基于Fuzzy-ISM模型的物流园区选址影响因素分析

刘森，何晓君

（云南财经大学 物流学院，云南 昆明 650221）

0 引言

产品从原材料供应商，到制造商，最终运输至消费者、使用者的整条供应链运转过程中，伴随着商品本身及相关人员、物品的调度。物流市场的极速发展急需综合服务型物流园区集合要素优势，实现高效率的物流运作，以此加速物流的技术、服务共同升级，从而减轻交通压力、适应市场的发展。

目前，已有很多国内外学者通过遗传算法、优化算法、启发式算法等分析选址的影响元素。例如陈曦、傅明[1]，王颖翀[2]分别分析了在GIS系统和城市快递中转场备选点已知的前提下，如何决定配送中心及快递中转场选址、规划以及最优配送方案等较复杂的问题。吕楠，等[3]更加注重各元素间的内在逻辑关系，借助K-means聚类，运用贝叶斯概率理论找出各影响因素间的内在因果关系，量化各影响因素的显著性。此类方法的已有研究比较成熟，且假设条件较多，仅从能够定量的指标作为主要角度进行分析。

然而，选址问题中存在不少难以量化的因素；同时，随着物流园区需要考虑的影响因素数量增多，指标之间的影响关系更加复杂。对影响选址的因素分析逐渐受到大家的重视。针对建设用地适宜性，温华特[4]针对研究较少的建设用地，从可持续发展、经济、生态等多个角度，对用地适宜性进行分析，同时也以金华市做实证研究。

随后，很多研究者针对此类问题引入了模糊理论和群决策理论。高雯雯，等[5]给物流园区的选址问题提供了新思路，运用解释结构模型（ISM）分析了物流园区选址的影响因素。但其选择的要素比较宽泛，实际指导作用有限。刘芬[6]、戴航[7]运用层次分析对物流园区的最佳选址点进行讨论。汪振双，等[8]将多级模糊评价模型和解释结构模型进行了结合，集合交叉影响矩阵相乘法（MICMAC），将建筑垃圾处理PPP项目过程中的风险类别根据驱动力、依赖力的程度进行了划分，建立了一个阶梯解释结构模型。Mahnaz Shakerian，等[9]结合ISM和MICMAC模型对个体认知因素进行分析。

本文以模糊理论为基础，细分综合服务型物流园区选址的影响因素，并结合ISM模型进行分析，最终构建出一个分析对象的多层阶梯有向连接模型。

1 物流园区选址影响因素

物流园区通常占地规模较大，园区内大型建筑较多且结构复杂，投资以及建设成本较高。对综合服务型物流园区进行分析，需考虑物流设施、土地规模、物流功能、提供的服务、运营主体和园区企业标准等多方面，它是物流设施群以及物流服务商在地区上的集结地[6]。本文将其中的关键因素归纳为：市场因素、成本因素、社会影响因素、政策因素、区位因素等5类进行讨论。

1.1 市场因素

对拟建立的物流园区所在的市场进行分析是必然的。其中的一大影响因素来源于现有的竞争对手。考虑拟选择地区的竞争对手，不仅需要分析对手的市场占有率和市场定位，还要分析他们的发展潜力以及是否会对新园区带来协调或竞争作用。另外，建立新的物流园区，竞争对手将以怎样的方式应对，需要对双向影响进行综合考虑。

已有研究表明，不同行政区的总体经济发展水平（包括地区生产总值、地区消费品零售额等指标）与快递物流需求之间存在一定的相关性[10]。总体而言，经济发展较快、发展程度越高的地区对快递市场更有可能具有重要潜力，同时也带动地区相关物流行业的发展。

1.2 成本因素

分析物流园区选址的主要目标之一就是控制成本。成本不仅包括用地、物流设施等的投资和建设成本，还包括后续作业过程中的隐性成本。考虑选址及运营问题时必然要控制成本。人力资源管理贯穿全过程，同时，物流园区的投资、建设、运营都离不开决策者、员工的参与，管理费用、员工费用等人工成本也是需要考虑的关键因素。与此同时，地区居民的文化水平、人均生产总值影响到劳动力的专业化水平、工资水平等，这些都是要综合考虑的方面。除了考虑土地成本，还需要考虑当地的气候等条件，这些都会对造价造成一定影响。

物流园区整合物流设施，提供综合的物流服务，它的运转离不开交通运输综合调度，因此，必然要考虑运输成本和运营管理成本。物流园区建设中及建成后的运转、管理过程中产生的支出，即运营成本，也是需要考虑的主要成本类型之一。

1.3 社会影响因素

不同国家及地区的居民有不同的生活习惯、消费水准、宗教信仰、文化水平等。新建一个物流园区时，这些因素未必对成本带来直接的影响，但它必然会影响物流园区的劳动力供需条件以及物流需求等，以此影响整个物流园区的运作以及周边各行业发展。

从可持续发展的角度考虑，对周围居民带来交通拥堵、噪音、废气等影响，同时，也给周围生态环境带来不小的变化，与周围生态环境的协调程度同样也是需要考虑的要素之一。

1.4 政策因素

物流园区投资数额大，园区本身效益低，回报周期长；同时，其与周边地区的生产总值、生态环境等存在必然的联系，辐射区域广阔，综合效益值高。因此，与比其他选址问题相比，这类选址问题中政策因素中占更重要的比例

在选址前，需要对几个选址地点的政策环境进行慎重分析：考虑相关的法规条例以及具体的土地政策，是否有税负减免等，是否有相配套的优惠政策。除此以外，考虑关于园区内入驻企业的相关地区政策也很有必要。由于综合服务型物流园区的特殊性，政府常常通过优惠政策吸引和支持企业入驻园区，从而提升当地的综合效益。

另外，产业链的发展情况、完整程度对整个园区的可持续发展起到不容忽视的支撑作用，因此，它也是影响物流园区建设和长期发展的要素。

1.5 区位因素

综合服务型物流园区需要与各种行业、各个企业发生交易，因此，需要考虑附近的综合交通枢纽及交通条件。园区与公路、水路的距离容易计算，可以计入交通运输成本，运输成本在成本因素中已进行讨论，因此，在区位因素中不做重复考虑。然而，其与周边的综合运输枢纽的影响复杂，涉及到对周边地区的辐射、相互间的合作与竞争等情况，因此，单独作为区位因素进行讨论。

另外，平原、丘陵、高原等地的运输成本、施工和运行的难度不同，部分地形可能需要对滑坡、流沙等突发事件做出防护，地形也制约着物流园区的场地形状、大小等。

2 Fuzzy-ISM方法

2.1 模糊理论

模糊理论（Fuzzy Theory）是针对不确定性和模糊性建立一个新的框架，用专家系统等方式对不同的选择进行分析、排名，广泛应用于决策问题中，其基本思想是用隶属度来表示切合程度[11]。U是一个论域，U中元素都与A(x)∈[0,1]对应，可使用μ(x)表示A(x)的隶属度，隶属度越接近1，则表示x属于A(x)的程度越高。

直觉模糊理论（Intuitionistic Fuzzy Theory）即在仅考虑隶属度的传统模糊理论基础上，增加了非隶属度这一维度，它克服了传统模糊集的部分缺点[12]。以μ(x)∈[0,1]和v(x)∈[0,1]分别表示隶属度和非隶属度。设θ(x)=μ(x)-ν(x)表示隶属度和非隶属度的差值。

定义1：设给定一个论域X，则X上的一个直觉模糊集A(x)为，其中μ(x)：

2.2 ISM模型

ISM解释结构模型（Interpretative Structural Modeling，ISM）是一种处理复杂系统的有效方法，通过将系统变量层级分解的方法，把复杂系统转变成容易理解的图标形式，是一种用于分析多因素相互之间复杂关系的静态分析方法[13]。该方法首先定义指标，运用德尔菲法、头脑风暴等群决策方法将要素间关系进一步深化，进而确定这些要素间包含的内在逻辑关系。

2.3 Fuzzy-ISM模型

首先对影响因素进行分析，将几类因素细分为二级关键指标Ci，根据直觉模糊理论得到每对变量之间相互关系的隶属度μ(x)和非隶属度v(x)，建立评价矩阵，其中：μ(x)∈[0,1]，v(x)∈[0,1]。

计算隶属度与非隶属度的差值θ(x)。

将评价矩阵与特定阈值α、β比较，得到邻接矩阵，其中xij∈{0,1}。

I是单位矩阵，根据布尔代数法则对可达矩阵进行计算，得到

同理计算可得到：

当满足公式（5）时，得到可达矩阵M，其中mij∈{0,1}。

可达矩阵中，从元素Ci出发，能够到达的Cj元素组成的集合称为元素Ci的可达集；能够出发到达Cj元素的Ci元素组成的集合称为Cj的先行集，据此求出每个元素的可达集和先行集。可达集和先行集的交集即可行集。可达集与可行集一致的指标作为第一层级指标，原可达矩阵中去除这些指标后，同理得到第一层级指标，直到所有指标全部划分。

2.4 算例分析

针对物流园区选址的五类影响因素，将五个类别细分为13个主要的具体因素（见表1），再根据上面提出的Fuzzy-ISM方法得到影响因素的不同层级，将不同层次归类为直接、间接、根本性因素，根据因素间的相互关系得到最终分析结果。

表1 物流园区选址的影响因素

结合模糊理论，通过头脑风暴法获得13个影响因素对应的二级指标间相互影响评价矩阵，见表2。

表2 二级指标影响程度评价矩阵

根据公式（1）得到的隶属度与非隶属度的差值θ(x)矩阵，见表3。

表3 隶属度与非隶属度的差值θ(x)矩阵

根据公式（2）得到二级指标邻接矩阵，本文取阈值α=0.5，β=0.2，随后得到二级指标邻接矩阵，见表4。

表4 二级指标邻接矩阵

根据式（5），计算得到影响因素二级指标的可达矩阵，见表5。

表5 二级指标可达矩阵

根据二级指标可达矩阵，得到可达解、先行解、可行解，见表6。

表6 二级指标的可达集、先行集、可行集

指标C1、C2、C4、C5、C6的可达集与可行集一致，因此得到第一层级指标为C1、C2、C4、C5、C6。剔除可达矩阵中的这三个指标后，重复上述步骤，找到可达集与可行集一致的指标，作为第二层级指标C3、C8。同理，最终得到第一层级至第七层级指标，见表7。

表7 第一至七层级指标

将影响因素的七个层级划分为三类：表层直接因素、中层间接因素、深层根本因素。结合前面的分析，将第一层级指标归类为表层直接因素；将第二、三、四层级归类为中层间接因素；将第五、六、七层级归类为深层根本因素。得到基于模糊理论和解释结构模型的分析结果，由有向连接图进行表示，如图1所示。

图1 物流园区选址影响因素有向连接图

3 结语

（1）在物流园区选址的影响因素中，地形因素、地区政策支持、运营成本是深层次的因素，对物流园区选址起到了深层次的根本性作用。

地形因素是影响物流园区最根本的因素。地形因素在很大程度上影响建设成本和运输成本。合理运用地形地貌等区位优势，可以更好支撑物流园区长远发展。产业的政策支持对物流园区的直接影响较小，但它能通过影响各类成本以及相关产业的发展间接影响物流园区的发展，且影响时间较长。运营成本伴随着园区的初期建设和建成后的各个方面，它不仅仅包含园区运转的成本支出，同时也对园区的管理模式、其他成本、社会影响等存在潜在影响。

（2）物流园区与周围生态环境的协调程度、产业链完整程度、周边综合交通枢纽及交通条件、地区生产总值、对周围居民带来的影响对物流园区选址有一定影响，然而它们并非影响选址的表面因素或根本性因素。

产业链完整程度和地区政策类似，它支撑着物流园区的长远发展，在一定程度上决定了成本的投入和经济回报。

物流园区与周边综合交通枢纽、交通条件之间的影响较为复杂，容易受到运输成本、地区政策支持等因素的间接影响，它在很大程度上决定了运输成本的多少，改变了一部分人工成本。交通条件影响物流园区本身发展的同时，也影响着竞争对手的成本支出、发展情况、未来潜力等。同时，与综合交通枢纽间的距离与地区消费品零售额之间存在着双向影响关系。地区生产总值包含的数值类型众多，因此它的影响因素较复杂，在考虑选址问题时可以适当考虑，并非根本原因。

（3）现有竞争对手的影响、地区消费品零售额、人工成本、建设成本、运输成本则是对物流园区进行选址时经常考虑的因素，它们是影响物流园区选址的较为直接的表层因素。

现有竞争对手的影响、地区消费品零售额均属于市场因素，容易受其他因素影响而发生改变。人工成本灵活性较高，物流园区完成选址之后，可以通过外部招聘、培训、改变运行模式等方式改变人工成本，建设成本对物流园区的影响时间较短，而运输成本更多地取决于地形因素、综合交通枢纽的距离以及和不同多式联运组合的配合。

（4）通过有向连接图可以看出，在考虑综合服务型物流园区的选址时，首先需要重点关注深层关键因素，同时适当考虑中间间接因素。表层因素更容易受到其他因素影响，可通过影响其他因素间接地改变这类较显性的直接因素，因此减轻这类因素的考虑程度，可以更加合理地做出决定。