跨境电商物流系统脆弱性研究：基于故障树分析法的视角

郭韧 温情

摘 要：

跨境电子商务物流在实际运作中存在着基础设施不配套不完全、货物运送费用高、运输周期长、货物安全性相对较低等问题，制约着跨境电商的发展。系统分析跨境物流系统各环节中存在的脆弱性风险，运用故障树分析法（FTA）对分析出的故障源，引入概率重要度和故障系数，对故障系统进行检测，对各个故障源采取针对性的解决措施，可以提高跨境物流系统的稳健性和效率，为跨境电商的发展提供强有力的支撑。

关键词：跨境物流系统；脆弱性；故障树分析法

作者简介： 郭韧，华侨大学工商管理学院副教授，管理学博士，主要研究方向：信息管理，电子商务（E-mail：guoren@hqueducn）。温情，华侨大学华商研究院研究生，主要研究方向：跨境电子商务（福建 泉州 362021）。

基金项目： 福建省自然科学基金项目“基于动态聚类的跨境电子商务物流信息匹配研究”（2016J01336）；福建省社会科学规划项目“福建省自贸区跨境电子商务物流系统效率提升机制与策略研究”（FJ2016B090）； 华侨大学高层次人才科研启动项目（17SKBS305）。

中图分类号：F49；F25 文献标识码：A

文章编号：1006-1398（2018）05-0073-08

一 引 言

经济全球化及电商的兴起是对外贸易企业进行变革创新的契机，给国内外贸易企业的兴盛带来了生机。跨境电商是处于不同国家的交易主体，以电子商务平台和支付技术为支撑而进行交易，并凭借跨越各个国家之间的物流进行运送、完成交易的一种商业活动，是一种以互联网为基础进行数据交换和网上交易的商业模式 鄂立彬、黄永稳：《国际贸易新方式：跨境电子商务的最新研究》，《东北财经大学学报》2014年第2期，第22—31页。 。据相关数据显示，2016年我国跨境电商贸易额为67万亿元，同比增长24%。最近几年，我国跨境电商在贸易中的渗透率逐年提高，占总贸易的243% 中国电子商务研究中心：《2016年度中国电子商务市场数据监测报告》，中国电子商务数据网， http：//www.100ec.cn/zt/16jcbg/，2017年5月24日 。 。跨境电商已成为新兴的贸易形式，给企业和消费者带来了诸多益处，減少了交易过程中的繁琐流程。

跨境物流是跨境电商中不可或缺的环节，截至2016年，我国跨境物流规模已超过3000亿元。虽然发展迅速，但是成本费用高，效率低，专业人才缺乏，总体水平严重滞后于跨境电商，已成为跨境电商发展的最大瓶颈之一。

关于跨境物流，学者们对其实际运作中所面临的困境和问题、具体的模式、服务能力以及运行中存在的风险等都进行了较为深入的研究，充分剖析了跨境物流作为涉及不同国家和地区的一种国际物流，在运行中面临着一些特殊的问题 Wang L，Yang J，Yin S.Electronic commerce international logistics performance influence factor analysis.International Journal of Mobile Communications，2015，13（5），p.498. ，诸多因素影响着它的运行和发展 Ai W，Yang J，Wang L.Revelation of cross-border logistics performance for the manufacturing industry development.International Journal of Mobile Communications，2016，14（6），p.593. 。但现有的研究主要集中于定性的提出解决措施，或着眼于某一方面进行分析，而跨境物流是多环节衔接的过程，其运行效率和工作能力取决于各个环节的相互作用，若系统中存在着薄弱环节或脆弱性，通过系统的传递和相互作用，将导致整个系统的低效，产生脆弱性风险 Mentzer J T，Myers M B，Cheung M S.Global market segmentation for logistics services.Industrial Marketing Management，2004，33（1），pp.15-20. ，进而影响跨境电商交易的顺利完成。因此，通过分析跨境物流系统的脆弱性环节以及产生脆弱性的原因和传递过程，运用故障树分析法，从各个故障源之间的逻辑关系和因果关系出发，建立故障树模型，分析风险形成和疏导的可能策略，能够从整体上增强跨境物流系统的稳定性和协调性，助力跨境电商的发展。

二 跨境电子商务物流系统脆弱性风险分析

跨境电子商务物流是企业和客户之间联系的纽带，较之国内的物流有其特殊性，其具有多样化的物流模式，由境内物流与境外物流组成，即要将境外商品从供应商一方运送到目的国，需先通过境外物流运输，通过境外国海关进入目的国海关，再进入目的国，最后由目的国物流运输送到买家手中。物流系统主要由：一般要素（人、财、物等）、功能要素（运输、存储管理、配送、装卸搬运、信息服务）、支撑要素（政策、法律）、物质基础要素（仓库、运输设备、装卸机械等基础设施）组成 宋伯慧：《基于大物流要素理论的物流系统研究》，北京：北京交通大学管理学院博士论文，2013年。 。跨境电子商务物流是多环节多要素配合完成的过程，在内外环境的相互作用中运行，在某个环节或要素上出现偏差都会影响到跨境电子商务交易实现的效果。这些环节受影响的因素有交叉和重叠的部分，据此从模式的选择到运行的过程，以及外部环境的交互等方面，提炼出风险要素如下：

1跨境物流模式：跨境物流需要多样化的物流模式与之配套运转，多样化的物流模式 庞燕：《跨境电商环境下国际物流模式研究》，《中国流通经济》2015年第10期，第32—35页。 各具优缺点，现有的模式都存在着这样或那样的缺陷，如果单纯的使用一种模式，其模式本身的缺陷会对物流系统的效率和通畅性造成影响。

2物流成本：时效性是电子商务运营中重要的因素，跨境物流系统跨度长，周转环节多，显然会增加物流成本。一旦货物出现损坏或存在质量问题，退货将进一步增加物流的时间成本和金钱成本。总体上来看，我国跨境物流成本处于较高水平。而为了尽可能的减少商品运送的开销，大多数企业会适当拉低对时效性的严格、高标准的要求，这又造成商品运送效率降低，速度下降，加之如果出现退换货等情形，会更进一步的降低物流系统的速度，增加跨境物流系统的脆弱性。

3货物安全：跨境物流中，货物在途时间越久，出现的不确定性因素越多，包裹发生丢失等现象的可能性就越大。而各国在信息技术上的差异，也造成技术衔接上的困难 Brown W M，Anderson W P.How thick is the border： the relative cost of Canadian domestic and cross-border truck-borne trade，2004–2009.Journal of Transport Geography，2015，42，pp.10-21. ，导致物流信息滞后，货物在出现安全问题时不能及时发现纠正。并且各国都有各自不同于其他国家的物流服务标准，致使运输过程中会因为标准的差异性而耗费更多的时间和产生更多的不确定性因素。货物安全问题会引发货物丢失等不确定、难以控制的局面，阻碍商品运输配送的照常运行，从而引发消费者投诉等不良局面。

4运输时间：配送时间长及不确定性因素较多，将严重影响买家是否愿意购买境外商品。基础设施配置不合理、仓库建设不合理、不完善则会造成供应不及时；所选择配备的装卸搬运系统不够合理高效，则会导致物流人员的工作效率低下及货物损坏率高；通信网络方面的基础设施建设影响运输效率；通关效率低下，通关手续多，浪费时间，加之如果出现退换货等问题，由于通关效率这一瓶颈，会进一步加大运输所耗费的时间。解决跨境物流时效性问题是解决货物安全问题和提高跨境物流竞争力的重要保障。

5各国物流环境协同：跨境商品运转过程需要考虑不同国家或地区间的文化、法律、习俗和其他各因素间的差异性影响。减小各国之间的环境差异和促进其协同发展是电商和物流发展的重中之重。以技术为例，各国之间的信息技术、支付技术 洪国彬、林振兴、万校基：《考虑平台因素的跨境進口产品定价策略研究》，《华侨大学学报（哲学社会科学版）》2016年第4期，第42—51页。 等都不尽相同，这将使物流网络在配合衔接上出现严重问题。以政策为例，各国的税收政策、贸易标准都不尽相同，使得跨境物流的发展受制。再以汇率为例，如果输入国的汇率降低了，意味着输入国的货币贬值了，那么境外卖家在以输入国货币形式完成交易之后，再折算成本国货币，则将导致跨境卖家赚取的利润减少。

6跨境物流人才：物流人才是跨境物流的核心要素，从开始的物流运输到最后的配送，都需要人的参与和管理。在物流的整个过程中，某个环节出现人员管理不善，则会直接或间接的影响到其他环节的进度。跨境电商是新兴的交易方式，产生并兴起的时间较短，在人才培养和输送方面还不够完善。人的因素将会导致各个环节运行滞后或管理不善，造成物流系统缓慢运行或不能正常运行。

三 跨境电子商务物流系统故障树模型构建

跨境电子商务物流系统的脆弱性在物流系统的各个环节中具有传递性和聚集性，寻找到脆弱性产生的根源，分析系统风险和原因之间的因果逻辑模型，快速、准确的进行脆弱性诊断和定位，是改善跨境物流脆弱性的开始。故障树分析法 Mcelroy L M，Khorzad R，Rowe T A，et al.Fault Tree Analysis.American Journal of Medical Quality，2017，13（2-3），pp.181-183. （Fault Tree Analysis）能诊断出导致系统出现脆弱性的源头及其位置所在，定量的计算出各个事故源头发生的几率，并给予规避故障的相应解决策略。

（一）故障树模型的基本组件

在故障树模型中把事件分为不同类别，当某一类别事件的发生引起物流系统脆弱性时，则可通过故障树之间的逻辑因果关系快速准确的找到故障源头，提高检测故障源的效率。跨境物流系统的故障树模型的基本组件为：

顶事件：顶事件指受各类中间事件因素的影响而呈现某种结果的顶端事件。跨境物流系统的脆弱性风险的存在受各类因素的影响，会直接影响到跨境物流的发展，从而影响跨境电子商务的发展。因此，把跨境物流系统的脆弱性设置为顶事件。

中间事件：中间事件是直接引起上层事件出现脆弱性表现的事件，其他因素通过对它的影响作用于顶事件，是可进一步进行分解的事件。根据上述剖析，在跨境物流系统中货物安全、运输时间、物流环境问题、物流人才是可分解的中间事件，而货物安全问题的主要决定因素可进一步分解为是运输周期长和服务水平低。

底（基本）事件：底事件指直接引起上层事件发生的各种因素，是无需再分解的事件。结合跨境物流系统的特征，在诸多要素中定义直接导致事件发生的主要要素，它们或直接作用于顶事件，或通过中间事件的传递作用于顶事件。上述分析中可得底事件由物流成本、物流模式、基础设施不完善、通关效率低下、缺少相关法律出台和各国海关政策不同、物流信息服务不健全、物流服务未标准化、各国环境不同、缺乏沟通、跨境物流新兴的时间较短、缺乏政策支持和各高校、企业不重视等组成。

（二）跨境物流系统的故障树模型

跨境电子商务物流系统是相互联系相互作用的，环节和要素的脆弱性具有扩展性和传递性。针对跨境电子商务物流系统的脆弱性，层层追踪分析（自上而下），通过对事件之间逻辑关系的推理，对各种事件之间复杂的逻辑关系进行深入的定性和定量分析。通过对上述各个脆弱性因素之间的关系进行归纳，从一个最不希望其发生的事件开始，运用逻辑推理的方法，找出各种可能引起事件故障的各类原因，建立跨境电子商务物流系统脆弱性故障树模型，如图1所示。在模型中用矩形表示顶事件和中间事件，圆形表示底事件，表示或门。

四 算例分析

为了说明跨境物流系统故障树模型的运行过程，假设有某跨境电子商务物流企业，在其运行过程中产生了各要素的相关数值，根据图1的模型通过数据仿真模拟进行定性和定量分析。

[LM]

（一 ）故障树定性分析方法

通过定性法求出能引起FTA顶端出现脆弱性的底事件集合，即最小割集。最小割集是FTA结构中各基本事件的集合，当一个集合中的基本事件都出现时，FTA的顶端脆弱性才会呈现出来。由于各个基本事件对顶端的影响大小不尽相同，用FTA结构重要度来表示基本事件的存在对引起顶端脆弱性的出现所做的贡献大小。重要度分析一般采用两种方法：（1）通过求解算出各基本事件的重要度系数，适用于基本事件数量较少的情况；（2）依照最小割集排序原则排序，适用于基本事件数量较多的情况。图1得到的模型是属于基本事件数较多的情况，适合采用第二种方法，其排序原则 邵延峰、薛红军：《故障树分析法在系统故障诊断中的应用》，《中国制造业信息化》2017年第36卷第1期，第211—213页。 是：

1对比各集合之间的事件数，在集合之间事件数相同的前提下，集合中重复出现次数多的基本事件，其重要度越大。

2对比各集合之间的事件数，在集合之间事件数不相同的前提下，小集合内的各基本事件的重要度比大集合的大。

3当集合A比集合B小，A中各事件出现的次数也比B的少时，A中各事件的重要度一般比B中的大。

由图1可知，跨境物流系统脆弱性的故障树中，最小割集有： K1={X1}，K2={X2}，K3={X3}，K4={X4}，K5={X5}，K6={X6}，K7={X7}，K8={X8，X9}，K9={X10，X11}，K10={X10，X12} 。按照上面所述原则可得各基本事件结构重要度排序为： X1=X2=X3=X4=X5=X6= X7>X10>X8=X9=X11=X12 。当FTA的顶端出现脆弱性风险结果时，检测人员按照排序出的重要度顺序进行检测，即可优先对 X1、 X2、 X3、 X4、 X5、 X6、 X7这几个事件进行诊断 ，这样检测到故障的概率也会增加，从而大大提高故障源被检测到的命中率，提高工作效率。

当系统出现脆弱性的规模较小时，则可以求解出各个故障源的重要度系数。相比第二种方法能够更明确的看出各底事件的重要度系数的值，因此能够更客观的反映其结果。但由于底事件较多，求解过程复杂，选取模型中的一部分——缺乏专业化物流人才这一块进行说明，如图2所示。

从表1可知，X10=1时， Φ（X） =1的个数是3个；X10=0时， Φ（X） =1的个数是0个，则 nΦ（10）=3 ，带入（1）式可得： I（10）=（1/23-1）×3=3/4 。同理可解得： I（11）=1/4 ， I（12）=1/4 。因此，基本事件间的重要度顺序是： I（10）>I（11）=I（12）。 可见，和上面用最小割集原则求得的排序结果是一样的。

（二）故障树定量分析方法

通过FTA的定量法可求出各风险因素出现的几率，据此可以明确的知道各个故障源的出现对顶端出现脆弱性结果的贡献大小，然后对顶端作用大的集合进行重点检测和维修，将大大提高检修效率。用最小割集概率重要度 Du L L，Li Q.Fuzzy fault tree analysis of conventional propellant temperature control system.System of Systems Engineering Conference.IEEE，2016，pp.1-5. 表示各集合对FTA结构顶端出现故障的影响程度：

式中：PT为顶端出现故障的概率函数；PK为各集合出现故障的概率函数。概率重要度PT/K表示各个集合的发生对顶事件出现脆弱性的贡献多少。在进行这步算法时，我们需要保证每个故障源之间是相互独立的，所以PK为集合中各底事件概率之积。因此，可以近似得到：

当某个故障源的概率重要度高而其发生率很小或者前者低后者高时，仅仅从单方面因素来考虑并不能真实客观的体现其对顶端发生脆弱性的贡献大小。因此，在对系统進行诊断时需要综合考虑重要度及发生率两要素，在这里又引入一个故障系数的概念，即故障系数能以概率重要度和发生率这两要素为指标，能够更全面更客观地反映各集合对顶端发生脆弱性结果的影响大小。当最小割集的故障系数越大，对其进行检测的命中率也越大。因此，故障系数能够对检测人员起到很好的指导作用。经计算，得到表4。

根据故障树定量分析方法求得该企业各个最小割集的故障系数，对各个故障系数从大到小依次排序：K7>K6>K5>K4>K3>K2>K10>K9>K1>K8。因此，当该企业物流系统出现故障时，检测人员可以按照该排序顺序依次进行检测，即先对故障系数最大的物流服务未标准化这一因素进行检测，以此类推，这样可以提高故障被检测到的命中率，提高工作效率。

五 结论与讨论

跨境电子商务物流系统是多要素组成的复杂系统，在其运行过程中，各要素存在着不同程度的反应，某一环节或要素出现了问题将会扩展和传递到其他环节和要素，对整个系统的运行造成影响。通过对跨境电子商务物流系统的分析，根据因素间的联系进行FTA建模，使各事件之间的因果关系和内在联系更加清晰的表现出来，当跨境物流出现脆弱性时，根据故障树分析法可快速准确的找到故障源。针对故障源，通过完善基础设施建设、优化跨境物流模式、减少物流环境差异、提高物流服务水平、提高通关效率、加强物流人员队伍建设等方面有所侧重的建设和改善，迅速改善整个跨境物流系统的稳健性和效率。