基于系統(tǒng)動力學(xué)的港口供應(yīng)鏈風(fēng)險演化研究

韓丹丹，陳家舉

（武漢理工大學(xué)　交通學(xué)院，湖北　武漢　430063）

基于系統(tǒng)動力學(xué)的港口供應(yīng)鏈風(fēng)險演化研究

韓丹丹，陳家舉

（武漢理工大學(xué)交通學(xué)院，湖北武漢430063）

為降低港口供應(yīng)鏈風(fēng)險，增加港口供應(yīng)鏈系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保障港口供應(yīng)鏈的高效運行，通過發(fā)放調(diào)查問卷與實地調(diào)研相結(jié)合的方法獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，運用系統(tǒng)動力學(xué)方法分析港口供應(yīng)鏈風(fēng)險影響因素間的因果關(guān)系、函數(shù)關(guān)系，通過Vensim軟件仿真，模擬各影響因素變化引起的港口供應(yīng)鏈風(fēng)險的變化。仿真結(jié)果表明：港口物流服務(wù)需求變動風(fēng)險對港口供應(yīng)鏈風(fēng)險影響最大，其次是競爭環(huán)境風(fēng)險，最后是利益分配風(fēng)險、港口物流服務(wù)技術(shù)風(fēng)險。

港口；供應(yīng)鏈風(fēng)險；演化規(guī)律；系統(tǒng)動力學(xué)；Vensim

1　引言

隨著全球經(jīng)濟(jì)的一體化，國際貿(mào)易的增加，港口已經(jīng)不再是單一的運輸中轉(zhuǎn)站，已成為供應(yīng)鏈上物流、信息流和資金流的交匯點，逐漸演變?yōu)榫C合運輸體系網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點［1］。隨著港口供應(yīng)鏈高速發(fā)展，港口供應(yīng)鏈風(fēng)險日益突出，研究港口供應(yīng)鏈風(fēng)險系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，掌握港口供應(yīng)鏈風(fēng)險的演化規(guī)律，可以保障港口供應(yīng)鏈系統(tǒng)的穩(wěn)定性和港口供應(yīng)鏈的高效運營。

國內(nèi)外許多學(xué)者都很重視港口供應(yīng)鏈風(fēng)險的研究。如Y.Li［2］等通過對供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險及其控制系統(tǒng)的分析，研究了產(chǎn)品質(zhì)量和需求量變化對供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)性能的影響；C.K.M.Lee［3］等應(yīng)用RFID技術(shù)設(shè)計了供應(yīng)鏈上的貨物流系統(tǒng)，提高了供應(yīng)鏈的運作效率和監(jiān)測力度，降低了供應(yīng)鏈風(fēng)險；劉曉明［4］依據(jù)SCOR模型建立了港口供應(yīng)鏈的風(fēng)險預(yù)警指標(biāo)體系，結(jié)合Hallikas的供應(yīng)鏈風(fēng)險雙因素框架建立了雙因素評估模型，得出供應(yīng)鏈風(fēng)險等級狀況；劉穎［5］等基于層次分析法研究了港口供應(yīng)鏈評價指標(biāo)體系；夏德［6］探討了供應(yīng)鏈風(fēng)險識別方法，設(shè)計了風(fēng)險管理杠桿的選擇模式，實現(xiàn)了供應(yīng)鏈風(fēng)險管控；武慧榮［7］基于系統(tǒng)動力學(xué)方法研究了汽車供應(yīng)鏈風(fēng)險；楊磊［8］基于系統(tǒng)分析方法研究了供應(yīng)鏈風(fēng)險管理。上述研究多從單一、靜態(tài)的角度探析港口供應(yīng)鏈風(fēng)險，忽視了港口供應(yīng)鏈風(fēng)險的復(fù)雜性、動態(tài)性。系統(tǒng)動力學(xué)是基于系統(tǒng)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(fù)雜系統(tǒng)的一種定量方法［9］。因此，本文從動態(tài)、系統(tǒng)的角度，基于系統(tǒng)動力學(xué)建立港口供應(yīng)鏈風(fēng)險演化的模型，利用軟件Ven-sim對其演化過程進(jìn)行仿真，揭示港口供應(yīng)鏈風(fēng)險的演化規(guī)律，降低港口供應(yīng)鏈風(fēng)險，保障港口供應(yīng)鏈系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2　港口供應(yīng)鏈風(fēng)險影響因素分析

港口供應(yīng)鏈?zhǔn)腔诜?wù)需求，以港口為核心的各類服務(wù)供應(yīng)商為客戶提供物流服務(wù)、資金服務(wù)及信息服務(wù)的網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)。其中，物流服務(wù)供應(yīng)商包括港口企業(yè)、內(nèi)陸運輸企業(yè)、貨運代理、船公司、裝卸公司、海關(guān)、檢驗檢疫及金融服務(wù)等組織［10］。本文認(rèn)為港口服務(wù)供應(yīng)鏈風(fēng)險在于港口供應(yīng)鏈運作過程中出現(xiàn)的各種不確定因素，這些因素會導(dǎo)致供應(yīng)鏈運作失常甚至中斷，以至于供應(yīng)鏈成員企業(yè)遭受經(jīng)濟(jì)損失，給港口服務(wù)的質(zhì)量帶來不利影響［10］。港口服務(wù)供應(yīng)鏈風(fēng)險大致可以分為外部風(fēng)險、內(nèi)部風(fēng)險和合作風(fēng)險三大類。

港口供應(yīng)鏈風(fēng)險外部風(fēng)險包括競爭環(huán)境風(fēng)險、政策法律風(fēng)險、自然環(huán)境風(fēng)險、港口物流服務(wù)需求變動風(fēng)險，其中競爭環(huán)境風(fēng)險又包括替代風(fēng)險和同行競爭風(fēng)險。

港口供應(yīng)鏈風(fēng)險內(nèi)部風(fēng)險包括港口物流服務(wù)技術(shù)風(fēng)險、資金風(fēng)險、貨物運輸風(fēng)險、信息風(fēng)險。其中，港口物流技術(shù)風(fēng)險包括人員操作風(fēng)險、貨損貨差風(fēng)險、基礎(chǔ)設(shè)施風(fēng)險；物流信息風(fēng)險包括信息及時風(fēng)險、信息失真風(fēng)險。

港口供應(yīng)鏈風(fēng)險合作風(fēng)險包括利益分配風(fēng)險、流動性風(fēng)險、組織風(fēng)險、信息不對稱風(fēng)險。

3　港口供應(yīng)鏈風(fēng)險演化系統(tǒng)動力學(xué)模型構(gòu)建

港口供應(yīng)鏈風(fēng)險三個子系統(tǒng)間相互影響，子系統(tǒng)中的影響因素也相互影響，因此要想建立港口供應(yīng)鏈風(fēng)險模型，首先要明確外部、內(nèi)部、合作等三個風(fēng)險子系統(tǒng)及子系統(tǒng)中影響因素間的因果關(guān)系；其次要分析港口供應(yīng)鏈風(fēng)險影響因素間的流程圖；最后依據(jù)專家打分和歷史數(shù)據(jù)，確定各因素間的函數(shù)關(guān)系式，即可得到港口供應(yīng)鏈風(fēng)險系統(tǒng)動力學(xué)模型。

3.1港口供應(yīng)鏈風(fēng)險演化因果關(guān)系圖

結(jié)合系統(tǒng)動力學(xué)軟件Vensim，綜合分析港口供應(yīng)鏈風(fēng)險影響因素系統(tǒng)作用機(jī)理，可得風(fēng)險因素之間的因果關(guān)系，如圖1所示。

圖1　港口供應(yīng)鏈風(fēng)險系統(tǒng)因果關(guān)系圖

3.2港口供應(yīng)鏈風(fēng)險演化流程圖

依據(jù)港口供應(yīng)鏈風(fēng)險的影響因素及各因素間的因果關(guān)系，將各影響因素分為狀態(tài)變量、流率變量、輔助變量、常量等，利用系統(tǒng)動力學(xué)的仿真軟件Vensim，得出港口供應(yīng)鏈風(fēng)險演化系統(tǒng)流程如圖2所示。

圖2　港口供應(yīng)鏈風(fēng)險系統(tǒng)流程圖

3.3港口供應(yīng)鏈風(fēng)險演化模型參數(shù)及方程分析

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

參數(shù)值獲得后，要列出各影響因素間的函數(shù)關(guān)系式。首先運行Vensim軟件中的原因樹，根據(jù)原因樹中影響因素制作調(diào)查問卷，由調(diào)查問卷獲得基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后利用基于“功能驅(qū)動”原理的主觀賦權(quán)法和基于“差異驅(qū)動”原理的客觀賦權(quán)法結(jié)合起來的綜合集成賦權(quán)法獲得各個風(fēng)險因素的權(quán)重。

以港口供應(yīng)鏈風(fēng)險系統(tǒng)中外部風(fēng)險為例進(jìn)行實例分析，系統(tǒng)流程圖中影響外部風(fēng)險的因素有競爭環(huán)境風(fēng)險、政策法律風(fēng)險、自然環(huán)境風(fēng)險、港口物流服務(wù)需求變動風(fēng)險。根據(jù)專家打分獲得調(diào)查問卷，結(jié)合綜合集成賦權(quán)法獲得這四個影響因素的權(quán)重，可得函數(shù)關(guān)系式：外部風(fēng)險=0.22×競爭環(huán)境風(fēng)險+0.26×政策法律風(fēng)險+ 0.24×自然環(huán)境風(fēng)險+0.28×港口物流服務(wù)需求變動風(fēng)險，依次按照上述方法得到其余函數(shù)關(guān)系式。

4　港口供應(yīng)鏈風(fēng)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(yīng)鏈風(fēng)險的變化。由于篇幅所限，本文選取港口物流服務(wù)需求變動風(fēng)險、競爭環(huán)境風(fēng)險、港口物流服務(wù)技術(shù)風(fēng)險、利益分配風(fēng)險為代表來研究港口供應(yīng)鏈風(fēng)險的演化。

運行系統(tǒng)動力學(xué)Vensim仿真軟件，得到初始時港口供應(yīng)鏈風(fēng)險在5年內(nèi)的變化。為研究港口供應(yīng)鏈風(fēng)險演化規(guī)律，本文將港口供應(yīng)鏈風(fēng)險演化模型設(shè)定在其它各相關(guān)影響因素保持現(xiàn)狀值不變的基礎(chǔ)上，將港口物流服務(wù)需求變動風(fēng)險增加10%，再依次變化競爭環(huán)境風(fēng)險、港口物流服務(wù)技術(shù)風(fēng)險、利益分配風(fēng)險的值，模擬此條件下港口供應(yīng)鏈風(fēng)險的變化，具體模擬結(jié)果如圖3所示。分析圖3可得：當(dāng)港口物流服務(wù)需求變動風(fēng)險、競爭環(huán)境風(fēng)險、港口物流服務(wù)技術(shù)風(fēng)險、利益分配風(fēng)險的值分別變化10%時，港口物流服務(wù)需求變動風(fēng)險引起的港口供應(yīng)鏈風(fēng)險的變化最大，其次是競爭環(huán)境風(fēng)險，最后是利益分配風(fēng)險、港口物流服務(wù)技術(shù)風(fēng)險。

圖3　各影響因素變化時港口供應(yīng)鏈風(fēng)險的變化

5　結(jié)束語

本文運用系統(tǒng)動力學(xué)方法分析了港口供應(yīng)鏈風(fēng)險的演變規(guī)律，針對港口供應(yīng)鏈風(fēng)險成因的復(fù)雜性、動態(tài)性，通過分析內(nèi)部風(fēng)險、外部風(fēng)險、合作風(fēng)險等三個方面的風(fēng)險因素，通過閱讀大量參考文獻(xiàn)和查找歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)確立參數(shù)變量和參數(shù)方程，建立了港口供應(yīng)鏈風(fēng)險演化模型，最后結(jié)合Vensim仿真軟件對港口供應(yīng)鏈風(fēng)險演化進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果顯示：港口物流服務(wù)需求變動風(fēng)險對港口供應(yīng)鏈風(fēng)險影響最大，其次是競爭環(huán)境風(fēng)險，最后是港口物流服務(wù)技術(shù)風(fēng)險、利益分配風(fēng)險。

運用系統(tǒng)動力學(xué)模型分析的優(yōu)點是可以描述影響因素之間相互影響關(guān)系，也可以實現(xiàn)對風(fēng)險的動態(tài)描述，彌補(bǔ)靜態(tài)評估不能描述風(fēng)險動態(tài)特性的不足［11］。但由于本文數(shù)據(jù)的限制，采用了問卷調(diào)查、專家打分確定了一些數(shù)據(jù)，這就使得這些數(shù)據(jù)帶有一定的主觀性，所以不管是指標(biāo)體系的建立還是模擬結(jié)果的精確性都有進(jìn)一步提升的空間。今后的研究需要進(jìn)一步收集數(shù)據(jù)，客觀地表達(dá)出港口供應(yīng)鏈風(fēng)險演化規(guī)律。

［1］王樹芳.港口供應(yīng)鏈風(fēng)險識別及評價研究—以曹妃甸港礦石服務(wù)供應(yīng)鏈為例［D］.天津∶河北工業(yè)大學(xué)，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.

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

［6］夏德，王林.供應(yīng)鏈風(fēng)險識別與風(fēng)險管理杠桿選擇［J］.企業(yè)經(jīng)濟(jì)，2012，（8）∶24-27.

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

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［9］王其藩.系統(tǒng)動力學(xué)［M］.北京∶清華大學(xué)出版社，1994.

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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(xué)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(yīng)鏈管理理論與方法、物流系統(tǒng)規(guī)劃與管理等。