农产品流通供应链风险网络形成与防范控制策略
2019-09-05常冬雨
常冬雨
内容摘要：农产品流通供应链由生产、采购、零售等多个节点企业参与组成，链上供需关系的频繁流动，为供应链风险的累积和传递埋下隐患。从根源上来看，供应链风险皆来自节点自身运作与相互作用，经感染传播与级联失效传播机制形成风险网络。本文首先对农产品流通供应链主要节点风险进行识别，再结合农产品流通临时性与变动性的合作关系，分析流通供应链风险网络的形成与传播特征，并据此提出风险防控策略。
关键词：农产品供应链 节点风险 风险网络 感染传播 级联失效传播 防控
引言
随着我国居民消费结构步入新阶段，农产品消费需求特征也在历经深刻转变。市场需求的增加与农业技术的提升，促使农产品从生产、流通到管理、销售等环节产生相应变动。农产品消费从温饱型转向生态化、个性化、精细化;农产品生产从单一型转向集约化、标准化、规模化;农产品流通呈现出多样化的渠道模式。虽然农产品流通供应链不断向品牌化、专业化方向发展，但农产品流通依然面临质量安全、供需失衡、生产交易等节点风险，导致产地农产品大规模滞销、需求端农产品价格大幅度上涨问题屡见不鲜。从流通角度来看，当前我国农产品供应链网络流通不畅，各环节风险网链尚未形成上下级联动。因此，探讨农产品流通供应链各节点形成的风险网络，对农产品流通风险进行优化控制具有重要现实意义。
农产品流通供应链主要节点的风险识别
农产品流通供应链可理解为农产品在生产、加工、销售、流通过程中，沿着原料供应商、材料加工商、中间销售商到最终消费者的环节而形成的网链体系结构。农产品流通供应链风险指在指定时空或地域范围内，各类风险因素引发供应链利润损失或绩效下滑的可能性。从风险因素产生根源看，供应链节点自身运作或相互作用结成的网络，都会成为风险根源。通常而言，农产品流通供应链由农户、收购商、批发商以及零售商节点组成，各节点的位置及功能，会诱发各类风险，而且每个节点在遭遇风险后，还会通过双向传导机制影响其他节点，进而使整个供应链体系面临风险。
农户节点。在供应链体系中，农户主要面临生产与交易风险。农产品季节性、周期性、易腐败、区域性等特征，决定其生产或加工过程极易受气象灾害、病虫瘟疫等外部环境影响，形成生产风险。交易风险则源于我国长期以家庭为单位的小农经济作用。个体农户作为农产品生产者，数量多、规模小、区位散等，使其在与收购商的产品交易中，几乎没有独立议价能力。面对等同于完全竞争市场的初级农产品市场，针对产品价格及需求的变动，农户只能被动接受，农作物丰收与否并不能很大程度改变农户风险。
收购商节点。对农产品收购商而言，信息、市场、质量、物流等风险是其面临的主要风险。收购商作为流通体系的中间节点，大多会在原料产地设置作物收购点。收购点集中农作物，并经过初步挑拣、加工与包装后，贩运至下游节点商，收购商通常扮演联通个体农户与批发市场的角色。在此过程中，收购商所贩卖农产品，会通过市场需求确定交易价格。市场需求的不确定性往往会产生市场风险，并且收购商在运输初级农产品时，大多缺乏相应保护措施，极易使易腐烂的农产品产生更多损耗，进而影响农产品品质与交易价格。
批发商节点。批发市场是大宗农产品交易的核心节点，作为批发市场的主要经营者，批发商不仅面临上游收购商或农户的生产、质量、信息等风险，还受到下游市场需求风险的影响。与此同时，批发商自身经营所面临的各类风险，会经由供应链的链状网络连边传导到其他节点。这是由于批发商作为供应链关键的集散分拣环节，各节点供需信息的预测与衔接，大多汇聚该环节。因此，批发商节点信息传递的及时与否，直接影响农产品的市场供需风险。
零售商节点。零售商作为直接面对消费市场的节点，主要面临市场风险。基于农产品可替代性，分散到种类农产品，市场需求波动会较大。农业技术的飞速发展，农产品种类、品质的丰富与提升，使传统农产品市场生存空间遭受挤压，价格也随之降低。在此背景下，农户寻求并培育新品种的优势，会随着种植户的增加而消失。继而，农产品价格下降，农户再去寻找新品种提高收益，循环往复。但相当部分农产品生长周期及受益周期较长，不仅使农户在追逐新品时面临较大风险，还会促使零售商面临频繁更替农产品的需求风险。
农产品流通供应链风险网络的形成
农产品流通供应链风险因素的产生，源于各节点的运作风险与相互作用风险。与其他行业的流通供应链不同，农产品流通供应链具有多个流通层级，且内部结构较为松散，使得链上主体的合作关系呈现出临时性、变动性的显著特点。因此，农产品流通供应链的风险不确定性更加突出。具体来说，供应链风险形成分为感染传播与级联失效传播两种形成机制。感染传播是基于病毒传播机理而来，感染节点以一定概率传播给相邻节点，新感染节点继续传播风险，最终导致部分或所有节点受到感染。此传播效应并不会造成节点崩溃或连边瘫痪，但对于感染节点和整个供应链会产生严重破坏。级联失效传播是指当节点遭遇风险或故障后，由于自身承载能力不够而直接崩溃，其承载负荷转移至相邻节点。当相邻节点的负荷增加超出承载阈值，也会陷入失效状态，最终导致供应链部分连边节点或全部节点失效。这两种风险形成机制的区别在于传播阈值的差异，感染传播取决于网络结构，表现为风险传播概率和节点接触概率;级联失效传播取决于节点负荷容量，表现为节点风险阈值和节点分担机制。由此，基于上述两种机制，分别分析农产品流通供应链风险网络的形成路径。
（一）模型构建
感染传播模型。感染传播模型源于病毒传播机理，典型应用模型分为三类SI、SIS、SIR。其中S表示健康易感染状态，I表示感染状态，R表示免疫状态。感染传播机制只能将风险传播给相邻节点，造成相邻节点的损失。在农产品流通供应链领域中，农产品质量风险就属于该类风险，如三鹿奶粉事件是由于奶農向原料奶添加化工原料三聚氰胺所致。基于农产品供应链合作关系，各节点存在感染风险的概率（接收有质量问题的农产品），但也相应存在不被感染的概率（拒收有质量问题的农产品），所以采用SIR模型研究农产品流通供应链风险感染传播机制。
设μ为风险传播率抑制因子，表明风险传播具有随时间推移而非线性下降的特征。，δ为可调节参数。s（t）、i（t）、r（t）为某时刻农产品流通供应链各状态的节点数量，则s（t）+i（t）+r（t）=1。节点感染概率为。节点免疫概率为β，由于参数β只对风险传播的时间尺度产生影响，因此令β=1，则供应链风险有效传播率为。进一步得到农产品流通供应链风险感染传播模型：
在农产品流通供应链风险中，感染节点会随时间推移而增加。经过一段时间，健康易感染节点减少，会直接影响感染节点的数量，最终感染节点趋于0，此时传播过程结束，形成农产品流通供应链的风险网络。农产品流通供应链中始终存在风险传播阈值λc，当有效传播率低于风险传播阈值，供应链风险将不能传播，进而不会形成风险网络;当有效传播率高于风险传播阈值，风险会传播至全部节点，最终使链上节点均处于免疫状态（见图1）。
级联失效传播模型。农产品流通供应链风险的级联失效主要是供应商失效（破产）或零售商失效（需求急降），为有效衡量节点的承载负荷，采用负荷-容量模型分析。模型中主要涉及初始负荷、负荷阈值以及分担机制三个变量。在农产品流通供应链中，节点初始负荷表现为农产品供给量或销售量。就整个流通环节来说，节点的出入强度一样，因此供应链两端的农户和零售商强度相同，而收购商和批发商的强度为一半。设入点强度即初始负荷为σi，1、2、3、4分别代表农户、采购商、批发商与零售商，则节点负荷为。同时，农产品流通供应链是方向性物流，作为起始节点，农户不存在负荷阈值，农产品产量即为节点强度。其他节点的负荷阈值为能接收的最大农产品供给量，设α≥0为可调节参数，当α越大，表明节点负荷阈值越高，则负荷阈值为σci=（1+α） σi（i=1，2，3，4）。因此，农产品流通供应链的分担原则体现为，当节点vi承载负荷饱和，会拒绝接收。其上游节点根据边权比例wij（节点vi与节点vj的连边边权），将冗余供给量重新分配给领近节点vj，所有节点均达到最大负荷，就会产生供应链“丢包”现象，也就是农产品滞销现象。所以分担原则为。
当节点vj获得额外负荷，超出自身负荷阈值会失效，从而引发相邻节点失效。当供应链中剩余节点负荷低于负荷阈值，农产品流通供应链风险级联失效传播结束，如图2所示。
（二）传播阈值分析
感染传播模型。设定节点强度为k，则在某时刻节点为健康易感染状态、感染状态、免疫状态的概率为s（t）、i（t）和r（t），即sk（t）+ik（t）+rk（t）=1。由于节点的状态概率较为难以准确估量，根据平均场理论，集体化处理环境对个体的作用，单个作用效果被平均作用效果替代。则模型的风险传播阈值为λc=
级联失效传播模型。级联失效传播与节点负荷阈值σci密切相关，当负荷阈值越大，单一节点的负荷超载不会引发相邻节点失效。反之，若负荷阈值越小，任一节点的负荷超载均会引起级联失效状况。当负荷阈值固定为某一值，农户扩大农产品产量时，就会出现农产品滞销情况。也就是说，农户节点的强度过大，会引起供应链出现“丢包”现象。假设节点强度按照σ0i→（1+β）σ0i（β>0）增长，下游节点需要满足σj+Δσj≤σcj，则下游节点的负荷不会超过负荷阈值。设PFi为失效节点比例，等于失效节点数量Fi与未失效节点Ni的比例。结合上述提到的分担原则得到失效临界值βc为：
（三）仿真分析
感染传播模型。对农产品流通供应链风险网络的感染传播进行仿真分析，主要研究风险传播范围。由于供应链风险可能来自于每一个节点，所以将风险初始感染节点分别设为农户、收购商、批发商以及零售商。假定风险传播按照供应链环节传导至节点上下游，在不同的初始感染比例下，最终被感染节点的稳态密度会随着传播率的增加而变大。设定初始感染比例取值范围为0-1，取值为小数点后一位，则（p=0.1，0.2，0.3，…，1）。风险传播率取值范围为0-1，取值为小数点后两位，则（λ=0.25，0.5，0.75，1）。采用Matlab软件进行10次仿真分析，分析对象为各节点对应的p值，然后取平均值处理，得到最终仿真结果，如图3所示。
图3仿真结果显示，农产品流通供应链风险网络的传播范围具有如下特征：
第一，当风险初始感染节点的占比扩大，链上稳态感染密度随之增大。但是，初始节点类型不同，稳态感染密度增长规律也不尽相同。当供应链风险传播率λ<0.5时，基于同一初始感染节点比例，零售商作为风险源头而引发的稳态感染密度最大，其次是农户，而批发商和收购商的稳态感染密度最小。但是，当初始感染节点比例变大，批发商和收购商的稳态感染密度会迅速增加。由此表明，对于单个节点和整个供应链而言，节点度值大小直接影响农产品流通供应链风险网络的风险传播范围。
第二，当供应链风险传播率λ=1时，随着感染初始节点比例变大，整个供应链的稳态感染密度最终增大至1，表明无论供应链哪种类型的节点全部感染风险时，当风险传播率为1时，最终会导致供应链上所有节点均感染风险。在这种情况下，当初始感染节点为收购商，供应链的稳态感染密度最大;当初始感染节点为农户或零售商，初始感染节点比例增大时，会促使稳态感染密度线性增长;当初始感染节点为批发商，初始感染节点比例增大时，会迅速提高稳态感染密度。此外，当供应链风险网络中的初始感染节点属于同一类别，风险传播率与稳态感染节点密度呈显著正相关。也就是说，风险传播率是影响供应链风险网络传播范围的重要参数。
级联失效传播模型。对农产品流通供应链风险网络的级联失效传播进行仿真分析，主要研究风险引起的供应链失效，即农产品滞销情况。由于农户的节点强度，即农产品产量是关键核心，是引起“丢包”现象的根本原因。故设定α的取值范围为0-5，取值分别為α=0.1，0.3，0.5，0.8，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0。提高产量的初始农户节点分别为单个和多个，失效节点比例PFi（p=0.1，0.2，0.3，0.4，0.5）。采用Matlab软件将每个节点进行仿真分析后，得到如图4所示结果。
图4仿真结果表明，农产品流通供应链风险网络级联失效传播具有以下特征：
第一，随着节点阈值的提高，农产品流通供应链风险网络的级联失效临界值上升。网络级联失效临界值与阈值容许参数α显著正相关，而与初始增产农户数量相关性不大。可以见得，提升网络级联失效临界值，通过提高供应链节点的负荷阈值即可。但是，图4（b）明显体现，网络级联失效临界值与节点负荷阈值并非完全线性关系，而是曲线型关系。当α=1时，级联失效临界值增长斜率会出现拐点;α≥1时，随α的增大，供应链的抗风险能力明显提升。所以，理想容许参数值是α=1。
当节点负荷阈值固定，初始失效节点比例的增加，会引起农产品流通供应链风险网络级联失效临界值的增加。选择增加产量的农户数量为1时，需要确保β值达到足够程度，网络级联失效情况才会出现。随着选择增加产量的农户数量越多，增产引发的农产品滞销临界值反而越小。
农产品流通供应链风险的防控策略
本文提出农产品流通供应链风险防控的相关策略，以期帮助供应链各节点商可以有效预知并规避风险，提升农产品流通效率。
第一，建立标准规模化农业基地，推行现代化农业组织管理体系。针对农产品流通供应链农户节点风险，可通过建立规模化农业基地，推行绿色化、标准化的农产品生产体系，预防农产品质量风险。在此过程中，可同步增建规范的农村物流体系，提高农户产品交易信息接收的同时，助力更直接和更广泛销售渠道的建立。需要注意的是，小农经济背景下，单纯的增扩农产品种植规模，并不会大幅度提升农户交易与议价能力，很大程度还会使农户利益受损。因此，建立标准规模化农业基地及相适应的流通渠道，对提升农户抗风险能力极为重要。此时，单独的个体农户通过加入合作社或股份制农业基地，在现代化组织管理体系的专业化培育下，开展标准化种植，以提升自身对风险的规避能力。
第二，共享节点流通信息，推广冷链式运营模式。通常而言，农产品流通过程中物流运输环节毁损风险对其他节点成员的运营影响尤为重要。因此，在农产品的流通中，各节点应及时共享物流信息，通过冷链运输尽可能降低农产品运输过程中的价值损耗，并在第一时间能够周知其他节点，进而有效遏制农产品各类风险的蔓延。同时，利用物流节点的共享信息，农户可参照生产及后续环节信息，建立市场风险预警机制数据库，以促进农产品专业化发展。共享数据库建立后，也可依照于此推广冷链式运营运输，降低冷链贮存及运输的单位成本。农户依据共享信息预测农产品产量，收购商、批发商与零售商也可明确自身需要收购或贩卖的产品数量，及时进入冷链环节，减少农产品损耗，进一步降低各节点不确定风险因素的发生。
第三，调节网链中不同类型节点数量，平衡各节点交易力量。常规农产品流通供应链中，零售商节点与农户节点占绝大多数。相对个体零售商或个体农户，在流通网链中议价与交易能力都较弱，以致常处于被动售卖的状态。但是，农产品流通供应链可相应增大零售商与农户类节点的适应度，逐渐减少网链中零售商与农户的数量，在本质上更改供应链的网络结构。例如，针对传统四节点农产品流通供应链，农户、收购商、批发商、零售商四类节点可保持400∶10∶6∶500的比例基础，从而进行微小程度的上下调节。与此同时，保持个体农户节点与零售商建立直接交易关系比例为0.1。这样流通供应链上各节点的力量会更加平衡，以规避不必要的流通风险。
结论
农产品流通供应链的风险形成，来源于农产品的周期性供需失衡。从流通角度来看，农产品出现滞销与短缺现象，主要是由于农产品供应链网络的流通与效率存在问题。而农产品流通节点风险传播的识别、供应链网络结构的优化，均可提高供应链风险网络的可控性与稳定性，并能够显著提升农产品流通效率。随着竞争、合作的形成与演化，降低农产品流通供应链各节点的交易、市场、信息等风险时，供求变化与价格传导的变异效应放大，也可显著提升整体应对风险能力。同时，针对供应链中产量高于市场需求，引发农产品滞销现象，农产品流通供應链中各节点商，可参照形成的风险级联传播网络，进一步对各类流通风险作出及时的防控。从风险网络源头遏止，将深入认识和缓解农产品市场供需矛盾，有利于实现农产品供应链绩效最大化。
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