基于C-OWA算子和灰色聚類的農產品供應鏈保鮮努力水平評價*

□ 張 凌,王景昌

(1.武漢科技大學 恒大管理學院，湖北 武漢 430081；2.武漢科技大學服務科學與工程研究中心,湖北 武漢 430081)

1 引言

我國的農業發展正在向現代化邁進，優質農產品的生產也是未來發展的必然趨勢。眾所周知，生鮮農產品由于其腐爛性、季節性、區域性強、冷藏保鮮條件苛刻、產品價值受新鮮度影響等特點，這決定了農產品供應鏈具有特殊性。近幾年來，隨著農產品消費市場的擴大，其流通過程中的保鮮問題已成為社會關注的熱點。

生鮮農產品在采收后仍具有持續的易腐性[1]，這種體現在運輸流通倉儲環節中數量和質量的損耗，它是一種特殊的變質產品。生鮮農產品供應鏈中存在多個環節，且其流通復雜，供應鏈中的主要參與者包括農產品供應商、物流服務提供商、農產品分銷商以及農產品零售商[2]。因此，本文基于農產品供應鏈各環節保鮮的可行性評價指標，通過研究農產品供應鏈的保鮮努力程度，分析影響農產品供應鏈各環節的因素。從而對農產品供應鏈各環節保鮮努力水平展開評價，在平衡物流成本的情況下，供應鏈成員投入適當的保鮮成本以控制數量和質量的雙重損耗，對減少農產品運輸流通環節的損失，實現供應鏈成員的共贏，具有理論價值和實際意義。

2 農產品供應鏈保鮮努力水平

2.1 農產品供應鏈保鮮努力水平相關研究

供應鏈是由彼得·德魯克的“經濟鏈”，而后經過邁克爾·波特的“價值鏈”發展而來，到后來消費者地位上升，供應鏈慢慢形成了一個完整的網狀結構，把整個網鏈上的所有成員連為一體。同樣，生鮮農產品供應鏈也是一個完整的網絡系統[3]。王虹等[4]認為在生鮮農產品供應鏈中，包括上游的農產品采集、中游的農產品流通與加工和物流服務提供商以及下游的農產品銷售等環節，且供應鏈上下游所有企業和終端消費者通過資金流、物流和信息流高度連接起來的網絡[3]。趙曉飛[5]認為從我國生鮮供應鏈上看，的確引進了發達國家生鮮供應鏈的先進做法，建立第三方物流農產品供應鏈在我國是非常有必要的，第三方物流因其專業化和規模化，已成為現代物流業的重要組成部分。

國內外越來越多學者意識到保鮮不僅能維持農產品的新鮮度，還能提高消費者效用，增大市場需求，因此，越來越重視研究保鮮努力水平對農產品供應鏈系統的影響。其中，農產品在流通和銷售環節中的冷鏈保鮮技術與產品的保養和管理是農產品保鮮研究中常見的問題[6-7]。Blackburn等[8]認為農產品供應鏈保鮮投入可以減緩農產品的損耗速率，減少農產品的數量和質量損耗。Cai等[9]認為農產品變質會導致農產品數量和質量的雙重損耗，建議加強農產品供應商對農產品的保鮮投入水平，以維持農產品在到達零售商時的新鮮度。王磊等[10]認識到客戶對農產品鮮度的普遍關注，分析了供應商各環節保鮮努力投入水平不足的問題，設計了一種激勵機制來提高供應商對農產品保鮮努力的投入水平。

綜上所述，已有關于農產品供應鏈保鮮努力方面的研究很多，但在農產品供應鏈各成員對農產品保鮮投入情況及量化供應鏈運輸流通各階段保鮮努力水平對供應鏈的系統影響還有待發現和挖掘。鑒于此，本文在農產品供應鏈系統的基礎上，從供應鏈各成員保鮮努力水平視角出發，建立涵蓋采收、流通加工、倉儲、配送運輸、物流信息系統和其他6個方面的保鮮努力水平指標體系，運用C-OWA算子和灰色系統理論，對農產品供應鏈保鮮努力水平進行科學的評價，可以為農產品供應鏈的保鮮投入提供一定的指導意義。

2.2 農產品供應鏈保鮮努力水平指標體系構建

在現有文獻研究[11]和農產品供應鏈各環節保鮮努力的基礎上，結合專家訪談和案例分析，專家的選取包括長期從事生鮮供應鏈的專家(3人)以及農產品供應鏈管理者(3人)，建立以農產品供應鏈保鮮努力水平為目標層F的指標體系，涵蓋采收、流通加工、倉儲、配送運輸、物流信息系統、其他的6個一級指標A及20個二級指標，農產品供應鏈保鮮努力水平評價指標如表1所示。

表1 農產品供應鏈保鮮努力水平評價指標

2.3 基于C-OWA算子賦權

OWA[12,13](Ordered Weighted Averaging)累計算子是1988年由Yager專家提出，并在此后得到廣泛的研究。OWA累計算子賦權法通過將賦值數據重新排列集成，將極大或小賦值數據分配在影響較小的位置，從而削弱因專家主觀因素所造成的負面影響，給出相對合理的指標權重[14]。在本文中，根據組合數的加權有序平均值選用一種改進的有序加權平均C-OWA(Combination Ordered Weighted Averaging)算子。

賦權步驟如下：

①根據一級指標A，將上級目標層F的決策數據集結為A=(α1,α2,…,αi,…,αn)，將數據從大到小排列得到新的集結數列b1≥b2≥…≥bj≥bn，即B=(b1,b2,…,bj,…,bn)。

(1)

③對決策數據賦權，得到準則層A的絕對權重值ω，其中i∈[1,m]，θj∈[0,1]，j∈[1,n]，m表示指標因素的個數，即：

(2)

④計算準則層A在目標層F中的相對權重ωi，其中i∈[1,m]，即：

(3)

3 農產品供應鏈保鮮努力水平灰色聚類評價

3.1 農產品供應鏈保鮮努力水平的測定界定

近年來，消費者越來越關心農產品的新鮮度，然而，生鮮農產品具有鮮嫩易腐的特性，農產品價值受新鮮度影響。農產品供應鏈過程中影響因素多，產生的信息量龐大，與之相隨的供應鏈模式卻沒有得到有效改進。而對其進行保鮮努力水平評價是評價保鮮努力水平是否在到合格或良好范圍之內，而這個范圍實踐上就是一個灰色的概念。

為了使農產品供應鏈保鮮努力水平評價指標能夠得到合理的量化處理，應根據我國各農產品供應鏈實際情況來確定供應鏈保鮮努力水平的測度。依據灰色聚類評價理論，將農產品供應鏈保鮮努力水平評價指標測度劃分為：優、良好、合格、差、極差五個等級。而在對供應鏈保鮮努力水平進行評價之前，從統計學的角度來看假設任何事件發生的概率是等同的，同時為了盡量符合實際，應將最高級別的界定測度盡量提高，擴大測度取值范圍，從而提高農產品供應鏈保鮮努力水平評價的科學性。

將農產品供應鏈保鮮努力水平測度取值范圍設定為[0，10]，具體界定如表2所示。

表2 農產品供應鏈保鮮努力水平測度

3.2 灰類的確定及對應白化權函數的建立

經典的灰色系統理論是在1982年由鄧聚龍教授創立，眾多學者在此基礎上進行了深入改進研究。其中，在灰類中點理論研究中，劉思峰等學者提出了中心點三角白化權函數的模型[15]。依據此模型可以確定“優、良好、合格、差、極差”五個灰類的中心點向量為=(9，7，5，3，1)，根據農產品供應鏈保鮮努力水平評價的研究建立其各評價灰類對應的白化權函數，如表3所示。

表3 各評價灰類以及各自對應的白化權函數

3.3 灰色聚類評估模型的建立

①評價矩陣的建立。根據界定的農產品供應鏈保鮮努力水平測度，邀請p個專家對各一級指標Aij進行打分，從而建立評價矩陣Di=?dijk」s×p，其中為矩陣的評價指標的數量。

(4)

③聚類評價矩陣的合成。對各個初級指標進行聚類評價：

Zi=ωi·Ri

(5)

構造上一級指標的綜合評價矩陣為Z0=[Z1,Z2,…,Zn]T，再進行上層指標的綜合聚類評價：

M=ω0·Z0=[M1,M2,…,Mn]

(6)

④計算各級指標評價值。將綜合評價向量與測評閥值合成，做單位化處理W=M·U，從而獲得農產品供應鏈保鮮努力水平綜合評價值。

4 實證分析

運用C-OWA算子對各指標進行權重賦值，然后采用灰色聚類評價的方法對農產品供應鏈保鮮努力水平進行定量評價，為了驗證該模型在農產品供應鏈保鮮努力水平評價中的有效性，現以某農產品供應鏈為例進行實證分析。

4.1 C-OWA算子賦權

以農產品供應鏈保鮮努力水平指標體系一級指標為例，邀請六位專家進行賦權評分(要求打分取值在0到5之間且為0.5的整倍數)，專家打分數據如表4所示。

表4 指標權重專家打分數據

以A1指標為例進行計算，將決策數據按由大到小順序進行排列得bi=(4.5，4.5，4，4，4，3.5)，因n=6，由公式(1)計算賦權向量：

θ6=(0.031，0.156，0.313，0.313，0.156，0.031)

根據公式(2)計算A1指標的絕對權重

根據公式(3)計算得出一級指標權重向量：

ω0=(0.170,，0.155，0.177，0.162，0.164，0.172)

根據上述步驟，得到二級評價指標的權重向量分別為：

ω1=(0.321，0.342，0.337)；ω2=(0.291，0.354，0.355)

ω3=(0.252，0.254，0.264，0.230)；ω4=(0.333，0.341，0.326)

ω5=(0.257，0.257，0.244，0.242)；ω6=(0.331，0.340，0.329)

4.2 灰色聚類評價

根據建立的保鮮努力水平測度、灰色以及各自對應的灰類進行賦值，邀請專家對農產品供應鏈保鮮努力水平評價指標的二級指標進行打分，要求打分取值在0到10之間且為0.5的整倍數，構造農產品供應鏈保鮮努力水平評價決策矩陣Di=?dijk」s×p如下：

根據表(3)和公式(4)得到灰色聚類權矩陣Ri：

由公式(5)得到一級指標的綜合評價矩陣Z0：

由公式(6)得到農產品供應鏈保鮮努力水平綜合評價向量M：

M=ω0·z0=(0.416,0.402,0.182,0.000,0.000)

將綜合評價向量M與測度閥值U=(9，7，5，3，1)合成，得出農產品供應鏈保鮮努力水平評價值，W=M·U=7.468。由農產品供應鏈保鮮努力水平測度表(2)可知，該農產品供應鏈保鮮努力水平綜合評價為良好，但未達到優秀等級。

同理，對一級指標做單位化處理，計算出農產品供應鏈保鮮努力水平一級指標綜合評價值：W1=7.588，W2=7.474，W3=7.466，W4=7.468，W5=7.386，W6=7.446。

對一級指標評價值從大到小排序

W5

根據排序和保鮮努力水平分析得到，該農產品供應鏈保鮮努力水平情況由差到好依次是：物流信息系統、其他、倉儲、配送運輸、流通加工及采收。各一級指標水平等級同樣未達到優秀，但達到了良好等級。

4.3 討論

評價結果與實際情況較為吻合，該農產品供應鏈保鮮努力水平綜合評價為良好，各一級指標排名都處在一個較為平穩的范圍。一級指標的權重計算由小到大排序為流通加工、配送運輸、物流信息系統、采收、其他及倉儲，而一級指標的綜合排序由小到大為物流信息系統、其他、倉儲、配送運輸、流通加工及采收。一級指標權重排序與綜合排序不盡相同，這是評價指標權重與農產品供應鏈實際投入的成本有很大出入有關系。造成這種結果的原因可能有兩種：一方面是農產品供應鏈管理者對冷鏈的重視度不夠，另一方面是相對于其他保鮮投入成本的比重不夠。因此，農產品供應鏈管理者應重點關注權重排序較高的指標，提高相應的成本投入比例，與此同時，也要實現農產品供應鏈的全面發展，提高農產品供應鏈的競爭力。

5 結論

本文將農產品供應鏈保鮮努力水平作為一個評價對象，針對生鮮農產品供應鏈各環節保鮮投入的成本來控制農產品數量和質量的雙重損耗，從保鮮努力視角出發，建立了涵蓋采收、流通加工、倉儲、配送運輸、物流信息系統及其他六個維度的農產品供應鏈保鮮努力水平指標體系。另外，本文基于C-OWA算子賦權，結合灰色聚類評價模型，可以充分利用已有信息進行客觀評價。通過本文的模型與實例結合可知，該農產品供應鏈保險努力水平指標值由小到大排列依次為物流信息系統、其他、倉儲、配送運輸、流通加工和采收。研究發現倉儲和其他兩項，通過權重計算發現對農產品供應鏈的總體影響較高，鑒于本次實驗它們對農產品供應鏈保鮮努力水平最終評價結果相對較差，關鍵原因是它們在農產品供應鏈中相對于其他保鮮投入成本的比重不夠造成，應引起農產品供應鏈管理者的重視。本文的研究能為農產品供應鏈管理者提供一定的參考，以便在農產品供應鏈各環節投入適當的保鮮努力，在今后的研究中，我們會進一步基于保鮮努力的評價，對供應鏈各環節保鮮努力水平進行優化。