基于季節性因素的平菇培養原料庫存控制方法*

唐業富

（廣東科技學院，廣東 東莞 523083）

平菇（Pleurotus ostreatus） 培養原料庫存控制在時間分布的不均衡特點被稱之為庫存控制的季節性，也可以被定義為每年重復發生的周期性模式[1]。季節性原料屬性即為原料供應存在季節性，基于供應量多少來看，包含供應旺季與淡季[2]。以供應旺季中，原料上市量較多，導致供應市場供多于求，原料價格變得便宜；但基于供應淡季，便存在原料供小于求的情況，價格變得昂貴[3]。針對生產類企業，原料季節性供應讓企業在制定購買決策時必須分析大量因素實現利潤最大化。優化采購管理與庫存控制，對企業發展而言十分關鍵。采購庫存管理工作中，企業持續優化自身生產管理模式，可以降低采購庫存費用，提高企業經濟利潤。同樣企業生產經營活動與庫存的關系也十分密切，為了讓生產活動具有可持續性，大量企業均必須具有一定數目的儲備物資。儲備問題在人類社會活動，尤其是生產活動中作用顯著[4]。為此，以食用菌企業為例，提出基于季節供應庫存控制模型的平菇培養原料庫存控制方法，實現食用菌企業的利益最大化。

1 平菇原料的季節性供應特征

1.1 平菇價值

元代的《日有本草》、明代的《本草綱目》 《滇南本草》、近現代的《蕈菌醫方集成》 《中國藥用孢子植物》及《中國藥用真菌》，均記載了平菇的藥用價值[5]。常用于治療脾胃虛寒、胃納不舒、痹癥肢節疼痛、手足麻木等癥。根據文獻記載，平菇味甘平，性溫，無毒[6]。具有追風散寒，益氣殺蟲，補脾祛濕，舒緩痙攣等作用，可治療腰腿痛、手足麻木、筋絡不暢等病癥[7]。常食有降低膽固醇，降低高血壓，預防動脈硬化等功效，還可用于治療植物神經失調和抗腫瘤[8]。平菇可入藥，常常被選用為“舒筋散”的原料之一[9]。

從平菇體中分離到一種側耳多糖物質，以葡聚糖為主要的雜多糖原料[10]。其中葡萄糖含量為69%，半乳糖含量為13%，甘露糖含量為6%，葡萄糖醛酸含量為13%；同時還分離出一種由葡聚糖-蛋白質復合物組成的糖蛋白[11]。多糖的主要成分是葡萄糖，蛋白質的主要成分是10種氨基酸，比值大約為71.1 ∶28.5[12]。多糖蛋白在平菇體中的含量為 14.2%～17.6%。在化學性質和結構上與香菇糖蛋白基本相似，抗腫瘤作用優于純多糖[13]。該菌多糖蛋白與我國研制的慢性肝炎藥物“香云片”具有相似的作用，可消除乏力，增加胃腸蠕動，減輕腹脹，緩解肝痛，機制可能是調節細胞間免疫功能失調[14]。平菇還含有甘露醇、山梨醇、對氨基苯甲酸等活性成分[15]。

1.2 平菇培養原料栽培基質

分析平菇原料的季節性供應特征。平菇培養原料是指可以使平菇菌絲生長，也可以使其產生子實體的培養基[16]。不同原料在不同的培養原料上產生了不同的效果，平菇培養原料配方較多，且可混合使用，可根據當地特點，就地取材，合理搭配加工。培養菌種的主要原料是植物纖維，如廢棉、棉籽殼、玉米莖葉、稻草、麥秸、玉米秸、蔗渣、木屑、玉米芯、刨花紙屑等；輔助原料有麩皮、酒糟、棉籽粉、血粉、豆餅粉、米糠等，化學肥料包括尿素、鎂、碳酸鈣、硫酸鈉、硫酸鈣、過磷酸鈣、石膏、石灰等[17]。

棉籽殼是生產平菇的最佳培養原料之一，棉籽殼在配方中所占比列越大，平菇培養菇形就越好，產量也越高[18]。木屑和玉米芯不適宜作為平菇培養原料，這兩種物質培養性能最差[19]。平菇培養原料需多種單一原料配合，產量和效果較好，且種類越多效果越好[20]。

2 平菇培養原料庫存控制方法

分析平菇季節性供應中庫存控制時，將逐月平菇培養原料采購數目設成決策變量，把獲取庫存最佳費用總值設成目標。基于準許缺貨和分析原料價格前提下，全部費用是：整年采購費用+整年庫存持有費用+整年缺貨費用。

各期平菇培養原料庫存會存在三類狀況。依次是非缺貨、少量缺貨、嚴重缺貨[21]。基于周期中，如果初始庫存量和本周期采購量之和不小于本月需求量時，會出現平菇培養原料庫存持有費用。

把麥粒洗凈，除去雜質，在水中浸泡12 h后，拿出直接放入沸騰的水中煮，在煮的過程中用鈍器攪動，使麥粒充分加熱，且受熱面積均勻[22]。煮完撈起后晾干，加入適量石膏粉，攪拌均勻[23]。放置在容量為500 mL的干凈鹽水瓶里，同時塞上瓶塞，隔絕空氣。在121℃環境下高壓滅菌3 h，滅菌后冷卻，按常規方法接種或培養[24]。

獲取的考慮季節性食用菌企業中平菇原料的季節性供應特征，采用季節性因素的庫存控制方法，獲取考慮季節性的平菇培養原料庫存最優控制策略[25]，詳細步驟是：

步驟一：初始化粒子方位與速度，慣性權重設成1；步驟二：初始化粒子整體最優值與個體最優；步驟三：運算粒子最優值；步驟四：更新慣性權重；步驟五：更新粒子，更新速度與方位；步驟六：若當下迭代次數低于設置的迭代次數，便跳至步驟三；反之停止，并獲取最佳目標值[26]。該值代表的即為考慮季節性的平菇培養原料庫存最優控制策略。

3 試驗分析

設定某食用菌企業平菇原料的市場整年逐月供應量如表1所示，初始參數如表2所示。從表1、表2可以看出，該食用菌企業平菇原料的市場供應量峰值出現在9月，到9月份前每月遞增，從10月開始每月遞減。月需求數目對應值為50.1 t。

表1 整年逐月供應量Tab.1 Monthly supply throughout the year

表2 初始參數Tab.2 Initial parameters

由于設置初始庫存是0，為了保障第1個月可以符合食用菌企業平菇的生產，能夠把優化周期看作2019年7月至2020年的6月，獲取的最佳庫存策略如表3所示。

表3 考慮季節性的最佳庫存控制方法Tab.3 Optimal inventory control method considering seasonality

從表3可以看出，考慮季節性的最佳庫存控制方法初始庫存量最大值出現在5月，文章方法本周期采購量在7月、8月時達到最高，均為125.0 t，在每年第三季度供應總量需求最大。

設定原料保鮮階段是3.1個月，采用文章方法獲取食用菌企業平菇原料庫存控制最佳解，結果如表4所示。

表4 保鮮約束下文章方法的控制策略Tab.4 Control strategy of this method under fresh-keeping constraints

從表4可以看出，在保鮮方法下文章方法初始庫存量最大值出現在6月，采購量最高值在7月和8月，且采購量不變化，同樣在每年第3季度供應總量需求最大。

將文章方法控制效果通過滿意率來體現，則不同周期中文章方法滿意率如表5所示。

表5 文章方法滿意率Tab.5 Satisfaction rate of this method

由表5可知，文章方法在考慮季節性的不同周期中，文章方法對食用菌企業平菇培養原料庫存控制效果的滿意率均值是98%，滿意程度較高，則文章方法對食用菌企業平菇培養原料庫存控制的效果較好。

為進一步測試文章方法的應用性能，采用文章方法與基于遺傳算法的原料庫存控制方法進行對比試驗。將兩種方法通過相關編程方法應用計算機輔助技術進行試驗。假定平菇的原材料供應商是10個，測試2種方法獲取最優庫存控制策略的目標函數時間數據并對比。對比結果如圖1所示。

由圖1可知，文章方法的最優控制策略獲取耗時最短，效率最高，則文章方法可高效率獲取庫存控制最佳策略。統計文章方法與基于遺傳算法的原料庫存控制方法對10個原料供應商的采購庫存控制成本并對比，結果如表6所示。

表6 不同方法采購庫存控制成本對比Tab.6 Comparison of purchase inventory control costs by different methods

由表6可知，文章方法與基于遺傳算法的原料庫存控制方法對10個原料供應商的采購庫存控制成本結果顯示，文章方法比基于遺傳算法的原料庫存控制方法節省成本最大值高達83.29萬元，更適用于考慮季節性的平菇培養原料庫存控制。

4 結論

庫存與企業的運營存在密不可分的關系，企業庫存目的為預防出現非確定性的需求變化，導致原材料出現供不應求和原材料價格上漲、商品制作成本變多的弊端。為此，庫存管理成為目前企業管理核心問題之一。庫存管理的作用如下。

4.1 優化服務質量

存在一定數目庫存能夠均衡供需關系，保障企業能夠在規定時間內完成交易，降低經濟損失。

4.2 降低訂貨成本

訂貨成本和訂貨數目不存在直接關系，而和訂貨次數存在較大關聯性，訂貨次數變少，訂貨成本得以降低。

4.3 減少作業交換成本

多次作業則耗費的設備與人力變多，運營成本便增加，存在一定數目庫存，便可降低進貨次數，節省作業成本。

綜上所述，庫存管理目的就是為了降低企業運營成本，增加企業利潤。而文章提出的基于季節性因素的平菇培養原料庫存控制方法，在試驗中驗證了文章方法比同類方法更節約成本。為此，文章方法可應用于考慮季節性的平菇培養原料庫存控制中。