王成龍， 桂云苗

(安徽工程大學 管理工程學院，安徽 蕪湖 241000)

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面向效用優(yōu)先級的競爭性快遞服務供應鏈資源分配機制

王成龍， 桂云苗*

(安徽工程大學 管理工程學院，安徽 蕪湖 241000)

快遞服務資源分配機制設計是提高快遞服務供應鏈運作效益過程中亟待解決的重要問題．研究由多個快遞服務供應商和多個快遞服務集成商構成的二級快遞服務供應鏈，設計出一個面向效用優(yōu)先級的分配機制．考慮消費者對時間敏感的影響因素，提出利用快遞服務集成商效用指標來區(qū)分快遞服務集成商優(yōu)先級，構建相應的資源分配數(shù)學模型，通過對比研究得出競價機制優(yōu)于浮動機制的條件．最后，通過算例證實了該機制的有效性和實用性．

快遞服務供應鏈；服務優(yōu)先級；資源分配；競價機制

目前“互聯(lián)網(wǎng)+”已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略層面，中國互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟占到GDP的7%.網(wǎng)購經(jīng)濟是互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟的重要組成部分，網(wǎng)購經(jīng)濟的發(fā)展促進快遞業(yè)務量急劇攀升．由于快遞業(yè)務增長快速，尤其在“雙十一”、“雙十二”等活動促銷期間，快遞服務資源明顯不足，常出現(xiàn)爆倉、服務短缺、送貨延遲、服務質(zhì)量差等問題.如何對快遞服務供應鏈有限服務資源進行高效分配，提高整個快遞服務供應鏈的效益和效率，成為網(wǎng)購經(jīng)濟快速發(fā)展過程中亟待解決的熱點問題．

有限資源分配一直是資源分配研究中的熱點.Cachon[1等最早提出有限資源分配的均勻分配機制和按銷量浮動分配機制，但前者存在分配不公平，后者更容易鼓動銷售商提高訂貨量從而放大牛鞭效應．Melania[2等為了解決調(diào)查問卷參與率低和成本上升問題，提出最優(yōu)調(diào)查資源分配模型，使問卷響應率最大化．Dimitris[3等闡述雙重最優(yōu)化結構，構建動態(tài)資源分配模型，該模型具有較強的靈活性，在運輸、服務、工程等領域廣泛應用．朱雷[4等探討應急狀態(tài)下的人力供應鏈中人力資源的配置，提出不確定性需求的網(wǎng)絡優(yōu)化模型，利用隨機規(guī)劃模型和魯棒優(yōu)化技術對其進行解決．Saeed[5等研究有限容量下多級動態(tài)PERT網(wǎng)絡的資源分配問題，將多級動態(tài)PERT網(wǎng)絡看成排隊網(wǎng)絡，提出資源分配的多目標模型，利用模擬退火算法對其求解．云計算環(huán)境下，基于雙向拍賣的網(wǎng)絡資源分配也成為了不少學者研究的對象，從分配方法的改進、激勵相容性、經(jīng)濟效益、定價策略、滿意度等多個角度進行探索優(yōu)化計算機網(wǎng)絡資源分配．張翼飛[6等在云計算環(huán)境下基于SLA約束的雙向拍賣機制來實現(xiàn)服務提供商利潤最大化的資源分配方法．肖迎春[7等提出混合組合雙向拍賣模式，將信任度引入到定價調(diào)整中，從而優(yōu)化資源分配，提高競拍效率和效用的合理分配．馬同偉[8等提出在云計算環(huán)境下兼顧買賣雙方利益的組合雙向拍賣資源分配算法，該模型具有經(jīng)濟效益和激勵相容性，有利于鼓勵參與者在公平公正的前提下根據(jù)真實估值競購資源．目前國內(nèi)外對云環(huán)境下的計算機網(wǎng)絡資源分配研究較多，但快遞服務資源分配研究幾乎還是空白，電商炙熱化更加促進了快遞服務資源分配的研究．近些年，從物流供應鏈角度研究資源分配、利益分配等問題，研究供應鏈的全局優(yōu)化，為解決實際難題提供了新方向．孟麗君[9等以一個物流服務集成商和兩個物流服務供應商構成的二級物流服務供應鏈為研究對象，利用博弈論建立Stackelberg博弈模型，解決物流服務供應商的供應鏈契約選擇的難題．付秋芳[10等為了解決服務供應鏈系統(tǒng)運作過程中服務能力建設過量或者不足，構建以服務集成商為上層計劃者和服務供應商為下層計劃者的服務供應鏈協(xié)同決策機制，利用多目標兩層規(guī)劃方法建立服務供應鏈服務能力分配的優(yōu)化模型，較符合服務供應鏈實際運作管理中的優(yōu)化決策，并易于實現(xiàn)服務供應鏈服務能力的協(xié)同優(yōu)化．張效莉[11等研究郵輪物流產(chǎn)業(yè)供應鏈，基于博弈理論的Shaplely值法考察理性經(jīng)濟人原則和整體服務競爭力優(yōu)化原則對應的最優(yōu)化利益分配機制．從物流供應鏈研究資源分配豐富了資源分配的方法，為更進一步研究其他產(chǎn)業(yè)鏈奠定了基礎，但在快遞服務供應鏈的運輸資源分配方面研究更少．

縱觀國內(nèi)外研究成果，有關服務資源分配機制研究主要針對單個資源需求方非競爭下的資源分配，未考慮資源競爭情形，并且雙向拍賣機制的應用主要集中在云環(huán)境下的計算機網(wǎng)絡資源分配，在網(wǎng)絡資源分配中研究較為成熟．而在快遞服務方面研究較多側重于網(wǎng)絡設計、快遞服務質(zhì)量、寡頭競爭等方面，對快遞服務供應鏈中多個快遞服務供應商的運輸資源如何分配研究甚少．因此，主要針對多個快遞服務供應商與多個快遞服務集成商構成的快遞服務供應鏈進行研究，考慮快遞服務集成商的消費者時間效用，設計“多對多”結構的快遞運輸資源競價分配機制，從而使快遞服務供應鏈有限資源分配更加有效合理．

1 問題描述

圖1 快遞服務供應鏈結構

圖2 競價分配機制流程圖

以多個快遞服務供應商和多個快遞服務集成商構成的二級快遞服務供應鏈為研究對象，設計一種快遞服務供應鏈的運輸資源分配機制．為了保證快遞服務供應鏈中運輸資源分配的公平性和有序性，首先，快遞服務供應商之間簽訂資源分配協(xié)議，優(yōu)先分配單位運營成本最低的運輸資源．其次，如果快遞服務集成商最優(yōu)運輸資源訂購量小于簽訂的運輸資源訂購量，則獲得最優(yōu)運輸資源訂購量，如果快遞服務集成商最優(yōu)運輸資源訂購量大于等于簽訂的運輸資源訂購量，則獲得簽訂的運輸資源訂購量，剩余的運輸資源將根據(jù)快遞服務集成商的消費者時間效用來劃分快遞服務集成商的優(yōu)先級，然后快遞服務集成商進行報價，優(yōu)先將運輸資源分配給高優(yōu)先級快遞服務集成商．最后，按照競價分配機制獲得的運輸資源與期望獲得的運輸資源進行比較，如果通過競價獲得的運輸資源量大于等于期望獲得的運輸資源量，則按照期望獲得量進行分配，相反，按照競價獲得量進行分配．按照以上步驟依次循環(huán)，直到運輸資源分配完畢為止．快遞服務供應鏈結構和競價分配機制流程圖如圖1、圖2所示.

2 建模與分析

假設條件.(Ⅰ)只考慮快遞服務供應鏈中運輸資源的分配，并且定義運輸資源可以劃分為多個運輸集裝單位(TLD)；(Ⅱ)快遞服務供應商必須滿足快遞服務集成商最低訂購量總和，單個快遞服務供應商的運輸資源供給總量必須滿足快遞服務集成商最低訂購量總和的平均值；(Ⅲ)忽略快遞服務供應商服務水平的差異，快遞服務集成商與快遞服務供應商簽訂的最低訂購量均相等；(Ⅳ)快遞服務供應商的運輸資源訂購價格和懲罰價格均相同，但運營成本不同.

2.1 資源供應充足情形

快遞服務集成商i期望利潤為：

(1)

(2)

由于快遞運輸資源不足，快遞服務集成商總訂購量為：

(3)

快遞服務供應商剩余總運輸資源量Kr為：

(4)

快遞服務供應商j剩余運輸資源量為：

(5)

2.2 資源供應不足情形：基于競價機制下的運輸資源分配

快遞服務集成商i從快遞服務供應商j獲得的運輸資源量為：

(6)

快遞服務集成商i獲得的運輸資源量為：

(7)

快遞服務集成商i獲得的運輸資源總量為：

(8)

(9)

(10)

此時，快遞服務供應商總利潤為：

(11)

2.3 比較分析

3 算例分析

為了便于對浮動分配機制和競價分配機制的效果有更直觀的理解，采用由2個快遞服務供應商和3個快遞服務集成商組成的二級快遞服務供應鏈進行驗證．已知的快遞服務供應商和快遞服務集成商的相關數(shù)據(jù)如表1、表2所示.

表1 快遞服務供應商的相關數(shù)據(jù)

表2 快遞服務集成商的相關數(shù)據(jù)

由表3可知，競價分配機制與浮動分配機制相比，快遞服務供應商1和供應商2的利潤分別增加了0.98%、0.44%；快遞服務集成商1利潤增加了0.02%，但快遞服務集成商2和集成商3利潤分別減少了-0.24%、-0.22%，快遞服務供應鏈總利潤增加0.003 2%，快遞服務集成商的消費者效用增加40.96%．由此表明，該分配機制對快遞服務供應商和快遞服務供應鏈均有利，但對部分快遞服務集成商不利，同時該機制提高了快遞服務集成商的消費者效用，從而為快遞服務供應鏈可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎．

表3 快遞服務供應鏈成員利潤變化

4 結論

快遞服務資源分配機制設計是提高快遞服務供應鏈運作效益過程中亟待解決的重要問題．研究由多個快遞服務供應商與多個快遞服務集成商構成的二級快遞服務供應鏈的運輸資源分配問題，設計一種面向服務優(yōu)先級的競價分配機制．考慮快遞服務集成商的消費者時間效用，并以此為依據(jù)來劃分快遞服務集成商的優(yōu)先級，構建面向效用優(yōu)先級的競價分配數(shù)學模型，與浮動分配機制做比較研究，得出競價分配機制優(yōu)于浮動分配機制的條件．最后，用算例驗證了方法的有效性和合理性.該機制提高了整個快遞服務供應鏈的運輸資源分配的效益和快遞服務集成商的消費者時間效用，同時也提高了快遞服務集成商的消費者滿意度，有利于快遞服務供應鏈整體運作，具有較強的實踐意義．研究中也存在一些不足，例如只考慮多個快遞服務供應商和多個快遞服務集成商的二級快遞供應鏈結構，對多級復雜的快遞服務供應鏈運作還需要進一步研究和探討．

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Resource Allocation for Competitive Express Service Supply Chain under Utility Priority

WANG Cheng-long,GUI Yun-miao*

(College of Management Engineering，Anhui Polytechnic University,Wuhu 241000,China)

The mechanism design of express service resource allocation is an important problem that urges to be settled for improving the operational effectiveness of resource allocation of express service supply chain.Two-level express service supply chain,consisting of multiple service providers and multiple service integrators,is researched,by designing an auction mechanism under utility priority.Consumer's time-sensitiveness is considered in this mechanism,using the express service integrator utility index to distinguish service priorities of the express service integrator and designing the appropriate mathematical model of resource allocation.The conditions of what bidding mechanism is over floating mechanism are determined by comparative study.Finally,numeral results prove the efficiency and applicability of the proposed mechanism.

express service supply chain;utility;service priorities;resource allocation;bidding system

1672-2477(2016)05-0043-06

教育部人文社會科學研究規(guī)劃基金資助項目(13YJA630021)

王成龍(1989-)，男，河南蘭考人，碩士研究生．

桂云苗(1978-)，男，安徽潛山人，副教授，博士．

F253；O225

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