基于系统动力学的生鲜农产品供应链风险控制研究

摘 要：以山东省农产品冷链物流为例，从系统的角度分析生鲜农产品供应链中的主要风险因素和风险控制策略，构建生鲜农产品供应链风险的系统动力学模型。模拟仿真结果显示环境风险一直高于参与人员风险和操作方法风险，不同的时间段操作方法风险与参与人员风险的变化状况不同;风险控制策略有一定的滞后性和有限性;风险控制成本、供应链风险、供应链绩效存在均衡关系，风险控制成本的作用范围影响供应链绩效。

关键词：生鲜农产品;供应链风险;系统动力学;模拟仿真

一、引言

生鲜农产品是人们日常消费的必需品，对国计民生具有重要意义。近年来中国冷链物流行业飞速发展，但是仍存在不足之处，如冷链物流资源分布不均、专业技术缺乏、体系不完善等。目前在国内外研究方面，国外对生鲜农产品质量和冷链物流的研究起步早，研究理论和方法比较成熟，侧重于对生鲜农产品供应链特定风险的研究。国内对生鲜农产品冷链物流的研究起步较晚，侧重于对生鲜农产品供应链整体风险的分析研究，对特定风险的研究也较为广泛。国内外学者对农产品的研究主要有四个方面。一是质量安全，如Arsdel等提出了著名的“3T 原理”，Zaur等进一步提出了“3P理论”和“3C原则”。二是冷链物流，如Yantong Li等运用了线性规划方法解决食品冷链路径问题，David Bogataj运用了EMRP模型以减少新鲜农产品供应链运输过程中的损失。三是特定风险，如付焯等研究了物流延误造成的超期风险在生鲜农产品供应链中的传递问题，杨扬等建立了生鲜农产品国际冷链物流运作风险的系统动力学模型。四是整体风险，如李悦等研究了云物流模式下生鲜农产品绿色供应链风险，颜波等识别了物联网环境下农产品供应链的风险因素。目前国内外生鲜农产品供应链风险的研究大多使用AHP、ISM等方法进行定量分析，受研究者主观影响较大，影响研究结果的科学性和准确性，全面分析生鲜农产品供应链风险系统的研究较少。因此本文以山东省农产品冷链物流为例，从参与人员、环境、操作方法三方面定义了风险因素，建立了生鲜农产品供应链风险的系统动力学模型，通过模拟仿真反映风险的动态趋势和风险控制措施的有效性，为生鲜农产品供应链风险的控制提供科学、有效的依据。

二、风险识别

1.系统要素

生鲜农产品供应链风险系统包括风险因素、供应链绩效及风险控制策略等子系统。

（1） 供应链风险因素子系统

本文从参與人员、环境、操作方法三方面分析生鲜农产品供应链中的主要风险因素，参与人员风险因素包括生产农户、加工企业、批发商、经销商、第三方物流企业、客户，环境风险因素包括自然环境、政府政策、法律法规、经济环境、市场环境、交通意外，操作方法风险因素包括冷链技术、预冷、储存、包装、运输、末端配送、信息等方面的风险。

（2） 供应链绩效子体系

供应链绩效评价是指围绕供应链的目标，对供应链整体、各环节所进行的分析评价。本文以经济效益、物流柔性、信息水平、物流运作、改进提升、监管效果六个方面构成供应链绩效评价指标。

（3） 供应链风险控制策略子系统

在识别分析供应链风险因素的基础上，通过绩效管理、信息管理整体降低参与人员、环境和操作方法风险，通过联合管理和监督管理促进参与人员协调合作、增强供应链整体效果，通过柔性化设计和应急处理机制提高供应链适应风险和自我调节能力，通过流程改进提高供应链各环节的有效性。

2.系统的因果关系

图1是生鲜农产品供应链风险系统的因果关系图。当生鲜农产品供应链风险，即参与人员风险、环境风险和操作方法风险增加时，实际供应链绩效降低，与企业期望的绩效差距加大，从而刺激企业加强供应链风险控制，有效抑制风险。同时增加了风险的控制成本，减少了风险的控制效益，在一定程度上降低了供应链绩效，当供应链绩效降低到一定程度时，会影响风险控制策略和成本，从而使风险增加。因此，生鲜农产品供应链的风险因素、风险控制策略、风险控制成本、供应链绩效之间存在一定的博弈关系。

3.系统动力学模型

在系统因果关系分析的基础上，利用VensimPLE软件构建生鲜农产品供应链风险的系统动力学模型如图2所示，主要参数方程见表1。

三、模拟仿真

1.主要参数设置

（1） 供应链风险因素。通过相关文献和现实数据对风险因素进行量化，使用山东省农产品冷链物流的平均风险因素进行模拟仿真。

（2） 供应链绩效。假设企业期望的供应链绩效为1，实际供应链绩效难以估计，而且对模型的运行没有影响，因此假设供应链绩效各影响因素的初始值均为0.7。

（3） 其他。系统动力学的反馈行为主要取决于模型结构，结合文献和现实情况，采用科学有效的方法对参数进行合理估计。

2.模拟仿真结果

假设生鲜农产品采收后经过预冷、储存、包装、运输等环节到达客户的时间最大期限为15天，供应链起始时间为第1天。

（1） 供应链风险趋势

供应链风险趋势如图3所示。生鲜农产品供应链的参与人员风险、环境风险、操作方法风险都随着时间的增长而增加，环境风险一直高于参与人员风险和操作方法风险，1天-5.5天左右操作方法风险高于参与人员风险，5.5天以后参与人员风险超越了操作方法风险。原因是环境风险包括自然、市场、法律法规等方面，具有很强的波动性和不确定性，很大程度上决定了供应链中参与人员的协调合作方式和操作方法的标准化流程。参与人员与操作方法之间也有密切的关系，前期由于加工企业承担着预冷、盘点、分拣、储存等多个操作方法，导致操作方法风险较高，之后批发商、经销商、客户等人员之间的操作方法较少，导致操作方法风险较低。

（2） 风险控制策略对供应链风险的影响

以山东省农产品冷链物流为例，风险控制策略主要包括绩效管理、信息管理、联合管理、监督管理、柔性化设计、应急处理机制和流程改进。风险控制率是衡量风险控制策略有效性的重要指标，风险控制策略有效性越高风险控制率越高，反之亦然。通过模拟仿真检验风险控制策略的有效程度，模拟场景1（current）代表风险控制率为0，风险控制策略无效;模拟场景2（current 1）代表风险控制率均不为0，风险控制策略有效。

风险控制策略对供应链风险的影响如图4所示。供应链风险随着风险控制策略生效而降低，但是风险控制策略通常在第2天左右逐渐生效，前期控制效果较为显著，到达一定程度后保持稳定或有所下降，这说明了风险控制策略对于供应链风险的控制效果具有一定的滞后性和有限性。

（3） 风险控制策略对供应链绩效和风险控制成本的影响

如图5所示，当风险控制策略无效（current）时，1天-5天供应链绩效随着时间的增长而降低，5天以后供应链绩效保持稳定;当风险控制策略有效（current 1）时，1天-4天供应链绩效逐渐降低，4天以后供应链绩效逐渐提高，到达一定程度后保持稳定。这是因为前期风险控制策略的实施对风险的抑制效果低于风险对供应链绩效的影响，4天以后供应链绩效因风险控制策略生效而增加。

风险控制策略的实施会产生一定的成本，当风险控制策略有效（current 1）时风险控制率提高，控制成本也会提高，从而影响供应链绩效。风险控制策略无效（current）也会产生较少的风险控制成本，这说明成本的投入对风险控制无效。

（4） 控制成本、供应链风险和供应链绩效的均衡关系

生鲜农产品供应链风险会降低供应链绩效，风险控制成本越高，则供应链风险越低，风险对供应链绩效的影响越小，对供应链绩效有一定提升效果，但是风险控制成本增加到一定程度会降低供应链绩效，因此需要均衡控制成本、供应链风险和供应链绩效三者的关系，在风险控制策略生效时，以较低的控制成本达到较高的供应链绩效。

风险控制成本=EXP（风险控制率+风险控制率+风险控制率），0.15为风险控制成本系数，表示风险控制成本占供应链总成本的比例为15%，成本系数越大，风险控制成本也越高，反之亦然。假设当风险控制策略有效时，风险控制成本的上限值为0.5，增加风险控制成本能够提高供应链绩效的作用范围为0-0.2、0-0.3、0-0.4三种情况。通过调整成本系数改变风险控制成本值，使供应链绩效达到最高。本文挑选一些典型的模拟类型，如表2所示，仿真结果如图6所示。

结合以上模拟场景，当风险控制策略有效且风险控制成本的作用范围分别为0-0.2、0-0.3、0-0.4时，风险控制成本占供应链总成本的比例分别为10%、15%、20%，供应链绩效最高。

四、结论

由于生鲜农产品供应链风险因素的差异性，三类风险的状况各不相同，環境风险高于参与人员风险和操作方法风险，第1天-5.5天操作方法风险较高，5.5天以后参与人员风险较高;由于前期风险因素较多，风险具有长期性，风险控制策略具有一定的滞后性和有限性，通常在第2天左右生效;由于前期风险控制策略对风险的抑制效果低于风险对供应链绩效的影响，而且风险长期存在，风险控制策略对于供应链绩效的提高也有滞后性和有限性，通常在第4天左右生效;有效的风险控制策略会产生较多的成本，成本的增加能够降低风险，提高供应链绩效，但是增加到一定程度后会降低供应链绩效;当风险控制策略有效且风险控制成本的作用范围分别为0-0.2、0-0.3、0-0.4时，风险控制成本占供应链总成本的比例分别为10%、15%、20%，供应链绩效最高;风险控制成本的作用范围越大，提高成本系数以增加供应链绩效的效果越显著。本文仅针对一次供应链过程将风险因素定量并进行模拟仿真，未能考虑多次运行过程中风险因素的复杂多变性，之后可以进一步研究不同供应链运行情况下风险控制策略的有效性。

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作者简介：陈子康（1999.07-  ），男，汉族，河南商丘人，研究方向：物流与供应链研究、供应链风险