基于QFD和FMEA的农产品质量安全监管分析*

高齐圣，路兰，王伟

（青岛大学经济学院，山东青岛 266071）

基于QFD和FMEA的农产品质量安全监管分析*

高齐圣，路兰，王伟

（青岛大学经济学院，山东青岛 266071）

我国农产品质量安全问题频发，涉及生产、加工、储存、流通、消费等多个环节。针对正在实施的农产品质量安全全过程监管，以建立一套有机的QFD/FMEA闭环管理模式为目标，对我国农产品质量安全问题诱因等作系统分析。研究分析QFD和FMEA各自优缺点基础上，提出新的融合模型应用于农产品质量安全评估和控制实践。首先，构建农产品质量安全质量屋及其质量功能展开模型，包括消费者需求识别、关联矩阵测评和参数计算等。其次，借助QFD中市场竞争性和技术竞争性评估原理，对2012～2015年我国农产品质量安全市场竞争力、技术竞争力和综合竞争力等采取动态评估分析。最后，通过农产品质量安全过程危害性分析和关键控制点识别，为政府对农产品质量安全保障的监管提供依据。

农产品；质量安全；QFD-FMEA；融合模型；监管

一、引言

为适应农产品国际市场竞争，必须树立“以消费者为导向”的农产品质量安全管控新模式。质量功能展开（Quality Function Deployment，QFD）是顺应该趋势的有效监管工具，通过一定市场调查获取消费者需求信息，并利用矩阵图解法将消费者需求的实现过程分解至产品形成过程和职能部门，通过过程工作质量保证最终产品质量，使设计和产品真正满足消费者需求（Hunter，1994；Hauser，1988）。

失效模式与影响分析（Failure Mode and Effect Analysis，FMEA）是产品可靠性分析的重要方法之一。通过分析系统中各部件、元件所有可能产生的失效模式及其对系统造成的所有可能影响，按各失效模式严重程度、发生频率及检测难易程度归纳分析系统薄弱环节。随HACCP和ISO22000等（ISO Guide 73:2009，2009）国际标准的推广应用，FMEA被越来越多引入农产品质量安全监管，用于危害分析（Hazard Analysis）和关键控制点判定（Massimo，2006）。

QFD和FMEA作为质量控制两种常用方法，均可监管农产品生产、加工、储运和消费过程。QFD关注农产品对消费者需求的满足，FMEA关注农户在农产品生产、加工和储运环节的操作风险及损失，二者为互补修正关系。通过创新QFD和FMEA融合模型，构建适合我国国情的农产品质量安全闭合管理模式，通过对消费者农产品安全认知引导和规范农户及加工者生产行为，实现我国农产品质量安全体系有效监管。

二、研究回顾和指导思想

我国农产品质量安全监管处于初级阶段，相关标准和保障措施尚未完善，目前分散、小规模经营仍是农户、加工者常用生产方式，说明我国农产品质量安全监管是一个复杂的系统工程。苏昕（2012）针对农产品质量安全保障体系，首次提出从复杂性科学视角予以探讨的可能性。张蓓等（2012）针对农产品质量安全全过程监管，提出“物理-事理-人理（简称WSR）”的系统管理方法。李中华等（2011）针对农产品质量安全中技术选择问题，基于DEMATEL方法研究农户选择行为和影响因素识别。

农户或加工者作为经济个体，其生产行为具有有限理性，最终目标是在约束条件下追求效益最大化。Just等（1983）最早研究农户或加工者生产行为，发现其对风险态度与所采用新技术、生产规模有密切联系，并影响农产品质量安全。之后许多学者开展生产者行为、消费者认知对农产品质量安全的影响研究（周应恒等，2010）。根据ISO9000和ISO22000等国际认证相关定义，农产品质量安全体系为将输入转换为输出的质量链系统。输入包括生产用水、生产用地、空气环境、农业投入品和农业技术等，输出包括生产、加工、储存和销售等不同阶段的过程质量及最终农产品质量特性。农产品质量安全问题频发，根本原因是农户或加工者“非理性表现”所致。如过量施用农药、化肥及非法添加剂，导致农产品中农药残留超标。

通过消费者对农产品质量安全认知，引导和规范农户、加工者生产行为，是当前实施我国农产品质量安全监管的有效途径。本文提出QFD-FMEA闭环管理模式（见图1），可及时根据消费者认知需求状况，引导和规范农产品形成过程中各环节生产者行为。

图1 农产品质量安全闭环管理模式

三、QFD-FMEA整合模型

（一）QFD基本原理

1.质量屋构建

QFD基本原理是以“质量屋”（Quality House）形式，量化分析消费者需求与工程技术措施间关系矩阵，经数据分析处理后找出对满足消费者需求贡献最大的工程技术措施，即关键措施。结合我国农产品质量安全监管实际，质量屋中消费者需求选取消费者对“生产”“初加工”“储运保鲜”和“销售”等各过程质量的认知，技术措施选取农户、加工者在“违禁农业投入品”“制假售假及违法违规加工”“致病微生物及寄生虫污染”“非法添加”“产地环境污染”“自身毒素及代谢物”“动植物疫病”“产品原料包装设备污染”和“商标标注规范性”等环节的生产者选择行为。利用QFD原理计算技术措施指标的权重：

其中，rij为关联矩阵元素，反映生产者选择行为对消费者农产品质量安全认知的影响；ki为第i项消费者需求权重，wj为第j项技术指标权重。

2.消费者市场竞争评估

借助QFD市场竞争力评估模块，从消费者需求角度动态评估消费者市场竞争情况，定义农产品质量安全市场竞争力指数为：

其中，Mi为第i项消费者需求评估值，按1～5分赋值；ki为前述第i项消费者需求权重。

3.生产者技术市场竞争评估

借助QFD技术竞争力评估模块，从农户、加工者角度评估农产品质量安全技术市场竞争情况，定义农产品质量安全技术竞争力指数为：

其中，Tj为第j项技术措施评估值，按1～5分赋值；wi为前述第i项技术措施权重。

4.农产品综合竞争力评估

基于前述农产品质量安全闭环管理模式，融合顾客市场和技术市场，构建反映农产品质量安全综合竞争力评估指标。定义综合竞争力指数为市场竞争力指数和技术竞争力指数的乘积：

（二）QFD-FMEA整合原理

1.农产品FMEA

FMEA是产品可靠性分析的重要方法，通过分析系统中各部件（子系统）所有可能产生的故障模式及其对系统造成的所有可能影响，按各故障模式严重度（S）、发生频度（O）和检测难易程度（D）归纳分析系统薄弱环节。若将农产品质量安全体系视为一个系统，农户及加工者在“违禁农业投入品”“制假售假及违法违规加工”“致病微生物及寄生虫污染”“非法添加”“产地环境污染”“自身毒素及代谢物”“动植物疫病”“产品原料包装设备污染”和“商标标注规范性”等环节的生产行为看作过程，可借鉴FMEA分析各过程中潜在失效或危害模式，探究失效或危害模式对农产品质量安全体系影响，分析归纳农产品质量安全监管中薄弱环节和关键控制点。

根据ISO Guide 73:2009定义，风险代表不确定性对目标实现的影响。Rodríguez-Pérez（2012）认为风险由危害发生概率和危害严重性等决定。本文基于风险优先数（Risk Priority Number，RPN）方法，综合风险产生严重程度、发生频度及检测难易程度等因素，对农户、加工者生产过程操作风险采取量化评价，确定关键控制点并采取必要矫正措施与预防对策。定义农产品质量安全风险优先数RPN如下:

其中，Sj,Oj,Dj为第j个生产、加工或流通环节危害模式的重要度、发生频度和检测难易程度。

2.QFD-FMEA模型

将QFD与FMEA融合创新，一方面可通过消费者认知引导和规范农户及加工者生产行为，另一方面可有效将农产品危害模式及影响分析资料转化为潜在消费者需求。QFD与FMEA整合模型基本原理见图2。

图2 农产品QFD-FMEA整合模型

融合模型以农产品QFD为基础，通过质量屋展开框架，将消费者对农产品过程质量认知作为消费者需求，展开为农户、加工者等各生产环节的生产选择行为。同时，利用FMEA确定各生产环节失效或危害模式，并按公式（5）计算风险优先数RPN。此危害模式重要度Si采用QFD计算结果wi，危害模式发生频度Oi采用监管部门公开的农产品安全问题数据。危害模式难检度Di，理论上定义为“当某生产或加工环节存在风险时，借助检验人员及设备等能够正确识别风险的概率”。通常某一生产或加工环节农产品安全问题数据波动越大，该环节检测难度越大，为此提出采用“平均移动极差”度量：

其中，t为报告期限，xj为报告期内监管部门公布的农产品安全问题事件数据。

四、实证分析

为实证分析我国近年农产品质量安全监管效果，收集2012～2015我国农产品质量安全问题舆情数据，详见农业部网站和监管部门公开的农产品安全问题数据（李祥洲等，2014；李祥洲等，2015；李祥洲等，2016）。

（一）质量屋关联矩阵和消费者市场竞争力评估结果

为构建我国农产品质量安全质量屋，以消费者对农产品质量安全认知为总需求，划分为“生产”“初加工”“储存保鲜”和“销售”四个阶段。从消费者角度看，源头质量最关键。假设消费者需求重要性满足：k4＜k3＜k2＜k1，从而有效判断矩阵（高隆昌，2005）。

依据层次分析法判别规则

判断矩阵A具有一致性，由此计算出消费者需求初始权重(k4，k3，k2，k1)=(0.04，0.08，0.22，0.66)，见表1第2列所示。

结合QFD配置和式（1）计算，给出2012～2015年消费者市场竞争力指数评估结果。同时，以2012年为基期，作动态市场竞争力评估，得到修正后消费者需求权重（见表1）。

表1 2012～2015年消费者市场竞争力评估结果

表2 农产品质量屋中关联矩阵计算

（二）生产者技术竞争力评估和农产品综合竞争力评估结果

结合QFD配置和式（1）、（3）计算，得到各技术措施指标重要度wi、生产者技术竞争力指数和综合竞争力指数评估结果。同时，基于2012～2015年农产品安全监管数据和公式（6），计算出相应发生频度Oj、难检度Dj（见表3、表4）。

表3 2012～2015年生产者技术竞争力评估结果

表4 农产品质量安全综合竞争力评估结果

从综合竞争力指数看，2012～2015年期间我国农产品质量安全综合竞争力水平整体处于统计稳定状态。综合竞争力指数平均值39.03%，表明我国农产品质量安全整体竞争力仍处于较低水平，与欧美等发达国家仍存在较大差距。

进一步分析表明，市场竞争力指数相比技术竞争力指数明显不足。

（1）2012～2015期间，我国农产品技术竞争力指数平均值68.83%，而市场竞争力指数平均值56.70%。无论个值还是均值，市场竞争力指数远低于技术竞争力指数。

（2）我国农产品质量安全综合竞争力指数偏低，除技术竞争力差距外，主要为市场竞争力不高所致。长期以来我国重视农户、加工者等生产者行为对农产品质量安全影响，忽视消费者认知对引导和规范生产者行为的反馈机制。

（三）QFD-FMEA融合模型的分析结果

利用QFD配置，经消费者市场竞争力评估得到修正后消费者认知需求权重ki，由式（1）计算得到农户、加工者各生产环节技术措施重要度wj，此技术措施的重要度wj也代表生产环节失效或危害模式的严重度Sj。结合前述计算出发生频度Oj、难检度Dj度，最后按RPN计算式（5）得到目前我国农户、加工者生产环节失效或危害模式发生的操作风险值（见表5）。

表5 消费者认知权重修正与生产者操作风险评价结果

从RPN看，影响我国农产品质量安全风险主要来自“非法添加”“违禁农业投入品”和“制假售假及违法违规加工”等诱因，约占风险总数93.86%。

进一步分析表明，严重度S、发生度O及难检度D等估价指标存在不一致性问题：

（1）从重要度看，影响我国农产品质量安全风险主要来自“非法添加”“违禁农业投入品”“制假售假及违法违规加工”“产地环境污染”和“动植物疫病”等诱因，约占风险总数83.42%。

（2）从发生频度看，影响我国农产品质量安全风险主要来自“制假售假及违法违规加工”“违禁农业投入品”“非法添加”“产地环境污染”“致病微生物及寄生虫污染”等诱因，约占风险总数84.33%。

（3）从难检度看，影响我国农产品质量安全风险主要来自“制假售假及违法违规加工”“违禁农业投入品”“非法添加”“致病微生物及寄生虫污染”和“产地环境污染”等诱因，约占风险总数80.20%。

五、结论与建议

传统农产品质量安全监管仅关注农户、加工者在生产环节的行为选择，忽视消费者作为农产品最终使用者对生产者行为的影响。本文提出的QFD-FMEA融合模型，在识别消费者对农产品质量安全认知需求基础上，通过QFD反馈机制有效引导和规范农户或加工者的生产决策行为，同时FMEA可实现对农户、加工者在生产各环节的风险预警和前馈控制。借助QFD反馈机制和FMEA前馈机制，可构建符合我国实际的农产品质量安全监管闭环管理模式。

结合2012～2015年农产品质量安全数据分析，未来我国农产品质量安全监管可从以下几方面入手。

（一）加强农业投入品市场监管，为生产者和消费者提供良好市场环境

现阶段我国农产品质量安全突出问题和薄弱环节主要来自“非法添加”“违禁农业投入品”和“制假售假及违法违规加工”等风险因素。政府应加强农业投入品市场监管，从源头控制农产品质量安全，以禁用高毒农业投入品为重点，深入生产、流通及销售等各环节，加大监管力度，形成全链条覆盖。

（二）提高消费者认知水平，引导和规范农户、加工者生产行为

从监管部门管理理念看，当前我国农产品质量安全监管仍处于“生产者决定型”阶段，尚未进入“消费者决定型”阶段。消费者是农产品最终使用者，我国农产品质量安全监管应树立“消费者满意”理念。强化信息公开，提高消费者对农产品质量安全认知水平，通过鼓励消费者选择无公害、绿色和有机农产品，引导和规范农户、加工者生产行为。

（三）通过农产品质量安全全程监管，提高我国农产品综合竞争力水平

从农产品质量安全监管效率看，我国综合竞争力仍处于较低水平。对比技术竞争力与市场竞争力，我国农产品质量安全监管侧重于技术支撑手段，忽视农产品市场竞争力的提高。政府监管部门应构建农产品质量安全事件大数据平台，加强市场竞争力和技术竞争力评估，最终提高我国农产品综合竞争力水平。

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Analysis on Agri-product Quality and Safety Supervision Based on QFD and FMEA

GAO Qisheng,LU Lan,WANG Wei

（School of Economics,Qingdao University,Qingdao 266071,Shandong,China）

The incidents of agricultural product quality in China frequently happened,which involved in production,processing,storage,circulation,consumption and many other links.In order to solve the problem of agricultural product quality and safety supervision,a set of organic QFD/FMEA closed loop management model were needed to establish as our goal.A new integrated mode which was based on analyzing the advantages and disadvantages of QFD and FMEA was proposed for applying to the quality and safety evaluation and control of agricultural products.Firstly,the model of House of Quality and Quality Function Deployment was established.It included customer requirement identification,correlation matrix evaluation and parameter design and so on.Secondly,dynamic evaluation and analysis were carried out on the market competitiveness,technology competitiveness and comprehensive competitiveness of agricultural product quality and safety in China during 2012-2015 periods with the aid of market competition and technology competition evaluation principle in QFD.Finally,the results of hazard analysis and critical control points in the process of quality safety of agricultural products were given out based on risk priority numbers.It could provide theory evidence for government to supervise and support the quality and safety of agricultural products.

agricultural product;quality and safety;QFD-FMEA;integrated mode;supervision

F323.5

A

1674-9189（2017）02-0088-09

*项目来源：教育部人文社会科学规划基金研究项目（11YJA630019）。

高齐圣（1966-），男，教授，博士生导师，研究方向：农业经济管理。