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摘要:以批发市场为核心的农产品供应链是我国农产品流通的主渠道,在保障城市供应、维持农产品供应方面发挥重要的作用。一些批发市场关停、供应中断等会严重影响批发商的正常经营,因此,如何为批发商设计应对此类中断风险的供应链愈发重要。目前针对农产品批发市场的研究较少,一般的供应链设计问题较难反映批发商的采购特点及其面临的中断风险。基于此,本文以供应链利润最大化为目标,根据批发商的经营过程提出了多源采购、加固供应商、后备供应商、后备需求方弹性策略,构建了同时考虑供应需求中断、产品分级、折扣定价、易腐特性的农产品批发商弹性供应链模型,为批发商选择供应商和分销中心,并确定采购数量和运输方案。本文采用蒙特卡洛抽样和k-medoids聚类生成供应及需求中断场景,并对不同定价方案、需求变化、弹性策略、设施中断、中断强度下的农产品供应链设计结果进行敏感性分析,为批发商的科学决策提供参考。
关键词:批发商;供应链设计;供应商选择;供应链中断;弹性策略
一、研究背景与意义
我国城市生鲜农产品中约70%是通过批发市场流通。在今后相当长的一段时期内,以批发市场为核心的农产品运作模式仍将在我国农产品供应链中占主导地位。2020年,我国批发业年末从业人数为596万人,商品销售额为733273亿。在农产品领域,全国亿元以上的商品交易市场中,农产品综合市场为236个,水产品市场为93个,蔬菜市场为198个,干鲜果品市场为99个。然而,受公共卫生事件的影响,各类批发市场因人员密集且人流量较多,关停风险较大,如2020年6月13日,北京新发地农产品批发市场因疫情临时关停,2022年4月18日起,如皋市城北批发市场业务关停。此外,批发市场的货品多数从外地进货,供应商是否能正常供货、货物是否能按时运达均会对批发市场的正常经营情况产生较大影响。面对可能出现的供应中断和批发市场关停风险,如何采购生鲜农产品实现利润最大化成为了批发商必须考虑的问题。
目前针对农产品批发市场的研究较为缺乏,且主要聚焦于批发商的订货决策、定价机制、库存策略等,关于批发商设计农产品弹性供应链的研究较少。已有弹性供应链设计的研究为本文提供了重要借鉴,Klibi等对不确定性下的供应链设计问题进行了批判性的综述,讨论了威胁供应链不确定性的重大破坏性事件,并提出了不确定性下的供应链设计问题的主要研究方向。Maharjan等对弹性供应链网络的设计研究进行了系统综述,从货币价值、销售损失和需求满足三个方面对弹性策略的优势进行了说明,同时指出该领域仍处于起步阶段。许多研究者提出了不同的弹性策略,帮助抵御供应链中断风险造成的影响。弹性策略主要包括主动策略和被动策略,主动策略的主要作用是在供应链中断发生前能够保护供应网络,而被动策略的主要作用是在供应链中断发生时能及时调整供应链流程与结构。主动策略主要包括多源采购、多条运输渠道、设施分散等,被动策略主要包括备用供应商、安全库存等,两种策略互有交叉。
现有弹性供应链设计的研究更多是基于普通产品,并未涉及产品的易腐特性,考虑产品易腐性的研究依旧十分有限。在关于易腐产品的弹性供应链设计研究中,保质期短、易变质是生鲜农产品区别于其他产品的重要特征,Gholami-Zanjani等对生鲜农产品弹性供应链的设计进行了深入的研究,文献基于易腐农产品的特性,假设生鲜农产品变质函数为指数函数,通过分析潜在的中断风险,提出了多源采购、设施加固、后备供应商、增加容量等弹性策略以设计弹性供应链网络。但是该研究并没有涉及批发商采购中的大批量折扣定价等特点,且仅分析了变质函数为指数函数时的设计问题。Krishnan等考虑可持续性、易腐性、食物浪费定价和供应不确定性,提出了鲁棒多目标优化模型设计农产品供应链。但是该研究并未考虑为了抵御中断风险采取的弹性策略。Abbasian等建立了双目标规划模型,解决弹性可持续易腐食品供应网络中的位置、库存和路径问题,研究提出了动态定价和动态运输的弹性策略以应对供应链中潜在的运输中断风险。Zahir等研究了弹性危险品运输网络的设计问题,考虑危险品的易腐性和不确定性。但是该研究并未考虑潜在供应链网络中的供应和需求中断风险。上述研究主体大多为制造商或零售商,批发商大量采购某一两种农产品,在分销中心进行质量分级后销售给下游的零售商,此过程与制造商和零售商的采购、销售过程并非完全一致。
二、主要内容
本文考虑单产品、多周期的供应链设计问题:批发商会大批量、无差别地从供应商处采购生鲜农产品,运至分销中心进行质量分级;分级后的农产品运至批发商处并销售给零售商。供应商销售给批发商时会根据销售数量给予一定的价格折扣,现需确定采购农产品时的供应商和采购数量,选择的分销中心,农产品从供应商至分销中心、分销中心至批发商处的运输方案。本文研究的中断场景包括供应商中断、批发市场关停以及运输中断,并提出了多源采购、加固供应商、后备需求方以及后备供应商四种弹性策略以维持供应链的稳定,当批发市场关停时,批发商可将生鲜农产品处理给后备需求方。考虑产品分级过程能够更好满足下游零售商的精准需求,更符合当前农产品市场的经营情况。
研究通过蒙特卡洛抽样生成大量可行的中断场景并通过k-medoids聚类算法获得了代表中断场景,最后采用CPLEX求解器求解该模型。基于该经营模式,设置算例求解并进行敏感性分析,类似经营模式的批发商均可以进行相似分析,帮助批发商设计供应链以获得更大利润。
三、主要结论及政策建议
为了应对批发商经营过程中潜在的供应和需求中断风险,本文为其设计生鲜农产品的供应链模型,帮助批发商确定易腐产品的供应商、分销中心、后备供应商;确定产品从供应商至分销中心、分销中心至批发商、从后备供应商至批发商的采购情况以及批发商的销售量和库存量。本文分步将分段模型转化为了整数线性规划模型以求解,并采用蒙特卡洛抽样和k-medoids聚类获得了供应及需求中断场景。本文的算例分析主要得到了以下结论:(1)比较四个弹性策略可得,多源采购策略最能够提高批发商的期望利润、其次是加固供应商策略、再次是后备供应商策略,最后是后备需求方策略。(2)当中断强度较轻时,运输延误和批发市场关停对批发商的影响始终较小;当中断强度增大时,运输延误对生鲜农产品批发商的影响增大,批发市场关停对生鲜农产品的影响始终小于运输延误和供应商中断。(3)与市场需求无关,随着中断强度的增加,批发商的期望利润首先会大幅下降之后在低处波动。虽然上述结论是根据单个算例得出,但是此类经营模式的批发商均可做类似分析。该结论启示批发商应需要通过多源采购、后备供应商、冷链运输以及搭建固定客户、网络销售等方式维持批发商的正常经营,及时设计批发商生鲜农产品供应链以提高其利润。
四、边际贡献与未来拓展
与现有研究相比,本文的贡献是(1)设计了同时考虑需求供应中断、产品分级、折扣定价、易腐特性的农产品批发商弹性供应链网络模型;(2)在产品的新鲜度呈线性变化和指数变化两种情况下,分析不同定价策略批发商的利润变化;(3)同时考虑了多源采购、加固供应商、后备需求方以及后备供应商四种弹性策略,并采用蒙特卡洛抽样和k-medoids聚类获得了多种中断场景。
本文为批发商设计了单产品、多周期的弹性供应链网络。然而在现实情况下,批发商往往同时经营多种农产品,未来可以考虑多产品可相互替换的批发商弹性供应链网络的设计问题。
本文摘编自《系统工程理论与实践》2024年,第44卷,第2期论文《供应及需求中断下农产品批发商弹性供应链设计研究》(点击题目链接全文);
作者:李珠月, 山东大学 管理学院, 博士,研究方向:物流与供应链管理;赵培忻,山东大学 管理学院