基于改进Shapley值的风电零部件供应商合作利益分配研究

文/董福贵 刘依静 李婉莹

一、引言

面临日益激烈的外部环境，企业在合作中扩大竞争优势的同时，如何合理、公平地分配合作利益，决定着联盟中企业的积极性及联盟的持续发展， Shapley值法作为经典的合作博弈理论，已被广泛应用。文献[1]加入风险因子修正利益分配方案。文献[2]强调创新因素对Shapley分配值进行相应的改进作用。文献[3]通过引入技术创新激励指数，改进了Shapley值模型。文献[4]有针对性的提出了地位效应、额外补贴、实施程度等因素修正模型。已有文献没有考虑实际环境下供应商企业合作收益的风险分析，同时仍缺乏具体针对风电零部件供应商企业合作特性的利益分配方案研究。

在总结已有研究成果的基础上，本文以风力发电企业零部件供应商合作联盟为例，在考虑风险承担能力、基础业务能力、增值服务能力、合作贡献水平等因素的基础上，采用层次分析法（AHP）-模糊综合评价法，计算修正系数，调整利益分配区间值，使风电零部件供应商合作联盟收益分配更加合理。

二、Shapley值利益分配模型

Shapley（沙普利）值法是Shapley L.S.[5]在1953年提出的用于解决多人合作对策问题的方法，此方法简单有效地实现了联盟利益在各企业成员间的合理分配[6]。基于Shapley值进行联盟成员的利益分配体现了各盟员对联盟总目标的贡献程度，避免了分配中的平均主义，比任何一种单纯的资源价值投入、资源配置效率、资源配置效率以及分配公平的分配方式都更合理、更公平，也体现了盟员之间的博弈过程[7]。现假设供应商组成供应合作联盟，每一个供应商的加入都会给联盟带来收益增加，Shapley值法是指每一个企业在加入联盟后，为联盟整体带来利益增值来分配企业成员的利益。

假设有n个企业以合作的形式组成合作联盟集合N，S为N中的任一子集，表示联盟成员组成的一个子联盟， 为联盟S的特征函数，代表联盟S通过各成员的相互协作实现联盟的最大利益。在联盟S下各联盟成员的利益分配 就称为该企业的Shapley值，对于每一个合作博弈，都存在唯一的Shapley向量值 。Shapley向量值为

三、Shapley利益分配模型改进

1.利益分配的影响因素识别

Shapley值法虽然有助于通过考虑边际收益来避免平均利益分配的问题，但仍存在限制，比如未考虑每名成员在供应链中对利益的影响程度。事实上，不同的供应商企业在合作博弈中的风险分担、业务能力、增值服务能力、合作贡献水平等方面都发挥着不同的作用。因此，必须要将以下因素融入评估系统，以确定更合理的利益分配比例。

风险分担。收益是对承担风险和提高效率的奖励，在供应商企业合作联盟中，通常用利益相关者投入的风险成本来确定风险承担比例[8]。风险分担的对应指标有:能力风险、企业市场信誉、应对危机风险能力、竞争风险、外部市场需求的不确定性、政策变动风险等因素。

（1）基础业务能力

指企业在基础生产上的相应业务能力。基础业务能力的对应指标有：企业产品质量、企业产品价格、企业生产能力、企业市场表现、产品交付能力、企业生产柔性、企业财务状况等因素。

（2）增值服务能力

指企业在满足基础生产水平后，为满足客户需求而具备的在信息、创新领域内所拥有的能力。增值服务能力对应的指标有：售后服务、响应能力、信息化程度、企业科研投入、企业研发人员等因素。

（3）合作贡献水平

主要指合作联盟企业在合作过程中对于相关合作事项的签订与履行的重视与参与意向。合作贡献水平对应的指标有：战略目标的一致性合作贡献水平、相互之间的信任度、共同成长能力、组织结构的相容性、应对风险的能力、企业文化的融合性等影响因素。

2.指标体系及权重的确定

指标体系设立的合理性将直接决定评价结果的可信度和实用性。本文针对风电零部件供应商这一已知方向，将其普遍性影响因素与特性影响因素相结合，充分考虑风电零部件供应商在合作过程中所做出的贡献及其相应需承担的风险，同时结合[9]、[10]文献中的指标，对本文的指标体系进行了进一步的补充和调整。本文结合了上述标准和文献，立足于合作利益分配的全过程，将风险承担能力、业务能力、增值服务能力、合作贡献水平4个指标作为一级指标，并根据评价指标设计的科学性、系统性、可测性、独立性等基本原则对上述4个一级指标因素进一步深化及细分[11]，建立了一套较为完善的风电零部件供应商合作利益分配评价指标体系（表1），并进一步深化各二级指标的内涵，通过层次分析法确定各指标因素的评价系数，具体步骤如下。

（1）构造AHP模型

定义准则层为B= (B1,B2,B3,B4)，根据准则层因素要求确定指标层，定义指标层为Cij= (C1 1,C1 2,...,C4 6),i= 1 ,2,3,4;j= 1 ,2,...,7。其指标体系见表1。

表1供应商合作联盟利益分配指标体系在上述建立的风电零部件供应商合作利益分配指标体系中，定量指标与定性指标并存，其量化方式存在差别。对于定量指标，企业产品质量、企业生产能力、企业市场表现、产品交付能力、企业生产柔性、企业财务状况、企业科研投入、企业研发人员可通过公式计算进行衡量。对于定性指标，采用专家投票打分法进行量化，邀请专家根据各指标的实际情况，按照评价等级V={不优秀，比较不优秀，中等，比较优秀，很优秀}进行投票，并对数据进行赋权量化，从而确定分值。为消除评价指标单位的影响，在得到定性指标和定量指标原始数据之后，需要对原始数据进行标准化处理，从而得到标准化决策数据[12]。

（2）构造判断矩阵B

选择行业专家对各指标进行评审，针对上一层的某个因素，对下一层的各个因素进行两两比较，形成比较判断矩阵。

（3）计算各因素权重

（4）判断矩阵的一致性检验

3.利益分配修正系数的确定

在确定了评价指标体系的基础上，对风电零部件供应商合作利益分配的影响因素进行模糊综合评价修正。

（1）确定评价因素为B=(B1，B2，B3，B4)，分别代表风险承担能力业务能力、增值服务能力、合作贡献水平；构造评语等级V=(V1，V3，V3，V4，V5)={不优秀，比较不优秀，中等，比较优秀，很优秀}。

（3）确定指标层和准则层的权重向量集D。

（4）引入向量D为决策集，D=R＊W，归一化处理后得到向量D'。由D=D'VT，归一化处理后得到即为利益分配的修正系数。

4.改进shapley值的利益分配计算

若不考虑修正因素，已知n个利益相关者对利益分配的影响是相同的，记为1/n。若考虑修正因素，则局中人k的修正系数为Pk'，且则因素修正前后的影响差值为：在考虑风险承担能力、业务能力、增值服务能力、合作贡献水平这四个因素后，表示若评价值高于原情况，分配更多收益的情况；表示若评价值低于原情况，减少分配的收益的情况；表示收益不需要调整的情况。

调整后参与方k的实际修正分配值为其中可以为正也可以为负，k为有k名局中人参与时的合作总收益。此时，局中人k获得实际收益值为虽然修正后的总收益没有改变，但利益分配的绝对值在局中人之间得到调整，分配方案更加合理。

四、算例分析

1.利益分配方案的确定

假设共有三家供给风电供应链中上游风电整机制造的不同种类零部件供应企业 ，其中若 这三家公司独立供应可分别盈利如果A和B联合供应，可获利C和C联合供应，可获利联合供应，可获利联合供应，可获利那么三个公司一起合作供应零部件，根据Shapley值的概念建立利益分配模型，分别形成 公司的利益分配方案。共有3个成员，n=3。

表2 评价体系权重

根据上述数据可得，通过没有计算综合因子的Shapley值算出公司A,B,C合作获利分别为：333.33万元，233.33万元，433.33万元。

2.利益分配因素修正

综合考虑风险分担、业务能力、增值服务能力、合作贡献水平等4个因素对利益分配的影响，采用模糊综合评价法进行因素修正，选取专家对各因素的重要程度进行打分，评价等级V={不优秀，比较不优秀，中等，比较优秀，很优秀}= 。以A企业的准则层影响因素{风险承担}为例，通过专家评分得到单因素模糊综合评价矩阵为：

已知W1=[0.12 0.14 0.26 0.14 0.21 0.13]，由此可得D1=w1*R1= 。同理可计算出业务能力、增值服务能力、合作贡献水平的评价结果向量形成准则层的评价矩阵为

准则层的评价向量W= ，则=，由于 ，所以不用进行归一化处理，同理，分别求得公司B、C分别为:PB= 0.4903，PC=0.5010，经过归一化后可得公司 的修正系数分别为33.98%、32.69%、33.40%，由此可得修正因子向量为

表3 成员A获利情况分析表

表4 结果比较表 单位：（万元）

综合前面的计算，我们可以得出改进后的各企业利益分配额：

由此可得，考虑综合因子修正后的供应链中零部件企业合作联盟利益分配为X=(339.80，226.87，434.00）。

3.实证结果分析

综合考虑风险承担能力、业务能力、增值服务能力、合作贡献水平4个因素后，A公司利益分配值有所增加，B公司利益分配值有所降低。分析发现，业务能力、增值服务能力对分配结果有一定影响，风险承担能力、合作贡献水平对分配结果影响显著。针对风险分担，企业主要承担政策、法律、经济等外部风险和大量内部风险。针对合作贡献因素，在合作过程中，企业对于参与联盟积极性、透明度与合作战略性直接影响着联盟能否能够顺利进行。由于各影响因素与利益分配均为正相关，A企业应当获得相较于原来更高的利益分配比例，其分析与算例结果相符。

五、结语

合作联盟是未来企业的发展方向，合理的利益分配会促进合作联盟的成功开展。本文结合风电零部件供应商的实际情况，利用Shapley值法对合作企业间的收益进行分配，利用AHP-模糊综合评价法对区间Shapley值进行修正，并进行算例验证。实例应用发现：风险承担能力、业务能力、增值服务能力、合作贡献水平4个因素会影响利益分配比例，修正后利益分配额度在各个企业之间有一定程度的调整，其中A供应商的分配比例有所增加，B供应商的分配比例有所降低，C供应商的分配比例在原有的基础上轻微增加。改进后的Shapley值更加合理，对于保证供应商联盟利益分配的公平性具有一定的实用价值。