基于系統(tǒng)動力學(xué)的食品供應(yīng)鏈安全監(jiān)管研究

摘要：食品生產(chǎn)的復(fù)雜性、經(jīng)濟(jì)利益集團(tuán)及政府規(guī)制失靈等都制約了食品供應(yīng)鏈的安全監(jiān)管。針對現(xiàn)有食品安全監(jiān)管模式在食品安全風(fēng)險(xiǎn)控制中存在的弊端，在分析食品供應(yīng)鏈各組成環(huán)節(jié)及其相關(guān)關(guān)系的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了食品供應(yīng)鏈安全監(jiān)管的系統(tǒng)動力學(xué)模型，并通過仿真確定監(jiān)管的關(guān)鍵要素以及具體監(jiān)管措施。

關(guān)鍵詞：食品供應(yīng)鏈；安全監(jiān)管；系統(tǒng)動力學(xué)模型；仿真

中圖分類號：TS201.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）21-5389-05

The Regulatory Supervision of Food Supply Chain’s Safety Based on System Dynamics

LI Chang-bing，JING Ai-jia，ZHANG Fei-min

（College of Economics and Management， Chongqing University of Posts and Telecommunications ，Chongqing 400065，China）

Abstract： The complexity of food production， the economic benefit groups and the failure of government regulation all restrict the supervision of food supply chain’s safety. Aimed at overcoming the drawbacks of the existing food safety regulatory approach in the control of food safety risks， we build a system dynamics model of the supervision of food supply chain’s safety by analyzing each related part of the food supply chain. Through simulation we attempt to define the key elements of the regulatory measures and provide a scientific basis for the formulation policy for food safety supervision

Key words： food supply chain； regulatory； simulation

近年來，我國食品安全問題層出不窮，從“蘇丹紅”、“瘦肉精”、“空殼奶粉”到“工業(yè)鹽”、“三聚氰胺”等，引發(fā)國人對食品安全問題的擔(dān)憂。食品安全涉及生產(chǎn)、加工、流通等環(huán)節(jié)，如何對眾多環(huán)節(jié)進(jìn)行有效監(jiān)管是解決食品安全問題的關(guān)鍵。

許多學(xué)者就解決食品安全問題提出了一些方法和建議。其中，國內(nèi)學(xué)者左兩軍等[1]通過對質(zhì)量管理體系（Quality management system，QMS）的不同實(shí)施力度對食品加工企業(yè)質(zhì)量管理成本的影響分析，提出政府的幫助是必須的，但對于發(fā)展中國家而言，強(qiáng)制實(shí)施高水平的QMS并不是一種好的選擇。王海萍[2]對食品供應(yīng)鏈中各環(huán)節(jié)的誘因進(jìn)行了分析，最后從監(jiān)管的視角對食品供應(yīng)鏈中風(fēng)險(xiǎn)控制機(jī)制的構(gòu)筑提出建議。王有鴻等[3]通過博弈分析，研究了食品安全風(fēng)險(xiǎn)為高低兩類的情況下，公共政策法規(guī)對生產(chǎn)企業(yè)建立食品安全體系的監(jiān)管作用。國外學(xué)者Liddell等[4]通過對全球六個主要的豬肉進(jìn)出口國的追溯系統(tǒng)進(jìn)行比較，確認(rèn)可追溯系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)刺激因素有利于明確可追溯系統(tǒng)帶來的經(jīng)濟(jì)利益程度。

綜合看來，對食品安全問題的研究取得了一些成果，但大部分的研究都局限于定性的分析，缺乏系統(tǒng)的論證，方案建議的可操作性差。本研究構(gòu)建了食品供應(yīng)鏈安全監(jiān)管的系統(tǒng)動力學(xué)模型，并通過仿真確定監(jiān)管的關(guān)鍵要素以及具體監(jiān)管措施，以便為食品安全監(jiān)管政策的制定提供科學(xué)依據(jù)。

1 食品供應(yīng)鏈的安全風(fēng)險(xiǎn)分析

對于整條食品供應(yīng)鏈來說，主要分為生產(chǎn)、流通、銷售三個環(huán)節(jié)，其中生產(chǎn)環(huán)節(jié)是整條食品供應(yīng)鏈的上游環(huán)節(jié)，包括農(nóng)林業(yè)、畜牧業(yè)、水產(chǎn)業(yè)，這部分風(fēng)險(xiǎn)的可控程度較低；流通環(huán)節(jié)是指食品的加工、包裝、裝卸和運(yùn)輸，這部分的風(fēng)險(xiǎn)是長期性風(fēng)險(xiǎn)，包括系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)和道德性風(fēng)險(xiǎn)，其中系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)是食品生產(chǎn)企業(yè)的工藝水平和技術(shù)條件造成的，道德風(fēng)險(xiǎn)是某些企業(yè)為增添食品賣相人為添加過量的食品添加劑造成的；最后是銷售環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)，這部分風(fēng)險(xiǎn)最為直接，主要是因?yàn)楸O(jiān)管力度不夠和消費(fèi)者安全意識不高造成的。具體分析如圖1所示。

2 食品供應(yīng)鏈安全監(jiān)管系統(tǒng)動力學(xué)建模

2.1 基于系統(tǒng)動力學(xué)的食品供應(yīng)鏈安全監(jiān)管建?？尚行苑治?/p>

系統(tǒng)動力學(xué)是Forrester[5]教授于1958年提出的系統(tǒng)仿真方法。這是一個探索如何認(rèn)識和解決系統(tǒng)問題，以定性和定量相結(jié)合的方法，分析研究信息反饋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和行為之間動態(tài)關(guān)系的綜合性學(xué)科，其主要思想基礎(chǔ)是系統(tǒng)的因果關(guān)系和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

食品供應(yīng)鏈監(jiān)管的顯著特征是系統(tǒng)性、復(fù)雜性和動態(tài)性，食品供應(yīng)鏈系統(tǒng)是一個多目標(biāo)系統(tǒng)，它由若干相對獨(dú)立的上下游企業(yè)自主實(shí)體構(gòu)成。同時，該系統(tǒng)處于一個動態(tài)的不確定外部環(huán)境中，其內(nèi)部也隨時在不斷地調(diào)整，由此決定了食品供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋€動態(tài)的復(fù)雜系統(tǒng)，且其中數(shù)據(jù)不充分，某些參數(shù)或關(guān)系難以量化。而系統(tǒng)動力學(xué)的模型以反饋環(huán)為基礎(chǔ)，動態(tài)模型中的多重反饋使得系統(tǒng)行為模式對模型中的大多數(shù)非關(guān)鍵參數(shù)并不敏感，只要參數(shù)的估計(jì)在合理的范圍內(nèi)，系統(tǒng)的行為模式就不會表現(xiàn)出不合理的偏差。因此，系統(tǒng)動力學(xué)有助于解決食品供應(yīng)鏈安全監(jiān)管中數(shù)據(jù)不充分的問題。

2.2 流圖分析

本研究的系統(tǒng)流圖由兩個流位變量、兩個流率變量和其他變量構(gòu)成。以兩個流位為核心建立了兩個子系統(tǒng)：以供應(yīng)鏈不合格食品總數(shù)為中心的子系統(tǒng)和以供應(yīng)鏈?zhǔn)称房倲?shù)為中心的子系統(tǒng)，及以政府監(jiān)管指數(shù)為中心的輔助變量群。子系統(tǒng)內(nèi)部各變量相互影響，子系統(tǒng)間存在關(guān)聯(lián)關(guān)系。見圖2。

在以供應(yīng)鏈不合格食品總數(shù)為中心的子系統(tǒng)中，流位變量為供應(yīng)鏈不合格食品總數(shù)，流率變量為供應(yīng)鏈不合格食品增加量。當(dāng)食品生產(chǎn)商、流通商、零售商分別生產(chǎn)、流通、銷售的食品量增大時，整條供應(yīng)鏈上的不合格食品總量也必然會增加，從而將引起政府對其監(jiān)管力度的加大。政府將使用各種方式來加大對食品生產(chǎn)商、流通商、零售商的監(jiān)管力度，例如指導(dǎo)生產(chǎn)商建立相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)基金，完善流通環(huán)節(jié)中的可追溯體系，建立銷售環(huán)節(jié)中不合格食品的召回制度來改善不合格食品數(shù)量增多的現(xiàn)象。

在以供應(yīng)鏈?zhǔn)称房偭繛橹行牡淖酉到y(tǒng)中，流位變量為供應(yīng)鏈上食品的總量，流率變量為供應(yīng)鏈?zhǔn)称吩鲩L量[6，7]。在整個食品供應(yīng)鏈中食品供應(yīng)給市場的增減量取決于生產(chǎn)商的生產(chǎn)量，食品加工流通量以及食品銷售的增減數(shù)量，且他們之間的增減呈正比。同時，政府對食品安全生產(chǎn)要求提高以后，生產(chǎn)商生產(chǎn)成本增加導(dǎo)致生產(chǎn)食品量又會有所降低。完善流通商加工流通食品的可追溯體系后，流通商流通加工的食品量會有所保留，增強(qiáng)對食品召回制度水平的監(jiān)管也會遏制零售商銷售的食品量。因此，供應(yīng)到市場的食品總量的增長情況會在很大程度上受到政府及相關(guān)部門監(jiān)管力度的影響。

3 以重慶市為例的仿真分析

3.1 模型數(shù)據(jù)來源

模型所用數(shù)據(jù)來源于重慶市統(tǒng)計(jì)年鑒（2006—2011）。

3.2 模型主要方程

1）狀態(tài)變量（Stock） 供應(yīng)鏈?zhǔn)称房偭?，指在一個時間段里，整條供應(yīng)鏈上生產(chǎn)商、流通商、零售商所生產(chǎn)、加工、出售的食品總量之和。

供應(yīng)鏈?zhǔn)称房偭?INTEG（供應(yīng)鏈?zhǔn)称吩黾恿浚?.571）

供應(yīng)鏈不合格食品總數(shù)，指在一個時間段里，整條供應(yīng)鏈上生產(chǎn)商、流通商、零售商所生產(chǎn)、加工、出售的不合格食品總量之和。

供應(yīng)鏈不合格食品總數(shù)=INTEG（供應(yīng)鏈不合格食品增加量，0.05）

2）速率變量（Flow） 供應(yīng)鏈?zhǔn)称吩黾恿浚从趁恳荒晔称飞a(chǎn)、加工、銷售量的多少。

供應(yīng)鏈?zhǔn)称吩黾恿?（食品生產(chǎn)的積極性×食品生產(chǎn)數(shù)量+食品加工運(yùn)送的積極性×食品加工運(yùn)送數(shù)量+食品銷售的積極性×食品銷售數(shù)量）

供應(yīng)鏈不合格食品增加量反映每一年中食品生產(chǎn)、加工、銷售不合格食品的增加量。

供應(yīng)鏈不合格食品增加量=（不合格食品生產(chǎn)比率×食品生產(chǎn)數(shù)量+不合格食品銷售比率×食品銷售數(shù)量+不合格食品運(yùn)送比率×食品加工運(yùn)送數(shù)量）

3）其他變量 食品生產(chǎn)數(shù)量、食品加工運(yùn)送數(shù)量、食品銷售數(shù)量這三個變量主要用于給模型的仿真模擬提供真實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

食品生產(chǎn)數(shù)量

=WITHLOOKUP（time，（[（2006，0）-（2015，10）]，（2006，1.094），（2007，1.345），（2008，1.461），（2009， 1.683），（2010，3.009）））

食品加工運(yùn)送數(shù)量

=WITHLOOKUP（time，（[（2006，0）-（2015，10）]，（2006，1.132），（2007，1.253），（2008，1.302），（2009， 1.412），（2010，2.089）））

食品銷售數(shù)量

=WITHLOOKUP（time，（[（2006，0）-（2015，10）]，（2006，1.169），（2007，1.162），（2008，1.144），（2009， 1.141），（2010，1.169）））

社會影響指數(shù)是一個用來衡量食品對于社會的正負(fù)面可能產(chǎn)生的影響的量化指標(biāo)，通過這個指標(biāo)，可以評價(jià)食品給社會帶來的影響。

社會影響指數(shù)=SMOOTH（供應(yīng)鏈不合格食品總數(shù)，1）

政府管制指數(shù)是指由于供應(yīng)鏈中不合格食品所帶來的負(fù)面影響到一定程度，政府所采取的監(jiān)管政策在數(shù)量上的反映，這個變量將用于模擬政府所采取的各種監(jiān)管政策以及這些政策的推行力度。

政府管制指數(shù)=SMOOTH（不合格食品比例×0.6）+SMOOTH（社會影響指數(shù)×0.4，1）

抵抗生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)水平=0.6×政府對生產(chǎn)商管制指數(shù)+0.2×零售商實(shí)施難度+0.2×流通商實(shí)施難度+0.2×生產(chǎn)商實(shí)施難度

不合格食品生產(chǎn)比率=0.6×（1-政府對生產(chǎn)商管制指數(shù)）+0.2×（1-生產(chǎn)商實(shí)施難度）+0.2×（1-抵抗生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)水平）

3.3 仿真結(jié)果與分析

3.3.1 監(jiān)管的關(guān)鍵要素分析 食品供應(yīng)鏈安全監(jiān)管的目的在于盡可能地減少整個供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)中的不合格食品增長量，所以在考慮監(jiān)管效果的時候著重從“不合格食品增加量”這一變量來評價(jià)。首先模擬出現(xiàn)行監(jiān)管力度下模型運(yùn)行的結(jié)果，然后再分別對生產(chǎn)商、流通商、零售商加強(qiáng)和減少監(jiān)管，觀察并比對效果，根據(jù)監(jiān)管的效果來確定監(jiān)管的關(guān)鍵要素。

在圖3中，原型是指政府對生產(chǎn)商管制指數(shù)、政府對流通商管制指數(shù)、政府對零售商管制指數(shù)均為0時的仿真曲線；其他三條曲線是分別將這三個指數(shù)提高至0.2時的仿真曲線。

從圖3可以看出，在增強(qiáng)相同監(jiān)管力度的情況下，對這三者的監(jiān)管都可以使得供應(yīng)鏈不合格食品數(shù)量減少。但增強(qiáng)對生產(chǎn)商監(jiān)管的效果最好，其次是流通商，最后是零售商。

在圖4中，原型是指政府對生產(chǎn)商監(jiān)管指數(shù)、政府對流通商監(jiān)管指數(shù)、政府對零售商監(jiān)管指數(shù)均為0.09時的仿真曲線；其他三條曲線分別將這三個指數(shù)減少至0.001時的仿真曲線。

可以看出，在減少相同監(jiān)管力度的情況下，對這三者的監(jiān)管都使得供應(yīng)鏈不合格食品數(shù)量有所回升，但減少對生產(chǎn)商的監(jiān)管力度使得不合格食品回升幅度最大。

通過以上分析可知，不管是增強(qiáng)監(jiān)管還是減少監(jiān)管，生產(chǎn)商對于整條供應(yīng)鏈上不合格食品數(shù)量的影響最大，說明生產(chǎn)商是監(jiān)管的主要因素。

3.3.2 增強(qiáng)抵抗生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測分析 根據(jù)模型中的因果關(guān)系，可以通過增強(qiáng)食品生產(chǎn)商抵抗生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的方式來減少不合格食品的供應(yīng)量。即要求政府增加對食品生產(chǎn)企業(yè)的監(jiān)管，增加對生產(chǎn)商的支持，減輕生產(chǎn)商在生產(chǎn)安全食品過程中遇到風(fēng)險(xiǎn)所帶來的損失。

在圖5、圖6中，原型分別是指政府對生產(chǎn)商的監(jiān)管指數(shù)為0.1時食品生產(chǎn)商抵抗生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的仿真曲線，以及不合格食品生產(chǎn)比率的仿真曲線。當(dāng)對生產(chǎn)商的監(jiān)管指數(shù)增強(qiáng)至0.2時，生產(chǎn)商抵抗風(fēng)險(xiǎn)的水平明顯得以增強(qiáng)，而不合格食品的生產(chǎn)比率明顯減小。說明加強(qiáng)對生產(chǎn)商的監(jiān)管可以起到減輕生產(chǎn)商生產(chǎn)安全食品風(fēng)險(xiǎn)的作用，同時有利于從源頭上減少不合格食品的生產(chǎn)。

4 結(jié)論

課題組從食品供應(yīng)鏈安全監(jiān)管的角度，利用系統(tǒng)動力學(xué)的方法，對其進(jìn)行了建模和仿真分析，最后以重慶市的實(shí)際情況為例，試驗(yàn)性地論證了生產(chǎn)商是食品供應(yīng)鏈安全監(jiān)管的關(guān)鍵要素，并從生產(chǎn)商的角度出發(fā)，說明如何減少不合格食品的生產(chǎn)率，進(jìn)而得出了以下結(jié)論：

重點(diǎn)監(jiān)管生產(chǎn)商，其次是流通商，最后是零售商。由模型的仿真可以看出，在相同條件下，政府通過對生產(chǎn)商推行監(jiān)管政策可以獲得最好的效果。另一方面，由于生產(chǎn)商處于整條食品供應(yīng)鏈的上游位置，生產(chǎn)商所供應(yīng)的食品是否符合標(biāo)準(zhǔn)將直接影響到下游的加工以及銷售環(huán)節(jié)的安全問題[8-10]。

加強(qiáng)對生產(chǎn)商的監(jiān)管有利于減輕生產(chǎn)商在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而減少生產(chǎn)商生產(chǎn)不合格食品的數(shù)量。政府在增強(qiáng)對生產(chǎn)商的監(jiān)管中，不僅要細(xì)化監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格執(zhí)行監(jiān)管策略，還要加強(qiáng)對生產(chǎn)商的扶持和補(bǔ)助。比如，增加財(cái)稅金融的補(bǔ)貼，幫助生產(chǎn)商抵抗自然災(zāi)害帶來的風(fēng)險(xiǎn)。在重點(diǎn)監(jiān)管生產(chǎn)商的同時，政府還應(yīng)站在整條供應(yīng)鏈的角度，致力于打造農(nóng)產(chǎn)品安全產(chǎn)業(yè)鏈，扶持一批農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)領(lǐng)銜建立農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)營產(chǎn)業(yè)鏈，探索建立農(nóng)產(chǎn)品流通、加工、銷售上中下游一體化的農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)行模式，建立起食品生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)質(zhì)量集中控制體系和食品質(zhì)量安全責(zé)任的可追溯制度，鼓勵和扶持大型超市、餐飲、加工食品等企業(yè)建立自己的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地。

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