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基于区间直觉模糊集的木材进口物流服务商评价与选择*

2023-01-07甄梦迪蒋业恒

林草政策研究 2022年3期
关键词:模糊集服务商直觉

甄梦迪 蒋业恒 陈 勇

(中国林业科学研究院林业科技信息研究所 北京 100091)

木材进口的运输有多种方式,目前我国以海运运输为主,从东南亚、新西兰、澳大利亚、美国、智利等国家进口的木材都采用海运运输的方式[1]。这种运输方式主要由产地集中木料,通过海路运输从原产国口岸运送至我国。在这样一个物流活动过程中,涉及的运输方式和运输工具是多样化的。由于我国进口的原木属于非标产品,所以在进行货物堆码、装货卸货、装集装箱时存在一定的操作难度,这与其他物资的进口运输活动存在较大差异,同时也使得木料进口的物流成本较高[2]。因此,进口木材的运输一直是困扰木材行业发展的一大瓶颈,如何改善木材运输方式,降低木材运输成本,提高运输效率,成为木材流通领域的研究重点。

早期对木材物流的研究多为定性研究,但是目前已向定量分析发展,并且开展了以定量分析为核心的系统性研究。国内学者吴磊[3]运用经典SLP规划方法对连云港木材物流园区的服务功能进行了规划和创建;蔡亚轩等[4]分析了木材加工企业物流运输成本控制方式,并就如何提升木材企业的物流成本控制优势提出了相关建议;毛波等[5]以木材运输费用最优化为研究重点,分析和评价了木材运输中的产销平衡问题,并求解出总运费最少的木材运输分配方案;李鹏飞等[6]创设了一个全新的生态技术——滑道集材,并建立了集材运输方案数学模型;林玉英等[7]探讨木材物流网络优化的模型与算法,在分析用户特征及功能需求的基础上,采用Web GIS技术、数据库技术、组件集成技术,对系统进行分析与设计;谢韬等[8]认为在木材整体的供应链之中,上游企业所给予的最低价格和物流成本对木材价格的影响最大,若在物流成本上进行优化,可以有效降低企业的成本,提高企业竞争力;周洁[1]以帮助木材行业的众多企业选出最优木材进口第三方物流服务提供商为研究目标,构建了相应的评价指标体系及DEA-Topsis两阶段选择模型。国外学者Trochu等[9]探讨了建筑行业正在大规模回收木材这一现象,并通过混合整数线性规划(MILP)模型来最大限度地降低木材回收过程的总成本;Forsberg等[10]通过对大卡车运输和长途列车运输问题进行研究,创建了规划性与决策性的木材交通运输支撑体系,有效降低了跨区域运输的物流成本;Mesquita等[11]整合森林道路网络的设计和维护,并为木材装载地点和木材运输问题提供解决方案;Shabaev等[12]描述了木材运输调度优化的方法,创建了一个多标准数学模型,利用单纯形方法和遗传算法,基于分解方法,开发了一种求解一般车辆路径问题(GVRP)的混合算法;François等[13]提出了一个战术规划模型,以优化综合运输能力下的木材采购问题。上述研究在企业控制物流成本、节约企业开支方面进行了有益探索,但在企业如何选择最优化物流服务商、高效控制物流成本方面仍有待深入研究。因决策环境信息的不确定性和人类认知的模糊性,决策活动往往存在着不确定性信息,属于模糊决策问题。区间直觉模糊集利用区间数表示属性的隶属度、非隶属度和犹豫度,可以较好地呈现决策中的不确定性信息。木材进口物流服务商评价是木材供应链的关键一环,其通过一系列的数学模型、统计方法、管理方法按照一定的标准对供应商进行客观公正的综合决策评判。因为是事先评估,很多指标缺乏统计数据,只能由相关专家对指标进行定性评价,因此其属于典型的模糊决策问题[14]。基于上述分析,本文在借鉴有关学者对物流服务商的选择评价的基础上,将研究对象进一步细化到木材物流服务商,建立了进口木材物流服务商评价指标体系,并构建基于区间直觉模糊集的木材进口物流服务商的评价及选择模型,通过计算备选方案与理想解的相似度,对第三方物流服务商进行综合排序,选出最优的木材进口物流服务商[15],并在应用分析的基础上,为进口木材运输领域进一步发展提出建议。

1 进口木材物流服务商评价指标

物流服务商即第三方物流服务商,主要负责提供优质的物流服务,并且帮助企业减少物流成本。本研究评价的木材进口物流服务商主要为海运物流服务商(进口流程见图1),主要考察物流服务商的海运运输的具体价格、仓储设备情况、供应商的运输能力等方面。由于木材进口具有一定的特殊性,还要考察木材装卸效率、报关报检效率等指标[8]。

图1 木材进口流程

由于木材进口物流服务企业所提供的物流活动具有一定专业性,本文主要从企业综合能力、仓储能力、交付能力、木材装卸能力、运输能力、进口增值服务能力6个层面出发,在合理性、全面性、科学性的基础上,建立进口木材物流服务商评价指标体系(表1)。

表1 进口木材物流服务商选择评价指标体系

2 指标评价方法

2.1 区间直觉模糊集评价法

设X为一个非空集合,在X上的2个映射μA:X→[0,1],νA:X→[0,1],

x∈XμA(x)∈[0,1],

x∈XνA(x)∈[0,1],

并满足条件

0≤μA(x)+νA(x)≤1,

则称μA和νA确定了论域X上的一个直觉模糊集A[16],可简记为:

A={〈x,μA(x),νA(x)〉|x∈X},

μA和νA被称为A的隶属函数和非隶属函数[16],μA(x)和νA(x)被称为x属于A的隶属度和非隶属度。

(1)

与此同时,x属于A的犹豫度为:

(2)

(3)

熵是系统无序程度的一个度量,对于某项指标来说,熵值可以很好地界定某个指标的离散程度[17]。

(4)

上述公式是考虑了全部要素的区间直觉模糊集的熵函数,在将隶属度、非隶属度以及犹豫度与熵函数进行比较时,显得更加明确且直观,并体现了信息的不确定性。

假设在某项准则下存在着n个互不相同的评价指标,在这些评价指标中,将第i个指标的熵记为Ei,权重记为:

(5)

设X为一个非空的集合,且

(6)

将M和N的2个直觉模糊集的相似度定义为:

S(M,N)=1-d(M,N)。

(7)

由上式可明显看出,当S(M,N)越大时,区间直觉模糊集M和N的相似度就越大。

2.2 进口木材物流服务商评价模型

进口木材物流服务商的选择与评价为多属性决策问题,是现代决策科学的一个关键组成部分。由于无法预知各个指标的权重,并且对各个指标的评价与判定存在模糊不确定性,所以可采取区间直觉模糊集评价法来解决该问题[18]。

图2 建模流程

3 应用分析

通过参考有关学者对木材物流企业的实地调研数据[1],并对数据进行筛选和处理,最终选择了9家物流企业作为评价对象。首先对物流服务商的初始数据进行归一化处理,然后应用区间直觉模糊集的选择评价模型进行数据处理,最终对9家服务商进行评价后选出一家最优的物流服务商。在归一化处理中,对木材损坏率、缺货率、海运运输单价应用以下公式计算:

其余指标,均应用常用公式计算:

计算结果如下:

1) 确定方案集B= (B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,B8,B9) ,对整理好的数据进行区间直觉模糊处理,利用式(4)式(5)计算得出每个指标的区间直觉模糊熵及权重为:

E1j=(0.306 0,0.353 6,0.400 9),ω1j=(0.36,0.33,0.31);

E2j=(0.329 8),ω2j=(1);

E3j=(0.312 5,0.406 7,0.256 5,0.277 4),ω3j=(0.25,0.22,0.27,0.26);

E4j=(0.250 7,0.226 8),ω4j=(0.49,0.51);

E5j=(0.444 7,0.239 2,0.405 9),ω5j=(0.29,0.40,0.31);

E6j=(0.315 1,0.391 9,0.388 6),ω6j=(0.36,0.32,0.32)。

2) 利用式 (3) 计算各方案准则层指标的评价结果,再计算得出准则层每个指标的区间直觉模糊熵及权重:Ei=(0.166,0.133,0.156,0.138,0.176,0.181),ωi=(0.17,0.14,0.16,0.15,0.19,0.19)。

3) 利用式(6)计算各方案与理想解之间的赋权欧几里得距离为:

d(B,A*)=( 0.298,0.068,0.115,0.098,0.083,0.141,0.135,0.233,0.143)。

4) 利用式(7)计算得到各供应商与理想解之间的相似度及排序(表2)。

表2 相似度排序表

由于B2即第2家物流服务商与最优解的相似度最大,因此第2家第三方物流服务提供商为最优选择。在实际操作中,木材企业可以先和第2家第三方物流企业一同商讨木材运输方案,在双方都协商一致的前提下签订合同,开展后续合作。在后续实际合作过程中,要严格检测和监控其实际的物流活动开展情况。同时,要科学评估运输方案的实际成本、供应商的服务能力、双方合作的默契程度,若评价结果符合木材企业的预期,则可以考虑与该物流服务商建立长期合作关系。

4 结论与建议

4.1 结论

本文从企业综合能力、仓储能力、交付能力、木材装卸能力、运输能力、进口增值服务能力6个维度搭建了进口木材物流服务商选择评价指标体系。末端指标层在考量木材进口物流独有特征的基础上,引入了防火防潮能力、木材破损率、木材装卸效率等指标,使指标体系更具科学性。基于搭建好的指标体系,构建了基于区间直觉模糊集的木材进口物流服务商评价与选择模型,其中集合了模糊数学中的直觉模糊集、模糊综合评价与模糊层次分析法的优势,综合考量了模糊性、不确定性及犹豫性等特征,以此得出更加客观的评价结果[19]。在应用分析部分,选取了9家木材进口物流服务商作为备选对象,在充分获取调研数据的基础上,将数据代入已构建好的区间直觉模糊集评价模型中,得出9家企业在物流服务方面的优先次序,为木材企业选择木材进口物流服务商提供了更加科学有效的方法。

4.2 建议

为了实现木材进口物流活动中资源的有效整合与利用,提高木材运输效率,降低木材运输和交易成本,提出以下3点建议:

一是优化木材进口物流运作模式。木材进口物流模式与普通快递物流(食品、电子产品等)的运作模式相差甚远,而且木材进口的资源整合率较低,物流信息系统也有待提升。在木材供应体系中,木材进口物流商起到了至关重要的运输保障作用,是联结木材上下游企业的必要一环。因此,应从物流运输、物流仓储、物流包装等诸多方面着力整合现实资源,建立沟通机制,使各个中间环节木材进口效率有所提升。此外,物流服务商应运用电子商务手段着力建立现代化物流信息系统,建立更加便捷、更加专业、性价比更高、更受客户信任与喜爱的信息传输平台,为木材进口物流注入新鲜动力。当前,已有多家木材企业搭建了较为成功的线上平台,如木材云智慧物流平台 (WMS)、淘木网、采木网、木头云等等,实现了对木材的全过程、全状态的精确管理,大大提升了木材流通效率、简化运输流程,并可避免信息不对称导致的市场失灵。电子商务可以将生产流通和市场消费需求有机地联系在一起,真正实现木材供应链的透明化。因此,建议更多的木材进口物流服务商建设物流交易线上平台,提高木材进口物流效率。

二是更新木材进口海运运输的流程以及路线。自俄乌冲突爆发以来,油价出现大幅波动,直接影响船舶燃油价格,进而影响燃油成本,对航运企业的运营产生重大影响。俄乌冲突带来的运力供需改变会带来运价的改变,进而推动新的均衡状态形成。因冲突爆发,多家班轮公司更改航线,取消前往冲突地区相关港口,造成太平洋西海岸运力大幅减少,海运运价暴涨。所以在设计路线时,要时刻关注国际局势,提高风险应变能力,尽全力打造一条效率高且方案合理的木材进口运输路线。

三是引进高科技设备和高素质人才。如何有效提高木材装卸效率是进口木材物流服务商需要重点解决的问题。建议服务商增加引进高科技装卸设备以提高机械化水平,进而提高准时交货率、木材装卸效率、单位时间周转量等。对于劳动强度大、工作条件差,以及简单重复的运输环节,应尽可能采用有效的机械化作业方式,并将人力作业比例适当降低。此外,可吸引更多高素质人才参与到运输方案的决策中,设计出更加合理的木材进口方案,有效避免因决策失误而导致物流成本过高等问题的发生,更好地提高企业外部竞争力,并提升风险应变能力。

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