基于系统动力学的中牟大蒜产业发展研究与策略

冉一辰 鲁家濠 湛向东

摘要：以中牟县大蒜供应链作为研究对象，在经济学、管理学的理论基础上，利用 Vensim软件构建出大蒜供应链因果关系图，并进行模拟仿真，结合研究结论和仿真结果分析中牟大蒜产业发展前景。研究表明，大蒜品质提升能提高大蒜销量，政府政策支持可以降低销售成本。大蒜供应链各方主体利润增加可提高积极性，从而推动中牟大蒜产业发展。

关键词：大蒜；产业发展；供应链；系统动力学；Vensim

一、大蒜供应链系统因果关系分析

（一） 供应链理论

供应链可以看做是将农户、供应商、运输商、销售商、消费者等多个主体连成一个整体的功能网链结构的系统，而大蒜供应链发展过程中涉及到众多主体，同时这些主体又相互制约、相互依存、共同增长，构成了一个复杂的动态系统。如，农户种植大量的农产品，农业公司将这些大蒜收购、加工并销售，最终送到消费者的手中， 中间又有运输商和销售商的参与，这就形成了一个完整的农产品供应链。

（二） 系统边界的确认

考虑到如果在模型中引入过多的变量，会使模型的敏感性增强，反而可能会降低准确度，选定了影响供应链协调的6个主体，分别是农户、供应商、销售商、物流商、消费者和政府，每个主体又受到众多因素的影响[1]。

1、影响农户的因素。影响农户的因素主要有产量、生产成本、销售量、销售价格、销售收入、利润。其中生产成本包括购买种子、种植用具、农药和人工等环节消耗的成本。销售收入由销售价格跟销售量决定。利润由总成本跟销售收入决定。

2、影响供应商的因素。影响供应商的因素主要有企业经营成本、销售收入、利润。企业经营成本包括购买成本、加工成本、库存成本。其中，购买成本由购买量和购买价格决定。加工成本由加工量跟单位加工成本决定。销售收入由销售量和销售单价决定。利润由销售收入和总成本决定，企业也会拿出一部分利润用于购买加工机械、研发新技术，提高产品品质。

3、影响销售商的因素。影响销售商的因素主要有企业经营成本、销售收入、利润。企业经营成本包括购买成本、库存成本、运输成本。销售收入由销售量和销售单价决定。利润由销售收入和总成本决定。

4、影响物流商的因素。影响物流商的因素主要有企业经营成本、运输收入、利润。企业经营成本包括运输量、单位运输成本。运输收入包括运输量、单位运输价格。利润由运输总成本和运输收入决定。

5、影响消费者的因素。影响消费者的因素主要有产品品质、销售价格。产品品质由供应商技术研发投入决定，销售价格由产品品质和消费者需求决定。消费者可以说是整个大蒜供应链产业最关键的一环。

6、政府在大蒜供应链中起到的作用。多年来，政府不断大力修建公路、铁路以及航空运输，新建、支持一批优质的物流园区，增加农产品输送量。对农产品供应链相关企业实行减免税收等一系列优惠政策。降低了农产品生产、运输和销售成本，直接提高了农产品市场产业产值。

二、大蒜供应链系统因果关系图分析

整理出了影响大蒜供应链协调的各个因素，通过分析，得到了大蒜供应链系统因果关系图（见图1）。

第一，产品品质↑→销售商销售价格↑→销售商收入↑→销售商利润↑→大蒜供应链产业产值↑→大蒜生产量↑→供应商购买数量/农户销售数量↑→供应商企业经营成本↑→供应商利润↑→产品技术研发↑→产品品质↑。此路径说明了提高产品品质可以增加销售商、供应商利润、大蒜产量。

第二，产品品质↑→消费者需求量↑→销售商销售量/物流商运输量↑→物流商收入↑→物流商利润↑→大蒜供应链产业产值↑→大蒜生产量↑→供应商购买数量/农户销售数量↑→供应商企业经营成本↑→供应商利润↑→产品技术研发↑→产品品质↑。此路径说明提高产品品质可以增加物流商利润、大蒜产量。

第三， 大蒜供应链产业产值↑→物流基础设施投入↑→物流商单位运输成本↓→物流商企业经营成本降低↓→物流商利润↑→大蒜供应链产业产值↑。此路径说明提高大蒜供应链产业产值可以增加物流商利润、提高道路运输量。

第四，大蒜供应链产业产值↑→大蒜生产量↑→供应商购买数量/农户销售数量↑→供应商购买成本↑→农户收入↑→大蒜供应链产业产值↑。此路径说明提高大蒜供应链产业产值可以增加农户收入。

三、大蒜供应链系统动力学模型流图的构建

（一） 系统变量、类型及量纲

通过对大蒜供应链系统的分析，确定以大蒜生产量、消费者需求量、产品品质为水平变量，以农户单位生产成本、物流基础设施投入、供应商加工成本等为辅助变量。

（二） 构建仿真软件模型流图

确定大蒜供应链因果关系图之后，据此画出系统流图来表示社会经济系统中各个单元之间的关系（见图2）。

通过模型流图将各因素进行彼此连接，并建立DYNAMO 函数表达式，对每个变量进行赋值。设置初试时间为2012年，最终时间为2032年， 时间间隔步长为1，时间单位为年。其中，2012—2022年是历史性检验，2022—2032年对未来10年各主体的发展趋势进行预测。

（三）模型历史性检验

以2012年为基年，跨度为2012—2022年，将模型的仿真值与真实值进行对比分析，计算出误差，检验数据见表2。除了2015年、2018年因“炒蒜”导致大蒜产量较大波动外，其他年份的大蒜年产量的模拟值跟实际值之间的误差较小，说明拟合程度较高。

四、模擬仿真结果分析

（一） 大蒜生产量仿真结果分析

大蒜生产量模拟仿真结果见图3，2012—2024年间大蒜产量增长较为缓慢。2024年以后， 由于市场需求量的增加，给农户带来了巨大利润，农户愿意种植更多大蒜，导致大蒜产量逐年上升。

（二） 大蒜产品品质仿真结果分析

大蒜产品品质仿真结果见图4，2012—2032年大蒜品质一直在缓慢提高。由于供应商发现提高大蒜产品品质可以获得更大的利润跟市场，所以增大了对大蒜的技术研发力度。但也可以看出，大蒜品质提高是一个漫长的过程，在20年间品质系数从0.2上升到接近0.47。一是因为目前中牟大蒜的品质依旧在初步阶段，农户们缺少种植、管理经验，灌溉、施肥不合理，导致大蒜病虫害严重，标准化程度推广缓慢。二是因为大蒜技术研发不能只依靠企业，还要与科研部门、地方高校密切结合。

（三）物流基础设施投入仿真结果分析

物流基础设施投入仿真结果见图5， 2012—2032年物流基础设施建设一直处在高速发展当中，财政投入逐年递增。一是说明了政府对于物流运输的重视，政府充分意识到只有发达的交通网络，才能使销售量和物流需求相匹配， 从而有效提高中牟大蒜的竞争力。二是中牟地处中原， 地势平坦，铁路、公路运输便捷，更有利于货物运输。政府在物流基础设施上的投入回报率较高，可达到立竿见影的效果。

通过模拟结果可以得出以下结论：第一，供应商提高技术研发投入，可以有效刺激消费者的消费意向，从而扩大大蒜销售量，提高农户种植热情。第二，政府提高物流基础设施投入，可以有效降低物流商和销售商运输成本，促使物流商和销售商更多参与到大蒜产业中来。

参考文献：

[1]王国柱.基于系统动力学的农产品电子商务供应链发展策略分析[D].重庆：重庆邮电大学，2018.

作者简介：冉一辰（1992-），男，河南郑州人，硕士，讲师，研究方向：工程管理；鲁家濠（1993-），男，河南郑州人，硕士，助教，研究方向：地下工程；湛向东（1990-），男，河南郑州人，硕士，助教，研究方向：建筑结构设计。

（责任编辑李赫蛮）