【快递物流展资讯】基于系统动力学的区域物流供需平衡发展研究

文|扬州大学  张思佳 徐静 史训东 朱玉

摘 要: 物流供给与需求经常处于不平衡状态,成为制约区域物流发展的痛点所在。本文基于物流供需平衡角度,重点分析影响区域物流发展各因素之间的因果关系,构建相关的系统动力学模型,并以江苏省为例进行系统模拟,从投资效果系数、物流人才效益系数、物流政策、产业结构等角度展开了仿真优化分析,根据模型模拟的结果,提出区域物流发展的结论与建议。

关键词:区域物流、供需平衡、系统动力学、仿真优化

一、引言

作为融合各产业的复合型服务业,物流业近年发展处于快速上升期。作为物流业的关键组成部分,区域物流不仅是与区域经济紧密联系、相互依存的统一体,也是促进区域经济一体化发展的动力保障。并且,在长三角、粤港澳、京津冀等区域经济集聚及一体化效应逐步加强的背景下,区域物流发挥的作用也愈发突显。然而,供给和需求的不平衡性是制约区域物流发展的痛点所在,解决物流服务供应链中供给与需求的矛盾,才能有效推动物流的发展。

有学者提出,在区域物流规划发展中,应着力促进物流供给与需求之间的协调发展,合理高效的区域物流运作系统,是整个区域经济运行与发展的有力保障,也能够促进区域内部各类物流需求及供给型企业的良性发展。而建立关于系统动力学的区域物流模型,可以进行区域物流系统的仿真以及政策分析,探究其本质,进而帮助在实际中采取合理的措施。在具体研究中,大部分学者主要是构建区域物流与经济之间作用关系的系统动力学模型,例如两者之间的动态耦合动力模型,或者物流与经济增长的实证分析模型,还有区域物流与经济的相互关系模型,区域经济与物流的协调发展模型,他们对模型进行了模拟和仿真,并提出了相应的对策和建议。

在关于区域物流系统动力学模型中,主要是从物流供给子系统和物流需求子系统着手研究,外加上经济系统或者物流环境等子系统做整体性分析。物流成本在区域物流系统中处于核心地位,与物流需求和物流供给直接相关,进而间接关联到经济GDP、物流投资额等。其中,大多以笼统研究为主,较少有涉及到政策、人才因素的量化等。

综上,本文基于物流供需平衡角度探究区域物流的发展,通过构建系统动力学模型分析物流供给系统、物流需求系统和经济系统三个子系统之间的关联,并以江苏省的实际数据进行了仿真分析,通过引入物流人才、物流政策等相关影响因素,探析各部分对区域物流发展的影响。

二、区域物流供需平衡内涵分析

物流供给的实质是指提供物流服务的水平,即向社会提供运输、搬运、仓储、流通加工、包装、配送及物流信息的能力或资源。本文所指的物流供给便是指提供这类物流服务的能力。从经济学角度来看,“需求”是指消费者在一定时期内各种可能的价格下愿意并且能够购买的某种商品的数量,而本文所指的“物流需求”是由经济发展而激发的人们对于社会化物流服务产生的需求,主要是为了满足生产经营及生活消费等需要。

通常来说,区域物流需求规模的决定性因素是区域经济的发展水平,区域产业结构的差异也是影响区域物流差异的关键所在。同时,物流需求规模的大小与物流供给能力水平紧密联系,如若社会物流需求不足,也会导致物流供给缺乏前进的动力;如果民生经济潜在巨大的物流需求,对未来的物流供给也会有较强的引导作用。相反地,物流供给的不足会引起物流短缺,而物流供给的过剩则会引导激发更大的物流需求。

对区域物流供需平衡的分析,就是指在研究二者相互作用内部机理的基础上,以恰当的物流供给不断满足物流需求,从而确保物流供需之间的相对平衡,保持区域物流活动较高的效率与效益,促进区域经济协调与可持续发展(见图1)。

 

三、区域物流供需平衡发展模型构建

1.因果关系分析

因果关系图可以描述系统内部各变量之间的关系,是建立模型的基础。本文从区域物流供给子系统、区域物流需求子系统以及经济系统建立因果关系图(如图2),总结可以分为三个具体的反馈回路:

 

经济发展与物流之间的正反馈回路。区域经济总值GDP→+区域物流投入→+物流供给能力→+区域物流发展→+经济总值GDP。经济的发展会促使政府加大对物流的投入,包括物流人才投入、与物流相关的政策投入和物流固定资产投入,进而提升了物流的供给能力,可以带动物流产值的增加,促进区域物流发展,进而贡献经济总值GDP。

物流需求与物流短缺之间的负反馈回路。区域经济总值GDP→+产业投资额→+物流需求水平→+物流短缺→-区域物流发展。经济的增长会带动产业投资额增加,同时促生的货运、居民消费等大量的物流需求,如若物流供给能力满足不了物流需求,便会引起物流短缺,阻碍物流进一步发展。

物流供给与物流短缺之间的正反馈回路。区域物流发展→+区域物流投入→+物流供给能力→-物流短缺→-区域物流发展。区域物流的发展会带动物流的投入,不断增长的物流供给能力可以弥补由物流需求加大而引发的物流短缺,物流产值收入的增加,帮助物流发展。

2.系统流图构建

在因果关系分析的基础上,进一步具化各要素之间的联系,通过系统动力学软件Vensim构建跨区域物流发展流图模型,如图3。

 

通过设定系统模型的变量,可以列出互相之间的数学表达式:

区域GDP增长量=区域经济总值GDP×区域GDP自增长系数。区域经济总值GDP初始值取2010年实际经济总值。

区域GDP自增长系数:使用系统动力学中的WITHLOOKUP函数,将2010~2020年区域GDP的实际增长率代入,其中2025年的数值取2010~2020年GDP增长率的平均值。

第一、二、三产业占GDP比重:同样采用WITHLOOKUP函数,选取2010~2020年各产业的实际增长率,考虑到三大产业的占比数值趋势不会变,采取就近数值法,2025年的数值在2020年基础上延续,第二产业、第三产业占比值类似。

物流需求增加量=居民消费水平×消费水平影响系数+第一产业生产总值×第一产业物流需求系数+第三产业生产总值×第三产业物流需求系数+第二产业生产总值×第二产业物流需求系数。

物流固定资产投资=区域经济总值GDP×投资比例。其中物流固定资产以统计年鉴中交通、仓储和邮政固定资产投资为依据。

物流供给增加量=投资延迟×投资转换系数+物流人才效益+物流供给能力×物流供给自增长率。

投资效果=物流固定资产投资×投资效果系数。

投资延迟=DELAY3(投资效果,3)。

物流供给能力=INTEG(物流供给增长量×物流政策系数,初始值)。

供需比=物流供给能力/物流需求水平。

物流短缺=IF THEN ELSE(物流需求水平>物流供给能力,物流需求水平-物流供给能力,0)。

3.参数估计与检验

(1)仿真模拟

本文以江苏省为例进行仿真模拟,通过江苏省统计年鉴和国民经济和社会发展统计公报等渠道,获取仿真所需数据,模型运行时间为2010~2025年,仿真步长设置为1年。

 

(2)参数估计

物流需求系数:货物运输是物流过程中真正实现产品位移的中心环节,本文用货物周转量来界定物流需求水平和物流供给水平。其中Y表示物流需求增加量(亿吨公里),X1,X2,X3,X4分别表示第一、 二、三次产业生产总值和社会消费品零售总额(亿元),将相关数据进行回归分析,得到如下回归方程:

Y=-2.471X1+0.955X2-0.072X3-0.619X4-3609.856

物流政策系数:物流投资量能否很好地提升物流供给能力,与物流投资政策、物流管理、物流规划等等因素有关,所以本文引入物流政策系数,指宏观政策对区域物流发展产生的影响,包括投资、税收优惠、财政补贴等。物流政策系数一般为正影响,初步设置为1。

其他参数估计在借鉴文献的基础上,根据物流投入金额转化为物流供给能力的比率,投资转换系数取值0.3,取物流人才效益系数为1.2,物流人才投入以交通运输业业人员数为依据。投资效果系数根据实际情况,初定为0.3。

(3)模型检验

在模型仿真中,对输入的数据进行检验,以保证其运行的精度较高。结果显示,在2010~2020年的可比数值中,数据误差基本控制在15%以内,说明该模型描述的行为和系统实际状态基本相符,模型真实有效。

物流供给能力和物流需求水平基本持平,符合江苏物流供需结构调整的趋势,模拟情况基本合理;供需比在0.8~1.2之间浮动,与实际情况也基本相符,模型运行效果可参考。

 

 

 

 

 

4.仿真优化分析

(1)投资效果系数

投资效果系数是指单位投资额产生的供给能力增加量[,改变投资效果系数,初始值为0.3(Current),分别改为0.4(Current1)和0.6(Current2)进行模拟。随着投资效果系数的增加,物流供给能力随之提升。2025年,投资效果系数提升了10%时,物流供给能力相应变化率提升6%;当提升30%时,物流供给能力相应增加18%(见图8)。随着物流供给能力的增加,供需比变化趋势同样明显,物流供给能力也能更好地满足物流需求水平(见图9)。

 

(2)物流人才效益系数

物流人才效益系数是指物流人才对物流供给能力的贡献,现实生活中主要体现在随着市场需求逐步增大,对物流人才的需求也与日俱增。改变物流人才效益系数,初始值为1.2(Current),改为0.8(Current1),即物流人才市场供不应求;1(Current2),即物流人才并未产生任何正面的或负面的效益;1.4(Current3),物流人才效益较好,发挥了积极作用,分别进行模拟。随着物流人才效益系数的改变,物流供给能力随之发生变化,总体上差异变化呈现不明显(见图10)。2025年,当物流人才效益不产生任何影响时,物流供给能力相应数值为25251.8亿吨公里;当人才效益系数下降20%时,物流供给能力相应减少0.85%;当人才效益系数提升40%时,物流供给能力相应增加1.7%。

 

(3)物流政策系数

物流政策系数是指国家或政府制定的与物流相关的公共政策,在施行的过程中对物流供给能力产生的影响。由于国家的政策是符合社会发展规律的,所以物流政策一般不会产生负影响,主要包括物流的法律法规、措施(对策)、政府对物流活动的直接引导等。改变物流政策系数进行模拟,初始值为1(Current),即不产生任何影响。调整为0.9(Current1)和1.1(Current2),分别进行模拟(见图11)。显然,政策产生的影响与物流供给能力的变化成正相关关系,物流政策的发布可以帮助物流供给能力的提升,且不易造成物流短缺(见图12)。

 

 

(4)产业结构的变化

通过改变三大产业占比系数探讨产业结构对物流需求水平的影响。分别上调第一产业(Current1)、第二产业(Current2)、第三产业(Current3)占GDP的比重,上调比例为1%,分析其变化对物流需求水平产生的影响(见图13)。根据2022年数值结果显示,第一产业所占比例上调1%,对物流需求产生负向带动影响3.3%;第二产业所占比例上调1%,对物流需求水平正向带动1.3%;第三产业所占比例上调1%,对物流需求水平负向带动0.09%。如若继续该比例,随着年份增长,该影响也会逐渐加大。第一产业比重的增加基本是带来负向影响,而第二产业比重的增加则是带来正向影响,且两者的带动作用较大,第三产业无论正负,其带动作用都不明显。

 

四、结论与建议

本文基于物流供需平衡角度进行了区域物流发展的研究,分析了影响区域物流发展的因果关系,构建了相关的系统动力学模型,以江苏省2010~2020年的面板数据为例进行了模拟仿真优化,主要的结论和建议如下:

1.通过对区域物流系统进行仿真模拟,得知其供需平衡发展需要综合考虑供需结构的平衡,即供需比的浮动值在1上下。在这种相对平衡的基础上,进而保障供给资源的最大化利用,即供需总量的平衡,使得物流供给和物流需求之间的差额最小,即物流短缺为非正值。如此,在综合平衡的背景下,再保证子系统之间的效益最大化。

2.基于系统动力学方法的区域物流供需平衡分析,将物流固定资产的投资效果系数代入模型中仿真,结果显示投资效果系数直接关系到江苏的物流供需平衡发展状况。其一,经济的发展决定了对物流行业投资的力度,进而推动江苏区域物流业的发展,而将此种投资转换为实际供给效果是其中的决定性因素。其二,系统模拟显示投资效果系数的增长可以有效提升物流的供给能力,以满足经济发展激发的物流需求,进而避免造成物流短缺的情况,筑牢江苏区域物流供需平衡发展,有助发挥长三角物流的集聚优势。

3.物流人才对江苏物流供需平衡发展起正面积极作用。根据模拟结果,物流人才发挥的效益能够助推江苏物流供给的高质高效,江苏省需注重对物流专业型人才的培养,采取相关措施如建立现代化的物流人才激励机制,加强物流相关教育、技术的投入,以此储备物流相关人才,进而能在物流需求日益增长的趋势下,更好地完善物流发展模式。

4.基于供需平衡的视角,把物流政策量化体现在系统动力学模型中,以检验其对区域物流发展的影响,结果证明二者呈正相关。随着物流业对国民经济的促进作用日益凸显,各政府部门近年来陆续出台了一系列物流政策,如《关于进一步降低物流成本的实施意见》和《江苏省“十三五”物流业发展规划》,以制定统一标准,建立现代化的物流体系,完善物流市场制度等。由此,江苏省可继续出台相关的物流标准等政策,帮助物流企业和物流园区进一步找准目标,提升效能,促进整体协同发展。

5.产业结构直接影响物流需求,间接影响物流供需平衡发展。据仿真结果显示,江苏物流需求水平与三大产业产值成正增长关系,其中以第二产业对江苏物流需求的影响程度最大,而物流业所属的第三产业服务业对物流需求水平的影响并不明显。所以,促进产业结构的合理化可以推动物流业的发展,而如果出现供需不平衡的情况,如物流供给过剩,从第二产业入手对激发江苏产生新的物流需求最有成效。

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文章来源:物流技术与应用,快递物流展周彬18721959001整理发布

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