博弈視角下生鮮農產品供應鏈運作效率比較

陳莫凡 李艷杰

摘要針對我國未來生鮮農產品供應鏈發展模式的爭論，運用微分博弈的方法分析對比了“農村電商”及“農超對接”供應鏈模式下合作社、超市的最優生產努力投入水平、供應鏈系統的最優利潤水平及農產品最優質量軌跡，進而比較了2種供應鏈模式的運作效率。結果表明，生鮮農產品供應鏈模式的運作效率與合作社及超市在2種模式下的收益及成本因素有關，最后通過算例對模型進行了驗證，提出對我國生鮮農產品供應鏈未來發展模式的預測。

關鍵詞農村電子商務；農超對接；微分博弈；供應鏈效率

中圖分類號S-9文獻標識碼A文章編號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，生鮮農產品供應鏈渠道流通模式呈現出多樣性的特點。目前生鮮農產品供應鏈存在2種較新的模式，一種是合作社與超市直接對接的生鮮農產品供應鏈模式，即“農超對接”模式，另一種是利用網絡系統及信息技術將生鮮農產品供應鏈的核心從合作伙伴轉向消費者的生鮮農產品供應鏈模式，即“農村電商”模式。作為一種重要的農產品流通模式，“農超對接”模式是對傳統農產品供應鏈的優化，能夠激發合作社生產積極性，減少損耗成本，進而提升農產品質量[1]。Hu等[2]認為，相較于傳統的農產品供應鏈模式，“農超對接”模式能起到穩定產銷的作用。浦徐進等[3]認為，在“農超對接”模式下，若超市對農戶的生產成本給予一定補貼，將有助于提高農戶的生產努力投入，同時并運用DEMATEL的方法研究了影響“農超對接”供應鏈運作效率的因素[4]。

“農村電商”模式能實現農產品的跨空間交易，是解決農產品滯銷、帶動農業產業經濟發展的重要力量。郭承龍[5]對“農村電商”模式進行了探討，進而提出了“農村電商”的共生理念。岳欣[6]在研究中發現我國“農村電商”存在基礎設施薄弱的問題，認為完善信息化建設的同時，還必須提升服務創新意識，才能有效推進我國“農村電商”的發展。董坤祥等[7]運用系統動力學方法構建了“農村電商”集群發展模型，闡明了發展“農村電商”模式的有效途徑。

筆者在對福建省尤溪縣多村鎮的實地調研中發現，“農超對接”模式近年來已由政府主導逐漸轉入市場化運作，而以“互聯網+農村”為載體的“農村電商”模式發展迅速，在對“農超對接”模式造成一定沖擊的同時，也給農戶帶來了渠道選擇上的困擾。

為指導農業生產者科學選擇渠道模式，實現自身收益的最大化分析，2種生鮮農產品供應鏈模式的運作效率差異。

但供應鏈效率的評判比較復雜，目前國內外學者分別從不同視角、不同方法出發對供應鏈效率評判問題展開了研究，如Adel等[8]在傳統AHP方法的基礎上引入了模糊理論，并對一個制造業供應鏈的績效作出了評判；Liang等[9]運用DEA的方法對供應鏈的效率進行了研究；李劍鋒等[10]運用博弈理論研究了一個二級物流服務供應鏈的效率問題，認為當市場上存在寡頭壟斷的情況時，物流服務供應鏈效率將達到最低；劉俊華等[11]用生產、經濟、物流及質量安全4個指標分別研究了一個乳制品供應鏈的效率。

借鑒浦徐進等[12]的研究思路，認為生鮮農產品供應鏈效率與生鮮農產品供應鏈中節點的生產努力投入水平、供應鏈模式下農產品質量水平及供應鏈模式利潤水平相關。與以往研究不同，筆者在考慮生鮮農產品質量衰減特征的同時，從長期動態的角度出發，利用微分博弈方法建立2種生鮮農產品供應鏈模式下的博弈模型，保證均衡解水平為全局最優；并通過對比“農村電商”及“農超對接”2種供應鏈模式的運作效率，得出有益結論，為相關人員提供參考。

1符號說明及模型假設

1.1符號設定

模型中符號的設定及其涵義如表1所示。

1.2基本假設

假設2：借鑒Ei Ouardighi[14]的研究，認為消費者所購買農產品質量水平與合作社及超市的生產努力投入程度有關，因此，農產品質量水平變化的過程可描述為：x（t）=ZN（t）+βiZf（t）-θx（t），其中x（t）為t期時農產品的質量水平，并認為初始值x（0）=x0≥0；、βi均為大于零的常數，分別為合作社（超市）努力投入對農產品質量水平影響的敏感系數，θ>0為農產品質量的相對衰減率，i=1，2、f=R，S。

假設3：借鑒Laroche等[15]的研究，用函數D（x（t），t）=D0+ε·x（t）表示t期時市場對農產品的需求量，式中D0、ε均為大于零的常數，分別表示市場上農產品的最小需求量及農產品質量對消費需求量的敏感系數。

假設4：借鑒岳柳青等[16]的研究，認為在無限時間長度內，合作社與超市均于無限時區內尋求使其自身利益最大化策略，且合作社與超市在任時間t上均擁有相同的貼現因子ρ（ρ>0）。

假設5：合作社和超市均為追求自身利益最大化的理性個體；不計天氣、價格、庫存等因素對農產品需求的影響，不考慮途中的損失；模型中所有參數均為與時間無關的常數；為書寫方便，下文不再列出時間t。

2模型構建和分析

2.1“農村電商”模式

借鑒劉磊等[17]的研究思路，將農戶與合作社看成一個利益共同體，因此“農村電商”模式下，合作社在指導農戶進行農業生產的同時，還要通過縣域電子商務協會、依托第三方平臺進行生鮮農產品的銷售。因此在“農村電商”模式下，合作社除了付出農產品生產上的努力投入之外，還要付出一系列如包裝加工、線上銷售、業務能力訓練等努力投入。故合作社的決策問題為：

2.2“農超對接”模式

“農超對接”模式下超市依靠合作社穩定地提供初級農產品，合作社則依托超市將其生產出來的農產品銷售出去。因此“農超對接”模式下，超市只負責運輸、包裝、加工銷售等投入，而合作社不再直接面對市場，主要負責生產的投入，此時合作社與超市獨自決策以最大化各自的利潤。值得注意的是，超市是“農超對接”模式中的核心企業，因此超市處于強勢地位并在供應鏈中處于主導地位，因而合作社與超市進行Stackelberg微分博弈。由假設可知，合作社和超市的決策問題為：

利用逆向歸納法求解，首先求解合作社的單方最優控制問題，記t時刻之后合作社的總利潤現值最優函數為

易知式（10）是關于ZN的凹函數，由一階條件可得合作社的最優努力投入策略為：

超市根據合作社的最優反應策略ZN確定自己的最優策略。記t時刻之后超市的總利潤現值最優函數為：

將（11）式帶入（12）式，易知（12）式是關于ZS的凹函數，由一階條件得超市的最優努力投入策略為：

將式（11）及式（13）帶入式（10）和式（12）整理后立即得到：

則可解得VCN、VCS分別為：

將式（16）代入式（11）及式（13）可解得“農超對接”模式下合作社及超市的最優生產努力投入水平為：

則供應鏈的總收益值為：

“農超對接”模式下農產品質量水平的最優軌跡為：

2.3不同模式下供應鏈運作效率比較

2.3.1供應鏈的生產努力投入水平比較。

由式（5）和式（17）還可知：

2.3.2供應鏈模式下農產品質量水平比較。

同理可知，當滿足關系 ，則Δx（t）<0，即“農超對接”模式下的農產品質量能達到更高水平；表明“農村電商”模式下合作社的邊際收益越小或“農超對接”模式下合作社與超市的邊際收益越大，都會使得農產品的質量水平在“農超對接”模式下得到提升的可能性增大；閾值與k值負相關，與ε正相關，表明超市成本系數下降或消費者對農產品質量水平的偏好上升，都會使得農產品的質量水平在“農超對接”模式下得到提升的可能性增大。

2.3.3供應鏈整體利潤水平比較。

命題3：當“農村電商”模式下農戶的邊際收益存在關系

時，“農村電商”模式下生鮮農產品供應鏈將獲得更高收益。

證明：為方便計算，不失一般性令β1=β2，則根據式（6）及式（18）有：

由式（23）可知，若在“農村電商”及“農超對接”模式下合作社、超市的邊際收益值與對方成本系數的乘積存在關系

，則ΔJN>0，因此在“農村電商”模式下生鮮農產品供應鏈將獲得更大收益，得證。

同理可知，當不滿足上述關系時，“農超對接”模式能使供應鏈獲得更大收益；根據上式可知，“農村電商”模式下合作社邊際收益值越高，成本系數越小或“農超對接”模式下超市成本系數越大，都能使得“農村電商”下供應鏈獲得更高收益的可能性增大；不失一般性，令

，則f（ε）/ε<0，由此可知，若消費者對農產品質量的偏好性越強，則“農村電商”下供應鏈獲得更高收益的可能性越大。

3算例分析

為進一步驗證上述結論，在此設置相關參數并進行算例分析，有關參數值設為：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。

通過計算可以得出2種模式下供應鏈的質量投入水平軌跡（圖1）。從圖1可以看出，隨著“農村電商”模式下合作社收益值的不斷增加，“農村電商”供應鏈模式下農產品的生產投入水平不斷上升，最終超過“農超對接”模式下農產品生產努力投入水平；邊界值位于區間之間，結合假設參數可知，當“農村電商”模式下合作社的邊際收益大于“農超對接”模式下的合作社邊際收益時，相較于“農超對接”模式，“農村電商”模式下的農產品生產努力投入水平將達到更高水平，值得注意的是，在上述情況下，“農村電商”模式中合作社的邊際收益不必大于“農超對接”模式下超市的邊際收益值，“農村電商”模式下的總生產生產努力投入水平就能高于“農超對接”模式下的總生產生產努力投入水平。

通過計算可以得出2種模式下供應鏈的收益及生鮮農產品質量水平軌跡（圖2～3）。從圖2～3可以看出，隨著“農村電商”模式下合作社邊際收益值πR的不斷增加，“農村電商”模式下的生鮮農產品的質量水平及供應鏈收益水平均呈現不斷上升的趨勢，并最終超過同時間步長下或同質量水平值下時“農超對接”供應鏈模式的對應值；當固定πR值不變時即可發現，“農村電商”模式下農產品的質量水平隨時間t值的增加而上升，而“農村電商”模式下供應鏈的收益值隨著農產品質量水平的上升而增加。

4結論

隨著經濟社會的發展，我國生鮮農產品供應鏈模式正發生著巨大變革，并表現出結構多樣性的特征。該研究運用微分博弈的方法研究了“農村電商”與“農超對接”模式的運作效率，反映為2種供應鏈模式下參與者的生產努力投入水平、供應鏈系統的收益以及2種模式下農產品的質量水平，并得到以下結論：

（1）“農超對接”及“農村電商”生鮮農產品供應鏈模式的運作效率與合作社及超市的邊際收益以及合作社、超市各自的生產銷售成本有關；2種供應鏈模式下，合作社收益值的增加、超市收益值的提高、合作社及超市生產銷售的成本下降均有助于提升供應鏈整體效率；而當合作社在“農村電商”模式下的收益值同時滿足相應條件時，相較于“農超對接”模式，“農村電商”模式下不管是博弈主體的生產投入水平、農產品質量還是供應鏈利潤均能達到更高水平，此時“農村電商”模式具有更強的運作效率。

（2）合作社對生鮮農產品供應鏈模式的選擇應從供應鏈實際參與者的收益及成本角度進行考慮，若“農村電商”下合作社自身的非生產努力投入成本較小或“農超對接”下超市的努力投入成本較大，則選擇“農村電商”模式更有利于合作社實現自身利益的最大化。

（3）“農村電商”與“農超對接”2種供應鏈模式是互補而不是代替的關系，因此針對我國合作社小而散且收益能力不同的特點，我國生鮮農產品供應鏈模式未來的發展優化及結構性改革不能“一刀切”，不能簡單地把“農村電商”或“農超對接”供應鏈作為唯一模式亦或優化的唯一參照，而是應該綜合評估合作社的能力、比較合作社及下游企業實力，“因材施教”地推進農產品供應鏈的結構性改革創新，必須建立多種模式共存的農產品供應鏈體系。

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