基于物元可拓法和Vague集的農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈風(fēng)險評估

遠(yuǎn)亞麗 （上海中僑學(xué)院 經(jīng)濟與管理學(xué)院，上海 201514）

0 引言

近年來，我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化積聚了豐厚的物質(zhì)條件和技術(shù)基礎(chǔ)。然而，千百年來一家一戶的小農(nóng)生產(chǎn)從業(yè)人員仍然占我國農(nóng)業(yè)人數(shù)80%以上，嚴(yán)重阻礙了我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。從農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)者到批發(fā)商、零售商，最后到消費者的過程中存在著參與主體眾多、信息化水平低等諸多問題。將先進(jìn)的信息技術(shù)融入到農(nóng)業(yè)中，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，有助于優(yōu)化資源配置，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率。2016年中央一號文件指出，“大力推進(jìn)‘互聯(lián)網(wǎng)+’現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)等現(xiàn)代信息技術(shù)，推動農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈改造升級”。

曹紅玉[1]（2017）提出智慧供應(yīng)鏈為通過結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及現(xiàn)代供應(yīng)鏈管理的理論、方法和技術(shù)，在企業(yè)內(nèi)部或不同企業(yè)間構(gòu)建的，以實現(xiàn)供應(yīng)鏈管理的自動化、信息網(wǎng)絡(luò)化以及智能化的綜合集成系統(tǒng)。農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈的核心是運用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)手段，打破信息的不對稱，使農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)者到消費者的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)無縫對接。目前，國內(nèi)學(xué)者從體系的構(gòu)建、運作模式、利潤分配對智慧供應(yīng)鏈進(jìn)行了研究，薛楠等[2]（2015）構(gòu)建了京津冀農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈；趙振強等[3]（2019）分析農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈需解決的關(guān)鍵問題，提出農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈的運作模式；滕鄭[4]（2019）分析了農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈利潤分配的影響因素，構(gòu)建了農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈，基于改進(jìn)Shapley值模型進(jìn)行利潤的分配。新技術(shù)的應(yīng)用，不可避免的給農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈帶來新的風(fēng)險，本文以農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈風(fēng)險評估為課題，提升農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈風(fēng)險管理水平。

國內(nèi)外學(xué)者對農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈風(fēng)險的研究取得了一定的成果，但鮮見農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈風(fēng)險的評估。Tah J等[5]（2001）提出農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈等級風(fēng)險統(tǒng)計結(jié)構(gòu)的描述方法；李遠(yuǎn)遠(yuǎn)等[6]（2017）從種植、組織、流通、加工、供應(yīng)、需求、環(huán)境七個方面構(gòu)建了農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈風(fēng)險評價指標(biāo)體系，通過ANP確定指標(biāo)權(quán)重，運用Fuzzy進(jìn)行風(fēng)險評價；張東東[7]（2018）采用模糊影像圖對農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈進(jìn)行評價，計算風(fēng)險概率分布，得出風(fēng)險因素小波動時的風(fēng)險損失；張成等[8]（2019）構(gòu)建了農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈風(fēng)險三級指標(biāo)體系，運用層次分析法與模糊綜合評判法對農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈進(jìn)行定量評估；賈江鳴等[9]（2018）通過社會網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分析生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈風(fēng)險網(wǎng)絡(luò)特征，探究風(fēng)險形成的內(nèi)在機制，并對風(fēng)險進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化和控制。上述成果對農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈風(fēng)險進(jìn)行評價運用到不同的方法，為本文的研究提供一定的借鑒參考。農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈的風(fēng)險評估具有模糊性，而Gau和Buehrer[10]（1993）提出的Vague集，兼顧真隸屬度、假隸屬度和猶豫度，對模糊信息處理更加精確靈活。本文利用物元可拓法和Vague集對農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈風(fēng)險進(jìn)行評估，豐富風(fēng)險評估理論，拓展物元可拓法和Vague集的應(yīng)用空間。

1 相關(guān)概念

1.1 Vague集

1.1.1 Vague集的定義[11]。設(shè)U為論域，x為其中的一個元素，U的一個Vague集A用真隸屬度函數(shù)tA和假隸屬度函數(shù)fA表示，且表示x∈A的證據(jù)的隸屬度下屆，從支持x的證據(jù)導(dǎo)出，fA（x）表示反對x∈A的證據(jù)的隸屬度下屆，從反對x的證據(jù)導(dǎo)出，不確定部分為x相對于A的猶豫度，πA（x）的值越大，則x相對于A的未知信息越多，稱 ［tA（x）,1-fA（x）］為點x關(guān)于A的Vague值。Vague值同時表示了支持、反對x∈A證據(jù)的隸屬程度和未知程度。例如10人投票，其中，投支持的有5票，投反對的有4票，棄權(quán)的有1票，由上面關(guān)于Vague集的定義可得，tA（x）=0.5，fAA在點x的Vague為

1.1.2 Vague集風(fēng)險評估矩陣。設(shè)風(fēng)險評估等級有“低風(fēng)險、較低風(fēng)險、一般風(fēng)險、較高風(fēng)險、高風(fēng)險”五個等級，設(shè)風(fēng)險評估指Ai的二級指標(biāo)Aij的風(fēng)險評估集為Vi，則構(gòu)造風(fēng)險評估指標(biāo)集Aij與Vi之間的Vague集評估矩陣Ri：

式中，rinm（m=1～ 5 ）表示二級指標(biāo)Aij關(guān)于評估集的相應(yīng)評估，其中，rijm=［tijm,1-fijm］。然后，邀請農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈領(lǐng)域的風(fēng)險評估專家對每個評估指標(biāo)進(jìn)行評估，并對所得結(jié)果進(jìn)行歸一化處理，得到tijm,1-fijm的值。

1.2 物元可拓法

1.2.1 物元矩陣的定義。可拓法是1983年我國學(xué)者蔡文創(chuàng)立的一門新興學(xué)科，從定性和定量的角度解決復(fù)雜的問題。在可拓法中，物元是描述事物的基本元，其一般形式為：

式中，R表示物元矩陣，N表示事物，V表示量值，設(shè)農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈風(fēng)險評估等級為m，風(fēng)險評估指標(biāo)數(shù)目為n，則物元矩陣為：

1.2.2 經(jīng)典物元矩陣。用物元矩陣的定義以及風(fēng)險評估指標(biāo)的取值范圍可得經(jīng)典域物元矩陣，用Rα表示，如下：

式中，Nα表示標(biāo)準(zhǔn)事物，Ci表示事物特征，表示該物元矩陣的特征值，其取值利用區(qū)間數(shù)表示。

2 農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈風(fēng)險評估

2.1 風(fēng)險評估指標(biāo)體系的建立

進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈風(fēng)險評估需要建立科學(xué)的評估指標(biāo)體系，關(guān)于農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈的風(fēng)險，學(xué)者研究比較少，本文結(jié)合該領(lǐng)域的專家意見以及參考文獻(xiàn)[12-13]，篩選出主要的風(fēng)險影響因素，構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈風(fēng)險評估體系，如表1：

表1 農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈風(fēng)險評估指標(biāo)體系

2.2 風(fēng)險評估模型

2.2.1 評估指標(biāo)權(quán)重的確定。農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈風(fēng)險評估指標(biāo)對最終風(fēng)險的影響程度不同，因此需要確定各指標(biāo)的權(quán)重。目前，確定指標(biāo)權(quán)重的方法有德爾菲法、熵權(quán)法、層次分析法等。本文采用層次分析法確定各風(fēng)險評估指標(biāo)的權(quán)重。層次分析法，是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)理論和多目標(biāo)綜合評價方法的一種層次權(quán)重決策分析方法，具體的步驟見文獻(xiàn)[11]。

2.2.2 基于物元可拓法和Vague集的風(fēng)險評估模型。根據(jù)上文物元可拓理論和Vague集理論，對農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈進(jìn)行風(fēng)險評估時，把待評估的農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈風(fēng)險等級作為物元事物，以各項評估指標(biāo)以及相應(yīng)的評估值構(gòu)造可拓物元。風(fēng)險評估指標(biāo)的量值Vmn采用Vague值表示。由于風(fēng)險評估值越大意味著風(fēng)險越大，因此指標(biāo)屬于正向指標(biāo)，所以歸一化的指標(biāo)量值為：

其中：ymj表示第m個等級的第j項指標(biāo)的歸一化量值，maxVmj表示Vmj中的最大值，本文中各項指標(biāo)的量值采用Vague集表達(dá)，所以本文借鑒Chen和Tan提出的Vague集記分函數(shù)作為排序規(guī)則，設(shè)第m個等級第j項風(fēng)險評估指標(biāo)的Vague集量值計分函數(shù)為：

采用區(qū)間數(shù)除法運算規(guī)則：

得到農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈風(fēng)險評估的歸一化矩陣如下：

標(biāo)準(zhǔn)可拓物元Rb從歸一化的可拓物元Rg中各風(fēng)險評估指標(biāo)的最大值或最小值確定，Rg中各評估指標(biāo)量值已經(jīng)歸一化，且量值都采用區(qū)間形式，所以本文中Rb取Rg中各風(fēng)險指標(biāo)的最大值為［1,1］。

2.2.3 基于Vague集歐式貼近度的風(fēng)險評估。設(shè)風(fēng)險待評估物元中任一評估指標(biāo)i與標(biāo)準(zhǔn)可拓物元對應(yīng)同一指標(biāo)的Vague值分別為（x,y），以Zi（x,y）表示兩者之間的貼近度，本文借鑒文獻(xiàn)[14]中的方法計算貼近度：

根據(jù)上式計算出貼近度后，結(jié)合利用AHP求得的各風(fēng)險評估指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行評估，各風(fēng)險評估指標(biāo)等級的歐式貼近度為：

根據(jù)上式求得的歐式貼近度，對農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈風(fēng)險五個評估等級進(jìn)行排序，然后選擇歐式貼進(jìn)度最大的評估等級作為最終結(jié)果。

3 實證分析

本文選取某地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品市場進(jìn)行智慧供應(yīng)鏈風(fēng)險評估，首先選取既熟悉農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈管理理論，又熟悉物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)的10名專家，利用層次分析法對表1中所列的二級指標(biāo)利用1～9標(biāo)度法[11]，進(jìn)行兩兩比較，建立判斷矩陣，計算各指標(biāo)權(quán)重：可以看出，其中，“信息檢測設(shè)備故障風(fēng)險”、“信息網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定性風(fēng)險”、“計算機技術(shù)風(fēng)險”權(quán)重比較大。

3.1 構(gòu)造風(fēng)險評估Vague集矩陣

利用上文選取的既熟悉農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈管理理論，又熟悉物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)的10名專家對二級風(fēng)險評估指標(biāo)按照“高風(fēng)險、較高風(fēng)險、一般風(fēng)險、較低風(fēng)險、低風(fēng)險”五個等級進(jìn)行選擇，且允許專家作放棄評估。如10位專家對“農(nóng)產(chǎn)品安全風(fēng)險”這個二級指標(biāo)進(jìn)行評估，2人選擇“高風(fēng)險”，2人選擇“較高風(fēng)險”，1人選擇“一般風(fēng)險”，2人選擇“較低風(fēng)險”，2人選擇“低風(fēng)險”，1人選擇放棄，則其它風(fēng)險評估指標(biāo)按照此法類推，可得二級評估指標(biāo)的Vague集，如表2。

3.2 構(gòu)造歸一化風(fēng)險評估指標(biāo)矩陣

按照式（1）對風(fēng)險評估的5個等級相應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行排序，按照區(qū)間數(shù)除法規(guī)則式（2），得到農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈風(fēng)險評估歸一化矩陣如下：

表2 風(fēng)險專家對各二級評估指標(biāo)的Vague值評語

3.3 構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)可拓物元Rb

本文Rb取個風(fēng)險評估指標(biāo)評估量值的最大值1,［］1，則：

3.4 計算歐式貼近度

根據(jù)式（3）計算五個風(fēng)險評估指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)可拓物元相應(yīng)指標(biāo)的貼近度，則貼近度物元矩陣如下：

根據(jù)AHP求得的二級風(fēng)險評估指標(biāo)的權(quán)重以及式（4），求得“高風(fēng)險”、“較高風(fēng)險”、“一般風(fēng)險”、“較低風(fēng)險”、“低風(fēng)險”五個風(fēng)險評估等級的歐式貼近度由此可得，農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈為高風(fēng)險。

3.5 結(jié)果分析

根據(jù)上文得農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈風(fēng)險為高風(fēng)險，且由貼近度物元矩陣得到“信息監(jiān)測設(shè)備故障風(fēng)險”、“信息采集誤差風(fēng)險”、“信息安全風(fēng)險”、“計算機技術(shù)風(fēng)險”、“外部協(xié)作風(fēng)險”都屬于高風(fēng)險，“信息網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定性風(fēng)險”屬于較高風(fēng)險，從而可以看到這些風(fēng)險都與物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)等現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用有關(guān)，“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，這些技術(shù)推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的改造升級，也帶來了新的風(fēng)險，因此應(yīng)該采取一些措施，加強風(fēng)險的防范：第一，在推動智慧農(nóng)業(yè)連發(fā)展的過程中，加大農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈的硬件設(shè)施設(shè)備的投入，并完善其服務(wù)。通過監(jiān)控功能系統(tǒng)，根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)獲取的植物生長環(huán)境信息，如監(jiān)測土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、光照強度、植物養(yǎng)分含量等參數(shù)。第二，搭建一體化的智慧農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈信息平臺。整合政府、農(nóng)戶、IT企業(yè)、電信運用商等組織機構(gòu)，構(gòu)建信息平臺，提高信息傳遞的效率，降低信息采集的誤差，加快智慧供應(yīng)鏈的發(fā)展。第三，選擇合適的供應(yīng)鏈合作伙伴，降低外部協(xié)作風(fēng)險。在農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈發(fā)展過程中，合作伙伴的選擇尤為重要，如果鏈上的節(jié)點企業(yè)出現(xiàn)問題，會影響整條鏈的運作，因此，應(yīng)該合理地評估和選擇合作對象。第四，構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈預(yù)警平臺。農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈的預(yù)警是一個多方參與的系統(tǒng)工程，可以基于大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈預(yù)警平臺，共分為四層[15]：從下而上第一層是物聯(lián)網(wǎng)感知層，監(jiān)測設(shè)備、移動終端、儲運設(shè)備感知各類豐富的農(nóng)產(chǎn)品環(huán)境、生長信息、供需等信息。第二層是大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)集成層，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和集成，第三層是風(fēng)險預(yù)警的動態(tài)服務(wù)層，利用已有知識庫和大數(shù)據(jù)進(jìn)行未來農(nóng)產(chǎn)品需求及價格走向推理預(yù)測、預(yù)警判斷或預(yù)警后的調(diào)整建議推送等，第四層是農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈風(fēng)險預(yù)警的應(yīng)用層，進(jìn)行供需監(jiān)測及預(yù)警、價格監(jiān)測及預(yù)警。

4 結(jié)束語

農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈的風(fēng)險評估指標(biāo)具有模糊性，本文利用AHP確定指標(biāo)的權(quán)重，基于物元可拓法和Vague集對農(nóng)產(chǎn)品智慧供應(yīng)鏈進(jìn)行評估，并通過實例驗證評估方法的有效性，該方法在風(fēng)險評估領(lǐng)域具有很好的借鑒意義。