供應(yīng)鏈管理
對(duì)于林產(chǎn)品企業(yè)來(lái)說(shuō)，包括運(yùn)輸?shù)瘸杀驹趦?nèi)的物流成本在總運(yùn)營(yíng)成本中占有十分重要的比重。傳統(tǒng)上，林產(chǎn)品企業(yè)一般是自主開(kāi)展運(yùn)輸服務(wù)，缺少戰(zhàn)略合作，沒(méi)有形成協(xié)同運(yùn)作的模式，這樣造成了運(yùn)輸資源的極大浪費(fèi)。隨著現(xiàn)代供應(yīng)鏈管理理論的廣泛應(yīng)用，林產(chǎn)品企業(yè)之間基于供應(yīng)鏈管理的協(xié)作體系日益受到重視。林產(chǎn)品供應(yīng)鏈包括木材采伐生產(chǎn)到末端木材用戶(hù)這一完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系。其中，運(yùn)輸環(huán)節(jié)是木材供應(yīng)鏈的重要組成部分，做好協(xié)同運(yùn)輸是實(shí)現(xiàn)林產(chǎn)品供應(yīng)鏈管理優(yōu)化的關(guān)鍵所在。本文中旨在針對(duì)林產(chǎn)品企業(yè)協(xié)同運(yùn)輸?shù)淖罴殉杀痉峙淠Ｊ介_(kāi)展研究，以推動(dòng)林產(chǎn)品供應(yīng)鏈管理的良性發(fā)展。
林產(chǎn)品供應(yīng)鏈的初始環(huán)節(jié)是原木的生產(chǎn)，原木類(lèi)型的數(shù)量通常在5至15種之間?；诩竟?jié)的不同，運(yùn)輸可以通過(guò)一兩個(gè)階段完成。當(dāng)?shù)缆翻h(huán)境較好的時(shí)候，可以直接將原木運(yùn)往各家工廠(chǎng)?？射從颈贿\(yùn)往鋸木廠(chǎng)或者一部分直接出口，漿木被運(yùn)往漿木加工廠(chǎng)和造紙廠(chǎng)，木材燃料則被運(yùn)往供暖廠(chǎng)等。后者通常用專(zhuān)門(mén)的車(chē)輛來(lái)運(yùn)輸，因?yàn)槟静娜剂贤ǔＲ谐杀∑?，現(xiàn)在這種原材料的運(yùn)輸任務(wù)已逐漸減少，主要的運(yùn)輸任務(wù)是對(duì)可鋸木和漿木的運(yùn)輸。可鋸木和漿木的主要區(qū)別在于：可鋸木的直徑較大，常常通過(guò)火車(chē)和輪船來(lái)進(jìn)行運(yùn)輸。
木材流動(dòng)鏈中包括有多個(gè)節(jié)點(diǎn)環(huán)節(jié)，主要有：
林產(chǎn)品企業(yè)：他們具有大量的森林資產(chǎn)，同時(shí)有自己的紙漿廠(chǎng)和鋸木廠(chǎng)。
獨(dú)立的鋸木廠(chǎng)：沒(méi)有森林資產(chǎn)。
獨(dú)立的森林所有者：但是這些所有者通常沒(méi)有和產(chǎn)業(yè)相結(jié)合。
除了這些代表木材生產(chǎn)和消費(fèi)的主要環(huán)節(jié)，還包括伐木工人和運(yùn)輸者。他們進(jìn)行樹(shù)木的砍伐和木材裝卸任務(wù)，并且將木材運(yùn)往各個(gè)加工廠(chǎng)，管理可能是集中化的，也可能是分散化的。木材大批量和相對(duì)長(zhǎng)距離的運(yùn)輸以及不斷攀升的燃油價(jià)格，同時(shí)還有環(huán)境方面的因素使得改善運(yùn)輸規(guī)劃變得十分重要。由于木材的供應(yīng)、需求以及加工企業(yè)在地理分布上都比較分散，因而在木材的流動(dòng)上有較高的協(xié)同潛力可挖。協(xié)同為運(yùn)輸能力的有效利用提供了機(jī)會(huì)，可以通過(guò)木材交換和返程運(yùn)輸?shù)确绞絹?lái)實(shí)現(xiàn)多企業(yè)間的協(xié)同運(yùn)作。
1 林產(chǎn)品企業(yè)的運(yùn)輸規(guī)劃
林產(chǎn)品企業(yè)的運(yùn)輸規(guī)劃分為幾個(gè)階段，分成戰(zhàn)略規(guī)劃、戰(zhàn)術(shù)規(guī)劃及運(yùn)作規(guī)劃。戰(zhàn)略規(guī)劃中的決策制定受到采伐、道路建設(shè)與維護(hù)等方面的影響。戰(zhàn)術(shù)決策主要考慮一周至一年內(nèi)的規(guī)劃任務(wù)。如是一年內(nèi)的規(guī)劃，運(yùn)輸決策通常會(huì)與采伐計(jì)劃相結(jié)合，接著考查產(chǎn)業(yè)結(jié)合的區(qū)域范圍及產(chǎn)品組合，從而決定區(qū)域是自營(yíng)運(yùn)輸任務(wù)還是轉(zhuǎn)包給其它運(yùn)輸組織。一周至幾周內(nèi)的問(wèn)題是決定原木的目的地，即由哪個(gè)供應(yīng)地運(yùn)往哪個(gè)目的地。運(yùn)輸人員可以依此確定運(yùn)輸?shù)南群箜樞?，?shí)際運(yùn)作規(guī)劃是決定車(chē)輛的實(shí)際運(yùn)輸線(xiàn)路。
1.1 林產(chǎn)品企業(yè)協(xié)同運(yùn)作前的運(yùn)輸規(guī)劃
在采用協(xié)同運(yùn)輸模式前，林產(chǎn)品企業(yè)間的運(yùn)輸主要依賴(lài)線(xiàn)性模型來(lái)進(jìn)行規(guī)劃。在模型中，假設(shè)變量wij表示由林產(chǎn)品供應(yīng)點(diǎn)i(供應(yīng)量為si)到林產(chǎn)品需求點(diǎn)j(需求量為dj) 的流動(dòng)量，對(duì)應(yīng)的單件運(yùn)輸成本表示為cij，這個(gè)成本主要取決于運(yùn)輸距離，且具有非遞減的特征。集合I和J分別代表林產(chǎn)品的供應(yīng)點(diǎn)和需求點(diǎn)集合?；诠┬璧募s束條件，林產(chǎn)品企業(yè)戰(zhàn)術(shù)性運(yùn)輸規(guī)劃的主要目標(biāo)是使得總成本最小化。在集合J內(nèi)的各個(gè)林產(chǎn)品需求點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品的需求類(lèi)型很多，一個(gè)供應(yīng)點(diǎn)所供應(yīng)的產(chǎn)品類(lèi)型不一定能包括需求點(diǎn)的所有產(chǎn)品類(lèi)型。這就意味著不是所有的供應(yīng)點(diǎn)-需求點(diǎn)的組合都是可能的。因此，筆者將集合Ji定義為供應(yīng)點(diǎn)i能運(yùn)往的需求點(diǎn)的集合。同樣，定義Ij為能運(yùn)往需求點(diǎn)j的供應(yīng)點(diǎn)的集合。則基本的線(xiàn)性規(guī)劃模型可以表示為：
1.2 林產(chǎn)品企業(yè)協(xié)同運(yùn)輸規(guī)劃的主要問(wèn)題
由于木材的供應(yīng)及需求企業(yè)在地理分布上都比較分散，因而在原材料的流動(dòng)上有較高的協(xié)同潛力可挖。林產(chǎn)品企業(yè)間可以采用協(xié)同運(yùn)輸[3]的方法，通過(guò)對(duì)資源的協(xié)同整合與分配，使得各成員企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本減少。
在木材的運(yùn)輸規(guī)劃中考慮協(xié)同時(shí)，很多問(wèn)題也會(huì)隨之產(chǎn)生，如：潛在的協(xié)同如何計(jì)算、量化；節(jié)約的成本如何在各個(gè)參與企業(yè)間分配。尤其是后者很少有相關(guān)研究作為支持。因?yàn)樵趯?shí)際運(yùn)作中，每個(gè)企業(yè)都使用其自身的方法來(lái)計(jì)算不同批量下費(fèi)用的節(jié)約情況，而不會(huì)透露給其他企業(yè)，而且不同的企業(yè)在節(jié)約上也會(huì)存在很大差異。然而為了充分發(fā)揮協(xié)同的作用和潛力，這個(gè)問(wèn)題又十分重要。
對(duì)于成本分配問(wèn)題最簡(jiǎn)單的解決方法就是進(jìn)行平均分配或者按協(xié)同運(yùn)輸參與企業(yè)的運(yùn)輸批量加權(quán)分配。然而極有可能，這種成本分配會(huì)造成不公平[4]。比如一個(gè)參與企業(yè)的支出可能會(huì)高于其單獨(dú)運(yùn)作時(shí)的成本。下面首先對(duì)各種不同的成本分配方法展開(kāi)研究，然后提出一種新的成本分配方法。本文中主要針對(duì)考查的幾家林產(chǎn)品企業(yè)進(jìn)行研究，分析協(xié)同運(yùn)輸規(guī)劃的潛在節(jié)約。通過(guò)新的成本分配方法在眾多參與企業(yè)間實(shí)現(xiàn)相對(duì)平均的利潤(rùn)分配。
2 各種成本分配模型的比較
首先，可以使用定量模型來(lái)進(jìn)行協(xié)同規(guī)劃，通過(guò)運(yùn)輸問(wèn)題[5]的求解方法來(lái)得到優(yōu)化的協(xié)同規(guī)劃結(jié)論，即供需點(diǎn)的最佳分配方案[6]。之后，最為關(guān)鍵的問(wèn)題就是需要找到一種定量的方式來(lái)確定節(jié)約成本在各個(gè)參與企業(yè)間的最佳分配方法，從而使得整個(gè)聯(lián)盟中的各個(gè)企業(yè)都能降低成本，并實(shí)現(xiàn)令各成員企業(yè)都滿(mǎn)意的利益分配[7-8]。
2.1 基本定義和屬性
每種成本分配的方法都滿(mǎn)足了某些要求，如公平的準(zhǔn)則。然而沒(méi)有那種理念能滿(mǎn)足所有的標(biāo)準(zhǔn)及屬性要求。用S表示參與協(xié)同運(yùn)輸?shù)牧之a(chǎn)品企業(yè)的子集，所有參與協(xié)同運(yùn)輸?shù)牧之a(chǎn)品企業(yè)用N表示[9]。假定所有的參與企業(yè)有可能形成協(xié)同運(yùn)作，當(dāng)企業(yè)集合S協(xié)同運(yùn)作時(shí)，總成本為c(S)。從合作博弈理論的角度來(lái)說(shuō)，這個(gè)成本函數(shù)成為特征成本函數(shù)，每個(gè)參與企業(yè)稱(chēng)為局中人[10]。成本分配問(wèn)題[11-12]能作為一個(gè)合作博弈問(wèn)題[13]來(lái)進(jìn)行闡述。
如果在所有參與企業(yè)（j∈N）間分割總成本c(N)的成本分配方法是有效的話(huà)，那么yi是分配給參與企業(yè)j的成本。如果分配給集合中各參與企業(yè)的成本不大于沒(méi)有形成集合時(shí)其單獨(dú)運(yùn)作時(shí)的成本，則這種成本分配被認(rèn)為對(duì)單個(gè)參與企業(yè)來(lái)說(shuō)是合理的。用數(shù)學(xué)的方法來(lái)表示，這個(gè)屬性被描述為：yj≤c({j})。這個(gè)博弈的核心[14]表示為，成本的分配y滿(mǎn)足以下條 件：對(duì) 于每個(gè)聯(lián)盟S及給定的成本分配y，可以計(jì)算出盈余這表示了集合內(nèi)企業(yè)的總成本與分配給各參與企業(yè)的成本總和之間的差異[15]。對(duì)于一個(gè)給定的成本分配方法，表征盈余的變量可以作為成本分配偏離核心的評(píng)價(jià)方法。如果成本分配不處于核心，則至少一個(gè)盈余是負(fù)數(shù)。
如果c(S)≤c(T)， NTS??，成本函數(shù)被認(rèn)為是單調(diào)的。這也就意味著如果一個(gè)新的企業(yè)加入到這個(gè)聯(lián)盟中，成本絕不會(huì)下降。如果c(S)+c(T)≥c(S∪T)S∩T=ф，則博弈被認(rèn)為是正確的，也就是說(shuō)成本函數(shù)具有次加性。在這個(gè)博弈中，形成大的聯(lián)盟是有利可圖的，至少不是非盈利的[16]。
2.2 夏普里值方法
夏普里值[17]提供了一種成本分配問(wèn)題的解決方法，下面的公式表示了分配給參與企業(yè)j的成本量，基于一種假設(shè)即所有的參與者在同一時(shí)間集合起來(lái)形成了完整的聯(lián)盟。當(dāng)每個(gè)參與企業(yè)進(jìn)入聯(lián)盟時(shí)都分配了一個(gè)邊際成本，即隨著它的加入，聯(lián)盟總成本的增加量。參與企業(yè)分配的邊際成本量取決于其進(jìn)入聯(lián)盟的順序。如果參與企業(yè)以隨機(jī)順序進(jìn)入聯(lián)盟，則夏普里值是各參與企業(yè)的平均邊際成本[18]。因而分配給參與企業(yè)j的成本為：
其中|.|函數(shù)表示某個(gè)聯(lián)盟中參與企業(yè)的數(shù)量。公式中涉及包含參與企業(yè)j的所有聯(lián)盟S。數(shù)值c(S)-c(S-{j})表示當(dāng)企業(yè)j加入到聯(lián)盟中時(shí)，聯(lián)盟成本的增加量。這里表示為參與企業(yè)j對(duì)于聯(lián)盟S-{j}的邊際成本。
夏普里值主要基于4個(gè)公理。這些公理表明成本分配計(jì)算需要滿(mǎn)足以下屬性即：效率、對(duì)稱(chēng)性、掛名屬性和可加性。效率屬性表示為各參與企業(yè)的成本之和等于整個(gè)大聯(lián)盟的成本，即對(duì)稱(chēng)性意味著如果任意兩個(gè)參與企業(yè)i、j 對(duì)于不包括i、j的所有聯(lián)盟都具有相同的邊際成本，則分配給這兩個(gè)參與企業(yè)的成本一定相同。掛名屬性描述為，如果參與企業(yè)是個(gè)掛名的話(huà)也就意味著它對(duì)任何聯(lián)盟既無(wú)利也無(wú)害，對(duì)所有聯(lián)盟的邊際貢獻(xiàn)為0，則他所分配的成本應(yīng)該為0?？杉有泽w現(xiàn)為，給定三個(gè)不同的特征成本函數(shù)c1、c2、c1+c2，對(duì)于每個(gè)參與企業(yè)來(lái)說(shuō)，基于函數(shù)c1+c2分配的成本等于基于函數(shù)c1、c2所分配的成本的總和。
夏普里值提供了一種成本分配方法，但是它不能確保其穩(wěn)定性，即它不一定能滿(mǎn)足單個(gè)企業(yè)的合理化。
2.3 基于成本分離性的分配方法
總成本可劃分為兩個(gè)部分：可分離成本和不可分離成本?；谶@種方法，首先將可分離成本分配給每個(gè)參與企業(yè)，然后按照權(quán)重在各個(gè)參與企業(yè)之間進(jìn)行不可分離成本的分配?？煞蛛x成本等于mj=c(N)-c(N-{j})，即參與企業(yè)j相對(duì)于整個(gè)聯(lián)盟的邊際成本，則有待分配的不可分離 成 本 為由 于 所 選 的 權(quán) 重不同，有不同的方法[19]，如：均等費(fèi)用法equal charge method（這種方法平均分配不可分離成本）、替換成本回避法alternative cost avoided method（這種方法以每個(gè)參與企業(yè)加入大聯(lián)盟之后與其單獨(dú)運(yùn)作時(shí)成本的節(jié)約量作為權(quán)重值，即權(quán)重wj=c({j})-mj）、成本差距法cost gap method（這種方法的權(quán)重值按如下方法計(jì)算，即可分離成本mj被視為當(dāng)企業(yè)j加入到整個(gè)大聯(lián)盟時(shí)，分配給它的最低成本邊界。mj+wj被視為分配給參與企業(yè)j的最高邊界。這種方法確保了g(S)≥0，≥g(N)。因此基于可分離成本和不可分離成本法進(jìn)行成本分配的方法如下：
2.4 公平利潤(rùn)法
當(dāng)真正要對(duì)各個(gè)企業(yè)進(jìn)行成本分配的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)前面的一些分配模型有很多不足之處。在協(xié)同環(huán)境中，各參與企業(yè)盡可能的具有相同的相對(duì)成本節(jié)省是十分有益的。因此本文提出了一種新的成本分配方法，這種方法力圖找到一個(gè)穩(wěn)定的分配，使得多成員間相對(duì)成本節(jié)省的差異最小化。為此，本文將這種方法稱(chēng)之為公平利潤(rùn)法。
第一個(gè)約束條件是衡量?jī)蓛蓞⑴c企業(yè)間的利潤(rùn)差額。變量f用于體現(xiàn)最大差額最小化的目的。其它兩個(gè)約束條件確定穩(wěn)定的分配條件。
3 數(shù)值實(shí)例分析
為了表明基于不同成本分配方法進(jìn)行計(jì)算的差異，這里試舉一個(gè)實(shí)例，其中包括3個(gè)協(xié)同運(yùn)輸參與企業(yè)。企業(yè)集合S的成本為c(S),已知條件為：c({1})=4，c({2})=7，c({3})=5，c({1,2})=10，c({2,3})=10，c({1,3})=8，c({1,2,3})=12。基于公平利潤(rùn)法的數(shù)學(xué)模型表述為：
其中yi表示分配給參與企業(yè)i的成本，f表示為兩兩參與企業(yè)相對(duì)節(jié)省的最大差額。通過(guò)Matlab軟件計(jì)算得到這個(gè)模型的最優(yōu)值為：y1=3，y2=5.25，y3=3.75；對(duì)這3個(gè)企業(yè)而言相對(duì)節(jié)約均為25%，因而目標(biāo)函數(shù)值f為0。如果基于夏普里值方法則得到：y1=3，y2=5.5，y3=3.5，此時(shí)f值為0.09?？梢?jiàn)采用公平利潤(rùn)法進(jìn)行協(xié)同運(yùn)輸成本分配能更好地體現(xiàn)相對(duì)均衡的成本分擔(dān)原則。
4 小 結(jié)
多個(gè)林產(chǎn)品企業(yè)結(jié)合起來(lái)在一定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行協(xié)同運(yùn)輸存在較大的潛在費(fèi)用節(jié)省空間，同時(shí)在環(huán)境方面產(chǎn)生的效應(yīng)也是很積極的。對(duì)于聯(lián)盟企業(yè)采購(gòu)運(yùn)輸成本的分配問(wèn)題最簡(jiǎn)單的解決方法就是進(jìn)行平均分配或者按協(xié)同運(yùn)輸參與企業(yè)的運(yùn)輸批量加權(quán)分配。通過(guò)研究合作博弈理論以及一些經(jīng)濟(jì)學(xué)模型，提出了一種改進(jìn)的成本分配法?；诒疚奶岢龅母倪M(jìn)成本分配法進(jìn)行成本分配時(shí)，參與協(xié)同運(yùn)輸?shù)母鞒蓡T企業(yè)的相對(duì)成本節(jié)約具有較大的相似性，即節(jié)約的成本被盡可能公平地分配給各個(gè)成員企業(yè)，這也是參與協(xié)同運(yùn)輸?shù)钠髽I(yè)最能接受的一種結(jié)果，能有效推進(jìn)協(xié)同運(yùn)輸策略被更多林產(chǎn)品企業(yè)采納。
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Study on cost allocation mode of collaborative transportation among forestry product enterprises
QU Si, WANG Zhong-wei
(School of Traff i c and Logistics, Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan, China)
At present, more attention has been put on the collaboration system among forestry product enterprises based on supply chain management. The research on the cost allocation mode is conducted and focused on the collaborative transportation problem in supply chain management of forestry product. Through the researches on many prof i t-allocating modes in supply chain, the economic models of every allocation mode and the feature and applicable environment, on the basis of suff i cient researches and the application of economic model, many kinds of prof i t-allocating modes were inspected. The wood fl ow chain among many forestry product enterprises has been integrated from the perspective of cost allocation; a new cost allocation mode was formulated. This method makes the differences of relative cost reduction among many forestry product enterprises minimized; therefore the relative fair prof i t wais realized among many forestry product enterprises. The cost allocation model got from research and verification provide a strong theory evidence for the development of collaborative transportation and selection of collaborative mode among forestry product enterprises.
collaborative transportation; linear programming; economics model; supply chain management
S782.5
A
1673-923X(2013)03-0107-05
2012-12-10
湖南省軟科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目（2011ZK2051）
曲 思（1974-），男，江西萍鄉(xiāng)人，博士生，研究方向：物流工程與管理
王忠偉（1965-），男，湖南邵陽(yáng)人，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：物流工程與管理、項(xiàng)目管理
[本文編校：謝榮秀]
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