基于季節(jié)性因素的平菇培養(yǎng)原料庫存控制方法*

唐業(yè)富

（廣東科技學院，廣東 東莞 523083）

平菇（Pleurotus ostreatus） 培養(yǎng)原料庫存控制在時間分布的不均衡特點被稱之為庫存控制的季節(jié)性，也可以被定義為每年重復發(fā)生的周期性模式[1]。季節(jié)性原料屬性即為原料供應存在季節(jié)性，基于供應量多少來看，包含供應旺季與淡季[2]。以供應旺季中，原料上市量較多，導致供應市場供多于求，原料價格變得便宜；但基于供應淡季，便存在原料供小于求的情況，價格變得昂貴[3]。針對生產(chǎn)類企業(yè)，原料季節(jié)性供應讓企業(yè)在制定購買決策時必須分析大量因素實現(xiàn)利潤最大化。優(yōu)化采購管理與庫存控制，對企業(yè)發(fā)展而言十分關鍵。采購庫存管理工作中，企業(yè)持續(xù)優(yōu)化自身生產(chǎn)管理模式，可以降低采購庫存費用，提高企業(yè)經(jīng)濟利潤。同樣企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動與庫存的關系也十分密切，為了讓生產(chǎn)活動具有可持續(xù)性，大量企業(yè)均必須具有一定數(shù)目的儲備物資。儲備問題在人類社會活動，尤其是生產(chǎn)活動中作用顯著[4]。為此，以食用菌企業(yè)為例，提出基于季節(jié)供應庫存控制模型的平菇培養(yǎng)原料庫存控制方法，實現(xiàn)食用菌企業(yè)的利益最大化。

1 平菇原料的季節(jié)性供應特征

1.1 平菇價值

元代的《日有本草》、明代的《本草綱目》 《滇南本草》、近現(xiàn)代的《蕈菌醫(yī)方集成》 《中國藥用孢子植物》及《中國藥用真菌》，均記載了平菇的藥用價值[5]。常用于治療脾胃虛寒、胃納不舒、痹癥肢節(jié)疼痛、手足麻木等癥。根據(jù)文獻記載，平菇味甘平，性溫，無毒[6]。具有追風散寒，益氣殺蟲，補脾祛濕，舒緩痙攣等作用，可治療腰腿痛、手足麻木、筋絡不暢等病癥[7]。常食有降低膽固醇，降低高血壓，預防動脈硬化等功效，還可用于治療植物神經(jīng)失調(diào)和抗腫瘤[8]。平菇可入藥，常常被選用為“舒筋散”的原料之一[9]。

從平菇體中分離到一種側(cè)耳多糖物質(zhì)，以葡聚糖為主要的雜多糖原料[10]。其中葡萄糖含量為69%，半乳糖含量為13%，甘露糖含量為6%，葡萄糖醛酸含量為13%；同時還分離出一種由葡聚糖-蛋白質(zhì)復合物組成的糖蛋白[11]。多糖的主要成分是葡萄糖，蛋白質(zhì)的主要成分是10種氨基酸，比值大約為71.1 ∶28.5[12]。多糖蛋白在平菇體中的含量為 14.2%～17.6%。在化學性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上與香菇糖蛋白基本相似，抗腫瘤作用優(yōu)于純多糖[13]。該菌多糖蛋白與我國研制的慢性肝炎藥物“香云片”具有相似的作用，可消除乏力，增加胃腸蠕動，減輕腹脹，緩解肝痛，機制可能是調(diào)節(jié)細胞間免疫功能失調(diào)[14]。平菇還含有甘露醇、山梨醇、對氨基苯甲酸等活性成分[15]。

1.2 平菇培養(yǎng)原料栽培基質(zhì)

分析平菇原料的季節(jié)性供應特征。平菇培養(yǎng)原料是指可以使平菇菌絲生長，也可以使其產(chǎn)生子實體的培養(yǎng)基[16]。不同原料在不同的培養(yǎng)原料上產(chǎn)生了不同的效果，平菇培養(yǎng)原料配方較多，且可混合使用，可根據(jù)當?shù)靥攸c，就地取材，合理搭配加工。培養(yǎng)菌種的主要原料是植物纖維，如廢棉、棉籽殼、玉米莖葉、稻草、麥秸、玉米秸、蔗渣、木屑、玉米芯、刨花紙屑等；輔助原料有麩皮、酒糟、棉籽粉、血粉、豆餅粉、米糠等，化學肥料包括尿素、鎂、碳酸鈣、硫酸鈉、硫酸鈣、過磷酸鈣、石膏、石灰等[17]。

棉籽殼是生產(chǎn)平菇的最佳培養(yǎng)原料之一，棉籽殼在配方中所占比列越大，平菇培養(yǎng)菇形就越好，產(chǎn)量也越高[18]。木屑和玉米芯不適宜作為平菇培養(yǎng)原料，這兩種物質(zhì)培養(yǎng)性能最差[19]。平菇培養(yǎng)原料需多種單一原料配合，產(chǎn)量和效果較好，且種類越多效果越好[20]。

2 平菇培養(yǎng)原料庫存控制方法

分析平菇季節(jié)性供應中庫存控制時，將逐月平菇培養(yǎng)原料采購數(shù)目設成決策變量，把獲取庫存最佳費用總值設成目標。基于準許缺貨和分析原料價格前提下，全部費用是：整年采購費用+整年庫存持有費用+整年缺貨費用。

各期平菇培養(yǎng)原料庫存會存在三類狀況。依次是非缺貨、少量缺貨、嚴重缺貨[21]。基于周期中，如果初始庫存量和本周期采購量之和不小于本月需求量時，會出現(xiàn)平菇培養(yǎng)原料庫存持有費用。

把麥粒洗凈，除去雜質(zhì)，在水中浸泡12 h后，拿出直接放入沸騰的水中煮，在煮的過程中用鈍器攪動，使麥粒充分加熱，且受熱面積均勻[22]。煮完撈起后晾干，加入適量石膏粉，攪拌均勻[23]。放置在容量為500 mL的干凈鹽水瓶里，同時塞上瓶塞，隔絕空氣。在121℃環(huán)境下高壓滅菌3 h，滅菌后冷卻，按常規(guī)方法接種或培養(yǎng)[24]。

獲取的考慮季節(jié)性食用菌企業(yè)中平菇原料的季節(jié)性供應特征，采用季節(jié)性因素的庫存控制方法，獲取考慮季節(jié)性的平菇培養(yǎng)原料庫存最優(yōu)控制策略[25]，詳細步驟是：

步驟一：初始化粒子方位與速度，慣性權(quán)重設成1；步驟二：初始化粒子整體最優(yōu)值與個體最優(yōu)；步驟三：運算粒子最優(yōu)值；步驟四：更新慣性權(quán)重；步驟五：更新粒子，更新速度與方位；步驟六：若當下迭代次數(shù)低于設置的迭代次數(shù)，便跳至步驟三；反之停止，并獲取最佳目標值[26]。該值代表的即為考慮季節(jié)性的平菇培養(yǎng)原料庫存最優(yōu)控制策略。

3 試驗分析

設定某食用菌企業(yè)平菇原料的市場整年逐月供應量如表1所示，初始參數(shù)如表2所示。從表1、表2可以看出，該食用菌企業(yè)平菇原料的市場供應量峰值出現(xiàn)在9月，到9月份前每月遞增，從10月開始每月遞減。月需求數(shù)目對應值為50.1 t。

表1 整年逐月供應量Tab.1 Monthly supply throughout the year

表2 初始參數(shù)Tab.2 Initial parameters

由于設置初始庫存是0，為了保障第1個月可以符合食用菌企業(yè)平菇的生產(chǎn)，能夠把優(yōu)化周期看作2019年7月至2020年的6月，獲取的最佳庫存策略如表3所示。

表3 考慮季節(jié)性的最佳庫存控制方法Tab.3 Optimal inventory control method considering seasonality

從表3可以看出，考慮季節(jié)性的最佳庫存控制方法初始庫存量最大值出現(xiàn)在5月，文章方法本周期采購量在7月、8月時達到最高，均為125.0 t，在每年第三季度供應總量需求最大。

設定原料保鮮階段是3.1個月，采用文章方法獲取食用菌企業(yè)平菇原料庫存控制最佳解，結(jié)果如表4所示。

表4 保鮮約束下文章方法的控制策略Tab.4 Control strategy of this method under fresh-keeping constraints

從表4可以看出，在保鮮方法下文章方法初始庫存量最大值出現(xiàn)在6月，采購量最高值在7月和8月，且采購量不變化，同樣在每年第3季度供應總量需求最大。

將文章方法控制效果通過滿意率來體現(xiàn)，則不同周期中文章方法滿意率如表5所示。

表5 文章方法滿意率Tab.5 Satisfaction rate of this method

由表5可知，文章方法在考慮季節(jié)性的不同周期中，文章方法對食用菌企業(yè)平菇培養(yǎng)原料庫存控制效果的滿意率均值是98%，滿意程度較高，則文章方法對食用菌企業(yè)平菇培養(yǎng)原料庫存控制的效果較好。

為進一步測試文章方法的應用性能，采用文章方法與基于遺傳算法的原料庫存控制方法進行對比試驗。將兩種方法通過相關編程方法應用計算機輔助技術(shù)進行試驗。假定平菇的原材料供應商是10個，測試2種方法獲取最優(yōu)庫存控制策略的目標函數(shù)時間數(shù)據(jù)并對比。對比結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，文章方法的最優(yōu)控制策略獲取耗時最短，效率最高，則文章方法可高效率獲取庫存控制最佳策略。統(tǒng)計文章方法與基于遺傳算法的原料庫存控制方法對10個原料供應商的采購庫存控制成本并對比，結(jié)果如表6所示。

表6 不同方法采購庫存控制成本對比Tab.6 Comparison of purchase inventory control costs by different methods

由表6可知，文章方法與基于遺傳算法的原料庫存控制方法對10個原料供應商的采購庫存控制成本結(jié)果顯示，文章方法比基于遺傳算法的原料庫存控制方法節(jié)省成本最大值高達83.29萬元，更適用于考慮季節(jié)性的平菇培養(yǎng)原料庫存控制。

4 結(jié)論

庫存與企業(yè)的運營存在密不可分的關系，企業(yè)庫存目的為預防出現(xiàn)非確定性的需求變化，導致原材料出現(xiàn)供不應求和原材料價格上漲、商品制作成本變多的弊端。為此，庫存管理成為目前企業(yè)管理核心問題之一。庫存管理的作用如下。

4.1 優(yōu)化服務質(zhì)量

存在一定數(shù)目庫存能夠均衡供需關系，保障企業(yè)能夠在規(guī)定時間內(nèi)完成交易，降低經(jīng)濟損失。

4.2 降低訂貨成本

訂貨成本和訂貨數(shù)目不存在直接關系，而和訂貨次數(shù)存在較大關聯(lián)性，訂貨次數(shù)變少，訂貨成本得以降低。

4.3 減少作業(yè)交換成本

多次作業(yè)則耗費的設備與人力變多，運營成本便增加，存在一定數(shù)目庫存，便可降低進貨次數(shù)，節(jié)省作業(yè)成本。

綜上所述，庫存管理目的就是為了降低企業(yè)運營成本，增加企業(yè)利潤。而文章提出的基于季節(jié)性因素的平菇培養(yǎng)原料庫存控制方法，在試驗中驗證了文章方法比同類方法更節(jié)約成本。為此，文章方法可應用于考慮季節(jié)性的平菇培養(yǎng)原料庫存控制中。