农产品供应链整合与配送优化实证研究

白静

内容摘要：本文在分析传统农产品供应链与农产品供应链整合运作模式的基础上，基于成本最小化原则，构建农产品供应链配送优化模型。通过算例分析进一步证实该优化模型的真实可靠性，期望通过农产品供应链整合各类资源，建立现代农产品配送流通体系，从而有效控制农产品配送成本，实现整个农产品供应链效益最大化。

关键词：成本最小化 农产品 供应链整合 配送优化

农产品供应链整合的概念与动因分析

农产品供应链一般有广义与狭义之分。其中，狭义农产品供应链是指农产品从生产环节经由销售环节，最终向消费环节转移过程中，各流通环节所组成的首尾相接的流通链。但这样的流通链仅有外在的流通链形式，并不存在农产品流通核心内涵，因此很难实现农产品供应链增值。广义农产品供应链除具备外在流通链结构形式外，还需具备供应链增值的能力。这样的增值能力主要表现为，农产品流通主体组织化程度高、核心主体可以发挥出主导作用、农业信息网络完善以及资源配置高效。由此，农产品供应链整合即在优化各类资源配置基础上，通过资源、组织和信息整合的方式，解决农产品产销失衡问题，以提升整体行业竞争力水平。可以说，实现农产品价值链增值，是农产品价值链整合的最终目标。在此过程中，资源整合解决供应链体系中所涉及行业资源的调度与集约；组织整合协调各节点企业的交流与合作；信息整合则需要解决各项技术与信息交流的无碍使用与顺畅流动。并且随着我国农产品流通形式的不断变革，农产品供应链整合下各项资源的合理高效配置，更使得农产品产业供应链整体竞争力得到不断提升。

第一，降低农产品交易成本。农产品易变质的特性导致其从生产地到消费者领域流通的过程中，对于配送要求较为严苛。首先，农产品生产基地需要进行最初的加工、分类与整合；其次，农产品中间环节的配送中，对于运输环境要求较高的农副产品需要采用特定冷链技术等设施设备；最后，农产品到达大型超市等售卖场所中，更是需要一系列保鲜手段，用以维持农产品质量。并且依据交易成本理论，农产品基于高资产专属性的特征，也会使得其交易成本大幅上升，而通过农产品供应链整合的方式，可以明显控制成本，达到效益最大化。

第二，优化各要素市场资源配置。通常情况下，供应链条内下游销售商会比上游生产供应商更具备市场资源力量。就此，无论基于市场中固定还是变动配置比例的投入要素，位于下游的销售商都会存在整合供应链内部各项资源要素的想法。

第三，降低农产品流通风险。农产品流通过程中由于各类信息资源分散，使得经营者很难及时把控市场供求、竞争合作等关键信息，给经营者获取龙头垄断地位带来相当大困难。与此同时，农产品具有明显的季节特性，导致其市场价格存在较大波动，再加上跨区域的长距离运输，农产品损耗风险直线上升。因为农产品交易市场的不确定性较大，从而增加农产品交易成本。为进一步控制农产品成本，降低损耗风险，下游销售商会基于现有供应链而不断向上游进行资源整合。

第四，均衡农产品内外部交易成本。决定农产品供应链的整合过程，能够均衡各企业节点的利益问题，以实现均衡农产品内外部交易成本。可见农产品供应链整合关键就是使得供应链各利益主体达到各自均衡状态。

传统农产品供应链与农产品供应链整合运作模式分析

农业经济体制改革的不断加速，促使农产品生产流通效率产生质的改变。越来越多农产品开始批量成交，但农产品存在的易变质等特性，要求农产品的高效流通需要专业化市场进行集散。在此背景下，农产品批发市场应运而生，农产品供应链传统配送模式如图1所示。

由于传统农产品供应链中配送模式分散性高、随机性大等特性，导致农产品折损率问题很难得到根本性解决。再加上农户并不直接参与农产品交易环节，使得农产品流通存在极大不确定性。基于此，为进一步确保供应链交易主体利益，更需要高效率的农产品供应链整合配送模式，如图2所示。这样以销售终端数据与订单信息为源头的农产品供应链整合配送模式，也可称为“按订单组织采购”的供应链模式。可见在农产品供应链整合配送模式下，农产品运输减少了中间的交易环节和等待时间，在极大降低损耗率的同时，为农产品带来更大利润空间。

基于成本最小化的农产品供应链配送优化模型构建

（一）问题描述

为深入对农产品供应链整合与配送优化问题进行研究，进一步建立农产品全渠道供应链下的配送优化模型。即采用跨区域配送模式，在不同区域分别设立仓配中心，由农产品供应商或零售商进行统一多渠道配送。在此供应链配送体系中，车辆可随时在设定的仓配中心进行补货，以满足消费者需求。基于成本最小化原则，以满足消费者需求为驱动因素，缩短农产品配送时间，以提高服务质量为目标，农产品配送应进行多层次、小批量合作配送。因此，针对配送需求，构建农产品供应链配送优化模型，可以在优化农产品配送资源的同时，将传统配送模式转化为多批量、少批次的配送方式，进而缩减配送成本，提高服务质量。

（二）指标选取与模型构建

农产品供应链配送优化模型是在整合与协调农产品供应链各节点企业资源的基础上形成的链式战略联盟。为更好进行各节点资源的统筹规划，本文进一步作出如下假设：

假设一：在配送全程中，车辆保持匀速直线运动，不考虑堵车等情况；假设二：配送人员因休息時间而产生的时间耗损不予考虑；假设三：车辆从仓配中心出发后需再折返。

变量说明：全渠道配送系统—S；顾客需求量—Q；农产品供应链配送系统顾客总数—N；配送距离—D；配送车辆数量—a；车辆单位油耗成本—C；车辆荷载重量—L；车辆配送固定成本—CF；车辆实载率—P。

基于成本最小化原则和假设，构建农产品供应链配送优化模型，确保链上主体共享各种资源。本文研究的配送优化问题，主要分析车辆调度与路径优化问题，为使配送车辆成本最小，设定x为配送车辆的出发位置，y为完成配送任务，则农产品供应链配送优化模型为：

（三）模型算法与目标

农产品供应链的配送优化，主要整合农产品供应链上下游环节主体分销渠道的仓储配送资源，将农产品配送至各区域的多个客户。这种配送模式涉及多个主体的资源协调与整合，在此提出配送优化模型的路径算法：设定虚拟仓配中心A，到其他各个仓配中心的费用、路程为零，实际需求量Ds=0，要求所有车辆都从A出发并返回。虚拟仓配中心A为理想代发点，配送车辆在各个仓配中心停放，配送车辆会经过所有仓配中心后再折返。就此，假定某地域内存在三个仓配中心，其路径算法如图3所示。

图3由仓配中心A1、A2以及虚拟仓配中心A组成，共设有5个终端客户（C1-C5），由此可得到一条路径算法：A→C1→C2→A→C3→C4→C5→A。通过适宜的算法，对比消费者与仓配中心距离，从而选择消耗最小的仓配中心路径，直接进行补货。配送路径算法也可表示为A→A1→C1→C2→A1→A→A2→C3→C4→C5→A1→A。但是由于A是虚拟仓配中心，所以实际配送路径并不存在这个节点。

（四）资源整合机制

仓储资源的整合。农产品供应链配送优化模型以满足消费者需求为目标，为保证配送作业的及时高效完成，配送中心需實现精准高效的库存调配。先设定配送优化模型的仓储需求量为，仓储供应量为。在此配送过程中，会出现仓储匮乏或剩余两种情况。

运力资源的整合。农产品供应链设计的运力资源，主要分为设备与车辆两个部分。运力资源一定程度上体现配送中各类硬件资源的设置情况，其中高等硬件资源设施能够提高整个配送流程的工作效率。供应链上主体所涉及的设备与车辆两部分资源，需进行合理准确的估算。当运力资源剩余时，可以获得车辆租赁与设备租赁的附加收益；当运力资源短缺时，可租赁链上合作成员间的闲置运力资源，并进行协调与整合。

算例分析

基于配送优化模型与资源整合机制，以M企业的配送作业流程为主线，统筹规划车辆调度及路径优化，以算例分析计算并验证农产品供应链的最小配送成本。设定M企业为设定地域内的连锁农产品零售商，其配送流程会依据销售渠道进行区分。为了保障消费者享受到无差异的配送服务，对配送作业流程进行统一协调与整合规划。依据该企业的配送模式，主要优化设计线上线下分销渠道的配送流程，如图4所示。

假设M企业在规定区域（50km*50km）内设有三个仓配中心，坐标分别为A1（12，26）、A2（15，48）、A3（31，22），单位为km。在该配送区域内，共有12个消费者，消费者坐标信息如表1所示，配送车型与油耗成本如表2所示。

根据表1可知，12个消费者的配送路径共有三条，分别为：路径1为A1-1-4-7-10-A2；路径2是A2-12-9-6-3-A3；路径3是A3-2-5-8-11-A1。为了验证车载率的实际影响，加入5个动态消费者需求，即这些消费者需求在配送过程中产生，其坐标信息分别为C1（34，40）、C2（46，27）、C3（24，15）、C4（21，19）、C5（8，6），其需求量依次为1.4、0.5、1.5、0.3、0.8。其中，动态消费者C1和C3产生时刻为时刻1，剩余的动态消费者为时刻2，则此时的配送路径分别如下：时刻1：A1-1-4-7-10-C1-A2；A2-12-9-6-3-A3；A3-2-5-C3-8-11-A1；时刻2：A1-1-4-7-10-A2；A2-12-C2-9-6-3-A3；A3-2-5-C4-8-C5-11-A1。根据不同配送路径及表2数据，确定两个时刻的配送计划，得到表3。

由表3可知，消费者数量越多，农产品供应链配送成本越高。然而，当配送车辆的实载量与车辆载重量的差距越小时，车辆配送成本反而越低。因此，在农产品供应链配送系统中，供应链节点企业需要整合订单信息与物流资源，通过统筹规划合理的车辆配送路径，不仅满足消费者配送需求，还能实现农产品供应链配送成本最小化。

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