模糊层次分析法在物流中心选址中的应用
李荣;孔伟丽
【摘 要】物流中心选址的优劣对其是否能发挥物流规模效益、降低物流成本和为顾客提供优质服务起着至关重要的作用.文章分析了物流中心选址的影响因素,对其进行层次结构划分,并应用基于程度分析的模糊层次分析法对选址的各影响因素进行评价,得出的基本结论是:交通条件权重最大,其次是物流费用、公共设施、物流环境、地形条件和气象条件.为物流中心选址决策提供了可靠的理论依据. 【期刊名称】《物流科技》 【年(卷),期】2019(042)005 【总页数】4页(P10-12,24)
【关键词】物流中心选址;模糊层次分析法;程度分析 【作 者】李荣;孔伟丽
【作者单位】江西学院,江西南昌330100;南昌市城市客运管理处,江西南昌330009
【正文语种】中 文 【中图分类】F252.14 0 引言
物流中心作为物流系统的基础设施，是从事货物配备（集货、分拣和包装等），组织对客户的送货和高水平实现销售及供应的现代物流设施，是现代物流发展的基本
条件。它的选址布局对发挥物流规模效益、降低物流成本，以及提供优质服务起着至关重要的作用。因此对物流中心选址问题的研究，必须采用科学的定量和定性分析相结合的方法。
影响物流中心选址因素有很多，王亚静[1] 在2012年对物流中心选址影响因素进行了详细的分析，将物流中心选址原则划分为适应性原则、协调性原则、经济性原则和战略性原则；将物流中心选址的影响因素划分为自然环境因素、经营环境因素、基础设施状况和其他因素；自然环境因素包括气象条件、地质条件等，经验环境因素包括经营环境和物流费用等，基础设施状况包括交通条件和基础设施状况等；并使用加权评价法对案例进行了分析，对比了各方案的优劣。
应该如何确定哪些影响因素对物流中心选址决策更为重要呢？这一问题尤为关键。使用层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）解决该问题已经非常普遍，李佑珍[2] 在2003年将物流中心选址因素划分为交通便利性因素、经济合理性因素和可持续发展因素，并使用层次分析法对各因素进行了评价。曲春梅等[3] 在2006年从社会效益、经济效益、技术效能等方面集合物流中心的功能，分析了影响物流中心选址的各种因素，并使用层次分析法对各因素重要性进行了排序和综合评价。李海洋等[4] 在2012年将物流中心选址因素分为投资环境、基础设施、经济环境和自然条件四类，并使用AHP对各因素进行了排序，较好地解决了物流中心选址的决策问题。
但是普通层次分析在处理不确定性问题时，很难准确地用“稍微”重要、“较为”重要和“极端”重要等模糊字眼来表示两元素之间的关系，评价结果受主观影响较大，且判断矩阵一致性很难保证。因此，普通模糊层次分析法存在一定局限性。王亚莉等[5] 在2008年使用模糊层次分析法对模糊指标进行评定，整体分析了各指标因子。董艳萍[6] 在2010年比较层次分析法和模糊综合评价法的优缺点的基础上，提出模糊层次分析法，并将其应用了物流中心的选址决策中。但是这两种方法
均需要进行一致性检验，且计算复杂。
Chang[7] 在1996年提出了基于程度分析（Extent analysis） 的模糊层次分析法（Fuzzy Analytic Hierarchy Process，F-AHP）。该方法通过程度分析对模糊数进行比较，可以合理地处理具有不确定性的决策问题。Zhu等[8] 在1999年对Chang的方法做了进一步的完善。本文通过基于程度分析的模糊层次分析法对物流中心选址各影响因素进行评价，得到各自的权重，为物流企业及相关部门进行物流中心选址提供一定参考。
本文第一部分讲述F-AHP的基本理论和算法，第二部分使用F-AHP对物流中心选址影响因素进行评价，最后在第三部分给出结论和建议。 1 模糊层次分析法（Fuzzy-AHP）
层次分析法，是美国运筹学家A.L.Saaty教授于20世纪70年代提出的一种定性分析和定量分析相结合的系统分析方法。但人类思维有一定差异，在确定判断矩阵的过程中存在不确定性，因此层次分析法在处理不确定性问题时，很难准确地用“稍微”重要、“较为”重要和“极端”重要等模糊字眼来表示两元素之间的关系，评价结果受主观影响较大，且判断矩阵一致性很难保证，存在一定局限性。因此，学者们将模糊理论与层次分析法相结合，建立了模糊层次分析，能更好地处理现实问题的不确定性。本文采用Chang在1996年提出了基于程度分析的模糊层次分析法[7] ，具体算法步骤如下：
步骤1：确定层次结构：层次数K，第k层各属性。记k=1,2,…,K为层次序号，nk为第k层属性个数。实际应用中，一般分为目标层、准则层与方案层。 步骤2：确定各层属性对于上一层各属性的模糊判断矩阵，表示第k层各元素相对第k层属性j的重要程度矩阵；其元素为，表示第k层属性i相对第k层属性j比第k层属性i'的重要程度，其中i=1,2,…,nk，i'=1,2,…,nk，j=1,2,…,nk-1，k=1,2,…,K，判断准则[9] 如表 1 所示：
步骤3：计算各层次中各元素对于上一层各元素的评价值，记为
表1 判断准则表（）2对比描述 T F N完全相同（j u s t e q u a l,J E） （1,1, ）1同等重要（E q u a l l y i m p o r t a n t,E I） 1/2,1,3/略微重要（W e a k l y m o r e i m p o r t a n t,W M I）（1,3/2,）2更重要（S t r o n g l y m o r e i m p o r t a n t，S M I）3/2,2,5/非常重要（V e r y s t r o n g m o r e i m p o r t a n t,V S M I）（2,5/2,）3绝对重要（A b s o l u t e l y m o r e i m p o r t a n t,A M I） 5/2,3,7/（）2（）2
表示第k层中第i个属性对于第k-1层的第j个属性的评价值。计算方法类似于传统层次分析法中近似替代最大特征值的“加和法”。
其中均为模糊数。
步骤4：比较第k层第i个属性与第k层其他属性的评价值，以比较后的可能性程度值作为权重值，第k层第i个属性相对第k-1层第j个属性的未标准化权重值的计算公式如下：
将其标准化，得第k层第i个属性相对第k-1层第j个属性的权重值：
将组合为一个矩阵表示第k层各属性相对第k-1层各属性的权重矩阵。矩阵中第j列，表示第k层各属性相对第k-1层属性j的权重向量。 步骤5：计算最后一层，即第K层各属性的权重向量：
2 物流中心选址因素的模糊层次分析 2.1 物流中心选址因素评价层次结构确定
首先，确定物流配送中心选址因素评价的层次结构，分为目标层、准则层与因素层
三层。目标层为物流中心选址总体最优；物流中心选址应遵循的原则主要有：适应性原则C1、协调性原则C2、经济性原则C3[1] ；最后将物流中心选址因素分为自然环境、基础设施状况和经营环境三类。自然环境因素又分为气象条件D1和地形条件D2；基础设施分为交通条件D3和公共设施D4；运营环境分为物流环境D5和物流费用D6[1] 。具体如图1所示： 2.2 模糊层次分析计算物流中心选址各因素权重
根据模糊AHP的算法步骤，计算因素层权重。计算过程如下：
（1） 根据专家打分确定准则层各属性Ci（i=1,2, ）3相对目标层属性的判断矩阵（见表2），并使用算法步骤3和步骤4计算各属性相对目标层属性的权重矩阵W1。
图1 物流中心选址影响因素层次结构
（2） 使用专家打分的方法确定因素层各因素Dj（j=1,2,…）9 相对于准则层各属性的判断矩阵（见表3），并使用算法步骤3和步骤4计算各因素相对于准则层属性的权重矩阵W2。
表2 准则层各属性相对于目标层属性的判断矩阵与权重向量总体最优 C 1 C 2 C 3 w 1（）1 C 1 （1,1,）1 0.3 4 4 6 C 2 1/2,2/3,C 3 （1,3/2,）2 3/2,2,5/1/2,2/3,（1,3/2,）2（）1（）1（1,1,）1（2/5,1/2,2/3）0.0 9 7 8（）2（1,1,）1 0.5 5 7 6
表3 因素层各属性相对于准则层各属性的判断矩阵及权重向量C 1 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 w 1（）（）2 2/5,1/2,2/D 1 （1,1,）1 1/2,2/3,（3 （2,5/2,）3 0.0 5 1 6（）1 2/5,1/2,2/3 3/2,2,5/）1 （2,5/2,）3 0.0 4 1 6 2 （1,1,）1 1/2,3/2,（）D 2 （1,3/2,）（）1 3/2,2,5/2 （1,1,）1 （2,5/2,）2 （1,3/2,）（）2 1/2,2/3,2 1/3,2/5,1/）（3 （2/3,1,）2 5/2,3,7/（（）2 0.3 7 1 5）（2 （1,1,）1 2/5,1/2,3/3 1/3,2/5,1/（））2 1/2,2/3,（）1 0.2 0 5 1 2 （1,3/2,）2 1/2,1,3/
（）2 （1,1,）（）2 3/2,2,5/D 6 1/3,2/5,1/D 4 2/5,1/2,2/D 5 3/2,2,5/（）（2 1/3,2/5,1/（）（2 2/7,1/3,2/D 3 3/2,2,5/）（5 （1,3/2,）（）2）1 （5/2,3,）7 0.1 4 8 1）2 （1,3/2,）2 （1,1,）1 0.2 8 5 2 C 2 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 w 2 2 2 （1,3/2,）（）2 1/2,1,3/D 1 （1,1,）1 1/2,1,3/2 （1,3/2,）2 3/2,2,5/（）2 0.1 5 7 9 2 （1,3/2,）2 0.2 2 1 1 D 2 （2/3,1,）2 （1,1,）2 （2,5/2,）3 1/2,1,3/2 （1,1,）1 （2,5/2,）（D 3 （2/3,1,）2 1/3,2/5,1/）3 （1,3/2,）2 1/2,1,3/1 （1,1,）1 1/2,1,3/（）1 （1,3/2,）（）1 1/2,2/3,2 （1,3/2,）2 0.0 0 9 2（）（）1 （2/3,1,）2 1/3,2/5,1/2 （1,1,）1 1/2,1,3/）（2 （2/3,1,）（）2 0.2 6 7 9）D 6 2/5,1/2,2/（D 5 1/2,2/3,3 1/2,2/3,（）（）（）1 （2/3,1,）2 1/2,2/3,（）1 1/2,2/3,（）1 （2/3,1,）（）2 0.2 7 6 7 2 （1,1,）1 0.0 6 7 3 D 4 1/2,2/3,（）C 3 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 w 3 2 （1,1,）1 1/3,2/5,1/2（2 1/2,2/3,D 1 （1,1,）1 1/2,2/3,3 0.0 1 8 7 D 3 （2,5/2,）（）1 1/3,2/5,1/（）1 2/5,1/2,2/（3 （2,5/2,）3 （1,1,）3 1/2,2/3,D 2 （1,3/2,）（3 0.2 1 4 4 D 5 3/2,2,5/2 2/5,1/2,2/）（2 1/3,2/5,1/）（D 4 （1,3/2,））（3 2/5,1/2,2/）2 （1,3/2,）（）2 （1,3/2,）2 0.3 1 6 0（）2 3/2,2,5/）1 （1,3/2,）2 （2,5/2,）3 1/2,2/3,1 （1,1,））（）（）2 1/2,2/3,（）1 1/2,2/3,1 （1,3/2,）2
2/5,1/2,2/（）2 1/2,2/3,（）1 （1,1,）1 1/2,2/3,（）1 0.1 8 7 6（）1 3/2,2,5/（）1 0.0 0 8 1 D 6 （1,3/2,）2 3/2,2,5/（）2 （1,3/2,）2 （1,1,）1 0.2 5 5 2（）
（3）计算各属性的权重向量：
由算法步骤5，可计算因素层各属性权重如下：
即气象条件影响权重为0.0376，D2地形条件为0.0462，交通条件为0.3313，公共设施为0.1913，物流环境为0.1818，物流费用为0.2473。
3 结论
根据基于程度分析的模糊层次分析法计算得到的权重向量可知，在影响物流中心选址的因素中，交通条件权重最大，其次是物流费用、公共设施、物流环境、地形条件和气象条件。该方法和实例可以为物流企业或者相关决策部门进行物流中心选址时提供参考和借鉴。
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