生鮮農產品雙渠道供應鏈仿真研究

李玉鳳，蔡 露，謝 萌

（海南大學 管理學院，海南 海口 570100）

1 引言

面對信息技術和網絡的迅速發展，人們的需求也趨于多樣化，不只滿足于去傳統門店選購商品，更多轉向互聯網渠道；同時，越來越多的企業為迎合市場需求采取線上和線下兩個渠道并存的銷售模式，以提升企業競爭力。生鮮農產品作為生活必需品，在消費市場中占據重要地位，但農產品滯銷事件卻時有發生。據相關資料統計，2016-2018年初共發生農產品滯銷事件233起[1]，這種農產品市場供需失衡使得農民和消費者的利益受到嚴重損害，而產銷信息不對稱造成的農產品市場供需失衡是導致農產品滯銷的主要原因。因此，在雙渠道背景下研究生鮮農產品供應鏈的信息協同問題具有重要的現實意義和實踐價值。

目前，國內外學者針對農產品雙渠道供應鏈的研究主要集中在庫存策略選擇、供應鏈協調和供應鏈管理存在的問題等方面，對于雙渠道供應鏈信息協同的研究還比較少。在最優庫存選擇方面，國外學者Wei-yu，等[2]針對制造商和零售商組成的雙渠道供應鏈系統，研究了在一對一進行補貨的情況下供應鏈的最優庫存策略和產品可獲得性問題。Raaid Batarfi，等[3]采用五種庫存策略來反映二級雙渠道供應鏈中不同的生產和運輸場景，最終確定最佳的聯合定價和庫存政策，以最大化供應鏈的利潤。勞健，等[4]以互聯網銷售生鮮農產品為研究對象，通過構建生鮮農產品采購庫存動態模型，使其在滿足網銷訂單需求下，通過合理安排不同時段的采購與庫存，使庫存和采購費用最低。劉月[5]結合生鮮農產品的自身特性與供應鏈終端的經營特性，構建了零售終端生鮮農產品的定價與訂貨庫存控制模型。在供應鏈協調方面，張海芳[6]構建了生鮮超市主導的雙渠道供應鏈的契約協調模型，發現傳統與逆向收益共享契約相結合的組合契約可以作為協調生鮮超市主導的雙渠道供應鏈的方法。姜文[7]引入收益共享契約和價格折扣契約對生鮮產品雙渠道供應鏈進行協調。Syed Asif Raza[8]對制造商通過直接在線渠道提供標準產品的雙渠道供應鏈進行研究，探討其在收入和成本分擔契約下的協調問題。Y Perlman[9]研究了一個由兩個供應商組成的雙渠道供應鏈中所有成員同時確定價格以實現各自利潤最大化的情況下的市場競爭，揭示了均衡定價與供應鏈成員利潤之間的關系。還有一些學者提出要加強供應鏈信息建設，Banica L[10]構建了基于“云”的信息共享模型，將大數據與企業資源系統相結合。Mohd Sufiyan[11]利用混合多準則決策技術的新概念分析得出食品供應鏈上的合作伙伴之間應進行適當的協調與合作，“信息共享”在改善供應鏈協調中作用顯著。雷娟，等[12]針對某生鮮零售連鎖企業物流配送中存在管理非標準化，基礎設施薄弱的問題，提出可引進倉儲標準化管理專家和完善的冷鏈倉儲設施。對于信息化供應鏈的建設，王東波[13]對以批發市場為中心的果蔬物流運作模式進行調查，發現傳統批發市場存在服務及功能不足、信息化體系不健全和果蔬安全性較低等問題。楊希青[14]提出要通過加強與供應商合作進行成本分擔和提升企業物流信息化水平來對供應鏈體系進行改進。邱洪全[15]對生鮮農產品傳統銷售渠道和網絡銷售渠道的庫存策略進行研究，建議要完善生鮮農產品雙渠道供應鏈的信息共享。

綜上，在農產品雙渠道供應鏈的相關研究中，針對信息協同問題采用系統動力學方法進行研究的文獻較少。因此，本文針對生鮮農產品雙渠道供應鏈中的信息不對稱等問題，基于系統動力學理論，根據運作流程建立生鮮零售企業雙渠道供應鏈模型，并通過Vensim仿真軟件進行仿真分析，為提高供應鏈整體利益提供決策參考。

2 模型構建

2.1 無信息協同的模型構建

2.1.1 模型邊界。本模型研究的是由供應商和零售門店組成的二級雙渠道供應鏈系統，以一種生鮮農產品為研究對象，不涉及供應鏈中的物流供應系統、供應商的生產系統。系統中供應商和零售門店各自保有庫存，他們之間通過訂單保持聯系，供應商通過自己的市場需求進行需求預測，零售門店同時通過線上和線下接收訂單，通過需求預測和門店自身的庫存向上級發送補貨訂單進行商品供給。供應鏈的頂端是供應商根據生產需求生產生鮮產品，末端是零售門店將生鮮產品銷售給消費者。

2.1.2 系統因果關系圖。生鮮零售企業供應鏈運作機理可表述為：在無信息協同時，供應商和零售商各自獨立，庫存信息不進行共享，只能通過下一級的訂貨信息來進行需求預測。由于零售門店對接消費者市場，其需求預測根據市場銷售量得出，供應商根據零售門店的訂單進行需求預測。

利用Vensim繪制出的因果關系回路圖如圖1所示。

2.1.3 系統流圖及變量表達式。根據對生鮮零售企業供應鏈整體結構的分析以及系統動力學的建模要求，構建生鮮零售企業供應鏈模型，系統流圖包括了5個水平變量，8個速率變量，還有29個輔助變量及常量，具體如圖2所示。

生鮮零售企業供應鏈模型的主要變量表達式見表1。

2.2 信息協同下的模型構建

分析生鮮零售企業雙渠道供應鏈的結構可知，在無信息協同時，生鮮供應商進行需求預測是通過零售門店的訂貨信息來推斷市場的需求情況，零售門店為了防止缺貨，會在保有一定庫存的基礎上進行訂貨。在此過程中，零售門店的訂貨信息不是準確預測市場的信息，而是依據自身的庫存調整，結合對銷售量進行需求預測確定的訂貨量。這說明零售門店向生鮮供應商發出的訂貨量在一定程度上放大了消費者的需求，生鮮供應商再根據零售門店訂貨量進行預測，無疑是對消費者需求的二次放大。而實施信息協同后，零售門店向生鮮供應商進行市場總需求的數據共享，反映真實的市場需求信息。

圖1 生鮮零售企業供應鏈系統因果關系圖

在無信息協同的生鮮零售企業供應鏈的基礎上，信息協同下的模型增加了信息投入成本、信息投入延遲、信息化水平和隨機因素四個輔助變量；同時供應商可以直接根據市場信息進行需求預測。故信息協同下的生鮮零售企業供應鏈模型如圖3所示。

在公式的設置上，無信息協同的供應鏈系統中部分公式仍然適用于信息協同下的供應鏈系統，信息協同下相關變量表達式為：

供應商需求預測=SMOOTH(市場總需求,供應商移動平均時間)

信息投入成本=0.3*供應鏈總利潤

圖2 無信息協同的生鮮零售企業供應鏈系統流程圖

圖3 信息協同下生鮮零售企業供應鏈系統流程圖

2.3 模型的檢測

極端條件下的檢驗對提高系統動力學模型的信度有很大的作用，如果模型在極端條件下不能做出合理的反應，其可靠性就值得懷疑，極端條件檢測主要是測試系統能否反映主要變化情況。無補貨就是零售門店不向上級供應商訂貨對庫存進行補充，就現有的庫存進行銷售。設置的無補貨測試是從146d開始，零售門店庫存不發出補貨訂單，只對消費者進行銷售，分別對信息協同前后的生鮮零售企業供應鏈模型進行測試。模型中相關經營數據均為在家樂福實地調研所得，其他變量的取值通過查詢行業報告和文獻資料獲取。模擬結果如圖4所示。

圖4為零售門店訂貨量突然為0時，供應鏈節點訂貨量和庫存的變化。可以看出，供應鏈節點訂貨量和庫存狀態剛開始運行穩定，從第146d零售門店訂貨量變為0，供應商訂單積累隨即變為0，供應商和零售門店庫存也逐漸變為0，零售門店在途庫存從146d開始變為負。

因為零售門店訂貨量為0時，表明零售門店不再向供應商訂貨，因此從第146d起零售門店就現有庫存進行銷售，直到庫存量降為0。由于市場需求一直存在，零售門店為了滿足市場需求，會不斷透支在途庫存，而此刻供應商停止發貨，因此在途庫存為負，也就是出現缺貨的情況。供應商在停止發貨的短時間內還有一定的庫存，隨著時間的變化，商品逐漸腐敗變質，供應商庫存變為0。供應商訂單積累由供應商庫存調整和供應商需求預測共同決定，當零售商訂貨量為0時，供應商先根據自身期望庫存進行庫存調整，隨后變為0。

表1 模型的變量表達式

圖4 傳統雙渠道供應鏈節點訂貨量和庫存量

圖5 信息協同前后供應鏈節點庫存量

3 模型的仿真分析

在相同的參數設置下，對兩個模型進行仿真，所得結果如圖5所示。

由圖5發現在信息協同后，節點企業的庫存波動幅度明顯變小，庫存水平也呈現明顯的下降趨勢，但是由于受生產延遲和運輸延遲影響，使供應商無法同步響應市場需求的變化，因此供應商的曲線波動較之零售商存在滯后。在實施信息協同之后，供應商直接根據市場需求來指導生產，這就使供應商預測更加貼近市場需求。據仿真數據顯示，實施信息協同后，供應商和零售門店庫存均值大小分別下降29%和0.2%，標準差分別下降約30%和7%。

圖6 信息協同前后供應鏈節點訂貨量

訂貨量是決定庫存水平的一個重要因素，適當的訂貨量可以在滿足顧客需求的基礎上使庫存量維持在一定水平上，保證生鮮農產品的新鮮度。圖6描述了信息協同前后供應商和零售門店訂單量的變化情況。

由圖6可知，信息協同之后訂貨量向上級傳遞被放大的情況得到改善。實施信息協同之后，供應商訂單的波動幅度減少。原因在于，在實施信息協同后，供應商的需求預測不再通過已經被放大過一次的零售門店的訂貨來判斷市場的需求情況，而是直接通過市場總需求來判斷，從而使供應商的預測更加貼近市場需求，有效減緩了供應鏈中存在的“牛鞭效應”。據仿真數據顯示，信息協同下供應商的平均訂貨量下降約4.6%，標準差下降約29.3%。

圖7 信息協同前后供應鏈總利潤

圖7描述了信息協同前后供應鏈的總利潤變化情況。運行初始，由于信息投入延遲，成本增加，實施信息協同后的利潤低于信息協同之前。但從第23d后，信息協同后供應鏈的總利潤出現了明顯的上升，并隨時間推移，信息協同前后利潤差距逐漸變大。據仿真結果顯示，實施信息協同后，供應鏈的總利潤增長約23.4%。

為尋找最優的信息投入度，將輔助變量信息投入成本的表達式參數依次改變為0.15、0.3（初始值）和0.45，觀察其對供應鏈總利潤的影響。仿真后結果如圖8所示。

圖8 不同信息投入條件下的供應鏈總利潤

由圖8可知，當加大信息投入時，供應鏈總利潤略有增加；減少信息投入時，供應鏈的利潤出現明顯的下降。經過模擬仿真計算，當信息投入成本從供應鏈總利潤的15%增加到30%時，利潤率增加11.6%，從30%增加到45%時，利潤率增長1%，若再持續增加信息投入，則利潤率下降。信息投入成本對供應鏈總利潤的影響存在最優值，此時增加投入，可獲得最大利潤增加值。信息投入成本過高，其投入不與供應鏈總利潤增加值成正比，適度的增加信息投入，才會使供應鏈總利潤最大化。綜上，信息投入成本為供應鏈總利潤的30%為最優。

4 結論與建議

4.1 結論

針對生鮮農產品供應鏈中的信息不對稱等問題，運用系統動力學方法建立信息協同前后的雙渠道供應鏈仿真模型，通過對比分析，發現供應鏈節點企業信息協同使供應商訂貨量波動幅度減少，進一步緩解“牛鞭效應”。實施信息協同后，供應商的生產率更加貼近市場需求，減少了供應鏈節點的庫存波動，也降低了供應鏈的庫存成本和運輸成本，使得供應鏈總利潤大大增加，證明了供應鏈實時信息協同的必要性和價值，并得出信息投入成本為供應鏈總利潤的30%為最優。

4.2 建議

基于上述分析結果，為提高生鮮農產品雙渠道供應鏈之間的合作與協調程度，降低供應鏈的庫存水平，提升供應鏈運作效率，提出以下對策建議：

（1）加強供應鏈信息化投入，提高供應鏈的信息化程度。一方面，應完善信息化基礎設施，優化信息共享的渠道和平臺。構建零售企業產供銷一體化物流管理系統，將信息技術應用到供應鏈上，建立一套生鮮農產品從生產端到銷售端完整的信息體系，實現生產、供給、銷售全程信息化管理。供應鏈全面連接上下游企業，建立節點企業之間的信任，使各企業在生產、供貨、運輸、銷售方面達到某種共識，降低供應鏈的生產成本、庫存成本和運輸成本，提高工作效率和決策準確性。另一方面應引入高技術人才，注重人才的培養。加強信息、農業、供應鏈管理等專業學科建設，定向實施專業化培訓，建立培訓長效機制；增加實踐環節，提高實踐能力，提升專業化人才的全局意識；各相關高校、農科院和企業要積極的參與相關課題的研究工作，在技術研究方面攜手合作，進一步研發和推廣信息技術等相關技術。增強供應鏈應對不確定風險的能力，最終提高整條供應鏈的競爭力。

（2）構建信息共享激勵機制。供應鏈節點企業通過信息及時共享在一定程度上能夠降低庫存波動，使供應商制定更加合理的生產計劃。在此過程中，節點企業向其他節點提供庫存數據、生產及配送計劃、銷售數據等信息，使信息在供應鏈系統中流動，確保各企業能夠及時獲取有效信息，并對突發情況進行快速響應。但是并不是所有信息共享的企業都能夠獲得同等的利益，因此部分企業為了追求自身利益最大化，提供不全面、不準確的信息，破壞協同關系，使其他提供信息的企業受到損失，不利于供應鏈協同的發展。因此，應建立科學、合理的利益分配機制和獎懲制度，鼓勵供應鏈成員參與，從而保障供應鏈協同長期穩固的進行。

（3）加強線上線下雙渠道協同發展。線上和線下渠道協同發展能夠進一步貼近消費者需求，彌補自身的短板，提高經營效率。只有真正做到資源互補和共享，拓寬銷售市場，才能更大程度的滿足消費者需求。線下渠道主要給消費者提供體驗和服務的場所，消費者可以直觀的挑選，保證購買到的農產品的質量，但是實體店存在租金、人員、庫存管理等成本；線上銷售能夠節省消費者的時間，提供更加優惠的價格，但是對于生鮮農產品來說，運輸過程中存在的不確定因素導致的時效問題、農產品的質量問題等，可能會影響消費者的體驗。對此，線上渠道可以增加促銷活動增加銷量，以降低店面成本，兩個渠道加強合作，優劣互補，資源共享，提高企業的競爭力。