農超對接下的農產品供應網絡優化

王海元+李學蘭

內容摘要：農產品的時效性和保鮮性決定了市場對農產品供應模式的要求。伴隨著城鎮化的進程，農產品需求區域越來越集中，超市或便利店采購已經成為農產品消費的主要方式。農產品供應網絡的穩定性對于農產品流通成本的降低和農戶的增收起著重要的作用，而穩定性目標的實現必須在 “農戶+合作社+超市”的農超對接模式基礎上，充分認識并重視物流的作用。本文基于“農戶+合作社+配送中心+超市”模式，構建整數規劃網絡模型，使用分支定界法進行優化，并用實例說明了農產品供應網絡模型可以實現最小化的物流配送費用。

關鍵詞：農超對接 農產品供應 物流網絡 整數規劃 分支定界

中圖分類號：F252 文獻標識碼：A

研究背景

我國市場經濟是以市場為導向，根據市場進行資源配置的經濟形態，農產品購銷通道不暢成為制約農業快速發展的一個重要原因。農業產業化的發展提升了農產品產量，增加了優質農產品的供應量，也增加了供需矛盾。傳統的農產品銷售方式因流通渠道長、運送半徑小、保鮮技術差、標準化程度低等缺陷，難以體現生態農業基地生產的優質農產品的價值，從而使很多特色農產品局限在產地，無法形成大市場、大流通的格局，致使生產與銷售脫節，難以在消費者心中建立起安全信譽。加快農業現代流通體系建設，實現農業和物流業的融合發展，使農產品產銷快速對接，能夠有效提高農業的產值和農民的收入。

近年來城鎮化的步伐導致城鎮數量和規模不斷擴大，城鎮結構和功能也因此發生了轉變。城鎮化的主要特征表現為人在地理位置和職業上發生的轉變，城鎮人口和城市數量的增加導致了城鎮規模在不斷擴大的過程中形成了相對固定的市場需求，促進了大型連鎖超市向城市集聚，使得超市成為人們生活中不可或缺的一個組成部分。大型連鎖超市隨著城鎮化進程得到了快速的發展，也成為滿足人們對農產品需求的一個有效場所。隨著大型連鎖超市和產地農民專業合作社的快速發展，超市已經成為鮮活農產品銷售的重要渠道。隨著人們生活節奏不斷加快，生活便捷成為消費者的采購要求和日常習慣，社區便利店也逐漸成為社區居民農產品消費的主要場所之一。因此，從農戶到超市或者便利店的路徑成為鮮活農產品供應鏈系統中不可或缺的組成部分，積極探索、推動鮮活農產品銷售的有效途徑和措施成為必然。通過農戶和商家簽訂意向性協議書，由農戶向超市、菜市場和社區便利店開展鮮活農產品直供的農超對接模式已成為農產品銷售的新型流通方式。“農超對接”將現代流通方式引向廣闊的農村，將千家萬戶的小生產與千變萬化的大市場對接起來，構建起市場經濟條件下的產銷一體化鏈條，實現商家、農民、消費者共贏。“農超對接”通過農產品流通模式的創新、減少流通環節、降低流通成本，進而實現了農產品價值的提升。目前，國外已經普遍采用這種農產品生產和銷售的對接模式，亞太地區農產品經超市銷售的比重達70%以上，美國則達到約80%，而我國只有15%左右。基于此，可以看出我國農產品經超市和便利店銷售的模式還不夠完善，一方面需要提升超市或便利店農產品銷售的效率，另一方面則需要通過完善農產品流通的基礎設施，發揮物流業在農產品流通中的作用。通過在“農戶+農業合作社”與超市之間加入物流節點，共同構建安全、穩定、高效的農產品供應網絡，才能真正解決農產品的供需矛盾。

研究文獻與發展狀況分析

圍繞“農超對接”這一主題，學者們前期開展了許多卓有成效的工作。從農超對接的具體方式，到實現農超對接的各種對策建議，再到建立在供應鏈框架下的“農戶+合作社+超市”模式的探討，近年來開展了很多有益的研究，同時也突出了物流環節在該模式下的重要作用。

王風峰（2014）認為物流體系是制約農超對接的關鍵，需要政府政策的扶持。王漪昆、黎維斯（2012）探討了供應鏈框架下農超對接的實現模式。劉磊等（2014）認為農超對接合作博弈能夠提高農產品供應鏈的績效，當消費者對于質量安全的關注超過價格的時候效果更為明顯。徐廣業等（2014）、曹文彬等（2015）分別研究了“合作社+超市”兩級供應鏈的定價策略與不同契約選擇的影響因素。趙佳佳等（2014）認為通過農超對接參與主體間的合作能力和合作意向可以提升組織的效率。施晟等（2012）分析了西蘭花種植與銷售的合作績效與剩余分配，認為該模式可以有效提高農產品市場價值。趙敏，李富忠（2013）認為交易成本是農超對接模式的關鍵。浦徐進等（2014）分析了影響農超對接供應鏈運作效率的因素，發現農戶生產規模和交易成本是影響運作效率的關鍵因素。馬翠萍，楊青松（2011）認為 “農超對接”受到資產專用性的影響，達到一定的規模才能有效提升模式的效率。楊本芳（2016）分析了鮮活農產品物流成本控制的影響因素和存在的問題并定性地給出了優化控制策略。房麗娜等（2016）通過實證給出了農超對接零售企業庫存管理的主要問題和改進措施。楊子江（2016）分析了福建農超對接中存在的問題，給出相應的對策。

綜合上述，早期文獻側重討論“農超對接”模式的實現方式及其對策建議；近期文獻則重點研究如何通過改善物流效率來提升 “農超對接”效率。但上述文獻都較少涉及供應鏈模式下農產品供應網絡的構建與優化。網絡中流通成本的降低可以使供應鏈中的節點即農戶、農業合作社、物流提供商和超市、便利店均增加收益，降低農產品供應網絡的流通成本是農產品流通效率的重要任務。因此，本文從農超對接模式下農產品的供應網絡出發，通過網絡優化降低農產品流通費用，實現農超對接中成本的降低，從而有效提升農產品的價值和提高農民的收入。

農產品流通過程中加工、運輸、配送、倉儲和銷售等環節產生的費用構成了農產品物流的整體成本。農超對接的形式已從簡單的“農戶到超市直供”擴展為多元化為主體的流通形式，使農產品流通效率得到進一步提高。但是，在“農戶+合作社+超市”模式中，由合作社向超市供應農產品仍存在一定的局限性，該模式中農產品流通的標準化程度低，進而影響了組織化程度。顯然，只有統一配送模式才能使各環節更加協調并提高效率。由于農產品本身的特殊性造成物流成本占最終價格的比例較高，加之農產品流通過程中涉及到的主體多元化，凸顯了第三方物流配送中心在農產品供應鏈中的地位，因此利用第三方物流配送中心的優勢調整和優化配送計劃，更容易構建穩定的農產品供應網絡。

農產品供應網絡優化模型構建

在農超對接背景下，供應鏈模式下的農產品供應網絡中的各個參與節點以共享收益和共擔風險的方式參與其中，同時體現各自的自主性。因此，供應網絡中各個農戶可以自愿與多個合作社合作，也可以按照其農產品分類與不同的專業合作社進行合作；同樣，作為農產品聚集地的合作社也可以與不同的配送中心進行合作；以此類推，配送中心同樣可以與不同的超市或者便利店進行合作。在此情況下，構建農產品供應網絡就是一個按照不同的供需情況，按照流通成本最低的原則進行動態調整的任務。

本文構建一個由農戶、合作社、配送中心、超市或便利店構成的網絡模型。農戶（p）為農產品供應節點，超市或便利店（s或o）為農產品需求節點，合作社（c）和物流配送中心（d）為轉運節點；fij為通過弧aij的流量即農產品流通量，約束條件為所有供應節點的凈流量（總流出量減去總流入量）為正，所有的轉運點凈流量為0；所有弧的流量都受到弧容量（（lij（a），uij（a）））的限制，所有弧的流量非負。

模型中，農戶（p）可以按照不同的農產品類型選擇不同的合作社（c），合作社可以選擇不同的物流配送中心（d），物流配送中心可以選擇不同的超市（s）或便利店（o）進行農產品的配送。問題轉化為在農產品供應網絡模型中，求滿足超市或便利店農產品需求量的供應配送過程中的最小費用流，如圖1所示。

此模型可以利用線性整數規劃構建如下：

模型中假設條件如下：至少有一個供應點，一個需求點，其余的是轉運點；通過每一條弧的流只允許沿著箭頭的方向流動，通過弧的流量取決于其限制條件；網絡中有足夠多的弧提供足夠大的容量，使得所有供應點的流都能夠到達需求點；流的單位成本已知，通過弧的流的成本和流量成正比；滿足給定需求的情況下，使得網絡供應的總成本最小。

線性規劃問題求解目前最為成功的方式是割平面法和分支定界法，其基本原理都是通過不斷產生衍生問題，進而產生更加容易求解的松弛問題，重復上述步驟直到不再剩余未解決的衍生問題。可以簡單地將分支定界法的步驟描述如下：先不考慮整數約束，解規劃問題的松弛問題，沒有可行解則停止；有最優解并符合整數條件則松弛問題和原規劃問題具有相同最優解；若松弛問題有最優解，但不是原規劃的最優解則進入下一步，將目標函數的最優解作為上界，用觀察法找一個可行解作為下界稱為定界，在最優解中任意找一個不符合整數條件的變量，共同作為約束條件解決松弛問題稱為分支；修改上下界，小于下界者剪枝，如此循環直到全部小于下界，問題得到解決。

實例模型與求解

不失一般性，模型假設有6個農戶（p1、p2、p3、p4、p5、p6）、3個合作社（c1、c2、c3）、3個配送中心（d1、d2、d3），需求點中有2個超市（s1、s2）、2個便利店（o1、o2）。如圖2所示。

從圖中可以看出，農戶p1和p2、p3和p4、p5和p6分別向合作社c1、c2和c3供應農產品；合作社c1向物流配送中心d1和d2供應，合作社c2向物流配送中心d1和d2供應，合作社c3僅向配送中心d3供應；在滿足最終需求的過程中，配送中心d1向便利店o1和超市s1進行配送，配送中心d2向超市s1、便利店o2和超市s2進行配送，配送中心d3向超市s2進行配送。在網絡圖中，農戶可以根據意愿選擇不同的合作社，同樣合作社也可以選擇不同的配送中心，不同的配送中心選擇向便利店或超市進行農產品配送。

本文所構建模型的網絡節點流量、成本與約束條件如表1所示。

將圖1的模型進行擴展，根據表1決策變量和約束條件可以得到如下線性整數規劃模型：

限于篇幅，下面列舉部分決策變量和約束條件：決策變量fij為通過弧aij（vi，vj）的流量，在圖中即順箭頭方向，比如由p4到c2即為fp4→c2。約束條件：農戶fp1→c1=15；fp2→c1=20合作社（轉運點）fp1→c1+fp2→c1-fc1→d2=0；配送中心（轉運點）fc1→d1-fd1→o1-fd1→s1=0；需求點s1為0-（fd1→s1+fd2→s1）=38。

通過編寫MATLAB程序，使用分支定界法進行求解。

求解結果如下：

總運輸成本的最小值為：1044

從結果可以看到：合作社c1向配送中心d1的供應量為40，合作社c2向配送中心d2的供應量為28，向d3的供應量為2，合作社c3向配送中心d3的供應量為38；從配送中心到超市（便利店）：配送中心d1向超市s1供應量為38，配送中心d3向超市s2的配送量為50，總成本為1044。

參考文獻：

1.王風峰.論“農超對接”的物流體系構建問題[J].農業經濟，2014（2）

2.楊子江.基于農超對接的農產品供應鏈運作分析[J].商業經濟研究，2016（11）