基于改进Shapley值的大连市水产市场共同配送成本分摊研究

文/李杭泼

一、大连市水产品批发市场发展现状

2017年，随着大连市自贸区成立，大连市进口水产品大幅增加，为大连市水产品市场带来了机遇与挑战。大连市水产品主要产地为长海县、瓦房店市、庄河市、金州区、旅顺口区。自2010年起，大连市水产品产量不断增加（如图1所示）。目前，大连市大型水产品批发市场包括双兴水产品市场、大菜市水产品交易市场、开发区农副产品市场、黑嘴子水产品交易市场、长兴农副产品市场、大连辽渔国际水产品市场、东亚水产农贸市场等7所水产品交易市场。由于大连水产品交易市场供应主体多是零散水产品销售商，造成了市场散乱、配送成本过高、交通拥堵日益严重。并且水产品具有易腐特性，一旦出现腐蚀，对水产品整体质量与经济收益影响较大。这些问题影响大连市水产品市场的进一步发展，因此解决上述问题十分迫切。

二、共同配送模式

水产品共同配送模式可以将零散水产品销售商的水产品进行整合，统一配送，实现合理配置资源，提高资金、人员、设备的利用率。并且可以优化配送路线，减少车辆的使用数量，缓解交通压力，减少环境污染，大幅降低成本，提升配送质量，解决目前大连市水产品市场的问题。

图1 2010年～2015年大连市水产品产量

但是，共同配送实施中存在一些问题。其中，水产品销售商之间的利益、成本分摊问题尤为突出。水产品配送过程中环节多，还存在易腐易损等特性，对时效性要求较高。不同种类水产品、不同数量水产品都会产生不同的成本，导致成本构成复杂。因此，本文结合各水产品销售商的个性化差异和水产品易腐性导致的货损成本，提出了基于Shapley值的改进模型，为实际配送的成本分摊提供依据。

三、基于Shapley值法的成本分摊模型

（一 ）Shapley值法

假设大连水产品市场共同配送组织中：

n：水产品销售商个数

Xi：i水产品销售商参与联盟后的支付成本

同时，在共同配送中，必须满足以下2个条件：

第一，个体理性要求：成员参与共同配送后的收益不得小于参与共同配送之前的收益。

第二，集体理性要求：共同配送联盟的总收益不得小于共同配送之前各成员收益的总和。

在满足以上条件后，可以得出共同配送成本分摊的基本模型：

（二 ）水产品销售商自身因素

在上述Shapley值法进行成本分摊时，并没有考虑到各水产品销售商之间的自身差异对配送成本的影响。即，对于配送活动集合每个水产品销售商都承担1/n倍的个性化费用。大连市大型超级市场已经超过20家，每家大型超市都设有生鲜食品区和水产品区，水产品需求量很大，而且水产品是大连餐饮业中必不可少的食材。另外，大连市道路狭窄，经常发生堵车现象。若客户分布较为分散，会增加大量的配送时间，从而导致配送成本及货损成本的增加。

本文运用模糊综合评判的方法，选定需求点离散程度、配送种类、配送稳定性，作为评价水产品销售商的主要指标。首先确定评价因素集，Y={需求点离散程度，配送种类，配送稳定性}，根据其对总成本的影响程度赋予不同的权重，然后确定评语集，K={低，较低，中，较高，高}，为进行量化比较，引入1-9比率标度法，通过专家打分法，对水产品销售商i的3个因素打分，得到模糊关系矩阵，统计指标的频数，求得关系矩阵。

其中，

根据3个因素的权重，进行模糊综合评判，得到以下评判结果：

进行归一化处理，得到。最后，求得的水产品销售商自身因素影响的数值为：

对N个水产品销售商的自身因素影响的数值进行归一化处理，使得以便在以下内容中进行合理计算。

通过对水产品销售商自身因素影响的确定，可以对以上成本分摊方案进行修正，使其更合理，修正值为：

（三 ）水产品货损补偿成本的分摊

在参与共同配送之后，配送车辆会按照规划的路线配送，导致某些水产品销售商较独立配送时的时间更长，增加配送过程中保存不当的可能性，而且会发生更多的装卸搬运，产生更多的货物损耗。为保证共同配送联盟的稳定，有必要单独考虑这一部分成本，提出有效的且合理的分摊方案，补偿水产品销售商的损失。

所有的易腐性食品，无论在什么条件下储存、运输，可以分为两个阶段：第一阶段，食品处于良好、稳定的质量状态，无明显可见的质量变化；第二阶段，食品的质量开始发生明显的、可视的降低，直至完全不宜食用。本文提出水产品的货损成本分摊模型，将水产品销售商参与共同配送后较单独配送时多损耗的成本由共同配送联盟的其他水产品销售商共同承担。此模型分为两个阶段，第一阶段，0-T1，产品处于良好的稳定阶段；第二阶段，T1-T2，产品质量发生明显变化，根据Arrhenius（阿雷尼乌斯）方程，随时间呈指数形式变化，比较符合实际情况（如图2所示）。

图2 水产品货损曲线

本文计算水产品的货损成本模型如下所示：

其中，

Q（t）：t时间段后完好的产品质量

α：产品单价

β：水产品对时间的敏感系数（产品的易腐蚀性越大的值就越大）

货损成本主要跟配送时间有关，配送时间主要有2个方面组成：运输时间和装卸搬运时间。并选择需求点分布的离散程度作为影响运输时间的指标。

其中，

采用线性加权法确定货损权重，得到以下公式：

其中，

θ：根据影响程度赋予相应的数值

表1 水产品销售商配送参数

（四 ）成本分摊模型

综合以上几个方面的因素，得到改进后的货损成本分摊模型如下：

此模型将配送成本通过Shapley值法分配后，又将货损成本进行分配，使成本分摊更加合理化，便于共同配送的实施。

（五 ）算例分析

根据查阅相关文献和资料，算例相关数据如表2所示。

表2 配送费用

根据Shapley值法：

通过模糊综合评价法，得到修正因子：

则修正成本为：

货损补偿成本：

其中，

其他系数如表2所示。

最后计算出各水产品销售商总成本：

四、结论

随着大连市经济的发展，结合大连市现状，水产品批发市场零散水产品销售商实施共同配送具有一定的重要性。而实施共同配送需要解决的主要问题之一就是成本的合理分摊，本文在传统的Shapley值法上，结合水产品销售商间的差异，考虑水产品易腐特性，对货损成本进行分配，提出改进的Shapley值成本分摊模型，进一步保证成本分摊的公平性，巩固了共同配送联盟的稳定。大连市在今后的发展中，积极推动水产品批发市场配送的合理实施，可以全面带动东北地区水产品流通的完善和发展。

[1]孙博.大连市水产品供应环节问题研究[J].现代商贸工业，2017，（13）：26～27.

[2]孙博，黄斯毓.大连市水产品经销渠道问题研究[J].商场现代化，2017，（07）：14～15.

[3]石兆，符卓.时变网络条件下带时间窗的食品冷链配送定位——运输路径优化问题[J].计算机应用研究，2013，（01）：183～188.

[4]王萌.大连水产品冷链物流发展问题研究[D].大连海事大学，2013：13～14.

[5]周敏.共同配送的经济效益合理分配模型[J].物流技术，2004，（3）：38～41.

[6]D o w，G r e g o r y K.W h y C a p i t a l H i r e s L a b o r：aBargainingPerspective[J].AmericanEconomicReview，1993，83（1）：118～134.