基于AHP-EW-ISM模型的食品供應(yīng)鏈低碳管理影響因素分析*

□ 徐文平，許濟(jì)韜，張鈺婉

(武漢科技大學(xué) 恒大管理學(xué)院，湖北 武漢 430081)

食品供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)都將產(chǎn)生二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、臭氧(O3)等溫室氣體?！禢ature》2018年的研究顯示，食品供應(yīng)鏈流程的碳排放量占整個(gè)行業(yè)的18%[1]。2021年World Economic Forum公布了全球主要制造業(yè)的碳排放數(shù)據(jù)，其中食品行業(yè)碳排放量占比高達(dá)25%，超過快消品時(shí)尚業(yè)和建筑行業(yè)的排放比例。目前，我國進(jìn)入到經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展與碳達(dá)峰、碳中和的關(guān)鍵時(shí)期，食品行業(yè)供應(yīng)鏈低碳轉(zhuǎn)型，面向可持續(xù)生產(chǎn)制造同樣刻不容緩。

國內(nèi)外學(xué)者在低碳新技術(shù)推動(dòng)、碳足跡評估、碳減排等方面的研究已相對成熟。他們在研究方法等方面進(jìn)行了廣泛研究。Friedman和Ormiston[2]認(rèn)為區(qū)塊鏈(公開、透明、共享)技術(shù)作為食品供應(yīng)鏈可持續(xù)性管理的工具，可以應(yīng)用到食品廢棄物排放管理上。Akshit和Sushma等開發(fā)了一種基于大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)的綠色肉牛供應(yīng)商選擇框架，能夠測量溫室氣體排放并融入到牛肉供應(yīng)商的選擇過程中[3]。楊孝偉、曹秀芝認(rèn)為應(yīng)該加快低碳食品研發(fā)創(chuàng)新工作，生產(chǎn)技術(shù)邁向低排放、低污染、低能耗的三低模式[4]。李娜分享了在食品包裝材料領(lǐng)域的研究，她認(rèn)為新的包裝技術(shù)應(yīng)該考慮再包裝問題，包括原材料循環(huán)使用和結(jié)構(gòu)重新設(shè)計(jì)[5]。在食品碳排放量的核算工作中，常用方法有生命周期法、供應(yīng)鏈流程監(jiān)管、投入產(chǎn)出分析[6-8]。目前仿真模型規(guī)劃、博弈分析、多目標(biāo)優(yōu)化是主流使用的減排研究方法。Tamagno等[9]通過一個(gè)線性混合規(guī)劃函數(shù)，研究了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域供應(yīng)鏈產(chǎn)生溫室氣體平衡的問題?？紤]碳排放許可下的博弈行為，Yang和Xu的研究表明在碳排放許可條件下，獲得補(bǔ)貼將激勵(lì)供應(yīng)鏈主體加大對減碳技術(shù)的投入支出，從而減少總碳儲(chǔ)量，工廠應(yīng)提高其再制造能力，從而維持整個(gè)供應(yīng)鏈更高的可持續(xù)水平[10]。以碳排放轉(zhuǎn)化成本作為變量約束條件，曾美花和王應(yīng)明研究了生鮮冷鏈?zhǔn)称返淖顑?yōu)訂貨量[11]。

綜上所述，已有的研究成果表明食品低碳供應(yīng)鏈管理是一個(gè)重要的方向，盡管目前對食品供應(yīng)鏈開展的研究較多，但是對低碳管理的影響因素缺乏較為全面深入的研究。因此本研究以綠色技術(shù)創(chuàng)新和知識(shí)整合為方向，從資金投入、技術(shù)輸入、組織管理等角度，利用AHP-EW-ISM的多準(zhǔn)則決策技術(shù)分析影響食品低碳供應(yīng)鏈管理的因素，期望為食品行業(yè)降低碳排放和供應(yīng)鏈可持續(xù)發(fā)展提供理論基礎(chǔ)與實(shí)踐建議。

1 食品供應(yīng)鏈低碳管理影響因素

綠色技術(shù)創(chuàng)新要求降低資源消耗、減少破壞自然環(huán)境和人類危害活動(dòng)，包括技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)、社會(huì)消費(fèi)研究和廢物回收等。Zahra等將知識(shí)整合定義為組織處理和應(yīng)用現(xiàn)有或新獲得的技術(shù)的能力和過程[12]。有關(guān)學(xué)者研究了綠色技術(shù)創(chuàng)新和知識(shí)整合對企業(yè)生產(chǎn)管理的影響作用。例如趙娜、孔婷等的研究表明外部知識(shí)在綠色供應(yīng)商整合、綠色產(chǎn)品創(chuàng)新和綠色工藝創(chuàng)新的關(guān)系中均具有中介作用[13]。徐建中、李奉書等認(rèn)為綠色技術(shù)創(chuàng)新尤其是顛覆性的綠色技術(shù)創(chuàng)新有益于企業(yè)的戰(zhàn)略制定和發(fā)展，而內(nèi)外部的知識(shí)整合、共享、優(yōu)化融合又進(jìn)一步促進(jìn)了這種創(chuàng)新活動(dòng)[14]。

基于此，本文從綠色技術(shù)創(chuàng)新和知識(shí)整合角度入手，通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)和案例分析，提出技術(shù)輸入(U1)、政策支持(U2)、組織管理(U3)、縱向共享(U4)、內(nèi)部創(chuàng)新(U5)、外部吸收(U6)六個(gè)維度一共24個(gè)二級(jí)指標(biāo)，組成食品供應(yīng)鏈低碳管理影響因素評價(jià)決策系統(tǒng)。具體如表1所示。

表1 食品供應(yīng)鏈低碳管理影響因素

2 基于AHP-EW-ISM模型的食品供應(yīng)鏈低碳管理影響因素分析

2.1 評價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定

層次分析法是一種決策評價(jià)工具，具有簡單、便捷、高效的特點(diǎn)，常用于多指標(biāo)分析的問題中。但層次分析法易受專家主觀意見的影響，是主觀賦權(quán)。而熵權(quán)法是利用信息論的理論對不同信息進(jìn)行度量的方法，是客觀賦權(quán)，因此可以將二者結(jié)合起來對權(quán)重進(jìn)行進(jìn)一步的修正[20]。

本文數(shù)據(jù)通過專家打分和問卷調(diào)查收集完成。根據(jù)李克特量表設(shè)計(jì)了7級(jí)量表，采取郵箱在線填寫的方式，邀請來自生鮮、肉類加工、乳制品等不同行業(yè)的采購、物流等部門的經(jīng)理人完成食品供應(yīng)鏈低碳管理影響因素打分任務(wù)。問卷共計(jì)發(fā)放267份，剔除無效問卷后，得到有效問卷185份,有效回收率為69.28%。然后對問卷的效度和信度進(jìn)行分析，如表2和表3所示，Cronbach’s α>0.9、KMO>0.6、Bartlett球形檢驗(yàn)數(shù)值(顯著性小于0.05或0.01)結(jié)果表明設(shè)計(jì)的題項(xiàng)符合問卷設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)要求。其中，根據(jù)AHP方法邀請了8位來自食品供應(yīng)鏈行業(yè)的從業(yè)者進(jìn)行打分，各層成對比較矩陣是由8位專家的打分平均值構(gòu)成。熵權(quán)法的初始矩陣由問卷調(diào)查數(shù)據(jù)組成，分析過程如下：

表2 24個(gè)影響因素的選項(xiàng)評價(jià)信度檢驗(yàn)

表3 U1—U6六個(gè)維度的影響因素效度檢驗(yàn)

步驟1：構(gòu)造成對比較矩陣。根據(jù)Saaty[21]教授提出的相對標(biāo)度法，采取1-9等級(jí)對指標(biāo)的相對重要性進(jìn)行賦值，分別得到不同等級(jí)的比較矩陣S=sij。

步驟2：單排序和矩陣檢驗(yàn)。成對比較矩陣的最大特征根(λmax)經(jīng)過歸一化處理后得到的向量集合是層次單排序(局部權(quán)重)。但是需要經(jīng)過一致性檢驗(yàn)。檢驗(yàn)原則是

CR=CI/RI

(1)

(2)

步驟3：計(jì)算最終權(quán)重值(全局權(quán)重)。將二級(jí)指標(biāo)得到的每個(gè)矩陣的局部權(quán)重乘上對應(yīng)等級(jí)指標(biāo)局部權(quán)重，結(jié)果是最終權(quán)重排序，最終的決策基于這些相對優(yōu)先級(jí)值做出。

步驟4：熵權(quán)法確定指標(biāo)信息熵。對24個(gè)評價(jià)指標(biāo)構(gòu)成的判斷矩陣Yij進(jìn)行去量綱處理[22]，接著獲得各個(gè)因子的信息熵(Ej)。計(jì)算公式如下：

(3)

(4)

步驟5：得到各指標(biāo)權(quán)重。

(5)

步驟6：修正最后權(quán)重μj。AHP的指標(biāo)權(quán)重為θj，EW的值為ωj，組合后的權(quán)重向量與各方法評判權(quán)重向量之間的偏差應(yīng)盡可能小，形成一種主客觀結(jié)合的科學(xué)客觀的評判方法，從而提高評判的準(zhǔn)確性。組合方法為

μj=εθj+(1-ε)ωj

(6)

式中，ε為調(diào)整參數(shù)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)和與專家的討論，本文將ε數(shù)值設(shè)置為0.5。

步驟7：指標(biāo)篩選。將第六步得出的結(jié)果通過帕累托貢獻(xiàn)度原則進(jìn)行進(jìn)一步分析[23]。

食品供應(yīng)鏈低碳管理的24個(gè)指標(biāo)修正結(jié)果如表4所示。結(jié)合帕累托貢獻(xiàn)值，對24個(gè)指標(biāo)中貢獻(xiàn)占比累計(jì)達(dá)到85%以下的指標(biāo)進(jìn)行下一步分析，因此指標(biāo)P4、P5、Q4、Q5、S2、S3、I1、I2被剔除，具體結(jié)果參考圖1。

表4 食品供應(yīng)鏈低碳管理的影響因素權(quán)重及修正結(jié)果

圖1 食品供應(yīng)鏈低碳管理影響因素排序和累計(jì)得分占比

2.2 食品供應(yīng)鏈低碳管理影響因素分析

解釋性結(jié)構(gòu)模型(ISM)是現(xiàn)代系統(tǒng)工程中廣泛應(yīng)用的一種分析方法，是結(jié)構(gòu)模型化技術(shù)的一種。ISM的優(yōu)勢在于它能夠根據(jù)其驅(qū)動(dòng)和依賴能力將決策標(biāo)準(zhǔn)劃分為不同的級(jí)別來構(gòu)建系統(tǒng)結(jié)構(gòu)[24]。處理流程如下：

步驟1：構(gòu)建結(jié)構(gòu)性交互矩陣。根據(jù)AHP和EW修正后的結(jié)果，將影響食品供應(yīng)鏈低碳管理的指標(biāo)刪減到16個(gè)。再次邀請上文的8位專家根據(jù)如下規(guī)則得到一個(gè)半結(jié)構(gòu)化交互矩陣(二進(jìn)制矩陣)?！癡”表示因素i對因素j有直接的影響?！癆”表示因素j對因素i有直接的影響?！癘”表示因素i與因素j沒有任何影響?！癤”表示因素i與因素j之間相互影響。結(jié)構(gòu)性交互矩陣如表5所示。二進(jìn)制矩陣中有影響用1表示，無影響用0表示。

表5 食品供應(yīng)鏈低碳管理的影響因素指標(biāo)半結(jié)構(gòu)化的交互矩陣

步驟2：計(jì)算最終可達(dá)矩陣。初始可達(dá)矩陣由矩陣B經(jīng)過對應(yīng)規(guī)則轉(zhuǎn)化得到[24]，隨后對矩陣進(jìn)行布爾邏輯運(yùn)算得到最終可達(dá)矩陣C。具體結(jié)果如表6所示。

表6 最終可達(dá)矩陣

表7 可達(dá)集合與先行集合及其交集表

步驟3：可達(dá)矩陣層級(jí)拆解。對最終可達(dá)矩陣C進(jìn)行層次劃分，依據(jù)的方法是可達(dá)集和先行集有交集，然后采用輪換抽取的方式，對層級(jí)進(jìn)行劃分。例如，因素TI的可達(dá)集是T1，T2，先行集是T1，T2，T5，T6，P1，Q1，Q3，S1，I3，A1，A2。通過交集(終止集)與可達(dá)集相等的元素確定第一層集合元素。通過表7可知第一層元素為T1，T2，T4，P2，P3，Q2。剔除已選因素，重復(fù)該步驟得到全部的層級(jí)劃分，第二層元素為T3，Q3，第三層是T5，T6，Q1，I3，A1，第四層有P1，S1兩個(gè)元素，第五層只有一個(gè)元素A2。

步驟4：畫出ISM模型圖。根據(jù)可達(dá)矩陣和最終的層次劃分，采用自下而上的方式進(jìn)行作圖，分別包含根本因素層(1、2層)，中間因素層(3、4層)和表層因素層(5層)，由于不同層次之間不能進(jìn)行傳遞，考慮傳遞需要，本文增加了兩個(gè)虛擬結(jié)點(diǎn)[25]。最終輸出ISM模型如圖2所示。

圖2 食品供應(yīng)鏈低碳管理影響因素ISM模型圖

步驟5：繪制MICMAC圖。根據(jù)可達(dá)矩陣的結(jié)果，計(jì)算各影響因素的驅(qū)動(dòng)能力和依賴能力。將全部因素映射到象限圖中，最終得到食品供應(yīng)鏈低碳管理的影響因素交叉影響矩陣圖，如圖3所示。

圖3 食品供應(yīng)鏈低碳管理影響因素MICMAC模型圖

2.3 驅(qū)動(dòng)能力與依賴能力檢驗(yàn)

ISM模型本質(zhì)上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，中間層和表層因素受到深層因素的影響，其具有很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，處于中間層和表層的因素具有很強(qiáng)的依賴能力。從復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的角度看[26]，如果是根本層的因素，那么這個(gè)結(jié)點(diǎn)有高的結(jié)點(diǎn)度、度中心性、中介中心性、反應(yīng)能力和聯(lián)通能力。因此采用度(DC)、度數(shù)中心性(BC)、介數(shù)中心性(CC)對各層因素進(jìn)行驅(qū)動(dòng)能力與依賴能力檢驗(yàn)。數(shù)據(jù)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理以后，繪制在圖4中。結(jié)合MICMAC圖可以看出,處于根本層的因素(A2，P1，S1)，DC、BC、CC數(shù)值很高，屬于關(guān)鍵結(jié)點(diǎn)。中間層的因素(Q3，T3)，DC和CC的數(shù)值高，但是BC和驅(qū)動(dòng)能力數(shù)值低。也有BC和驅(qū)動(dòng)能力數(shù)值高的因素(T5，T6，I3，Q1，I3，A1)，表明這些因素起到連接和傳播作用。表層因素(如T4，Q2，P2)依賴能力強(qiáng)，但是BC數(shù)值小，反映了這些因素不處在關(guān)鍵結(jié)點(diǎn)上，處于網(wǎng)絡(luò)圖中的邊緣位置。

圖4 食品供應(yīng)鏈低碳管理影響因素ISM模型圖的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)參數(shù)變化趨勢

3 食品供應(yīng)鏈低碳管理影響因素結(jié)果討論

3.1 ISM結(jié)果分析

根本層包括供應(yīng)鏈低碳管理文化相互兼容、政府項(xiàng)目直接投資、共享綠色技術(shù)知識(shí)三個(gè)因素。供應(yīng)鏈管理文化相互兼容和共享綠色技術(shù)知識(shí)屬于知識(shí)整合范疇。食品原料采購、生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸涉及供應(yīng)鏈上多個(gè)主體，各主體之間的企業(yè)經(jīng)營理念、碳減排計(jì)劃、社會(huì)責(zé)任各不相同，管理文化兼容有益于供應(yīng)鏈主體共同協(xié)作、相互配合，減少共享綠色技術(shù)知識(shí)過程的障礙。政府在食品供應(yīng)鏈低碳管理市場中起“推手”作用，借助金融、市場、制度、政策等條件的優(yōu)勢，為食品企業(yè)等供應(yīng)鏈主體之間綠色技術(shù)知識(shí)共享提供服務(wù)。

第三層是碳足跡流程監(jiān)管、綠色技術(shù)商業(yè)模式、制定清晰減碳目標(biāo)、依靠外部知識(shí)解決技術(shù)問題、使用綠色技術(shù)知識(shí)解決運(yùn)營問題。第四層是提供綠色技術(shù)培訓(xùn)、制定低碳運(yùn)輸方案。采用綠色技術(shù)商業(yè)模式會(huì)促使食品制造商采用新的環(huán)保生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸技術(shù)。而新商業(yè)模式需要對食品碳排放量和足跡進(jìn)行管理，進(jìn)而對碳減排戰(zhàn)略的制定產(chǎn)生影響。使用綠色技術(shù)知識(shí)解決運(yùn)營問題代表食品廠商對外部知識(shí)獲取能力、轉(zhuǎn)化到自主創(chuàng)新的水平，將影響食品供應(yīng)鏈各方主體開展低碳實(shí)踐活動(dòng)。

處于第五層的因素有使用清潔能源生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品綠色環(huán)保設(shè)計(jì)、制定碳排放稅收機(jī)制、培養(yǎng)員工環(huán)保意識(shí)、建立回收物流、綠色專利保護(hù)和激勵(lì)。食品供應(yīng)鏈的減碳目標(biāo)需要清潔能源技術(shù)的支持。碳排放稅收同綠色技術(shù)專利之間相互作用，政府通過稅收政策制定影響食品行業(yè)碳排放規(guī)模，因此稅收政策會(huì)影響到企業(yè)低碳技術(shù)創(chuàng)新的進(jìn)度和質(zhì)量，但同時(shí)專利保護(hù)激勵(lì)機(jī)制也在影響企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新能力和政府碳排放政策制定。

3.2 MICMAC結(jié)果說明

第一象限為自發(fā)區(qū)，該區(qū)域因素具有低依賴高驅(qū)動(dòng)的屬性。供應(yīng)鏈低碳管理文化相互兼容、政府項(xiàng)目直接投資、共享綠色技術(shù)知識(shí)位于這一區(qū)域，同時(shí)在ISM的根本層，不僅對上層因素起到巨大推動(dòng)作用，而且存在相互影響的作用(P1與S1)，需要引起必要的監(jiān)視。第二象限是聯(lián)動(dòng)區(qū)，在聯(lián)動(dòng)象限的因素有著高驅(qū)動(dòng)高依賴的特點(diǎn)，包括碳足跡流程監(jiān)管、綠色技術(shù)商業(yè)模式、制定清晰減碳目標(biāo)等因素，它們位于ISM模型中的中間層，起到支撐和傳遞的作用。第四象限是依賴區(qū)，此象限的影響因素具有較高依賴性和較低驅(qū)動(dòng)力，在ISM模型當(dāng)中存在清潔能源生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品綠色環(huán)保設(shè)計(jì)等因素，位于模型的表層，它們受到下層和深層因素的影響。第三象限是獨(dú)立區(qū)，目前在本研究中并未出現(xiàn)任何影響因素。

4 結(jié)論與建議

本文從綠色技術(shù)創(chuàng)新和知識(shí)整合的角度識(shí)別出關(guān)于技術(shù)、政策、組織、共享、創(chuàng)新、吸收六個(gè)維度的24個(gè)食品供應(yīng)鏈影響因素。通過AHP-EW-ISM多準(zhǔn)則決策技術(shù)，構(gòu)造出食品供應(yīng)鏈低碳管理結(jié)構(gòu)機(jī)制模型。在MICMAC圖和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的幫助下分析出不同區(qū)域的因素，研究結(jié)果表明，高驅(qū)動(dòng)性的因素分布在根本層，分別是供應(yīng)鏈低碳管理文化相互兼容、政府項(xiàng)目直接投資、共享綠色技術(shù)知識(shí)，三個(gè)因素在低碳實(shí)踐中將扮演關(guān)鍵角色。為了提升食品行業(yè)供應(yīng)鏈低碳管理實(shí)踐水平，根據(jù)前文研究結(jié)果，提出如下建議。

①從綠色技術(shù)創(chuàng)新角度看，政府應(yīng)積極參與外部市場，在管理機(jī)制、市場體制、政策環(huán)境、技術(shù)創(chuàng)新等方面對食品企業(yè)及其合作伙伴提供支持。政府可以幫助食品企業(yè)設(shè)計(jì)低碳環(huán)保供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)，制定科學(xué)有效的固碳計(jì)劃；利用靈活的市場配置資源體制，為食品制造商吸引優(yōu)秀的低碳供應(yīng)商；通過完善碳排放量和碳交易權(quán)的稅收管理政策助力食品供應(yīng)鏈低碳管理，按照“誰排放、誰負(fù)責(zé)”的原則，劃清食品供應(yīng)鏈主體責(zé)任；搭建低碳發(fā)明專利數(shù)據(jù)開發(fā)平臺(tái)、構(gòu)建專利獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制、改革賦稅機(jī)制、控制專利轉(zhuǎn)讓風(fēng)險(xiǎn)、提供免費(fèi)綠色認(rèn)證服務(wù)等，以此激發(fā)食品企業(yè)落實(shí)低碳管理實(shí)踐的動(dòng)力。

②食品廠商直接參與綠色技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐，是低碳管理的主要參與者。作為制造商首先應(yīng)該制定清晰的碳減排計(jì)劃，包括食品全生命周期內(nèi)的碳排放量、能源消耗量、廢物排放量等。其次應(yīng)引入清潔能源生產(chǎn)技術(shù)，使供應(yīng)鏈每個(gè)環(huán)節(jié)都能達(dá)到降低能耗和污染的目的，例如使用生物碳基燃料、可持續(xù)包裝設(shè)計(jì)、廢棄能源回收等。

③企業(yè)還需要在綠色知識(shí)整合方面進(jìn)行突破。在食品供應(yīng)鏈上進(jìn)行綠色技術(shù)知識(shí)共享時(shí)需要良好的學(xué)習(xí)機(jī)制和信任機(jī)制。依托互聯(lián)網(wǎng)信息構(gòu)建信息共享平臺(tái)，全方位收集、整合、分析綠色技術(shù)的數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)、流程。處在食品供應(yīng)鏈上的核心企業(yè)及其供應(yīng)商等合作伙伴應(yīng)定期學(xué)習(xí)、共享制度，由核心企業(yè)開展集中綠色技術(shù)培訓(xùn)活動(dòng)，提升從業(yè)人員綠色環(huán)保技能和意識(shí)。食品廠商還需要通過信任機(jī)制選擇合適的綠色供應(yīng)商合作伙伴，利用長期合同和榮譽(yù)認(rèn)證建立穩(wěn)定的合作關(guān)系。