生猪全产业链安全生产控制模式评价体系构建

燕君芳,刘晓宁

(1.西安交通大学 经济与金融学院,西安 710048;2.西安财经大学 商学院，西安 710100)

一、问题的提出

我国生猪生产基本走出了2019年非洲猪瘟和猪肉生产下行周期叠加的双重影响,产能逐渐向疫情前水平恢复,2020年全国生猪出栏52 704万头,生猪产能已恢复到90%。另外,一大批高水平的规模猪场正在快速崛起,生猪养殖规模化率达到57%左右,部分企业已经采用诸如HACCP、GMP等食品安全管理体系,产品质量也得到了很大程度的提高。

然而,近几年出现的“猪链球菌”疫情、“瘦肉精”等猪肉质量安全事件对整个社会造成了极为恶劣的影响,消费者对猪肉质量安全存在质疑,普遍期待生产者能进一步加强对猪肉产品的质量安全管理。与传统基于一家一户的基础不同,现代生猪生产质量是一个从种猪、饲料、防疫到出栏、屠宰、运输、加工全过程的系统工程。只有通过加强产业链上的纵向协作,构建生猪全产业链安全生产控制模式,才可有效控制猪肉安全质量[1]。如何构建和评价生猪全产业链安全生产控制模式已成为生猪产业循环经济体系建设过程中必须要解决的重要问题。

在国内,已有学者对生猪全产业链安全生产控制模式进行了深层的思考和实践,为该模式的指标体系及其评价系统的研究和构建奠定了一定的基础。主要是基于质量安全的生猪产业链纵向契约关系和生猪全产业链视角的分析[2],以及对生猪养殖户质量安全生产行为测评及影响因素和生猪健康养殖产业链主体共生模式选择的研究[3-4]。还有部分学者从我国生猪产业高质量发展路径[5]、生猪产业链整体系统的优化[6]、生猪及猪肉全产业链质量安全追溯机制[7]、交易方式对养猪场户生猪质量安全控制行为的影响[8]、养殖场(户)生猪质量安全控制行为分析[9]、生猪供应链生产环节安全风险识别与防控路径[10]、生猪养殖户安全生产行为及其影响因素[11]以及食品安全社会共治中企业行为选择博弈等诸方面开展了研究[12]。以上学者从各个方面对生猪安全生产行为和产业链模式以及检验方法和手段进行了研究。但是,生猪食品安全需要从饲料到餐桌进行全产业链安全生产过程把控。同时,传统的研究方法主要从某一个方面展开,忽略了生产过程的系统性,势必影响到结论的有效性和可行性。从科学养殖、现代管理的角度,要把控生猪、猪肉的食品安全,必须从构建生猪全产业链安全生产控制模式和评价系统入手,采用定量定性相结合的分析方法,对控制模式进行系统的、科学的研究。生猪全产业链安全生产控制模式是一个复杂而巨大的社会、经济和生态系统。系统动力学方法是专门研究复杂信息反馈系统的科学,广泛应用于分析研究大规模、多变量、非线性的各类复杂系统[3],恰好是解决上述问题最有效方法。

基于以上的现实问题和理论分析,本文将生猪全产业链安全生产控制模式和循环经济理论应用于现代生猪养殖业,基于系统动力学分析方法构建出独特的生猪全产业链安全生产控制模式评价体系,并对其进行科学评价，这有助于解决制约养殖业的“高消耗、高排放、低产出”和养殖污染问题,有利于提升企业竞争力,保证生猪企业猪肉产品的质量。

二、理论模型设计

系统动力学SD(System Dynamics)模型是建立在控制论、系统论和信息论基础上,研究反馈系统结构、功能和动态行为的一类模型。其突出特点是对复杂系统进行动态仿真试验,从而考察复杂系统在不同情景(不同参数和不同策略因素)下的变化和趋势[13]。

生猪全产业链安全生产控制模式的评价体系是由自然生态系统和社会经济系统组成的复杂系统,它的发展受政治、社会、政策、科技和自然等因素综合作用,呈现高度非线性、多回路、复杂的动态特性[14]。本研究拟构建生猪全产业链安全生产控制模式和评价体系,应用系统动力学理论和方法对生猪全产业链安全生产控制模式和评价体系进行系统动态模拟。核心是构建系统动力学模型,先将生猪全产业链安全生产控制模式和评价体系划分成若干子系统,并将相关的实验数据、统计资料输入系统。从而确定各子系统间的影响机理,以及各子系统中影响因素之间的依赖及制约关系,进而构建一个完整的生猪全产业链安全生产控制模式和科学的评价体系。

1.系统环境界定。所谓系统环境界定,就是界定系统的边界。针对本文的研究对象,就是建立生猪全产业链安全生产控制模式系统。通过对生猪全产业链安全生产控制模式系统内部的影响因素进行分析、研判,确定多个主要子系统和参数因子。对于系统外部的因素则不予过多考虑。

2.相关参量因果关系分析。首先,找出影响生猪全产业链安全生产控制模式的诸多因素,设立系统变量,并分析其因果关系。然后设立相应的参数,寻求各变量和参数内在联系,最后得出相关的系统状态方程。

3.评价指标体系构建。通过对国内13家上市生猪生产企业的调研和统计资料分析,同时依照国内生猪生产企业组织载体的组织架构、投资比例、生产规模以及各组织载体对产业链控制程度的不同，将生猪全产业链安全生产控制模式分为全产业链生猪企业控制模式和由分散的各环节组织载体合作形成的产业链控制模式两种。从生猪存栏和出栏数量、生猪产品质量、生猪产业链构建及运行成本、系统敏捷性分析以及系统对环境的影响、企业未来可持续性等诸多参数因子对生猪产业链安全生产控制模式的影响程度视角,对系统进行定性和定量的分析、评估,最终得出生猪全产业链安全生产控制模式的系统动力学模型。

系统状态方程一般式为:

dL/dt=f(Xi,Ri,Ai,Pi)=R

(1)

其差分方程形式为:

X(t)+f(Xi,Ri,Ai,Pi) *Δt=X(t)+R*Δt

(2)

上式中L表示系统安全控制效应，t表示时间；Xi为生猪存栏和出栏数量；Ri为生猪产品质量因子；Ai为生猪产业链的影响系数；Pi为系统的运行成本。

这个系统模型(A)的指标体系涉及到生猪生产企业在不同社会经济生态情景下的安全生产控制模式，包含全产业链组织模式(A1)和合作式产业链组织模式(A2)两个模块。模块下设生态环境改善(B1)、安全生产状况(B2)、企业竞争优势(B3)和企业运营状况(B4) 四个子系统。具体的指标体系设计见图1。(1) 生态环境改善子系统(B1)。生猪生产企业之间竞争激烈,首先要求企业在生态环境改善方面下功夫。生猪生产企业的生态环境改善效应包括宏观和微观两个方面。我们首先从宏观上协调整个产业生态系统的结构和功能。从清洁环境的角度,客观地评价系统物质流、信息流、能量流和价值流之间的相互作用、相互制约、合理运转，以确保生产企业在改善环境、杜绝污染的前提下健康、稳定、有序、协调的发展。从微观上确定生态环境改善子系统(B1)的参数因子，包括:清洁生产、环境设计、绿色制造、安全供应等大幅度提高生猪企业在资源、能源的利用效率，尽可能降低产业链各个环节的污染排放和生产全过程对环境的影响。(2) 安全生产状况子系统(B2)。生猪企业全产业链安全生产控制模式,首先要加强猪肉安全监管,提高猪肉品质。猪肉的安全问题是养猪行业当前必须解决的一项重大课题。现在居民生活更加讲究科学饮食,对食品质量要求越来越高,低脂肪、高营养且低残留物的猪肉在市场更受消费者欢迎。因此,生猪生产状况子系统的参数因子包括生猪养殖质量、生猪养殖的存栏和出栏数量、生猪养殖种类、生猪养殖批次等。应加强对养猪行业的监督和管理,倡导无公害养殖,严惩违规养殖行为,确保老百姓吃上放心猪肉。(3) 企业竞争优势子系统(B3)。企业之间的专业分工与协作可以节约交易成本,提高企业整体生产技术。另外,新技术和新品种试验、科技成果转化、标准化生产和技术示范都会形成企业专业化的竞争优势。企业竞争优势子系统(B3)主要的评价指标为生产模式、产品差异、技术创新和新品种试验。企业要紧跟市场需求,采用良好的养殖技术, 饲养优良的猪种,同时屠宰企业也要保证拥有现代化的屠宰设备和保鲜处理工艺,从猪肉各个生产环节保障消费者利益,促进生猪生产良性发展。(4)企业运营状况子系统(B4)。现代互联网技术为我国生猪生产企业把握市场信息、走专业化道路、发展猪肉深加工业、延长产业链、提高产品附加值提供了广阔的市场空间，可以使生猪生产走出直接销售初级产品的狭小圈子,丰富百姓餐桌上的品种,延长生猪生产行业的产业链,从总体上提高生猪养殖效益。互联网、大数据、云计算、人工智能等现代信息技术可以全方位地、及时准确地反馈市场信息,使企业能够及时调整产品类型,生产出适销对路的猪肉产品。同时,有猪肉加工龙头企业的牵引,生猪生产企业就可以有计划地放手发展生产,减小因为商品流通遇阻传导给企业造成的风险。企业运营状况子系统(B4)包括:经济效益、运行成本、科技成果转换、专业技术人员。

图1 生猪企业全产业链安全生产控制模式系统动力学模型框架

应用系统模型对生猪全产业链安全生产控制模式进行动态模拟,并对其结构和功能进行优化。生猪企业全产业链安全生产控制模式各子系统之间通过物质转换与能量流动组成一个有机整体,但它们并不是一个完全封闭的自然生态系统,而是人类参与调控的开放型的社会经济生态系统。系统地研究各子系统之间的能流和物流将有助于生猪企业全产业链安全生产控制模式的安全控制效应的评价与选择,以获取最佳的安全生产控制模式。通过深入分析生猪全产业链安全生产控制模式的系统演变规律与机制,结合当地的资源优势和产业发展政策等,形成生猪全产业链安全生产控制模式安全控制效应的主要反馈回路。根据系统反馈回路,建立系统结构模型流程图与构造系统子模块。主要包括:(1)生产设备子模块,用于模拟系统内设备的更新换代状况。(2)饲料种植子模块，包括耕地、土壤和饲料作物种植结构的变化和优化。(3)生猪养殖子模块，用来模拟生猪养殖过程与养殖结构。(4)循环和控制子模块，主要是指饲料种植、生猪养殖的清洁循环过程和控制过程。(5)投入、产出经济子模块,包括生猪企业全产业链实物投入产出、能量投入产出和成本、产值和利润，主要测定生猪养殖企业的经济效益。

4.参数确定与模型检验。作为一种以实现可持续发展为最终目标的生猪企业全产业链安全生产控制模式的效应模型，其参数较多、类型复杂、数据繁多、参数确定困难。但归纳起来可以分为两类，第一类为固定参数选择。这类参数不随时间变化,比较容易测定,主要根据企业运行的实测资料、统计资料或查阅相关文献估算而得。第二类为时变参数,它随时间的推移而发生变化。在这些参数中,按其变化规律又可分为线性时变参数和非线性时变参数两种。线性时变参数是时间变量的函数,首先确定其基期和目标期的参数值,然后按照变化规律确定比例关系。非线性时变参数的变化非常复杂,一部分采用回归分析的方法得到参数方程,而对于不能得到方程的,则采用表函数的形式表示参数随时间的不规则变化。模型有效性主要采用历史检验法,即利用实际历史数据与模型仿真运行结果的相对误差来检验模型的有效性。另外,还可选择目前运用比较广泛的大数据方法采集数据,建立数据库,利用现代统计数据分析的方法计算数值、寻求规律。

三、实证分析

本文将以陕西省杨凌本香农业产业集团为例,将本香生猪全产业链安全生产控制模式相关指标数据代入模型,运用Vensim.PLE软件编制上述模型的计算程序,对模型进行调试、调整和结果验证及发展方案的仿真。

(一)数据收集和输入

从时间顺序来看,这一工作包括两个阶段:以2015-2020年为历史期,将模型模拟运算结果与历史数据进行比较,检验模型的有效性;另以2020-2025年仿真预测期,选择不同的参数,对各种方案进行仿真。

(二)模型的有效性检验

模型有效性检验,是以历史资料为基础,调试模型并验证模型的可靠性。以 2015年为基期,取仿真步长DT=1(含义是1年),经过对模型进行测试后,模型没有出现失真及振荡现象,可见步长选择合理。

在综合分析杨凌本香农业产业集团前6年统计资料的基础上,本着合理选择参数的原则,对本香生猪全产业链安全生产控制模式各个子系统效应模型的参数进行了仿真模拟,通过反复调试与合理修改,输出结果与历史数据基本吻合,变化规律一致,表明本模型与真实系统具有较好的对应性,能够满足研究目的,是可靠而有效的。

表1给出了2015-2020年期间,模型模拟本香污染排放水平与实际染排放水平的误差。从表1可看出,模型模拟的相对误差较小,因此可以认为该模型有效。

表1 系统模拟污染排放水平与实际污染排放水平误差对比

(三)方案评价

在仿真过程中,确定了生态环境改善、生猪生产、企业竞争优势、企业运营状况四个子系统作为方案变动的基础。通过反复地调试运行,最终生成四种方案,即传统型、经济增长型、资源节约型和经济-资源协调型发展方案。

1.传统型方案。本方案是用来作为仿真实验的对照,是指应用2015-2020年的统计资料,运用回归分析等方法来确定调控参数,对系统当前的发展趋势不加以主观情景假设,在计算机上运行仿真实验,得到系统自2020-2025年的动态变化。表2给出了2020-2025年期间本香污染排放水平的动态变化。

表2 污染排放水平的动态变化

2.经济增长型方案。该方案在优化传统型方案的基础上,偏重企业竞争优势、企业运营状况的提升。 为仿真这种决策,把系统模型中的企业竞争优势子系统反馈环的作用增强,将调控参数中所有对经济发展有利的参数——生猪养殖的存栏ΔL1、出栏数量ΔL2、经济效益ΔK都相应变大,将运营成本其他的参数也在调试过程中相应地调整,但调整的幅度比较小。由此得到2020-2025年期间本香集团经济增长率的变化趋势(见表3)。

表3 经济增长率的变化趋势

3.资源节约型方案。该方案在优化传统型方案的基础上偏重资源与环境保护。将系统模型中的生态环境改善子系统中反馈环的作用增强,将调控参数中所有对资源与环境保护有利的清洁生产参数Δs相应变大，污染排放参数Δh相应变低,同时其他参数也在调试过程中相应调整。由此得到2020-2025年期间本香集团成本的变化趋势(见表4)。

表4 成本的变化趋势

4.经济-资源协调型方案。该方案在优化前三种类型的基础上既注重生猪生产、企业竞争优势和企业运营状况,又注重生态环境改善,将这四个子系统中的相应参数都做调整,使二者均衡发展。

四、结论与建议

根据上述对杨凌本香农业产业集团对生猪全产业链安全生产控制模式的效应分析,可以得到如下结论与政策建议:

1.本香农业产业集团生猪全产业链安全生产控制模式是一个高投入、高效率、高回报的生产模式。按照系统动力学方法构建评价体系来模拟仿真系统,调整降低污染排放的水准、提高清洁生产和绿色制造的水平,或者是扩大养殖规模、增加生猪养殖的存栏出栏数量,使得企业经济效益有了提高，但是企业的生产成本也相应变大。而经济效益的提高,从系统本身所体现的是本香全产业链安全生产控制模式的高附加值,而不是低成本。这就是本香集团对传统生猪养殖模式的一种创新,也是本香农业产业集团在长期实践和多年摸索、探讨和总结的生猪全产业链安全生产控制模式的关键所在。

2.食品的质量安全管理是一个从种猪、饲料、防疫到出栏、屠宰、运输、加工全过程、全产业链的系统控制工程,不能只靠事后检测和质量安全追溯等方法来控制。只有通过加强产业链上的纵向、横向的协作程度,构建全产业链生猪安全生产控制模式,才可有效控制猪肉安全质量。

3.如何构建生猪全产业链安全生产控制模式的评价体系已成为生猪产业循环经济体系建设过程中必须要解决的重要问题。而系统模型的指标体系的确定和参数因子的选择又是评价体系质量核心要素。

4.制定标准,规范流程,科学检测，建立人、财、物、信息全方位的保障体系,形成整个生猪生产全产业链的一个闭环,这是生猪行业走安全生产、构建循环经济体系的必经之路。

5.面对目前猪肉价格连降数月、猪肉供需两端利空叠加导致猪价下探的形势，一方面需引导区域科学规划生猪养殖布局,加强生猪产销规划衔接,推进生猪养殖标准化示范创建；另一方面要加大生猪全产业链安全生产控制模式的推广和应用,并科学的选用系统评价体系,通过调整系统模型中的各个系统反馈环的作用,调试过程中的调控参数,模拟现实市场变化的未来走势,确定瞬息万变市场风险,制定出应对市场变化的战略决策。这些可有效地增强生猪养殖企业抗风险的能力。

总之,可以断定上述系统模型是能够反映现实状况的。通过改变情景、变化数值区间进行风险控制模拟分析，还可以在各个时期的政策调整状态下,评价和预测系统未来发展趋势,形成新的战略部署和决策方案。