改：基于DEA的物流业可持续发展有效性分析(中)

基于DEA的物流业可持续发展有效性评价

惠玉蓉 董千里

（长安大学 经济与管理学院 陕西 西安 710064）

摘要：本文从物流业可持续发展研究现状出发,分析了数据包络分析方法用于物流业可持续发展评价的可行性,运用数据包络分析模型对中国31个省、市、自治区物流业可持续发展状况进行了实证分析。研究数据显示,所评价地区的物流业可持续发展整体有效率为32.258%,发展水平较低,而且西部与中、东部发展存在明显差距,这就需要加大物流业可持续发展投入力度,不断调整和优化投入结构,以实现物流业的可持续发展。结果表明,数据包络分析方法可以科学、合理地评价物流业可持续发展,为系统效率变化及其改进措施提供了新的方法和思路。

关键词：数据包络分析；决策单元；物流业；可持续发展

Sustainable Development Evaluation for the logistics Industry Based on DEA

Hui Yu-rong Dong Qian-li

(School of Economic and Management, Chang’an University, xi’an 710064)

Abstract: Abstract:This paper analyzed the evaluating feasibility of Data Envelopment Analysis(DEA) in

logistics sustainable development, and it is verified by the 31 provinces, cities and autonomous re- gions in China by using the DEA model. The research data show that the overall effectiveness is 32.258% of appraised region, the level of sustainable development is relatively low, moreover, there is obvious disparity between the west and the middle and the east of China. Therefore, it is necessary to increase the investment of logistics, adjust and optimize the structure continually to realize the sustainable development for the logistics industry. At the same time, the conclusion in- dicates that the DEA method can scientifically and reasonably evaluate the sustainable develop- ment of the logistics industy, it has provided a new method and thought for the efficiency change and the improvement measure of the system.

Key Words: DEA；DMU；logistics industry； sustainable development of the logistics industy

一、引言

人类正面临着资源短缺、环境恶化、人口膨胀等严重危机，作为大量消耗能源、燃料，也以噪音、废气严重破坏环境的物流业，在发展上必然面临很强的制约。因此，物流业必须把“可持续发展”作为“追求和理应承诺的主要目标”。然而，当前对物流业可持续发展问题的研究，缺乏对物流业可持续发展的评价指标体系和评价方法的研究,这表明物流业可持续发展理论方法体系尚不完整。因此，物流业可持续发展系统进行评价，找到制约可持续发展的瓶颈是优化物流业可持续发展系统、完善物流业发展理论体系的重要依据。

二、物流业可持续发展系统及其评价

1

在中国，最早对物流与可持续发展问题的关注是1997年6月9日在北京召开的“97亚太国际物流会议”。会议认为：在世界经济全面发展的今天，人们面临着资源短缺、环境恶化等严重问题，物流业必须把“可持续发展”作为自己最大的利益原则加以对待，找准自己的发展方向。

物流业的可持续发展，是指物流服务于经济社会发展的能力与保护生态环境的能力之间的一种平衡，强调发展、协调和持续的思想，具有明显的时空耦合特征。从静态的观点看，物流业可持续发展涉及物流业规模、结构形式、要素关系、配置格局等空间性质，从动态的观点看，涉及区域物流业沿革、系统演替、过程预测、趋势判断等时间性质。但是，目前对于物流业可持续发展的研究，主要是针对物流系统某些环节的单项技术，缺乏可持续发展的整体思想的指导。 因此，本文将物流业可持续发展作为一个系统，在合理解析系统与环境间以及系统内部要素间的相互作用、相互制约的本质特征基础上，充分考虑影响物流业可持续发展系统的主要因素，采用适当方法对系统可持续发展进行评价。

物流业可持续发展系统是个多投入，多产出的复杂巨系统。传统的评价方法如统计方法，Delphi法，层次分析法等，由于统计方法条件限定严格、评测比较精确，较适用于数据具有连续性的评估和预测等，而Delphi法，层次分析法又会受评价者主观偏好的制约，无法得出科学的结果。与之相比，数据包络分析(DEA)就有明显的优点，它不需要定义输入与输出之间关系的显性表达式，避免了主观因素，而且其投影思想可以对系统进行调整，保证以最小的投入获得最大的产出水平。因此，本文将尝试采用DEA方法，对中国物流业可持续发展进行评价，使系统用较少的投入和较小的环境代价获得最大的经济、社会发展和环境的改善，实现物流业的发展性、协调性和持续性的统一。

[2]

[1]

三、DEA方法用于物流业可持续发展评价的理论分析

数据包络法（DEA, Data Envelopment Analysis）是1978年美国著名运筹学家A. Charnes 和W. Wcooper 及E.Rhodes等以“相对有效性”概念为基础发展起来的用于研究多投入、多产出的决策单元（DMU, Decision Making Unit）间相对有效性的一种系统分析方法。[3]此后，Banker, Charnes和Cooper(1984)构建了C2R模型，[4] Charnes, W.Cooper, Golany, Seiford及Stutz(1985)分析了C2GS2模型，DEA模型在财政、保险、金融业等经济领域获得了较快发展。[5]但是，在物流领域的应用还较少。因此，本文试图在DEA可行性评价分析的基础上对物流业可持续发展作出实证分析。

（一）DEA方法应用于物流业可持续发展评价的可行性分析

（1）DEA方法可以处理多输入、多输出DMU的相对有效性评价问题，且无需对指标进行繁琐的无量纲化转换，也不需要预先估计参数。物流业可持续发展系统是一个多环节、多层次的复杂系统，各个输入和输出之间存在某些复杂的关系，各子系统之间关联性强。DEA方法的应用，能够避开这些交互作用与关系影响的显性表示，通过“有效前沿面”中被评价对象的相对有效性对其定位，从而对物流业可持续发展给予有效评价。另外，物流业可持续发展系统也是一个多目标的动态系统，对其评价需要从不同的侧面、用不同的指标加

2

以描述，而这些指标往往不能用同一量纲加以描述。而DEA方法则无须考虑量纲同一化问题，对物流业可持续发展评价也就更准确、有效。

（2）DEA方法可以为物流业可持续发展评价指标体系的准确建立提供反馈信息。通过DEA方法可以对物流业可持续发展系统的评价结果加以统计分析，了解影响物流业可持续发展有效的主要因素，从而便于采取措施，提高可持续发展能力。同时，在统计分析时，通过增减某个指标，分析物流业可持续发展的有效性变化，得出评价对象对输入输出指标的依赖情况，从而分析调整物流业可持续发展系统评价指标体系。

（3）DEA方法可以分析各个被评价对象相对规模收益情况。物流业可持续发展系统内普遍存在“效益背反”现象，系统的若干功能要素之间存在“成本交替损益”的矛盾。即某一功能要素的优化和利益取得的同时，必然会引起另一个或几个功能要素的利益损失，反之亦如此。物流业可持续发展系统的这种“效益背反”现象，要求物流业可持续发展系统体现整体的规模收益。而DEA方法可以反映系统规模收益，为改进系统提供有价值的参考。[6]

（4）DEA方法可以为物流业可持续发展提供明确的改进方向和调整量。通过评价可以确定各个被决策单元在有效前沿面上的投影，对于非DEA有效的DMU，DEA不仅能指出有关指标调整的方向，而且能给出具体的调整量。

（二）DEA模型介绍

设有n个决策单元，每个决策单元都有m种类型输入和s种类型输出，分别用输入Xj

和输出Yj表示物流业可持续发展系统中第j个决策单元的输入向量和输出向量。则有:

Xj＝（x1j，x2j，? xmj）T j=1，2，?，n

Yj＝（y1j，y2j，? ysj）T j=1，2，?，n (1) xtj >0

ytj >0

（1）可评价相对规模有效性和相对技术有效性的C2R模型[7]

基于凸性、锥性、无效性和最小性公理假设时的具有无穷小量?的C2R模型为：

T

min[?-?(êS+eTS+)]

－

ns.t.

?x?jj?1nj+ S =?x0

－

(D)

?j?1yj?j- S =y＋

0

(2)

?j≥0 ，j=1，2，?，n

S≥0；S≥0；

其中，êT=(1，1，?，1)∈Em, eT=(1，1，?，1)∈Es，S=(S1，S2，?，Sm)T是由与投入

－

－

－

－

－＋

相对应的松弛变量组成的向量，S=(S1，S2，?，Ss)T是由与产出相对应的剩余变量组成

＋

＋

＋

＋

的向量。若目标函数的最优值?0, ?j0，（j=1，2，?，n）满足?=1，S=0，S=0时，DMUj0

＋

－

为DEA有效，此时DMU技术效率与规模效益最佳；当?=1但S与S不全为0时，综合效果有效但投入与产出还需调整，DEA弱有效；否则非DEA有效，DMU投入不当。

（2）只用于评价相对技术有效性的C2GS2模型

3

＋－

基于凸性、锥性、无效性和最小性公理假设时的具有无穷小量?的C2GS2模型为：

T

min[?-?(êS+eTS+)]

－

ns.t.

?x?jj?1nj+ S =?x0

－

(D)

?j?1yj?j- S =y＋

0

(3)

n??j?1j=1

?j≥0 ，j=1，2，?，n

S≥0；S≥0；

n－＋

在引入约束??j=1后，则构成新的规划问题(3)。该模型用来测算DMU纯技术有效性，

j?1?=1表示该决策单元技术有效，表明决策单元位于生产函数的前沿面上，当投入量既定时，

生产活动能获得最大的产出。其有效前沿面是一个凸集。

在得到整体有效性值?及纯技术有效性值?后，可得出规模有效性值?＝?/?。 （3）非DEA有效时的投影调整方法

设(X0, Y0)为某评价单元的投入量与产出量，(X1, Y1)为(X0, Y0)在DEA相对有效面上的投影，所以调整量为：

ΔX = X1-X0= (?0－1)X0－S0； （4） ΔY = Y1－Y0

调整后的指标只可以作为下一个决策期的投入与产出指标的预测值，因此借助投影可以找出系统中需要改进的投入量。

－

四、基于DEA方法的物流业可持续发展评价步骤

物流业可持续发展系统是一个复合系统，其组织、结构、功能的变化决定了物流业可持续发展系统的发展态势。因此，本文将运用DEA方法评价物流业可持续发展能力，并在此基础上对系统的能力建设，系统由非持续性向可持续性发展以及系统的预测、决策、协调和控制提供依据。

（一）确定评价目的

物流业可持续发展能力强，意味着系统用较少的投入和较小的环境代价获得较大的经济、社会发展和环境的改善，实现物流业的发展性、协调性和持续性的统一。

（二）选择DMU

选择DMU就是确定参考集。由于DEA方法是在同类型的DMU之间进行相对有效性评价，因此，DMU选择的最基本要求就是“同类型”。同时，参考集元素的个数以不少于输入、输出指标总数的两倍为好。基于上述考虑，本文将选取中国31省、市、自治区的物流业可持续发展系统视为DEA的决策单元，它具有特定的输入和输出，在将输入转化为输出的过程中，可用来分析实现系统的可持续发展目标的程度如何及其原因何在。

（三）建立输入输出指标体系

4

评价指标要能够全面反映评价目的，同时考虑到输入、输出指标直接的关系及评价体系的多样性。在具体选择输入输出指标时，可采用主成分分析法[8]或模糊聚类分析法[9]去掉具有强相关性的指标，保证各指标间的相对独立性。因此，本文选取的输入指标为：物流业固定资产投资、物流研究教育投入、交通网密度（货运量和周转量加权密度）、运输线路长度，单位产品公路运输的能源消耗；输出指标为：物流业产值、货运量、货物周转量。

五、物流业可持续发展效率值分析

根据上述模型，运用线性规划软件（lingo9.0），以《中国统计年鉴－2007》中的数据为依据[10]，选取中国31个省、市、自治区的物流业发展状况进行计算，结果如下：

表1 中国31省、市、自治区物流业可持续发展相对有效性结果 DMU 北京 天津 河北 山西 内蒙古 辽宁 吉林 黑龙江 浙江 上海 江苏 福建 安徽 江西 山东 湖南 湖北 广西 广东 海南 河南 四川 重庆 贵州 云南 西藏 陕西 甘肃 青海 宁夏 新疆 ? 1 1 1 0.951 1 1 0.648 0.891 1 1 1 0.903 1 0.641 0.828 0.877 0.965 0.633 1 0.618 0.751 0.802 0.756 0.641 0.846 0.686 0.652 0.508 0.428 0.525 0.824 － ? 1 1 1 0.975 1 1 0.876 0.943 1 1 1 0.964 1 0.828 0.869 1 1 0.724 1 1 0.754 0.843 0.794 0.686 0.866 1 0.744 0.616 0.583 0.637 1 ? 1 1 1 0.975 1 1 0.740 0.945 1 1 1 0.936 1 0.774 0.953 0.877 0.965 0.874 1 0.618 0.996 0.951 0.952 0.934 0.977 0.686 0.876 0.824 0.734 0.824 0.824 ?? jS1－ 0 0 0 409.482 0 0 842.073 0 0 0 0 951.236 0 0 423.152 843.426 0 713.561 0 0 752.462 124.478 428.776 0 43.467 0 462.118 118.473 542.168 63.847 230.843 －S2－ 0 0 0 0 0 0 281.947 0 0 0 0 721.158 0 0 112.158 481.542 305.145 283.175 0 306.729 346.873 0 161.228 31.536 13.854 0 271.846 94.725 243.054 0 0 S3－ 0 0 0 0.138 0 0 0 0.084 0 0 0 0 0 0.013 0 0.039 0.038 0 0 0 0 0 0.065 0 0.119 0.097 0 0 0 0.022 0 S4－ 0 0 0 190.728 0 0 97.051 57.064 0 0 0 187.526 0 0 0 0 207.623 64.072 0 72.613 0 97.547 108.372 0 0 128.76 0 59.483 0 70.516 22.189 －S5－ 0 0 0 0 0 0 0 28.761 0 0 0 18.334 0 15.319 0 0 9.115 11.037 0 0 20.402 17.315 0 8.481 12.205 0 20.528 0 14.424 8.951 0 S1＋ 0 0 0 0 0 0 50.406 0 0 0 0 0 0 0 34.754 0 0 0 0 51.082 0 0 58.094 29.197 0 35.498 51.043 0 0 0 20.376 S2＋ 0 0 0 0 0 0 1005.71 0 0 0 0 0 0 864.092 0 0 1038.18 0 0 0 972.452 576.349 0 0 715.462 0 0 483.259 0 0 0 S3＋ 0 0 0 92.173 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 137.189 0 81.941 0 0 97.159 0 0 205.761 76.134 0 0 0 140.716 81.794 0 1 1 1 0.968 1 1 0.694 0.964 1 1 1 0.715 1 0.908 1.068 1.021 0.671 0.493 1 0.592 0.925 0.566 0.618 0.642 0.686 0.472 0.672 0.483 0.076 0.106 0.402 其中，S1对应于物流业固定资产投资，S2对应于物流研究教育投入，S3对应于交通网密度（运量和周转 5

量加权密度），S4对应于运输线路长度，S5对应于单位产品运输的能源消耗，S1对应于物流业产值，S2

＋

对应于货运量，S3对应于货物周转量。

－－＋＋

（一）物流业可持续发展整体有效性分析

根据C2R模型得出（见表2）：在所考察的31个省份中，只有10个省、市物流业可持续发展是整体有效的，综合有效值为0.818，说明物流业可持续发展已经达到一定水平。从技术有效性看（C2GS2模型），相对综合有效值为0.902，说明我国物流业可持续发展技术有效性程度较高。但是，有效性分布的地域差距明显，中东部发展状况较西部有效性程度高，说明西部物流业可持续发展水平和能力有待进一步提高。

表2 物流业可持续发展效率值分析

效率值分布 1 0.8－1 0.6－0.8 0.6以下 ? 数量 10 9 9 3 百分比 32.258 29.032 29.032 9.678 5 8 7 1 数量 1? 百分比 48.387 25.806 22.581 3.225 （二）物流业可持续发展规模有效性分析

物流业可持续发展规模综合有效性为0.932，整体规模有效的省、市有10个，说明大多数省份物流业可持续发展投入规模是非有效的，且非有效性仍存在从东向西递减的规律，西部地区与中、东部地区的差距较明显。

（三）规模效益分析

对于判定DMU的规模效益，如果?＝

?，则该DMU规模收益不变；如果?≠?，

则C2R模型下的∑λj >1，意味着规模收益递减，∑λj <1意味着规模收益递增。从表1可以看出，除山东和湖南两省外，其他90.5％的非有效可持续发展系统都处于规模收益递增阶段，也就是说，加大物流业可持续发展系统的投入可以促进物流业的更加协调、持续发展。

六、提升物流业可持续发展系统有效性的措施

一个理想的物流业可持续发展系统应该是DEA有效。C2R模型下的DEA有效性同时表明了技术有效性和规模有效性。技术有效表明决策单元位于生产函数的前沿面上，当投入量既定时，生产活动能获得最大的产出。规模有效表明决策单元具有最佳的投入规模。当被评价单元为DEA有效时，投入产出已达到相对最优。反之，若被评价决策单元为非DEA有效时，则必定存在投入冗余或产出不足，这时可利用式（4）进行调整。因此，要使非DEA有效的DMU变为有效的DMU，在产出固定的情况下应缩减相应的投入或者在既定投入规模下调整投入结构。

表3 非0约束变量的DMU数 －－－S1 S2 S3 非0值 15 14 10 S4 －S5 －S1 ＋S2 ＋S3 ＋13 14 8 7 8 比例（％） 48.387 45.161 32.258 41.935 45.161 25.806 22. 581 25.806 (1)从S1－，S2－中非0值的个数及百分比来看(见表3),物流业固定资产投资及物流研究教育投入所带来的产出水平还相对较低,规模及技术有效性尚未得到充分发挥,因此,需要调整投入结构及投入量,使这两者对物流业可持续发展的贡献进一步加强。

6

(2) S3，S4－的非0值分别有10和13个,说明部分省、市、自治区存在交通网密度及运输线路投入过量问题,这其中既有总量问题,又有各种运输网络的结构问题。

(3) S5－的非0值百分比为45·161%,说明物流业在发展过程中对能源的消耗水平较高,内涵式发展水平较低。

＋＋

(4)从S1＋、S2、S3的非0值百分比可以看出,通过调整投入,物流业产值、物流需求量(货

－

运量与货物周转量)都将有所提高,产出效率得以改善。

七、结论

数据包络分析法对物流业可持续发展系统的综合评价有着很好的应用价值，它不要求指标的无量纲化转换，不仅可以分析各个被评价对象相对规模收益情况，指明改进方向和调整量，而且可以分析物流业可持续发展系统评价指标体系使其更加科学化和合理化。本文尝试运用DEA方法对中国31个省、市物流业可持续发展做了横向评价，结果符合现实发展状况，而且对评价对象的发展有重要的借鉴意义。因此，本文进一步拓宽了DEA的运用领域，为考察物流业可持续发展系统效率变化及其改进措施提供了新的方法和思路。

参考文献：

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[8]哈明虎,张会敏,白云超.河北省投资环境综合评价研究[J].河北大学学报（哲学社会科学版）2006,31(5):39－43

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作者简介：

惠玉蓉（1978，12－），女，甘肃景泰人，长安大学经济与管理学院讲师，博士研究生，主要研究方向：物流与供应链管理、企业管理。

联系电话：15902997599 Email:huiyurong@163.com

联系地址：西安市南二环长安大学经济与管理学院物流管理系 邮编：710064

董千里（1954,12-），男，江西玉山人，长安大学经济与管理学院教授，博士生导师，从事交通物流与供应链管理、交通运输、企业管理研究. 联系电话：029－82334506

联系地址：西安市长安大学经济与管理学院物流管理系 邮编：710064

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