博弈视角下生鲜农产品供应链运作效率比较

陈莫凡 李艳杰

摘要针对我国未来生鲜农产品供应链发展模式的争论，运用微分博弈的方法分析对比了“农村电商”及“农超对接”供应链模式下合作社、超市的最优生产努力投入水平、供应链系统的最优利润水平及农产品最优质量轨迹，进而比较了2种供应链模式的运作效率。结果表明，生鲜农产品供应链模式的运作效率与合作社及超市在2种模式下的收益及成本因素有关，最后通过算例对模型进行了验证，提出对我国生鲜农产品供应链未来发展模式的预测。

关键词农村电子商务；农超对接；微分博弈；供应链效率

中图分类号S-9文献标识码A文章编号0517-6611（2017）12-0218-04

AbstractAiming at the discussion of future development of supply chain management of fresh raw agricultural products，the paper applied the method of differential game to analyze and compare the optimal production effort input levels，the optimal profit of supply chain system， the optimal quality track of agricultural products of farmers and supermarkets under the supply chain mode of "rural ecommerce"and"agriculturesupermarket jointing"， and then compared the operational efficiency of the two kinds of supply chain modes.The result showed that the operational efficiency of fresh agricultural products supply chain had closely related to their benefitcost of farmers and supermarkets under those two modes. Finally，verifying the model through examples， this paper put forward the forecast of the future model of China's fresh agricultural product supply chain.

Key wordsRural ecommerce；Agriculturesupermarket jointing；Differential game；Supply chain efficiency

近年來，生鲜农产品供应链渠道流通模式呈现出多样性的特点。目前生鲜农产品供应链存在2种较新的模式，一种是合作社与超市直接对接的生鲜农产品供应链模式，即“农超对接”模式，另一种是利用网络系统及信息技术将生鲜农产品供应链的核心从合作伙伴转向消费者的生鲜农产品供应链模式，即“农村电商”模式。作为一种重要的农产品流通模式，“农超对接”模式是对传统农产品供应链的优化，能够激发合作社生产积极性，减少损耗成本，进而提升农产品质量[1]。Hu等[2]认为，相较于传统的农产品供应链模式，“农超对接”模式能起到稳定产销的作用。浦徐进等[3]认为，在“农超对接”模式下，若超市对农户的生产成本给予一定补贴，将有助于提高农户的生产努力投入，同时并运用DEMATEL的方法研究了影响“农超对接”供应链运作效率的因素[4]。

“农村电商”模式能实现农产品的跨空间交易，是解决农产品滞销、带动农业产业经济发展的重要力量。郭承龙[5]对“农村电商”模式进行了探讨，进而提出了“农村电商”的共生理念。岳欣[6]在研究中发现我国“农村电商”存在基础设施薄弱的问题，认为完善信息化建设的同时，还必须提升服务创新意识，才能有效推进我国“农村电商”的发展。董坤祥等[7]运用系统动力学方法构建了“农村电商”集群发展模型，阐明了发展“农村电商”模式的有效途径。

笔者在对福建省尤溪县多村镇的实地调研中发现，“农超对接”模式近年来已由政府主导逐渐转入市场化运作，而以“互联网+农村”为载体的“农村电商”模式发展迅速，在对“农超对接”模式造成一定冲击的同时，也给农户带来了渠道选择上的困扰。

为指导农业生产者科学选择渠道模式，实现自身收益的最大化分析，2种生鲜农产品供应链模式的运作效率差异。

但供应链效率的评判比较复杂，目前国内外学者分别从不同视角、不同方法出发对供应链效率评判问题展开了研究，如Adel等[8]在传统AHP方法的基础上引入了模糊理论，并对一个制造业供应链的绩效作出了评判；Liang等[9]运用DEA的方法对供应链的效率进行了研究；李剑锋等[10]运用博弈理论研究了一个二级物流服务供应链的效率问题，认为当市场上存在寡头垄断的情况时，物流服务供应链效率将达到最低；刘俊华等[11]用生产、经济、物流及质量安全4个指标分别研究了一个乳制品供应链的效率。

借鉴浦徐进等[12]的研究思路，认为生鲜农产品供应链效率与生鲜农产品供应链中节点的生产努力投入水平、供应链模式下农产品质量水平及供应链模式利润水平相关。与以往研究不同，笔者在考虑生鲜农产品质量衰减特征的同时，从长期动态的角度出发，利用微分博弈方法建立2种生鲜农产品供应链模式下的博弈模型，保证均衡解水平为全局最优；并通过对比“农村电商”及“农超对接”2种供应链模式的运作效率，得出有益结论，为相关人员提供参考。

1符号说明及模型假设

1.1符号设定

模型中符号的设定及其涵义如表1所示。

1.2基本假设

假设2：借鉴Ei Ouardighi[14]的研究，认为消费者所购买农产品质量水平与合作社及超市的生产努力投入程度有关，因此，农产品质量水平变化的过程可描述为：x（t）=ZN（t）+βiZf（t）-θx（t），其中x（t）为t期时农产品的质量水平，并认为初始值x（0）=x0≥0；、βi均为大于零的常数，分别为合作社（超市）努力投入对农产品质量水平影响的敏感系数，θ>0为农产品质量的相对衰减率，i=1，2、f=R，S。

假设3：借鉴Laroche等[15]的研究，用函数D（x（t），t）=D0+ε·x（t）表示t期时市场对农产品的需求量，式中D0、ε均为大于零的常数，分别表示市场上农产品的最小需求量及农产品质量对消费需求量的敏感系数。

假设4：借鉴岳柳青等[16]的研究，认为在无限时间长度内，合作社与超市均于无限时区内寻求使其自身利益最大化策略，且合作社与超市在任时间t上均拥有相同的贴现因子ρ（ρ>0）。

假设5：合作社和超市均为追求自身利益最大化的理性个体；不计天气、价格、库存等因素对农产品需求的影响，不考虑途中的损失；模型中所有参数均为与时间无关的常数；为书写方便，下文不再列出时间t。

2模型构建和分析

2.1“农村电商”模式

借鉴刘磊等[17]的研究思路，将农户与合作社看成一个利益共同体，因此“农村电商”模式下，合作社在指导农户进行农业生产的同时，还要通过县域电子商务协会、依托第三方平台进行生鲜农产品的销售。因此在“农村电商”模式下，合作社除了付出农产品生产上的努力投入之外，还要付出一系列如包装加工、线上销售、业务能力训练等努力投入。故合作社的决策问题为：

2.2“农超对接”模式

“农超对接”模式下超市依靠合作社稳定地提供初级农产品，合作社则依托超市将其生产出来的农产品销售出去。因此“农超对接”模式下，超市只负责运输、包装、加工销售等投入，而合作社不再直接面对市场，主要负责生产的投入，此时合作社与超市独自决策以最大化各自的利润。值得注意的是，超市是“农超对接”模式中的核心企业，因此超市处于强势地位并在供应链中处于主导地位，因而合作社与超市进行Stackelberg微分博弈。由假设可知，合作社和超市的决策问题为：

利用逆向归纳法求解，首先求解合作社的单方最优控制问题，记t时刻之后合作社的总利润现值最优函数为

易知式（10）是关于ZN的凹函数，由一阶条件可得合作社的最优努力投入策略为：

超市根据合作社的最优反应策略ZN确定自己的最优策略。记t时刻之后超市的总利润现值最优函数为：

将（11）式带入（12）式，易知（12）式是关于ZS的凹函数，由一阶条件得超市的最优努力投入策略为：

将式（11）及式（13）带入式（10）和式（12）整理后立即得到：

则可解得VCN、VCS分别为：

将式（16）代入式（11）及式（13）可解得“农超对接”模式下合作社及超市的最优生产努力投入水平为：

则供应链的总收益值为：

“农超对接”模式下农产品质量水平的最优轨迹为：

2.3不同模式下供应链运作效率比较

2.3.1供应链的生产努力投入水平比较。

由式（5）和式（17）还可知：

2.3.2供应链模式下农产品质量水平比较。

同理可知，当满足关系 ，则Δx（t）<0，即“农超对接”模式下的农产品质量能达到更高水平；表明“农村电商”模式下合作社的边际收益越小或“农超对接”模式下合作社与超市的边际收益越大，都会使得农产品的质量水平在“农超对接”模式下得到提升的可能性增大；阈值与k值负相关，与ε正相关，表明超市成本系数下降或消费者对农产品质量水平的偏好上升，都会使得农产品的质量水平在“农超对接”模式下得到提升的可能性增大。

2.3.3供应链整体利润水平比较。

命题3：当“农村电商”模式下农户的边际收益存在关系

时，“农村电商”模式下生鲜农产品供应链将获得更高收益。

证明：为方便计算，不失一般性令β1=β2，则根据式（6）及式（18）有：

由式（23）可知，若在“农村电商”及“农超对接”模式下合作社、超市的边际收益值与对方成本系数的乘积存在关系

，则ΔJN>0，因此在“农村电商”模式下生鲜农产品供应链将获得更大收益，得证。

同理可知，当不满足上述关系时，“农超对接”模式能使供应链获得更大收益；根据上式可知，“农村电商”模式下合作社边际收益值越高，成本系数越小或“农超对接”模式下超市成本系数越大，都能使得“农村电商”下供应链获得更高收益的可能性增大；不失一般性，令

，则f（ε）/ε<0，由此可知，若消费者对农产品质量的偏好性越强，则“农村电商”下供应链获得更高收益的可能性越大。

3算例分析

為进一步验证上述结论，在此设置相关参数并进行算例分析，有关参数值设为：πN=60、πS=90、β1=0.6、β2=0.7、=0.5、λ=12、k=15、r=13、ρ=0.9、θ=0.2、ε=5、x0=1、D0=20。

通过计算可以得出2种模式下供应链的质量投入水平轨迹（图1）。从图1可以看出，随着“农村电商”模式下合作社收益值的不断增加，“农村电商”供应链模式下农产品的生产投入水平不断上升，最终超过“农超对接”模式下农产品生产努力投入水平；边界值位于区间之间，结合假设参数可知，当“农村电商”模式下合作社的边际收益大于“农超对接”模式下的合作社边际收益时，相较于“农超对接”模式，“农村电商”模式下的农产品生产努力投入水平将达到更高水平，值得注意的是，在上述情况下，“农村电商”模式中合作社的边际收益不必大于“农超对接”模式下超市的边际收益值，“农村电商”模式下的总生产生产努力投入水平就能高于“农超对接”模式下的总生产生产努力投入水平。

通过计算可以得出2种模式下供应链的收益及生鲜农产品质量水平轨迹（图2～3）。从图2～3可以看出，随着“农村电商”模式下合作社边际收益值πR的不断增加，“农村电商”模式下的生鲜农产品的质量水平及供应链收益水平均呈现不断上升的趋势，并最终超过同时间步长下或同质量水平值下时“农超对接”供应链模式的对应值；当固定πR值不变时即可发现，“农村电商”模式下农产品的质量水平随时间t值的增加而上升，而“农村电商”模式下供应链的收益值随着农产品质量水平的上升而增加。

4结论

随着经济社会的发展，我国生鲜农产品供应链模式正发生着巨大变革，并表现出结构多样性的特征。该研究运用微分博弈的方法研究了“农村电商”与“农超对接”模式的运作效率，反映为2种供应链模式下参与者的生产努力投入水平、供应链系统的收益以及2种模式下农产品的质量水平，并得到以下结论：

（1）“农超对接”及“农村电商”生鲜农产品供应链模式的运作效率与合作社及超市的边际收益以及合作社、超市各自的生产销售成本有关；2种供应链模式下，合作社收益值的增加、超市收益值的提高、合作社及超市生产销售的成本下降均有助于提升供应链整体效率；而当合作社在“农村电商”模式下的收益值同时满足相应条件时，相较于“农超对接”模式，“农村电商”模式下不管是博弈主體的生产投入水平、农产品质量还是供应链利润均能达到更高水平，此时“农村电商”模式具有更强的运作效率。

（2）合作社对生鲜农产品供应链模式的选择应从供应链实际参与者的收益及成本角度进行考虑，若“农村电商”下合作社自身的非生产努力投入成本较小或“农超对接”下超市的努力投入成本较大，则选择“农村电商”模式更有利于合作社实现自身利益的最大化。

（3）“农村电商”与“农超对接”2种供应链模式是互补而不是代替的关系，因此针对我国合作社小而散且收益能力不同的特点，我国生鲜农产品供应链模式未来的发展优化及结构性改革不能“一刀切”，不能简单地把“农村电商”或“农超对接”供应链作为唯一模式亦或优化的唯一参照，而是应该综合评估合作社的能力、比较合作社及下游企业实力，“因材施教”地推进农产品供应链的结构性改革创新，必须建立多种模式共存的农产品供应链体系。

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