数据包络分析在现代农业集成物流评价中的应用

李燕霞，刘振刚，刘俊华

(内蒙古工业大学 管理学院，内蒙古 呼和浩特 100051)

一、引言

(一)农业物流简介

根据农业物流的流体对象，农业物流应该包括两大类:农业生产资料物流和农产品物流。农业生产资料物流是农业生产过程所必需的农业生产资料在生产、储运、配送、分销和信息活动中所形成的物流。它涉及种苗、饲料、肥料、地膜等农用物资和农机具的生产与物流规划、农业生产资料使用和市场的信息服务。农产品物流是以农业产出物为对象形成的物流，根据农产品的分类又包括:粮食作物物流，经济作物物流，畜牧产品物流，水产品物流和林业产品物流[1]。

随着农业生产机械化、科学化、技术化水平的不断提高，我国农业已逐步实现了现代化，现代农业物流是指以满足顾客需求为目标，运用现代化的物流手段，对农业生产资料和农产品等实体相关服务及信息，从供应源到消费源所进行的组织、控制与管理的经济活动过程。它是由农业生产资料和农产品的采购、生产、运输、流通加工、储存、配送、分销与信息等一系列动作环节组成，并在整个过程中实现农业生产资料和农产品保值、增值的目标。中国是一个农业大国，农业在国民经济中占有重要地位。认真分析农业物流的发展状况与存在的问题对于加快农业现代化进程，提高农业竞争力有着十分重要的意义。

(二)国外农业物流的研究现状

欧洲市场4亿消费者对于食品的需求，是国际农产品贸易的强有力的支柱。对于欧洲农产品物流市场隐藏的巨大商机，荷兰人知道，如果想要把食品生意和农产品贸易做得成功，就必须满足欧洲各个地区，不同层次和多种类型消费者的错综复杂的需求，这样才能把生意做大。荷兰建立了若干个农产品和食品供应的中央基地，以此作为农业产品、食品和信息的后勤结合点，然后通过这些结合点向欧洲地区的所有的客户提供服务。荷兰开发新的物流和商业概念，如建立电子化农业产品交易市场，协调联运物流中心和农产品集成保鲜中心，由此促成了通过因特网连续起来的供应商，零售商，生产商，种植主，物流供应方和物流各个节点的网络系统，这样一来，信息透明度，准确度和及时性都得到提高，使得及时改进物流计划，管理，调配，优选等操作更加现实。美国农业生产和贸易居于世界领先地位，农产品物流量大且非常频繁。美国农产品物流的基础设施和设备发达，拥有发达的农业信息流基础。成立于1848年的芝加哥期货交易所是农产品各市场主体了解市场行情、获取价格变化信息的直接窗口，农业网站、信息咨询公司也为农民了解信息提供了方便的途径。农产品物流服务的社会化程度高。政府发挥积极的调控作用。政府对农民生产不加直接干涉，但对公共领域却有严格的规范性措施[2]。

(三)我国农业物流研究现状

中国是一个农业大国，我国的农业物流研究起步较晚，相对国外发达国家来说还存在许多不足。存在的不足有:(1)农业物流设施、设备落后，效率低，货损货差大，物流成本高物流手段相对落后，农业物流成本过高。一是交通运输不能满足农产品运输的需要;二是储存条件不足;三是加工处理水平低，不能适应农村经济发展的需要;四是农产品标准化程度低，没有统一的标准。我国农村目前的基础设施还比较落后。如农业物流的进出主要依赖公路运输来进行，而大部分农村的道路设施比较差、效率低、货损货差大、物流成本高。甚至有的农村还没有像样的公路，这些年来，农民普遍意识到了这个问题，喊出了“要想富，修公路”的口号。(2)农业生产分散，农资采购成本和农产品外销成本高。由于我国是一个农业大国，而且实行的是以家庭为单位的小农经济，所以农业生产资料和农产品的供求相对分散，农资采购成本和农产品外销成本高。(3)农民合作组织不健全，农业物流组织化程度低。我国农民的合作组织不健全，农民合作社和农民协会的组建还处于萌芽阶段，农业生产和农业物流组织化程度还很低，缺少规模优势和讨价还价的能力。(4)农业物流信息化程度低。我国物流信息化水平普遍较低，农业物流的信息化程度更加偏低，信息化手段不能适应现代物流发展的需要。信息是农业物流的神经系统，从农业生产资料采购到生产流通中的储存、运输、加工一直到销售，对每一个环节的物流信息必须及时地进行处理。但是，目前农村居住面广，分散居住的农户之间信息沟通渠道不畅，使许多信息无法收集，农民的需求也无法传递。(5)农业物流面临的国际挑战。加入WTO后我国农产品面临国际市场的冲击和挑战:一是农产品“卖难”的问题会进一步加重，从而引起一些农产品价格下跌，引发市场波动;二是农业生产资料市场的竞争会更加突出;三是农产品市场发育小而全，流通渠道不畅的矛盾会进一步加剧，由此直接影响一些地区农民收入的增加和农业生产积极性的提高，影响我国农业市场的稳定和发展。

针对以上中国农业存在的不足，主要原因在于中国的农业物流很难形成整条农业供应链的集成化。而国外发达国家先进的物流正是建立在整条供应链的集成化基础之上的。为了进一步研究集成化给农业生产带来的好处及不足，需要运用一定的评价方法。而目前国内外学者对农业物流的研究大都集中在只能提出农业物流存在的不足及改进的方向而不能用一些具体的评价方法或模型去验证改进方法的可行性。虽然一些者也进行了一些模型研究，但也没有提出具体的评价方法，如孙涛在网络集成式农产品供应链的研究[3]中虽然讨论了农产品供应链的集成模式，但没有进行具体的评价。

本文通过选用DEA评价方法对农业集成物流进行评价。DEA方法是一种客观的相对有效性评价方法。农业集成物流是由各个不同的结点构成的复杂网络系统，本文通过将整条农业集成物流看成一个整体(供应链)，有多个输入和输出，正是通过这些输入输出，构建不同的决策单元，这些不同的决策单元对应着不同的供应链，借助DEA这种评价方法对不同的决策单元进行相对有效性评价。进而也是对不同的集成物流供应链进行相对有效性评价。最终为我国农业物流的发展找出需要改进的方向。

二、DEA理论

(一)DEA方法简介

DEA(Data Envelopment Analysis)即数据包络分析，是数学、运筹学、数理经济学和管理学的一个新的交叉领域。它是著名的运筹学家A.Charnes和W.W.Cooper等人以相对效率概念为基础发展起来的一种崭新的效率评价方法。DEA是使用数学规划模型进行评价具有多个输入、特别是多个输出的“部门”或“单位”，称为决策单元，简记为DMU。根据对各个DMU观察数据判断DMU是否为DEA有效，它的本质是判断DMU是否位于生产可能集的“生产前沿面”上。生产前沿面是经济学中生产函数向多产出情况的一种推广。使用DEA方法和模型可以确定生产前沿面的结构、特征和构造方法，因此又可以把DEA方法看作一种非参数的统计估计方法;由于DEA具有的经济背景，依据该方法和模型进行经济分析，效果比较理想[2]。

最具代表性的DEA模型有C2R模型，BC2乎模型，FG模型和ST模型。它们的DEA有效性各自具有不同的经济意义。C2R模型计算出的θ值的经济意义为配置效率，即综合效率。而BC2计算出的θ值经济意义为技术效率。本文拟采用这两个模型对农业集成物流进行评价。采用DEA方法评价不但比较客观，而且评价比较灵活。因此用DEA方法进行农业集成物流有效性评价这种多目标规划的决策问题，是可行的。

(二)模型建立

假设有n个决策单元(DMU)，每个决策单元都有m种类型的“输入”和s种类型的“输出”。有效性是指以尽可能小的输入得到尽可能大的输出。

模型的Input和Output模型为:

C2R模型和BC2模型中θ值为决策单元的有效值，指投入相对于产出的有效利用程度。C2R模型θ值计算的是配置效率，即综合效率;BC2模型中θ值计算的是技术效率。

规模效率 =综合效率 /技术效率

定义A若(Input)的最优值为1，则称决策单元DMU为Input模型下DEA弱有效。

定义A’若(Output)的最优值为1，则称决策单元DMU为Output模型下DEA弱有效。

(1)θ＜1，决策单元即农业集成供应链物流能力的产出不多于其他各条农业集成供应链物流能力的产出的条件下，在物流能力的各个方面的投入也都比别的单元多。可以在不减少产出的情况下等比例的减少各种投入，在不增加投入的情况下等比例增加各种产出。

(2)若θ=1，S－≠0，s+≠0，此时决策单元弱有效。集成农业供应链物流能力的产出在不少于其他各条农业集成供应链物流能力产出的前提下，某些方面的投入达到了最小了。在不减小产出的情况下，不能够等比例的减少各种消耗。把某项投入减少S－可以保持产出不变，或者资源不变的情况下将某项产出提高S+。

(3)若 θ=1，S－=0，s+=0，此时决策单元有效。集成农业供应链物流能力的产出不少于其他条农业集成供应链物流能力产出的前提下，各个方面的投入已经达到了最小了。在不减小产出的情况下，不能够等比例的减少各种消耗。运作效率是最佳的，既是技术有效地优势规模有效的。

三、建立评价体系

评价主体是农业供应链，输入指标为盈利能力、满足顾客能力、市场影响能力，输出指标为盈利能力、满足顾客能力、市场影响能力:

x1:物流固定资产投资(万元);

x2:物流活动运行成本(万元);

x3:员工总薪酬(万元);

y1:盈利能力(万元);

y2:满足顾客能力(百分数);

y3:市场影响能力(百分数)。

(一)物流固定资产投资

物流固定资产投资是指为了保障物流活动的正常运行而投入的固定资产。购买农料(化肥、种子等)、储存农产品(粮食、蔬菜、瓜果、经济作物等)、农副产品加工制品的仓储、冷藏设备、储存容器、堆垛机、托盘、货架等的固定资产投资;运输配送农产品购置的运输车辆、分拣设备等的投资;保障农业物流信息的的畅通实施投资建设物流信息网络、电子订货系统、条码识读系统等的固定投资。

农业物流固定资产投资(单位:万元)=仓库的建设投资费用+配送中心的投资建设费用 +仓储设备的投资费用+运输配送设备投资费用 +生产物流辅助设备费用+物流信息网络建设费用

(二)物流活动运行成本

农产品具有生产周期长、易腐蚀等特点，因此农产品的运行成本相对比较高。本文所指的运行成本主要是指保证采购、订单处理、仓储、包装加工、运输、配送、装卸搬运等物流活动正常运行的成本，不包括人力资本成本，仅指维持日常运作中的开支。譬如仓库机械设备、物流网络等的维修与维护费用，物流活动委托、外包、租赁时所需支付的费用等。

物流活动运行成本(单位:万元)=订单处理成本+基础设施的修缮费用+物流设备的维修费用+委托、外包、租赁时所需支付的费用

(三)员工总薪酬

人力资源是物流活动的重要资源，一个效率高的团队可以提高效率，人员薪酬也是一个重要的成本型指标。根据人员的素质、贡献等薪酬等级不同，本文选取整条农业集成供应链的所有人员薪酬总和作为评价指标。人员开支的多少直接影响了整条供应链的利润，人员的素质和层次结构直接影响了供应链的运作效率。

(四)盈利能力

盈利能力主要是通过财务指标体现的，通常有资金周转率、利润率等等财务指标，这是衡量物流能力的非常重要的方面，选取直观易获取数据的指标更便于计算，本文选取指标是农业集成供应链整体利润。

供应链总利润(单位:万元)=供应链总收入－供应链总成本

(五)满足顾客能力

满足顾客能力是衡量农业集成供应链的重要指标，是指及时、准确、高效的满足顾客需求。它包含的内容比较广泛，在时间方面包括订单处理速度、交货的及时率等，在准确性方面有订单与交货的一致性等，在质量方面有货物的破损率、农产品的变质率、商品完好率等，在个性化响应方面有柔性、延迟能力、紧急陪送能力、退货处理能力等，信息方面信息查寻可获性等。

顾客满意度以百分数计量:

顾客满意度 =θ1订单按时完成率 +θ2订单完成准确率+θ3每单货品的完好率+θ4信息跟踪与查询准确率(θ1= θ2= θ3= θ4=0.25)

(六)市场影响能力

提高产品的销售量，才能够增加市场占有率，提高农产品的市场影响力，从而为产品创造无形价值。通常任何农副产品上市时都是希望快速打开销路，提高影响力增加销量，增加营业额，加大市场份额，获取更多利润和潜在购买者。

市场影响度也是以百分数计量:

市场影响度(单位:万元)=θ1农副产品交易额增长率+θ2农副产品交易量增长率(θ1=θ2=0.5)

四、实例评价—以达拉特旗为例

(一)达拉特旗地区农业物流发展情况

达拉特旗资源丰富，达拉特旗是内蒙古自治区的农业大旗，全年粮食种植面积高于10000万公顷，每年仅粮食产量就达60万吨，占鄂尔多斯地区粮食总产量的一半。交通便利，贯通南北东西的公路和铁路有为农产品的流通创造了良好的前提条件。农业产业化蓬勃发展，近些年达拉特旗把培育、扶持农畜产品加工流通龙头企业发展壮大做为加速推进农牧业产业化的核心内容，建设及建成投资1000万元以上的农牧业产业化项目就达到18个，涉及绒、肉、乳、林沙、粮油、饲料、马铃薯、种子等产业;重点扶持的东达集团、四季青肉联、新威远生化、真金种业、华森饲料五大涉农龙头新建设的产业化项目就达到11个。农业物流集散项目投入建设，达拉特旗即将建成颇具规模的以现代农业综合物流为核心功能，以有机农畜产品加工配套为翼，具备集货流集散、信息服务、加工、仓储、配送服务等于一体的现代农业物流园区。因此选取鄂尔多斯市地区达拉特7条典型的农业供应链是比较具有代表性的。

(二)调研获取数据

表1 输入、输出数据表

(三)评价结果分析

运用DEAP软件评价在软件的指令文件中0=CRS AND 1=VRS这一栏，如果选择“0”则表示不考虑规模报酬对应的是C2R模型计算综合效率，如果选择“1”则表示考虑规模报酬对应于BC2模型计算技术效率。

表2 决策单元综合效率、技术效率及规模效率表

表3 C2R模型下面向产出的松弛变量取值表

表4 综合无效的各条供应链参数表

DEA评价农业集成能力目的旨在为那些在集成供应链能力方面做的相对不够好的农业供应链找出学习的标杆。通过软件的运算结果可以判断这些不同的供应链在集成物流能力方面的优势、劣势和需要改进的方向。

(1)有效性角度分析

在当前的技术水平下，决策单元 DMU1、DMU3、DMU5、DMU6的最优值都为1，而且其投入和产出的松弛变量均为0，既是技术有效的又是综合有效的，表示第1、第3、第5、第6条农业供应链在集成物流能力方面在产出不少于其他条农业集成供应链的前提下，各个方面的投入已经达到了最小了。在不减小产出的情况下，不能够等比例的减少各种消耗，运作效率达到了相对最佳的状态。第2条、第7条供应链是技术有效的，但是规模无效的。第4条供应链既是技术无效的也是规模无效的。

(2)规模报酬角度分析

第2条供应链是规模报酬递减的，即产出的增加比例小于投入要素变化的比例。因此对于供应链上的成员应考要考虑到农产品生产销售规模扩张的是否过快，农业物流规模过大农业供应链上物流活动的协调、管理、共享的效率已经适应不了目前的农产品物流运作规模了，需要加强内部监管机制，加强各方面的集成力度，从而提高物流运作效率。

对于第6条供应链规模报酬递增，本条农业供应链在物流运作方面要提高劳动生产率，提高物流资源的集约化水平，从而提高物流运作效率。

(3)指标优化方面分析

通过松弛值和目标值可以分析出非DEA有效的供应链应该从哪些方面改进。

对于第1条供应链在产出不变的前提下，在员工总薪酬方面投资减少11.100万，可以达到有效;在投入不变的前提下，盈利能力方面每年增加利润9.619万元，市场影响方面提高20.766个百分点可以达到有效。因此此条供应链还应该在固定资产方面、物流活动日常运行方面节约成本;适当减少物流人员以便控制人员总薪酬。

对于第2条供应链在产出不变的前提下，员工总薪酬方面投资减少14.468万达到有效;在投入不变的前提下盈利能力方面每年增加利润15.811万元，满足顾客方面提高12.334个百分点可达到有效。因此盈利能力、满足顾客能力方面有待加强。应该从整条农业供应链整体着手，在物流运输的各个缓解加强控制，提高运载工具的利用率，优化配送路线，充分让每个组织尽量经营自己擅长的业务，运输仓储要求高投入成本大的农产品要适当外包。强化物流是为客户提供服务的意思，各个组织集成起来建立完善的客户反馈系统，采用激励员工提高物流的服务质量，保证农产品准时、准确、完好的到达客户。

对于第6条供应链在产出不变的前提下，员工总薪酬方面投资减少5.382万可以达到有效;在投入不变的前提下，满足顾客方面提高5.332个百分点、市场影响能力方面提高16.196个百分点可以达到有效。因此在市场响应能力方面要大大下功夫，依据客户需求开拓市场提高产品交易量;丰富交易类型，例如期货交易模式、网上交易模式等等提高商品的交易额。

五、结语

评价分析的目的在于优化和提高，本文以现代农业物流集成物流能力为基础，通过选用影响农业集成物流能力的几个综合指标，借助DEA评价方法对农业集成物流能力进行评价。具体选用了DEA评价方法中的模型和模型，分别对影响具体评价因素的配置因素和技术因素的有效性进行评价。最终确定了不同的农业供应链的优势和劣势以及需要改进的方向。说明了DEA评价方法在评价农业集成物流能力方面的有效性、可行性、优越性。为以后农业物流集成的研究提供了一定的理论支持。在中国这样一个人多地少的大国，进一步提高农业物流的集成能力是必须的，DEA评价评价分析方法提出的改进方向可以更好的为管理者在以后提高农业效率方面提供一定的指导方向。

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