基于组合赋权法的物流仿真进度影响评价＊

刘雪丽，王佳斌

基于组合赋权法的物流仿真进度影响评价＊

刘雪丽，王佳斌

（华侨大学 工学院，福建 泉州 362021）

以多级供应链网络系统的仿真作为主要研究对象，对其中的物流环节进行仿真。影响物流模拟真实性的因素很多，在综合考虑影响因素的基础上确定评价指标，基于主成分分析法和熵权法分别计算各评价指标的主客观权重，依据组合赋权法取得综合评价值，然后通过模拟试验找出数量的最优组合，使仿真更加接近现实。该实验经验对预测整个供应链需要建立仓库数以及能否在规划的工期内完成任务有实际指导意义及应用参考价值。

供应链物流；进度影响；主成分分析法；熵权法

1 引言

当所研究的系统需要很长时间才能了解系统内部参数变化所引起的后果时，仿真是一种特别有效的研究手段。物流环节的仿真对工程进度评价以及预测仓库建设个数发挥着重要的作用。物流是生产厂家和仓库之间的衔接，其中包括出厂物流、出库物流、入库物流，通过优化物流环节的仿真，使其更加贴近现实，达到比较准确预测每个环节是否能在预期的时间能够启动或结束某项任务的目标。

由于物流受多个因素的影响，因此物流进度的仿真包括多指标综合评价的过程。为了使模拟更加真实有效，影响物流进度的指标需要采用科学的评价方法，建立合适的数学模型，从而求解多指标评价问题[1]。

本文研究采用组合赋权的方法确定每个评价指标对物流仿真的影响程度，然后通过确定综合影响因子参数来模拟现实中每天不断变化的状况，为物流等环节的管理方面做出有效的决策提供支持[2]。

2 影响物流进度的指标权重确定

影响物流进度的因素很多，包括自然因素、环境因素、经济因素。为了找出每个指标更加合理的评价值，本文采用主成分分析法和熵权法的组合赋权法求出每个评价指标的主客观权重，然后根据综合评价模型得出评价指标的最后权重值。

2.1 主成分分析法的权重确定

利用主成分赋权法确定指标的权重，该方法以实际指标信息来确定权重，具有客观性、合理性较高等优点。由于数据间可能会具有相关性，因此需要把给定的一组相关变量通过变换转换成另一组不相关的变量，然后求其相关权重[3]。

2.2 熵权法的权重确定

熵权法是一种客观的赋权法，相对主观赋权具有较高的可信度和精确度，能够深刻反映出指标的区分能力，进而能够确定权重。根据信息熵的定义，对于某项指标，可以用熵值来判断某个指标的离散程度，其熵值越小，指标的离散程度越大，该指标对综合评价的影响就越大，如果某项指标的值全部相等，则该指标在综合评价中不起作用[4]。

2.3 综合权重确定

本研究中的综合赋权法是结合主成分分析法以及熵权法来求出组合权重的。

主成分分析法主要是专家凭借经验对指标进行打分构成初步矩阵，主观性比较强；通过信息熵来进行指标权重的确定，虽然在一定程度上能够反映客观现实，但是该方法对样本的依赖性比较大，随着样本的不断变化，权重会发生一定的波动。那么本文通过结合这两种评价方法来确定最后需要的权重，一定程度上减少了主观因素对指标确定的影响程度，也充分体现了数据的客观性。

3 工程实例应用

3.1 初始指标确定

以多级供应链系统仿真项目中的物流环节仿真为例，通过分析来模拟不确定性的综合影响因子参数值是否符合现实，验证获取的每个指标的评价值是否合理。通过调查问卷的形式以及课题研究人员讨论，最后总结确定了6项评价指标，对物流进度的影响进行评价。选择的评价指标为天气状况1、交通状况2、运输故障3、淡旺季影响4、通路因素（进口通关）5、其他因素6。

3.2 主成分分析计算权重

根据专家对各评价指标的重要度打分，构建专家的评分矩阵。

指标评分矩阵如表1所示。

表1 指标评分矩阵

指标 天气状况交通状况运输故障淡旺季影响通路因素其他因素 专家专家1455333 专家2455443 专家3545322 专家4454322 专家5354422 专家6455342 专家7555132

注：5表示很重要，4表示比较重要，3表示一般重要，2表示较不重要，1为不重要。

根据专家评分矩阵利用SPSS分析软件得到了成分载荷矩阵，主成分的特征值j以及方差j，提取了3个成分。成分矩阵如表2所示。解释的总方差如表3所示。

表2 成分矩阵

成分 123 天气状况.951-.217.021 交通状况-.457.529-.706 运输故障.824.501.186 淡旺季影响-.713.247.620 通路因素（进口通关）.268.875-.166 其他因素-.026.819.338

表3 解释的总方差

成分初始特征值 合计方差的百分比累积百分比 12.37339.54739.547 22.07434.56474.111 31.05917.65591.766 4.4176.94498.710 5.0771.290100.000 6-2.85E-16-4.761E-15100.000

3.3 信息熵计算权重

3.3.1 数据归一化

本文根据专家对每个指标的打分，采用负向指标对数据进行归一化。

3.3.2 计算客观权重

3.4 综合权重计算

表4 各评价方法权重对比表

指标主成分分析法熵权法组合权重 天气状况0.154 100.080 60.117 交通状况0.187 80.407 30.290 4 运输故障0.186 90.262 20.232 4 淡旺季影响0.179 20.098 60.139 6 通路因素0.157 80.080 90.118 6 其他因素0.134 20.070 40.102

3.5 评价结果分析

将通过主成分分析法、熵权法、组合赋权得到的结果应用到综合影响因子的数学模型中，与只是随机产生的影响因子模型进行对比，对比结果如图1所示，横坐标代表仿真的天数，纵坐标代表不确定性指标对物流进度的影响程度。

图1 综合影响因子对比实验结果

由图1可知：①random infector曲线代表在给定的范围内随机产生一个值来模拟各评价指标对物流进度的影响程度，可以发现曲线波动浮动很大，有较大的随机性，不同时间进行实验时数值悬殊大。虽然在某种程度上仿真了每天可能发生的各种突发情况，但不够贴近现实。②pca infector曲线代表通过主成分分析法确定的权重应用到综合影响因子参数模型中得到的曲线。③entropy infector曲线代表通过熵权法确定的权重应用到综合影响因子参数模型中最后得到的结果。从曲线波动幅度来看，相比随机产生综合影响因子值曲线，波动幅度小很多，而且两个曲线的取值差距不大，说明虽然每天会面临很多不确定性情况，但是这种突发情况一般都会在预定范围内的，比较贴近现实，较合理。④pca and entropy infector曲线代表综合赋权确定的权重应用到综合影响因子模型的结果，它的值介于主成分分析法与熵权法之间，说明组合赋权的方法对主客观进行了很好的结合，结果更合理可靠。

4 结论

基于主客观组合赋权方法进行多指标的评价过程，有效地避免了主客观赋权法的不足。根据主成分分析法确定各评价指标的主观权重，熵权法确定客观权重值，然后通过组合赋权对两种评价方法得出的权重进行结合得到综合评价值。将该模型应用到多级供应链网络中的物流环节的仿真过程中，通过分析物流环节在运输过程中可能发生的各种状况，总结确定评价指标，然后通过主成分分析法、熵权法及两者结合的方法分别确定指标的权重，并结合到综合影响因子参数模型中去，最后进行对比实验。发现这三种评价方法最后确定出的综合影响因子值相差不大，综合赋权法获取的值介于两者之间，而且每天的综合影响因子值在较小的范围内波动，结果更符合实际情况，并且验证了该评价模型是一种比较合理有效的方法，对物流环节的仿真提供了有力的依据。

［1］ZHANG J，IWAASA AD，HAN GD，et al.Utilizing a multi-index decision analysis method to overall assess forage yield and quality of C3 grasses in the western Canadian prairies［J］.Field Crops Research，2018（222）：12-25.

［2］徐镇凯，张林，魏博文，等.基于组合赋权的岩质边坡安全稳定性综合评价模型［J］.长江科学院院报，2016，33（12）：72-77.

［3］YA-DAN D U，CUI B J，ZHANG Q，et al.Utilizing comprehensive decision analysis methods to determine an optimal planting pattern and nitrogen application for winter oilseed rape［J］.Journal of Integrative Agriculture，2020，19（9）：2229-2238.

［4］施龙青，张荣遨，韩进，等.基于熵权法-层次分析法耦合赋权的多源信息融合突水危险性评价［J］.河南理工大学学报（自然科学版），2020，39（3）：17-25.

［5］孙晓永.基于综合层次分析法和熵权法的山区高速铁路选线研究［J］.交通节能与环保，2020，16（3）：145-149，158.

2095－6835（2020）20－0001－03

F252

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.20.001

刘雪丽（1995—），女，山东潍坊人，华侨大学硕士研究生，研究方向为数据分析。王佳斌（1974—），男，副教授，研究生导师，研究方向为嵌入式系统、物联网、云计算、大数据、软计算及其应用。

华侨大学研究生科研创新基金资助项目（编号：18014084006）

〔编辑：严丽琴〕