基于Shapley值模型的農產品供應鏈節點間的利益分配研究

周業付

摘要：針對農產品供應鏈中利益分配不公平問題，構建了Shapley值法的利益分配模型，并以江西省蛋雞產業為實例進行了相應的實證分析。結果表明，Shapley值模型能夠有效地實現農產品供應鏈節點間利益分配公平性，維持供應鏈合作聯盟的持續性和穩定性。最后，提出了相應的政策建議。

關鍵詞：農產品供應鏈；Shapley值；利益分配

中圖分類號：FF326.6；F224.32 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）04-1039-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.04.056

The Interests Distribution among the Agricultural Products Supply Chain Nodes

Based on the Shapley Value Model

——The Empirical Study of Laying Hens Industry in Jiangxi Province

ZHOU Ye-fu

（School of Economics and Management，Jiujiang University，Jiujiang 332005， Jiangxi， China）

Abstract： In view of the unfair distribution of benefits of agricultural products supply chain， a Shapley model of profit allocation method was constructed， and taking the Laying hens industry of Jiangxi province as examples for the corresponding empirical analysis. Results showed that the Shapley model could realize the fairness of interest distribution， and maintain the continuity and stability of supply chain alliance cooperation effectively among nodes of agricultural products supply chain. Finally， the corresponding policy and recommendations were put forward.

Key words： agricultural supply chain； Shapley value； profit distribution

中國是農業生產大國，農產品是國民經濟的重要組成部分，完善的農產品供應鏈是促進中國農業發展的重要保障。農產品供應鏈是指為了滿足消費者對農產品的需求，實現農產品的價值而進行的農產品物質實體由農產品生產者到消費者的轉移活動，涉及到農產品供應企業、農產品生產企業、農產品加工企業和農產品零售企業等。黨和政府高度重視農業的發展問題，從2004年起，中央“一號文件”已連續12年聚焦“三農”問題。2015年中央“一號文件”重點關注了農產品流通方式、增加農民收入和完善農產品價格。中國行業咨詢網中的《2014年中國農產品價格中存在的問題及對策淺析》指出，當前中國農產品價格競爭激烈、價格波動性大，中間經銷商基本壟斷了價格，導致農產品供應鏈中農民利益受損，不利于農民生產和經營。在這種背景下對中國農產品供應鏈節點間的利益進行研究，找出各節點企業利益分配的合理方案，從而提高農產品供應鏈的運作效率，具有重要實際意義。

1 研究現狀

通過文獻研究分析可知，農產品供應鏈管理的研究和實踐相對較早，主要集中于以下幾方面：一是風險管理。嚴波等提出在物聯網環境下，農產品供應鏈風險影響因素有信息安全風險、信譽風險及配送風險，加強信息監管力度，提高自身信譽度，加強信息共享，保證信息安全，加快基礎設施建設等措施能在很大程度上規避物聯網環境下的農產品供應鏈風險；周三元等[1]基于供應鏈的視角，運用層次分析法對農產品質量安全風險的影響因素進行定量分析。二是供應鏈管理。Regnier E、但斌等[2]通過建立不利天氣影響下的供應鏈利潤模型，設計出一種與天氣指數相關的“風險分擔+回購”的組合式契約，激勵農產品生產商提高并達到系統最優的努力水平，進而有效地提高農產品質量和產量，從而在一定程度上可降低不利天氣的影響，有效保障優質農產品的穩定供應。三是優化決策。李曉宇等[3]以三級農產品供應鏈為研究對象，在非對稱信息條件下進行動態博弈，研究表明非對稱信息條件下農產品供應鏈上的參與者之間存在一定的道德風險，加工商由于農產品的質量信息和需求信息的難以獲得性而受到了利益損失。

目前，國內外對利益分配的研究方法較多，從供應鏈視角研究成員企業的利益分配問題也開始被關注。國外對于利益分配的研究，主要從以下兩個方面進行：一是供應鏈利益分配方法和結構。Morasch[4]提出了適當的委托機制，分析了在不同供應鏈結構下成員企業的利益分配結構。二是供應鏈利益分配模型和分配風險。Jochen[5分析了供應商與采購商的Stackelberg博弈模型，并將博弈結論推廣到多個供應商和多個采購商的條件下進行分析，論證了不同供應鏈協議對博弈各方的價值也不同。

國內關于供應鏈利益分配方面的研究中，主要集中在兩個方面：一是分配的模型構建。薛婷[6]針對農產品供應鏈利益分配的現實缺陷，提出了將考慮風險修正因子的Shapley值法作為優化后的分配機制，并通過數值算例驗證了該分配機制的可行性。二是基于博弈的供應鏈利益分配的方法運用。任志成[7]針對外貿出口供應鏈中的利益分配問題，運用博弈理論分析獨立決策和合作決策下的定價及利潤關系，得出合作決策不僅使供應鏈系統收益提高，而且消費者也可從中獲益的結論。

綜上所述，目前國內外學者對農產品供應鏈的研究主要集中在風險管理、供應鏈管理、優化決策三方面。關于農產品供應鏈利益分配機制方面缺乏較深入的研究，而且當前對于農產品供應鏈的研究主要局限在運作模式的構建以及風險管理等方面，關于農產品供應鏈模式的利益分配研究很少。因此，開展此項研究具有一定的理論和現實意義。

2 模型構建

關于供應鏈中利益公平分配問題的解決，主要涉及界定供應鏈中可分配利益、確定供應鏈利益分配方法、度量各成員節點對供應鏈的貢獻率、對具體分配過程中出現的利益沖突進行協調和再分配四類。

一般來說，n人合作博弈有很多解，如何獲得一個更合理的惟一解是解決利益公平分配問題的關鍵。n人合作博弈對策的解是對總體聯盟所獲得利益的一個分配方案。

針對多人合作對策的解的問題，1953年Shapley等[8]從有效性公理、對稱性公理和可加性公理出發，提出了Shapley值法，并證明了對任意n人合作對策，Shapley值惟一存在。

Shapley值法的基本思想和基本模型為：設由n個參與成員構成的集合N={1，2，…，n}，參與成員組成的一個聯盟被定義為N的子集S={1，2，…，k}，S？奐N。若對應的實值函數V（S）滿足：

V（？準）=0V（S1∪S2）≥V（S1）+V（S2），S1∩S2=？準

則稱[N，V]為n人合作博弈對策，其中實值函數V（S）為聯盟S的特征函數，表示聯盟S通過協調其他成員的能力可以保證得到的最大收益。

記惟一存在的向量函數？椎={？椎1（V），？椎2（V），…，？椎n（V）}為合作聯盟的分配向量，其中？椎i（V）表示第i個成員在合作博弈[N，V]中應該獲得的期望報酬，為一個分配方案，計算公式如下：

？椎i（V）=■w（|S|）[V（S）-V（S-{i}）]，i=1，2，…，n

w（|S|）=■

以上公式即為Shapley值利益分配模型，其中|S|是聯盟S中所含成員個數，V（S-{i}）是子集S中除去第i個成員后能夠保證得到的最大收益，w（|S|）可看成是加權因子。

Shapley值是一個概率值，這一數學方法認為應該按參與主體對聯盟的邊際貢獻來進行利益分配，既考慮了合作聯盟的效率又考慮了利益分配的公平，反映了個體在集體中的重要程度，被認為是對合作博弈一個公平的分配辦法。

3 實證分析

江西穗昌禽業科技有限公司的“龍頭企業+農戶”養殖模式（簡稱“龍頭企業”模式）是該省蛋雞養殖模式的典型案例之一。該公司現有養殖基地8.93 hm2，擁有存欄蛋雞30萬羽，公司把先進的養殖防疫技術、工藝設備、品牌優勢等和廣大農戶閑散的勞力、資金等有機地結合起來，建立了“周期股份制”，現已建成全省工藝流程最合理、規模最大、機械化程度最高的專業性商品蛋雞養殖基地。

如果蛋雞養殖戶不與龍頭企業、養殖協會合作，他們絕大部分是將雞蛋、淘汰雞的主要蛋雞產品交由收購商（經紀人）統一收購，收購商（經紀人）出于自身利益的考慮，為最大限度地賺取中間差價，就會盡最大努力地與養殖戶討價還價，最終壓縮了蛋雞養殖戶的利潤空間。根據經典Shapley值法，非合作條件下江西穗昌禽業科技有限公司蛋雞供應鏈各節點的利潤分配方案如表1所示。

如果蛋雞養殖戶、龍頭企業、養殖協會兩兩之間相互合作，建立起供應鏈合作聯盟，龍頭企業與蛋雞養殖戶簽訂購銷契約合同，負責向養殖戶統一收購全部雞蛋（或淘汰雞）和供應全部雞苗、飼料及加工屠宰服務；蛋雞養殖戶加入養殖協會成為會員，由協會統一提供有償疫苗和技術服務。為計算方便，假定聯盟下蛋雞養殖戶向龍頭企業提供的所有蛋雞產品價格都優惠5%；龍頭企業、養殖協會向蛋雞養殖戶提供的所有資源要素價格都優惠10%，向批發零售商提供的所有蛋雞產品價格都優惠3%。將蛋雞養殖戶、龍頭企業、養殖協會和批發零售商等4個節點構成的蛋雞供應鏈記為N={1，2，3，4}，將各節點組成的聯盟記為S={1，2，…，k}（1≤k≤4），S？哿N。這樣，每一個節點成員可參與的聯盟形式有8種。根據經典Shapley值法，合作聯盟下江西省蛋雞供應鏈中養殖戶節點的利潤分配方案計算過程如表2所示。

則？椎i（V）=■w（|S1|）[V（S1）-V（S1-{i}）]=

833.43萬元

同理可以計算得到合作聯盟下蛋雞供應鏈中其他利益節點的利潤分配方案。

從計算結果可以看到，蛋雞供應鏈各節點最佳合作策略的利潤分配向量為（833.43，953.54，383.25，

824.96），供應鏈聯盟的總收益=2 995.18萬元。

從上述分析結果可以看出，通過Shapley值法分配方案，江西省蛋雞產業供應鏈各節點利潤分配結果滿足個體理性及整體理性，能夠保證蛋雞養殖戶、龍頭企業、養殖協會及批發零售商在供應鏈合作中的積極性和穩定性。

4 政策建議

1）建立和完善農產品供應鏈價格監測預警和信息引導體系，加強與農戶的交流溝通。政府部門應及時采取有效經濟措施，以市場調節為手段，積極建立和完善以農產品價格為核心的價格數據監測預警體系，進一步加強農產品供應鏈各環節價格的實時動態信息統計與監測分析。同時，還必須及時、準確地發布相關預警信息，強化生產監測與信息引導，使農戶充分掌握市場行情，引導農戶科學調整生產結構。

2）提高農產品供應鏈價格傳導效率，增強價格預測與決策的科學性。農戶進行農產品生產決策或政府部門制定相關政策和進行價格預測時，應該根據農產品供應鏈價格系統內部的變化關系，考慮各種可能的影響因素進行價格預測，以增強價格預測的科學性。同時，相關政府部門還應采取相應的拓展價格信息發布與傳播渠道，健全價格信息發布與傳播網絡等政府措施，保證農產品供應鏈各環節價格傳導的順暢，提高價格傳導的效率。

3）完善農產品資金扶持體系，努力增加對農戶的經濟損失補貼。在農產品供應鏈價格系統出現異常波動后，政府應及時采取有效經濟措施，充分發揮補貼資金杠桿作用，完善農產品資金扶持體系，采用更加靈活的補貼政策，積極探索多種模式的保險補償方式，多渠道降低農戶遭受的經濟損失，提高農戶生產的積極性，穩定農產品市場的價格，保持農產品健康發展。

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