基于DEA模型的广西物流服务效率评价研究.docx

基于 dea 模型的广西物流服务效率评价研究乐小兵，王瑛( 梧州学院，广西梧州543002)摘要: 以物流业的固定资产投资、能源消耗和物流业从业人数为投入指标，货运量、货物周转量和物流产值为 产出指标构建了区域物流效率评价指标体系，运用 dea 效率评价模型，对广西 20042011 年物流系统的综合相 对有效性、技术有效性、规模效益有效性和超效率进行分析，结果显示广西物流投入产出总体有效性为 50% ， 在综合相对无效的决策单元中个别年份存在着经营效率低下和资源的浪费现象。关键词: 物流; 数据包络分析; 效率评价; 广西中图分类号: f026. 1; f25文献标志码: a文章编号: 1000 7695 ( 2014) 05 0054 04logistics efficiency evaluation for guangxi based on dea modelle xiaobing，wangying( wuzhou university，wuzhou 543002，china)abstract: the paper takes the investment of the logistics industry in fixed assets，energy consumption and the number of employees in logistics as input indicator，and quantity of shipments，turnover of freight traffic，and logistics production as output indicator to build an efficient evaluation index system of regional logistics it also analyzes integrated relative effec- tiveness，technical，scale，effectiveness and high efficiency in guangxi during 2004 2011，with dea as the efficiency e- valuation model，which shows that logistics input output overall effectiveness in guangxi is 50% and that there exists op- erational inefficiency and resources waste in the individual year in integrated relatively ineffective decision making unit key words: logistics; dea; efficiency evaluation; guangxi现代物流业作为现代经济的重要组成部分和工 业化进程中最为经济合理的综合服务模式，正在全 球范围内得以迅速发展。在我国，物流产业也被列 为十大产业振兴规划之一，物流产业已成为国民经 济发展的动脉和基础产业，同时也被喻为促进经济 发展的 “加速器”。要想准确的掌握物流活动运行 情况，必须对物流系统进行有效的评价，从而正确 诊断不同物流资源投入的实际经营水平，实现资源 合理配置，以提高物流系统的运行效率。区域物流 系统效率评价已经成为区域经济发展的有机组成部 分，全面合理的效率评价对协调区域经济的发展具 有举足轻重的作用。为此，学者们做了大量的研究，分别建立了物 流系统效率评价体系，提出了随机前沿分析、模糊 综合评 价、 线 性 加 权 和、 数 据 包 络 分 析 ( dea) 、 dea ahp 等评价方法。michael1从用户的角度分 析了影响物流企业生产率的因素，得出用户对物流 企业的信任和及时的沟通是影响物流企业效率的直 接原因，而满意度、机会行为以及企业信誉则是通 过影响信任而成为影响物流企业生产效率的间接原因; 刘秉镰，余泳泽2采用数据包络分析模型和托 宾模型，利用省际面板数据对我国物流业地区间效 率及其影响因素进行分析，研究结果发现我国区域 物流综合技术效率不高; 余泳泽，武鹏3 利用随机 前沿生产函数测算了中国物流产业的效率，结果得 出我国物流产业效率整体不高，但处于稳步上升阶 段，区域间效率差异有逐步缩小的趋势; 黄勇，徐 景昊4采用数据包络分析方法对中部地区社会物流 效率进行分析与评价; 刘满芝，周梅华，杨娟5 应 用 dea 模型对江苏省 13 个城市 2006 年的城市物流 效率进行对比分析，从投入冗余和产出不足两方面 分析非 dea 有效单元的城市物流存在的问题。从以上研究可以看出，不同学者采用不同的方 法，从不同的是视角对物流系统效率进行评价。本 文主要基于数据包络分析法 ( data envelopment analy- sis，dea) ，建立 c2 模型、模型 c2 gs2 和 ec2 模 型对广西物流系统投入产出效率的相对有效性、技 术有效性和规模效益有效性进行评价，揭示广西物 流发展过程中存在的问题。 dea 法是一个对多投 入、多产出的多个决策单元的效率评价方法，是著收稿日期: 2013 04 27，修回日期: 2013 07 08基金项目: 广西教育厅科研项目 “产业转移视角下广西物流能力评价体系研究” ( 201106lx560)名运筹 学 家 a charnes 和 w. w. cooper 等 学 者 在 “相对效率评价” 概念基础上发展起来的一种新的 系统分析方法6。很多学者在研究效率评价问题时 都采用 dea 法，如吴琦和武春 友7，魏 楚和沈满 洪8分别基于 dea 方法建立能源效率评价模型; 邓 波，张学军，郭军华9运用三阶段 dea 模型对我国 2008 年区域生态效率进行实证研究; 王恩旭和武春 友10建立基于 dea 模型的生态效率投入产出指标 体系，运用超效率 dea 模型对中国 30 个地区的生 态效率进行测度; 林坦和宁俊 飞11 使用零和 dea 模型对欧盟国家 2009 年的碳排放权的分配效率进行 评价。这些研究充分说明采用 dea 法对物流系统效 率进行评价研究是十分有效的方法。1 dea 模型1. 1 dea 模型评价原理dea 模型利用线性规划方法构建效率测量模 型，通过样本参数数据对多投入多产出决策单元 ( dmu，decision making unit) 进行生产率的评价或 处理。charnes、cooper 和 hodes12最初所建立的测 量模型为 cc 模型，也称非限制性 dea 模型。根 据线形规划的双重特性，对 cc 模型进行二元性分 析变化，可得到以输入为导向的效率评价模型，即判断决策单元的规模增减性: 当 k = 1，说明决策单 元具有恰当的投入规模，是规模效益有效的; 当 k1，说明决策单元的规模偏大，是规模效益递减 的; 而当 k1，则说明决策单元的规模偏小，是规模效益递增的，其次，判断决策单元的技术有效性， 判断决策单元的技术有效性可以通过建立 c2 gs2 模 型来评价。1985 年 charnes、 cooper、 golany、 seiford 和 stutz 等对 cc 模型进行改进，将效率评价模型从不 可变规模收益环境下扩展到可变规模收益环境，并 创建了 c2 gs2 评价模型。c2 gs2 模型是 dea 模型中 一种适合评价纯技术效率有效性和规模效率有效性 的方法，c2 gs2 模型主要用于评价决策单元之间的 技术有效性。c2 gs2 模型的数学表达式为:c2 效率评价模型13，模型主要用于评价决策单元其中 s 和 s + 为剩余和松弛变量，x表示投入指j之间的综合相对有效性。c2 模型数学表达式为:标，yj 表示产出指标，j 表示权系数。当最优值时 = 1，说明决策单元是技术有效的，否则，为非技术有效。1. 2dea 模型评价步骤第一步，选择 m 个输入指标，p 个输出指标， 这样由 n 个决策单元构成了多指标投入和多指标产 出的评价系统。第二步，建立每一个决策单元的 c2 模型，如( 1) 所示。第三步，求解每个决策单元相应的 c2 模型，得到各决策单元对应的 、j 、s、s + 。j其中 s 和 s + 为剩余和松弛变量，x表示投入指第四 步， 根 据 求 解 结 果， 判 断 各 决 策 单 元 的相对有效性、规模有效性和技术有效性。标，yj 表示产出指标，j 表示权系数。在 ( 1 ) 式 中，若最优值 = 1，并且在最优解中有 s = s + = 0，dea第五步，若决策单元为非 dea 有效，建立决策则说明该决策单元为 dea 有效，此时，决策单元既单元 j 的 c2 gs2 模型，如 ( 2) 所示，根据求解结果是规模有效，又是技术有效，说明在这 n 个决策单 元组成的经济系统中，该决策单元的生产要素组合 已经达到最优状态; 若最优值 = 1，并且在最优解中有 s 0 或 s + 0，则说明该决策单元为弱 dea有效，此时，决策单元为规模无效，或技术无效;若 1，则说明该决策单元是非 dea 有效的，而且 值越小，一般说明其相对有效性越低，可以对决判定决策单元的规模有效性和技术有效性。2实证研究2. 1评价指标和数据的选取对物流效率评价有许多指标，每个学者基于不 同的视角，会做出不同的指标体系。weber14 提出 使用价格、退货率、推迟到货率这三个指标来评价15策单元的相对有效性进行比较和评价。对于非 dea物流效率; 肖丹，刘联辉以民用汽车拥有量、通有效的决策单元，可进一步判断其规模和技术的有n效性，首先可由模型的最优解计算 k = j / 的值，车里程和物流业从业人数为投入指标、地区生产总值和货物周转量为产出指标构建了城市物流效率评16j = 1价指标体系; 董鸿瑜从物流人才、 物流基础设56乐小兵等: 基于 dea 模型的广西物流服务效率评价研究施、物流服务质量和成本、物流信息化程度、物流 业务需求等方面对武汉建设物流中心枢纽城市进行 swot 分析; 陶存新、陈定方17用物流业固定资产 投资额、城市社会货运量总额、物流业增加值、城 市基础环境条件等指标评价城市物流能力。本文在文献研究的基础上，从人力、物力、财 力的角度，并考虑数据的可获得性，选取交通运输 仓储和邮政业的固定资产投资、能源消耗、交通运 输仓储邮政从业人员作为物流系统的投入指标，选 取货运量、货物周转量、交通运输仓储和邮政业的 产值作为物流系统的产出指标。广西物流系统投入 产出指标体系如下表 1:表 1 广西物流系统投入产出指标体系指标类型指标名称单位指标说明表 4 c2 模型求解结果 变量 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 10. 87430. 8973110. 86880. 9129 1110. 65960. 58070000 020000000 030000000 04000. 16551000 0500. 20290. 2044010. 12930 060000000 070000000 0800. 00890000. 61760. 8415 1s100000084. 9637 0s20014. 53340000 0s300. 74540004. 20994. 0987 0s402167. 341762. 210001113. 05 0s50000068. 57570 0s60000028. 177514. 7732 0注: s1，s2，s3，s4，s5，s6 分别对应于 x1，x2，x3，y1，y2，y3交通运 输、 仓 储 和 邮 政投业的固定资产投资 ( x1) 入能源消耗 ( x2)指亿元万吨标准煤反 映 物 流 产 业 的 资 金 投入一定程度上反映物流 基 础设施的投入由评价结果表 4 可 以 看 出， 在 2004 年、2007 年、2008 年、2011 年这四个决策单元中最优值 =标交通运 输、 仓 储 和 邮 政反映物流从业人员和 人1，且 s = s += 0，这说明 2004 年、2007 年、2008从业人员 ( x3)万人力资源的投入反映运输生产成果的 指年、2011 年这四个决策单元为 dea 有效。2005 年、2006 年、2009 年、2010 年这四个决策单元的最优值货运量 ( y1)万吨产出指货物周转量 ( y2)亿吨公里 标交通运 输、 仓 储 和 邮 政3业的产值 ( y )亿元标，体现着运输业为国 民经济服务的数量能较全面的反映物流 运 输的成果反映物流发展的规模 和 水平1，这说明 2005 年、2006 年、2009 年、2010 年 这四个决策单元为非 dea 有效的。对非 dea 有效 的决策单元，进一步计算 k 值判断决策单元的规模 增减性，规模效益递增是指所有生产要素按同一比 例发生变化时，产出水平以较大的比例发生变化;规模效益递减是指所有投入要素按某一比例发生变本文选取广西 20042011 年的数据，把 20042011 年每一年的物流投入产出数据作为一个决策单 元 ( dmu) ，8 个 dmu 的原始数据如下表 2 所示: 表 2 广西 2004 2011 年物流业投入产出原始数据 年份20042005200620072008200920102011x1t化时，产出水平以较小的比例发生变化; 规模效益 有效是指所有投入要素按某一比例发生变化时，产 出水平以不变的比例发生变化。并建立决策单元的c2 gs2 模型， 判断决策单元的技术有效 性。 利 用winqsb 软件求解，结果如下表 5 所示:表 5 c2 gs2 模型求解结果152. 50 221. 38 246. 07 299. 75 404. 29 831. 88 1093. 54 1085. 49 投( 亿元)n相对技术规模入x2t指 ( 万吨标准煤)4308. 2 4868. 57 5390. 35 5997. 38 6497. 05 7074. 96 7918. 97 8591. 36年份 jkj = 1有效性 有效性 有效性标x3t( 万人)y1t产( 万吨)出y2t指 ( 亿吨公里) 标y1t( 亿元)108. 87 109. 13 114. 53 106. 44 107. 31 80. 6895 82. 184. 237118 41025 45454 50152 84950 95076 113445 1361431095. 66 1208. 91 1338. 95 1516. 55 2210. 23 2365. 62 2926. 77 3478. 23211. 15 213. 99 235. 72 266. 9 337. 3 378. 75 480. 17 588. 2200411k = 1有效有效有效20050. 87140. 8743k10. 9875 无效无效递增20060. 95060. 8973k10. 9385 无效无效递减200711k = 11有效有效有效200811k = 11有效有效有效20090. 74690. 8688k11无效有效递增20100. 84150. 9129k11. 0695 无效无效递增201111k = 11有效有效有效注: 数据来源为 20052012 年 广西统计年鉴2. 2物流效率的 dea 有效性分析根据 20042011 广西物流产业投入产出原始数 据，建立 c2 模型，利用 winqsb 软件求解，结果 如下表 4 所示:2. 3广西物流投入产出效率排名对于同为 dea 有效 ( 即 = 1 ) 的决策单元， c2 模型存在一个缺陷，不能将它们排序。为弥补 c2 模型的缺陷，andersen 和 petersen ( 1993 ) 18提 出了一种 “超效率 ( super efficiency) ” 的 c2 模 型或叫扩展的 c2 模型，即 ec2 模型，该模型的基本思想是: 在进行第 j 个决策单元效率评价时，使第 j 个决策单元的投入和产出被其他所有决策单 元投入和产出的线性组合代替，而将第 j 个决策单 元排除在外，即将当前评价单元从等式左侧的求和计算中去掉。ec2 模型数学表达式如下:根据 20042011 广西物流产业投入产出原始数 据，建立模型，利用 winqsb 软件求解，并将值进 行排序，结果如下表 6 所示:表 6 20042011 年物流产业投入产出效率排序年份排名年份排名20041. 5550220081. 3112 420050. 8743720090. 8688820060. 8973620100. 9129520071. 4157320112. 222513 结论本文运用 20042011 年广西物流投入产出数 据，选取基于投入导向的 dea 效率评价模型，以交 通运输仓储和邮政业的固定资产投资、能源消耗、 交通运输仓储邮政从业人员为投入变量，以货运量、 货物周转量、交通运输仓储和邮政业的产值为产出 变量，测度了广西的历年物流效率，并对广西物流 系统投入产出的综合相对有效性、技术有效性、规 模有效性和效率排名进行 了 分 析， 得 到 如 下 主 要 结论:( 1) 通过求解模型发现，广西从 20042011 年 共 8 个决策单元中的四个决策单元 ( 2004 年、2007 年、2008 年、2011 年) 的评价 结 果 为 dea 有 效， 即物流的投入与产出达到了最优的状态，其技术和 规模效益都有效，这说明广西物流服务效率已经达 到一定水平，但整体水平还不高，还有很大发展潜 力。2005 年、2006 年、2009 年和 2010 年四个决策 单元为非 dea 有效的决策单元。( 2) 通过计算 k 值以及求解模型发 现，2005 年、2009 年和 2010 年三个决策单元的投入产出是规 模效益递增的，这表明这三个决策单元的规模偏小， 决策者应增加资源的投入，以较少的投入来获取较 多的产出; 2006 年的投入产出是规模效益递减的， 这表明该决策单元规模效益递减阶段，决策者应减 少资源的投入，以节约资源; 从值来看，2005 年、2006 年和 2010 年三个决策单元为技术无效，这表明 这三个决策单元的技术未达到生产前沿面，导致其 物流产业投入产出效率相对无效。( 3) 通过求解模型发现，广西近几年的物流投 入产出效率总体上还是比较合理的，从效率排名来 看，排在第一位的是 2011 年，这与广西的物流发展 的实际情况在一定程度上是相符合的。其后依次是 2004 年、 2007 年、 2008 年、 2010 年、 2006 年、2005 年、2009 年。参考文献:1 knemeye m，muphy p evaluating the performance of third party logistics arrangements a relationship marketing perspectivej journal of supply chain management，2004，40 ( 1 ) : 35 512 刘秉镰，余泳泽 . 我国物流业地区间效率差异及其影响因素实 证研究 j 中国流通经济，2010 ( 9) : 18 213 余泳泽，武鹏 我国物流业地区间效率差异及其影响因素实证 研究 j 产业经济研究，2010 ( 1) : 65 714 黄勇，徐景昊 我国中部 6 省社会物流效率的分析与评价 j 铁道运输与经济，2009 ( 11) : 78 815 刘满芝，周梅华，杨娟 基于 dea 的城市物流效率评价模型及 实证 j 统计与决策，2009 ( 6) : 50 526 chanes a，coope w w，lewin a y，et al data envelop- ment analysis boston，dordrecht，london: kluwer academic publisher，19947 吴琦，武春友 基于 dea 的能源效率评价模型研究 j 管理 科学，2009 ( 1) : 103 1118 魏楚，沈满洪 能源效率及其影响因素: 基于 dea 的实证分析j 管理世界，2007 ( 8) : 66 769 邓波，张学军，郭军华 基于三阶段 dea 模型的区域生态效率 研究 j 中国软科学，2011 ( 1) : 92 9910 王恩旭，武春友 基于超效率