供應鏈視角下食品安全風險控制研究

晚春東，秦志兵，吳績新

(1.紹興文理學院 商學院，浙江 紹興 312000； 2.國家海洋食品工程技術研究中心，遼寧 大連 116034)

一、引言

食品安全已經成為當今人類共同面臨的挑戰，也是中國國家安全的重要組成部分，事關廣大人民群眾的身心健康和生命安全，解決食品安全問題更是現階段我國的國家戰略之一。有效防控食品安全風險必須依賴于食品供應商、生產商、政府以及全社會的持續協同努力。大量研究表明，食品安全風險多發生于食品供應和加工環節，因而從食品供應鏈視角來破解食品安全問題十分必要。K Das等[1]提出了供應鏈風險準備和彈性措施的概念，構造了一個通過計劃和控制企業內部因素以創造出理想的風險彈性模型來避免潛在的風險并減輕風險后效應。C Lupo等[2]指出食品供應鏈風險是可以預防的，且應在食品經營者和監管當局的共同職責下實行一些強制預防措施。Y Liu等[3]構建了一個食品供應鏈風險管理情境評價模型，認為制度因素是食品供應鏈風險管理中最具影響的因素。顏波等[4]構建了水產品供應鏈質量風險控制協調模型，討論了最佳協作狀態下收益、質量保障水平及投資規模之間的關系。展進濤[5]運用結構方程模型與多層次回歸模型研究了轉基因信息特征對消費者轉基因食品安全風險預期的影響。馮朝睿[6]基于整體性治理視角，解析了我國食品安全監管系統，現階段我國食品安全監管存在著利益相關者關聯復雜、監管環節眾多、市場自我調節能力差的整體性問題。馬琳[7]針對中國政府食品安全規制同時面臨的主體碎片化、客體分散化、標準滯后性的規制失靈困境，從規制理念、方式、模式三方面提出了我國食品安全規制的趨向。利用博弈論方法研究食品安全風險調控問題，晚春東等[8]通過引入消費替代參數，構建了食品生產商和消費者之間的動態博弈模型。張國興等[9]以演化博弈模型為基礎，著重分析了以新聞媒體等作為主要參與者的第三方監管對政府監管部門與食品企業的影響機理。王中亮等[10]構建了食品企業與政府、消費者與食品企業之間的動態博弈模型。在對食品安全風險調控的研究中，對于食品安全的檢測一直被視為是一個影響食品質量安全的關鍵因素。費威[11]利用聲譽機制和規制理論，分析了品牌企業基于自身聲譽做出的關于食品安全的生產檢測等控制決策。Jining Wang等[12]設計了食品供應鏈中從食品生產者到消費者的食品安全風險擴散模型，并將食品抽檢率作為一個相應的控制指標，研究了抽檢率變化對食品安全風險擴散的影響。

綜上，現有研究大多重在對影響食品安全風險的因素進行單獨分析，重視食品供應鏈中產品質量安全的抽檢頻率卻忽視了抽檢的有效性及效率問題。為此，本文嘗試構建一個以食品原材料供應商和食品生產商為主體，政府監管部門為各利益方協調者的博弈模型，探究政府不同的監管概率下對食品生產商和供應商防控食品安全風險行為優化決策的影響。

二、基本假設與模型構建

在食品供應鏈中，原材料供應商和食品生產商分別處于上游供應和中游生產環節，且兩者所處的生產和經營環境具有復雜性、多變性和信息不對稱等特征，因而可以假定在食品生產商和原材料供應商的博弈中，它們都是有限理性者。不失一般性，假定原材料供應商和食品生產商都具備兩種策略。在原材料供應商節點，正常情況下，為擴大自己的銷量及搶占原材料供應的市場份額，并提高自己的知名度，此時其會選擇提供優質安全(H1)的食品原材料這個策略。但是對于某些原材料供應商來說，其或是為了通過降低原材料成本來獲取超額利潤，或是認為整個原材料供應市場有許多其它廠商都在提供劣質有害食品原材料，自己提供劣質有害原材料也無妨而選擇去向食品生產商供應劣質有害(L1)食品原材料這個策略。同樣的，對于食品生產商，生產優質安全的食品一方面可以大大提高自己的產品銷量，提升自己的市場份額；另一方面，生產優質安全的食品還可以大大提升自己的知名度，可以獲得很多隱性的社會福利。此時食品生產商會選擇生產優質安全(H2)食品這個策略。為了確保自己能夠生產優質安全食品，此類食品生產商會對其從上游原材料供應商處所購進的食品原材料進行抽檢。然而，在某些食品生產商看來，通過生產劣質有害食品可以降低自己的產品成本，在短時間可以搶占大量的市場份額并可以獲得短期的超額利潤，并且有其他廠商也在這樣做，自己何嘗不可。因此，其將選擇生產劣質有害(L2)食品這個策略。

對于食品原材料生產商，若其選擇提供優質安全的食品原材料，則不論食品生產商如何選擇，其都將獲得SH的利潤；若原材料生產商選擇提供劣質有害的食品原材料，同時食品生產商選擇生產優質安全食品時，在沒有外部監管及反饋的條件下不良供應商可以獲得的利潤為SL。但是政府監管部門會對食品原材料供應商的不法行為進行監管查處，gs為政府監管部門對其查處的概率，PGS為政府監管部門在查處后將會對其進行的處罰，因此，政府監管部門將會給不良原材料供應商帶來gsPGS的處罰。再者，為了確保自己能夠生產優質安全食品，選擇生產優質安全食品的生產商會對其從上游原材料供應商處所購進的食品原材料進行抽檢，其有效抽檢率為β(dm,em)，0≤βdm,em≤1，這里的有效抽檢率是指食品生產商對原材料供應商提供的原材料進行抽檢，并且在原材料供應商提供劣質有害食品原材料時一定可以識別出其不法行為的概率。有效抽檢率β(dm,em)是由食品生產商的抽檢意愿dm和其有效技術設備投入率em所決定，抽檢意愿是指食品生產商想要對上游供應商提供的食品原材料進行質量安全抽檢，并將其付諸于行動的主觀意識，而有效技術設備投入率是指生產商購進先進的檢測技術設備并將其正常投入使用的行為概率，0≤dm≤1，0≤em≤1。在選擇生產優質安全食品的生產商抽檢到劣質有害原材料時，將會對原材料供應商進行PMS的處罰，因此不良食品原材料供應商將會受到優質食品生產商的處罰的期望值為β(dm,em)PMS。根據以上分析，在原材料生產商選擇提供劣質有害的食品原材料，同時食品生產商選擇生產優質安全食品時，其可獲得的最終利潤為SL-gsPGS-β(dm,em)PMS；若原材料生產商選擇提供劣質有害的食品原材料，同時食品生產商選擇生產劣質有害食品時，由于此時食品生產商基于節約成本的考慮將不會對其提供的原材料進行抽檢，原材料供應商將只受到政府監管部門的監管，因此在這種情況下，其可以獲得的利潤為SL-gsPGS。

對于食品生產商而言，若其選擇生產優質安全食品，同時原材料供應商選擇提供優質安全食品原材料，食品生產商將獲得MH-CM的利潤，其中MH為食品生產商將優質安全食品出售給食品經銷商可以獲得的利潤，CM為食品生產商進行抽檢時所耗費的成本；若食品生產商選擇生產優質安全食品，而原材料供應商選擇提供劣質有害食品原材料，此時，由于其對原材料供應商的不法行為進行抽檢，食品生產商耗費了CM的檢測成本，同時得到了β(dm,em)PMS的處罰收入，對于選擇生產優質安全食品的生產商來講，其處罰收入至少要大于其檢測成本，因此我們可以假定此時的βdm,emPMS>CM，并且其還可以從其他原材料供應商處得到相應的原材料供應，其依然可以得到MH-CM的利潤。在此種條件下，食品生產商可以獲得的利潤總額為MH-2CM+β(dm,em)PMS；若食品生產商選擇生產劣質有害食品，其不法行為可能會受到政府監管部門的監管查處，gm為政府監管部門將其查處的概率，PGM為政府監管部門在查處后將會對其進行的處罰，因此政府監管部門將會給其帶來gmPGM的處罰。再者，由于選擇生產劣質有害食品的食品生產商一般不會對其所購進的原材料進行檢驗，則食品生產商選擇生產劣質有害食品時，不論原材料供應商如何選擇，食品生產商可以獲得的利潤均為ML-gmPGM。根據以上假設，可以構造博弈支付矩陣如表1 所示。

表中α表示原材料供應商提供優質安全食品原材料的概率，1-α表示其提供劣質有害食品原材料的概率。μ表示生產商生產優質安全食品的概率，1-μ表示其生產劣質有害食品的概率，0≤α,μ≤1。

表1 食品原材料供應商和食品生產商的博弈支付矩陣

根據博弈模型，原材料供應商若選擇提供優質安全的食品原材料時可得的期望利潤為πSH1，若選擇提供劣質有害的食品原材料時可得的期望利潤為πSL1，于是可得原材料供應商的總期望利潤ES=απSH1+ 1-απSL1。同理，食品生產商若選擇生產優質安全食品時可得的期望利潤為πMH2，若選擇生產劣質有害食品時可得的期望利潤為πML2，進而可得食品生產商的總期望利潤EM=μπMH2+(1-μ)πML2。

經相應簡單計算，并依據Malthusian 方程[13]，可得原材料供應商提供優質安全食品原材料時的復制動態方程為：

(1)

類似地，可得食品生產商選擇生產優質安全食品時的復制動態方程為：

(2)

由微分方程的性質可以發現，只有滿足一定的條件才可以使方程達到穩定狀態。因而，只有滿足下述條件(3)，才可使食品原材料供應商和食品生產商的策略達到穩定狀態。

(3)

三、基于有效抽檢率的系統演化博弈分析

根據系統穩定性的性質，對于由式(1)和(2)組成的動力學系統，由復制動態方程得到的均衡點并不一定是整個系統的演化穩定策略，即ESS策略。系統演化均衡點的穩定性可通過雅可比矩陣的局部穩定性來進行分析，根據文獻[8]，若用J表示雅可比矩陣，則有：

其中：

只有滿足r11+r22<0且r11r22-r21r12>0的局部穩定條件的復制動態方程的平衡點，才能成為演化策略的均衡點( ESS) ，在此條件下，通過計算分析可以得到如下結論：

以上演化博弈相位圖如下：

圖1 結論(1)系統演化動態相位 圖2 結論(2)系統演化動態相位 圖3 結論(3)系統演化動態相位

圖4 結論(4)系統演化動態相位 圖5 結論(5)與(6)系統演化動態相位

四、演化博弈結果分析

然而在實際中，考慮到過高的監管概率無疑會快速并大幅增加監管成本，這很可能會使政府監管部門因無力承擔而難以有效持續下去。因而，在有限的監管資源約束下，為對食品質量安全風險進行有效控制，可將結論(5)和(6)的均衡策略作為優先備選方案。對于那些監管資源較為缺乏的食品監管部門，可以根據結論(6)，在通過保持對食品生產商較高的監管概率并使其對食品原材料供應商維持較高的有效抽檢率條件下，可以適當的降低對原材料供應商的監管概率。而對于那些各項資源均較為充足的食品監管部門，可以結論(5)為依據，同時對食品生產商和原材料供應商維持較高的監管概率。

五、算例分析

(1)當β<0.33-1.17gs，gs<0.29-0.86β，且gm<0.44-0.67β時，不妨取β=0.2，gs=0.1和gm=0.1。在使用Matlab軟件進行仿真分析時，橫軸表示概率α，縱軸表示概率μ，得到演化軌跡如圖6所示。可以發現，若政府監管部門對食品生產商和原材料供應商的監管概率都很小，且食品生產商的有效抽檢率也較小，則演化均衡狀態將趨于(0，0)點。

(2)當β<0.33-1.17gs，gs<0.29-0.86β，且gm>0.33時，不妨取β=0.2，gs=0.1和gm=0.7。通過仿真分析，得到演化軌跡如圖7所示。可以發現，若政府監管部門對食品生產商的監管概率較高，但食品生產商的有效抽檢率較小且政府監管部門對原材料供應商的監管概率很低，雖然圖中趨勢不是十分明顯，但依然可以發現演化均衡狀態將趨于(0，1)。

(3)當β>0.33-1.17gs，gs<0.29且0.44-0.67β

(4)當β<0.67-1.5gm，gs>0.29且gm<0.44-0.67β時，不妨取β=0.2，gs=0.5和gm=0.1。通過仿真分析，得到的演化軌跡如圖9所示。可以發現，若政府監管部門對原材料供應商的監管概率較高，但即使食品生產商的有效抽檢率和政府監管部門對食品生產商的監管概率都較低，演化均衡狀態仍將趨于(1,0)點。

(5)當gs>0.29且gm>0.33時，不妨取β=0.5，gs=0.5和gm=0.7。通過仿真分析，得到的演化軌跡如圖10所示。可以發現，在政府監管部門對食品生產商和原材料供應商的監管概率都較高時，演化均衡狀態將趨于(1,1)點。

(6)當β>0.33-1.17gs，gs<0.29且gm>0.33時，不妨取β=0.4，gs=0.2和gm=0.7。通過仿真分析，得到的演化軌跡如圖11所示。可以發現，在有效抽檢率和政府監管概率較高時，即使政府監管部門對原材料供應商的監管概率較低，也會使演化均衡狀態趨于(1,1)點。

圖6 情況(1)下系統演化軌跡 圖7 情況(2)下系統演化軌跡 圖8 情況(3)下系統演化軌跡

圖9 情況(4)下系統演化軌跡 圖10 情況(5)下系統演化軌跡 圖11 情況(6)下系統演化軌跡

六、主要結論與建議

在對食品供應鏈中原材料供應商與食品生產商之間的動態演化博弈分析和算例仿真分析中發現：當政府監管部門對食品生產商和原材料供應商的監管概率都較高時，供應商將提供優質安全的食品原材料，同時食品生產商將選擇生產優質安全的食品；當政府監管部門對食品生產商維持一個較高的監管概率，并且食品生產商對原材料供應商的有效抽檢率也保持在一個較高的水平時，即使政府監管部門對原材料供應商的監管概率較低，也可以保證供應商提供優質安全的食品原材料，同時生產商生產優質安全的食品。

為切實降低供應鏈環境下的食品質量安全風險，促使廣大供應商和生產商提供優質安全產品，需要構建一個食品生產商、供應商和政府多方合作博弈格局，具體建議如下：

一是要大力加強政府對食品生產商和供應商的雙重監管，提升監管效率。政府應明確界定食品安全風險的監管主體及其責任，建立科學合理的監管制度與激勵機制，努力根除監管者與食品生產經營者的合謀動機，切實提升食品監管者的責任意識、法律意識和安全意識。根據風險防控實際需要及政府財力情況，合理制定年度監管預算，結合轄區內當前食品安全的整體形勢和重點食品安全風險情況，確定不同食品的監管頻次，并保證監管概率和力度達到有效水平，消除食品生產商和原材料供應商各自的違法與敗德行為或合謀動機，堅決遏制重特大食品質量安全事故的發生。

二是要大力強化政府部門對食品生產商的監管力度，督促和鼓勵其努力提高有效抽檢率。食品生產商對原材料供應商的有效抽檢率受其抽檢意愿和有效技術設備投入率的雙重耦合影響。只有當二者同時達到一定水平時才能得到較高的有效抽檢率。因此，政府可通過定期對生產商進行食品安全風險培訓、強化責任意識、加大違法成本等措施促使其提高抽檢意愿，考慮對檢測技術設備投資提供必要的補貼以降低檢測成本，激勵生產商提高有效技術設備投入率，促進政府監管與企業檢測協同，從而可有效降低供應鏈環境下的食品安全風險。

三是要加快推進食品安全風險檢測技術創新。完善國家食品產業政策，增加風險檢測研發投入，鼓勵開展食品檢測技術創新，以創新驅動降低檢測成本，提高檢測精度和速度，增強食品生產企業檢測意愿，實現食品中所有影響質量安全的重要風險因素檢測的全覆蓋，從而促進食品供應鏈上各節點積極主動應用方便、快捷和高效的檢測技術，提升有效檢測概率。實踐證明，檢測技術創新是降低食品供應鏈質量安全風險的重要和根本手段。

四是要大力推進食品安全風險檢測及聯防聯控機制創新。充分依托現代信息技術構建“互聯網+”行政監管平臺，提高食品供應鏈上下游節點的信息透明度和自律性，努力降低監管成本，促使監管者根據實際情況適度提高對劣質有害食品生產商和原材料供應商的監管概率。成立國家分級第三方認證與檢測誠信聯盟，引入第三方檢測與監管主體。利用聯盟的誠信度和權威性，使得通過認證檢測的企業產品能夠獲得誠信與優質的高額回報，大幅增加提供優質安全食品的生產者和原材料供應商的利潤水平SHSH和MHMH，同時大幅降低劣質有害原材料供應商和食品生產者的利潤水平，使有害廠商在市場競爭中逐漸無利可圖甚至虧損，最終迫使其退出市場。盡快形成政府主導下多元主體參與的防控食品質量安全風險的社會共治格局，進而可抑制供應鏈運行中的食品安全風險，共同維護全社會的食品安全。