基于MAS的第四方物流协同模型研究——以宁波市为例

闫国庆，刘子文

（1.浙江万里学院商学院，浙江 宁波 315000；2.上海海洋大学经济管理学院，上海 201306）

基于MAS的第四方物流协同模型研究
——以宁波市为例

闫国庆1，刘子文2

（1.浙江万里学院商学院，浙江 宁波 315000；2.上海海洋大学经济管理学院，上海 201306）

物流作为 “第三利润源”，对推动当今经济发展起着至关重要的作用。本文首先分析宁波市企业目前的供应链状况，在此基础上设计基于MAS（Multi-agent）系统的第四方物流协同模型，以第四方物流运营商和商业银行作为系统的双主体进行供应链再造，并构建整个供应链的信用保证体系以确保供应链的协同发展，最后对该协同模型的制度保障体系构建进行分析。

第四方物流；协同；MAS系统

当前，宁波面临外贸萎缩及国内经济转型的双重压力，经济增速放缓，经济社会的新形势要求企业不仅需要具有更高的供应链管理能力，还需要供应链企业之间具有更强的协同能力，以携手度过难关。“第四方物流（4PL）”是埃森哲咨询公司于1996年提出的新型物流概念，是现代物流发展产生的全新物流理念。第四方物流虽然诞生较晚，但是在供应链时代，由于其能够弥补传统物流在供应链管理能力上的不足，开始逐渐被业内人士所接受和采用。

早期对第四方物流的研究主要集中于理论方面的探索。最早由Cooper等（1997）［1］提出供应链上需要有一家公司承担领导者的角色，并由这样一个供应链领导者对整条供应链进行协调和监管，进而提出4PL出现的可能性。之后，Bumstead等（2002）［2］进一步完善4PL的实际运作方式。Alan Win（2008）［3］通过对现实物流的分析指出4PL出现的一个重要原因是在经济全球化的背景下，企业逐渐认识到除了关注提高核心竞争力之外，还应同样关注其他非核心企业活动的重要性，例如长距离的供应链管理能够使得企业更具竞争力。国内研究者在接受了第四方物流的理念之后，也提出了关于第四方物流的新观点。田亚娟等（2009）［4］指出4PL带来的物流产业服务创新必须建立在公共信息平台、供应链一体化、行业内和跨行业的标准化以及稳定的同盟关系和电子商务的基础上。宋华等（2003）［5］通过归纳第四方物流对第三方物流的功能以及两者之间的联系，明确界定了第四方物流与第三方物流的界限。

随着第三方物流的迅速成长以及第四方物流概念和理论的不断完善，国内外第四方物流的实践开始出现并不断发展成熟。目前对第四方物流的研究主要有两个方向：一方面集中于第四方物流理论模型的研究，特别是利用数学工具构建模拟运作模型并在模型的基础上提出对策建议的研究较多［6］［7］；另一方面，学者也开始尝试在实际物流活动中应用第四方物流解决目前物流发展过程中出现的问题。如戴勇（2010）［8］利用双边市场理论研究第四方物流的定价问题。汪莹等（2012）［9］归纳了煤炭企业第四方物流供应链运营中的内部风险因素，为某煤炭企业构建第四方物流供应链内部风险指标体系。李肖钢（2012）［10］在总结宁波市块状经济的特征的基础上提出块状经济发展与第四方物流的联动发展的三种模式。杨路明等（2011）［11］研究了云南中小企业的特殊环境，认为应结合电子商务发展第四方物流并提出具体对策。

综上所述，已有的第四方物流研究侧重从流程方面对第四方物流进行分析和探讨，而在实际运作中，一般的第四方物流公司缺乏信用方面的建设，因而无法从制度层面保证整个供应链的整体协同，毛光烈（2008）［12］首先根据宁波的具体情况，提出了对4PL平台进行一体化设计的 “双运营主体”全新设计理念。本文将在此基础上，综合宁波市企业主要的供应链活动特征，采用 MAS（Multi-Agent）的建模方式，构建适应地区经济发展的第四方物流协同模型。MAS是一种较新的建模方法，以agent模拟行为复杂的个体，用MAS方法对各分支关系进行模拟能够比较直观地显示供应链活动的演进过程。

一、宁波市企业供应链管理特征及问题

（一）物流总额巨大，物流服务需求大

宁波市是物流大市，2012年全市港口集装箱吞吐量突破1500万标箱，达到1567万标箱，港口货物吞吐量达到4.5亿吨，位居全国第三位。交通运输业增加值达到338亿元，对GDP贡献度为5.2%，物流业增加值突破620亿元，物流整体规模十分可观。同时，宁波的企业构成以中小型企业为主，数量众多，单个企业通常无力独自完成整个企业的供应链构建，因此大多数企业会邀请第三方物流企业进行协助，或将物流活动的某个环节整体外包给第三方物流企业。据笔者对宁波市92家企业的调查结果显示，49家企业选择将物流环节进行整体外包，占到所有企业的53%；27家企业建立了自己的物流部门负责企业的物流活动，占29%；16家企业将某些物流活动外包给第三方物流商，或者通过协议形式与第三方物流商共同进行物流管理，占18%。可见，随着经济的发展和企业物流管理思想的成熟，宁波市企业对物流服务的需求在不断扩大。

（二）物流硬件体系发展迅速，物流层次低

宁波位于沿海经济带和长江经济带的交汇处，兼具陆路交通以及港口交通的双向优势。以宁波港为中心，以港口物流为主，依托宁波市的制造业片区，迅速发展起以北仑港为核心的现代物流网络。结合高速公路网配合航道、航空以及高铁运输等现代化运输方式，宁波成为浙江省甚至全国范围内举足轻重的大型综合物流枢纽。近年来强烈的对外贸易需求以及大宗商品贸易的快速发展也对宁波市的现代化物流体系建设起到了推动作用。然而，宁波市第三方物流公司提供的服务层次不高。目前大多数物流公司主要提供公路运输、货物配送以及简单仓储等低级服务，物流的现代化程度很低，缺乏信息化管理、一体化服务等能力，因而物流公司在面对大量企业的类似物流业务时，只能够提供简单的物流基础业务，而无法针对客户的需求对物流环节进行衔接和优化。

（三）信用体系建设不完善

由于宁波市从事第三方物流的公司大多数是由从事运输、仓储等传统行业的企业转化而来，行业发展并不成熟，行业内的评定和信用体制建立也不健全。企业在寻找第三方物流承包商时缺少有效的参考标准。在实际选择中，企业需要花费较多的时间和成本挑选，甚至很难找到适合自己企业特色的第二方物流商，因此容易出现签约以后产生纠纷的情况，妨碍企业物流活动的正常进行。

（四）整体协同效应低，物流环节浪费严重

宁波市以块状经济为主，大多数企业为中小型企业，因此企业的物流管理水平偏低，单个企业的物流规模较小。在供应链活动中，企业通常只考虑自身的物流活动情况，而不顾及整个供应链的效益提升，结果使得块状经济仅仅具有一种地理区域的物流集聚效应，而无法实现供应链对地区经济的整体协同发展作用。同时，企业之间就合同问题发生的反复谈判和摩擦，也在一定程度上降低了供应链的运作效率。

同时，宁波市的各个企业在选择第三方物流服务时，各自为阵，分头进行，由此带来的效率低、运力浪费等问题也使得宁波市企业物流费用居高不下。随着近年来交通、燃油、人工等费用的上升，企业对物流企业的议价能力偏弱，很难降低物流成本。据统计，宁波有约20%的企业物流费用占总成本的10%以下，约70%的企业物流费用在10-20%之间，有约10%的企业物流费用高于20%，远远高于欧美企业8%-10%的水平。

二、基于MAS的宁波市4PL供应链协同模型

（一）基于MAS的宁波市4PL供应链协同模型的构建

宁波市的企业供应链管理存在着大量的制约难题，归结起来有以下原因：（1）宁波市块状经济特征明显，以中小型企业为主，参与供应链的企业数量通常较多，而供应链企业基本是互相独立或半独立的经济实体，因此供应链上的参与者都是具有自我意识的分支，并通过自己的判断采取行动，给供应链关系带来一定的复杂性。（2）由于重复性竞争激烈，企业合作关系不稳定，宁波的物流服务商和客户之间很难建立长期的合作关系，同时由于宁波市的互信系统的建设不完善，供需双方缺乏信任感，导致交易成本上升。（3）由于经济增长放缓，宁波市企业对于物流服务的需求也在减少，中小型企业的物流管理观念淡泊，只会被动的跟随合同或者订单提出物流服务需求，对市场的反应不足。在缺乏外力引导的情况下，难以自发形成活跃的物流市场。

为了解决目前宁波市企业供应链存在的主要问题，本文设计了基于MAS的第四方物流协同模型，如图1所示。该模型采用 “双运营主体”运行模式，以宁波市已经具有的四方物流平台为4PL运营商，在与银行合作协议的框架下，整合宁波市供应链内部的信息流、资金流和物流，对供应链相关企业的物流活动进行协同，从而保证供应链活动高效有序地进行，实现供应链一体化的协同运作。整个供应链根据功能可以划分为战略控制层、业务处理层及应用层三个层次。

1.战略控制层。负责对整个供应链进行综合管理，决定供应链的战略方向。对MAS系统中的所有Agent负有监管和控制的义务。其主要包括两个主体，即以宁波四方物流平台为代表的4PL运营商Agent以及银行Agent。目前可选择的银行包括已经与四方物流平台签订合作协议的宁波农行、工行、建行等多家银行。

2.业务处理层。业务处理层主要包括供应链中的各项业务活动以及4PL和银行所负责的特殊职能。从4PL运营商的特殊职能来看，包括信息管理Agent、供应链方案设计Agent、订单管理A-gent、资源管理Agent和通信协调Agent。从银行的特殊职能来看，包括资金结算Agent、信用管理Agent、信息交互Agent和争议解决Agent。

3.应用层。应用层包括供应链的参与企业，如第三方物流服务提供商、物流咨询商、中小型生产企业等企业。由于宁波的企业构成主要是中小型企业，可由各企业根据供应链的具体需要以一个核心企业为中心组成小世界网络模型，该核心企业可由四方物流平台从会员企业中选定。4PL运营商一般通过核心企业来获取供应链的主要信息，并通过四方物流平台已经搭建的信息平台与其他供应链企业交换数据。

为了确保系统的正常运转，除了以上各层级之间发挥功能以外，还需要由各方配合建立制度体系，营造良好的制度环境以保证流程的顺利运行。其中包括管理制度、技术制度、教育制度、金融制度，信息制度及绿色物流制度。

图1 基于M AS的第四方物流协同模型

（二）基于MAS的宁波4PL供应链协同系统的Agent功能分析

从图1可以看出，4PL运营商应主要包含以下Agents：

1.信息管理Agent：一般包括4PL运营商的信息管理部门以及其他供应链企业的联络人员。其主要职能为根据4PL运营商及供应链的实际情况，获得四方物流平台上的交易信息。在转译和记录之后，将信息公开发布在四方物流平台的信息交流平台上，并传递专属信息给特定企业和其他Agent。在获得反馈信息之后，进行下一轮的信息总结和分析。

2.供应链方案设计Agent：供应链方案设计是4PL运营商的核心业务之一。该Agent根据信息管理Agent所收到的相关信息，针对供应链的实际情况，按照客户的需求，设计出供应链最优的一整套运行方案，由其他Agent执行。

3.订单管理Agent：订单管理Agent是业务流程开始的部分，其主要功能包括：接收客户发来的订单要求，在对订单进行分析预测，确定客户的要求具有可行性后，与客户谈判订单内容并签订合同。合同确定以后，该Agent随即代表4PL运营商与其他会员企业签订合同，并将任务分配给运营商的其他Agent或供应链上的企业。

4.资源管理Agent：资源管理Agent的主要职能是监督物流服务提供商的运输能力、库存能力及周转能力等，督促供应链的具体物流活动，保证物流活动按照预期的计划进行。在供应链活动需要时，资源管理Agent也会根据运营方案，运用4PL运营商自己的物流资源。

何良诸仿佛遭受重重一击，瘫仰在座椅上，浑身阴溲溲。赵集把他从井下瓦斯禁区背出来，送进小勺酒店，侍候他吃侍候他喝，养息好后，把他送回北大坎市。从此他柳暗花明，步步高升，一去不回头。万万没有想到，他们这样重逢了！

5.通信协调Agent：通信协调Agent是负责沟通并协调各Agent以及供应链各企业的部分。4PL运营商通过对各成员企业的功能进行定位，从而给它们分配不同的任务。一旦在供应链的实际运作中，成员企业之间因为种种原因产生了冲突和矛盾，通信协调Agent负有联合银行对冲突进行协调的责任，避免冲突对第四方物流运作产生影响。

从银行的特殊职能来看，其主要包含以下Agents：

1.资金结算Agent：资金结算Agent属于银行的资金处理部门。主要职能是根据具体的业务要求，对供应链的资金流进行管理，处理各个分支企业之间的资金往来，监控资金流可能产生的金融风险。

2.信用管理Agent：主要职能是根据4PL运营商已登记的会员信息，并通过其他途径，如社会调查、与其他单位的信息交流等方式，获取各会员企业的信用记录，建立各会员企业基本的信用档案，作为核心会员以及4PL运营商选择合作伙伴的参考和银行信用评价的标准。

3.信息交互Agent：其主要职能是代表银行接收运营商平台运行的有关交易信息，将交易过程中的相关金融信息告知运营商，通过交互信息掌握供应链运营情况。供应链成员企业也可通过该Agent与银行保持交流，获取信息。

4.争议处理Agent：该Agent的主要职能是当供应链运转过程中企业之间发生争议时，代表银行与4PL运营商一起同发生争议的企业进行沟通，协调企业之间的矛盾，并合理分配供应链活动的成本与利润，使得供应链活动能够顺利运行，实现整个供应链的利润最大化。

三、基于4PL供应链协同模型的制度保障分析

1.管理制度：管理制度是4PL运营商制度创新的重要部分。四方物流平台不仅应加强本公司的内部管理，而且需要对物流服务的提供商和需求方进行管理。由于宁波市大部分企业的物流管理制度比较落后，四方物流平台应在宁波市政府的指导和协助下为平台建立长效管理机制，实行严格的会员准入制度和供应链合作制度，保证企业在参加第四方物流活动中的正当利益。

2.金融制度：由于宁波市中小型企业防范风险的能力普遍较低，在经济形势不好的背景下，良好的金融制度能够保证各企业资金链的正常运行。因此，四方物流平台应与商业银行一起制定金融制度，确保资金能够迅速并畅通地流动的同时，最大限度保证企业资金的交易安全，降低企业的交易风险，同时提升资金周转效率。包括资金进出制度、协议保障制度及信用登记制度等。

3.技术制度：现代物流活动正随着物流科技的发展快速实现现代化。近年来宁波市也开始运用云计算、RFID、智慧物流等新型物流技术促进供应链整体科技化和智能化。在应用新技术时，需要制定技术应用制度对技术人员进行管理，以保证现代技术的正确运用。同时，技术制度创新也是保证供应链技术进步，实现技术自我创新的重要途径。

4.信息制度：供应链活动中，4PL运营商需要对供应链的信息流进行管理。从流程来看，四方物流平台需要有信息发布准入制度确保发表的交易信息真实有效。信息交流制度保证供需双方的信息交流以及第四方物流对双方信息的掌握和交换。同时，应根据供应链信息流制度对供应链活动过程中产生的数据进行标准化处理，保证信息流不会产生中断和偏差。

5.教育制度：物流人才缺乏一直是中国物流业，也是宁波物流业发展的瓶颈之一，为了解决这一问题，4PL运营商应着眼于高级物流人才的发掘和培养。建立有效的物流人才教育制度，提升高级物流人员的比例和业务水平，也能够增强4PL运营商自身的供应链整合能力。另一方面，运营商需要建立从业人员培训制度，对相关从业人员进行培训，提升从业人员的素质。

6.绿色物流制度：随着自然环境的恶化，实行绿色物流是目前物流业内达成的共识。宁波的绿色物流制度应包括加强对物流过程中环境因素的管理，并由宁波市政府出台相应的绿色物流法规，以采取发放许可证的方式限制相关企业的从业资格。同时，也可以采取对节能减排企业进行表彰和补贴等方式，构建企业发展绿色物流的良好环境。4PL运营商也应在供应链方案制订过程中，将绿色物流作为优先原则之一。

［1］Martha C.Cooper，Douglas M.Lambert，Janus D.Pagh.Supply Chain Management：More Than a New Name for Logistics［J］. The International Journal of Logistics Management，1997，（1）：11-13.

［2］Alan W in.The Value a 4PL Provider Can Contribute to an Organization［J］.International Journal of Physical Distribution&Logistics Management，2008，（9）：674-684.

［3］Jon Bumstead，Kempton Cannons.From 4PL to Managed Supply-Chain Operations［J］.Logistics and Transportation Focus，2002，（4）：18-19.

［4］田亚娟，吴健，李雪，关丽丽.基于物流信息平台的4PL服务创新探讨［J］.物流工程与管理，2009，31（9）：48-51.

［5］宋华.整合供应链服务提供商——第四方物流［J］.经济理论与经济管理，2003，（8）：40-44.

［6］姚建明，刘丽文.4PL模式下供应链资源整合决策的优化模型及算法分析［J］.系统工程理论与实践，2008，28（5）：20-28.

［7］王爱民，周宏宇，张战峰，栗青生，葛彦强.基于用户满意度的第四方物流多属性指派决策机制［J］.计算机工程与应用，2011，47（6）：239-242.

［8］戴勇.基于双边市场理论的第四方物流平台运营策略研究［J］.商业经济与管理，2010，（2）：12-17.

［9］汪莹，王隆，周燕.基于BP神经网络的煤炭企业第四方物流供应链内部风险评价研究［J］.中国煤炭，2012，38（11）：7-11.

［10］李肖钢，赵莉.宁波市物流业与制造业集群联动发展模式研究［J］.价格月刊，2010，（7）：40-42.

［11］杨路明，李娟.云南中心企业开展第四方物流的环境分析［J］.科学决策，2011，（2）：63-75.

［12］毛光烈.以第四方物流带动现代物流体系建设——以宁波市为例［J］.中国软科学，2010，（4）：177-182.

A Study on Fourth Party Logistics Collaborative System Based on M AS：Ningbo as an Example

YAN Guo-qing1，LIU Zi-wen2
（1.Business School，Zhejiang Wanli University，Ningbo 315000，China；2.School of Economics and Management，Shanghai Ocean University，Shanghai201306，China）

As“the third profit source”，logistics p lays a vital role in promoting the development of economy today.This paper starts with an overview of the current supply-chain operation of enterprises in Ningbo City.A fourth logistic party collaborative model based on Multi-agent Systems is thereafter designed，in which the fourth party logistics operator and commercial bank serve as the system's dual subjects to reengineer the supply chain and take credit guarantee for it to ensure coordinated development of the entire chain.The paper ends with an analysis of the institutional security on the basis of 4PL's supply-chain collaborative model.

fourth party logistics；collaboration；MAS system

F252

：A

：1004-4892（2014）01-0079-06

（责任编辑：闻 毓）

2013-09-29

国家软科学研究计划基金资助项目（2012GXS1B001）；浙江省自然科学基金资助项目（LY12G02004）

闫国庆（1960-），男，黑龙江密山人，浙江万里学院教授，博士；刘子文（1988-），男，江西新余人，上海海洋大学经济与管理学院硕士生。