汪 瑩 王 隆 周 燕

（中國礦業(yè)大學(xué)（北京）管理學(xué)院，北京市海淀區(qū)，100083）

基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的煤炭企業(yè)第四方物流供應(yīng)鏈內(nèi)部風(fēng)險評價研究

汪 瑩 王 隆 周 燕

（中國礦業(yè)大學(xué)（北京）管理學(xué)院，北京市海淀區(qū)，100083）

基于對第四方物流概念與內(nèi)涵的認(rèn)識，分析歸納了煤炭企業(yè)第四方物流供應(yīng)鏈運(yùn)營中的內(nèi)部風(fēng)險因素，構(gòu)建了針對煤炭企業(yè)的第四方物流供應(yīng)鏈內(nèi)部風(fēng)險指標(biāo)體系，并基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論，給出了面向MATLAB的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評價模型，并通過計算驗(yàn)證了評價模型的適用性。

煤炭企業(yè) 第四方物流 內(nèi)部風(fēng)險 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

1 第四方物流概念與內(nèi)涵

第四方物流（Fourth Party Logistics，4PL）的概念是由美國安盛管理咨詢公司首先在1996年提出的，它將第四方物流定義為一個供應(yīng)鏈的整合者及協(xié)調(diào)者，對公司內(nèi)部和具有互補(bǔ)性的服務(wù)供應(yīng)商（第三方物流公司、IT服務(wù)提供者、咨詢公司、增值服務(wù)商等）所擁有的不同資源、能力和技術(shù)進(jìn)行整合和管理，提供一整套供應(yīng)鏈解決方案。

我國煤炭企業(yè)物流特點(diǎn)是以大宗散貨為主，供應(yīng)路線長而且物流節(jié)點(diǎn)多。因此，煤炭企業(yè)的供應(yīng)鏈管理和企業(yè)物流創(chuàng)新對于煤炭企業(yè)物流資源的整合與合理配置，降低物流成本，提升煤炭產(chǎn)業(yè)的利潤空間具有十分重要的意義。然而，發(fā)展第四方物流供應(yīng)鏈對企業(yè)本身技術(shù)水平、人力資源素質(zhì)、管理創(chuàng)新能力、合作開發(fā)能力、財務(wù)管控能力都將帶來一定的挑戰(zhàn)。換句話說，要想成功實(shí)施第四方物流供應(yīng)鏈的發(fā)展戰(zhàn)略，煤炭企業(yè)在內(nèi)部管理方面需要不斷提升，從而克服上述因素帶來的潛在內(nèi)部風(fēng)險，而要想控制內(nèi)部風(fēng)險，首先要求我們對煤炭企業(yè)第四方物流供應(yīng)鏈的風(fēng)險構(gòu)成要素進(jìn)行識別，繼而對整個內(nèi)部風(fēng)險進(jìn)行科學(xué)評價，進(jìn)一步基于對內(nèi)部風(fēng)險的科學(xué)評價結(jié)果采取有效的風(fēng)險管控措施，從而保障煤炭企業(yè)第四方物流供應(yīng)鏈發(fā)展戰(zhàn)略的順利實(shí)施。

2 煤炭企業(yè)第四方物流供應(yīng)鏈內(nèi)部風(fēng)險因素識別

煤炭企業(yè)供應(yīng)鏈涉及煤炭資源獲取、生產(chǎn)、銷售、運(yùn)輸、消費(fèi)、儲存等環(huán)節(jié)的參與主體及其鏈接關(guān)系，各參與主體通過整合整個過程中的物流、信息流、資金流、工作流達(dá)到價值增值的目的。在運(yùn)用第四方物流實(shí)現(xiàn)物流環(huán)節(jié)價值增值的同時，要切實(shí)關(guān)注供應(yīng)鏈企業(yè)中潛在的各種風(fēng)險。

2.1 技術(shù)風(fēng)險

第四方物流實(shí)施的支撐技術(shù)之一就是供應(yīng)鏈集成技術(shù)。供應(yīng)鏈集成是指在第四方物流模式下，企業(yè)應(yīng)該把自己看作是整個供應(yīng)鏈中的一員，和其他成員一道共享信息、協(xié)同計劃和處理業(yè)務(wù)流程，以一種全新的商業(yè)運(yùn)作模式一起為最終的客戶提供快速靈活、高效的支持和服務(wù)。供應(yīng)鏈集成可分為4個級別，一是基礎(chǔ)。這是實(shí)現(xiàn)信息集成，從而規(guī)避供應(yīng)鏈運(yùn)作中出現(xiàn)的“牛鞭效應(yīng)”風(fēng)險；二是實(shí)現(xiàn)同步計劃，從而實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈預(yù)測與計劃的同步性，降低運(yùn)營成本；三是是建立供應(yīng)鏈協(xié)同工作流，這是指供應(yīng)鏈的運(yùn)作生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)、運(yùn)輸、訂單處理都能夠協(xié)調(diào)同步進(jìn)行，形成快速的市場響應(yīng)水平；四是實(shí)現(xiàn)綜合的供應(yīng)鏈集成，重點(diǎn)包括建立供應(yīng)鏈動態(tài)聯(lián)盟或虛擬企業(yè)，實(shí)現(xiàn)全新的商業(yè)模式。綜合立體的供應(yīng)鏈集成就好像一個大型的虛擬企業(yè)組織，組織里的每個成員共享信息、同步計劃、使用協(xié)調(diào)一致的業(yè)務(wù)處理流程，共同應(yīng)對復(fù)雜多變的市場。因此，供應(yīng)鏈集成技術(shù)本身就是集流程再造、組織創(chuàng)新、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為一體的系統(tǒng)工程。該技術(shù)的成熟與否決定了煤炭企業(yè)第四方物流內(nèi)部運(yùn)營風(fēng)險的高低。

第四方物流信息平臺的建設(shè)是第四方物流得以存在和運(yùn)作的信息技術(shù)基礎(chǔ)，從某種意義上來說，信息技術(shù)支持能力是第四方物流運(yùn)作的基礎(chǔ)。4PL提供綜合的供應(yīng)鏈解決方案，要求及時、準(zhǔn)確和高效地傳遞物流信息，這樣，建立以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的物流信息平臺，是4PL系統(tǒng)中必不可少的組成部分。因此，信息技術(shù)風(fēng)險無疑是制約第四方物流供應(yīng)鏈運(yùn)作的重要因素，也構(gòu)成了煤炭企業(yè)實(shí)施第四方供應(yīng)鏈物流發(fā)展戰(zhàn)略的挑戰(zhàn)與風(fēng)險。

2.2 管理風(fēng)險

第四方物流運(yùn)作的內(nèi)部風(fēng)險之一是由管理因素導(dǎo)致的。管理風(fēng)險所涉及的主要方面包括經(jīng)營決策、人力資源管理以及客戶關(guān)系管理3個方面。

（1）經(jīng)營決策是第四方物流管理風(fēng)險中層次最高的風(fēng)險。因?yàn)榈谒姆轿锪髯鳛楣?yīng)鏈的整合與協(xié)調(diào)者，如何對供應(yīng)鏈的集成運(yùn)作方案進(jìn)行決策是決定第四方物流成敗的關(guān)鍵。而由于第四方物流所涉及的經(jīng)營單位部門繁多、管理層次復(fù)雜，決策信息傳導(dǎo)機(jī)制的脆弱性是決策風(fēng)險產(chǎn)生的重要原因，信息失真可能導(dǎo)致管理決策的逆向選擇和激勵決策的道德風(fēng)險。同時作為第四方物流運(yùn)作的首席執(zhí)行官個人的職業(yè)道德、執(zhí)行力和決策力水平也是產(chǎn)生管理決策風(fēng)險的重要因素。

（2）人力資源管理。對第四方物流供應(yīng)鏈的支撐度也影響著其運(yùn)營效率。第四方物流管理需要管理團(tuán)隊(duì)有卓越的組織與協(xié)調(diào)能力，需要工程、法律、財務(wù)等各方面的優(yōu)秀人力資源的來構(gòu)筑其核心的競爭力。第四方物流供應(yīng)鏈管理的內(nèi)涵決定了高素質(zhì)的人力資源是其成功運(yùn)作的保障，因而人力資源管理能力的強(qiáng)弱就構(gòu)成了管理風(fēng)險的另一要素。

（3）客戶關(guān)系管理。第四方物流是供應(yīng)鏈方案的集成商，第四方物流實(shí)施的CRM（客戶關(guān)系管理）是基于整個供應(yīng)鏈企業(yè)的，其管理目的之一就是要將企業(yè)各自的客戶信息與資源實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈共享，從而增加供應(yīng)鏈集成后的盈利能力。而供應(yīng)鏈集成化模式下客戶關(guān)系和價值的維系成本和其價值實(shí)現(xiàn)需要第四方物流運(yùn)營商面向整個供應(yīng)鏈進(jìn)行細(xì)致的劃分和管理。第四方物流客戶關(guān)系管理重點(diǎn)就是在科學(xué)準(zhǔn)確地識別出供應(yīng)鏈的最終客戶基礎(chǔ)上，針對不同等級客戶設(shè)計并實(shí)施不同營銷策略。因此，客戶關(guān)系管理因素是影響第四方物流供應(yīng)鏈運(yùn)營財務(wù)績效的風(fēng)險要素。

對于煤炭企業(yè)而言，這三大管理要素也正是制約其發(fā)展瓶頸，無疑也構(gòu)成了煤炭企業(yè)第四方物流供應(yīng)鏈發(fā)展面臨的棘手問題。

2.3 合作風(fēng)險

合作因素的風(fēng)險在第四方物流運(yùn)營中主要表現(xiàn)為供應(yīng)鏈利益分配機(jī)制、企業(yè)聯(lián)盟的組織文化差異、供應(yīng)鏈合作聯(lián)盟誠信機(jī)制3個風(fēng)險要素。

（2）利益分配機(jī)制是供應(yīng)鏈集成管理的核心經(jīng)濟(jì)紐帶。供應(yīng)鏈合作成員基于自治與協(xié)作的模式無疑要求實(shí)現(xiàn)自身利益最大化，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)與供應(yīng)鏈合作成員之間利益的協(xié)調(diào)一致性。因此，供應(yīng)鏈合作成員間的利益平衡以及激勵機(jī)制與制度的設(shè)計與建設(shè)是導(dǎo)致第四方物流供應(yīng)鏈內(nèi)部合作風(fēng)險產(chǎn)生的重要環(huán)節(jié)。

（2）供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)與整合的文化風(fēng)險往往決定著第四方物流運(yùn)營的成敗。供應(yīng)鏈成員間不同組織文化、管理理念與制度以及因此形成的不同價值觀的整合是一個長期滲透的過程，文化差異的彌合與新文化的打造是合作風(fēng)險產(chǎn)生的又一重要因素。

（3）供應(yīng)鏈誠信機(jī)制。第四方物流是一個復(fù)雜的供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，系統(tǒng)的高效運(yùn)作需要誠信機(jī)制的保障?；谏鐣粨Q理論可知，誠信體系的構(gòu)建有賴于第四方物流運(yùn)營者所營造的交易各方對公平的感知，對公平感知的程度與信任的程度具有正相關(guān)特征。基于交易成本理論可知，道德風(fēng)險、信用風(fēng)險和機(jī)會主義會增加供應(yīng)鏈的交易成本，而誠信機(jī)制是降低上述交易成本、降低第四方物流供應(yīng)鏈運(yùn)營不經(jīng)濟(jì)性的重要手段。誠信機(jī)制需要在供應(yīng)鏈集成管理的不同階段采取不同的建設(shè)和維護(hù)策略，打造一套系統(tǒng)高效的供應(yīng)鏈績效評估體系與制度非常關(guān)鍵，因?yàn)樗欣诘谒姆轿锪鬟\(yùn)營的公平與效率的實(shí)現(xiàn)。

對于煤炭企業(yè)供應(yīng)鏈管理而言，上述風(fēng)險也無一例外的存在著，因而也構(gòu)成了煤炭企業(yè)第四方物流供應(yīng)鏈的內(nèi)部風(fēng)險因素之一。

2.4 財務(wù)風(fēng)險

第四方物流運(yùn)營的財務(wù)風(fēng)險是指由于定價、融資、支付等各項(xiàng)財務(wù)決策所引起的集成供應(yīng)鏈上整體的財務(wù)狀況的惡化與財務(wù)成果損失的不確定性。由上文可知，第四方物流的運(yùn)營對象是一個復(fù)雜的動態(tài)聯(lián)盟系統(tǒng)，聯(lián)盟內(nèi)企業(yè)的合作與協(xié)調(diào)機(jī)制、信息傳遞與分享機(jī)制、利益分配與合作機(jī)制、誠信與激勵機(jī)制等環(huán)節(jié)的缺失和不健全都會導(dǎo)致供應(yīng)鏈財務(wù)風(fēng)險的產(chǎn)生。具體而言，內(nèi)部財務(wù)風(fēng)險又可以分為流動性風(fēng)險、融資風(fēng)險、投資風(fēng)險以及利潤分配風(fēng)險。在對煤炭企業(yè)供應(yīng)鏈進(jìn)行整合的過程中，各節(jié)點(diǎn)的財務(wù)風(fēng)險也在經(jīng)歷轉(zhuǎn)移和積累的過程。整合供應(yīng)鏈上的各節(jié)點(diǎn)客觀存在著一種基于不完全信息的互動博弈與合作關(guān)系，這也是第四方物流供應(yīng)鏈內(nèi)部財務(wù)風(fēng)險的特征之一。另外，整合供應(yīng)鏈的財務(wù)風(fēng)險也具有明顯的在節(jié)點(diǎn)企業(yè)間傳遞的特征。綜上所述，可將煤炭企業(yè)第四方物流內(nèi)部風(fēng)險因素劃分為4個方面，2個層次，并歸結(jié)如表1。

表1 煤炭企業(yè)第四方物流供應(yīng)鏈內(nèi)部風(fēng)險評價指標(biāo)體系

3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的煤炭企業(yè)第四方物流供應(yīng)鏈內(nèi)部風(fēng)險的評價方法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是在對生物體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)認(rèn)識理解的基礎(chǔ)上人工構(gòu)造的能夠?qū)崿F(xiàn)某種功能的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是基于模仿生物體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能而建立的一種信息處理系統(tǒng)。有統(tǒng)計資料顯示，在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用中，80%～90%的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型采用了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或者它的變化形式。BP算法運(yùn)用梯度搜索理論，使得網(wǎng)絡(luò)實(shí)際輸出與期望輸出的均方差達(dá)到最小。結(jié)合本文的風(fēng)險評價指標(biāo)的構(gòu)成特征，本文選擇了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為第四方物流內(nèi)部風(fēng)險的評價模型。

3.1 建立基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的第四方物流供應(yīng)鏈內(nèi)部風(fēng)險評價模型

根據(jù)上述BP網(wǎng)絡(luò)原理，建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行評價，研究表明，要完成m維到n維的映射只需一個三層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，增加隱含層的數(shù)目可以提高BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性影射能力，但會延長網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)時間。在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，降低誤差、提高精度有兩種方法，一是增加網(wǎng)絡(luò)層數(shù)，一是增加隱含層數(shù)目，但增加網(wǎng)絡(luò)層數(shù)會使網(wǎng)絡(luò)過于復(fù)雜，訓(xùn)練時間大大增加，因此本文選取含有一層隱含層的三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。建立評價模型首先要確定模型各層神經(jīng)元的數(shù)目。

（1）輸入層數(shù)目確定。根據(jù)上面建立的評價指標(biāo)體系可以確定有12個指標(biāo)作為輸入節(jié)點(diǎn)。

（2）隱含層數(shù)目確定。隱含層數(shù)目的選擇十分復(fù)雜，目前還沒有一種科學(xué)普遍的確定隱含層數(shù)目的方法，現(xiàn)取部分研究學(xué)者用的經(jīng)驗(yàn)公式：

式中：nH——隱含層數(shù)目；

m——輸出層數(shù)目；

n——輸入層數(shù)目；

a——1～10之間常數(shù)。

本文也采取此類。實(shí)際應(yīng)用中一般通過不同的神經(jīng)元數(shù)目進(jìn)行訓(xùn)練來比較誤差從而確定隱含層數(shù)目。本文通過不同隱含層數(shù)目下誤差大小的比較確定隱含層數(shù)目為7個。

（3）輸出層數(shù)目確定。輸出層數(shù)目取決于期望輸出，本文研究對象的期望輸出是第四方物流風(fēng)險大小的總體評價，因此輸出層數(shù)目為1。

（4）激勵函數(shù)的選取。目前比較常用的激勵函數(shù)有三種形式：閾值型、線性型和S型。由于S型函數(shù)可微，易于表示，又有很好的非線性映射能力。所以本文采取對數(shù)S型激勵函數(shù)，其表達(dá)式為：

（5）網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)參數(shù)的選取。初始權(quán)值的選取與學(xué)習(xí)速率的選取，一般初始權(quán)值?。ǎ?，1）之間的隨機(jī)數(shù)，本文初始權(quán)值設(shè)置為0，初始化閾值也設(shè)置為0。學(xué)習(xí)速率決定每一次訓(xùn)練中所產(chǎn)生的權(quán)值和閾值的變化量，在實(shí)際應(yīng)用中很難確定一個從始至終的最佳學(xué)習(xí)速率，一般選取學(xué)習(xí)速率自適應(yīng)調(diào)整算法，本文也用這種算法，在訓(xùn)練過程中不斷調(diào)整學(xué)習(xí)速率。

3.2 BP網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法的基本步驟

（1）對評價目標(biāo)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。定性化的評價指標(biāo)可以用專家評分的方式標(biāo)準(zhǔn)化，使指標(biāo)值介于［0，1］之間。

（2）初始化權(quán)值和閾值，一般取0到1之間的隨機(jī)數(shù)，本文選取0。

（3）將標(biāo)準(zhǔn)化后的目標(biāo)樣本值X＝｛X1，X2，…X12｝輸入網(wǎng)絡(luò)，并給出相應(yīng)的期望輸出。

（4）對輸入樣本，前向計算BP網(wǎng)絡(luò)每層神經(jīng)元的輸入信號和輸出信號。

（5）由期望輸出和上步求的實(shí)際輸出計算誤差，判斷是否滿足要求，若不滿足轉(zhuǎn)下步。

（6）反向傳播，計算權(quán)值修正量并修正權(quán)值。

（7）計算誤差。本文總共有8對學(xué)習(xí)樣本，對應(yīng)不同的樣本具有不同的誤差Ei：

式中：i＝1，2，…，12；

Oki——每對樣本的實(shí)際輸出值；

Oti——每對樣本的期望輸出值。

則所有樣本的總誤差，當(dāng)總誤差E總＝小于要求的誤差（本文選0.00001）或達(dá)（本文選1000次）時，網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練結(jié)束，否則轉(zhuǎn)第（3）步，繼續(xù)訓(xùn)練。

（8）訓(xùn)練后的網(wǎng)絡(luò)就可以用于正式的評價。

4 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練及檢測

選取國內(nèi)近年來的10個我國煤炭企業(yè)第四方物流項(xiàng)目作為訓(xùn)練和檢測樣本，向8位專家調(diào)查打分，指標(biāo)分為3個等級：較低風(fēng)險（0，0.4）、一般風(fēng)險（0.4，0.8）、較高風(fēng)險（0.8，1）。各專家對第四方物流風(fēng)險的整體風(fēng)險的打分見表2。其中前8個是訓(xùn)練樣本，后2個是檢測樣本。

表2 專家對第四方物流風(fēng)險的整體風(fēng)險的打分

所建立的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基于MATLAB軟件通過訓(xùn)練后，可得到如下訓(xùn)練結(jié)果，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練至第277步時，誤差達(dá)到期望要求，訓(xùn)練結(jié)束。具體的訓(xùn)練輸出結(jié)果與期望結(jié)果對比見表3。

表3 訓(xùn)練輸出結(jié)果與期望結(jié)果對比

樣本數(shù)據(jù)中后兩組是檢測數(shù)據(jù)，檢測結(jié)果見表4。

表4 檢測數(shù)據(jù)結(jié)果與期望結(jié)果對比

通過檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，期望輸出和實(shí)際輸出誤差很小，充分說明本文用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的第四方物流風(fēng)險評價模型是有效的，可以使用該訓(xùn)練過的并通過檢測的模型對第四方物流風(fēng)險評價進(jìn)行實(shí)證研究。

5 結(jié)論

利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立煤炭企業(yè)第四方物流供應(yīng)鏈內(nèi)部風(fēng)險評估模型，實(shí)現(xiàn)了從輸入到輸出的非線性映射，通過大量的數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)訓(xùn)練，可以達(dá)到期望的精度誤差，不帶有主觀性，并通過檢測結(jié)果說明此模型有效且有很好的仿真效果。由此可知，應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對第四方物流供應(yīng)鏈內(nèi)部進(jìn)行風(fēng)險評估有很廣闊的應(yīng)用前景，對于煤炭企業(yè)第四方物流供應(yīng)鏈的風(fēng)險管控模式的構(gòu)建具有重大價值。

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Research on internal risk evaluation of the fourth logistics supply chain of coal enterprise based on BP neutral network

Wang Ying，Wang Long，Zhou Yan
（School of Management，China University of Mining and Technology，Beijing，Haidian，Beijing 100083，China）

The paper analyzed and concluded the internal risks elements of fourth party logistics supply chain of coal enterprise based on the cognition of the fourth party logistics.The system of internal risk elements indexes has been constructed and the evaluation model of BP neutral network supported by MATLAB software has also been given in this paper.The author further calculated and demonstrated the applicability of the given model.

coal enterprise，the fourth party logistics，internal risk，BP neutral network

TD－9

A

汪瑩（1973－），女，江蘇徐州人，副教授，博士，從事供應(yīng)鏈與物流管理、企業(yè)信息化與企業(yè)管理等方面的研究。

（責(zé)任編輯 張大鵬）