“农超对接”供应链模式仿真研究

摘 要：农产品供应链上信息传递的不对称，一直都是农产品市场价格波动大、供应链不稳定的重要原因。在这样的背景下，一种由超市领导，与合作社或农业产业化企业合作，对农产品消费市场进行统一预测、对农户及合作社统一规划的农产品供应链模式――农超对接新兴起来。文章结合农产品特点，运用系统动力学方法构建了农超模式供应链模型，并通过Vensim软件进行仿真分析。通过分析其供应链各节点库存波动情况，并与传统供应链模式下各节点库存情况、订单波动状况进行比较，得出该模式相较于传统供应链模式的优缺点。

关键词：农超对接；供应链；系统动力学；仿真

中图分类号：F304.3 文献标识码：A

Abstract： The asymmetry of information transfer of agricultural supply chain has always been the important reasons of big fluctuations in market prices of agricultural products and the instability of supply chain. In this context，“farming-supermarket”docking， an agricultural supply chain model which led by supermarket， cooperates with cooperatives or agricultural industrialization enterprises， uniformly forecasts to consumer market of agricultural products， uniformly plans to farmers and cooperatives， has been burgeoning. This paper links with the characteristics of agricultural products， uses system dynamics method to construct supply chain model of“farming-supermarket”model， and does simulation analysis by Vensim software. Reach conclusion of the advantages and disadvantages of the model compared to the traditional supply chain model by analyzing its fluctuations of every inventory nodes， and compared to every inventory nodes of the traditional supply chain model and orders fluctuations situation.

Key words：“farming-supermarket”docking； supply chain； system dynamics； simulation

0 引 言

近年来，农产品市场上“豆你玩”、“蒜你狠”、“姜你军”、“向前葱”的现象屡见不鲜。农产品价格波动频繁、起伏剧烈，已经成为农产品市场的一个疑难杂症。在我国传统的农产品供应链模式中，农产品从产地生产者，经过经纪人、产地批发市场、次级批发商、销地批发商和零售商贩，最终到达消费者手中。这种流通方式存在许多弊端，如花费时间长、周转环节多导致消费者购买价格高，信息不对称导致盲目生产，产品安全得不到保障等。在这样的流通模式中，农户的种植行为盲从于市场价格的起伏，而农产品的生产周期较长，生产出来的农产品往往会由于信息滞后的原因而使价格大幅度的波动。

在这样的背景下，一种新的农产品供应链模式――“农超对接”伴随超市的兴起应运而生。这种供应链模式以超市为核心，对市场需求进行统一预测，并联合合作社或农业产业化企业，统一组织农户生产，力求减少信息失真情况。本文将运用系统动力学方法，利用Vensim软件对农超对接的供应链模式进行仿真研究。

1 系统动力学概述

1.1 系统动力学

系统动力学是一种以计算机模拟技术为主要手段，通过结构―功能分析，研究和解决复杂动态反馈性系统问题的仿真方法。系统动力学最早是由美国麻省理工学院的J. W. Forrester教授于1956年提出的。J. W. Forrester最初将系统动力学应用在分析生产管理及库存管理等企业问题。而到了20世纪70年代，经过大量的研究，系统动力学得到了世界许多国家的认可，并广泛应用。我国是从20世纪80年代初开始引进系统动力学的。国内包括王其藩、苏懋康、胡玉奎等学者参与了系统动力学在中国的研究工作[1]。到90年代，系统动力学在我国自然科学、人文社会科学和工程技术等领域，得到了全面的应用，特别是在人口、资源、环境与社会经济可持续发展问题研究方面，取得了巨大进展。但系统动力学在供应链管理领域，尤其是农产品供应链管理的应用研究文献并不多见。

1.2 Vensim仿真软件

随着信息技术的飞速发展及计算机的普及应用，使得系统动力学仿真软件得到广泛开发。从J. W. Forrester教授最早的DYNAMO Compiler（系统动力学编辑器）及其系列产品，到1990年由High Performance System. Inc.开发的ithink。尤其是Windows操作系统的广泛普及，1988年由Ventana System， Inc.开发的Vensim Program series产品，得到了系统动力学仿真学者的青睐。Vensim是一个可视化的建模工具，用户可以通过 Vensim 定义一个动态系统，将之存档，同时建立模型、进行仿真、分析以及最优化。而且使用Vensim建模非常简单灵活，用户可以通过因果关系图和流图两种方式创建仿真模型。

本文将运用系统动力学方法，结合Vensim仿真软件，对农超对接供应链模式进行研究分析。

2 模型的基本假设及参数设置

2.1 农超对接供应链模型

2.1.1 模型的建立

从农超对接的流通节点上来看，主要分为超市+合作社+农户模式、超市+农业产业化龙头企业+农户模式、超市+基地+农户模式[2]。本文将对家乐福、沃尔玛等大型商场所使用的超市+合作社+农户模式进行仿真研究。

在这种供应链中，市场需求首先驱动了整条供应链，超市由市场销售率预测其农产品需求量，并与合作社签订购销合同，再由合作社组织农民进行生产。供应链下游的企业根据需求向上一层企业或农户发出订单信息，上游企业或农户则根据自身库存状况调整生产或货源以满足下游企业的需求。

如图1所示，超市农产品的库存量由超市订货率和市场销售率共同决定，合作社的农产品库存由合作社订货率和出货率共同决定，而农户农产品库存由农产品产出率和出货率共同决定。合作社及超市的订单需要经过一个运输延迟才能满足。由于顾客可以在超市即时购买所需，市场需求的满足不存在运输延迟。超市根据接收到的订单及其库存量发出货物，不足部分则为缺货，以负数形式表示。超市、合作社及农户的销售预测来源于各自上游客户往期订单的移动平均数。超市、合作社向上游发出的订货量及农户的生产量由市场销售率及实际库存与期望库存之间的差值决定。

2.1.2 参数设置

模型内的相关时间参数（生产延迟时间、合作社进货及超市进货时间）均设为1（周），超市销售预测所需移动平滑时期数设为6（周），库存可持续时间设为1（周），库存调整时间设为2（周），初始库存量均设为1 000，假定模型中出货率=订货率。仿真时间为100（周），仿真步长为0.125。

（1）销售率=1 000+if then else（Time>=1，RANDOM NORMAL（-200，200，0，50，0），0）。表示市场在预测前一周内需求量为1 000，一周后开始随机波动，波动幅度为±200，波动均值为0，标准差为50。

（2）超市销售预测=SMOOTH（销售率，6）。表示超市销售预测量为过去6周的市场销售率移动平均数。

（3）超市期望库存=超市销售预测*1。表示超市的期望库存可维持1周。

（4）超市农产品库存=INTEG（订货率2-销售率），初始值设为1 000。表示超市库存量等于其订货率与销售率差值的积分。

（5）超市农产品订货量=MAX（0， 销售率+（超市期望库存-超市农产品库存）/2）。表示超市农产品订货量取决于超市库存与预期的差平均到库存调整时间的值，与市场销售率的总和。若该值小于等于0则无需订货，若大于0则订货量为该值。

（6）订货率2=SMOOTH3（超市农产品订货量，运输延迟时间2）。

（7）合作社销售预测=SMOOTH（出货率2，6）。表示合作社销售预测量为过去6周的出货率移动平均数。

（8）合作社期望库存=合作社销售预测*1。表示合作社的期望库存可维持1周。

（9）合作社农产品库存=INTEG（订货率1-出货率2），初始值设为1 000。表示合作社库存量等于其订货率与出货率差值的积分。

（10）合作社农产品订货量=MAX（0， 销售率+（合作社期望库存-合作社农产品库存）/2）。表示合作社农产品订货量取决于农产品库存与预期的差平均到库存调整时间的值，与市场销售率的总和。若该值小于等于0则无需订货，若大于0则订货量为该值。

（11）订货率1=SMOOTH3（超市农产品订货量，运输延迟时间1）。

（12）农户销售预测=SMOOTH（出货率1，6）。表示农户销售预测量为过去6周的出货率移动平均数。

（13）农户期望库存=农户销售预测*1。表示农户的期望库存可维持1周。

（14）农户农产品库存=INTEG（订货率1-出货率2），初始值设为1 000。表示农户库存量等于其产出率与出货率差值的积分。

（15）农户生产需求量=MAX（0， 销售率+（农户期望库存-农户农产品库存）/2）。表示农户农产品订货量取决于农产品库存与预期的差平均到库存调整时间的值，与市场销售率的总和。若该值小于等于0则无需生产，若大于0则生产率为该值。

（16）产出率=SMOOTH3（农户生产需求量，生产延迟时间）。

2.2 农产品传统渠道供应链模型的建立

2.2.1 模型的建立

在我国传统的农产品供应链模式中，农产品从产地生产者，经过经纪人、产地批发市场、次级批发商、销地批发商和零售商贩，最终到达消费者手中。传统渠道与农超模式最大的区别在于，传统农产品供应链中由于市场预测没有统一的领导者，每个供应链节点的需求预测均是由其自身做出的。为使模型简化，且能更好地与农超供应链模型做对比，现将传统供应链设置为仅存在一个批发商的模式。需要说明的是，本文为减小供应链节点过多带来的牛鞭效应，将传统供应链模式设置为与农超对接相同的三个节点，但在实际应用中，农产品传统的供应链模式往往包含多个中间商，由于牛鞭效应的存在，会导致供应链上传递的信息更加的放大，而本文为更好地对比忽略这一点。传统渠道的农产品供应链模型流图如图2所示：

2.2.2 参数设置

传统农产品供应链模式的参数设置原理与农超对接模式类似，其相同参数的设置不再赘述。现将不同参数设置说明如下：

（1）零售商贩订单=max（0， 零售商贩销售预测+（零售商贩期望库存-零售商贩农产品库存）/2）。表示零售商贩的订货量由其销售预测及希望保有的安全库存之和决定，其中安全库存=期望库存-现有库存。若上述值大于0则订货量取该值，若小于或等于0则不订货。

（2）批发市场订单=max（0， 批发市场销售预测+（批发市场期望库存-批发市场农产品库存）/2）。

（3）农户生产需求率=max（0， 农户销售预测+（农户期望库存-农户农产品库存）/2）。

3 仿真结果分析

3.1 供应链各节点库存量的仿真

运行上述两个供应链模型，得到其仿真结果如图3、图4、图5所示：

在上述库存量曲线图中，若供应链下游节点的曲线在上游节点曲线上方时，表示该时刻上游企业未能满足下游企业的订货需求。从图4和图5可以分析出两种供应链模式的库存情况：

（1）农超对接供应链模式中，农户及合作社的农产品库存基本保持在同一水平上，说明农户的农产品供给基本能满足合作社的需求，且数值能够维持在目标产品量左右，只是根据市场需求的变化呈现小幅波动。而超市库存量由于市场需求变化的存在，有一定量的波动，时而能满足市场需求，时而不能。但其震荡范围维持在±100内，总体上表现出对订单比较满足。

（2）传统渠道供应链模式中，三个供应链节点均呈现出较大幅度的波动，且波动幅度由离市场最近的零售商贩至农户逐级增大。同时，下游企业对上游企业存在明显的信息延迟现象，上游企业时而能满足下级企业订单需求，时而不能，整条供应链呈现大幅波动的情况。

3.2 两种供应链模式库存量对比

从图6、图7可以看到，在两种供应链模式的库存量对比中，显然农超模式中节点1和节点2的库存量都更稳定一些，而传统渠道的供应链由于信息传递不对称，导致库存量有较大波动，且从波动范围上来看，离市场越远的供应链节点波动范围更大。

3.3 供应链各节点订货量的仿真

为更好地对比农超模式与传统模式各节点订货量稳定与否请况，现在将市场销售率的方程式更改为1 000+if then else（Time

（1）如图9所示，在农超模式中，前10周内农户、合作社和超市的订货量都随市场波动而波动，且离市场最远的农户波动最大，合作社次之，超市最小。当市场需求稳定后，三节点订货量也逐步稳定，超市和合作社在13周开始达到稳定，而在15周开始，农户订货量也能保持稳定，并维持在市场需求量上。

（2）如图10所示，在农产品传统渠道供应链模式中，三个供应链节点波动频率较农超模式小，但波动范围大。零售商订单能在13周开始稳定，批发商则需要16周开始趋于稳定，而农户订货量则需要在21周以后才能稳定。

由此可见，由于信息共享的不对称，离市场越远的供应链节点收到的信息越不完善，导致生产量比市场需求滞后，农户盲目生产。

4 结 论

农产品与人们的生活息息相关，市场上高频率、大幅度的农产品价格波动会给人们带来不便，也会给农户的生产造成困扰，并带来经济损失。而价格波动的原因主要是信息的不对称造成了农户盲目的生产，导致供应链下游企业的库存量波动较大，进而导致价格的起伏不定。农超对接模式中，由于超市直接将市场信息传递给合作社和农户，并组织生产，弱化了信息的失真现象。从以上分析中可以看出，农超模式的供应链各节点上，库存波动相较于传统模式减小许多，库存的稳定有助于市场价格的稳定。说明农超模式有利于农产品供应链的整合。但农超模式需要超市耗费更多精力，如何鼓励超市开展农超对接，以及超市如何选择合适的合作社及农户，将是开展农超对接的下一个研究内容。

参考文献：

[1] 张力菠，韩玉启，陈杰，等. 供应链管理的系统动力学研究综述[J]. 系统工程，2005，6（23）：8-15.

[2] 宋超，李曙光. “农超对接”现象浅析[J]. 物流技术，2010（9）：28-30.

[3] 刘秋生，蒋国耀. 基于系统动力学的供应链中牛鞭效应的研究[J]. 中国管理信息化，2009，6（12）：72-75.

[4] 王其藩. 系统动力学[M]. 北京：清华大学出版社，1994.

[5] 范雪波. 基于供应链的商品价格系统动力学模型研究[D]. 北京：北京交通大学（硕士学位论文），2011.

[6] 李慧娟，赵婷婷，张茂. 基于农超对接模式下农产品供应链存在的问题及对策[J]. 现代农业科技，2011（18）：394-397.