物流园区合作共生系统利润分配研究

焦 薇,刘 凯

(北京交通大学交通运输学院,北京100044)

物流园区合作共生系统利润分配研究

焦 薇,刘 凯*

(北京交通大学交通运输学院,北京100044)

物流园区作为物流系统的重要节点设施,为了实现降低成本、资源互补、利益共享、风险共担,从而更好地满足第三方物流市场多元化、复杂化需求的目的,开始从单纯的竞争走向合作.物流园区结成合作共生系统后,面临的一个重要问题就是如何公平合理地分配合作利润.本文首先对影响利润分配的要素进行分析.然后,建立了基于满意度的不对称Nash利益分配协商模型,并通过引入合作成功概率的Shapley值法,确定该模型中的重要参数,并最终建立物流园区合作共生系统利润分配模型.最后,将该模型运用于具体算例,并对结果进行分析.计算结果表明,物流园区合作共生系统利润分配模型,可以有效地解决物流园区合作的利润分配问题.

物流工程;利润分配;Nash协商模型;物流园区;合作;共生系统

1 引 言

“共生”一词来源于希腊语.共生的概念首先由德国真菌学家德贝里(Anton de Bary)于1879年提出,是指不同种属按某种物质联系而生活在一起[1].物流园区的合作共生系统是在资源有限的条件下,具备条件的多个物流园区,为实现降低成本、提高物流服务水平、增加市场占有率、共同挖掘潜在利润的目的,密切分工合作、强强联合,同类物流资源共享、异类物流资源优势互补,在互通有无的过程中,创造整体竞争优势,使得各个物流园区和整个共生系统的资源配置效率和全局效益实现最大化.物流园区通过合作,将过去的输赢关系转变为互相信任、风险共担、收益共享的共赢关系.

物流园区合作共生系统是一个利益共享、风险共担、优势互补的物流联盟.物流园区结成合作共生系统的根本动力是能够获取额外收益.参与合作的物流园区均为独立的经济个体,追求利益最大化是其重要的特征.公平合理的分配制度能够激发物流园区的合作积极性,为后续共生系统稳定、健康、高效运作奠定良好的基础.反之,物流园区不仅不会有参与合作意愿,甚至还会产生投机行为,严重影响合作共生系统的正常运营和各相关物流园区的市场声誉.因此,制定合理的利润分配机制是物流园区合作共生系统需要解决的重点问题[2,3].

2 物流园区合作共生系统利润分配要素

物流园区合作共生系统的利润分配要素,就是在合作成员之间分配总利润时,应当考虑的因素是利润分配的基本依据.

(1)总利润.

物流园区合作共生系统是由在各物流环节上占据比较优势的物流园区组成的.物流园区因物流业务紧密地联系在一起,每位成员的表现与整体业绩息息相关.物流园区通过合作产生的总利润由所有成员共同创造、也应一同分享.

(2)合作共生系统中物流园区的贡献.

尽管在通常情况下,物流园区合作关系结成之初,就已有初步的分配方案.但是,利润分配的实际操作中,还是应该以各物流园区的现实贡献大小为依据.这样,既能保护物流园区参与合作的积极性,又能体现多劳多得原则.物流业务环节众多、涉及面广的特点,使物流园区合作共生系统面对不确定事件的几率大大增加.在基于贡献的分配制度下,当面对突发情况时,物流园区在利益的驱使下,能够主动寻求解决方案,避免消极怠工,从而保证合作共生系统的可靠性.

(3)合作成功概率.

即使物流园区都具有合作的意愿,但是由于其合作、协调能力的制约,最后不一定全部都能合作成功.如果与合作、协调能力较强的物流园区合作,不但合作成功率较高,而且合作收益也会相应增加.因为与这些物流园区合作,不仅减少了共生系统搜寻合作成员的成本,而且会降低物流园区之间协调时的内耗.从这个角度讲,合作性强的物流园区,对合作收益做出了一定贡献,理应在利润分配时予以倾斜,从而有助于合作收益的公平、合理分配[4,5].

(4)参与合作的物流园区满意度.

合理的利润分配制度对于每个参与合作的物流园区都具有双重激励作用.在物质层面,合作成员获得了与其付出相匹配的、现金形式的奖励;在精神层面,成员自身价值获得了整个共生系统的一致肯定.在这种情况下,合作成员会对利润分配制度有一个较高的满意度.满意度是参与合作的成员对于利润分配制度的整体认可程度,将直接影响物流园区合作共生系统的运行效率和稳定性.

实际上,物流园区合作共生系统是一个开放的动态系统,其总利润受自然、经济、社会等多重因素的影响.上述4项要素只是其中相对重要的几项.进行合作成员之间的利润分配时,应当尽可能多的将影响因素考虑在内,以求最大限度地保证利润分配机制的合理性.

3 物流园区合作共生系统利润分配模型

物流园区合作共生系统的利润分配不是某个物流园区独立决定,而是由所有参与者经过共同协商,达成一致.所以,此共生系统的利润分配,属于合作博弈情形下,多主体协商的利益分配问题.对于此问题,Nash曾提出Nash协商模型[6],该模型能够保证利润分配的公平合理.但是,对于物流园区合作共生系统而言,其利润分配机制除了保证公平、合理外,最大限度令成员满意也是维系合作关系的重要动力之一.因此,这里建立基于满意度的不对称Nash利润分配协商模型.

3.1 基于满意度的不对称Nash利润分配协商模型

(1)模型中符号说明和假设.

为阐述问题方便,首先对模型中的符号统一说明.

pi——物流园区i实际利润分配值,i=1,2,…,n;

I——物流园区合作共生系统的总利润值;

si——物流园区i对实际利润分配的满意度;

Z——共生系统的目标函数;

wi——物流园区i重要程度权重,

模型是对现实情况的抽象描述,建立在一定假设条件的前提下.物流园区合作共生系统的利润分配模型符合如下假设条件:

(a)物流园区合作共生系统由n个物流园区共同构成,各个物流园区平等、友好、诚信地合作;

(b)各个物流园区均清楚任意几个物流园区合作时所获取的利润;

(c)物流园区合作共生系统的理想利润分配方案为

因为总利润为I,所以各成员需要通过协商解决最终的利润分配方案;

(d)流园区合作共生系统的临界利润分配方案为

物流园区参与合作的基本前提是合作收益不能少于临界利润分配值,即.如果,则无法结成合作关系.

(2)模型建立.

物流园区i对实际利润分配的满意度为si

根据假设条件(d)可知,需要满足pi＜p-i;否则,物流园区i不会参与合作.因此,物流园区i对利润分配的临界满意度可定义为

显然,si-的值越大,参与合作物流园区的满意度越高.

基于满意度的不对称Nash利润分配协商模型为

式(1)是一个非线性规划问题,可利用Kuhn-Tucker条件解此非线性规划问题,得出最优解.其Lagrange方程为

式中 r1i、r2i≥0;λ为实数.

式(2)的Kuhn-Tucker条件为

当r1i=r2i=0时,式(1)取得极值点,即K-T点,此时式(3)变为

解式(4)得

3.2 模型中相关参数的确定

物流园区参与合作的目的和动力是获取尽可能多的利润收益.实际上,每一个物流园区都设想能够获取全部合作利润(尽管不现实).所以,第i个物流园区理想利润分配值为,在最理想的条件下

①在一个参与成员数量为n的合作关系中,如果成员j(j=1,2,…,n)提出的合作利润分配方案为[7]

式中 φij——成员j提出的方案中,成员i(i=1, 2,…,n)应分配的合作利润收益.

1953 年,著名博弈论专家L.S.Shapley提出了用于解决多人合作问题价值分配的数学方法,称为Shapley值法.Shapley指出:当n个人参与一项经济活动时,对于其中若干人员的每一种组合方式,均会获得相应收益.如果参与经济活动人员之间为非对抗关系时,合作人数增加不会使收益减少.合理、公平的利润分配应该是合作者的贡献加权平均值,即

式中 M——包含物流园区i的一切合作关系;

n——所有局中人的数量;

v(M)——合作关系M的收益;

v(M/i)——合作关系M中,如果没有物流园区i参与时的收益;

v(M)-v(M/i)——物流园区i对合作收益的贡献.

在前文对影响利润分配要素的分析中,已经提出物流园区的合作性会对系统的整体收益产生影响,应该纳入利润分配的考虑范围.因此,共生系统中的利润分配应为:包含物流园区i的一切合作关系所创造的利润与该合作关系的成功概率之积.引入合作成功概率的Shapley值法可表达为

式中 ki——包含物流园区i的一切合作关系的成功概率.

(3)物流园区i重要程度权重wi.

借助层次分析法(AHP)确定物流园区i重要程度权重wi.

Step 1 构造判断矩阵.

采用1-9标度法,对各个物流园区在完成某项物流任务时的相对重要性程度进行划分,如表1所示.

表1 指标重要性标度值Table 1 Indicators of the importance of scale value

Step 2 采用方根法对判断矩阵进行单层次排序.方根法公式为

Step 3 一致性检验CI(Consistency Index).

式中 λmax——判断矩阵的最大特征值;

n——矩阵阶数. Step 4 检验判断矩阵的相对一致性CR (Consistency Ratio).

平均随机一致性指标RI取值只与判断矩阵的阶数n有关,如表2所示.

当CR＜0.1时,判断矩阵的一致性可接受;当CR≥0.1时,需要调整判断矩阵,直至CR＜0.1.

将式(6)和式(8)代入式(1)中,物流园区合作共生系统利润分配模型为

表2 判断矩阵RI取值Table 2 RI value of judgment matrix

式(9)的最优解为

4 算例分析

物流园区A、B、C为同一经济区域内实力相当、且各具优势的3个物流园区.为了能够优势互补、降低运营成本、增加收益、提升整体竞争力,它们结成合作共生系统.对于同一项物流业务,由不同物流园区完成时,共生系统的利润及物流园区之间合作成功概率如表3所示.现在,此项物流业务由物流园区A、B、C共同完成,在这项物流业务中, 3个物流园区的相对重要程度判断矩阵及权重如表4所示.

表3 物流园区合作收益Table 3 Receipts of cooperation

表4 物流园区重要程度判断矩阵及权重Table 4 Important degree and weight of logistics parks judgment matrix

根据式(8),可得物流园区A所能接受的最低利润分配值

同理,物流园区B、C所能接受的最低利润分配值

根据物流园区合作共生系统利润分配模型及其最优解,即式(9)、式(10),可得物流园区A分配的利润为

同理可得,物流园区B、C分配的利润为

综上所述,物流园区A、B、C在不同情况下的利润分配如表5所示.

表5 物流园区利润分配表Table 5 Profit allocation of logistic park(万元)

从表5可以看出物流园区A、B、C合作完成一项物流业务后,对总利润240万元进行了分配.物流园区实际利润分配值不仅均高于期望值,而且比独立运营时的收益有较大幅度的增长.这与物流园区参与合作的初衷一致,合作成员对利润分配结果满意度较高.值得注意的是,尽管物流园区C独立运营时的利润是三者中最小的,且合作时重要性程度最低,但是其合作利润相比独立运营利润的增长幅度最大,达到了268%.出现此情况的原因在于物流园区C的合作能力较强,与其合作的风险低.这一点从表3可以看出:物流园区A与物流园区B合作成功的概率为0.8,而与物流园区C合作成功概率为0.85;与此相对应,物流园区B与物流园区A合作成功概率为0.8,与物流园区C合作成功概率为0.9.合作低风险率是合作伙伴对合作共生系统的无形贡献,物流园区C从这种无形贡献中分配到更多的利润.

5 研究结论

物流园区通过合作,将过去单纯的输赢关系转变为风险共担、收益共享的共赢关系,并建立了物流园区合作共生系统.该共生系统需要解决的首要问题就是如何确定一个公平、合理的利润分配机制.本文将合作共生系统总利润、共生关系中各物流园区的贡献、合作成功概率、参与合作的物流园区满意度等利润分配要素作为分配依据,基于Nash协商模型和Shapley值法建立物流园区合作共生系统利润分配模型,并将该模型应用于具体算例.算例结果表明,物流园区合作共生系统利润分配模型兼顾了上述利润分配要素,具有一定的科学性,可以作为共生系统利润分配的参考依据.

[1] 姚娟.基于共生理论的物流交易模式研究[M].南京:东南大学出版社,2010.[YAO J.Study on the logistics transaction mode based on symbiosis theory [M].Nanjing:Southeast University Press,2010.]

[2] Tushar Kanti Das,B-S Teng.Instabilities of strategic alliances:Aninternaltensionsperspective[J]. Organization Science,2000,11(1):77-101.

[3] Bleeke J,Ernst D.Collaborating to compete:using strategic alliances and acquisitions in the global market place[M].New York:Wiley,1993.

[4] 贺盛瑜,郭晓琳.物流联盟研究[M].北京:中国财政经济出版社,2007.[HE S Y,GUO X L.Study on logistics alliance[M].Beijing:China Financial and Economic Press,2007.]

[5] 张延锋,刘益,李垣.战略联盟价值创造与分配分析[J].管理工程学报,2003,17(2):20-23.[ZHANG Y F,LIU Y,LI Y.An analyse of value creation and distribution in the strategic alliance[J].Journal of Industrial Engineering/Engineering Management,2003, 17(2):20-23.]

[6] Nash J R,John F.Essays on Game Theory[M]. Cheltenham,UK:Edward Elgar,1996.

[7] 吴朗.基于产出分享数模的动态物流联盟利益分配[J].中国物流与采购,2009(13):66-67.[WU L. Benefits distribution of the dynamic logistics alliance based on output[J].China Logistics and Purchasing, 2009(13):66-67.]

[8] 马小龙.物流联盟内部利益分配问题的分析[J].交通科技与经济,2012(6):50-52.[MA X L.Research on benefit allocation among members in logistic alliance [J].Technology&Economy in Areas of Communication, 2012(6):50-52.]

Profit Distribution for Logistics Park Cooperative Symbiotic System

JIAO Wei,LIU Kai
(School of Traffic and Transportation,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China)

The logistics park is an important node in the logistics system.It is necessary to reduce the cost and risk of its operation.In this way,the benefits from such synergy can be shared by stakeholders, particularly,the diverse third party logistics market is demanding.The operation of the logistic park usually begins with a simple competition mode but ends up with collaboration.This paper focuses on the method of distributing the benefits generated from the logistics park.The factors affecting the distribution of benefits are first analyzed.A negotiation model,based on the Nash's negotiation model,is used together with a probability model(Shapley's Value in game theory)to determine important parameters of successful cooperation in the model.The fusion of the two models can be further developed into a new benefit sharing model for Logistics Park,named the collaborative symbiotic benefits distribution model(CSBD).Finally, the CSBD is applied to specific cases and calibrated.The results show that the CSBD can effectively solve the complicated issue of the distribution of collaborative benefits of the stakeholders.

logistics engineering;profit distribution;Nash negotiation model;logistic park;cooperation; symbiotic system

F252Document code: A

F252

A

1009-6744(2013)04-0036-06

2013-02-06

2013-02-28录用日期:2013-03-11

焦薇(1982-),女,山东济南人,博士生.

*通讯作者:kliu@bjtu.edu.cn