楊 健 徐佳胤

(1. 河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院， 南京 210098； 2. 上海市水利工程集團(tuán)有限公司， 上海 201612)

基于DEA模型的港口物流生產(chǎn)效率評價研究

楊 健1徐佳胤2

(1. 河海大學(xué) 港口海岸與近海工程學(xué)院， 南京 210098； 2. 上海市水利工程集團(tuán)有限公司， 上海 201612)

提升港口物流效率，對于促進(jìn)港口的有效發(fā)展，推動腹地和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速增長具有重要意義．基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的C2R模型，建立評價港口物流生產(chǎn)效率的定量模型，通過決策單元的DEA有效性和規(guī)模效益分析，對我國沿海10個重要的港口2009年和2014年的物流生產(chǎn)狀況進(jìn)行了實證分析．研究結(jié)果表明：過去5年間，上海港、深圳港和寧波舟山港物流效率較好；青島港和天津港停滯在一個較低的水平；大連港和營口港在期間得到了較大提升；而廣州港、廈門港和連云港的物流效率則下降了．最后提出港口物流生產(chǎn)達(dá)到相對有效性的限制原因以及政策建議，為港口物流的管理和生產(chǎn)提供決策指導(dǎo)．

港口物流； 生產(chǎn)效率； 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析

港口物流效率不僅反映了港口物流資源配置的狀況，也是港口投入產(chǎn)出能力、運營管理水平和綜合競爭力的體現(xiàn)．如何提升港口物流效率，對于促進(jìn)港口的有效發(fā)展，推動腹地和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速增長具有重要意義[1]．港口物流生產(chǎn)運營系統(tǒng)是個輸入輸出指標(biāo)眾多的復(fù)雜系統(tǒng)．其相互作用的內(nèi)在復(fù)雜關(guān)系難以通過確定的函數(shù)解析式予以精確表述，港口物流生產(chǎn)投入產(chǎn)出各個指標(biāo)的相對重要程度也不盡相同．對于這種綜合系統(tǒng)，評價方法有層次分析法、平衡計分法、主成分分析法、模糊聚類分析法、灰色關(guān)聯(lián)分析法以及數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(data envelopment analysis，簡稱DEA)等[2]．由于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法通過把多個決策單元納入到一個大系統(tǒng)中進(jìn)行有效性比較，如實地反映生產(chǎn)中具有不同量綱的投入、產(chǎn)出的客觀情況，且評價結(jié)果不受其相互聯(lián)系的影響，具有全面、客觀公正等優(yōu)點，特別適用于多投入、多產(chǎn)出情形下的投入產(chǎn)出效率分析．

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)最早于1978年由美國運籌學(xué)家A.Charnes與W.Cooper等學(xué)者發(fā)展起來，用于對具有相同類型的多投入、多產(chǎn)出的決策單元進(jìn)行相對有效性評估[3]．Roll和Hayuth以20個港口的假設(shè)數(shù)據(jù)為指標(biāo)進(jìn)行實證分析，證明DEA模型可用于對港口物流效率進(jìn)行評價[4]．Carlos Pestana Barros和Manolis Athanassioul根據(jù)1998～2000年期間的總生產(chǎn)能力，采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(DEA)比較希臘和葡萄牙的港口物流效率，并根據(jù)模型評價結(jié)果提出了提高港口物流效率的方法[5]．

楊承新在對深圳港口物流進(jìn)行現(xiàn)狀與發(fā)展前景的分析基礎(chǔ)上，建立以深圳港總體排名、港口水域面積、集裝箱專用泊位、集裝箱吞吐量及港口相關(guān)產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值為指標(biāo)的港口物流評價體系，得出港口物流將是深圳物流中心城市的支柱產(chǎn)業(yè)[6]．楊華龍等通過引用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)模型并加以改進(jìn)，選取集裝箱港口的泊位長度、橋吊數(shù)量、集裝箱吞吐量等作為投入產(chǎn)出指標(biāo)，以我國大型集裝箱港口為例進(jìn)行實證分析，測算出8大集裝箱港口的相對效率．在此基礎(chǔ)上，提出了對大連港集裝箱發(fā)展的建議[7]．陳思云和彭俊選取國內(nèi)幾個具有代表性的港口數(shù)據(jù)樣本，結(jié)合主成分分析法和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法，對港口物流績效進(jìn)行量化分析，得到了港口提高物流績效的重要指標(biāo)改進(jìn)量，為我國各港口的橫向比較提供了一種有效的方法[8]．

本文在前人工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國港口物流發(fā)展的現(xiàn)狀，在理論分析的基礎(chǔ)上對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，構(gòu)建港口物流生產(chǎn)效率的評價體系．采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法建立C2R模型，對我國沿海10大港口的物流發(fā)展數(shù)據(jù)進(jìn)行實證分析，對其物流生產(chǎn)效率做出評價和比較．

1 DEA計量模型

1.1 模型的建立

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法(DEA)是利用線性規(guī)劃技術(shù)，對多指標(biāo)投入和多指標(biāo)產(chǎn)出的決策單元(DMU)的相對效率進(jìn)行有效評價的分析方法[9]．

有n個部門或單位(稱為決策單元，即DMU)，每個DMU有m種投入和s種產(chǎn)出．Xij表示第i個DMU的第j項投入，vj表示第j項投入的權(quán)重；Yik表示第i項DMU的第k項產(chǎn)出，uk表示第k項產(chǎn)出的權(quán)重．所有第i項DMU的投入可以表示為：

其權(quán)重量表示為：

所有第i項DMU的產(chǎn)出可以表示為：

其權(quán)重量表示為：

則第i項DMU的效率評價指數(shù)可以表示為：

由上式可知，通過調(diào)整各項指標(biāo)的權(quán)重，一定能得到最大的投入與產(chǎn)出效益．但是一味的追求投入產(chǎn)出，可能會忽略對其他因素的考慮，導(dǎo)致最終的結(jié)果仍然不理想．因此，A.Charnes與W.Cooper提出了C2R模型，同時將生產(chǎn)效率和邊際生產(chǎn)效益考慮在內(nèi)，使規(guī)劃結(jié)果達(dá)到“技術(shù)有效”與“規(guī)模有效”的最佳目標(biāo)．利用Charnes-Cooper變換和對偶規(guī)劃理論并引入松弛變量e+、e-和非阿基米德無窮小量ε，將模型的分式規(guī)劃問題等價變換為線性規(guī)劃模型[10]：

1.2 投入與產(chǎn)出評價指標(biāo)的確定

在對港口物流生產(chǎn)效率的評價過程中，評價指標(biāo)的確定對于評價結(jié)果的有效性、準(zhǔn)確性具有重大的影響．選擇指標(biāo)應(yīng)該基于完整全面、真實可靠以及具有較好的可比性等原則．根據(jù)上述原則，本文把碼頭設(shè)施、交通設(shè)施、腹地區(qū)域經(jīng)濟(jì)3個方面的要素作為投入指標(biāo)，結(jié)合我國港口產(chǎn)業(yè)國情，把港口物流產(chǎn)值中比重較大的貨物吞吐量作為產(chǎn)出指標(biāo)．在C2R模型中考慮到邊際生產(chǎn)效益，在產(chǎn)出指標(biāo)中包含了吞吐量的增長情況．港口物流投入、產(chǎn)出指標(biāo)見表1．

表1 港口生產(chǎn)效率評價指標(biāo)

2 實證研究

2.1 選擇DMU

本文在選取決策單元時，即選取需要被評價的港口時，為了兼顧到港口物流生產(chǎn)效率的縱向和橫向比較分析，選取了我國沿海地區(qū)綜合實力最強(qiáng)的10個港口2009年和2014年的數(shù)據(jù)，進(jìn)行生產(chǎn)效率相對有效性分析．樣本中的10個沿海港口，對于我國港口物流的發(fā)展水平具有較強(qiáng)的代表性．我國對港口規(guī)劃的周期一般為5年，投資回收的期限也為5年，所以選擇具有5年間隔的數(shù)據(jù)進(jìn)行評價比較可以較為真實地反映港口自身的縱向發(fā)展情況．?dāng)?shù)據(jù)主要來源于行業(yè)年鑒以及各大報紙媒體、互聯(lián)網(wǎng)門戶等．經(jīng)過整理，分析出的港口輸入輸出指標(biāo)數(shù)據(jù)見表2～5．

表2 2009年港口物流投入數(shù)據(jù)

表3 2009年港口物流產(chǎn)出數(shù)據(jù)

表4 2014年港口物流投入數(shù)據(jù)

表5 2014年港口物流產(chǎn)出數(shù)據(jù)

2.2 DEA評價結(jié)果

根據(jù)建立的DEA方法C2R港口物流生產(chǎn)效率計量模型，利用DEAP軟件對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得到了2009年和2014年我國沿海10大港口物流投入產(chǎn)出生產(chǎn)效率的評價結(jié)果，見表6．

表6 港口物流生產(chǎn)效率評價結(jié)果

注：vrste表示純技術(shù)效率值，scale表示規(guī)模效率值，crste表示技術(shù)效率值．

Vrste(technical efficiency from VRS DEA)指港口物流生產(chǎn)的投入產(chǎn)出能力，其值越接近1，表明港口物流的生產(chǎn)效率越高．Scale指港口物流生產(chǎn)的邊際效益，其值等于1時，每增加1單位的投入，將增加1單位的產(chǎn)出；其值小于1時，每增加1單位的投入，將增加少于1單位的產(chǎn)出．Crste(technical efficiency from CRS DEA)是綜合考慮了生產(chǎn)效率和邊際生產(chǎn)效益的技術(shù)效率指標(biāo)，其值為vrste值與scale值的乘積．根據(jù)表6評價結(jié)果，2009年物流生產(chǎn)crste效率指標(biāo)對沿海10大港口排名為廈門、連云港、上海、深圳、寧波舟山、青島、廣州、天津、營口、大連，2014年的排名為大連、營口、寧波舟山、上海、深圳、連云港、廈門、青島、天津、廣州．分析認(rèn)為，2009年上海、深圳和廈門達(dá)到相對有效水平，而2014年寧波舟山、大連和營口達(dá)到相對有效水平．從港口物流生產(chǎn)效率角度來看，2009～2014年間沿海各大港口的發(fā)展差異較大，有些港口的物流效率得到了大幅的提升，而有些港口的物流效率出現(xiàn)了停滯甚至是下滑，說明隨著整個行業(yè)5年來的發(fā)展進(jìn)步，我國港口的物流效益并沒有得到同步的提高．

不同年份各大港口的crste效率值數(shù)據(jù)對照如圖1所示.由圖可知，上海、深圳和寧波舟山物流效率保持在一個較好的水平；青島和天津物流效率停滯在一個較低的水平；大連和營口物流效率在5年間得到了較大提升；而廣州、廈門和連云港物流效率在此期間降低了．分析vrste效率指標(biāo)，幾個具有先發(fā)優(yōu)勢的港口的物流生產(chǎn)效率并沒有得到進(jìn)一步提高，主要原因有以下幾點：1)港口以及區(qū)域腹地的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較為完善，甚至過剩；2)幾個港口都處于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，港口腹地經(jīng)濟(jì)體量較大；3)港口吞吐量與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、貿(mào)易繁榮呈正相關(guān)，需求沒有出現(xiàn)超越港口產(chǎn)業(yè)發(fā)展的爆發(fā)現(xiàn)象．對于在5年間物流效率取得進(jìn)步的大連和營口，主要得益于當(dāng)?shù)馗劭谖锪鳟a(chǎn)業(yè)的興起，港口交通設(shè)施、物流運輸業(yè)得到了大發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到了提升．分析scale效率指標(biāo)，到2014年為止，深圳、青島、廈門和連云港物流生產(chǎn)邊際效益保持為1，表明物流產(chǎn)業(yè)具有活力，還有較大的擴(kuò)大生產(chǎn)的潛力．而其他幾個港口的scale效率值在2009年已經(jīng)下降到1以下，在接下來的5年里進(jìn)一步下降，說明該幾個地區(qū)的港口物流產(chǎn)業(yè)已經(jīng)基本滿足了當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展需求，若再盲目投入擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模，將會造成資源的浪費．

圖1 我國沿海十大港口2009年和2014年crste效率值

根據(jù)分析，2009～2014年5年間，我國港口行業(yè)得到了很大的發(fā)展，而港口物流生產(chǎn)效率并沒有取得相應(yīng)的進(jìn)步．現(xiàn)代港口物流的理念是根據(jù)西方管理學(xué)理論，在追求高投入產(chǎn)出比的目標(biāo)下進(jìn)行精細(xì)化作業(yè)．對于港口物流產(chǎn)業(yè)的投資應(yīng)該尊重客觀事實，合理配置資源，避免為了追求發(fā)展成果盲目擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模．我國港口行業(yè)今后必然要進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級，走可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代港口之路，港口物流產(chǎn)業(yè)的效率低下的問題值得重視，我國港口必須采取有效的措施來提高物流生產(chǎn)效率．

3 政策建議與結(jié)論

3.1 政策建議

針對上述模型評價結(jié)果和分析，為提高我國港口物流生產(chǎn)效率，本文提出以下幾點建議．

1)對于港口物流的產(chǎn)出端，港口貨物的吞吐量與腹地經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r緊密相關(guān)，需求具有相對客觀性，港口物流業(yè)的發(fā)展應(yīng)該適應(yīng)需求，合理控制發(fā)展規(guī)模．

2)與具有相似條件港口的貨運競爭中，不斷提高自身服務(wù)質(zhì)量，滿足客戶多樣的需求，吸引潛在的貨運業(yè)務(wù)．

3)對于港口物流的投入端，我國港口在過去進(jìn)行了大規(guī)模的設(shè)施建設(shè)，積累了較為豐富的港口物流資源．對于現(xiàn)有的資源需要進(jìn)行科學(xué)的統(tǒng)籌規(guī)劃，減少過剩的投入，提高港口物流設(shè)施的利用率．

4)學(xué)習(xí)先進(jìn)的管理理念，運用電子信息技術(shù)，提高港口的現(xiàn)代化程度，增強(qiáng)港口物流生產(chǎn)軟實力．

3.2 結(jié)論

本文基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法，建立了港口物流生產(chǎn)效率評價模型，對我國沿海十個重要的港口2009年和2014年的物流生產(chǎn)狀況進(jìn)行了實證分析．模型分析得到了各決策單元的DEA有效性和規(guī)模效益等情況．

結(jié)果表明，2009年上海、深圳和廈門達(dá)到相對有效水平，2014年寧波舟山、大連和營口達(dá)到相對有效水平．2014年數(shù)據(jù)與2009年相比，上海、深圳和寧波舟山物流效率保持在一個較好的水平；青島和天津停滯在一個較低的水平；大連和營口在期間得到了較大提升；而廣州、廈門和連云港的物流效率則下降了．根據(jù)模型得到的有效性現(xiàn)狀，為了提高港口物流效率，一方面我國港口物流業(yè)需要調(diào)節(jié)投入要素，合理配置資源，發(fā)展先進(jìn)工藝來提高生產(chǎn)效率，另一方面應(yīng)該在尊重客觀形勢的前提下，積極爭取貨源，擴(kuò)大港口的運輸業(yè)務(wù)需求．

本文所用的DEA模型可以做到對決策單元的充分評價，定量地指出港口物流生產(chǎn)處于非有效狀態(tài)的程度，為港口資源優(yōu)化配置和提高生產(chǎn)效率提供了決策依據(jù)．

[1] 畢文慧．基于DEA方法的我國港口物流生產(chǎn)效率評估[D]．北京：對外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)，2014．

[2] 丁晶晶，畢功兵，梁 樑．并聯(lián)系統(tǒng)資源和目標(biāo)配置雙準(zhǔn)則DEA模型[J]．管理科學(xué)學(xué)報，2013，16(1)：10-21．

[3] Charnes A， Cooper W W， Schinnar A． Transforms and Approximations in Cost and Production Function Relations[J]． Human Relations， 1979， 26(2)：215-226．

[4] Hayuth Y R Y． Port Performance Comparison Applying Data Envelopment Analysis (DEA)[J]． Maritime Policy & Management， 1993， 20(2)：153-161．

[5] Barros C P，Athanassiou M．Efficiency in European Seaports with DEA： Evidence from Greece and Portugal[J]． Maritime Economics & Logistics， 2004， 6(6)：122-140．

[6] 楊承新．深圳港口物流業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析[J]．物流技術(shù)，2000(3)：37-38．

[7] 楊華龍，任 超，王清斌，等．基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的集裝箱港口績效評價[J]．大連海事大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2005，31(1)：51-54．

[8] 陳思云，彭 俊．基于PCA和DEA分析法的港口物流績效評價[J]．物流工程與管理，2012(2)：40-42．

[9] 楊青山，張 郁，李雅軍．基于DEA的東北地區(qū)城市群環(huán)境效率評價[J]．經(jīng)濟(jì)地理，2012，32(9)：51-55．

[10] 李電生，張圣澤，員麗芬．港口物流綜合效率測度研究[J]．交通運輸系統(tǒng)工程與信息，2013，13(5)：107-113．

[責(zé)任編輯 王康平]

Evaluation and Research on Productivity of Port Logistics Based on DEA

Yang Jian1Xu Jiayin2

(1. College of Harbor, Coastal & Offshore Engineering, Hohai Univ., Nanjing 210098, China; 2. Shanghai Hydraulic Engineering Group Co., Ltd., Shanghai 201612, China)

To improve the efficiency of port logistics is of great significance to promote the effective development of the port, and to promote the rapid growth of the hinterland and the regional economy. Based on C2R model of the data envelopment analysis(DEA) method, via analyzing the DEA effectiveness and the scale benefit of each decision making unit(DMU) and evaluating the production conditions, a quantitative model is established to evaluate the productivity of port logistics. And an empirical analysis of the logistics production conditions of ten important coastal ports in China in 2009 and 2014 is conducted. The study results show that over the past five years, Shanghai port, Shenzhen port and Ningbo Zhoushan port logistics efficiency were better; Qingdao port, Tianjin port and stagnation were in a lower level; Dalian port and Yingkou port in the period has been greatly improved; and Guangzhou port and Xiamen port and Lianyungang logistics efficiency decreased. Finally, several limiting causes and effective measures for the logistics production to be relatively effective are proposed, so as to provide decision guidance for the management and production of logistics.

port logistics; productivity; data envelopment analysis

2016-08-25

國家自然科學(xué)基金項目“基于CAS的港口群演化機(jī)理及其優(yōu)化研究”(項目編號：50909042)

楊 健(1991-)，女，碩士研究生，研究方向為港口規(guī)劃與管理．E-mail：731207027@qq.com

10.13393/j.cnki.issn.1672-948X.2017.02.005

U652.1

A

1672-948X(2017)02-0019-05