基于粗糙三角模糊数的邮轮建造舾装物流集配流程风险评估

王海燕，万忠菊，赵宗可，谢云云

(武汉理工大学交通学院，湖北 武汉 430063)

目前仅有欧洲少数国家和日本有邮轮建造的经验，国内外针对邮轮建造舾装物流集配流程和邮轮建造舾装物流集配流程风险评估的研究较少。与普通商用船舶建造舾装物流相比，邮轮建造舾装物流集配具有供需关系复杂、参与主体多、总体协调难度大等特点，其风险主要来源于物流集配的内部环节和外部环境，如果不能对其过程中可能产生的风险因素加以有效辨识、控制，将会导致物流集配的中断或破坏，引发物流集配其他环节的失稳和无效，甚至会造成整个物流集配崩溃的灾难性后果。

目前我国关于船舶建造舾装物流集配流程风险评估方面的研究相对较少，为了客观、合理地研究邮轮建造舾装物流集配流程中风险的形成机制，可以考虑借鉴国内外关于供应链风险以及相关评价模型和方法的研究，将其应用于我国邮轮建造舾装物流集配流程的风险评估中，从而明确邮轮建造舾装物流集配流程中存在的风险因素，并采取相应的控制措施减小风险损失。在国外，一些学者建立了风险研究的三个模型，即风险识别、风险评价以及风险控制与防范[1-3]，并从风险中断管理、风险控制、灾害与应急管理、物流服务风险管理等几个关键领域对物流系统风险管理[5]进行了研究，同时指出造船物流风险主要来自于外部环境、企业内部、管理过程和信息传递过程四个方面[6]。在国内，高扬等[7]、赵传奇等[8]、彭博[9]分别采用灰色模糊综合评价法、事故树法和风险价值模型(Value at Risk,简称VaR)等方法对不同领域的风险进行了分析，并针对风险影响程度较高的风险因素提出了相应的管控措施；尹祥军[10]从采购、生产物流等环节对造船物流风险进行了分析，找出了影响较大的风险因子，并有针对性地提出了风险防范策略；宋玉[11]应用全面管理的思想对造船供应链融资的操作主体面临的风险进行了全面分析和管理；康颖[12]依据造船供应链合作的发展过程，从目标、能力、利益分配、协议、信用和信息沟通等方面对造船供应链高发合作风险进行了剖析；祁爱琳[13]先采用定性的方法对造船业的风险进行了识别，再应用功效系数法与神经网络法相结合的方法对造船业风险进行了预警研究，并针对预警结果提出了相应的风险管控措施；李梦园[14]结合邮轮融资的特点和融资风险的成因，对邮轮融资所面临的风险通过构建风险评价指标体系对其进行了评价研究，并提出了邮轮融资风险的管控策略；陈勃[15]依据供应链运作参考模型(Supply-Chain Operations Reference-model,简称SCOR模型)从计划、采购、建造和交船四个方面对造船供应链的风险成因进行了探讨，并从生产计划、外部环境、合作关系、生产建造、采购供应和船舶交付六个方面依据模糊综合理论构建了造船供应链风险评价模型，对造船供应链风险进行了综合评价，最后针对评价结果提出了相应的防范措施。

基于上述研究，本文借鉴船舶建造舾装物流集配流程风险评估的经验，对邮轮建造舾装物流集配全过程的风险形成机制进行了系统研究，明确了可能产生的风险源及其辨识机理，找出对集配流程风险影响程度较大的风险因子并形成风险可控的邮轮物流集配管控方案，对降低因集配流程风险所带来的损失具有现实意义。

1 邮轮建造舾装物流集配流程风险评价指标体系的构建

造船舾装件在生产设计中主要分为四大类：机装、甲装、居装和电装。邮轮建造舾装物流具有单船定制性强、物流集配层级复杂、多专业多地域协同、生产全过程控制难度较大和建造工作量大等特点，目前主要采用物流集配模式将舾装件物流的“集、配、送”功能集于一体，向供应商采购收集原材料或零配件，经过一定的组配，准时送到造船厂。邮轮建造舾装物流集配多层级业务流程如图1所示。

邮轮建造舾装物流集配流程的管理范围从供货商依照合同、计划提供建造物资开始，经仓储、配送等流程，到所有建造物资集配安装上船，完成邮轮产品交付为止结束。邮轮建造过程中存在多类邮轮专用物资，且供应来源遍及全球。在面向供应商接收物资的市场物流阶段，由于海关法律等因素导致的物资通关迟滞性，从物资保管的角度出发需要设置物资集散点，在流程上将物流活动分割为境外、通关等层级；在面向生产的建造物流阶段，邮轮产品的特殊性对建造物流提出了集配到船上舱室等更加细化的流程需求，形成了厂外、厂内等更多流程层级的邮轮建造物流模式。此外，邮轮生产现场需要配备供应商的仓库和少量加工场地，这就形成了愈加复杂的分类邮轮建造物流管理模式。本文通过对邮轮建造舾装物流集配流程中风险因素的分析，依据全面、科学、层次分明的原则，将供货风险、仓储风险、外包风险、运输风险、外部环境风险和合作风险作为其风险评估的主要指标，即评估模型由6个一级指标和17个二级指标构成。构建的邮轮建造舾装物流集配流程风险评价指标体系见表1。

图1 邮轮建造舾装物流集配流程多层级业务图Fig.1 Multi-level business flow chart for concentralized distribution logistics process of the cruise construction outfitting material

一级指标(a)二级指标(r)产品质量不合格r1供货风险a1产品价格上涨r2供应商供货能力不足r3库存不足r4仓储风险a2员工违章操作r5仓储意外事故r6物流成本增加r7外包风险a3外包控制不足r8服务质量低下r9运输风险a4交货延迟r10运输意外事故r11外部环境风险a5政治环境风险r12市场环境风险r13合同不完备r14合作风险a6信息风险r15节点企业战略目标不一致r16节点企业责任分担不公r17

2 基于粗糙集理论的邮轮建造舾装物流集配流程风险评价指标简化处理

2.1 粗糙集理论

波兰学者Pawlak于1982年首次提出粗糙集理论,指出该理论是用于解决样本信息的不完整性和不确定性等问题的数学工具，通过对数据中不完整、不精确以及不一致的信息进行分析与推理，利用先验知识对这部分不确定或是不精确的知识进行刻画，即粗糙集能够处理数据集合外的不确定或不精确的原始数据，通过对数据的冗余处理得出决策属性或是属性值的相对重要程度，并通过对属性的约简发现数据间的确定与不确定的关系，使对不确定性数据的描述与处理相对客观，已广泛应用于大数据系统的维护过程中[16]。

2.2 约简步骤

本文基于粗糙集理论，利用分辨函数和分辨矩阵对各属性进行约简，通过对空间中等价关系的必要性研究，对部分不必要的知识进行删减，进而实现对邮轮建造舾装物流集配流程风险评价指标体系的简约化处理。

(1) 确定论域H={x1,x2,…,xn}，其中xi(i=1,2,…,n)为各评估对象的影响因素；确定条件属性A={a1,a2,…,am}，其中ai(i=1,2,…,m)为评价指标或评估对象；确定决策属性集D={d}。

(2) 依据条件属性得出论域的一部分，即：[xi]a={xj|al(xj)=al(xi),a∈A,∀l∈[l,m]}。

(3) 求分辨矩阵。依据风险影响因素与评价指标的决策属性表，将各评估对象的决策属性值两两进行比较，当两个评估对象的决策属性值取值不同时，则构成矩阵向量，各矩阵向量构成分辨矩阵；当两个评估对象的决策属性值取值相同时，分辨矩阵元素为空集。则分辨矩阵为

Yij={yij|1≤i,j≤n}

yij={o(xi)≠o(xj),d(xi)≠d(xj)},n=|H|

(4) 计算分辨函数。利用布尔函数[17]对分辨矩阵进行求解，则求得分辨函数为

(5) 通过分辨函数中的并运算项，得出属性的约简集。

(6) 对分辨函数的表达式进行化简，得出属性的约简。

2.3 邮轮建造舾装物流集配流程风险评价指标的约简

本文依据构建的邮轮建造舾装物流集配流程风险评价指标体系，利用上述的约简步骤对6个一级指标进行约简。邮轮建造舾装物流集配流程风险评价指标体系有6个主要方面的风险影响因素H={x1,x2,…,x6}，其对应信息管理、技术管理、设备管理、战略流程管理、生产管理和组织管理；6个主要方面的风险评价指标A={a1,a2,…,a6}作为评估对象构成条件属性集；D={d}作为风险评价的结果构成决策属性集。邮轮建造舾装物流集配流程风险影响因素与评估指标的决策属性见表2。

表2 邮轮建造舾装物流集配流程风险影响因素与评价指标的决策属性表

根据分辨矩阵内决策属性值的高、中、低值划分为三类对论域进行划分可得：ξ1={x1,x2,x4,x6},ξ2={x3},ξ3={x5}，由分辨矩阵定义求得分辨矩阵见表3。

表3 分辨矩阵

分辨函数实际上是一个布尔函数[17]，依据布尔函数的定义，求得分辨函数如下：

Ψ=(a2∨a4∨a5∨a6)∧(a1∨a2∨a3∨a5∨a6)∧(a5∨a6)∧(a1∨a3∨a4∨a5∨a6)∧(a1∨a4∨a6)∧(a1)∧(a2∨a4∨a5)∧(a1∨a2∨a3∨a6)∧(a1∨a2∨a6)∧(a1∨a2∨a3∨a4∨a5)∧(a1∨a4)∧(a3∨a5∨a6)

=(a5∨a6)∧(a1)∧(a2∨a4∨a5)

从上述约简结果可以看出，分辨函数的约简结果不含a3,因此可认为外包风险a3是绝对不必要的指标，从而实现了对评价指标的简化。即{a1a2a4a5a6}为邮轮建筑舾装物流集配流程风险评价指标体系的一个约简，可认为供货风险、仓储风险、运输风险、外部环境风险和合作风险是对邮轮建造舾装物流集配流程风险影响程度较大的风险评价指标。

3 基于三角模糊数的邮轮建造舾装物流集配流程风险定量评估

风险一般难以用准确的数值进行描述，因此就需要引进相应的语言标度集， 三角模糊数常用于解决此类不确定环境下的问题，是一种能够将模糊信息转化为数值的一种有效方法，利用三角模糊数对邮轮建造舾装物流集配流程中的风险进行评价，可实现对风险的定量评估。

3.1 三角模糊数理论

若模糊数b=(bi,bm,bn)，其中bi≤bm≤bn，且bi>0，bi和bn分别为支撑b的下界和上界，bm为b的中值，则称为b的一个三角模糊数，其隶属度可表示为[16]

(1)

当x的取值在有效范围内，Ua(x)越大则说明在x中的地位越高。

设e=(ei，em，en),g=(gi,gm,gn),三角模糊数的基本性质则有：

e+g=(ei+gi,em+gm,en+gn)

e×g=(ei×gi,em×gm,en×gn)

三角模糊数的期望值为

Z(α)=[(1-α)Zi+Zm+αZn]/2,0≤α≤1

(2)

其中，α取决于决策者的风险态度，当α<0.5时，表明决策者对风险的态度是厌恶态度；α=0.5时，表明决策者对风险的态度是中立态度；当α>0.5时，表明决策者对风险的态度是追求态度。

3.2 三角模糊数的计算步骤

依据三角模糊数理论，三角模糊数的计算步骤如下：

(1) 建立三角模糊数的评估准则集及评估标度集，详见表4。

表4 三角模糊数的评估准则集及评估标度集

(3) 采用加权法对专家qk风险评估矩阵Xk中第i行评估值进行集结，得出专家qk对各风险评价指标的综合评估值，即

(3)

(4) 通过加权法对n位专家对风险评价指标ri的综合评估值进行集结，得出各风险评价指标的综合总评估值Zi(i=1,2,…,n):

(4)

(5) 依据公式(2)，求出各风险评价指标三角模糊数的期望值，并对其进行排序。

3.3 邮轮建造舾装物流集配流程的风险定量评估

邮轮建造舾装物流集配流程项目风险评价指标经约简后的指标有：产品质量不合格r1、产品价格上涨r2、供应商供货能力不足r3、库存不足r4、员工违章操作r5、仓储意外事故r6、交货延迟r7、运输意外事故r8、政治环境风险r9、市场环境风险r10、合同不完备r11、信息风险r12、节点企业战略目标不一致r13、节点企业责任分担不公r14。建立的邮轮建造舾装物流集配流程的风险评估准则见图2，其中,概率u1指项目风险发生的可能性大小；损失u2指项目发生风险后对项目造成的成本、质量和时间等方面的损失；不可控制性u3指不能对风险进行控制的程度。u1、u2、u3的评估值采用0～1之间的三角模糊数给出，其中，u1、u3对应的语言标度值见表4，为{高，较高，中等，较低，低}；u2对应的语言标度值见表5，为{大，较大，中等，较小，小}。

图2 邮轮建造舾装物流集配流程的风险评估准则Fig.2 Risk assessment guidelines for concentralized distribution logistics of the cruise construction outfitting material

语言标度值对应的三角模糊数语言标度值对应的三角模糊数小(0,0,0.25)较大(0.5,0.75,1)较小(0,0.25,0.75)大(0.75,1,1)中等(0.25,0.5,0.75)

表6 专家d1给出的风险评估矩阵X1

表7 专家d2给出的风险评估矩阵X2

表8 专家d3给出的风险评估矩阵X3

表9 专家对各评价指标的综合评估值

各风险评价指标的专家综合总评估值为Zi(i=1,2,…,14)，则有：

Z1=(0.22,0.41,0.58),Z2=(0.21,0.37,0.54),Z3=(0.25,0.42,0.58),Z4=(0.11,0.26,0.42),Z5=(0.10,0.27,0.43),Z6=(0.20,0.39,0.55),Z7=(0.21,0.37,0.54),Z8=(0.19,0.37,0.53),Z9=(0.22,0.38,0.54),Z10=(0.22,0.38,0.54),Z11=(0.14,0.30,0.46),Z12=(0.25,0.41,0.57),Z13=(0.35,0.53,0.70),Z14=(0.11,0.27,0.43)

利用公式(2)，取α=0.5，求出各风险评价指标三角模糊数期望值的综合评估向量为

Z=(0.41,0.37,0.42,0.27,0.27,0.38,0.37,0.36,0.38,0.38,0.30,0.41,0.53,0.27)

各风险评价指标的优先排序为：r13>r3>r1=r12>r6=r9=r10>r2=r7>r8>r11>r4=r5=r14，即节点企业战略目标不一致成为优先级最高的风险项，供应商供货能力不足、产品质量不合格、信息风险成为优先级较高的风险项，即表明这几项风险的发生概率较高，一旦发生风险将给整个邮轮建造舾装物流集配流程带来较大损失，且不可控性较强。因此，针对邮轮建造舾装物流集配流程中的高风险项必须采取相应的风险防范措施，即：增强企业间的沟通交流，避免因企业文化差异和技术标准不一所带来的合作障碍和沟通障碍，导致相应的管理和生产环节不能有效地进行，造成集配效率低下；谨慎选择实力较强的造船材料供应商，保证能按时、保质、保量地提供造船材料，避免因供应商原材料不足、生产技术落后、设施设备性能低下以及技术标准低等，造成的产品质量不合格和供应商无法及时供货；加强各物流节点企业间的信息交互，避免因节点企业间的数据库标准、通讯协议以及信息技术平台的不一致，造成物流集配过程中掌握信息多的环节与掌握信息贫乏的环节之间由于信息交互不充分，造成物流集配运作效率低下。

4 结 语

本文针对邮轮建造舾装物流集配流程控制难度较大、物流层级复杂以及管理难度大等特点，通过对邮轮建造舾装物流集配流程的分析，建立了一套较为完整的邮轮建造舾装物流集配流程的风险评价指标评价体系；并利用粗糙集理论对初选的风险评价指标进行简化处理，以降低指标间的冗杂度；同时应用三角模糊数对简化后的风险评价信息中的模糊信息进行量化处理并进行风险评价，提高了风险评价的准确性，可为邮轮建造舾装物流集配流程中的风险防控提供重要的理论参考依据。