利润分配原则及模式

第六章　港口服务供应链的利润合理分配研究

在港口服务供应链中，各参与企业都有其自身的利益目标，都期望获得自身利益最大化。它们在业务上存在合作关系，在利润分配上存在竞争和冲突，如果没有科学合理的利润分配机制来协调港口服务供应链的各方利益，港口服务供应链将无法保证正常稳定地运行。因此，设计公平、合理的利润分配机制是维持和巩固港口服务供应链有效运行的保障条件。

本章首先阐述了港口服务供应链的利润分配原则和模式，其次分析了港口服务供应链利润分配的影响因素，进而通过对港口服务供应链的利润分配博弈分析，表明采取合作策略时，其系统利润高于不合作时的系统利润，最后运用ANP与改进的Shapley值法对港口服务供应链的利润进行分配，并通过数值分析进行验证。

第一节　利润分配原则及模式

利润分配是在一定时期内通过合作将获得的利益在供应链各参与者之间进行的分配。港口服务供应链的利润分配，就是将港口服务供应链上的参与者获得的利益，按照一定的原则、方法进行分配的过程。科学合理的利润分配机制不仅可以实现港口服务供应链的资源有效配置，而且可以巩固港口服务供应链企业间的合作关系，激励各参与者努力提高服务质量，进而提高港口服务供应链的整体绩效，促进港口服务供应链的稳定。

一、利润分配原则

1．共赢的原则

在合作过程中进行利润分配，首先，要使每个参与企业都能获取相应的利益，否则会影响参与企业的积极性；其次，必须保证加入港口服务供应链后各参与企业从中获得的利益要大于单独行动时获取的利益，否则参与企业就会失去合作的动力。只有在共赢的原则基础上，港口服务供应链才会持续稳定的发展。

2．收益与贡献对等的原则

各成员企业在港口服务供应链中所担当的角色不同，其投入服务能力的数量、服务质量、努力程度也不同，在利润分配时所获得的收益也应不同，这样才会激励参与企业的积极性。因此，港口服务供应链的利润分配设计时应遵循收益与贡献相协调的原则。在利润分配时应考虑各成员为供应链所做的贡献，贡献越大，收益也越大，这样才会激励参与企业对整个港口服务供应链的投入。

3．收益与风险相关的原则

在港口服务供应链中存在各种风险，利润分配时应考虑风险的承担情况。在利润分配方案设计时，承担较大风险的成员企业所获得的收益应该增加，如可以通过风险补偿的方式给予承担风险大的企业进行补偿，以增强其承担风险的积极性，避免高风险、低收益的不合理局面。

4．相互协商的原则

利润分配方案的制订不是一蹴而就的，而是一个需要经过相互协商的过程。协商过程中，可能会涉及供应链参与企业的谈判，此时可以通过参与企业的群体决策或高层谈判来解决利润分配的问题。

5．科学分配的原则

利润分配方案涉及的因素很多，不能通过主观判断来进行分配，否则会引起供应链参与企业的不满，造成港口服务供应链合作关系的破坏。因此，需要运用科学的分配方法来进行分配，实现利润分配方案的公平、公开、公正。

二、利润分配模式

供应链的利润分配模式有三种^[1]：

1．固定报酬模式

固定报酬模式是核心企业根据供应链中其他成员承担任务的完成情况，按事先约定的固定报酬进行支付，核心企业享有剩余的全部收益，并同时承担全部风险。固定报酬模式类似于市场交易的模式。

2．共享报酬模式

该模式是供应链中所有企业共同合作完成任务，核心企业和成员企业对从合作中获得的总收益按一定的比例进行分配。共享报酬模式是一种风险共担、利益共享的利润分配模式。

3．混合报酬模式

混合报酬模式是供应链成员既从供应链合作的总收益中取得固定的报酬，同时也从总收益中获得一定比例的利润分配。分配比例根据其对供应链的贡献、承担的风险等因素来决定。可以看出，固定报酬模式和共享报酬模式是混合报酬模式的特例。

三、港口服务供应链利润分配的影响因素

港口服务供应链中的各节点企业都参与了任务的完成，进行了资源投入，为整体的总收益付出了努力，并承担了风险。因此，港口服务供应链在利益分配时，必须考虑能力投入、风险承担、努力因素和贡献大小等因素。

（一）能力投入

服务能力是参与港口服务供应链利润分配的要素之一，服务能力的投入是指进行港口服务过程中对人力和物力等的投入。由于港口服务供应链中参与企业所从事任务不同，因此服务能力的投入的方式也不同。一般而言，服务能力投入越多，利润分配的比例就越大。服务能力主要包括设施与设备、信息技术、信誉、人力资本等资源。

（1）设施与设备。设施与设备主要作为固定资产的投入，固定资产的拥有者可以通过市场价格获取利润分配。

（2）信息技术。信息技术的运用也是现代物流的重要特征。信息技术主要包括GPS技术、EDI技术、RFID技术、条码技术等。物流信息技术的投入对提高服务效率，提升服务质量有重要的意义。

（3）信誉。为了更好地服务客户，品牌和信誉对提高服务质量和提高货物周转量有着重要的作用。

（4）人力资本。人力资本主要包括操作工人、工程师、管理者等。对人力资本的投入，可以提高劳动生产率，提高服务质量，也是利润分配的影响因素。

（二）风险承担

港口服务供应链中的节点企业是独立的利益主体，每个主体都有自己的目标、盈利模式、企业文化和管理制度。在供应链合作过程中，由于节点企业的目标冲突，将导致很多不确定性，从而产生各种风险，如合作风险、市场风险、信息风险、技术风险等，这些风险会对整个港口服务供应链造成威胁^[2]。从委托代理理论来看，可以调整利润分配参数对联盟企业进行激励，从而消除可能出现的道德风险^[3]。

在成熟和规范的市场经济环境中，收益和风险是对称的。在港口服务供应链利润分配过程中，承担风险最大的联盟企业应该获得的收益最大。因此，港口服务供应链利润分配时，应考虑成员企业承担的风险，通过契约的形式在参与者之间签订风险分担协议并据此进行利润的分配。

（三）努力因素

努力是服务提供商提供服务的尽力程度，是影响需求的重要因素之一^[4]。港口服务供应链上的努力活动包括降低服务成本、提高服务效率、缩短服务周期、培训员工、提高服务质量等，这些努力活动都需要成本。努力活动具有外部经济性，一个企业的努力活动会提高供应链的收益，其他企业也将会从中获取收益。为了规避“搭便车”现象（不付成本直接从其他服务企业努力中获得额外收益），在利润分配方案设计时，应将服务提供商的努力水平作为利润分配的参考要素之一。

（四）贡献大小

港口服务供应链联盟成员之间互补合作，都具备为供应链合作做出贡献的能力。将每个联盟企业拥有的能力、资源进行整合，发挥各自优势，将会比合作前获得更多的收益^[5]。

但在港口服务供应链中，每个供应链参与者对整体供应链的利益贡献不一样。因此，需要将港口企业和物流服务商的贡献水平与其利润分配相协调，这样才会更好地激励成员企业将更多的能力、资源投入到港口服务供应链中去。此外，由于市场环境的变化以及港口企业、物流服务商主从地位的调整，需要某些成员企业做出额外贡献。因此，在利润分配时，还需要考虑额外贡献的因素，这样才能更好地激励成员企业，体现利润分配的公平、合理。

（五）客户因素

港口服务供应链提供的是服务，客户对服务的评价便显得尤为重要，客户的评价主要通过顾客满意度来反映。客户满意度高，则顾客忠诚度高，客户保持率高，这样有利于港口服务供应链的持续发展。因此，在利润分配时，也要考虑客户满意度。

第二节　港口服务供应链的利润分配博弈

一、问题描述与基本假设

1．问题描述

港口服务供应链中节点企业包括港口企业与物流服务商，他们均为独立的决策者，其目标为自身利润最大化。物流服务商为港口企业提供服务，港口企业为货主或船公司提供服务。供应链的决策过程为：首先，港口企业为客户提供船舶靠离泊、货物装卸、引航等服务，并收取一定的港口费率；其次，物流服务商为港口企业提供装卸、仓储、运输等服务，并收取一定单位的费用。因此，可以建立一个Stackelberg博弈模型。

2．基本假设

（1）港口企业向客户收取的港口费率为ω。

（2）物流服务商向港口企业收取的单位运费为p。

（3）假设港口企业所付出的努力水平为a，物流服务商所付出的努力水平为b，他们的努力水平各占k和1－k。

（4）受外界影响因子的系数为θ。

（5）港口货物吞吐量的提高与物流服务商、港口企业共同努力水平有关，吞吐量增量部分为：f（a，b）＝θakb1－k。^[6]

（6）港口的吞吐量函数为d，主要由港口企业向货主或船公司收取的单位运费以及港口企业和物流服务商各自付出的努力水平a和b决定。吞吐量函数为d＝α－βp＋f（a，b）＋ε。其中，α，β，θ≥0，α为服务市场的潜在大小，β为服务的价格弹性。物流服务商和港口企业的努力对吞吐量的影响可用一个具体函数，即f（a，b）＝θakb1－k来表示。ε是环境的不确定因素，ε的均值为0。因此，吞吐量函数的期望值可表示成：d＝α－βp＋θakb1－k。

（7）物流服务商和港口企业的努力成本系数分别为rS和rp，则船公司与港口企业的努力成本分别为：。

（8）物流服务商和港口企业的单位服务利润分别为n和m，物流服务商和港口企业的单位服务成本分别为c1和c2，则有：p＝n＋c1，ω＝w＋n＋c2＝m＋n＋c1＋c2。

（9）港口企业与物流服务商相互之间具有完全信息，即彼此了解对方的成本水平。

因此，物流服务商的利润、港口企业的利润、整体供应链的利润用πS，πp，π来表示，三者的利润函数分别为：

为了计算方便，在本节中，假设物流服务商和港口企业的努力水平所起的作用各占；物流服务商和港口企业的努力成本系数rS和rp相等，可设rS＝rp＝2r。此时有：

二、港口服务供应链的主从博弈

在Stackelberg完全信息两阶段博弈中，第一阶段，作为系统领导者的港口企业，决定给客户单位服务的收费价格为w，以及自己所付出的努力水平b。在博弈的第二阶段，作为跟随者的物流服务商决定为港口企业提供服务的单位收费为p，以及所付出的努力水平为a，确定装卸的货物量（吞吐量）。为了得到Stackelberg均衡解，由逆向求解法求解，可以得到：

物流服务商所付出的最优努力水平a和单位利润n由式确定。

当和时，有：

分别求n＊和a＊关于w和b的偏导数，得：

物流服务商确定自己的单位利润n和最优努力水平a之后，港口企业决定自己给物流服务商的单位服务收费价格w和努力水平b。

将式（6－7）、（6－8）带入式（6－5）得到：

在条件下，得到港口企业的Stackelberg均衡解：

三、港口服务供应链的合作博弈

合作博弈是指局中通过博弈达成一个有共同利益的目标，具有完全约束力且可以强制执行的协议、承诺或威胁。它期望于每一个局中人都能相互沟通和协作以使整体利益大于内部企业单独运营时的收益之和，同时实现各自利益的最大化。

港口企业与物流服务商的合作博弈是港口企业和物流服务商联合决策港口费率和单位服务价格，以实现最大化整个供应链系统的总利润，形成港口企业—物流服务商战略联盟，并通过信息共享、合作和相互协调的行为以达到双赢的目的。

港口企业与物流服务商在合作的情况下，双方追求整个供应链系统利

润最优，共同确定n，a，w，b的值，则：

使得n，a，w，b≥0。

为了使供应链总体利润最优，需满足条件：，。

可得最优解为：

所以，合作策略均衡解的集合可表示为：

由式（6－26）可以看出，若物流服务商与港口企业合作努力，其均衡点的努力程度相同。

同时，我们也可以得出结论：供应链系统利润最大化的合作努力策略是帕累托有效的。

证明：如果策略（n，a，w，b）是帕累托有效的，则满足下列条件：

对于任意一个策略（n0，a0，w0，b0），在（n，a，w，b）的策略下，港口企业和船公司的利润都不少于（n0，a0，w0，b0）策略下的利润，而且船公司和港口企业至少有一个在（n，a，w，b）的策略下的利润高于（n0，a0，w0，b0）策略的利润。

帕累托有效时，港口企业和船公司的等利润函数的凸曲面相切，满足下式：

▽πp＋λ▽πs＝0 （6－27）

其中，λ≥0

和▽πS是πp和πS的梯度。

当λ＝1时，将式（6－28）代入式（6－23）中，可得：

所以，帕累托有效的合作策略集合可表示为：

因此，在本节中，整体供应链的系统利润最大化的策略和帕累托有效的策略是等同的。

通过将主从博弈和合作博弈的结果进行比较，得出：

通过以上分析，可得出以下结论：

（1）物流服务商和港口企业采取合作策略时，港口服务供应链的系统利润高于不合作博弈的系统利润。

（2）物流服务商和港口企业采取合作策略时，物流服务商与港口企业的合作努力程度相同，并大于非合作时的努力程度。

物流服务商和港口企业之间若进行合作，系统利润将得到改善。只有当物流服务商和港口企业的利润都得到改善，合作才会继续进行。由于为定值，即整个供应链的系统利润增量Δπ为定值，物流服务商所占整个供应链的系统利润增量的份额ΔπS提高时，港口企业所占系统增量的份额Δπp相应降低，反之亦然。

由于物流服务商和港口企业各自所占整个供应链的系统利润增量的份额具体是多少并不确定，这需要对合作利润进行再分配。

四、港口服务供应链合作的形式

（一）资本合作

1．航运企业租赁并经营码头

由航运企业出资，以独资或合资名义，与港口企业签订协议，使用港口企业已有设施，在一定时期内租赁并经营码头。这种方式只是使用权和经营权的转让，不涉及码头所有权的转让。租赁尽管不涉及所有权转让，但航运企业仍可以掌握实际的经营权，为自己船队的挂靠、船期的安排提供保障。对港口企业而言，不仅可以获得可观的租金，还可以出租产权控制获取宽松的发展环境。这种合作模式方便灵活，被广泛应用，特别是船公司独资开发租赁。如马士基租赁美国洛杉矶港Pier 400码头使自己成为全球最大码头之一的经营者；美国海陆公司与天津港合资租赁经营天津东方海陆集装箱码头公司；等等。

2．航运企业出资购买并经营码头

航运企业独家出资，通过收购方式取得在一定时期内的码头与相应设施的经营权。航运企业可以在自己看中的重要运输节点上，采取购买码头的方式，取得有利的运营效率和经济利益。港口企业通过码头经营权的让渡取得资金，从事其他有价值项目的开发或设备更新。此种营业转让方式体现了航运企业船队运力、箱量规模及航线的整体优势和行业地位，发挥了航运与码头业务的协同效应，并通过投资经营与资本运作的驱动，与港口企业拓展合资合作，提供了有利条件和机遇。例如，美国海陆公司与中远集团，均出资在香港葵涌集装箱码头取得了3号码头与8号码头的专用经营权。

3．航运企业投资开发码头

由政府或港口当局规划批地与岸线，通过招标方法，由航运企业出资竞标，独资开发建设和具体经营码头。一般来说，选择这种策略模式的船方大都是实力雄厚的跨国海运公司，参与的基本上是新建深水码头的建设者。由于航运企业掌握着一定的货源，有一定的航线支配能力，它为了在其主干或战略航线上确保自有的大型船舶能快捷顺畅地进出港口和靠泊作业，不惜投入巨资开发并经营专用码头。航运巨头能充分调动航线资源，可以使新开港的码头很快形成规模优势，因而在码头快速起步经营中发挥着十分重要的作用。例如，马士基海陆出资2亿美元扩建纽约—新泽西港，建造一个世界级深水码头；中远集团在太仓投资4亿元开发太仓新港，作为在华东地区江海运输的自有基地；等等。

4．船公司收购港口股份

航运企业通过收购港口的股份，获得了港口企业经营控制权，而港口企业的法人地位并未改变。这种投资方式有两种：一是纯粹投资型；二是投资经营型。纯粹投资型并没有真正实现船公司的投资经营目的，对船公司降低成本等方面作用不大，仅仅是起到投资多元化与增加利润来源渠道的作用，从发展趋势来看，船公司选择纯粹投资型与港口企业合作有减少的迹象。在投资经营型中，船公司既是股东，拥有码头的股份，也派员工参与码头的日常经营管理。这种投资方式有利于船公司、港口企业实现双方的资源的共享，有利于实现港航合作服务战略。对于船公司来讲，有利于对码头进行控制，优先安排本公司所属的船舶进出港，有利于获得优惠的费率。对于港口企业来讲，有利于获得货源和资金，以及管理技术。^[7]

5．航运企业合资开发并经营码头

航运企业合资开发与经营码头这种合作模式是港口企业以现有的土地、岸线、泊位以及相关设施等实物抵资入股，而航运企业则一般以投资方式参股，双方共同开发建设和经营码头。这是一种双方风险共担、利益同享的合作模式。航运企业可以优先使用港口泊位和设施，同时还可以分享港口经济效益。港口企业通过这种合作模式，可以拓宽融资渠道，引进外来资金，进行开发建设和技术更新。例如，如中海集团与大连港务局、大连集装箱码头公司、新加坡港务集团等四方合资经营大连大港中海集装箱码头公司；马士基与欧洲联合码头公司合资经营马士基班轮公司；中远太平洋公司与上海港务局等四家合资经营上海港外高桥保税区港务公司；等等。^[8]

（二）业务合作

1．船舶代理业务

港口企业和航运企业共同设立船舶代理公司，由于船舶代理公司有船公司的背景，能为该船公司的船舶提供优质的服务。同时，由于船舶代理公司熟悉码头操作，拥有在码头的丰富资源，可以为船东减少码头操作时间、优化操作流程，使船舶在港口的费用最小化，这样又无形提高了企业竞争优势。

2．物流服务

航运企业与港口企业进行供应链物流合作，具有独特的优势，能够进行资源共享、优势互补，将各自的服务进行整合，并将服务链向两端进一步扩张和延伸，逐渐从提供基础服务向提供高附加值服务过渡。其服务主要包括物流方案设计与规划、物流信息系统开发与设计等高附加值服务，从而能够更好地为客户提供现代物流服务。

3．区域码头联网体系的运作

区域码头联网体系是由船公司开设定期定班驳船运输，负责区域内联网各码头之间的货物运输，通过设立专门机构统一向联网码头和驳船公司发出操作指令，为船公司提供区域内码头堆场服务，以及箱体动态和箱管等配套服务。这种码头联网体系能增强区域内港口企业间的协作能力，提升核心港口企业的竞争优势，有利于吸引大量周边地区的货源，提高集装箱的吞吐量，并吸引大型班轮的挂靠。船公司能在该区域内码头享受集装箱箱务管理、陆运调配等配套服务，进一步增强控箱能力，减少空箱停留时间，提高集装箱的周转率，扩展区域内地区的集装箱交接点，有利于降低船公司的运营成本，提高市场竞争力。^[9]

第三节　港口服务供应链的利润分配方法

港口企业、物流服务商采取合作策略时，供应链整体利润大于非合作时的利润。因此，为了增加物流服务商、港口企业各自的利润，促成合作顺利实施，必须保证港口企业、物流服务商的利润也不低于非合作时的利润。因此，应设置港口企业与物流服务商的利润分配机制，使得他们共同分享系统的增加利润。

一、港口服务供应链的利润分配框架

通过合作博弈，港口服务供应链的可以达到整体收益最大化。本节运用Shapley值法来实现整体利润最大化。基本原理为：当港口服务供应链中的参与企业进行合作时，对各个参与企业进行组合，产生不同的收益。当各个参与企业表现为非对抗性时，合作中参与企业的收益增加，同时其他合作主体收益的不会减少^[10]。这样，所有参与企业的合作将带来港口服务供应链收益的最优化。

影响利润分配的因素有：能力投入、风险承担、努力水平、额外贡献以及客户满意度五个方面。根据利润分配模式，可以采用混合报酬模式进行分配，报酬可以分为两部分：由能力投入、自身努力水平、风险承担等要素带来的固定报酬，还包括额外贡献、客户满意度等要素带来的额外报酬。

由此，构建港口服务供应链的利润分配框架，如图6－1所示。利用Shapley值法根据利润分配因素对固定报酬部分进行分配，然后利用网络

图6－1　港口服务供应链的利润分配框架

分析法（Analytic Network Process，ANP）对额外报酬部分的影响要素进行评价，计算出相应的权重，并将权重值带入到Shapley值法分配中，得出最终的分配方案。

二、基于ANP与改进Shapley值法的利润分配

（一）对改进Shapley值法模型的介绍

Shapley值法是由Shapley L．S．提出的用于解决多人合作对策问题的一种数学方法。当n个人从事某项经济活动时，对于他们之中若干人组合的每一种合作形式，都会得到一定的效益，当人们之间的利益活动非对抗性时，合作中人数的增加不会引起效益的减少。这样，全体n个人的合作将带来最大效益。

1．Shapley值法的三个公理

（1）无序性。即局中人因合作而分配到的利润与他被赋予的编号i无关。

（2）可加性。如果n个人同时进行两项合作时，每人的总分配分别是两项合作的分配之和。

（3）有效性。如果一个成员i对他所参与的合作没有贡献，那么他分配到的利润应该为0，成员分配到的利润之和应该等于联盟的总获利。

Shapley值法证明了对任意n个人合作时，Shapley值是唯一存在的。

2．相关定义

记n个人的集合为I＝｛1，2，…，n｝，如果对于I中的任意S都有一个实值函数υ（S），并满足如下条件：

则称υ（S）为定义在I上的特征函数。这里的I在实际中可以是港口服务供应链的物流服务商的集合，S1，S2表示单个的物流服务商。

特征函数在实质上描述了各种合作产生的效益，联盟中参与企业所得到的利益要比不合作时要多，合作不能损害个体利益，也意味着全部合作对象参加合作是最好的。用向量υ（φ）＝（φ1（v），φ2（v），…，φn（v））表示合作后效益的分配，其中φi（v）是分配给第i个合作人的部分，这里v是集合I的一个子集合。

3．港口企业与物流服务商成功合作，利润分配必须满足的条件

（1）个体理性。对于∨i∈I，都有φi（v）≥υ（Si），i＝1，2，…，n。即一个物流服务商离开供应链单干获得的利润比在供应链中所分得的利润少。

（2）集体理性。，即港口服务供应链中的参与企业分得的利润之和等于系统总利润。

（3）独立性检验。，即分配给该联盟中所有参与企业可能组成的小联盟的利润之和不得小于该联盟单干时所获利润。

在满足以上三个条件的基础上，Shapley值法证明了φ（v）是能够唯一确定联盟收益的分配向量，即合作博弈的一种分配形式。Shapley值法解的思想是：参与企业所获得的效益等于该参与企业对每一个它所参与的联盟的边际贡献的期望值。本节中，Shapley值法的解为：φ（v）＝（φ1（v），φ2（v），φ3（v），φ4（v）），即得：

其中，｜t｜是S中的人数，ω（｜t｜）是加权因子，这里：

通过进一步的研究发现，上述分配方式并不是很完美。如供应链内部的成员均可独立地选择自己的努力水平，而其对利润的边际贡献不仅依赖于企业自身的努力水平，还取决于其他成员的努力水平，因而这种利润分配方式可能导致偷懒行为的出现。并且各企业的经营者对于风险的偏好也是不同的。所以这种分配方式没有考虑到各联盟成员在合作过程中的风险承担、额外贡献等问题。

（二）利用ANP确定各影响因素权重

Shapely值法在解决港口服务供应链的利润分配问题时，假设前提是港口服务供应链节点企业的投入均等、努力水平相同、风险均担。但实际上能力投入、努力水平、风险承担、额外贡献等因素影响着利润分配，如何确定这些因素对利润分配的影响权重显得非常重要。本节运用ANP确定各个因素的权重。

ANP是美国匹兹堡大学Saaty教授在反馈AHP（Analytical Hierarchy Process，AHP）的基础上提出的递阶层次结构的决策方法。

1．ANP的基本原理

ANP将系统元素划分为两部分：第一部分为控制因素层，包括决策准则和问题目标，所有的决策准则都被看作是相互独立的，决策准则只受目标元素的支配。控制因素中可以没有决策准则，但至少有一个目标。控制因素层中，每个准则的权重均可用AHP方法获得。第二部分为网络层，由所有受控制因素层支配的元素组成，这些元素之间互相支配，互相依存，层次和元素之间内部是不独立的，递阶层次结构中的每个准则是一个反馈的网络结构^[11]。典型的ANP结构如图6－2所示。

图6－2　ANP的结构模型图

2．ANP法的计算原理

（1）优势度。

AHP的一个重要步骤，是在一个准则下，受支配元素之间进行两两比较，由此获得判断矩阵，但在ANP中被比较元素间可能相互依存，而不是相互独立，因此与AHP不同，这种比较将以以下两种方式进行：

第一，直接优势度，给一个准则，比较两元素对于准则的重要程度，适用于元素间互相独立的情况；第二，间接优势度，给一个准则，两个元素在此准则下，比较对第三个元素（次准则）的影响程度，适用于元素间互相依存的情况。^[12]

（2）超矩阵与加权超矩阵。

设ANP的控制因素层中有元素P1，P2，…，Pn，在控制因素层下，网络层有元素组C1，C2，…，Cn，其中Ci中有元素ei1，ei2，…，ein，其中i＝1，2，…，n，准则为控制层元素Ps（s＝1，2，…，m），次准则为Cj中元素eil（l＝1，2，…，nj），元素组Ci中元素按照它对eil的影响力的大小，进行间接优势度的比较，构造出判断矩阵，控制Ps下的判断矩阵如表6－1所示。

表6－1　控制元素Ps下的判断矩阵

应用特征根法，由表6－1得出排序向量：

其中，Wij的列向量就是Ci中元素ei1，ei2，…，einj对Cj中元素ej1，ej2，…，ejni的影响程序排序向量。其中，Wij＝0表示Cj中元素不受Ci中元素影响。因此，可获得在Ps下，超矩阵W为

一共有m个超矩阵，都是非负矩阵，超矩阵子块Wij是列归一化的，但是W却不是列归一化的。随之，以Ps为准则，对Ps下的各元素，比较其对准则Cj（j＝1，2，…，N）的重要性，如表6－2所示：

表6－2 归一化特征向量表

则与Cj无关元素组，对应排序向量就为0，然后得到加权矩阵A。

对超矩阵W元素进行加权，得W＝（Wij），其中W＝aijWij，i＝1，2，…，N，j＝1，2，…，N。Wj就为加权超矩阵，因其列和为1，也称为列随机矩阵。

（3）极限超矩阵。

加权超矩阵需要计算极限超矩阵，进行稳定处理，即。

如果各列向量完全相同，极限值收敛于唯一值，则的列向量代表了所有元素的全局权重向量。

3．ANP的计算步骤

ANP法的计算步骤，首先是分析问题，其次是构造ANP的典型结构，最后是构造ANP超矩阵，计算权重。

（1）分析问题。将决策问题进行系统的分析、组合，形成元素和元素集，分析判断元素层次是否为内部独立、是否存在依存，可采用菲尔德法进行分析。

（2）构造出ANP的网络结构。首先，构造出控制层次，先界定决策目标，再界定决策准则。其次，然后用AHP法得到各个准则相对决策目标的权重。

（3）构造ANP超矩阵。

（4）计算未加权超矩阵、加权超矩阵和极限超矩阵，得出各因素权重。

4．ANP法的计算

ANP赋权的核心工作是求解加权超矩阵、极限超矩阵。但其计算过程非常复杂，本节用软件Super Decision进行计算。利用ANP，在Super Deusidon中确定各影响因素权重的步骤如下：

（1）建立模型结构。

根据港口服务供应链利润分配的影响因素的相对大小，对港口服务供应链中各参与企业进行利润分配，构建结构模型。本结构模型是一个单网络模型，控制因素层只有一个总目标，即利益分配综合修正，没有评价准则。网络层，是由各种影响利润分配的因素组成的网络结构，首先将各种因素归类，性质相类似的元素集合在一起形成元素集，如表6－3、图6－3所示。

表6－3　利润分配的网络模型元素集

图6－3 港口服务供应链利润分配的元素集网络结构模型

从图6－3可以看出，元素集内部存在相互依赖关系，不同元素集之间同样也存在依赖关系。在结构模型中，箭头方向表达的是依赖关系，如果A依赖B，应该连接成A→B。箭尾所指的元素为父元素，箭头的元素为子元素。但图6－3只仅反映了元素集间的依赖关系，元素之间的依赖关系则无法直接显示。

（2）超矩阵。

按照1－9的标度建立元素的判断矩阵，如表6－4所示，因为比较元素影响力的大小，要建立起一个子元素两两比较的判断矩阵，所以需要建立n个判断矩阵。

表6－4　判断矩阵标度及其含义

我们可以通过判断矩阵计算出局部排序向量和一致性比率，以检验判断矩阵的一致性。如果一致性比率CR＝CI／RI＜0．10，就可以认为有满意的一致解，否则需要调整判断矩阵的元素取值。

（3）加权超矩阵。

如果超矩阵列和不为1，需要利用元素集的权重矩阵对其进行加权处理，使其归一化。首先，以能力投入为准则，按照表6－3，两两判断子元素集对父元素集的影响；其次，计算出排序向量和一致性比率，把所有的排序向量构成元素集的权重矩阵，将超矩阵的各元素权重与这个元素集权重矩阵中对应的元素集权重相乘，即可得到各列和为1的加权超矩阵。

（4）极限超矩阵。

对加权超矩阵进行稳定化处理，即可得到极限超矩阵。极限超矩阵列向量为最终排序向量，其各分量权重代表的对应因素对港口服务供应链利润分配的影响程度，分别记为λk，k＝1，2，…，10。

（三）应用ANP的Shapley值法的利润分配方法

通过ANP对各个影响因素赋予不同的权重，对Shapley值法的利润分配方法进行修正，建立港口服务供应链利润分配模型，求得港口服务供应链参与企业的利益分配额^[13]。计算过程如下：

（1）利用Shapley值法，求得各参与企业的初步利益分配值Φi（v）。

（2）确定各个因素的值Cik。对于定量指标，按照实际数据得到；对于定性指标，根据专家打分得到。Cik标准化为：

（3）利用ANP法求得各个影响因素对港口服务供应链利润分配的影响程度，分别记为λk。

（4）第i个企业的贡献为（5）第i个企业的贡献因子δi与平均贡献的差值为，其

（6）合作总体利益为v（s），在考虑企业努力水平、承担风险和额外贡献等因素均等影响的情况下，各参与企业的利润分配为v（i）。

Δδi表示实际影响因素与理论情况下影响因素的差值，即综合修正因子。因此，应该给与该企业的实际利润分配量为：

Φi（v）＝v（s）·Δδi （6－38）

实际分配利益为：

Φi（v）′＝v（i）＋Δv（i） （6－39）

具体修正方案为：

（1）当Δδi＞0时，表示伙伴在实际合作中的风险承担、努力水平和额外贡献等综合评价因素比理想情况下要高，于是，应该给予他更多的利润分配，利润增值为：Φi（v）＝v（s）·Δδi，即该伙伴企业实际分得利润为：Φi（v）′＝v（i）＋Δv（i）。

（2）当Δδi≤0时，表示伙伴在实际合作中的风险承担、努力水平和额外贡献等综合评价因素比理想状况下低或持平，于是，应从原来的分得的利润中扣除相应的部分：Φi（v）＝v（s）·Δδi，即该伙伴企业实际分得利润为：Φi（v）′＝v（i）－Δv（i）。

三、数值分析

例如，某港口企业P和3个物流服务提供商（A，B，C）组成港口服务供应链，4个参与者可能组成的联盟的收益（已标准化）如表6－5所示。

表6－5　各联盟收入

1．用Shapley值法计算各港口服务供应链成员的利益分配

用Shapley值法计算港口企业P的分配利润Φ1（v）的计算过程如表6－6所示。

表6－6　Φi（v）计算过程

将最后列数据相加，得到港口企业P的利益分配量为Φ1（v）＝33．3。同理可以计算得到A，B，C的利润分配量分别为：Φ1（v）＝18，Φ2（v）＝22．5，Φ3（v）＝26．2。从利润分配结果来看，2个公司的收益之和大于这2个公司单独组成的联盟收益，4家联盟的收益比单独任何1家或2家得到的收益都好，于是4家进行联盟的积极性会比较高，联盟的稳定性也比较好。

2．利用ANP确定影响因素的权重

首先对A、B、C公司的影响因素进行标准化取值，如表6－7所示。

表6－7　A、B、C公司影响因素的标准化取值

根据表6－7对元素进行比较打分，构造出判断矩阵。利用Super Decisions软件可以计算出未加权超矩阵和加权超矩阵，如表6－8、表6－9所示。

表6－8　未加权超矩阵

表6－9　加权超矩阵

在Super Decisions的Computation选项中，选择Limit Matrix可得影响因素的极限超矩阵，从而可以计算出各因素的全局权重，结果如表6－10所示。

表6－10　各因素全局权重

根据表6－8和表6－10，可求得服务企业A的贡献为δA＝C1kλk＝0．3624，服务企业B的贡献为δB＝0．3421，服务企业C的贡献为δC＝0．2955。

服务企业的贡献等于ε与平均贡献的差值Δδ，分别是：

考虑分先因素后，利润分配修正量为：

Φi（v）＝v（s）·Δδi；

Φ1（v）＝100×0．0291＝2．91；

Φ2（v）＝100×0．0088＝0．88；

Φ3（v）＝100×（－0．0379）＝－3．79。

考虑了各种影响因素后，A，B，C的利润分配是分别为：

Φ1（v）′＝18＋2．91＝20．91；

Φ2（v）′＝22．5＋0．88＝23．38；

Φ3（v）′＝26．2－3．79＝22．41。

由于A企业与B企业、C企业相比，能力投资、风险承担等方面贡献较大，应该得到利益补偿；B企业做出的综合贡献略高于平均贡献，所以得到很少利益补偿；C企业贡献很少，应该得到负的利益补偿。

由此可见，考虑了能力投入、努力水平、风险承担和客户满意度因素后，对Shapely值法得到的利润分配进行修正，得到的分配结果更加合理。

【注释】

[1]韩建军、郭耀煌：《基于事前协商的动态联盟利润分配机制》，《西南交通大学学报》2003年第38卷第6期，第686—690页。

[2]马士华：《供应链管理（第三版）》，高等教育出版社2010年版，第328页。

[3]齐源：《收益共享契约下供应链渠道协调研究》，东华大学2011年博士论文。

[4]Taylor T A：Supply chain coordination under channel rebates with sales effort effects，Management Science，Vol．48（8），2002，pp．992—1007．

[5]何龙飞：《基于激励契约与博弈的供应链协调机制研究》，天津大学2006年博士论文。

[6]于少强：《港口企业的竞协关系与定价机制研究》，大连海事大学2007年硕士学位论文。

[7]暴公力：《营口港基于供应链管理的港航合作模式研究》，大连理工大学2008年博士论文。

[8]暴公力：《营口港基于供应链管理的港航合作模式研究》，大连理工大学2008年博士论文。

[9]周甫宾、曹蕾：《港航合作模式的评述》，《中国水运（下半月）》2009年第5期，第53页。

[10]王岳峰、刘伟：《考虑权重的Shapley值法虚拟企业伙伴利益分配策略的改进》，《上海海事大学学》2005年第4期，第48—51页。

[11]王莲芬：《网络分析法（ANP）的理论与算法》，《系统工程理论与实践》2001年第21卷第3期，第44—50页。

[12]王莲芬：《网络分析法（ANP）的理论与算法》，《系统工程理论与实践》2001年第21卷第3期，第44—50页。

[13]张捍东、严钟、方大春：《应用ANP的Shapley值法动态联盟利益分配策略》，《系统工程学报》2009年第2期，第205—211页。