（交通运输规划与管理专业论文）面向航运企业的虚拟物流联盟的构建研究.pdf

中文摘要摘要经济技术范式的变革已经开启了网络经济时代新纪元，进入以网络经济为特征的2 1 世纪，企业将面临更加复杂多变、难以预测的市场竞争环境所带来的种种机遇和挑战。这样复杂多变的内外竞争环境，使得企业必须改变以往单打独斗的传统经营模式以快速捕捉稍纵即逝的市场机遇，创造出满足顾客个性化、多样化需求的产品。以外部借力与契约经营为特征的虚拟经营模式，恰恰适应了经济技术范式变革的这种要求，其中虚拟物流联盟的构建成为最为核心的问题。而航运企业由于其行业特色，将面临着更多的机遇和挑战。一方面，航运市场的空前扩大和航运需求的不断涌现给航运企业带来了众多的市场机会；另一方面，市场机遇稍纵即逝，对航运企业的市场反应能力和新产品开发能力提出了更高的要求。如何迅速把握住动态变化的市场机遇成为航运企业经营管理与参与竞争的策略关键。航运需求的多样化使得单个航运企业很难同时具备提供航运服务的多种优势资源，对于规模偏小、实力较弱的中小航运企业来说更是如此。而航运企业在特定的市场机遇下缺乏某种核心能力时，最好的办法不是永久购置，而是构建虚拟物流联盟，借助外部力量，实现外部资源的优化。本文主要研究面向航运企业的虚拟物流联盟构建问题。本文结合问题的特性，构建了基于数据挖掘、神经网络在内的预测模型，同时针对数据中存在着大量与时间相关的数据这一特点，提出在实施算法之前，采用基于低阶去相关与新型神经网络传递函数的数据噪声滤除算法进行数据噪声滤除。实例分析结果表明了算法的有效性，可提高了物流联盟的准确性。最后，将模型应用到实际中，分析模型的有效性。关键词：虚拟企业；物流联盟；数据挖掘；神经网络英文摘要t h es t u d yo nc o n s t r u c t i o no fv i r t u a ll o g i s t i c sa l l i a n c eo ft h es h i p p i n ge n t e r p r i s e sa b s t r a c tw eh a v ee n t e r e dan e we r aw i t hf r e q u e n tc h a n g e s ，e n t e r p r i s e sh a v et oc h a n g et h et r a d i t i o n a lm a n a g e m e n tm o d ec h a r a c t e r i z e db ya b s o l u t ec o m p e t i t i o n i no r d e rt oe x p l o i tf a s t - c h a n g i n go p p o r t u n i t i e si nt h ek n o w l e d g et i m e s ，m a n ye n t e r p r i s e sf o r m e dt e m p o r a r ya l l i a n c e sa st h ec o n s t r u c t i o na n do p t i m i z a t i o no f v i r t u a ll o g i s t i c sa l l i a n c e a st h ee c o n o m i cg l o b a l i z a t i o n , t h ed y n a m i ct r c n do f m a r k e ta n dt h ei n d i v i d u a l i z e dt r e n do fd e m a n da r eo b v i o u sd a yb yd a y , s h i p p i n ge n t e r p r i s e sf a c em o r eo p p o r t u n i t i e sa n dm o r ec h a l l e n g e s o no n eh a n d ，s h i p p i n gm a r k e te x p a n d i n gu n p r e c e d e n t e da n ds h i p p i n gd e m a n de m e r g i n gc o n s t a n t l yb r i n gn u m e r o u sm a r k e tc h a n c e st os h i p p i n ge n t e r p r i s e s i tb e c o m e st h ek e ys t r a t e g yh e wt or a p i d l yg e th o l do fd y n a m i c a l l yc h a n g i n gm a r k e to p p o r t u n i t i e sf o rt h em a n a g e m e n ta n dc o m p e t e n c eo fs h i p p i n ge n t e r p r i s e s b e c a u s eo f t h ev a r i e t yo f t h es h i p p i n gd e m a n d ，i ti sn o te a s yf o rt h ei n d i v i d u a ls h i p p i n ge n t e r p r i s et op o s s e s sm a n yk i n d so fs u p e r i o rr e s o u r c e sa tt h es a m et i m e ，e s p e c i a l l yf o rm i d d l ea n ds m a l ls h i p p i n ge n t e r p r i s e sw h i c hh a v el e s ss c a l ea n di n f e r i o rs t r e n g t h w h e nl a c k i n gac e r t a i nk e yc a p a b i l i t yu n d e rs o m es p e c i f i cm a r k e to p p o r t u n i t y ，t h eb e s tm e t h o di sn o tp u r c h a s i n gi tf o r e v e r , b u ts e e k i n gt h ep a r t n e r sw i t ht h ec a p a b i l i t y ，d r a w i n gs u p p o r tf r o me x t e r n a ls t r e n g t ht or e a l i z et h eo p t i m i z a t i o no fo u t s i d er e s o u r c e s s ot h i st h e s i sp u t sf o r w a r dak i n do fn e wc o m p e t i t i v es t r a t e g ya n dn e wm a n a g e m e n tt h e o r yf o rm i d d l ea n ds m a l ls h i p p i n ge n t e r p r i s e sa i m i n ga tt h em a r k e to p p o r t u n i t y -c o n s t r u c t i o no f v i r t u a ll o g i s t i c sa l l i a n c e t h i sa r t i c l ei sd e v o t e dt ot h ec o n s t r u c t i o no fv i r t u a ll o g i s t i c sa l l i a n c ea p p r o a c ha n dd e c i s i o ns u p p o r ts y s t e mo fv i r t u a ll o g i s t i ce n t e r p r i s e s t h ea r t i c l em a k e sd e t a i l e dr e s e a r c ho nt h ec o n s t r u c t i o no fv i r t u a ll o g i s t i c sa l l i a n c em e t h o do fv i r t u a ll o g i s t i ce n t e r p r i s e s a n df o rt h ea c c u r a c yo fs e l e c t i o n , t h ea r t i c l ep r o p o s e si m p r o v i n gr b fn e u r a ln e t w o r kf o rp a r t n e rs e l e c t i o n t h ea c c u r a c yo fc o n s 缸- u c t i o no fv i r t u a ll o g i s t i c sa l l i a n c eo f i m p r o v e d k e yw o r d s ：v i r t u a ll o g i s t i c se n t e r p r i s e ；l o g i s t i c sa l l i a n c e ；d a t am i n i n g ；n e u r a ln e t w o r k大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成硕士学位论文：面回航运企些的虐拯物沆送墅笪掏建班究：。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担、，空论文作者签名- 力磐彘， ) 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“大连海事大学研究生学位论文提交、版权使用管理办法”，同意大连海事大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密口，在二年解蜜后适用本授权书。本学位论文属于：保密口不保密口( 请在以上方框内打“”)做作者签名潺翩躲巾暂日期：户年，月) ，je t面向航运企业的虚拟物流联盟的构建研究第1 章绪论1 1 研究背景由于我国经济长期稳定的快速发展和世界制造业的东移，我国正逐渐成为亚太乃至世界的制造中心和加工贸易中心，庞大的航运市场预期需求加重了国际上各航运巨商对我国市场的关注和争夺。1 1 1 我国社会化的物流市场需求的兴起目前，物流产业作为第三利润源泉，在我国还只是处于开发初期，物流服务刚刚起步，市场开发的潜力和空间很大。我国物流需求主要有三个来源：( 1 ) 改革开放以来外资大量进入，众多国际跨国企业集团纷纷在我国投资经营，设立的中外合资和外商独资企业国际化运作程度高，物流服务需求强烈，是我国最大的物流需求方；( 2 ) 我国民营企业在市场经济竞争中获得迅猛发展，随着企业规模的扩大和经营的规范化、科学化，必然要求有通畅的物流系统支持，由于大部分民营企业自身不具备物流能力，对社会化的物流服务需求也很迫切；( 3 ) 固有企业的改革不断深入，为降低经营成本，提高企业的核心竞争力，需要剥离企业的非核心业务，将运输、配送、仓储、简单加工、包装等业务外包，在市场上寻找物流服务提供商。国有企业将会是物流服务提供商潜在的大客户。1 1 2 我国航运企业面临的新形势在我国加入w t o 后，随着航运市场、海运辅助服务和内陆相关物流产业的市场准入限制的逐步放开，外资航商将会对我国航运市场和相关服务领域展开更猛烈的攻势，并显现出新的竞争焦点，那就是外资航商凭借其雄厚的财力、灵活的经营手段和先进的技术、管理经验，逐步对我国物流市场的渗透和占领。相比之下，不论在物流领域的发展速度，或在物流理念、物流系统的设计、服务质量等方面我国航运企业与国外航运企业相比都存在较大差距，我国航运企业若不加快发展综合物流服务，在今后的竞争中将很难立足。面对这种竞争形式，我国航运企业应该跳出局限于航运领域内的以降价为中心的无序竞争，尽快调整自己的经营竞争战略，加快发展物流产业，通过培育物第1 章绪论流服务能力作为自己的核心竞争力，发展和扩大在新兴的物流市场的占有份额。1 1 3 我国航运业发展物流产业的优势就我国航运企业而言，准确认识物流市场发展的规律，及时切入这一领域，可为自身赢得难得的发展机遇。从发达国家物流发展的历程看，运输企业是物流服务的主要推动者和提供者，具有发展物流服务的优势和条件，就是因为：( 1 ) 航运企业经过长期经营，已经在沿海、沿江和内陆城市具有相对完善的航运代理网络优势，有的还拥有港口码头、仓库、堆场等陆上基础设施，具备了开展物流服务的基本硬件条件；( 2 ) 航运企业在激烈的市场竞争中锻炼培养了一大批人才队伍，他们精通管理和营销，有开拓进取意识，是航运企业发展物流业务的中坚力量：( 3 ) 相对于其它物流服务提供商而言，航运企业有较雄厚的资金实力和经营管理水平，在经营过程中已经培植自己的品牌优势，能够赢得物流需求方的信赖；( 4 ) 航运企业接触的客户范围广泛，与众多的客户建立了长期合作关系，这对未来开发物流市场是一笔重要的资源。1 1 4 增强我国集装箱运输合作刻不容缓目前我国从事全球集装箱运输的公司主要有中远集运、中海集运等。中远集运、中国远洋运输集团所属专门从事海上集装箱运输的核心企业，目前拥有1 2 0艘集装箱船，总箱位2 3 6 万t e u ，年箱运量4 0 0 万t e u 。截至2 0 0 3 年8 月，运力排名世界笫9 位，箱运份额约占全球总额的3 2 ，开辟有2 0 多条全球运输主干航线。中海集装箱运输有限公司是中国海运集团所属企业，目前拥有船舶近1 0 0艘，总箱位1 7 7 万t e u ，截至2 0 0 3 年8 月，运力排名世界第1 4 位，箱运份额约占全球总额的2 4 ，开辟有数十条国际集装箱班轮航线，尤其在内贸集装箱运输市场上实力较强。虽然两家公司在全球集装箱班轮运输公司排名中均居前列，但整体实力与境外集运公司相比仍有待提高。以马土基海陆公司为例，截至2 0 0 3 年8 月，马土基一海陆总运力达到9 1 2 4 万t e u ，占全球市场份额的1 2 5 ，而中远集运和中海集运两家公司运力合计4 1 3 5 万t e u ，仅及马土基一海陆运力的4 5 3 2 ，两家公司合计占全球市场份额5 6 ，仅及马士基海陆全球市场份额的4 4 8 。2面向航运企业的虚拟物流联盟的构建研究面对来势汹汹的境外集装箱运输公司的挑战，增强我国集装箱运输公司的整体竞争力刻不容缓。1 2 研究现状根据产业组织学的原理，企业组织形式的选择从根本上说是为了获得一种有效的协调机制。它的存在旨在引导人、财、物的合理流动，以最低的成本达到企业的生产经营目标。笔者认为虚拟物流联盟即是企业放弃内部交易而选择比较经济合算的市场交易而产生的。也就是说，企业在有限的资源条件下，为了在竞争中取得最大优势，只保留企业中关键的功能，而将其他功能虚拟化。必要时，通过各种方式借助外部资源进行弥补，目的在于以最大效率发挥企业有限资源，并以最快速度响应市场需求。1 2 1 相关概念阐述虚拟物流联盟问题是以物流为合作基础的企业战略联盟，它是指为了取得比单独从事物流活动更好的效果，两个或多个企业通过一定的方式重新整合各成员企业的物流资源，结合成相互信任、共担风险、共享收益的组织。联盟中成员企业不完全以自身利益最大化为行为指南，也不完全以共同利益最大化为目标，而是为了在物流方面形成优势互长、要素双向或多向流动的中间组织。结成虚拟物流联盟问题将为我国的航运企业带来良好的运营效果。面向航运企业的虚拟物流联盟问题是虚拟物流联盟的理念在航运业的应用，面向航运企业的虚拟物流联盟问题是指为了共同开拓市场、应对竞争者而组织的建立在信息网络基础之上的互依互存的航运企业联盟关系，这同时也是为了减少实体联盟日益复杂化所增加的管理成本而出现的新联盟形式。面向航运企业的虚拟物流联盟问题改变了过去实体联盟主要靠股权、合作协议等具有法律效力的契约约束，更多的是通过对行业规章的塑造、对服务标准的控制，以及对服务结果检验标准的掌握来实现的，通过这些“软约束”来协调联盟各方的服务。第1 章绪论1 2 2 研究综述物流联盟问题在国外的发展不过七、八年而已，在国内出现时间更短，目前尽管国内外物流基础状况差别较大，在物流联盟问题组织构成上也存在着显著的不同，但却都显示出强大的生命力，国内外学者也都进行了一定的研究。从国外来看，物流联盟问题的研究和应该都集中在纵向联盟上，也就是供应链上的联盟，其他方式的物流联盟问题的相关研究并不多。由于物流基础好，信息技术发展较早，且信息技术的应用呈连续状态，大多数物流企业的信息化程度都相当高，各企业间的沟通己经比较成熟，因此物流联盟问题的应用具有水到渠成之态势，发展良好。从国内的情况来看，物流发展较为落后，近几年有部分的学者开始从韦物流和物流联盟问题的理论研究，为我国的物流联盟问题理论上奠定了一定的基础。但研究受国外影响较大，理论与我国国情结合不大，并且在应用过程中碰到种种困难，理论结合实际难度较大。现在，国内存在部分物流联盟问题，但大部分只是在互联网技术整合下的具有专业分上特色的物流组织的联合体而己，尚称不上真正的物流联盟问题。1 2 3 典型成果虚拟物流联盟概念的提出不是一蹴而就，其经历了漫长的探索过程。其中，比较具有代表性的研究性概念是“虚拟企业、合作伙伴”。文献【1 指出早在1 9 9 1 年普瑞斯，戈德曼和内格尔在2 1 世纪制造企业研究：一个工业主导的观点中提出了虚拟组织的概念；文献 2 中，伯恩( b y m e ) 将虚拟企业描述成企业伙伴间的联盟关系，初步形成了虚拟企业的定义：文献 3 】从核心能力出发对虚拟企业进行了定义；文献【4 】从生产活动外包的角度出发对伯恩的概念进行了扩充；文献 5 】指出在网络时代，网络与虚拟企业的合作形成一种新型的联盟形态；文献【6 】研究给出了虚拟企业网络化的五个基本要求；文献还有 7 9 从不同角度论证了虚拟企业是在一些相互独立的商业过程基础之上，企业合作伙伴通过信息技术并根据各自的特征进行临时重组：4面向航运企业的虚拟物流联盟的构建研究文献 1 1 - 1 2 用交易费用理论阐述了产生虚拟企业的动因；文献 1 3 】指出建立组织间的合作关系能够有效地降低交易成本；文献【1 4 】研究企业联盟规制问题的经典理论；文献【1 5 】从组织形态的角度出发对虚拟企业相关的系列问题进行了分析，指出虚拟企业是建立在企业层次能力分工的基础上，具有核心能力的单功能组织，虚拟企业是兼具同等程度市场与企业特点的一段组织间的协调安排；文献 1 6 1 将虚拟企业联盟的过程分为联盟伙伴选择，联盟实施，联盟绩效评价：文献【1 7 】提出构建虚拟企业的九个关键要素和四个阶段；文献【1 8 】提出了基于模块化的虚拟企业组建的方法：文献【1 9 】用i d e f o 对虚拟企业的组织设计过程进行了建模研究；文献 2 0 n i 提出了面向业务过程的采用基于t e a m w o r k 的组织形态：文献 2 1 】针对中小型虚拟企业的构建问题提出了盟主决策型、共同决策型、参与决策型等三种类型的组建模式，并探讨了各种模式的适用条件和组建规则；文献【2 2 】指出虚拟企业为了一个共同的商业目标用e m a i l 进行交流和协作，并指出目前理论研究应向客观评价虚拟企业的方向进行；文献 2 3 】介绍了虚拟物流的概念；文献 2 4 】指出对物流业务进行虚拟整合的三个要素：贯穿整个供应链采用“脱期”方式、扩展外包、基于信息整合的物流控制；文献【2 5 】对虚拟物流企业进行了探讨，提出了虚拟物流企业的概念；文献【2 6 】从技术角度、管理角度对构建虚拟企业的相关问题进行了分析；文献【2 7 】阐述合作各方信任的重要性；文献【2 8 】运用威廉姆斯的理论对物流联盟成因的解释：文献【2 9 】提出了虚拟物流企业联盟组建的四阶段模式；文献 3 0 】提出由投入指标、能力指标及兼容指标构成合作联盟构建指标体系；文献【3 1 】应用模糊推理机制来研究合作物流联盟问题；文献 3 2 】应用人工智能来研究合作伙伴的选择；文献 3 3 】提出了一个选择合作伙伴的专家系统；第1 章绪论文献 3 4 】从经济学角度来设计指标体系，在进一步分析了合作总成本的构成及其影响因素后建立了包括显性成本、伙伴的技术能力、客户服务水平等在内的8 个指标；文献【3 5 】提出了一种基于遗传算法的物流联盟及优化模型；文献【3 6 】提出一种较为全面的虚拟企业合作物流联盟的新过程框架结构；文献 3 7 1 分析了“任务相关的因素”和“伙伴相关的因素”的差异；还有多阶段多指标的理想方案法【38 】、时序多指标决策的灰色关联分析法【3 9 】、投影决策方法 4 0 】及案例推理法等。1 3 研究内容本文的研究内容及结构如图1 1 所示。图l _ 1 研究内容f i g 1 1t h es t r u c t u r eo f t h ep a p e r6面向航运企业的虚拟物流联盟的构建研究第2 章基于理论层面的虚拟物流联盟分析2 1 构建虚拟物流联盟的意义2 1 1 定性分析本文结合w i l l i a m s o n 的交易费用理论对于虚拟物流联盟的构建的意义进行定性的分析。( 1 ) 交易费用理论w i l l i a m s o n 认为“企业作为契约人，其核心问题在于节省成本，一项交易要选择交易成本最小的治理结构来完成，因此要把属性各不相同的交易与成本和效能各小相同的治理结构匹配起来”。在w i l l i a m s o n 的思想中有一个重要的维度：资产专用性、交易的不确定性和交易的频率。资产专用性指的是为特定交易而进行的专业化投资，而该投资不能被派给其他用途，或由其他用户配置使用，除非付出生产价值的损失。资产专用性导致双方或者至少一方在交易中有特定利益，形成双边依赖，从而产生复杂的事后治理结构。在有限理性和机会主义这两个行为假设下，通过对治理结构的选择，企业的一体化等边界问题也得到了阐述：不涉及专用性资产的交易，无论交易频率的高或低，与专业化规制结构( 即市场体制) 相匹配。也就是说，市场可以有效地组织此类交易。涉及专用性资产但交易频率低的交易，与三方规制结构相匹配。在交易双方发生冲突时，邀请第三方仲裁，以此为保障机制来降低交易中的不确定性风险。涉及专用性资产且交易频率高的交易，与双方规制结构相匹配。交易双方共同建立起保障机制，如相互持股、由买方在供应方做专用性资产投资等，而不是在发生纠纷时借助第三方来解决。资产专用性高且交易频率高的交易，与一体化规制结构( 即企业体制) 相匹配。交易双方成为企业的不同部门，交易内在化于企业完成，由企业家来协调。( 2 ) 基于交易费用的分析从交易的全过程看，有助于减少相关交易费用；提供个性化物流服务建立起来的相互信任和承诺，也可减少各种履约风险。7第2 章基于理论层面的虚拟物流联盟分析从交易主体行为看，将促使契约人之间的“组织学习”，从而提高双方对不确定性环境的认知能力，减少因交易主体的“有限理性”而产生的交易费用；联盟企业之间的长期合作将在很大程度上抑制交易双方间的机会主义行为。从交易特性的三个方面看，实现分属于不同契约人的专用性资产的共有；针对高频率的交易建立一种长期的契约安排，减少单位交易所承担的交易费用。2 1 2 定量分析航运业作为一种具有地域特性的行业，其具有明显的寡占市场特征【7 0 1 。结合著名的寡占市场模型( 伯特兰德模型) ，本文从定量的角度对于构建虚拟物流联盟的意义进行分析。为了便于直观地反映问题的特性，作如下假设：假定在某一区域存在胛个相同( 相似) 规模的航运企业，这些企业为了占有市场而展开竞争。同一区域一定时期内生成的物流的总量假定为恒定量，导致，1 个企业所竞争的业务总量也是一个固定值：每个企业的物流能力的决策相互独立，相互没有协商，耗时大概相同。假设存在2 个航运企业，分别表示为k 和k + l ，相应物流服务价格为忍、只+ l o两个港口各自的需求函数满足：q k = 吼i ，p k “) = 吼一钆所+ 以p 七“( 2 1 )q = q 扫i ，p ) = 口m - b k + l 仇+ 以+ l p ( 2 2 )其中：吼和g 。分别表示航运企业七和k + l 的业务量；a i ( f = 伽，k + 1 ) ) 表示市场对于航运企业f 产品的最大需求量；b t ( f = 征，后+ 1 ) ) 表示航运企业f 的价格变化一个单位，对于本企业的影响；吐( f = 伽，| + 1 ) 表示航运企业f 的物流产品替代系数。两个航运企业每单位业务量的物流成本为q 和c ，。假设航运企业k 的策略空间为：“= 【0 ，最。j ，航运企业七+ 1 的策略空间为：以“= 【o ，最+ 。一j ，其中钆和丑+ ，一表示企业还能吸引货物的最高价格。所以，得到航运企业k 和k + 1 的利益满足：矾= u 1 0 i ，p i + 1 ) = p k q t c k q 女- - ( r i c t ) g i = 0 i c i x a k b k + d i p t + 1 ) ( 2 3 )1 叱“慨“宅：乏麓老：翥亿a ，= 0 m 一+ ，。一钆+ 。+ 矾+ 。p 。)”一7面向航运企业的虚拟物流联盟的构建研究对( 2 3 ) 和( 2 4 ) 依次取倔导数，当偏导数为0 时，求得最大僵，满足：仇= 盟学( 2 5 )p 旷型笺 纽( 2 6 )观察以上两个函数，一定存在交点b ：，p ：+ ) ，使得两个航运企业达到纳什均衡。容易求得：成：盟虹血掣+ 鱼删( 2 7 )“4 b k b m - d k 吼+ l 。4 b i b k + i d k d m小划4 b k b k + l - d k d k + l + 鹆箬掣c z 8 ，那么，代入( 2 3 ) 和( 2 4 ) 得到两个航运企业的均衡利益。但若两个企业建立虚拟物流联盟，相互通过信息共享，实现一个统一定价p 。那么，两个航运企业的利益满足：u = o c 一6 + 咖)( 2 9 )为了便于分析问题，不妨假设d = d t = d k + l ，b = b i = 以+ l 及a = a k = a k “，q = c = c 。对( 2 9 ) 进行展开，得到：u = 勿2 + 0 一b 一耐) p c ( a 一6 )( 2 1 0 )显然，当p = 鱼警为可能的最大值。为了简化计算量，在不影响分析结桌的情况下，假设口= 甜& 6 = 觑，那么容易得到p 卜耳= 咒，。那么，自然甜+ 卜：= 甜厶。通过递推的方法容易将其推广到多个港口的问题求解中。综合以上分析，可以看出当形成虚拟物流联盟后将提高物流服务价格，使得尽可能多的企业获利。2 1 3 总结结合以上的理论分析，落回到论文研究的主体上，分析一下我国航运企业的情况。我国港口长期在计划经济体制的影响中运营，虽然经营状况在不断的改革9第2 章基于理论层面的虚拟物流联盟分析中逐渐得到改善，但是面对如今客户不断增长的服务要求和入世后竞争日益激烈的物流市场，我国的航运企业在独立经营物流业务时暴露出许多的问题：( 1 ) 重复建设现象严重：许多航运企业都在谋划掘深航道，建设大吨位码头，谁都不甘愿落后，造成港口资源、物流资源的重复建设；( 2 ) 我国绝大多数的港口物流企业的规模都很小，物流服务水平低下，谈不上规模效应，严重影响港口物流企业经营效率和企业竞争力；( 3 ) 恶性竞争频繁：企业为竞争有限的市场而大打价格战，使航运企业共同遭受严重的损失；( 4 ) 国内的航运企业由于自身能力所限，往往无力承担巨额开发费用和科研风险，使得企业无法用高科技、高质量的物流服务参与国际市场的竞争。而结合以上两节的分析，航运企业结成虚拟物流联盟问题将带来良好的效果：( 1 ) 以限制恶性竞争，使企业建立长期合作关系，有利于降低企业成本，实现效益最大化；( 2 ) 有利于实现规模经济，使航运企业整体壮大，提高市场竞争力：( 3 ) 有利于企业间优势互补、信息共享，提高物流服务水平，扩大市场份额；( 4 ) 可以有效的提高港口资源利用率，减少重复投资和资源浪费；( 5 ) 可以促进科技开发和进步。总体来说，竞争越激烈，合作越重要，如果说竞争需要的是魄力，那么联盟需要的则是企业经营者的胸怀和勇气。我国港口的未来一定不是属于那些单枪匹马、以邻为壑的竞争者，而是属于那些在共同目标下结成联盟的开创者。2 2 构建流程随着物流业务的深入和专一化发展，制造企业与物流企业之间通过联盟的方式建立合作伙伴关系，共同承担物流业务成为目前航运企业物流的发展战略，尤其是以第三方物流为中心的中小型航运企业，纷纷组建各种物流联盟，尤其是不涉及股权安排的松散联盟。因此，虚拟物流联盟是物流联盟发展的新方向。面向航运企业的虚拟物流联盟的构建研究图2 1 构建虚拟物流联盟的基本流程f i g 2 1t h eb a s i cw o r k f l o wf o rb u i l d i n gt h ev i r t u a ll o g i s t i c sa l l i a n c e如图2 1 ，虚拟物流联盟的构建是建立在对于环境和场合详细分析的基础上的。而很好地选取合作伙伴是问题实现的关键。具体而言：虚拟物流联盟是为快速响应市场需求而建立的一种临时性组织。在虚拟物流联盟建立之前，企业需要识别市场机遇，并分析和确定响应该机遇所需的资源，对企业现有能力和机遇所需求的能力之间的差距进行分析，以决定如何响应市场机遇。可以结合企业的战略目标以及自身的资源情况选择企业并购或组建虚拟物流企业。若市场风险较大，则也可选择紧缩战略，退出这一领域的竞争。同时在选择合作伙伴之前核心企业必须先对任务分解，通过不同企业在不同的物流环节贡献各自的核心物流能力来共同合作，环环相扣，最终将产品送到用户手里，从而完成一个物流过程。这样做同时缩小了每一类伙伴企业选择时的范第2 章基于理论层面的虚拟物流联盟分析围，提高了伙伴选择的准确性。在确定了伙伴类别后，需进一步明确伙伴选择的范围，从而确定伙伴选择方法，提高选择的效率和准确性。1 2面向航运企业的虚拟物流联盟的构建研究第3 章基于改进r b f 的虚拟物流联盟构建研究3 1 人工神经网络3 1 1 概述人工神经网络( a r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r k ，简称心州) 是近十几年来迅速发展的一种建模方法。神经网络有以下四个突出特性【柏】：( 1 ) 它的信息处理的并行机制可以解决大规模实时计算问题，可以使控制系统具有快速和高容错性的特点，这与人脑的思维、判断问题的方式极为相似。虚拟物流联盟构建正要模仿人脑综合分析、判断得出相应评估结果的过程；( 2 ) 由于自身结构的特点，使其易于多变量系统的辩识和控制，且与其它逼近方法相比更经济。选择虚拟物流联盟构建时，构建的指标是一个高维多输入问题；( 3 ) 对复杂不确定问题具有自学习和自适应能力。虚拟物流联盟构建正是一个复杂且不确定问题：( 4 ) 它具有很强的信息综合能力，能同时处理定量和定性的信息，能很好地协调多种输入信息的关系，适用于多信息融合技术。虚拟物流联盟构建指标中，定量和定性的指标同时存在，神经网络恰好可以解决这个问题。3 1 2 基本模型人工神经网络是对生物神经系统的模拟，它对信息的处理功能是由网络单元( 神经元) 的输入输出特性( 激活特性) 、网络的拓扑结构( 神经元的连接方式) 、连接权的大小( 突触连接强度) 和神经元的阀值( 可视为特殊的连接权) 等所决定的。按照神经元连接方式的不同，我们可以将神经网络分为前向网络、有反馈的前向网络等。( 1 ) 前向网络神经元分层排列，分别组成输入层、中间层( 也称隐层，可以有若干层) 和输出层。每一层神经元只接受来自前一层神经元的输入，后面的层对前面的层没有信号反馈，输入模式经过各层的顺序传输，最后再输出层上得到输出。感知器、误第3 章基于改进r b f 的虚拟物流联盟构建研究差反向传播算法( b p 算法) 和径向基函数( r b f ) 神经网络所采用的网络结构均属于前向网络。( 2 ) 有反馈的前向网络从输出层到输入层有信息反馈，这种网络可以用作存储器，如神经认知机和h o p f i e l d 递归网络就属于这种网络。神经网络的工作过程主要分为两个阶段，第一个阶段是学习阶段，此时各计算单元状态不变，各连线上的权值通过学习来修改；第二个阶段是工作阶段，此时连接权固定，计算单元状态变化，以达到某种稳定状态。从作用效果上看，前馈网络主要是函数映射，可用于模式识别和函数逼近；反馈网络主要用作联想存储器和解决优化问题。通常，神经网络的学习规则可分为有导师学习和无导师学习两种。3 2r b f 网络1 9 8 5 年，p o w e l l 提出了多变量插值的径向基函数( r a d i a l b a s i s f u n c t i o n - 一r b f )方法1 。1 9 8 8 年，b r o o m h c a d 和l o w e 首先将r b f 应用于神经网络设计，对径向基函数和多层神经网络进行了对比，揭示了二者的关系。m o o d y 和d a r k e n 在1 9 8 9年提出了一种新颖的神经网络一径向基函数神经网络( r a d i a lb a s i sf u n c t i o nn e u r a l n e t w o r k - - r b f n n ) 【4 2 1 。同年，j a c k o n 论证了径向基函数网络对非线性连续函数的一致逼近性能。r b f 神经网络这一新颖的网络类型的出现，给神经网络的研究及应用带来了新的生机。r b f 神经网络可以根据问题确定相应的网络拓扑结构，学习速度快，不存在局部最小问题。它的优良特性使得它正显示出比b p 网络更强的生命力，正在越来越多的领域内成为替代b p 网络的一种新型网络【4 3 】。如果函数h r ( r 。) 是径向的，则存在函数庐l 2 ( r ) ，对于垤r 。，则下式成立： ( x ) = 矧x 眇( 3 1 )其中，是x 的欧几里德u c l i d e a n ) 范数，并且其傅立叶变换也是径向的。径向基函数的一个通用表达式为：1 4面向航运企业的虚拟物流联盟的构建研究 o ) = 眙一c ) r e 。1 g c ) )( 3 2 )其中，妒表示径向基函数( 如g a u s s i a n 函数和m u l t i q u a d r i c 函数等) ，c 表示函数的中心向量，e 是一个变换矩阵，通常为e 1 1 c l i d e 纽矩阵。g c y e - 1 g c ) 是在矩阵e 的定义之下对输入向量工与向量中心c 的距离的一种衡量。如果e 是e u c l i d e a n 矩阵，在这种情况下e = r 2 1 ，为径向基函数的半径，则上式可以简化为： g ) = 妒骶一c ) 7 g c 彬r 2 ( 3 3 )一般情况下，又进一步简化为： g ) = 矿戤一c ) 2 ，2 ( 3 4 )径向基函数还具有一个重要特征，即随着与某一中心点的距离的增大，函数曲线呈单调递减( 递增) 趋势。下面是几类常用的径向基函数，如：g a u s s i a n 函数：矿日k i i ) ：e 川m u l t i q 。a d r i 。函数：) ：6 + z 芦i n v e r s eu u l t i q u a d r i e 函数：0 ：6 + i i x l l 2 广c a u c h y 函数：日) 。6 + 2 ，1在一维的情况下，其函数的图形如图3 1 所示，其中c = o ，r = l 。图3 i 几种常用径向基函数f i g 3 1c o m m o nu s e dr a d i a lb a s i sf u n c t i o n s第3 章基于改进r b f 的虚拟物流联盟构建研究由上图可见，随着与中心点距离的增大，g a u s s i a n ，i n v e r s em u l t i q u a d r i e ，c a u c h y 函数是单调递减的，m u l t i q u a d r i c 函数曲线单调递增形如g a u s s i a n 函数这种呈单调递减性的径向基函数具有良好的局部特性( 只在中心点附近的某一邻域内响应显著，随着与中心点距离的增大，其值逐渐趋近于零) ，因此，这类径向基函数在实际中应用比较广泛1 4 4 。3 2 1r b f 神经网络结构魄似)g - a 甚吃量詹鞲出图3 2r b f 神经网络结构f i g 3 2t h es t r u c t u r eo f r b fn e u r a ln e t w o r kr b f 神经网络属于多层前向网络。同许多b p 网络一样，它也是一种三层静态前向网络，其拓扑结构如图3 2 所示。第一层为输入层，由信号源结点组成；第二层为隐含层，其神经元数视所描述问题的需要而定：第三层为输出层，它对输入模式的作用做出响应。构成r b f 神经网络的基本思想是：用径向基函数作为隐层神经元单元的“基”构成隐含层空间，这样就将输入矢量直接( 而不通过权连接) 映射到隐层空间，当径向基函数的中心点确定以后，这种映射关系也就确定了，并且这种映射关系是非线性的，而隐层空间到输出层空间的映射是线性的，即网络的输出是隐层神经元单元输出的线性加权的和【4 5 1 。3 2 2r b f 神经网络的映射关系由上面的分析可知，r b f 神经网络的映射关系由两部分组成( 设输入维数为n ，隐单元数为m ，输出维数为p ) ：第一部分：从输入空间到隐含层空间的非线性变换层：1 6面向航运企业的虚拟物流联盟的构建研究州= n ix - c ji i , o j ，一e x p ( - 吲 s ，其中，矽( ) 为隐层单元的变换函数( 即径向基函数) ，它是一种局部分布的对中心点径向对称衰减的非负非线性函数，一般取高斯函数。其中：| 1 1 i 表示范数，通常取2 范数；x 为甩维输入向量，即x = k i ，x 2 ，】；c ，为第_ ，个隐层单元的中心；盯，为第_ ，个隐单元非线性变换函数的宽度。第二部分：从隐含层空间到输出层空间的线性合并层，输出为：厂g ) = ( x ) ( 3 6 )其中：w ，为第，个隐层单元与输出之间的连接权；肌为隐单元数。在r b f 网络中，隐含层执行的是一种固定不变的非线性变换，将输入空间映射到一个新的空间，输出层在该新的空间中实现线性组合器的功能，可调节的参数就是该线性组合器的权。构造和训练一个r b f 神经网络就是要使映射函数通过学习，确定出每个隐层神经元基函数的中心。，宽度盯以及隐层到输出层的权值一这些参数的过程，从而可以完成所需的输入到输出的映射。与b p 网络单纯由权参数构成不同，r b f网络的三部分参数在映射中所起的作用是不同的。隐含层的中心和宽度代表了样本空间模式及各中心的相对位置，完成的是从输入空间到隐含层空间的非线性映射，而输出层的权值是实现从隐含层空间到输出空间的线性映射嗍。必须明确，r b f 网络的核心是隐含层的设计，中心和宽度的选取合适与否将从根本上影响r b f 网络的最终性能。在r b f 网络结构中，对于训练样本而，五) ) ：d ，通常取性能指标为：e ：芝降瓜) 2，= l 1 7( 3 7 )第3 章基于改进r b f 的虚拟物流联盟构建研究如果在误差准则的基础上加上一项惩罚项，则性能指标可以写为：c = 艺l 弘一g ，) l + 乃谚( 3 8 )其中五为惩罚因子，通过引入惩罚项来迫使参数的调整产生平滑的逼近。根据r b f 神经网络映射关系，其数学描述可以写为：刷= 薯_ g = 薯e 爿一斟1 h j ， 。，通过上述描述可知，指标e 是关于中心c 、宽度盯和权值矽的函数。r b f 网络的训练就是针对一组样本，使e 趋于最小。从而我们可以发现，r b f 网络中所利用的非线性径向基函数的形式对网络性能的影响并不是至关重要的，关键因素是对基函数中心、宽度和权值的确定。对于输出层的权重可以通过d e l t a 规则或一些其它传统的统计方法如伪逆矩阵来确定。对于大样本输入，如果每个训练样本都用来作为高斯基函数的中心，那么网络将变得非常庞大，难以处理，而且会倾向于过拟合；如果从训练样本中随机选取一个子集作为网络的中心，就不能满足带噪声的样本。常用的方法是首先对样本进行聚类，以聚类中心作为隐层神经元的中心，这个过程通常是无导师学习过程；然后以每个样本为学习样本对神经网络进行训练以对输出权值进行修改，这个过程称为有导师的学习过程。3 2 3r b f 网络与叩网络的比较b p 神经网络具有逼近任意连续函数和非线性映射的能力，因此在人工神经网络研究领域中得到了广泛的应用。其结构简单，可操作性强能够模拟任意的非线性输入输出关系。但是它也存在着学习收敛速度慢、容易陷入局部极小而不能得到全局最优解等缺点。r b f 神经网络与b p 神经网络最大的不同就是r b f 神经网络采用高斯函数作为径向基函数，体现了r b f 神经网络的非线性映射能力。相对于b p 神经网络而言，它具有较快的学习速率，并且由于基函数的局部逼近特性，它不仅能够逼近任意连续函数而且还不存在局部极小值问题，因而具有优秀的全局逼近能力。1 8面向航运企业的虚拟物流联盟的构建研究在样本充足的情况下，无论系统是否是非线性都可以找到恰当的映射。因此被广泛应用在函数逼近、数据挖掘、系统预报等领域。但是r b f 神经网络的非线性能力主要体现在隐层神经元的基函数上，而基函数的特性又是由基函数的中心和宽度决定的，所以如何从学习样本中恰当的选择r b f 神经网络的中心及宽度，是提高r b f 网络性能的最主要的问题【4 刀。3 3r b f 神经网络的学习算法分析在r b f 网络中，输出层和隐含层所完成的任务是不相同的，学习的策略也不相同。输出层是对线性权进行调整，采用的是线性优化策略，学习速度较快。而隐含层是对作用函数的参数进行调整，采用的是非线性优化策略，学习速度较慢。r b f 网络的非线性映射能力体现在隐含