考虑供应商风险偏好的物流服务供应链系统动力学仿真分析

■ 张芳 王鹏程

辽宁工程技术大学营销管理学院 葫芦岛 125105

0 引言

随着经济全球化的发展，市场竞争已由原来的企业之间的竞争转向供应链之间的竞争。物流企业为增强其核心竞争力，将其非核心物流业务委托给第三方、第四方物流公司去运作，促进了LSSC 的形成。LSSC 作为一类重要的供应链，是以“供应商→物流服务集成商→物流功能商→客户”为基本结构的新模式[1,2]，通过有效整合LSSC上的物流服务资源,能够为产品供应链提供专业化、柔性化的物流服务。LSSC 从客户需求的视角制定具有柔性和快速响应能力的物流服务方案，能够快速解决服务客户时出现的一系列问题[3]。

LSSC 成员企业的决策会受到很多因素的影响。一方面，企业决策者易受市场环境和自身认知的影响，可能会做出并非最优的决策。例如物流企业不能把握先进的技术，从而做出不具前瞻性的决策。另一方面，决策时不同的风险偏好会产生不同的决策结果，LSSC 成员企业的风险偏好与企业制定的发展战略直接相关，甚至于影响企业未来的发展方向。因此，结合企业的风险偏好特性研究LSSC 更符合现实情况。物流服务供应商作为LSSC 的前端部分，本文在考虑其风险偏好特性的基础上对LSSC进行研究，为物流企业决策者提供参考。

目前很多学者对LSSC 进行研究，主要从其协调问题、订单任务分配等方面展开。在LSSC 协调问题研究中，Yao 等[4]运用Stackelberg 博弈论研究电子商务LSSC的协调问题，并通过算例分析其协调策略的可行性；周娴娴等[5]运用系统动力学方法研究信息共享对LSSC 牛鞭效应的协调问题；张广胜[6]等结合集成商运作风险，通过引入跨链协调理论，建立LSSC 跨链网络模型，并针对其系统协调问题进行研究。在LSSC 订单任务分配研究中，张广胜等[7]以服务时效性为研究视角，建立基于服务时效性的LSSC 任务分配的双层规划模型；Liu 等[8]以新订单相似性参数为研究视角，以大规模定制物流服务为研究背景，对LSSC 订单分配的问题进行了探讨；刘伟华等[9]研究了二级LSSC 的订单分配协调问题；黄金虎等[10]通过建立双目标规划模型，研究了时效激励机制下的LSSC 任务分配问题；胡彦勇等[11]在模糊环境中研究订单分配问题，并确定最优订单分配。已有研究表明，有关LSSC 的研究多以完全理性人假设为前提，采用系统动力学、Stackelberg博弈论、可拓优度评价等方法解决问题；在研究中所基于的视角有服务时效、时效激励等。也有部分学者从LSSC 模型[12,13]、供应链可靠性[14]、信息技术[15,16]等角度研究LSSC，本文将不一一叙述。

关于供应链决策者风险偏好方面，国内外学者也有诸多研究。吴胜等[17]在消费者时间偏好和决策者风险偏好的基础上，构建了新的产品定价与订货模型；叶飞等[18]借助均值-标准差风险度量准则，探讨了决策者风险偏好对存在竞争关系的供应链成员企业竞合策略的影响；Keilhacker 等[19]通过对比研究不同的风险偏好类型，对供应链企业需求信息进行调整，为供应链企业信息共享研究提供新的角度和途径；Yan 等[20]结合零售商不确定需求与动态规避损失行为，探讨了零售商的亏损中性行为对制造商利润、零售商效用等因素的影响。还有部分学者结合单一的决策者风险偏好对LSSC 进行研究，鄢飞[21]采用建模分析及数值试验的方法,构建LSSC双重委托代理模型，分析公平偏好对于其运作效率的影响；Liu 等[22]以物流服务能力采购为切入点，分析了损失规避偏好对LSSC 各成员决策的影响。已有研究表明，国内外学者较多的借助单一的决策者风险偏好对LSSC 进行研究，未能考虑多种决策者风险偏好对LSSC 产生的影响。

文献综述发现，目前有关LSSC 的研究还存在很大的不足。在现实运作中，LSSC 各成员的风险偏好行为以及风险感知能力的差异等不确定性因素，均可能对LSSC 整体运作产生重要影响。虽有学者们从多个角度对LSSC 进行定量表达，但研究存在一定的局限性，如研究前提多为完全理性人假设；在研究供应链决策者风险偏好时，学者较多的考虑了单一的决策者风险偏好对LSSC 产生的影响，未全面考虑多种决策者风险偏好对LSSC 运作的影响。为弱化完全理性人假设、单一的决策者风险偏好对研究LSSC时产生的影响，使得LSSC各成员决策者做出更优的决策，本文提出了一种新思路,即以LSSC为研究对象，结合供应商风险偏好建立LSSC系统动力学模型，并借助Vensim 软件开展仿真模拟,通过对比供应商不同类型的风险偏好，并结合风险感知来源，分析其对LSSC主要环节变量的影响。

1 供应商风险偏好模型构建

在面对不断更新的市场需求时，LSSC 成员企业的行为因素会使决策过程变得复杂。为更好的研究LSSC成员企业决策，本节对研究的问题进行简单描述，并依据前景理论建立供应商风险偏好数学模型，为下节建立LSSC系统动力学模型做铺垫。

1.1 问题描述

本文主要研究供应商不同类型的风险偏好对物流服务供应商（简称供应商）、物流服务集成商（简称集成商）、物流服务功能商（简称功能商）以及客户组成的LSSC 主要环节变量的影响。供应商是指传统的物流企业，如运输企业、仓储企业等[11]。而集成商作为LSSC 的核心组成部分，主要负责物流服务的集成[7]。功能商提供物流服务比较单一、且服务范围较小，经常会被归入客户企业中，本文研究LSSC 时，将其从客户企业中分离。假设LSSC 上存在唯一的供应商、集成商、功能商。且只考虑单一的物流服务能力。其结构如图1 所示。(信息流是双向的，资金流和服务流是单向的）。

图1 LSSC结构

1.2 供应商风险偏好建模

前景理论[23]是描述性范式的决策模型，其分析了人们在面对得失时的态度。当市场出现服务需求时，供应商会根据服务需求的不确定性进行风险评估，并考虑风险的来源，如服务缺失损失、服务过剩损失、服务能力供应等风险来源。当服务需求相对稳定时，供应商的风险感知程度与其服务缺失损失、服务过剩损失成正相关关系[24]。

本文选取服务缺失损失、服务过剩损失为供应商的风险感知来源。假设服务缺失损失为g1(x)，服务过剩损失为g2(x)，风险感知价值函数G(X)≥0。假设供应商在服务需求确定时可满足需求，其服务需求不确定时，服务缺失损失为X0，服务过剩损失为0，则G(X)=X0+0，此时供应商的风险感知程度最低。由前景理论可知,其存在一个风险感知参考点G(X)=X1，当风险感知超过该临界值时，风险感知程度会快速增加。

根据前人研究价值函数曲线表达式以及供应商收益风险感知的特殊性推导，可得风险感知价值函数与风险感知程度Q的函数关系，见如下公式：

其中，α，β（0<α≤β）分别表示供应商面临服务损失和服务收益时的风险态度系数，λ表示损失厌恶，X1表示风险感知参考点。风险感知程度曲线如图2所示。

图2 供应商风险感知程度曲线

2 LSSC系统动力学模型构建

本节在供应商风险偏好模型的基础上，运用系统动力学方法对LSSC 进行建模分析。第一，将供应商风险偏好模型引入LSSC，建立LSSC 系统动力学模型，通过系统动力学模型展示LSSC 构成要素之间的关系以及反馈回路；第二，通过对系统动力学模型的因果关系回路图和流图分析，明确LSSC 各要素相互影响、相互作用的变化情况。

2.1 模型假设

为了方便研究，对模型做出以下假设：

H1:LSSC 各成员产生服务需求后，会存在一定的延迟，如集成商服务需求订单对集成商物流服务能力补充量有信息延迟。

H2:供应商实施风险感知预测时，其上游企业的物流服务能力与供应商服务能力持有量调整决定供应商物流服务能力补充量。

H3:市场需求随机波动，产生服务缺失和服务过剩时不影响下游企业服务需求波动。

H4:LSSC 各环节之间存在不完全对称的服务需求信息，当上下游企业出现供不应求、供大于求时，根据不同的服务需求信息确定风险感知程度。

2.2 因果关系回路图

将供应商风险偏好融入LSSC中，分析LSSC构成要素之间的因果关系，在周娴娴等[5]、张道宏等[24]学者研究的基础上，绘制了因果关系回路图，如图3所示。

本文从LSSC 物流服务供应商、物流服务集成商、物流服务功能商3 个主要环节对图3 的系统动力学模型中各要素的因果关系分析如下：

图3 考虑供应商风险偏好的因果关系回路图

（1）物流服务供应商

物流服务供应商部分包括物流服务能力持有量的补充和消耗等环节，存在“供应商期初服务持有量→集成商物流服务能力补充量”、“集成商服务需求订单→集成商物流服务能力补充量”等正因果链。另外，存在“供应商危机感知系数→供应商期初服务持有量”这一负因果链，表明供应商危机感知系数对供应商期初服务持有量有调节作用。其中影响供应商危机感知系数的重要因素有两部分：物流服务供应商的风险偏好及风险感知。

（2）物流服务集成商

物流服务集成商部分包含服务需求、服务订单积压等环节。首先，在服务需求部分，“集成商期初服务需求量”、“功能商服务需求订单”作为物流服务集成商决策的重要衡量指标，对功能商物流服务能力补充量有正向作用。其次，在服务订单积压环节，存在服务订单完成量、下游服务订单量→供应商服务订单积压量→供应商服务缺失损失/供应商服务过剩损失这一因果关系，“供应商服务缺失损失”、“供应商服务过剩损失”作为风险感知来源，影响物流服务供应商对风险的感知程度。

（3）物流服务功能商

物流服务功能商部分存在“功能商服务需求预测→功能商服务需求订单”、“功能商服务需求订单→功能商物流服务能力补充量”等正因果链。其中功能商服务需求预测是采用移动平均的方法进行预测的，功能商物流服务能力消耗量由其期初服务持有量和市场需求共同确定。

2.3 系统动力学模型流图

LSSC 中存在复杂的因果关系，本文运用系统动力学模型分析其主要因素的影响规律，并利用系统动力学方程将其量化，从而解决LSSC 系统局部与整体之间的影响。并运用Vensim 软件分析因果关系回路图，绘制LSSC模型流图（图4）。

图4 考虑供应商风险偏好的LSSC模型流图

该模型流图的运行过程为：在市场出现服务需求时，功能商会根据市场需求做出服务需求预测，结合期望服务持有量制定服务需求订单，继而影响到上游集成商的物流服务能力持有量与期初服务持有量。集成商根据本期的服务需求订单向上游供应商发出服务能力采购的需求。期初服务持有量的重要影响因素为供应商危机感知系数。供应商结合自身的风险偏好与感知风险来源，进一步决定期初服务持有量。

2.4 模型变量

结合图4，对LSSC 系统系统动力学模型中40 个变量进行定义，其中包括水准变量3 个，速率变量4 个，辅助变量23个，常量10个，具体方程式和数值如表1所示。

表1 模型变量与其对应方程式及数值

变量类型常量变量名称供应商需求补充时间集成商需求补充时间功能商需求补充时间市场需求响应时间服务需求预测时间服务持有量调整时间期望服务持有量持续时间单位服务缺失成本单位服务过剩成本供应商风险偏好对应方程式及数值3（2-5）3（2-5）3（2-5）3（2-5）3（2-7）3（2-7）10（2-15）1（1-5）1.5（1-5）1（规避）、5（中立）、10（追求）续表1（上接表1）

3 模型仿真及分析

为了更好的研究供应商风险偏好对LSSC 运作的影响，本文假设服务供需信息确定，市场服务需求存在一定的波动，且只考虑物流服务供应商的服务缺失与服务过剩。在此基础上分别从供应商的风险偏好与感知风险来源两个方面对LSSC主要环节变量进行仿真模拟。

3.1 考虑供应商风险偏好对LSSC的影响

本文将供应商风险偏好分3 种类型（规避、中立、追求）进行仿真模拟，分析其对LSSC 各成员物流服务能力持有量以及供应商服务积压订单量的影响。

（1）物流服务能力持有量对比分析

由图5～7 对比可知，当供应商决策倾向于风险规避或风险中立时，LSSC 各成员的物流服务能力持有量的变化范围基本相同；当供应商倾向于风险追求时，集成商的物流服务能力持有量的变化范围会增大，而供应商、功能商的物流服务能力持有量也会随之增加。当市场需求不确定时，风险规避型或风险中立型供应商做出的服务需求策略较为保守，这是由于其风险承受能力较低，即LSSC 各成员的物流服务能力持有量处于相对较低的水平；风险追求型供应商做出的服务需求策略较为激进，这是由于其风险承受能力相对较高，即LSSC 各成员的物流服务能力持有量处于相对较高的水平。随着LSSC 的运作，其成员的物流服务能力持有量波动分别呈现出明显的牛鞭效应。供应商结合不同类型的风险偏好进行决策，有助于其作出最优决策。

图5 风险偏好下供应商物流服务能力持有量变化

（2）供应商服务积压订单量对比分析

如图8所示，当供应商倾向于风险追求偏好时，供应商服务订单积压量出现较大幅度的波动变化，此时供应商会承受较高的风险；当供应商倾向于风险规避或风险中立偏好时，供应商服务订单积压量出现较小幅度的波动变化，此时供应商会承受较低的风险。对比分析供应商在3 种类型风险偏好的仿真结果，可以优化供应商服务积压订单量，其原因是供应商通过对比3种决策结果，调整了供应商期初服务持有量及物流服务能力补充量，因此供应商服务积压订单量出现了不同程度的波动。由图8 可以看出，风险追求型供应商的决策对供应商服务积压订单量影响最大，其原因是在风险追求情况下，集成商会接收到供应商传递的扩大化的服务需求信息，使得供应商服务积压订单量波动幅度骤然变大。

图6 风险偏好下集成商物流服务能力持有量变化

图7 风险偏好下功能商物流服务能力持有量变化

图8 风险偏好下供应商服务积压订单量变化

3.2 考虑风险感知来源对LSSC的影响

在考虑供应商风险中立偏好基础上，结合风险感知来源进行分析，通过调整风险感知参数，对其成员物流服务能力持有量、供应商服务积压订单量分析。

（1）物流服务能力持有量对比分析

图10 风险感知来源下集成商物流服务能力持有量变化

图11 风险感知来源下功能商物流服务能力持有量变化

由图9～11 看出，在供应商风险中立偏好的基础上，对风险感知来源进行分析，开始阶段，改变风险感知参数，对LSSC 各成员的物流服务能力持有量没有影响，其原因可能是服务信息传递效率较低。随着LSSC 的运行，风险价值较低（风险来源1）时，供应商承担的风险较低，其对市场需求会有较为宽松的预测，市场需求可以得到满足，但可能会出现物流服务能力过剩的情况；风险价值较高（风险来源2）时，供应商承担的风险较高，供应商对市场需求的预测较为保守，可能无法满足市场需求，出现供不应求的现象。

图9 风险感知来源下供应商物流服务能力持有量变化

（2）供应商服务积压订单量对比分析

如图12所示，风险价值较低（风险来源1）时，因供应商对市场需求会有较为宽松的预测，供应商服务订单积压量相对较大；风险价值较高（风险来源2）时，供应商对市场需求的预测较为保守，供应商服务订单积压量相对较小，通过对比风险来源1、2发现，调整风险来源参数可降低供应商服务积压订单量，提升供应商的盈利空间，也能缓解LSSC中存在的牛鞭效应。

图12 风险感知来源下供应商服务订单积压量变化

4 结论与建议

4.1 研究结论

本文以供应商风险偏好为研究视角，运用系统动力学方法构建了LSSC 的系统动力学模型，并用Vensim 软件仿真分析，得到以下结论：

（1）在考虑不同类型的供应商风险偏好的情况下，供应商的风险偏好行为会影响LSSC 成员企业的决策，LSSC 各成员物流服务能力持有量以及供应商服务订单积压量均会受到影响。通过对比分析3种类型的供应商风险偏好下的仿真结果可知，风险规避型或风险中立型供应商决策相对保守，使得LSSC 各成员物流服务能力持有量以及供应商服务订单积压量较低；风险追求型供应商决策相对激进，使得LSSC 各成员物流服务能力持有量以及供应商服务订单积压量较高。

（2）结合风险感知来源分析发现，调整风险感知参数能够影响供应商的风险感知能力，从而影响供应商的决策态度。通过对比分析两种风险感知来源的仿真结果，可以依据供应商提供物流服务时需承担的风险价值的高低，有针对性的制定企业发展方案；并通过减少供应商服务积压订单量，降低供应商物流服务成本，提升供应商的利润空间。

（3）LSSC 系统是集多反馈回路为一体的复杂动态系统。引入供应商风险偏好，以动态的观点，运用系统动力学模型研究LSSC 构成要素之间的因果关系。研究结果证明，系统动力学能够很好的处理LSSC 各要素相互影响、相互作用的变化情况，还可以在一定程度上解决服务需求信息不对称、牛鞭效应等问题。

（4）风险偏好的加入为LSSC 成员企业提供了更多的决策方式。本文以供应商为例进行了探讨，供应商决策时考虑不同类型的风险偏好，可以得到最优或较优的决策方案。在一定程度上弱化了完全理性人假设，使得供应商决策更加柔性；也能降低供应商及其下游企业可能承担的风险。

4.2 对策建议

针对以上结论，本文提出以下几点建议：

（1）LSSC 成员企业在进行决策时，应根据自身的风险偏好做出决策方案。当LSSC 成员企业明确自身风险偏好行为后，在制定决策方案时应采取谨慎的态度，认真考量与核实上下游企业的物流服务能力和与其他企业的合作关系，选择战略目标一致、服务功能相契合的企业，力求建立长期有效的伙伴关系，有助于企业长期稳定的发展；同时建立一定的惩罚机制，用来约束合作双方的自利行为，有利于合作企业建立长期有效的合作关系，实现LSSC整体利益最大化。

（2）当LSSC 成员企业提供风险价值较低的物流服务时，企业可以适当增加其物流服务能力的持有量，提升企业的物流服务供给能力，有助于企业快速满足市场服务需求；当LSSC 成员企业提供风险价值较高的物流服务时，企业可以转变决策态度，选择与其服务功能相近的同行企业进行合作，企业与建立合作的企业利益共享、风险共担，有助于减少企业需承担的价值风险。

（3）为更好地处理LSSC 成员企业间存在较为复杂的服务供需关系，参与合作的企业需打破企业间的组织边界；通过建立信息共享机制、构建信息共享平台等措施，加强合作企业之间的信息交流，提升企业间服务信息的传递效率，有助于提升LSSC整体物流服务效率。

（4）LSSC 成员企业进行决策时，不要只站在客观的角度去制定企业决策方案，需尽可能考虑到能够影响决策者制定决策方案的主观因素；将主客观因素结合进行企业发展决策，可使企业决策者制定的决策方案更具弹性，有助于决策方案更好的应用于企业发展。