關(guān)于供應(yīng)鏈視角下應(yīng)急物流中心選址的嚴(yán)肅思考
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作者：曹建國
1 引言
從震驚世界的9.11恐怖襲擊到印度洋海嘯，從肆虐全球的SARS到汶川地震，人類社會正在遭遇著嚴(yán)峻的、難以預(yù)料的突發(fā)公共事件，并且呈現(xiàn)出由“非常態(tài)化偶發(fā)”逐漸向“常態(tài)化頻發(fā)”轉(zhuǎn)變的趨勢。突發(fā)公共事件的發(fā)生造成了人民生命和財產(chǎn)的重大損失，給社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民的生活帶來了巨大的沖擊和震撼。實施應(yīng)急管理，高效應(yīng)對頻發(fā)的突發(fā)公共事件，減少人員傷亡和財產(chǎn)損失，保持資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的良好發(fā)展是擺在人類面前迫切需要解決的難題。
以滿足突發(fā)公共事件應(yīng)急物資需要為目的應(yīng)急物流，是應(yīng)急管理的核心內(nèi)容。在應(yīng)急物流中，應(yīng)急物流中心的合理選址不僅可以降低成本，而且能夠保證應(yīng)急物資的時效性，直接影響應(yīng)急保障的效率和效果。因此，開展應(yīng)急物流中心選址研究是提高突發(fā)事件物資保障的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。目前，部分學(xué)者開展了相關(guān)的研究，提出多目標(biāo)選址優(yōu)化模型、災(zāi)害相對分類的選址模型和基于GIS的區(qū)域應(yīng)急物流中心選址模型等。這些模型對應(yīng)急物流中心的選址具有重要意義。但是，上述學(xué)者沒有考慮應(yīng)急供應(yīng)鏈，忽視了應(yīng)急供應(yīng)鏈對應(yīng)急物流中心選址的重要作用。
基于以上分析，本文基于供應(yīng)鏈的視角對應(yīng)急物流中心選址進(jìn)行了研究，提出了供應(yīng)鏈視角下應(yīng)急物流中心選址指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用主成分分析法對物流中心選址問題進(jìn)行了建模和分析。
2供應(yīng)鏈視角下應(yīng)急物流中心選址指標(biāo)
2.1 傳統(tǒng)應(yīng)急物流中心選址指標(biāo)
傳統(tǒng)的應(yīng)急物流中心選址主要考慮自然環(huán)境因素、經(jīng)濟(jì)因素、基礎(chǔ)設(shè)施狀況和環(huán)境保護(hù)等其他因素，針對上述因素的細(xì)分指標(biāo)，采用綜合評價方法進(jìn)行選擇。
(1)自然環(huán)境。主要考慮應(yīng)急物流中心存放物資對氣候的要求不同，依據(jù)所存放物資的特性，結(jié)合地區(qū)地形、地質(zhì)、氣象水文和消防安全等因素來選擇適宜的地址。
(2)經(jīng)濟(jì)因素。主要國土資源利用率、應(yīng)急物流中心建設(shè)和運作成本，以及應(yīng)急物資運輸、存儲、流通加工、裝卸搬運等相應(yīng)設(shè)備、人力成本。
(3)交通設(shè)施。應(yīng)急物流中心是國家應(yīng)急物流的重要節(jié)點，對國家交通設(shè)施有一定的依賴性。因此，應(yīng)急物流中心選址要考慮鐵路、公路、航線、管道等交通線路的建設(shè)情況，是否可以依托機(jī)場、站臺、碼頭等實體節(jié)點進(jìn)行快速保障等。
(4)相關(guān)政策。包括國家政策法規(guī)、環(huán)境保護(hù)規(guī)定和區(qū)域相關(guān)政策和條例條令等。
2.2供應(yīng)鏈視角下應(yīng)急物流中心選址要求
供應(yīng)鏈視角下應(yīng)急物流中心選址主要是基于應(yīng)急供應(yīng)鏈的物流中心選址。應(yīng)急供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋�比較新的概念，是從政府應(yīng)急管理與虛擬供應(yīng)鏈兩概念中衍生出來的，是為保障突發(fā)公共事件引起的應(yīng)急物資的生產(chǎn)與供給，由政府提供技術(shù)支持平臺，并以政府為指揮控制中心而組建的動態(tài)供應(yīng)鏈聯(lián)盟。應(yīng)急供應(yīng)鏈管理的目標(biāo)是快速響應(yīng)能力，主要考慮應(yīng)急物資需求信息的準(zhǔn)確性、應(yīng)急物資的易獲性、供應(yīng)的及時性等。因此，在供應(yīng)鏈視角下進(jìn)行應(yīng)急物流中心選址，除了考慮傳統(tǒng)應(yīng)急物流中心選址的相關(guān)要求外，還要考慮以下相關(guān)因素。
(1)供應(yīng)商分布。應(yīng)急物資消耗數(shù)量大、品種多、保障時效性強(qiáng)。單純地靠需求預(yù)測，進(jìn)而存儲物資很難滿足保障要求，因為需求預(yù)測的品種、數(shù)量和實際可能不相符。因此，轉(zhuǎn)變實物儲備為虛擬儲備，建立虛擬供應(yīng)鏈?zhǔn)菓?yīng)急物流中心的關(guān)鍵任務(wù)。這就要求應(yīng)急物流中心所在區(qū)域供應(yīng)商分布廣泛，各類供應(yīng)商的主要產(chǎn)品、生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量、用戶響應(yīng)具有一定的水平。一旦突發(fā)事件發(fā)生，能夠快速調(diào)撥供應(yīng)商相應(yīng)物資滿足應(yīng)急需要。
(2)物流產(chǎn)業(yè)水平。不同區(qū)域物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平是不一樣的，尤其是物流園區(qū)、第三方物流公司發(fā)展不平衡。應(yīng)急物流中心可以借助本地區(qū)快速發(fā)展和具有比較優(yōu)勢的物流產(chǎn)業(yè)資源，實施橫向一體化，進(jìn)一步提升應(yīng)急物資保障水平。如整合第三方物流資源，進(jìn)行應(yīng)急物資配送，或者借助物流園區(qū)開展聯(lián)合庫存管理等。因而進(jìn)行應(yīng)急物流中心選址時，要充分考慮本地區(qū)物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平及其主要優(yōu)勢。
(3)信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。信息是保障應(yīng)急物流順利實施的橋梁和紐帶，應(yīng)急物流中心不僅要處理應(yīng)急物資保障指揮信息的上傳下達(dá)，而且要處理應(yīng)急物資需求、供應(yīng)、制造、運輸方式、配送時間等各類紛繁復(fù)雜的信息。因此，應(yīng)急物流中心選址要求區(qū)域光纜、電纜、衛(wèi)星等通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完善，以便于建立高效的集信息獲取、傳輸、處理于一體的應(yīng)急物流中心信息系統(tǒng)。
3供應(yīng)鏈視角下應(yīng)急物流中心選址模型
上面對供應(yīng)鏈視角下應(yīng)急物流中心選址指標(biāo)進(jìn)行了分析，針對上述指標(biāo)對應(yīng)急物流中心選址有很多方法，如模糊綜合評價法、聚類分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等。但是這些方法需要人為賦予權(quán)重，計算結(jié)果在某種程度上體現(xiàn)了人為干預(yù)性；同時各方法應(yīng)用過程中需要考慮眾多因素，各因素間存在一定的相關(guān)性，在某些信息上可能重疊，不僅增加了計算量，而且使問題分析變得復(fù)雜化。為了規(guī)避這一問題，本文提出應(yīng)用主成分分析方法對應(yīng)急物流中心進(jìn)行選址研究。主成分分析(PrincipalComponent Analysis，PCA)也稱主分量分析或矩陣數(shù)量分析。它通過變量變換的方法把相關(guān)的變量變?yōu)槿舾刹幌嚓P(guān)的綜合指標(biāo)變量。由于變量線性無關(guān)，使得分析和評價指標(biāo)變量時，可切斷相關(guān)的干擾，找出主導(dǎo)因素，做出準(zhǔn)確地評估和選擇。主成分計算步驟如下。
3.1原始數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化
由于評價指標(biāo)體系中各指標(biāo)的量綱不一致，并且數(shù)量間差異很大，為了消除這種影響，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，將其轉(zhuǎn)化為同量綱的指標(biāo)。
設(shè)m為評價方案數(shù)，n為指標(biāo)數(shù)，則觀測樣
對上述樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，令
上式中x.為第j個指標(biāo)的平均數(shù)，
通過上面處理后，可以得到原始數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化
3.2計算標(biāo)準(zhǔn)化矩陣的相關(guān)系數(shù)矩陣
根據(jù)原始數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化矩陣y求其相關(guān)系數(shù)矩陣。設(shè)rkj，為該標(biāo)準(zhǔn)化處理之后指標(biāo)k與指標(biāo)j之間的相關(guān)系數(shù)，則
通過上面公式逐一計算后，得相關(guān)系數(shù)矩陣
3.3確定主成分的個數(shù)
對應(yīng)于相關(guān)系數(shù)矩陣R，求其非負(fù)特征值，有
上式中求得p個非負(fù)特征值，并將其按大小排列為A，丑：三…丑。20，這些特征值描述了各個主成分在評價對象時所起的作用，也稱主成分的貢獻(xiàn)率。設(shè)a，為第f個主成分的貢獻(xiàn)率，則有
ai表明第t個主成分所包含的信息占整個指標(biāo)體系總信息量的比例。一般來說，主成分個數(shù)等于原始指標(biāo)個數(shù)。但如果原始指標(biāo)個數(shù)較多，進(jìn)行綜合評價時相對復(fù)雜，并且不能凸顯個別指標(biāo)的重要性。利用主成分分析法進(jìn)行計算，希望選取盡量少的k(k<p)個主成分來代表盡量多的指標(biāo)。因此，通常選定一個臨界值，使選取的前K個主成分滿足：
上式中，通常選取u =0.85，則可以認(rèn)為前個主成分基本保留了原指標(biāo)體系的信息，這樣綜合指標(biāo)的個數(shù)可以由p個減少為K個，起到了篩選綜合指標(biāo)的作用。
3.4進(jìn)行綜合評價
假設(shè)特征值對應(yīng)的特征向量為
。則標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)變量轉(zhuǎn)換為主成分，即：
上式中，y1,y2,…yn為矩陣y中第1，2，…，n列的各項標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)值。Fi為第一主成分，F(xiàn)2為第二主成分，依此類推。
利用公式(5)確定前K個互不相關(guān)的主成分，求其加權(quán)值F，，以每個主成分的方差貢獻(xiàn)率
為權(quán)數(shù)，對k個主成分進(jìn)行加權(quán)求和，即得最終評價值F，即
對最終評價值F進(jìn)行比較，F(xiàn)值較大的即為應(yīng)急物流中心選址方案。
4實例分析
某地為了更好地應(yīng)對突發(fā)事件，快速提供應(yīng)急物資保障，擬建立應(yīng)急物流中心。根據(jù)調(diào)研和論證，結(jié)合供應(yīng)鏈視角下應(yīng)急物流中心選址要求，初步確定4個應(yīng)急物流中心方案。各方案的相關(guān)調(diào)研簡略信息如表1所示。
根據(jù)上述調(diào)研信息，邀請相關(guān)領(lǐng)域的專家對各個方案的選址指標(biāo)進(jìn)行打分，獲得了各方案的評價原始數(shù)據(jù)如表2所示。
根據(jù)公式(1)對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，則得標(biāo)準(zhǔn)化矩陣：
根據(jù)公式(2)并求得標(biāo)準(zhǔn)化后矩陣的相關(guān)系數(shù)矩陣：
根據(jù)公式(3)和(4)確定相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值及其對應(yīng)主成分的貢獻(xiàn)率如表3所示。
由表3可知，表中前兩項特征值的累計貢獻(xiàn)率87.4%>85%，根據(jù)公式(5)可以選擇第一和第二主成分進(jìn)行綜合評價。前2個主成分已經(jīng)基本包含了應(yīng)急物流中心選址的重要因素。選用第一和第二主成分對選址進(jìn)行評價，可以起到降維的作用，從而提高評價與選擇的效率。根據(jù)公式(6)計算兩個主成分分別為：
在第一主成分F1中，y4、Ys、y6系數(shù)相對較大，說明與F具有較強(qiáng)的正相關(guān)。因此，第一主成分是由區(qū)域相關(guān)政策、供應(yīng)商分布及物流產(chǎn)業(yè)狀況決定的一項綜合指標(biāo)，反映了相關(guān)政策及區(qū)域物流發(fā)展水平對應(yīng)急物流中心選址的影響；而在第二主成分F中，Y2. y3.y．系數(shù)相對較大，說明與F具有較強(qiáng)的正相關(guān)，第二主成分是由經(jīng)濟(jì)因素、交通設(shè)施和信息網(wǎng)絡(luò)決定的一項綜合指標(biāo)，反映了區(qū)域經(jīng)濟(jì)及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對應(yīng)急物流中心選址的影響。
根據(jù)公式(7)計算應(yīng)急物流中心4個備選方案F值見表4所示。
由表4易知方案Al的綜合評價值最大，因此方案Al為最優(yōu)方案。應(yīng)用主成分分析法找出了選址的主導(dǎo)因素，從而確定了供應(yīng)鏈視角下應(yīng)急物流中心的最優(yōu)選址方案。
5結(jié)論
應(yīng)急物流中心選址問題是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及區(qū)域環(huán)境、經(jīng)濟(jì)以及交通設(shè)施等相關(guān)要素。隨著虛擬供應(yīng)鏈的發(fā)展，基于供應(yīng)鏈視角下應(yīng)急物流中心選址問題更加復(fù)雜。本文分析了供應(yīng)鏈視角下應(yīng)急物流中心選址的相關(guān)指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用主成分分析法對其進(jìn)行了研究。一方面減少了評價與選址的人為干預(yù)性；另一方面對選址指標(biāo)進(jìn)行降維，降低了選址問題的復(fù)雜性，提高了評價與選擇的效率。實例表明主成分分析方法能夠較好地解決供應(yīng)鏈視角下應(yīng)急物流中心選址問題，從而為應(yīng)急物流中心選址決策提供科學(xué)的參考依據(jù)。
6摘要：
本文基于供應(yīng)鏈視角對應(yīng)急物流中心選址問題進(jìn)行了研究，提出了供應(yīng)鏈視角下應(yīng)急物流中心選址的相關(guān)指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用主成分分析法對應(yīng)急物流中心選址問題進(jìn)行了建模和分析。實例表明，主成分分析方法能夠解決供應(yīng)鏈視角下應(yīng)急物流中心選址問題，從而為應(yīng)急物流中心選址決策提供科學(xué)的參考依據(jù)。
