食品供應鏈風險傳遞與控制

（華僑大學 工商管理學院，福建 泉州 362021）

1 引言

近年來，人們對高質量生活的追求，尤其對優質食品的要求愈來愈高，加之社會物流等方面的快速發展，使得食品到餐桌的距離進一步縮短。隨著分工的專業化，以及物流活動的不斷延伸，使得追求優質的食品有了現實的可能。但一條專業化食品供應鏈的形成是由不同的企業共同協作形成的，由于食品供應鏈中涉及到的相關環節較為繁雜，會使食品流通過程中風險頻發。例如，某一個企業所產生的風險可能會通過供應鏈上下游各節點進行傳播，使得原本沒有風險的企業直接或是間接的遭受到風險的傳染，從而帶來企業損失，甚至導致整個供應鏈的風險傳遞，這種“多米諾骨牌效應”已經引起了學界廣泛的關注。

目前，有關供應鏈風險傳導方面，國內外學者主要從傳導和控制等方面進行了研究。Mc Farland（2008）[1]定性分析了供應鏈網絡在不同拓撲模型下風險演化的復雜性過程；Acuna（2011）[2]利用SAPI模型研究了供應鏈風險傳導的復雜性；Swierczek（2013）[3]在研究供應鏈中斷風險過程中，指出影響物流和信息流中斷程度強弱的原因之一是供應鏈的集成維度；Feng（2014）[4]指出對于供應鏈風險的強弱，可以由因果鏈進行風險的傳導，由此導致不同系統風險產生；程國平等（2009）[5]認為供應鏈風險傳導可能會成為影響供應鏈企業持續安全運作的因素之一，并指出供應鏈風險傳導的模式；朱新球（2009）[6]指出供應鏈風險傳染具有一定的共振效應，即震動效應頻率彼此接近時可能會在一定程度上導致共振，當突破某一閾值時會成為外在不可避免的風險；李剛（2011）[7]指出供應鏈風險傳導的基礎是風險源，并指出其最終的結果是風險中斷、風險釋放和風險轉移；侯偉（2013）[8]將超市供應鏈作為研究對象，分析各環節之間存在的安全風險，風險傳導的路線和模式，并提出若干確保食品安全的措施；李保京等（2014）[9]從食品供應鏈各環節出發，分析了可能出現的風險，指出了風險的源頭和風險的接受者，并對該過程中的風險傳導載體做了進一步分析。

在研究方法方面，主要包括兩大類。其一是定性化分析；其二是定量化分析。前一類方法多采用層次分析法、模糊綜合評價法、灰色評價等對供應鏈風險進行識別與評估。后一類方法，多采用均值方程、CVaR、不可運作性投入產出模型等方法對供應鏈風險進行評估。不可運作性投入產出模型可將風險要素作為輸入變量，進而在不同節點中流動后轉化為供應鏈節點的不可運作性風險進行考察。當前在該方面的研究主要集中在分析供應鏈節點受到某方面風險后對供應鏈產生的影響[10]。基于此，本文運用IIM和OWA因子模型作為研究工具，從食品供應鏈系統和節點等方面進行探究分析，量化某種食品供應鏈模型的不可運作性風險和物流量變化狀況，從而提出較為有效的食品供應鏈風險控制策略。

2 相關概念界定

2.1 食品供應鏈風險界定

本文主要研究供應鏈特定節點在運營過程中，由于某些要素發生變化后，對節點產生的不可運作風險，即在食品供應鏈節點中，對于執行特定計劃中不可達到的概率，主要取值在0-1范圍內。其中，0代表節點在實際工作中正常運行的狀態；1代表在運行過程中與計劃過程不相符合，即節點系統奔潰的狀態。食品供應鏈風險主要包括內部風險和外部風險，其中內部風險主要有供應風險、需求風險、技術風險、企業內部合作風險、物流風險等；外部風險包括了自然環境、經濟環境、政治環境的不確定性等[11]。

節點的不可運作性風險旨在衡量系統不可運作概率的聯合影響程度，即對于非正常的食品供應鏈而言，其可能發生故障的概率是有一定的影響程度的。由于食品供應鏈涉及到的因素較多，故在文中僅考慮物流活動與不可運作風險之間的關系問題，即食品供應鏈節點的數量保障能力可以通過在單位時間內由該節點輸送的物資總數量來確定，這樣可以認為不可運作風險與物流減少量關系較為密切。依據Haimes等對IIM模型的研究過程，指出了IIM模型的線性假定，故認為食品供應鏈節點的不可運作性風險與節點的物流運輸減少量存在線性關系。

2.2 問題描述

對于食品供應鏈而言，主要的風險來源源于對內部風險的把控，但由于外部風險的不確定性會對內部供應鏈產生較大的影響，故本文主要考察外部風險對于食品供應鏈物流活動的影響。研究的對象主要包括一、二級供應商，一、二級客戶和核心食品供應鏈平臺。該系統內部節點之間有著較為密切的配合程度，共同構成了食品供應鏈的有機整體。當由于某些風險事件的活動，使得風險在不同節點之間進行傳遞，導致物流數量的變化，從而模擬對整個食品供應鏈整體過程產生的影響。所以，考慮食品供應鏈節點的不可運作性風險和物流減少量是本文的核心問題，通過量化各部分之間的數量關系，可以較好的找到特定節點相互作用后的數量變化，從而找到解決問題的辦法。

2.3 模型假設

對于本文的研究問題，特作以下假設：

（1）對于食品供應鏈網絡的研究是在一定的時間范圍內進行考察的；

（2）在固定時間段內，供應鏈網絡的拓撲結構保持穩定；

（3）食品供應鏈節點的不可運作性與物流減少量之間存在線性關系；

（4）對于正常運作過程中的食品供應鏈活動，上游供應鏈供應可滿足下游客戶的數量需要。

3 模型構建

3.1 食品供應鏈IIM

本文從系統角度出發，將食品供應鏈看做若干節點做出的復雜網絡系統，將災害或是突發事件看做故障變量輸入系統，將整體各節點之間不可運作性風險作為系統輸出（模型圖示如圖1所示）。

圖1 食品供應鏈IIM模型

由食品供應鏈整體框架和各節點之間存在的復雜關系，將IIM模型應用到食品供應鏈不可運作性風險。對于節點i的不可運作性風險為：

當且僅當(I-A)-1存在時：

其中：q是不可運作風險，反映食品供應鏈系統不可實現程度，元素qi是節點不可運作性風險；A是相互關系系數矩陣，反映食品供應鏈系統各節點之間的相互關系；c是由于破壞性事件引起的節點直接不可以運作性風險，可以理解為節點內部的固有風險，反映食品供應鏈節點供給或是需求的減少程度。

3.2 互相關聯矩陣計算

在構建IIM模型的基礎上，獲取互相關聯矩陣成為得出結果的核心問題。本文利用OWA算子法計算食品供應鏈網絡中直接相連的節點之間相互依賴的關系系數。

定義1：設函數F：Rn→R（R是實數集合），（u,u,…,u）是一個給定的向量，W=[w,w,…,w]T12n12n是與函數F相關的權重向量，其中：

令bj表示（u1,u2,…,un）中第j大元素uj，如果

則稱函數F為有序加權平均算子，其中，加權向量W稱為位置向量。

依據食品供應鏈的特性，結合以往文獻對該類問題的研究，設立節點間的需求或供給因素（u1）、企業自身因素（u2）、合作因素（u3）、物流運作因素（u4）、信息因素（u5）、資金因素（u6）和外部因素（u7）為影響食品供應鏈節點之間相互關系的主要因素。基于OWA算子獲取食品供應鏈節點之間的相互關系系數矩陣A的具體流程如圖2所示。

（1）確定OWA權重向量。相關專家得出權重向量，本文利用已有文獻數值進行實例分析中的計算。

（2）確定評價矩陣。確定節點之間的相互關系，即有無直接供給或需求的節點。若有，則可形成節點向量，從而利用專家評價結果形成評價矩陣。

（3）標準化評價矩陣。依照OWA算子的理論，當要素評價值對結果產生較大影響時，則可認為該因素屬于效益型因素；反之，當評價要素與結果存在負相關時屬于成本型因素。

圖2 相互關系系數矩陣計算流程示意圖

當因素屬于效益型要素時：

當因素屬于成本型要素時：

（4）綜合評價。按照每行由大到小的順序對標準化后的評價矩陣進行排序，得出排序矩陣。記aij為節點i與j之間的關系系數，用以反映兩節點之間的緊密程度，未關聯其值記為0。具體為：

故得出節點i的關系系數為Ai=(0,…,aig,aih,0,aik,aip,…,0)T。

重復過程（2）-（4）即可得出食品供應鏈各節點之間的相互關系系數矩陣A。

3.3 風險傳遞結果及其物流量分析

通過利用OWA算子，可以計算出相關關系系數矩陣A。根據IIM及相關方程可以計算出食品供應鏈中每一個節點的不可運作性風險。依據假定（3），設定食品供應鏈的物流減少數量為：

其中，Q*i表示節點i在特定時間段內的物流量。ΔQi為該時間段內由于破壞性時間而未能實現的物流量，即損失量。用S代表整個食品供應鏈的物流量變化情況。

通過以上論述，以IIM為風險研究基礎，用系統的觀點考察食品供應鏈與節點之間的互相關系，運用IIM和OWA風險傳遞模型，即可計算出食品供應鏈在遭受到各種風險事件后各節點的不可運作性風險。

4 算例分析

4.1 不可運作性風險與物流量分析

以某食品企業供應鏈為例進行分析，利用食品供應鏈實現對單一食品從原材料到客戶的物流保障（如圖3所示）。該供應鏈主要包括一個核心食品供應鏈平臺（節點7），三個一級食品供應商，三個二級食品供應商，兩個一級客戶，三個二級客戶。節點7作為核心物流平臺，節點3為節點6提供食品，節點1和2分別為節點4和5提供原材料。假定該食品供應鏈內發生某種突發狀態，導致節點4受到影響，此時風險事故導致節點7的食品供應量減少約20%，節點5食品供應量減少10%，對節點6減少15%，節點8對節點10減少20%的食品供應量，對節點11減少30%的食品供應量。利用已有的評價方法對節點風險傳遞和控制進行分析。

圖3 食品供應鏈結構模型

（1）確定權重向量。依據相關文獻的論述和結合食品供應鏈的特征，得出權重向量W=(0.324,0.067,0.086,0.160,0.107,0.134,0.122)T。

（2）確立評價矩陣。定性化要素由相關專家依據實際化要素給定，見表1。

表1 評價矩陣Y7

（3）標準化評價矩陣。采用公式（2）對u1、u2、u3、u4、u5進行標準化。采用公式（3）對u6和u7進行標準化。

表2 排序矩陣Y7

（4）綜合評價。將標準化矩陣得出的結果按照由大到小順序將每一行進行重新排序得到排序矩陣（見表2）。按公式（5）所示即可得出(a74,a75,a76,a78,a79)T=V7W=(0 .245,0.346,0.197,0.268,0.265)T，從而可得出節點7的關系系數A7=(0,0,0,0.245,0.346,0.197,0,0.268,0.265,0,0,0)T。重復步驟（2）-（4）即可得出相互關系矩陣A，見表3。

表3 相互關系系數矩陣

由此可以通過公式（2）計算出該類型食品供應鏈每一個節點的不可運作性風險。其中c=(0 ,0,0,0,0.4,0,0,0.1,0.15,0.2,0.3,0)T，求解可得出方程(q1,q2,q3,q4,q5,q6,q7,q8,q9,q10,q11,q12)T=(0.419,0.397,0.044,0.502,0.709,0.086,0.142,0.565,0.303,0.518,0.579,0)T。

對于該類型食品供應鏈拓撲模型與結構特性，假定每一個節點的物流量Q*i分別為600，1 400，850，650，880，450，3500，850，750，1 150，1 020，1 200單位，故每一節點對應的物流量減少ΔQi為251，556，38，326，624，39，497，480，227，596，591，0單位。可以得到整體食品供應鏈的物流量減少4 224單位。

4.2 多指標分析

針對特定的食品供應鏈進行不可運作性分析和物流量變化情況分析，運用IIM和OWA因子分析后，還需要對各項指標進行進一步分析，以期從一個層面更好地認識該物流活動中的風險情況。運用多指標評價法考慮其節點的重要程度，可以直觀說明其節點在整個供應鏈的重要性。

該部分從兩個維度—不可運作性風險和物流減少量進行分析，反映食品供應鏈節點的重要性。從不可運作性風險排序圖可以看出，節點5的不可運作性風險最高，其次是節點11、8、10；從物流減少量排序圖可以看出，節點5的物流減少量最大，其次是節點10，11和2。由此可以說明，單一考慮食品供應鏈中的節點重要程度難以較好的得到風險管理的最優方案。

通過以上的分析可以知道，在該模型的食品供應鏈中，節點5受到的風險影響最大，其次是節點2，8，10，11。這一結論說明以平臺為導向的食品供應鏈中，當發生風險時，應當注重一級供應商和客戶關系的管理，尤其是包含有多個二級客戶的過程中，由于受到風險影響，一級客戶的能力會對二級客戶產生較大的影響。

4.3 風險控制

對于當前模式食品供應鏈結構所面臨的問題，其風險的控制策略之一是將節點5的供應量由節點6承擔30%，并可以互相調撥（其余數據與本例采取數據相同），節點10可對節點11進行物流調撥。加強相關的信息共享機制等。利用IIM和OWA算子的方法重新對該種風險策略進行驗證分析。經過計算可以得出以下結果，見表4。

圖4 各節點不可運作性風險排序

圖5 各節點物流減少量排序

表4 局部節點優化后結果

通過對局部位置的調整，可以看出該優化方案在部分節點得到改善，但若需對食品供應鏈進行整體優化，還需進一步提高對食品供應鏈結構特征的認識。

5 結語

風險傳遞與控制對供應鏈過程起著十分重要的作用，可以有效降低供應鏈的風險水平，提升供應鏈可靠性。本文基于IIM和OWA算子，構建了食品供應鏈風險傳遞模型，以某企業一種食品供應鏈為例，求解該供應鏈的不可運作性風險和物流減少量，提出了針對局部位置節點風險的控制策略。分析表明，IIM和OWA算子，對供應鏈風險傳遞進行了測度，可以較好的控制食品供應鏈風險，對類似的供應鏈風險管理也可以起到一定的借鑒作用。但本文僅基于一種模型的食品供應鏈風險傳遞討論，對于整體食品供應鏈風險優化與控制方面還需要做進一步研究和探討。

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