2006・38

米国システムインテグレーターの費用構造

村上

英樹

浦西

秀司

米国システムインテグレーターの費用構造
村上英樹（神戸大学大学院）

浦西秀司（福山平成大学）

Abstract
This paper theoretically and empirically analyzes the cost structure of the U.S.
system-integrators using by estimating a translog total cost function. Our theoretical part
shows

that

air-originating

system-integratorsarecurrently

producinghigh-quality-high-price products at high cost through “vertical differentiation” against
other 3PLs such as liner shipping companies or forwarders, but in the long run
system-integrators will have to reduce their cost, holding their high-quality service
unchanged.

Using unbalanced panel data of 77 airlines for 10 years (n=476), ourempirical part finds that only FedEx fulfills the position of “high-quality-high-price”
system-integrators and other freight carriers such as UPS and DHL are on their way.

We

also reveal that all the US passenger and freight carriers have reduced their costs forrecent 5 years, despite the cost-driving effects of Iraq War.

This fact of“long-run-cost-reduction” is consistent with our theoretical analysis.

Key Words: system-integrators, translog cost function, vertical differentiation, supply
chain management, common production

Ⅰ

問題意識

1990 年代以降，空運業，海運業，あるいはフォワーダー業といった国際物流業が３PL として荷主のロジスティクス戦略あるいは SCM を支援してきていることは，宮下（2002）（2004），
大出(2004)，星野（2004），山岸(2006)，Yoshida（2006）あるいは松本(2006)で指摘されている．宮下（2002）および（2004）によると，産業別にみた荷主の物流戦略の優位性の要因
は，大別すると輸送費用，在庫費用，金利ならびに機会費用の和である「物流トータルコスト」，
および調達・販売の継続的サプライヤーとのネットワーク関係を国内的にも国際的にも確立することによる「物流ネットワーク」であるという．これら２つの要因のうち，物流トータルコ
ストのみに依存して物流戦略の優位性を確立している業種は存在しないという．例えば日本の自動車産業は両者を適宜選択することにより，また家電産業は物流ネットワークに依存して物

1

流戦略の優位性を構築している．
伝統的な議論では，物流は荷主の利潤極大化行動における投入要素である．従って物流需要
は労働需要などと同様の要素需要であるから，自己価格，代替要素の価格，ならびに本源的需要の影響を受ける．宮下(2002)及び(2004)は，生産のための調達としての伝統的要素が，生産・在庫・販売を包摂したロジスティクス，さらに高度な IT 技術インフラの下で経営戦略・人的資源管理・マーケティングまでを包摂した SCM というように進化を遂げている現状を踏まえながら，基本的には荷主の要素選択行動としての物流戦略を議論してきている．
本稿は，先ず荷主の要素選択行動と車の両輪である｢物流業のサービス供給行動｣に着眼する．
そのことに関する一考察として，近年｢高品質｣な SCM サポート機能を充実させることにより，システムインテグレーターとしての地位確立を図る米国の貨物専用航空会社の費用構造と，その動向にスポットを当てて計量経済分析を試みる．
Ⅱ

システムインテグレーターとしての垂直型製品差別化行動

一般に，全ての消費者がある製品について，たとえば｢高品質のものは製造コストが多くかかっているから価格が高い｣というような共通の評価基準を持つ場合に，企業が製品の品質を多様化することを垂直的製品差別化という1．いま，貨物専用航空会社以外の物流業を企業１，
貨物専用航空会社でシステムインテグレーター化を目指す企業を企業２とする．企業２は企業１に対して相対的に高品質のサービスを高費用・高価格で提供しようとする．両者がクールノ
ー競争を展開すると仮定して，企業１および企業２の利潤関数を以下のように線形で表す2．

π 1 = ⎢10 −⎡⎣1(q1 + γ 1q 2 )⎤⎥ q1 − 5 − 1 θ1q12
2
4
⎦

(1)

⎡
⎣

1
(γ 2 q1 + q 2 )⎤⎥ q 2 − 5 − 1 θ 2 q 22
2
4
⎦

(2)

π 2 = ⎢10 −（ただし 0 < γ 1 < 1 ， 0 < γ 2 < 1 ， 1 < θ 1 < θ 2 < 2 ）3
簡略化のために一般性を損なわないで γ 1 = 1 ， γ 2 = γ ， θ 1 = 1 ， θ 2 = θ とする．(1)と(2)を**書き換えると，⎡⎣

π 1 = ⎢10 −⎡⎣π 2 = ⎢10 −1(q1 + q 2 )⎤⎥ q1 − 5 − 1 q12
2
4
⎦

(

)

1 *
1
⎤
γ q1 + q 2 ⎥ q 2 − 5 − θ * q 22
2
4
⎦

(3)
(4)

(3)および(4)式は，企業２が企業１に対して γ を小さくすることにより（高品質サービス供給*

1

丸山・成生(1997)，pp.92-94.
このような線形逆需要関数を仮定したクールノー競争モデルは Singh and Vives (1984)で用いられている．
3 利潤極大化の２階条件より θ < 2 が得られる．
22

による）垂直的製品差別化を行うとともに，高品質のサービスを供給するために企業１よりも相対的に高い費用水準で操業していることを意味している．また平均費用曲線はいわゆる U
字型である．
利潤極大化の１階条件より，クールノー・ナッシュ輸送量は以下のようになる．

()

20 1 + θ *q =6 − γ * + 3θ **1(

− 20 − 3 + γ *q =6 − γ * + 3θ *
*
2

(5)

)

(6)

（５）と（６）を逆需要関数4に代入すると，おのおのの価格が得られる5．

()

20 1 + θ *6 − γ * + 3θ *p1* = q 2* =

(

(7)

)

− 10 − 3 + γ * (1 + θ )6 − γ * + 3θ *p 2* =(8)（６）式と（８）式より企業２の利潤は，

π =
*
2

(

5 324 − 228γ * + 144θ * − 114γ *θ * + 39γ *2 + 20γ *2θ * − 9θ *2(− 6 + γ − 3θ )

* 2

*

)

(9)

となる．ここで企業２がより一層垂直的サービス差別化を行うと，企業２の輸送量，価格，ならびに利潤は以下のとおりになる．

(

)

∂q 2*
− 60 1 + θ *
=
<0
2
∂γ *
− 6 + γ * − 3θ *

(

(

(10）

)

)

∂p 2*
− 30 1 + θ *
=
<0
2
∂γ *
− 6 + γ * − 3θ *

(

(
(

)(

2

)(
)

)

)

∂π 2* − 600 − 3 + γ * 1 + θ * 2 + θ *
=
<0
3
∂γ *
− 6 + γ * − 3θ *

(11)

(12)

すなわち，企業１のサービスの品質をベンチマークとして，企業２がより一層垂直的サービス差別化を進める（つまり γ を小さくする）と，企業２の輸送量，価格，ならびに利潤は全て*上昇する．
一方，システムインテグレーターが高費用・高サービス水準の状態から，技術進歩などの外
45(3)および(4)式の[]内．

10(− 1 + γ * )(1 + θ * )p −p =<06 − γ * + 3θ *
*
1

*
2

なので，システムインテグレーター化をはかる企業２の価格のほうが企業１のそれよりも高いという仮定が満たされる．
3

生的要因で品質を維持したまま費用水準を下げた場合の輸送量，価格，ならびに利潤の変化は
以下のようになる．

(

)

(

)

∂q 2*
60 − 3 + γ *
=
<0
2
∂θ *
− 6 + γ * − 3θ *

(

(13)

)

∂p 2*
10 − 3 + γ *
=
>0
2
∂θ *
− 6 + γ * − 3θ *

(

(

2

)(

(14)

)

)

∂π 2* 100 − 3 + γ * 6 + γ * + 3θ *
=
<0
3
∂θ *
− 6 + γ * − 3θ *
2

(

)

(15)

つまり，直感的な概念のとおり，費用水準が上がると(13)式のように価格上昇，ならびに(14)式のように輸送量減少の結果，(15)式のとおり利潤が低下する．従って，長期均衡に向かうに
つれ，サービス水準一定の下で企業２は費用水準を下げるインセンティブを持つ．
Ⅲ

貨物専用航空会社の費用変動要因とアジア展開

では，次に貨物専用航空会社の費用変動要因を分析した上で，代表的な米国のシステムイン
テグレーターと考えられる FedEx と UPS のグローバル展開と，それに伴う費用の動向を考察する．
そもそも貨物専用航空会社は，貨物ベリー輸送を行う旅客航空会社とは異なる生産構造を持
つ．旅客航空会社の，B747，B777，B767，A340，A330，あるいは A300 クラスはベリー輸
送による共通生産を行うので，範囲の経済性が働く可能性がある．一方航空輸送では輸送密度の経済性が働くので，有償座席キロあるいは有償トンキロが増加するほど平均費用は低下する．
もしも機材をフレイターに特化して輸送密度の経済性が範囲の経済性よりも強く働けば，貨物専用航空会社の費用水準は旅客航空会社のそれよりも低くなりうる．
また貨物専用航空会社のハブ空港は，必ずしも大都市圏を後背地にもつ必要は無い．FedExのメンフィスあるいは UPS のルイビルがその例である．しかもこれらの地域からの財政的な優遇もあり，比較的安価にハブ空港を運営できる．
次に事業拡張のための投資についてである．システムインテグレーターは高度な SCM 支援
サービス，例えば UPS の例ではマルチモーダル・ロジスティクス支援に加え，コンサルタン
トビジネスあるいは消費財の回収・修理・配達などのアフターサービスやインバース・ロジス
ティクスを展開している．UPS では 2004 年から 05 年にかけて，SCM 事業の収入は 59.9 億ドルで全体の事業収入の 17％，対前年比２倍の成長を遂げている6．この事業分野の急成長に伴う新規投資は必然的に企業の費用水準を上昇させる．
6

松本(2006)，188～195 ページあるいは井尻（2006），23 ページを参照せよ．
4

その一方で，アジアにおける拠点変更など，路線の再編も費用に影響を及ぼす．2004 年の
米国・中国航空自由化を受け，米国の貨物専用航空会社１社の参入と，週当たり貨物専用機の
便数が 17 便から 128 便に増便される．また中国の WTO への加盟により物流企業のオーナー
シップあるいはロジスティクス事業に関する規制緩和が行われる．これらと歩調を合わせる形
で，現在 FedEx がフィリピンのスービックベイから広州に拠点を移しつつあり(2008 年移転完了予定)，また UPS が上海にハブを移転中である7．物流規制緩和と航空自由化に伴う貨物専用航空会社の中国へのハブ移転と，それによるシステムインテグレーターとしての機能拡充により，中国進出企業に対してアームズレングス型 SCM 支援を供給できる体制が整うと共に，調達販売経路の短縮・整備による費用低下効果が予想される．これはⅡ節の理論的分析と整合的な企業行動である．
以上のように，生産構造，ハブ空港の立地，あるいはアジア市場展開の変化が伝統的かつ今日的な費用変動要因である．これらのトータルの効果はプラス／マイナスが確定できないため，実証的な分析が必要になってくる．
Ⅳ

モデルとデータ

以下ではトランスログ型総費用関数を推定する．トランスログモデルは，航空分野ではCaves et al.(1984), Gillen et al.(1990)，衣笠(1995)，遠藤(2001)，ならびに村上・浦西(2006)
でも使用されている．トランスログ費用関数は，関数形をテーラー展開により２次式に近似し，データ系列において標準化を行う基準値となる値の弾力性を求めることができる点が利点である．しかし一方で，変数が膨大な数になることがありうるので，自由度が著しく損なわれる恐れがある．本稿は 1996 年から 2005 年までの 10 年間に延べ 77 社から得られたアンバラン
スド・パネルデータを用い，476 のサンプル数を確保しているので，変数を全て用いた｢フル・モデル｣でも自由度が不足する問題は発生しないと考えられる．
また，費用関数を推定するに当たっての最大の問題は，資本投資が最適性を仮定できるかどうかである．特に航空産業が政府規制下にある場合，競争を通じての最適投資は達成されていない可能性が高い．その場合はしばしば可変費用関数の推定が行われる8．しかし本稿の場合
は規制緩和後 20 年前後を経過し，競争下にある米国航空業のデータを用いているので，資本投資の最適性の問題については問題を回避できると考え，総費用関数を推定している．フル・
モデルは以下のとおりである． α T は時間ダミー， α F は固定効果を表す年ダミー， Q は輸送
量，Wi は投入要素価格， Z i は路線距離，重量利用率，及び貨物輸送比率といったコントロー
ル変数をそれぞれ表す．

Zhang(2006), pp.25-58. この自由化政策により，旅客輸送に関しても便数が約４倍増（37→121），また乗り入れ地点は中国５地点，米国 12 地点がいずれも無制限に，指定航空会社数
も双方４社から９社に増加されている．
8 Oum and Yu(1995), pp.411-436.を参照せよ．
7

5

2

1
ln TC = α 0 + ∑ α T + ∑ α F + α γ ln Q + ∑ β i ln Wi + ∑ φi ln Z i + δ QQ (ln Q )
2
T
F
i
i
1
1
+ ∑∑ γ ij ln Wi ln W j + ∑∑ψ ij ln Z i ln Z j + ∑ ρ Qi lnQ ln Wi + ∑ μ Qi ln Q ln Z i
2 i j
2 i j
i
i
+ ∑∑ λij ln Wi ln Z jij

費用関数は投入要素価格に関して１次同次なので，以下のパラメータ制約が課される．

∑ β = 1 ， ∑ γ = 0 (∀ j ) ， ∑ ρ
ij

i

i

Qi

= 0，

i

j

∑ λ = 0 (∀ j )ijj

また，Shephard(1953)のレンマによると，個々の投入要素費用の，全投入要素費用に占めるシェア（ Ci ）は，対数で表された総費用関数を対数で表された個々の投入要素で偏微分したものに等しい．投入要素費用のシェア方程式を以下に示す．

Ci =∂ ln TC= β i + ∑ γ ij ln W j + ρ Qi ln Q + ∑ λij ln Z j∂ ln Wijj

次に費用関数と投入要素シェア方程式の推定に当たっては，共分散行列に発生する同時性がもたらす行列のシンギュラリティの問題を回避しなければならない．そのために SUR 法を用いて推定する．
なお，推定に用いたデータは Form41 財務データで，Bureau of Transport Statistics のホームページ（http://www.bts.gov/）にて閲覧可能である．変数の定義を表１に示す．
推定に当たっては，全ての変数についてテーラー展開を行ったフル・モデル，コントロール変数をテーラー展開せずに１次式のみ導入したモデル，ならびに集計された費用データを，分離可能な複数生産物データに回帰する際に生じるバイアスを改善するヘドニック変数を導入した３種類の推定を行っている．データの標準化はサンプル平均で行っているので，値は産業の平均値である9．ダミー変数のベンチマークは，1996－2000 年までのアメリカン航空やユナイ
テッド航空などの旅客航空輸送業の値である．総費用関数の推定結果を表２に示す．
先ず，先行研究との整合性について検証してみる．輸送量 Q のパラメータは 0.4 台で，パラメータがゼロであるという帰無仮説のみならず，パラメータが１であるという｢輸送密度に関する収穫一定｣仮説も１％水準で棄却される．これは Caves et al.(1984)以来の研究と整合的であるけれども，値自体はより小さくなっており，輸送密度の経済性がより強くなっている．
また貨物輸送比率 S は，範囲の経済性を表すと考えられる．この値が高くなると費用水準が低下する傾向が有意に観察される．すなわち，旅客航空会社は旅客キロを有償トンキロ換算した輸送量と，貨物輸送量を同時に増やすことにより，輸送密度の経済性と範囲の経済性の両方を達成することが可能である．

Hedonic 変数を Y とし， Y = f (Q, F , R, S ) 式にパラメータ制約 F + R + S = 1 を付けて推定
している．
9

6

表１

変数の定義

Variable
Definition
Unit
TC
Total Operating Expense1000 U.S. Dollars
総費用
P(L)Salaries and Related Fringe Benefits / Employee
U.S. Dollars
労働価格
P(E)
Fuel Cost / Fuel Consumption (Gallons)
U.S. Dollars
燃料価格
P(M&K) 資本・原料価格 Material & Capital Cost / Input Material Index
U.S. Dollars
RTM
Ton Miles
有償トンマイル Revenue Ton Miles, Total
LODF(FLT) 重量利用率
Revenue Ton Miles, Total / Available Ton Miles, Total * 10
ARL
Revenue Aircraft Miles / Departure
Miles
平均路線長
FSR(*) 貨物輸送比率
Revenue Ton Miles, Freight / Revenue Ton Miles, Total * 1
N(*)
Numberof
Routes
路線数
D1
5X(UPS) = 1; Others = 0
企業ダミー
D2
ER(DHL Airways) = 1; Others = 0
企業ダミー
D3
EZ(Evergreen International Inc.) = 1; Others = 0
企業ダミー
D4
FX(FedEx) = 1; Others = 0
企業ダミー
D5
米大手企業ダミー 5X and FX= 1; Others = 0
D6
2001, 2002 = 1; Others = 0
9.11ダミー
D7
2001 - 2005 = 1; Others = 0
年ダミー
S(L)
Salaries and Related Fringe Benefits / Total Operating Expe
労働費シェアS(E)Fuel Cost / Total Operating Expense
燃料費シェアS(M&K) 資本原料費シェアMaterial & Capital Cost / Total Operating Expense*Input Material Index = 100 * (Total Passenger (Tons) / Load Factor (Passenger) + Total Freight (Tons)/ Load Factor (Freight)) / Departure**Total Passenger (Tons) = Number of Passengers * 110 (kg) / 1000

一方で，貨物航空業はシステムインテグレーターとしての機能充実度が最も高いと考えられ
る FedEx の費用が明らかに高い（D4 の値）．逆にシステムインテグレーターとしての機能充実度が劣るエヴァーインターナショナル10は逆にベンチマークである旅客航空輸送業よりも低い費用水準を達成している（D3 の値）．DHL と UPS はこの順番で両者の間に費用が高い
ほうから位置している．システムインテグレーターとしての高いサービス水準を達成してサービスの垂直的差別化を維持するために，FedEx が多くの投資を行っている一方，DHL あるい
は UPS 等の航空会社は現在サービス水準の完成度を高めるための投資を行っていると考えられる．UPS の近年のインテグレーターとしての｢サプライチェーン・ソリューション｣事業への急速な投資がこのことを裏付ける．
表２

トランスログ総費用関数の推定結果
フル・モデル

変数

係数

有意性

Const

14.6083***

10

ヘドニック・モデル

コントロール変数を別けたモデル
SE

係数

有意性

0.033214.6827

***

SE

係数

有意性

SE

0.031614.6667***

0.0308オレゴン州ポートランド近郊マクミンビルに本社を置く航空会社．
7

Q

0.4733***0.01610.4417***0.01540.4134***0.0143L

0.2868***0.0066

0.2889***0.00600.2768***0.0064E

0.1553***0.00520.1584***0.00380.1552***0.0037

M

0.5580***0.00740.5527***0.0072

0.5680***0.0073LL

0.0377***0.00480.0112***0.00330.0121***0.0034LE-0.0152***

0.0032-0.0222***0.0023-0.0256***

0.0023LM-0.0224***0.00410.0110***0.00310.0134***0.0031EE

0.0551***0.0037

0.0562***0.00280.0543***0.0028EM-0.0399***

0.0032-0.0340***0.0022-0.0288***

0.0021MM

0.0623***0.00500.0231***0.00400.0153***0.0039QQ

0.1311***0.00930.0419***0.00750.0233***0.0058QL

0.0317***0.0043-0.0066**

0.0030-0.0138***

0.0027QE

0.0335***0.00340.0269***0.00210.0205***0.0018QM-0.0652***

0.0050-0.0203***

0.0038-0.0067**

0.0032

LF-0.0924***0.0205

-

-

-

-

-

-

LR

-0.0982***0.0093

-

-

-

-

-

-

LS

-0.00030.0014

-

-

-

-

-

-

EF

-0.0135

0.0155

-

-

-

-

-

-

ER

-0.0115*

0.0069

-

-

-

-

-

-

ES

-0.0028**0.0014

-

-

-

-

-

-

MF

0.1059***0.0222

-

-

-

-

-

-

MR

0.1098***0.0102

-

-

-

-

-

-

MS

0.0031*0.0018

-

-

-

-

-

-

QF

-0.1791***0.0407

-

-

-

-

-

-

QR

-0.2413***0.0243

-

-

-

-

-

-

QS

-0.00440.0054

-

-

-

-

-

-

F

-0.2618

0.1479-0.0452

0.07910.5003***0.0697R-0.0318

0.06210.1996***0.03020.5434***0.0745S-0.0297

0.0168-0.0150**

0.0073-0.0438**

0.0174FF

0.41630.3261

-

-

-

-

-

-

FR

-0.1033

0.1405

-

-

-

-

-

-

FS

-0.0263

0.0294

-

-

-

-

-

-

RR

0.3577***0.0680

-

-

-

-

-

-

RS

0.0263**0.0120

-

-

-

-

-

-

SS

-0.0083**0.0039

-

-

-

-

-

-

*

*

8

D1

-0.10800.1106-0.0374

0.1195-D2

0.2252D3**

0.1076

0.16250.11850.1608-0.3452***0.1016-0.3468***

0.1167-0.3145***

0.1166D4

0.4922***0.13800.5566***0.1231

-

-

-

D5

-

-

-

-

-

-

0.3153***0.0894D6

0.1460***0.04190.1546***0.04780.1712***0.0476

D7-0.1983***0.0356-0.2393***0.0390-0.2426***

0.0390***0.9653***0.9531***

0.9513

Adj R²-0.1182

LoL-158.603-229.374-237.184

凹性

85.50

84.87

85.50

ｎ

476

476

476

注 1：変数はアルファベット１文字は１次の項，また同一２文字アルファベットは２乗項，異なる
２文字アルファベットは交差項を表す．
注 2：LoL は対数尤度(log of the likelihood)，また凹性は費用関数が満たすプロパティの１つである｢投入要素価格に対する凹性｣で，％表示である．おおむね良好な結果となっている．
注 3：有意水準は***：1％，**：5%，*：10%．
Ⅴ

結語

以上のように，FedEx は｢高品質・高価格｣という垂直的製品差別化を達成することでシス
テムインテグレーター業としての地位を確立しようとしており，DHL あるいは UPS はそれに追随する形をとっていると考えられる．
また前節では紙幅の関係で解説を省略したネットワーク変数は不安定な値で，パラメータの値がゼロであるという帰無仮説を棄却できない．モデルによってはマイナスの値をとる．11
このことは，貨物航空会社が路線拡張による｢ネットワーク規模の経済性｣達成よりも，ネット
ワーク合理化（あるいはハブへの集中化）プラス，システムインテグレーター事業への投資を行っていることに起因すると考えられる．
では，荷主から見て｢高品質・高価格｣という FedEx の戦略が，今後も持続可能な戦略であろうか．恐らくそうではなく，高品質を維持したまま以下に費用を削減するかが今後の課題となると思われる．その根拠は，2001－2005 年の期間に１をとるダミー変数 D7 のパラメータがマイナスで有意だからである．この間，イラク戦争の影響で，特に近年燃料価格が上昇している中で，それを相殺するだけの費用削減を，貨物専用航空会社を含む米国の航空会社は達成
してきている．米国の貨物専用航空会社がシステムインテグレーターとして，今後数年の間，コントロール変数別の推定式で路線数 N のパラメータ値は－0.056，標準偏差は 0.039 であるから，10％水準で有意である．
11

9

広州あるいは上海方面にハブを移転すれば，中国進出荷主に対するより高度なアームズレング
ス型 SCM 支援システムが相対的に低い費用で構築される．システムインテグレーターのサービスが，｢高品質・高価格｣から｢高品質・（相対的）低価格｣に向けて，パラダイムシフトしう
るかもしれない．

［2006.8.14 778］
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