基于PCA-DEA模型的福建省生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流效率分析

摘要：隨著居民可支配收入的提高以及國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的增長(zhǎng)，人們的生活條件與過(guò)去相比有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。在這樣的大背景之下，人們對(duì)生鮮農(nóng)產(chǎn)品的需求不斷地增加，不僅需要足量的生鮮農(nóng)產(chǎn)品，更加考慮生鮮農(nóng)產(chǎn)品的新鮮度以及安全性，由此期待能夠提高冷鏈物流的效率。文章選取了福建省2012—2021年這10年的冷鏈物流相關(guān)數(shù)據(jù)，運(yùn)用PCA模型從眾多能夠影響冷鏈物流效率的投入因素中找出主要的影響因素，并用DEA數(shù)據(jù)包絡(luò)法算出冷鏈物流效率，并且對(duì)該省的效率進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上提出相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：PCA模型；DEA模型；生鮮農(nóng)產(chǎn)品；冷鏈物流效率

中圖分類號(hào)：F326.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20240217

（ 1. School of Internet Economics and Trade， Fujian University of Science and Technology， Fuzhou， Fujian 350014； 2. School of Management， Fujian University of Science and Technology， Fuzhou， Fujian 350108 ）

Abstract： With the improvement of residents’ disposable income and the growth of GDP， people’s living conditions have made a qualitative leap compared with the past. Under such a background， people’s demand for fresh agricultural products continues to increase， they not only need a sufficient amount of fresh agricultural products， but also consider the freshness and safety of fresh agricultural products， which is expected to improve the efficiency of cold chain logistics. This paper selected the relevant data of cold chain logistics in Fujian Province from 2012 to 2021， used the PCA model to find out the main influencing factors from many input factors that can affect the efficiency of cold chain logistics， and used the DEA data envelopment method to calculate the efficiency of cold chain logistics， analyzed the efficiency of the province， and put forward relevant suggestions on this basis.

Key words： PCA model； DEA model； fresh agricultural products； cold chain logistics efficiency

2020年福建省社會(huì)物流總額87 573.46億元，同比增長(zhǎng)3.1%。農(nóng)產(chǎn)品物流總額3 996.58億元，同比增長(zhǎng)6.7%，占社會(huì)物流總額比重4.6%。雖然福建省生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量位居全國(guó)前列，但是其存在著綜合冷鏈物流流通率較低，冷鏈物流設(shè)施分布結(jié)構(gòu)矛盾性突出等問(wèn)題。在這樣的情況下，冷鏈物流無(wú)法有效保證生鮮農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全[1]。因此，測(cè)度其冷鏈物流效率以及通過(guò)一系列的手段改善效率不足的情況成了解決問(wèn)題的關(guān)鍵。

1 文獻(xiàn)綜述

侯祥杰等[2]研究了我國(guó)30個(gè)省份的冷鏈物流效率，發(fā)現(xiàn)僅有上海、天津、浙江的生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流效率達(dá)到了平均DEA有效狀態(tài)。從實(shí)證結(jié)論可以看出，福建省的冷鏈物流的投入和產(chǎn)出并未達(dá)到平衡。對(duì)于測(cè)度冷鏈物流效率以及影響冷鏈物流因素模型方面的研究，相關(guān)學(xué)者的研究成果如下：曹琦等[3]運(yùn)用DEA以及回歸模型指出，新疆農(nóng)產(chǎn)品出口貿(mào)易額呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，冷鏈物流效率促進(jìn)了出口貿(mào)易額的增長(zhǎng)。楊亮[4]運(yùn)用回歸模型指出，冷鏈物流供給網(wǎng)絡(luò)有利于降低農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格波動(dòng)，而冷鏈物流需求網(wǎng)絡(luò)會(huì)增加農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格波動(dòng)。李莉[5]運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析模型，選取農(nóng)產(chǎn)品物流總額、地區(qū)生產(chǎn)總值、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值、社會(huì)消費(fèi)品零售總額、主要農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量、年末城鎮(zhèn)及農(nóng)村總?cè)丝跀?shù)、城鎮(zhèn)居民常住居民人均可支配收入、公路線路里程、公路貨物運(yùn)輸量9個(gè)影響貴州省冷鏈物流發(fā)展的因素，最后得出影響力最大的因素是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值，并且提出了相關(guān)建議。Ren等[6]運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析模型，分別分析了京津冀3個(gè)地區(qū)影響冷鏈物流的因素。郭真等[7]基于AHP分析方法，從行業(yè)技術(shù)、社會(huì)環(huán)境、政府政策和經(jīng)濟(jì)因素4個(gè)方面建立遞階層次結(jié)構(gòu)來(lái)研究廣西北部灣農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展的影響因素。趙夢(mèng)雨等[8]從經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、物流發(fā)展水平、農(nóng)產(chǎn)品需求水平和農(nóng)產(chǎn)品供給水平4個(gè)方面構(gòu)建了河南省農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。陳吉銘等[9]認(rèn)為，企業(yè)冷藏運(yùn)輸能力是制約乳制品冷鏈物流效率提升的主要因素。楊學(xué)文等[10]運(yùn)用了結(jié)構(gòu)解釋模型方法分析了各種因素相互影響的關(guān)系。黃文娟等[11]運(yùn)用PCA-DEA模型對(duì)十堰市的物流效率進(jìn)行了分析，并提出了相關(guān)建議。當(dāng)前文獻(xiàn)對(duì)于冷鏈物流影響因素之間關(guān)系的研究還是比較成熟的[12]，但是對(duì)冷鏈物流效率的研究較少。冷鏈物流效率是一個(gè)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，能更好地反映一個(gè)地區(qū)的冷鏈物流狀況，并且DEA模型也提出了定量的方法來(lái)改進(jìn)非DEA有效的單元的效率，因此本文借助PCA-DEA模型來(lái)研究福建省冷鏈物流效率。

2 福建省生鮮農(nóng)產(chǎn)品及冷鏈物流交通發(fā)展現(xiàn)狀

福建省蔬菜、水果、肉類、蛋、奶、禽類、水產(chǎn)品等生鮮農(nóng)產(chǎn)品總產(chǎn)量2012—2021年呈現(xiàn)上漲趨勢(shì)。從2012年的2 813.62萬(wàn)t增長(zhǎng)到2021年的3 658.23萬(wàn)t，總體增長(zhǎng)30.02%。

在貨運(yùn)量方面，從2012年的8.43億t增加到2021年的16.61億t，增幅97.03%。但是值得注意的是，在貨運(yùn)量不斷增加的同時(shí)，民用航空貨物發(fā)送量近3年來(lái)呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，這可能與福建省近年來(lái)大力建設(shè)公路以及鐵路方面的基礎(chǔ)設(shè)施有關(guān)。

3 模型構(gòu)建

3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)以及數(shù)據(jù)選擇

本文旨在評(píng)價(jià)福建省冷鏈物流效率，運(yùn)用投入以及產(chǎn)出兩個(gè)維度來(lái)測(cè)算效率值。綜合各學(xué)者選取的影響指標(biāo)，本文選取了6個(gè)投入指標(biāo)以及2個(gè)產(chǎn)出指標(biāo)，相關(guān)結(jié)果見表1。所選取數(shù)據(jù)年份為2012—2021年福建省的相關(guān)數(shù)據(jù)，極少部分?jǐn)?shù)據(jù)缺失取該年份相鄰兩年的平均值作為替代，數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》《福建統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)物流年鑒》。

3.2 PCA主成分分析法

同時(shí)滿足F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)p互不相關(guān)，F(xiàn)1是X1，X2，…，Xp一切線性組合中方差最大者，F(xiàn)2是與F1不相關(guān)的X1，X2，…，Xp的所有線性組合中方差最大者。

…

Fi是與F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)i-1都不相關(guān)的X1，X2，…，Xp的所有線性組合中方差最大者則變量F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)分別稱為原始變量指標(biāo)的第1，第2，…第i個(gè)主成分。

3.3 DEA數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法

假設(shè)有i個(gè)決策單元，i=（1，2，3，…n），每個(gè)決策單元的投入和產(chǎn)出分別為xi ， yi ， s+， s-分別為松弛變量，剩余變量，θ為決策變量的綜合效率。

4 實(shí)證結(jié)果分析

4.1 主成分分析評(píng)價(jià)

利用SPSS軟件對(duì)福建省2012—2021年影響冷鏈物流產(chǎn)出的6個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，相關(guān)結(jié)果見表2～表4。

在本案例中，KMO為0.710介于0.7與0.8之間，且P值<0.01，指標(biāo)皆在合理范圍內(nèi)，適合進(jìn)行主成分分析。

根據(jù)表3，當(dāng)選取3個(gè)主成分時(shí)，能夠解釋99.438%的內(nèi)容，且滿足DEA模型的數(shù)量關(guān)系，故本文選取3個(gè)主成分作為最終的投入指標(biāo)。

根據(jù)表5，選取權(quán)重排名前三位的X1、X3、X4作為福建省冷鏈物流的投入指標(biāo)。

4.2 DEA效率評(píng)價(jià)

根據(jù)BBC模型的基本原理，將投入指標(biāo)與產(chǎn)出指標(biāo)X1、X3、X4，Y1、Y2進(jìn)行DEA效率測(cè)算，相關(guān)效率值見表6。

根據(jù)表6，福建省冷鏈物流效率近10年來(lái)平均技術(shù)效益、規(guī)模效益、綜合效益相對(duì)偏低，顯示存在投入和產(chǎn)出結(jié)構(gòu)不合理問(wèn)題。有效性只在2021年達(dá)到強(qiáng)有效，其余9年都需要調(diào)整以提高效率。福建省冷鏈物流在投入和產(chǎn)出方面進(jìn)行大幅調(diào)整，具體調(diào)整會(huì)在下一步分析中確定。技術(shù)效益方面，2012、2013、2021年表現(xiàn)符合冷鏈物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展，其他年份中只有2014、2019和2020年高于平均值，其余年效率較低。

規(guī)模效益方面，只有2021年達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，2018—2020年高于平均值，其他5年低于平均值。總體來(lái)看，規(guī)模配置呈上升趨勢(shì)，顯示產(chǎn)業(yè)配置有所提高。

規(guī)模報(bào)酬方面，2021年已經(jīng)固定，表明其投入和產(chǎn)出結(jié)構(gòu)最優(yōu)。2012—2020年的規(guī)模報(bào)酬系數(shù)均小于1，處于遞增狀態(tài)，表明福建省冷鏈物流潛力較大，適度增加投入可提高產(chǎn)出比例。

總之，福建省冷鏈物流需要進(jìn)行投入和產(chǎn)出的調(diào)整，以提高效率，詳細(xì)調(diào)整見表7。

根據(jù)表7，第三產(chǎn)業(yè)份額在大多數(shù)年份沒(méi)有明顯冗余，只有2020年略高。固定資產(chǎn)投入方面，2012—2017年冗余約20億～30億元，資源浪費(fèi)較嚴(yán)重，但從2018年開始急劇下降，表明福建省冷鏈物流更注重合理配置資源。公路里程方面，2013—2016年公路建設(shè)未充分利用，但隨著貨運(yùn)量增加，冗余逐漸減少，揭示了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)利用滯后。從總產(chǎn)出來(lái)看，只有2012年和2019年產(chǎn)出不足，需采用先進(jìn)技術(shù)和有效管理來(lái)解決。

5 福建省冷鏈物流發(fā)展建議

根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，雖然投入增加可以提高產(chǎn)出比例，但冷鏈物流的投入和產(chǎn)出結(jié)構(gòu)存在不合理之處。為提高冷鏈物流效率，可采取以下措施：

（1）投入方面：① 改進(jìn)投資規(guī)劃。政府在投資冷鏈物流固定資產(chǎn)時(shí)，需首先進(jìn)行合理的數(shù)據(jù)分析，確保投入與產(chǎn)出相匹配，避免資源浪費(fèi)。② 優(yōu)化選址規(guī)劃。冷庫(kù)的位置應(yīng)與城市人口分布和生鮮農(nóng)產(chǎn)品貨源協(xié)調(diào)，以保證冷鏈運(yùn)輸時(shí)間和品質(zhì)兼顧。③ 提高固定資產(chǎn)利用率。通過(guò)資產(chǎn)管理和信息化建設(shè)，采用現(xiàn)代技術(shù)手段如跟蹤定位系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、RFID技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)冷鏈物流全程可視化管理，提高效率并降低成本。

（2）產(chǎn)出方面：①減少生鮮農(nóng)產(chǎn)品損耗。政府可投資于儲(chǔ)藏、保險(xiǎn)、干制設(shè)施建設(shè)，改善初加工條件，并分類存放食物，控制儲(chǔ)存時(shí)間以減少損耗。②發(fā)展第三方冷鏈物流。鼓勵(lì)專業(yè)第三方冷鏈物流服務(wù)提供商，優(yōu)化資源配置，降低企業(yè)物流成本，提高客戶滿意度。

綜上所述，要提高福建省冷鏈物流效率，需優(yōu)化資源配置、實(shí)施信息化物流管理，以達(dá)到投入與產(chǎn)出的最佳匹配。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]董存梅，陳詩(shī)雨.大數(shù)據(jù)視角下農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流建設(shè)升級(jí)路徑研究[J].糧食科技與經(jīng)濟(jì)，2020，45（11）：81-83+125.

[2] 侯祥杰，趙建欣.我國(guó)生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流效率評(píng)價(jià)及空間差異分析[J].中國(guó)儲(chǔ)運(yùn)，2023（3）：137-139.

[3] 曹琦，張慶萍.冷鏈物流效率對(duì)新疆農(nóng)產(chǎn)品出口貿(mào)易的影響研究[J].物流科技，2022，45（8）：143-147.

[4] 楊亮.冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)對(duì)生鮮農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格波動(dòng)的影響及空間協(xié)同治理分析[J].商業(yè)經(jīng)濟(jì)研究，2022（13）：35-38.

[5] 李莉.貴州省生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展影響因素的灰色關(guān)聯(lián)分析[J].物流工程與管理，2020，42（5）：112-114.

[6] REN X Y， TAN J， QIAO Q M， et al. Demand forecast and influential factors of cold chain logistics based on a grey model[J]. Mathematical Biosciences and Engineering，2022，19（8）：7669-7686.

[7] 郭真，梁雪梅.廣西北部灣農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展影響因素分析：基于AHP方法[J].中國(guó)市場(chǎng)，2016（41）：33-34.

[8] 趙夢(mèng)雨，高美玲.河南省農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展水平與網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建研究[J].糧食科技與經(jīng)濟(jì)，2022，47（3）：34-37.

[9] 陳吉銘，劉芳，何忠偉，等.京津冀乳制品冷鏈物流效率與影響因素研究[J].中國(guó)畜牧業(yè)雜志，2017，53（11）：123-128+143.

[10] 楊學(xué)文，張治國(guó).基于ISM模型的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展的影響因素研究[J].物流工程與管理，2019，41（11）：4-6.

[11] 黃文娟，周志，何曉鳴.基于PCA和DEA方法的十堰市物流效率分析[J].武漢輕工大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，34（1）：113-118.

[12] 張菊玲，程慶杰，冷鏈物流風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[J].糧食科技與經(jīng)濟(jì)， 2023，48（4）：76-82.