張 新,李廣儒
(大連海事大學(xué) 航海學(xué)院,遼寧 大連 116026)
港口作為綜合運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),在國(guó)際貿(mào)易中日益發(fā)揮重要的作用。隨著技術(shù)升級(jí)和商業(yè)形態(tài)的進(jìn)步,港口也亟待轉(zhuǎn)型升級(jí),推動(dòng)以港口為中心的供應(yīng)鏈提質(zhì)增效,成為港口運(yùn)營(yíng)商的重要發(fā)展目標(biāo)。同時(shí),在政策引領(lǐng)和技術(shù)推動(dòng)下,供應(yīng)鏈金融成為實(shí)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展升級(jí)的有力推手,在港口所在產(chǎn)業(yè)鏈中,港口運(yùn)營(yíng)商憑借自己的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)搭建港口供應(yīng)鏈平臺(tái),在實(shí)現(xiàn)國(guó)際貿(mào)易便利化的同時(shí),聯(lián)合金融機(jī)構(gòu)和物流企業(yè)形成融資聯(lián)盟,通過(guò)供應(yīng)鏈金融服務(wù)滿(mǎn)足所在產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的資金需求,推動(dòng)鏈上企業(yè)發(fā)展,促進(jìn)貿(mào)易往來(lái)。在港口供應(yīng)鏈融資聯(lián)盟中,如何對(duì)合作運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生的收益進(jìn)行公平分配,決定著各個(gè)參與主體間能否健康穩(wěn)定地合作,因此,設(shè)計(jì)1個(gè)科學(xué)合理的收益分配方案至關(guān)重要。
港口供應(yīng)鏈融資聯(lián)盟收益分配問(wèn)題屬于多人合作博弈問(wèn)題,對(duì)于合作博弈下的收益分配,Shapley值法由于具有能夠根據(jù)合作成員的重要程度對(duì)收益進(jìn)行分配、計(jì)算簡(jiǎn)便、獲得唯一解等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用,目前,很多學(xué)者都從不同的角度對(duì)Shapley值法的運(yùn)用進(jìn)行較為詳細(xì)的研究。王振鋒[1]等在進(jìn)行收益分配時(shí)考慮服務(wù)供應(yīng)鏈系統(tǒng)成員在投入因素、努力因素和風(fēng)險(xiǎn)因素的差異性,采用層次分析法對(duì)Shapley值法進(jìn)行修正。何喜軍[2]等關(guān)注供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中各企業(yè)投入與產(chǎn)出貢獻(xiàn)的有效性、企業(yè)重要性和風(fēng)險(xiǎn)等影響因素對(duì)收益分配的影響。賴(lài)成壽[3]等建立港口和船公司合作博弈的模型,并根據(jù)盟員面臨的風(fēng)險(xiǎn)程度的不同構(gòu)建收益分配方法。高更君[4]等在供應(yīng)鏈融資聯(lián)盟收益分配中引入修正分配因子,并采用云重心法計(jì)算收益修正值,使得分配方案更加合理。金淅玉[5]等人探討農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈的運(yùn)作模式,并結(jié)合Shapley值法提出農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈金融收益分配機(jī)制。任敏[6]等設(shè)計(jì)第三方B2B電商平臺(tái)下銀行供應(yīng)鏈金融的運(yùn)作模式,并結(jié)合層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行測(cè)算,從而對(duì)基于Shapley的收益分配方法進(jìn)行修正。從曉妮[7]等人針對(duì)航空公司的戰(zhàn)略聯(lián)盟問(wèn)題,構(gòu)建集中決策和分散決策下的收益模型,并采用模糊綜合評(píng)價(jià)法評(píng)估航空聯(lián)盟的風(fēng)險(xiǎn),在此基礎(chǔ)上結(jié)合Shapley值方法對(duì)聯(lián)盟的收益進(jìn)行分配。杜志平[8]等針對(duì)4PL跨境物流電商的特點(diǎn),引入影響因子,并采用IAHP對(duì)Shapley值法進(jìn)行修正,實(shí)現(xiàn)對(duì)4PL跨境電商物流聯(lián)盟的收益分配。王志強(qiáng)[9]等采用云重心法對(duì)Shapley值法進(jìn)行修正,并將其應(yīng)用于EPC聯(lián)合體的收益分配中。白曉娟[10]等人研究新零售下供應(yīng)鏈的收益分配策略,引入綜合修正因子對(duì)Shapley值法進(jìn)行修正。盛松濤[11]等研究水利工程PPP項(xiàng)目的收益分配問(wèn)題,綜合考慮參與方的資源投入、風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)和貢獻(xiàn)水平等影響因素,建立AHP-Shapley值法的收益分配模型。李英海[12]等在多業(yè)主梯級(jí)水電站補(bǔ)償效益分?jǐn)傊校瑢⒆儺愊禂?shù)法和Shapley值法相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償效益分?jǐn)偟墓脚c合理。
通過(guò)總結(jié)分析現(xiàn)有文獻(xiàn),可以發(fā)現(xiàn)對(duì)Shapley值法在港口供應(yīng)鏈金融領(lǐng)域的收益分配問(wèn)題研究較少。同時(shí),由于Shapley值法在收益分配的過(guò)程中忽略了除貢獻(xiàn)程度以外其他因素的影響,存在一定的缺陷,為了使收益分配結(jié)果更加合理,常引入修正因子對(duì)Shapley值法進(jìn)行修正?;诖耍疚囊愿劭诠?yīng)鏈融資聯(lián)盟為研究對(duì)象,首先通過(guò)Shapley值法確定各參與成員的收益,然后考慮風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)、資源投入、信息共享水平和客戶(hù)吸引力水平4個(gè)修正因子,通過(guò)TOPSIS法對(duì)云重心法進(jìn)行改進(jìn),確定收益分配的修正值,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)港口供應(yīng)鏈融資聯(lián)盟中各參與主體的收益分配,最后通過(guò)算例進(jìn)行模擬。
隨著新一代信息技術(shù)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的升級(jí),產(chǎn)融結(jié)合的智慧型生態(tài)系統(tǒng)將成為供應(yīng)鏈金融發(fā)展的必然趨勢(shì)[13]。作為產(chǎn)業(yè)鏈上綜合運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),港口運(yùn)營(yíng)商通過(guò)建設(shè)港口供應(yīng)鏈平臺(tái),將產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)作過(guò)程中的采購(gòu)、分銷(xiāo)、代理、裝卸、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、結(jié)算、融資等服務(wù)整合,形成以港口主導(dǎo)、多方參與的港口供應(yīng)鏈融資聯(lián)盟,通過(guò)對(duì)物流、商流、信息流和資金流的有效把控,對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈上下游中小企業(yè)提供融資,推動(dòng)港口供應(yīng)鏈金融發(fā)展,其建設(shè)模式如圖1所示。
圖1 港口供應(yīng)鏈融資聯(lián)盟建設(shè)模式
港口運(yùn)營(yíng)商與產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)間有著頻繁的信息交互與貿(mào)易往來(lái),作為平臺(tái)的建設(shè)者和供應(yīng)鏈的管理者,港口運(yùn)營(yíng)商承擔(dān)著信息收集、資源協(xié)調(diào)、資格審查、撮合交易和風(fēng)險(xiǎn)保障的重要作用,在港口供應(yīng)鏈融資聯(lián)盟中處于主導(dǎo)地位,是維持港口供應(yīng)鏈金融順利有序開(kāi)展的必要構(gòu)成。金融機(jī)構(gòu)在資金儲(chǔ)備和管理上處于優(yōu)勢(shì)地位,是港口供應(yīng)鏈金融中融資方案的設(shè)計(jì)方、資金的供給方和支付結(jié)算服務(wù)的提供方[14],是聯(lián)盟中的必要角色。物流企業(yè)作為產(chǎn)業(yè)鏈中運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、代理等服務(wù)的提供者,通過(guò)與港口運(yùn)營(yíng)商和金融機(jī)構(gòu)等企業(yè)的合作,在提供物流服務(wù)的同時(shí),對(duì)預(yù)付款、訂單融資和質(zhì)押融資等融資過(guò)程中所涉及的貨物提供專(zhuān)業(yè)的儲(chǔ)運(yùn),承擔(dān)貨物監(jiān)管的職能。
通過(guò)上文的分析并結(jié)合現(xiàn)有文獻(xiàn)[15-16]可以看出,港口供應(yīng)鏈融資聯(lián)盟作為1個(gè)整體,每個(gè)參與主體都發(fā)揮著不同的作用,由于各個(gè)主體所處地位和角色的不同,所承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)、投入的資源、共享的信息以及對(duì)客戶(hù)的吸引力都存在差異,為了更公平合理地對(duì)聯(lián)盟收益進(jìn)行分配,就需要全面考慮以上因素的影響。
1)風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)。供應(yīng)鏈金融雖然將資金供給與產(chǎn)業(yè)運(yùn)營(yíng)相結(jié)合[13],但本質(zhì)上仍屬于融資行為,仍存在市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)、管理風(fēng)險(xiǎn)等多種風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)把控是港口供應(yīng)鏈金融平穩(wěn)運(yùn)行的保障,在融資聯(lián)盟中,不同的主體由于職責(zé)不同從而承擔(dān)著不同的風(fēng)險(xiǎn),為了保證融資聯(lián)盟的穩(wěn)定運(yùn)行,分配的收益應(yīng)與其承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)成正比。
2)資源投入。由于各成員在融資聯(lián)盟中的分工不同,投入的人力、財(cái)力和物力資源存在差異,為了體現(xiàn)收益分配的公平性,對(duì)于資源投入多的參與主體,應(yīng)當(dāng)被分配更多的收益。
3)信息共享水平。對(duì)于港口供應(yīng)鏈融資聯(lián)盟而言,提高信息共享的水平能夠降低信息不對(duì)稱(chēng),促進(jìn)各成員間的協(xié)作,從而對(duì)融資企業(yè)的資信水平和信用等級(jí)進(jìn)行有效評(píng)估,有效控制風(fēng)險(xiǎn)。信息共享水平越高的企業(yè),其對(duì)港口供應(yīng)鏈金融的穩(wěn)定運(yùn)行作出的貢獻(xiàn)也越大,從而應(yīng)當(dāng)給予更多的收益。
4)客戶(hù)吸引力水平。供應(yīng)鏈金融的開(kāi)展需要依托于供應(yīng)鏈上的交易,對(duì)于融資聯(lián)盟而言,其客戶(hù)來(lái)源于各參與主體在真實(shí)交易中的積累,客戶(hù)吸引力越高的參與主體會(huì)為供應(yīng)鏈金融活動(dòng)帶來(lái)更多的客戶(hù)群體,因此,客戶(hù)吸引力水平越高的企業(yè),應(yīng)獲得更高的收益。
港口供應(yīng)鏈融資聯(lián)盟的收益分配屬于合作博弈問(wèn)題,假設(shè)該聯(lián)盟中有n個(gè)成員,則U={1,2,…,n}為該聯(lián)盟的成員合集,聯(lián)盟中不同成員合作形成的子集用S表示,對(duì)于不同子集(S)所產(chǎn)生收益的特征函數(shù)為v(S),v(S)滿(mǎn)足以下約束條件
v(?)=0,
(1)
v(S1∪S2)≥v(S1)+v(S2).
(2)
式中:S1∩S2=?,S1,S2?U。
式(2)作為超加性條件[17]表示在聯(lián)盟中成員合作產(chǎn)生的收益v(S1∪S2)不低于單獨(dú)運(yùn)營(yíng)的收益之和,換言之,合作是聯(lián)盟中各成員收益最大化的有效途徑。
當(dāng)聯(lián)盟U中的多名成員參與合作時(shí),不同合作策略會(huì)產(chǎn)生不同的收益,Shapley值法作為解決合作博弈中收益分配的方法,通過(guò)衡量各成員給聯(lián)盟帶來(lái)的增益程度進(jìn)行收益分配。假設(shè)第i個(gè)成員在融資聯(lián)盟總收益中分配的收益為φi(v),則收益分配方案表示為
φ(v)={φ1(v),φ2(v),…,φn(v)}.
(3)
若上述分配方案成立,則必須滿(mǎn)足以下約束條件
(4)
φi(v)≥v(i),i=1,2,…,U.
(5)
約束條件(4)表示融資聯(lián)盟中各成員分配到的收益之和應(yīng)當(dāng)?shù)扔诼?lián)盟的總收益,式(5)表示參與合作的成員在聯(lián)盟中分得的收益應(yīng)當(dāng)不小于其獨(dú)立運(yùn)營(yíng)時(shí)取得的收益,否則合作將無(wú)法形成。在Shapley值法中,合作中的各個(gè)成員分得的收益即為Shapley值,其模型的數(shù)學(xué)表示為
i=1,2,…,n.
(6)
(7)
式中:w(|s|)為加權(quán)因子,|s|為子集S中所包含的元素個(gè)數(shù),v(S)為子集S產(chǎn)生的收益,v(S-{i})為子集S去掉參與成員i后能夠取得的收益,n為集合U中成員的個(gè)數(shù)。
根據(jù)上述數(shù)學(xué)模型可以看出,傳統(tǒng)的Shapley值法尚未考慮聯(lián)盟中成員在風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)、資源投入、信息共享水平和客戶(hù)吸引力的差異對(duì)收益分配的影響,為了使收益分配得更加公平合理,引入改進(jìn)的云重心法對(duì)分配結(jié)果進(jìn)行修正。
云重心法是由云模型發(fā)展而來(lái)的,云模型作為用于實(shí)現(xiàn)定性概念和定量數(shù)值間轉(zhuǎn)換的方法,能夠有效反映人類(lèi)知識(shí)或事物概念的模糊性和隨機(jī)性[18],其數(shù)字特征由期望(Ex)、熵(En)和超熵(He)3個(gè)數(shù)值表示。其中,Ex是云的重心位置,反映對(duì)應(yīng)的定性概念的中心值。En是定性概念模糊性的度量,熵值越小,則定性概念可被度量的范圍越小,反之亦然。He是En的熵,表示云的厚度,是云的離散程度的度量。對(duì)于單個(gè)指標(biāo)的云重心表示為T(mén)=a×b,其中,a表示云的重心位置,即期望值;b表示云重心的高度,即相對(duì)重要程度。由于云重心模型最后得出的加權(quán)偏離度θ不具備可加性、歸一性和非負(fù)有界性的測(cè)度準(zhǔn)則[19],因此,采用TOPSIS法對(duì)云重心法進(jìn)行改進(jìn),改進(jìn)后的方法具體計(jì)算過(guò)程如下:
1)指標(biāo)的確定及云模型表示。港口供應(yīng)鏈融資聯(lián)盟收益分配修正模型中包括風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)、資源投入、信息共享水平和客戶(hù)吸引力水平等影響因素,分別對(duì)應(yīng)4個(gè)云模型表示,若邀請(qǐng)n位專(zhuān)家對(duì)各個(gè)影響因素打分,則得到n個(gè)賦予的數(shù)值,記為Ex1~Exn,則其云模型的數(shù)字特征值Ex和En可以表示為
(8)
En=
(9)
2)四維綜合云的構(gòu)建。上述4個(gè)指標(biāo)通過(guò)云模型表示后,可以構(gòu)建1個(gè)四維綜合云。當(dāng)各指標(biāo)發(fā)生變化時(shí),綜合云的形狀也發(fā)生改變,從而引起云重心的變化,因此,可通過(guò)綜合云的重心反映云的系統(tǒng)狀態(tài),四維云重心可通過(guò)四維向量表示為T(mén)=(T1,T2,T3,T4),對(duì)于每個(gè)向量Tj=aj×ωj,j=1,2,3,4,其中,aj表示第j個(gè)指標(biāo)的期望值,ωj表示第j個(gè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)云重心的高度,即權(quán)重值。
3)確定各指標(biāo)的權(quán)重。本文選用熵權(quán)法確定各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重,熵權(quán)法作為1種客觀賦權(quán)法,能夠在確定權(quán)重的過(guò)程中避免人為因素的干擾[20]。其確定權(quán)重的步驟如下:
首先根據(jù)專(zhuān)家對(duì)各指標(biāo)的打分得到原始矩陣X=(xij)n×m,在對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后,依次計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)下第i個(gè)項(xiàng)目指標(biāo)值的所占比重rij和第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值ej,最后得到各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重ωj,具體公式為
(10)
(11)
(12)
(13)
則各狀態(tài)下的云重心與理想狀態(tài)下云重心的接近程度為
(14)
5)收益分配修正系數(shù)的計(jì)算。由上述步驟可以得到聯(lián)盟中各個(gè)參與企業(yè)的γi值,進(jìn)行歸一化處理后,得到各企業(yè)的權(quán)重θi,從而計(jì)算出各企業(yè)的收益分配修正系數(shù)ΔRi和修正值Δφi(v),其中
(15)
(16)
Δφi(v)=v(n)×ΔRi.
(17)
式中:n為收益分配影響因素的個(gè)數(shù),v(n)為聯(lián)盟合作運(yùn)營(yíng)下取得的收益。
本文基于改進(jìn)云重心法對(duì)Shapley值收益分配模型進(jìn)行改進(jìn),改進(jìn)后的收益分配方法能夠考慮多個(gè)因素對(duì)收益分配的影響,對(duì)港口供應(yīng)鏈融資聯(lián)盟各參與主體分配到的收益值為
φi(v)*=φi(v)+Δφi(v).
(18)
式中:φi(v)為Shapley值法計(jì)算得到的收益值,Δφi(v)為改進(jìn)云重心法計(jì)算得到的收益修正值。
假設(shè)某港口供應(yīng)鏈融資聯(lián)盟由金融機(jī)構(gòu)A、港口運(yùn)營(yíng)商B以及物流企業(yè)C組成,記為集合U=(1,2,3),若3個(gè)企業(yè)均單獨(dú)運(yùn)營(yíng),則分別可獲得v1=90萬(wàn)元、v2=75萬(wàn)元、v3=45萬(wàn)元;當(dāng)其中企業(yè)兩兩合作時(shí)可獲得的收益分別為v12=200萬(wàn)元、v13=160萬(wàn)元、v23=140萬(wàn)元;當(dāng)三者合作形成聯(lián)盟時(shí),可獲得的收益為v123=330萬(wàn)元,若對(duì)此收益平均分配,則三者均可分得110萬(wàn)元,雖然分得的收益均比單獨(dú)運(yùn)行時(shí)高,但分配方法缺乏合理性,故采用改進(jìn)Shapley值法對(duì)收益進(jìn)行分配。
根據(jù)式(6)和式(7)可以得到Shapley值下金融機(jī)構(gòu)A的收益分配如表1所示。
表1 金融機(jī)構(gòu)的收益分配
將表格中最后一行的數(shù)值相加,可得到金融機(jī)構(gòu)的收益φ1(v)=133.34,同理可以得到φ2(v)=115.83,φ3(v)=80.83。
首先邀請(qǐng)4位專(zhuān)家結(jié)合經(jīng)驗(yàn)對(duì)影響港口供應(yīng)鏈融資聯(lián)盟收益分配的4項(xiàng)因素進(jìn)行評(píng)判打分,并確定云系統(tǒng)的理想狀態(tài)。以金融機(jī)構(gòu)為例,在對(duì)專(zhuān)家評(píng)判打分的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后,如表2所示,根據(jù)式(8)和式(9)確定各指標(biāo)的期望值和熵,采用熵權(quán)法確定各指標(biāo)的權(quán)重,計(jì)算結(jié)果如表3所示。
表2 金融機(jī)構(gòu)的各指標(biāo)及理想狀態(tài)評(píng)判
表3 金融機(jī)構(gòu)的各指標(biāo)期望值、熵值及權(quán)重
根據(jù)表3中的計(jì)算結(jié)果,結(jié)合云重心計(jì)算公式可得到金融機(jī)構(gòu)綜合云重心T=(0.095 2,0.057 7,0.045 4,0.059 0);正理想狀態(tài)下的綜合云重心T+=(0.117 3,0.068 3,0.066 9,0.090 5);負(fù)理想狀態(tài)的綜合云重心T-=(0.068 7,0.028 1,0.038 2,0.046 6);根據(jù)式(13)可求得云重心T與正負(fù)理想狀態(tài)的云重心的距離分別為d+=0.045 4和d-=0.042 2。因此,金融機(jī)構(gòu)的云重心接近程度γi為0.481 9,同理可以計(jì)算得到港口運(yùn)營(yíng)商和物流企業(yè)的接近程度γi分別為0.544 7和0.476 7。根據(jù)式(15)、式(16)和式(17)分別得到各主體的收益分配修正值,如表4所示。
表4 改進(jìn)云重心法的收益分配修正值
根據(jù)式(18)將收益分配修正值與Shapley值法結(jié)合后得到金融機(jī)構(gòu)、港口運(yùn)營(yíng)商和物流企業(yè)的實(shí)際分配收益分別為129.12萬(wàn)元、125.40萬(wàn)元和75.48萬(wàn)元。綜合上述收益分配結(jié)果,得到不同方法下的收益分配對(duì)比,如圖2所示。
圖2 收益分配對(duì)比
對(duì)收益分配結(jié)果比較分析,改進(jìn)后的Shapley值法使各成員分配的收益發(fā)生了變化,金融機(jī)構(gòu)和物流企業(yè)分得的收益有所減少,港口運(yùn)營(yíng)商分得的收益有所增多。這體現(xiàn)了在港口供應(yīng)鏈融資聯(lián)盟中,港口運(yùn)營(yíng)商作為融資平臺(tái)的建設(shè)者,在信息收集、資源整合、資格審查、風(fēng)險(xiǎn)保障等職能中發(fā)揮著重要的作用,從而獲得一定的收益補(bǔ)償。由此看出,改進(jìn)后的Shapley值法具備公平性和合理性。
港口供應(yīng)鏈融資聯(lián)盟能夠有效地推動(dòng)港口供應(yīng)鏈金融發(fā)展,促進(jìn)港口產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈融合,而合理的收益分配方案有利于聯(lián)盟合作的長(zhǎng)期穩(wěn)定。本文針對(duì)傳統(tǒng)Shapley值法的缺陷,綜合考慮影響港口供應(yīng)鏈融資聯(lián)盟收益分配的資源投入、風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)、信息共享水平和客戶(hù)吸引力等4個(gè)因素,采用TOPSIS法改進(jìn)后的云重心模型計(jì)算收益分配的修正值,從而對(duì)Shapley值法進(jìn)行改進(jìn)。算例表明,改進(jìn)后的Shapley值法在對(duì)港口供應(yīng)鏈融資聯(lián)盟收益分配時(shí)能夠綜合考量各成員的付出,分配結(jié)果更具公平性和合理性,有利于港口供應(yīng)鏈金融的穩(wěn)定發(fā)展。