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1、基于Shapley值法和理想点原理的优质猪肉供应链合作伙伴利益分配研究孙世民，张吉国，王继永(山东农业大学经济管理学院，山东泰安 271018)摘要：实施供应链管理是解决目前我国猪肉质量安全问题的有效途径，建立公平合理的利益分配机制是优质猪肉供应链建设与管理的关键。本文在评述学术界供应链利益分配研究成果的基础上，提出了“Shapley值法为基础、多因素综合修正、理想点原理确定修正系数”的优质猪肉供应链合作伙伴利益分配研究思路和具体方法。实例应用验证了该方法的可行性和实用性。关键词：供应链管理；利益分配；Shapley值法；理想点原理；优质猪肉Study on Profit Allocation
2、 Among Partners in High Quality Pork Supply Chain Based on the Shapley Value and Ideal Point Principle SUN Shi-min，ZHANG Ji-guo，WANG Ji-yong（School of Economy and Management, Shandong Agricultural University, Taian 271018, China）Abstract: Actualizing supply chain management is an effective approach
3、to solve the problem of pork quality safety, and setting up a reasonable profit allocation mechanism is the key to do it. In this paper, a new idea and method of profit allocation among partners in high quality pork supply chain is put forward based on the Shapley valve as a base, the multi-factors
4、synthetical modification, the confirmation of modificatory coefficient by using ideal point principle, according to a commentary on the existing research. Finally, an example is given to show the feasibility and availability of the developed method. Key words: supply chain management；profit allocati
5、on；Shapley-value；ideal point principle；high quality pork0引言 猪肉是人类的重要食物和主要营养来源。全球范围内对食品安全的热切关注和国内消费理念的不断变化，对猪肉质量安全水平提出了更高的要求。实施供应链管理，构建以适度规模的养猪场为供应商，以大中型生猪屠宰加工企业为核心企业，以超市为销售商，以中高收入理性消费者为客户的优质猪肉供应链，是改善我国猪肉质量安全状况的有效途径1。供应链管理强调合作伙伴间既竞争又合作的竞合共赢思想。最早提出竞合概念的美国学者Nalebuff Barry 和Brandenburger Adam认为，供应链企业之间的
6、竞合是指，合作把饼做大，竞争把饼分掉2。根据这一观点，优质猪肉供应链中养猪场、屠宰加工企业和超市之间，先通过建立战略合作伙伴关系，实现资源的集成和优化利用，提高猪肉质量安全水平，节约生产和交易成本，从而产生合作超额收益；再通过有效的分配机制来分享合作成果。由于养猪场、屠宰加工企业和超市都是独立的利益个体，加盟优质猪肉供应链的根本动因是获得更多利益，若没有公平合理的利益分配制度，就会产生异议、矛盾甚至冲突，弱化后续合作的意愿和能力，进而影响优质猪肉供应链的运行效率和稳定性。因此，建立公平合理的利益分配机制是优质猪肉供应链建设与管理的关键问题，值得深入研究。基金项目：国家自然科学基金资助项目优质猪
7、肉供应链合作伙伴的选择与竞合机理研究(70572100); “泰山学者”建设工程专项经费资助项目(03523909)。作者简介：孙世民(1962), 男, 山东莒县人, 管理学博士, 教授, 博士生导师, 主要研究方向: 农产品供应链管理, 产业组织与管理1文献述评及本文研究思路1.1 已有研究文献述评目前学术界关于供应链合作伙伴利益分配问题的研究，概括起来主要有如下三类方法：1）产品定价法。通过合理确定供应链内部交易价格来分配利益，代表性研究有：Ilaria等从供应链中间产品转移定价的角度分析了三阶段供应链收益共享契约，认为合作机制可以使各决策方达到渠道协调，但对相邻节点企业分配系数的确定未
8、深入研究3；钟磊钢等针对二级供应链中的制造商和零售商的合作关系，建立了一种基于协商定价的利润分配模型，根据价格和广告等影响需求的因素确定双方的利润分配因子取值4。2）Stackelberg博弈分析法。利用Stackelberg博弈分析二级供应链的利益分配问题，代表性的研究有：潘会平分析了不同分配比例对制造商和销售商双方利润产生的影响，根据不同区间的利润变化率找到双方的合作区间，得出了销售商和制造商四六分成的分配方案5；张贵磊等引入收入共享契约作为利润再分配的手段，分别分析了供应商主导型和零售商主导型供应链的利润分配均衡，认为主导企业可以运用权力使从属地位的企业只能获得保留利润，而自己获得供应链
9、所有的剩余利润，并且主导企业制定的利润分配参数能够使供应链达到最优利润水平6。3）Shapley值法。该方法根据合作伙伴在供应链经济效益产生过程中的重要程度来分配利益，具有较高的合理性和积极性，但未考虑创新能力、风险承担和合作程度等因素对利益分配的影响。换句话说，Shapley值法隐含着合作伙伴的创新能力、风险承担和合作程度是均等的假定，显然不合实际。为此，国内一些学者对Shapley值进行了修正，其中马士华、戴建华等学者的研究具有代表性，他们分别引入技术创新激励指数7和风险因子8来修正基于Shapley值法的分配额。已有的供应链合作伙伴利益分配方法各有利弊，产品定价法从供应链内部交易环节最直
10、接地实现了相邻供需企业间的利益分配，直观易懂，但仅注重局部利益分配，缺少整体思想，且最优价格的确定影响因素多，计算较复杂；Stackelberg博弈分析法中，制造商和零售商通过价格调整达到均衡，其中制造商是价格的领导者和先行者，零售商则是跟随者，制造商首先确定批发价后，零售商根据批发价决定零售价。显然，该方法既有产品定价法的某些不足，又有价格领袖制的缺陷，一旦主导企业放弃强制权力，不仅自身利润受损，也会降低供应链整体运行效率；Shapley值法能够实现多人合作的利益分配问题，计算简单，得到较广泛应用，但现有研究中修正系数确定存在两方面不足，要么考虑因素单一，要么综合修正系数确定大多采用AHP法
11、，主观倾向明显。1.2 优质猪肉供应链利益分配研究思路综合考虑上述三种方法的优缺点，借鉴已有研究成果，结合优质猪肉供应链的基本特征和运作机制，提出优质猪肉供应链合作伙伴利益分配的研究思路：Shapley值法为基础；多因素综合修正；理想点原理确定修正系数。Shapley值法为基础。运用Shapley值法计算优质猪肉供应链中养猪场、屠宰加工企业和超市的利益分配额，称为基础分配利益。多因素综合修正。综合考虑创新能力、风险承担和合作程度等因素，对Shapley值法的利益分配额进行调整。因为：优质猪肉供应链运行中，养猪场、屠宰加工企业和超市的创新能力对于提升各自的核心竞争力，进而增强供应链的竞争优势具有
12、重要作用，利益分配应考虑合作伙伴的创新能力；行业特点决定了养猪场承担的风险（主要是疫病风险和市场风险）明显高于屠宰加工企业和超市承担的风险，应该从供应链总体收益中得到更多补偿；合作伙伴关系中合作程度是影响收益的重要因素9，受意识和能力的影响，养猪场、屠宰加工企业和超市的合作程度大小不等，对供应链整体利益的影响不同，在利益分配中应有相应的体现。理想点原理确定修正系数。利益分配修正系数应综合反映合作伙伴的创新能力、风险承担和合作程度等因素对供应链总体利益分配的影响。为此，本文依据理想点原理，虚拟一个创新能力最强、风险承担最多、合作程度最高的理想合作伙伴，作为基础分配利益调整的标杆。将养猪场、屠宰加
13、工企业和超市与该理想合作伙伴进行比较，根据比较结果确定各自的利益调整系数。2合作利益分配的Shapley值法及其修正2.1 Shapley值法的基本原理Shapley值法是Shapley L.S.于1953年提出的用于解决多人合作问题的一种数学方法。当个人从事某种经济活动时，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，全体个人的合作将带来最大效益，Shapley值法是分配这个最大效益的一种方案。定义如下：设集合，表示个人组成的集合，如果对于的任一子集（表示个人集合中的任一组合）都对应着一个实值函数，满足
14、（1） （2）称为定义在上的特征函数，表示合作的效益。式（1）和式（2）体现了“整体大于局部之和”的系统思想，意味着合作伙伴合作的收益比不合作时多，合作不会损害个体利益，且所有合作伙伴都合作时利益最大，最大合作收益记作。在合作的基础上，第个合作伙伴从最大合作收益中应得到的收益为，则合作问题的分配表示为。显然，该合作成功必须满足如下条件： 且 （3）合作下，用Shapley值法确定的每一合作伙伴所得利益分配为 （4） （5）式（4）和式（5）中，是集合中包含合作伙伴的所有子集，是子集中的元素个数，为集合中的元素个数，是加权因子。为子集的效益，是子集中去掉合作伙伴后可取得的效益。2.2 Shapl
15、ey值的修正2.2.1 修正矩阵及其规范化处理设在Shapley值的基础上，利益分配修正因素集合为，集合中第个合作伙伴关于第个修正因素的测度值为，则修正矩阵为。在利益分配修正矩阵中，修正因素具有不同的单位、量纲和数量级，为消除单位、量纲和数量级的不同带来的不可公度性，需要进行规范化处理。由于优质猪肉供应链利益分配的三个修正因素均属于正向型指标，故采用如下方法对其进行处理：取，则令 （6）规范化处理后的利益分配修正矩阵记为。2.2.2 修正系数的确定由于，因此定义个修正因素的理想点为。显然，集合中距理想点越近的合作伙伴越贴近理想合作伙伴，利益分配修正系数越大。所以，可根据集合中每一合作伙伴所有修
16、正因素关于理想点偏差的加权和，确定他们的修正系数。具体方法如下：引入Zadeh的定义10，将个合作伙伴映射到距离空间，得到合作伙伴距理想点的距离为：。根据理想点原理，需要确定集合中每一合作伙伴关于理想点偏差的加权平均和，所以取（海明距离），有 （7）其中，为第个修正因素的权重，可用AHP法确定。对进行归一化处理，即 （8）Shapley值法认为各合作伙伴的创新能力、风险承担和合作程度是均等的，即他们距理想合作伙伴的距离是相等的，归一化处理后都是。因此，本文将利益分配修正系数定义如下： 且 （9）则，修正后第合作伙伴的实际利益分配额为： （10）由于，因此修正后的实际利益分配方案符合要求。2.3
17、 模型参数的确定模型参数确定方法不是本文的研究重点，可采用实地调研、专家咨询等方法定性确定；也可借鉴已有研究成果定量确定，如根据合作合作伙伴间资源的匹配情况，运用模糊数学、遗传算法、神经网络或AHP等方法相互比较各项竞争力指标强弱来估计各种组合的效益值7, 8；用信息熵来度量合作伙伴承担风险的大小11；用对合作的投入来度量合作程度9；用技术人员比例、R&D资金投入比例等来衡量创新能力12。3应用实例以山东肥城银宝食品有限公司（生猪屠宰加工为主的国家重点农业龙头企业）为例，考虑包括一个养猪场、一个屠宰加工企业和一个超市的优质猪肉供应链，记集合。其中养猪场年出栏商品猪1000头，生猪经银宝食品有限
18、公司屠宰加工后由泰安市的一家超市销售。3.1 模型参数的确定表1 优质猪肉供应链合作伙伴利益分配模型基础数据子集收益(万元)原始修正矩阵养猪场1屠宰加工企业2超市3创新能力风险承担合作程度养猪场1屠宰加工企业2超市3832263210332633120.680.860.510.940.620.880.830.950.78养猪场、屠宰加工企业和超市合作收益60综合运用上述定性和定量方法得到基础数据（详见表1），受篇幅限制，具体过程略。3.2 Shapley值法基础利益分配额的确定根据表1左侧的子集收益数据，利用式（4）和式（5），计算养猪场的基础利益分配，具体过程见表2。将表2末行数据相加，得到
19、养猪场的基础利益分配为17.67。同理，得到屠宰加工企业的基础利益分配22.17，超市的基础利益分配20.16。容易验证，上述基础利益分配方案满足式（2）表示的特征函数和式（3）表示的合作成功条件。表2养猪场基础利益分配的计算180811/38/332102221/611/32612待添加的隐藏文字内容21421/67/360332731/393.3 实际利益分配额的确定第一，利用AHP分析法得出创新能力、风险承担和合作程度的权重分别为0.26，0.42，0.32。第二，根据表1右侧的原始修正矩阵数据，利用式（6）进行规范化处理得到规范化矩阵，见表3。第三，综合利用式（7）、式（8）和式（9）
20、，计算得到海明距离和利益分配修正系数，见表3。表3 优质猪肉供应链合作伙伴实际利益分配额的计算 单位：万元利益修正量实际分配利益养猪场屠宰加工企业超市0.4610100.860.29100.36760.420.63880.25770.29450.44780.07560.0388-0.11444.5362.328-6.86422.20624.49813.296第四，利用式（10），计算得出养猪场、屠宰加工企业和超市的实际利益分配额，见表3。容易验证，修正后的实际利益分配方案仍满足式（3）所示的合作成功条件。表3所示的分配方案表明，修正后养猪场和屠宰加工企业得到了高于基础收益的实际利益分配额，超市
21、则相反，这既与他们关于修正因素的测度值有关，也较好地反映了优质猪肉供应链价值创造的现实状况，即养殖环节和屠宰加工环节带来的价值增值明显高于销售环节，具有合理性。4结语合作能够带来超额收益，公平合理的利益分配是促进合作伙伴合作的动力机制，是优质猪肉供应链建设与管理的关键问题之一。本文针对优质猪肉供应链的结构特征和运行机制，提出了“Shapley值法为基础、多因素综合修正、理想点原理确定修正系数”的合作伙伴利益分配研究思路和方法，是对合作利益分配方法的探讨，在一定程度上弥补了已有同类研究的不足，利益分配更符合实际，研究成果更具现实指导意义。但是，模型参数，尤其是各种组合收益值的确定尚需进一步研究。
22、参考文献：1 孙世民. 基于质量安全的优质猪肉供应链建设与管理探讨J. 农业经济问题, 2006, (4): 70-73.2 Nalebuff Barry, Brandenburger Adam. Co-opetitionM. ISL Frlag A B, Oskarshamn, 1996.3 Ilaria G, Pierpaolo P. Supply chain coordination by revenue sharing contractsJ . International Journal of Production Economics. 2004 , (89) :131 - 139.4
23、 钟磊钢, 林 琳, 马钦海. 基于二级供应链的利润分配策略研究J. 系统工程学报, 2005, 20(6): 644-648.5 潘会平, 陈荣秋. 供应链合作的利益分配机制研究J. 系统工程理论与实践, 2005, (6): 87-93.6 张贵磊, 刘志学. 主导型供应链的Stackelberg 利润分配博弈J. 系统工程, 2006, 24(10): 19-23.7 马士华, 王鹏. 基于Shapley值法的供应链合作伙伴间收益分配机制J. 工业工程与管理, 2006, (4): 43-45.8 戴建华, 薛恒新. 基于Shapley值法的动态联盟伙伴企业利益分配策略J. 中国管理科学
24、, 2004, 12(4): 33-36.9 陶青, 钟伟俊. 合作伙伴关系中合作程度对其收益的影响J. 管理工程学报, 2002, 6(1): 66-69.10 李安贵, 张志安. 模糊数学及其应用M. 北京: 冶金工业出版社, 2005.11 李英华, 李兴斯, 姜昱汐. 信息熵度量风险的探讨J. 运筹与管理, 2007, 16(5):111-116.12 李向波, 李叔涛. 基于创新过程的企业创新能力评价J. 中国软科学, 2007, (2): 139-142.Editors note: Judson Jones is a meteorologist, journalist and ph
25、otographer. He has freelanced with CNN for four years, covering severe weather from tornadoes to typhoons. Follow him on Twitter: jnjonesjr (CNN) - I will always wonder what it was like to huddle around a shortwave radio and through the crackling static from space hear the faint beeps of the worlds
26、first satellite - Sputnik. I also missed watching Neil Armstrong step foot on the moon and the first space shuttle take off for the stars. Those events were way before my time.As a kid, I was fascinated with what goes on in the sky, and when NASA pulled the plug on the shuttle program I was heartbro
27、ken. Yet the privatized space race has renewed my childhood dreams to reach for the stars.As a meteorologist, Ive still seen many important weather and space events, but right now, if you were sitting next to me, youd hear my foot tapping rapidly under my desk. Im anxious for the next one: a space c
28、apsule hanging from a crane in the New Mexico desert.Its like the set for a George Lucas movie floating to the edge of space.You and I will have the chance to watch a man take a leap into an unimaginable free fall from the edge of space - live.The (lack of) air up there Watch man jump from 96,000 fe
29、et Tuesday, I sat at work glued to the live stream of the Red Bull Stratos Mission. I watched the balloons positioned at different altitudes in the sky to test the winds, knowing that if they would just line up in a vertical straight line we would be go for launch.I feel this mission was created for
30、 me because I am also a journalist and a photographer, but above all I live for taking a leap of faith - the feeling of pushing the envelope into uncharted territory.The guy who is going to do this, Felix Baumgartner, must have that same feeling, at a level I will never reach. However, it did not st
31、op me from feeling his pain when a gust of swirling wind kicked up and twisted the partially filled balloon that would take him to the upper end of our atmosphere. As soon as the 40-acre balloon, with skin no thicker than a dry cleaning bag, scraped the ground I knew it was over.How claustrophobia a
32、lmost grounded supersonic skydiverWith each twist, you could see the wrinkles of disappointment on the face of the current record holder and capcom (capsule communications), Col. Joe Kittinger. He hung his head low in mission control as he told Baumgartner the disappointing news: Mission aborted.The
33、 supersonic descent could happen as early as Sunday.The weather plays an important role in this mission. Starting at the ground, conditions have to be very calm - winds less than 2 mph, with no precipitation or humidity and limited cloud cover. The balloon, with capsule attached, will move through t
34、he lower level of the atmosphere (the troposphere) where our day-to-day weather lives. It will climb higher than the tip of Mount Everest (5.5 miles/8.85 kilometers), drifting even higher than the cruising altitude of commercial airliners (5.6 miles/9.17 kilometers) and into the stratosphere. As he
35、crosses the boundary layer (called the tropopause), he can expect a lot of turbulence.The balloon will slowly drift to the edge of space at 120,000 feet (22.7 miles/36.53 kilometers). Here, Fearless Felix will unclip. He will roll back the door.Then, I would assume, he will slowly step out onto some
36、thing resembling an Olympic diving platform.Below, the Earth becomes the concrete bottom of a swimming pool that he wants to land on, but not too hard. Still, hell be traveling fast, so despite the distance, it will not be like diving into the deep end of a pool. It will be like he is diving into th
37、e shallow end.Skydiver preps for the big jumpWhen he jumps, he is expected to reach the speed of sound - 690 mph (1,110 kph) - in less than 40 seconds. Like hitting the top of the water, he will begin to slow as he approaches the more dense air closer to Earth. But this will not be enough to stop hi
38、m completely.If he goes too fast or spins out of control, he has a stabilization parachute that can be deployed to slow him down. His team hopes its not needed. Instead, he plans to deploy his 270-square-foot (25-square-meter) main chute at an altitude of around 5,000 feet (1,524 meters).In order to
39、 deploy this chute successfully, he will have to slow to 172 mph (277 kph). He will have a reserve parachute that will open automatically if he loses consciousness at mach speeds.Even if everything goes as planned, it wont. Baumgartner still will free fall at a speed that would cause you and me to p
40、ass out, and no parachute is guaranteed to work higher than 25,000 feet (7,620 meters).It might not be the moon, but Kittinger free fell from 102,800 feet in 1960 - at the dawn of an infamous space race that captured the hearts of many. Baumgartner will attempt to break that record, a feat that boggles the mind. This is one of those monumental moments I will always remember, because there is no way Id miss this.13
