农产品物流与供应链优化

孙义君++訾玉梅

[摘要]和发达国家相比，我国企业的物流技术和管理水平还处在发展阶段，营业额中很大部分花费在物流成本上，尤其是面向农产品服务的物流。文章把层次分析法和Dijkstra算法结合起来，分两步同时完成供应商的选择及运输路线的确定，既保证了货物质量又达到了降低物流成本的目的。

[关键词]农产品物流；层次分析法；Dijkstra算法；优化

[DOI]1013939/jcnkizgsc201723158

随着经济一体化的发展，物流越来越受到有关经济部门、生产者、销售者的重视，现代物流的发展已成为国民经济发展的生力军，物流是经济持续发展的一个强力保证。发展物流的一个重要任务就是优化供应链，供应链的优化在提高经营收益率中起着越来越重要的作用。当今企业之间的竞争越来越激烈，竞争的范围不再局限在质量，还扩展到供应链优化能力的竞争。发展现代物流业，离不开降低成本这一核心，优化供应链能有效地实现这一目标，进而实现效益最大化。和美、日等发达国家相比，我国企业的物流技术和管理水平还处在发展阶段，营业额中很大部分花费在物流成本上，尤其是面向农产品服务的物流。农产品供应商一般地处农村偏僻地区，交通较为不便。因此在保证产品质量的前提下，为了有效地降低运输成本，提高效益，选择优秀的供应商并进行合理的物流线路规划是至关重要的。

1农产品物流的特点

农产品的生产者多为身处农村的广大农民，农产品从他们的手中到消费者的手中，这一过程就是农产品物流，包括采摘、储运、销售等环节。我国农产品物流具有以下特点。

11农产品物流量大

首先品种多，我国国土面积大，农产品种类多，如粮食、油料、蔬菜、水产品、林产品和中药材等；其次产量大，作为农业大国，2013年全国粮食产量就达六万多亿吨。

12农产品物流技术要求高

首先农产品一般抗压性较差，保质期较短，因而对包装、装卸、运输时间的要求较高，有些还需要冷链运输，以保证物流时间不超过产品的保质期。其次农产品消费属于低消费，为保证市场竞争力，必须在流通环节上进行供应链优化，尽可能降低物流成本。同时由于农产品生产受季节和地域的影响大，因此农产品物流也具有了季节性和地域性特点。最后由于农民是农产品生产的主力军，为了保护广大农民的利益，物流过程中要确保产品增值，以保障农民的收入。

13农产品物流难度大

由于农产品多为生鲜的瓜果、蔬菜、河鲜、海鲜等，物流过程中保鲜要求高；不同地区、不同季节的农产品往往不同；價格随市场行情波动较大、较快，这些特点决定了农产品物流的风险大，供应链管理的难度大。

14农产品物流参与者众多

在农产品的生产、采摘、储运、销售和消费等过程中都有大量的人员参与。

2农产品物流中供应链的优化

我国是农业大国，农产品供应商人数众多，但地处农村，交通一般不方便，恰当地选择供应商及物流路线，能有效地降低成本，提高效率。本文把供应商的选择分为两步完成：首先用层次分析法确定入围供应商名单，然后用Dijkstra算法最终确定供应商及物流路线。

21第一步：用层次分析法初选供应商

层次分析法简称AHP法，[1]是美国运筹学家萨蒂教授提出的，是一种为复杂问题做出多准则、多层次决策和排序的方法，适宜于解决那些既需要用定性方法进行分析又需要用定量方法进行分析的评价决策问题。此方法只能从备选方案中择优决策，受决策者喜好影响较大，需要检验，而且指标层次较多。用层次分析法确定入围供应商的步骤和方法如下。

211建立层次结构模型

将决策的目标、考虑的因素（决策准则）和决策对象按它们之间的相互关系分为目标层、准则层、指标层和方案层，其中准则层、指标层的评价指标的选取是至关重要的，本文在全面、科学、易操作等原则指导下给出了包含质量、实力、规模、能力、管理五大类评价指标的准则层，同时在每一项指标中又包含了若干具体要素构成的指标层，最终形成了评价层次结构模型如图1所示。

212同层间单权重系数的确定

相对于上一层的要素而言，每一层的各要素的重要程度用同层间单权重系数来表示。此系数直接给出较难，且主观性太强，一般由该层的判断矩阵的特征向量给出。先把同一层次间任意两要素ai、aj依它们的重要程度两两比较的标度值，一般采用数字1～9及其倒数的标度方法，见下表。[1]

把两要素ai、aj比较后得到的标度值放到矩阵的第i行第j列，构成判断矩阵。设判断矩阵为A，先求出A的特征向量，把此向量的各个分量赋值作为对应的各要素的权重系数。常用方根法求，步骤如下：[1]

倒数[]若要素i与j比较得标度值aij，则要素j与i比较的标度值aji=1/aij

① 计算A的每一行元素的乘积Ii=nj=1aij。

② 计算Ii的n次方根ω—i=nIi。

③ 对ω—i进行规范化ωi=ω—ini=1ω—i

则ωi（i=1，2，…，n）组成判断矩阵A的特征向量ω=（ω1，ω2，…，ωn）T，其中ω1，ω2，…，ωn就是各要素的权重系数。

213一致性检验

由于判断矩阵的元素是决策者经过两两要素的比较给出的值，常会受决策者的个人喜好影响，所以进行一致性检验是必需的。步骤如下：[1]

①计算判断矩阵最大的特征值λmax=ni=1[Aω]inωi。

② 计算判断矩阵一致性指标CI=λmax-nn-1。

③ 计算判断矩阵一致性检验系数CR=CIRI，其中RI为平均随机一致性指标，判断矩阵的阶数 n=1-10的RI分别取0、0、058、090、 112、124、132、141、145、149。n等于其他值的RI可查相关资料得到。endprint

要想通过一致性检验，CR必须小于010，否则需要重新比较两两要素给出标度值，构造判断矩阵。

214组合权重系数的确定

各层间要素的组合权重系数可由上到下计算各层的单权重系数得到，最终得到方案层各方案相对应于目标层的组合权重系数。此系数揭示了各方案在择优决策中的优劣程度，即得到各方案的排序。

按照本文前面所构造的层次结构模型，有目标层、准则层、指标层、方案层四层。由判定矩阵已求得准则层各要素的单权重系数为bi，指标层各要素的单权重系数为cij，则指标层各要素的组合权重系数即相对于目标层的优先顺序为BCj=ni=1bicij，（j=1，2，…，n）。依次往下递推，便可求得模型的最下层方案层中各方案在综合评价分析中的组合权重系数，即相对于目标层的优先顺序BCDj=ni=1（BC）i dij ，（j=1，2，…，n），其中dij是方案层各方案的单权重系数。根据此系数从大到小进行择优确定入围供应商名单。

用层次分析法确定入围供应商之后，进入下一步。

22第二步：用Dijkstra算法最终确定供应商及物流路线

Dijkstra算法是解决最短路问题的一种算法。[2]设G=（V，E）是连通图，图中任意两点vi 、vj，边（vi ，vj）有权ω（vi vj），求一条由u0 到vt的最短路。算法基本思想为：假设S是V的真子集且u0∈S，并以S—记V＼S。若P=u0…u— v—是从u0到S—的最短路，则显然u—∈S且P的（u0，u—）节必然是最短（u0，u—）路。因此，

d（u0，v—）=d（u0，u—）+ω（u—v—）

并且从u0到S—的距离由公式：

d（u0，S—）=minu∈S，v∈S— {d（u0，u）+ω（uv）}

给出。具体步骤如下：

第一，每个顶点v给以标号l（v），设l（u0）=0，对v≠u0，l（v）=∞，S0={u0 }且i=0。

第二，对每个v∈S—i，用min{l（v），l（ui）+ω（ui v）}代替 l（v），计算：

minv∈S—i{l（v）}，并把达到这个最小值的一个顶点记为u（i+1），置S（i+1）=Si∪{u（i+1）}。

第三，若i=v-1，则停止；若i

这种算法给出了从u0到所有其他顶点v的最短路，距离由标号l（v）的终值给出。若想确定到某一特定顶点vt的距离，只要当某uj等于vt时立即停止。

3供应链优化应用

某超市要从当地农产品供应商中选择供货者，借助第三方物流把农产品运送到超市，如何确定供应商并规划运输路线能保证货物质量且成本低？可以用上述方法先用层次分析法确定入围的供应商名单，不妨设有六家供应商入围，把它们分别编号为V1至V6。第三方物流公司记为S，超市记为t。把它们视为八个顶点，两两之间有省级以上道路的连线，并赋值此路段运输成本，得出图2。

图2运输成本路线

用Dijkstra算法得到从S到t的最短路S→V1→V2→V5→V6→t，其中V1、V2、V5、V6即为最终确定的供应商，且此路线为运输成本最低的路线。

参考文献：

[1]章大海优化供应商网络降低企业供应物流成本-层次分析法在供应商优化选择中的应用[J].网络财富，2009（9）：72-73

[2]J A 邦迪，U S R默蒂图论及其应用[M].北京：科学出版社，1984

[基金项目]国家级大学生创新训练项目（项目编号：201510452061）。

[作者简介]孙义君（1994—），女，汉族，山东临沂人；訾玉梅（1970—），女，汉族，山东临沂人，硕士，副教授。研究方向：最優理论在经济中的应用。