供應鏈視角下應急物流中心選址研究
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甘秋明，趙道致，王敏
（1．天津大學管理與經(jīng)濟學部，天津300072；
2．軍事交通學院科研部，天津300161：
3．軍事交通學院軍事物流系、天津3001611）
摘要：本文基于供應鏈視角對應急物流中心選址問題進行了研究，提出了供應鏈視角下應急物流中心選址的相關(guān)指標，在此基礎(chǔ)上應用主成分分析法對應急物流中心選址問題進行了建模和分析。實例表明，主成分分析方法能夠解決供應鏈視角下應急物流中心選址問題，從而為應急物流中心選址決策提供科學的參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞：供應鏈；應急物流中心；選址；主成分分析
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峻的、難以預料的突發(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)濟的發(fā)展和人民的生活帶來了巨大的沖擊和震撼。實施應急管理，高效應對頻發(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)公共事件應急物資需要為目的應急物流，是應急管理的核心內(nèi)容。在應急物流中，應急物流中心的合理選址不僅可以降低成本，而且能夠保證應急物資的時效性，直接影響應急保障的效率和效果。因此，開展應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，部分學者開展了相關(guān)的研究，提出多目標選址優(yōu)化模型、災害相對分類的選址模型和基于GIS的區(qū)域應急物流中心選址模型等。這些模型對應急物流中心的選址具有重要意義。但是，上述學者沒有考慮應急供應鏈，忽視了應急供應鏈對應急物流中心選址的重要作用。
基于以上分析，本文基于供應鏈的視角對應急物流中心選址進行了研究，提出了供應鏈視角下應急物流中心選址指標，在此基礎(chǔ)上應用主成分分析法對物流中心選址問題進行了建模和分析。
2供應鏈視角下應急物流中心選址指標
2.1 傳統(tǒng)應急物流中心選址指標
傳統(tǒng)的應急物流中心選址主要考慮自然環(huán)境因素、經(jīng)濟因素、基礎(chǔ)設(shè)施狀況和環(huán)境保護等其他因素，針對上述因素的細分指標，采用綜合評價方法進行選擇。
(1)自然環(huán)境。主要考慮應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)濟因素。主要國土資源利用率、應急物流中心建設(shè)和運作成本，以及應急物資運輸、存儲、流通加工、裝卸搬運等相應設(shè)備、人力成本。
(3)交通設(shè)施。應急物流中心是國家應急物流的重要節(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，是否可以依托機場、站臺、碼頭等實體節(jié)點進行快速保障等。
(4)相關(guān)政策。包括國家政策法規(guī)、環(huán)境保護規(guī)定和區(qū)域相關(guān)政策和條例條令等。
2.2供應鏈視角下應急物流中心選址要求
供應鏈視角下應急物流中心選址主要是基于應急供應鏈的物流中心選址。應急供應鏈是一個比較新的概念，是從政府應急管理與虛擬供應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)供應鏈聯(lián)盟。應急供應鏈管理的目標是快速響應能力，主要考慮應急物資需求信息的準確性、應急物資的易獲性、供應的及時性等。因此，在供應鏈視角下進行應急物流中心選址，除了考慮傳統(tǒng)應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)供應商分布。應急物資消耗數(shù)量大、品種多、保障時效性強。單純地靠需求預測，進而存儲物資很難滿足保障要求，因為需求預測的品種、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，建立虛擬供應鏈是應急物流中心的關(guān)鍵任務(wù)。這就要求應急物流中心所在區(qū)域供應商分布廣泛，各類供應商的主要產(chǎn)品、生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量、用戶響應具有一定的水平。一旦突發(fā)事件發(fā)生，能夠快速調(diào)撥供應商相應物資滿足應急需要。
(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，進一步提升應急物資保障水平。如整合第三方物流資源，進行應急物資配送，或者借助物流園區(qū)開展聯(lián)合庫存管理等。因而進行應急物流中心選址時，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)。信息是保障應急物流順利實施的橋梁和紐帶，應急物流中心不僅要處理應急物資保障指揮信息的上傳下達，而且要處理應急物資需求、供應、制造、運輸方式、配送時間等各類紛繁復雜的信息。因此，應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、處理于一體的應急物流中心信息系統(tǒng)。
3供應鏈視角下應急物流中心選址模型
上面對供應鏈視角下應急物流中心選址指標進行了分析，針對上述指標對應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)了人為干預性；同時各方法應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雜化。為了規(guī)避這一問題，本文提出應用主成分分析方法對應急物流中心進行選址研究。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)的綜合指標變量。由于變量線性無關(guān)，使得分析和評價指標變量時，可切斷相關(guān)的干擾，找出主導因素，做出準確地評估和選擇。主成分計算步驟如下。
3.1原始數(shù)據(jù)的標準化
由于評價指標體系中各指標的量綱不一致，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)進行標準化處理，將其轉(zhuǎn)化為同量綱的指標。
設(shè)m為評價方案數(shù)，n為指標數(shù)，則觀測樣
3.2計算標準化矩陣的相關(guān)系數(shù)矩陣
根據(jù)原始數(shù)據(jù)的標準化矩陣y求其相關(guān)系數(shù)矩陣。設(shè)rkj，為該標準化處理之后指標k與指標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)
對應于相關(guān)系數(shù)矩陣R，求其非負特征值，有
上式中求得p個非負特征值，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，也稱主成分的貢獻率。設(shè)a，為第f個主成分的貢獻率，則有
ai表明第t個主成分所包含的信息占整個指標體系總信息量的比例。一般來說，主成分個數(shù)等于原始指標個數(shù)。但如果原始指標個數(shù)較多，進行綜合評價時相對復雜，并且不能凸顯個別指標的重要性。利用主成分分析法進行計算，希望選取盡量少的k(k<p)個主成分來代表盡量多的指標。因此，通常選定一個臨界值，使選取的前K個主成分滿足：
對最終評價值F進行比較，F(xiàn)值較大的即為應急物流中心選址方案。
4實例分析
某地為了更好地應對突發(fā)事件，快速提供應急物資保障，擬建立應急物流中心。根據(jù)調(diào)研和論證，結(jié)合供應鏈視角下應急物流中心選址要求，初步確定4個應急物流中心方案。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進行打分，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)進行標準化處理，則得標準化矩陣：
根據(jù)公式(2)并求得標準化后矩陣的相關(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主成分的貢獻率如表3所示。
由表3可知，表中前兩項特征值的累計貢獻率87.4%>85%，根據(jù)公式(5)可以選擇第一和第二主成分進行綜合評價。前2個主成分已經(jīng)基本包含了應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具有較強的正相關(guān)。因此，第一主成分是由區(qū)域相關(guān)政策、供應商分布及物流產(chǎn)業(yè)狀況決定的一項綜合指標，反映了相關(guān)政策及區(qū)域物流發(fā)展水平對應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具有較強的正相關(guān)，第二主成分是由經(jīng)濟因素、交通設(shè)施和信息網(wǎng)絡(luò)決定的一項綜合指標，反映了區(qū)域經(jīng)濟及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對應急物流中心選址的影響。
根據(jù)公式(7)計算應急物流中心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。應用主成分分析法找出了選址的主導因素，從而確定了供應鏈視角下應急物流中心的最優(yōu)選址方案。
5結(jié)論
應急物流中心選址問題是一項復雜的系統(tǒng)工程，涉及區(qū)域環(huán)境、經(jīng)濟以及交通設(shè)施等相關(guān)要素。隨著虛擬供應鏈的發(fā)展，基于供應鏈視角下應急物流中心選址問題更加復雜。本文分析了供應鏈視角下應急物流中心選址的相關(guān)指標，在此基礎(chǔ)上應用主成分分析法對其進行了研究。一方面減少了評價與選址的人為干預性；另一方面對選址指標進行降維，降低了選址問題的復雜性，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鏈視角下應急物流中心選址問題，從而為應急物流中心選址決策提供科學的參考依據(jù)。
