曹武軍, 陳志斐

(鄭州大學(xué) 管理工程學(xué)院，河南 鄭州 450001)

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農(nóng)業(yè)保險對生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈合作關(guān)系的影響研究

曹武軍, 陳志斐

(鄭州大學(xué) 管理工程學(xué)院，河南 鄭州 450001)

在我國當(dāng)前生鮮農(nóng)產(chǎn)品易受自然風(fēng)險影響以及成員合作關(guān)系不穩(wěn)定的現(xiàn)實下，本文通過構(gòu)建自然風(fēng)險和農(nóng)業(yè)保險兩種模式下的供應(yīng)鏈利潤模型，首先研究了兩部收費制對供應(yīng)鏈系統(tǒng)的協(xié)調(diào)作用及對成員合作關(guān)系的影響；然后探討了農(nóng)業(yè)保險的設(shè)定和理賠機制，對比分析了農(nóng)業(yè)保險對供應(yīng)鏈利潤及成員合作關(guān)系穩(wěn)定性的影響，最后通過算例驗證模型的結(jié)果，并給出決策意見。研究表明：自然風(fēng)險下兩部收費制能協(xié)調(diào)生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈，但供應(yīng)鏈合作關(guān)系不穩(wěn)定；引入農(nóng)業(yè)保險不僅可以有效管理自然風(fēng)險，還能增加供應(yīng)鏈整體及各級成員的收益；隨著自然災(zāi)害系數(shù)的上升，農(nóng)業(yè)保險下生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈合作關(guān)系穩(wěn)定性也會下降，但相比較于自然風(fēng)險下的供應(yīng)鏈系統(tǒng)，其穩(wěn)定性更好。

生鮮農(nóng)產(chǎn)品； 供應(yīng)鏈合作關(guān)系； 兩部收費制； 自然風(fēng)險； 農(nóng)業(yè)保險

CAO Wujun， CHEN Zhifei

(School of Management and Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001， China)

生鮮農(nóng)產(chǎn)品是與居民生活息息相關(guān)的蔬菜、水果、肉品、水產(chǎn)、奶類等，在日常的生活消費中占據(jù)重要地位，但是它本身具有易腐性、生產(chǎn)周期長、易受外界環(huán)境影響等特點[1]，受產(chǎn)品自身特點和外部環(huán)境的影響，生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈比一般產(chǎn)品供應(yīng)鏈在成員合作關(guān)系上存在更高的不穩(wěn)定性。具體表現(xiàn)為在不可控的自然風(fēng)險下，產(chǎn)品的供給數(shù)量不確定、供應(yīng)鏈各成員利潤分配不均衡、供應(yīng)鏈系統(tǒng)協(xié)調(diào)性低、供應(yīng)鏈成員合作關(guān)系不穩(wěn)定等[2-3]，最終導(dǎo)致消費者和各級成員的利益受損。

中國物流與采購聯(lián)合會將供應(yīng)鏈合作關(guān)系定義為：在供應(yīng)鏈內(nèi)部兩個或兩個以上獨立的成員之間形成的一種協(xié)調(diào)關(guān)系，以確保達(dá)成特定的目標(biāo)和利益。供應(yīng)鏈成員合作的主要原因是為了降低供應(yīng)鏈總成本，提高對下游顧客的需求響應(yīng)敏捷性，降低庫存水平、增強信息共享，改善成員間的交流，保持戰(zhàn)略伙伴相互之間運作的連貫性等[4]。影響供應(yīng)鏈合作關(guān)系穩(wěn)定性的因素涉及以下5個方面：整體協(xié)調(diào)水平、企業(yè)實力對等度、公平、效率、自然風(fēng)險[5]。本文定量研究自然風(fēng)險對供應(yīng)鏈合作關(guān)系穩(wěn)定性的影響。

供應(yīng)鏈契約作為一種有效的經(jīng)營合作模式，不僅使得供應(yīng)鏈整體協(xié)調(diào)水平上升，還使得供應(yīng)鏈各成員實現(xiàn)“共贏”，已得到理論界和企業(yè)界的廣泛認(rèn)可[6]。所以本文運用契約來協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈，實現(xiàn)供應(yīng)鏈成員合作的初步穩(wěn)定。已有大量學(xué)者研究表明收益共享契約、期權(quán)契約、兩部收費制契約等均能使供應(yīng)鏈系統(tǒng)協(xié)調(diào)，但是在穩(wěn)定供應(yīng)鏈成員的合作上兩部收費制有明顯的優(yōu)勢[7]，因此本文采用兩部收費制(又名兩部定價契約)來協(xié)調(diào)生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈。文獻[8]對兩部收費制及其應(yīng)用做了詳盡介紹，文獻[9-10]講述了兩部收費制對工業(yè)品供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)作用，然而目前國內(nèi)外學(xué)者很少研究兩部收費制對生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈系統(tǒng)的協(xié)調(diào)作用，如王禹[11]運用兩部收費制協(xié)調(diào)了生鮮農(nóng)產(chǎn)品二級供應(yīng)鏈，但未涉及到三級供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)問題，因此，本文運用兩部收費制實現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)和成員合作的初步穩(wěn)定。

在自然風(fēng)險的影響下，我國生鮮農(nóng)產(chǎn)品損失嚴(yán)重，如新疆每年因為自然災(zāi)害所造成的農(nóng)業(yè)災(zāi)害就達(dá)到了30多億元[12]；自2015年11月到2016年1月河北省134萬畝設(shè)施蔬菜受災(zāi)，83萬畝成災(zāi)，7.3萬畝絕收，但是投保的菜農(nóng)不足10%[13]，最終導(dǎo)致供應(yīng)鏈各成員利潤下降、合作關(guān)系瓦解。因此如何減少自然損害程度，保障相關(guān)者的利潤成為供應(yīng)鏈各級成員面臨的另一個問題。而農(nóng)業(yè)保險是針對自然災(zāi)害等偶然因素設(shè)計的，在自然災(zāi)害發(fā)生后，生產(chǎn)商通過支付低額保險費獲得高額理賠金用以彌補虧損。在此已有學(xué)者驗證了農(nóng)業(yè)保險不僅可以有效管理自然風(fēng)險，還能增加生產(chǎn)商的收益。如姚壽福[14]以1982-2014年的投保數(shù)據(jù)對我國農(nóng)業(yè)保險發(fā)展的經(jīng)濟效應(yīng)進行定量分析，說明發(fā)展農(nóng)業(yè)保險不僅增加農(nóng)民受益，還能穩(wěn)定產(chǎn)品生產(chǎn)；李亞琪等[15]選取1985-2014年的農(nóng)業(yè)保險保費、賠款和農(nóng)業(yè)產(chǎn)出數(shù)據(jù)，并進行協(xié)整檢驗，得出農(nóng)業(yè)保險保費、賠款對農(nóng)業(yè)產(chǎn)出有很弱的正影響。然而鮮有文獻研究農(nóng)業(yè)保險對農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈系統(tǒng)的影響，如曹武軍[16]基于期權(quán)契約和農(nóng)業(yè)保險實現(xiàn)了自然風(fēng)險下種植業(yè)農(nóng)產(chǎn)品二級供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)和優(yōu)化，但未涉及到三級供應(yīng)鏈，且沒有探討農(nóng)業(yè)保險對成員合作關(guān)系的影響。

因此本文在前人研究的基礎(chǔ)上研究了由單一生產(chǎn)商、分銷商、零售商組成的生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈系統(tǒng)，在自然風(fēng)險下，依據(jù)供應(yīng)鏈各成員實際得到的產(chǎn)品數(shù)量，將成員合作關(guān)系分為三類，探討兩部收費制對供應(yīng)鏈系統(tǒng)的協(xié)調(diào)作用和對成員合作關(guān)系的初步穩(wěn)定；進而引入農(nóng)業(yè)保險，建立基于農(nóng)業(yè)保險的生鮮農(nóng)產(chǎn)品三級供應(yīng)鏈利潤模型，對比分析農(nóng)業(yè)保險對供應(yīng)鏈利潤和成員合作關(guān)系的影響；最后通過算例驗證模型的結(jié)果，并給出決策意見。

1 問題描述與假設(shè)

研究由單一生產(chǎn)商(S)—分銷商(D)—零售商(R)組成的生鮮農(nóng)產(chǎn)品三級供應(yīng)鏈系統(tǒng)，零售商在銷售季前有一次訂貨機會，相關(guān)假設(shè)條件如下。

假設(shè)1 供應(yīng)鏈成員均保鮮且風(fēng)險理性，僅討論一個生產(chǎn)銷售周期內(nèi)的成員活動，不考慮運輸中的損耗、庫存費用與管理費用。

假設(shè)2 自然風(fēng)險發(fā)生在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程，僅對產(chǎn)量造成威脅，不影響產(chǎn)品質(zhì)量，其損失由生產(chǎn)商承擔(dān)。

假設(shè)3t1是生產(chǎn)商將產(chǎn)品運送至分銷商的時間間隔，t2是分銷商將產(chǎn)品運送至零售商的時間間隔，t是零售商的產(chǎn)品到達(dá)消費者手中的時間間隔，且t1+t2+t≤T0，T0是產(chǎn)品的最長生命周期，則t∈(0,T0-t1-t2)，令T=T0-t1-t2。

假設(shè)4 生鮮農(nóng)產(chǎn)品新鮮度隨著供應(yīng)鏈成員交易運輸時間的增長而降低，且受到供應(yīng)鏈成員保鮮努力程度大小的影響，在此借鑒文獻[17]中生鮮農(nóng)產(chǎn)品新鮮度迭代關(guān)系式，假定零售商的生鮮農(nóng)產(chǎn)品新鮮度因子為

其中,η是不保鮮時生鮮農(nóng)產(chǎn)品的自然衰減極值。τ∈(0,1)是成員的保鮮努力水平(i=1表示生產(chǎn)商，i=2表示分銷商，i=3表示零售商)，ki1是保鮮對保鮮努力程度的敏感系數(shù)。

假設(shè)5 對供應(yīng)鏈整體而言，只需關(guān)注消費者是否購買以及整個市場的容量，本文參考文獻[18]中消費者效用函數(shù)，將其設(shè)為U(t)=U0-αp+βθ(t)，其中,U0為消費者對產(chǎn)品的初始認(rèn)知價值;α、β分別為消費者對生鮮農(nóng)產(chǎn)品價格和新鮮度的敏感系數(shù),α+β=1。只有當(dāng)U(t)>0時，消費者才會選擇購買，否則放棄購買，令δ為市場規(guī)模度量值，在任一時刻t，零售商的市場需求量為D(t)=δp(U(t)>0)，則

D(t)=δp(U0-αp+βθ(t)>0)=δp(U0>αp-βθ(t))=δ(1-αp+βθ(t))。

假設(shè)7 假定零售商的需求量為Q，由于生鮮農(nóng)產(chǎn)品在存儲運輸中會有微量損耗，則分銷商以Q多λ1倍的比例預(yù)備(1+λ1)Q的量,進而生產(chǎn)商比分銷商多λ2倍的比例預(yù)備(1+λ1)(1+λ2)Q的量，其中參數(shù)0<λ1,λ2，在自然風(fēng)險下假定農(nóng)產(chǎn)品損害程度指數(shù)為μ∈[0,1]，則生產(chǎn)商的實際產(chǎn)量為(1+λ1)(1+λ2)(1-μ)Q。但是分銷商和零售商得到的實際產(chǎn)品數(shù)量與農(nóng)產(chǎn)損害程度相關(guān)，則用表1匯總了不同農(nóng)產(chǎn)品損害程度下分銷商和零售商的產(chǎn)量。

表1 供應(yīng)鏈成員實際產(chǎn)品數(shù)量匯總

2 生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈合作關(guān)系研究

2.1 自然風(fēng)險和兩部收費制下合作關(guān)系研究

研究由單個生產(chǎn)商(S)—分銷商(D)—零售商(R)組成的生鮮農(nóng)產(chǎn)品三級供應(yīng)鏈，由文獻[20-21]可知無契約分散決策下的供應(yīng)鏈效率較低，供應(yīng)鏈成員之間存在雙重邊際效應(yīng)，而兩部收費制不僅能消除供應(yīng)鏈的雙重邊際效應(yīng)，還能穩(wěn)定各成員的合作關(guān)系。因此本章節(jié)采用兩部收費制來協(xié)調(diào)生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈。其決策過程為：首先零售商根據(jù)自己的目標(biāo)函數(shù)以及分銷商、生產(chǎn)商的反應(yīng)函數(shù)確定向分銷商支付的通道費frj、產(chǎn)品的銷售價格pj、保鮮努力程度τrj；然后分銷商根據(jù)零售商的決策和生產(chǎn)商的反應(yīng)函數(shù)確定產(chǎn)品的批發(fā)價w2j、保鮮努力程度τdj，并向生產(chǎn)商支付通道費fdj；最后生產(chǎn)商根據(jù)分銷商和零售商的決策確定產(chǎn)品的批發(fā)價w1j和保鮮努力程度τsj。

則模式1 下零售商的期望利潤函數(shù)為：

模式1下供應(yīng)鏈系統(tǒng)的利潤函數(shù)為

c2(1+λ1)(1+λ2)]Q1-cs1-cd1-cr1。

模式2下零售商的期望利潤函數(shù)為

模式2下供應(yīng)鏈系統(tǒng)的利潤函數(shù)為

模式3下零售商的期望利潤函數(shù)為

(1+λ2)(1-μ)-w21]Q3-cr3-fr3。

模式3下供應(yīng)鏈系統(tǒng)的利潤函數(shù)為

令有參數(shù)Cj，模式1下為

C1=c1(1+λ1)(1+λ2)+c2(1+λ2)+c3。

模式2為

C2=c1(1+λ1)(1+λ2)+c2(1+λ1)(1+λ2)(1-μ)+c3

模式3 下為

C3=c1(1+λ1)(1+λ2)+(c2+c3)(1+λ1)(1+λ2)(1-μ)

則模式j(luò)下供應(yīng)鏈系統(tǒng)的總利潤模型為

(1)

命題1為兩部收費制能實現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)的一個充分必要條件。

命題1 如果零售商、分銷商、生產(chǎn)商的利潤是供應(yīng)鏈系統(tǒng)總利潤的仿射函數(shù)，稱供應(yīng)鏈在兩部收費制下是協(xié)調(diào)的。

(2)

零售商的最優(yōu)保鮮努力程度為

(3)

分銷商的最優(yōu)保鮮努力程度為

(4)

生產(chǎn)商的最優(yōu)保鮮努力程度為

(5)

供應(yīng)鏈各級成員協(xié)調(diào)時，分銷商的批發(fā)價為

(6)

生產(chǎn)商的批發(fā)價為

w1j=Cj+(1+λ1)(1+λ2)c1-

(7)

此時供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最優(yōu)訂貨量為

Qj=δ(T+M1-αTCj+Arτrj+Adτdj+Asτsj)/2。

供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最大利潤函數(shù)為

(8)

此時零售商的利潤函數(shù)為

(9)

分銷商的利潤函數(shù)為

(10)

生產(chǎn)商的利潤函數(shù)為

(11)

也就是說，零售商、分銷商、生產(chǎn)商的利潤在兩部收費制下是供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)利潤的仿射函數(shù)，故對零售商而言最優(yōu)貨量是系統(tǒng)的最優(yōu)需求量Qj，并且供應(yīng)鏈系統(tǒng)通過調(diào)整契約參數(shù)frj和fdj來分配利潤，因此供應(yīng)鏈在兩部收費制下是協(xié)調(diào)的。

推論1 一定范圍內(nèi)，固定通道費的變動不影響供應(yīng)鏈合作關(guān)系，僅是供應(yīng)鏈成員之間的收益博弈。

推論2 隨著自然災(zāi)害的增大，供應(yīng)鏈合作關(guān)系趨向不穩(wěn)定。

證明 由式(2)～(5)可知，在其他條件不變的情況下，隨著自然風(fēng)險損害程度的上升，產(chǎn)品的供需平衡被打破，供應(yīng)鏈由模式1逐漸轉(zhuǎn)化為模式3的合作關(guān)系，就供應(yīng)鏈整體而言，模式1和模式2下供應(yīng)鏈成員合作關(guān)系穩(wěn)定，但是在模式3下，隨著自然風(fēng)險系數(shù)的持續(xù)上升，供應(yīng)商為了規(guī)避風(fēng)險，一般不會生產(chǎn)此類產(chǎn)品，從而使得供應(yīng)鏈合作關(guān)系瓦解。

綜上基于兩部收費制下生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈模型的分析，得出以下結(jié)論。

結(jié)論1 兩部收費制契約不僅可以協(xié)調(diào)生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈，還能穩(wěn)定供應(yīng)鏈成員之間的合作關(guān)系。

由命題1和推論1可知，通過兩部收費制可以有效地消除供應(yīng)鏈的雙重邊際效應(yīng)，使得供應(yīng)鏈成員之間達(dá)到共贏，達(dá)到供應(yīng)鏈系統(tǒng)的協(xié)調(diào)；同時在兩部收費制協(xié)調(diào)下的生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈，下游成員向上游成員訂貨時先支付一定的固定通道費，然后以較低的批發(fā)價獲得上游貨物，使得成員各自利潤將大于無契約下的利潤。在實際的交易中有固定通道費做利潤保障，成員之間的交易不易中斷；且較低的批發(fā)價會激勵成員去生產(chǎn)或訂購更多的產(chǎn)品，這在對穩(wěn)定供應(yīng)鏈成員的合作關(guān)系上不僅具有理論意義而且具有實踐指導(dǎo)意義。

結(jié)論2 自然風(fēng)險下，由兩部收費制協(xié)調(diào)的生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈合作關(guān)系的穩(wěn)定性低。

由推論2可知隨著自然風(fēng)險的上升，供應(yīng)鏈各級成員的供需發(fā)生變化，供應(yīng)鏈合作關(guān)系的穩(wěn)定性下降。因此考慮在協(xié)調(diào)的生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中引入農(nóng)業(yè)保險作為風(fēng)險管理工具，通過付出低額保險費獲得高額的理賠金來彌補虧損，從而實現(xiàn)協(xié)調(diào)的供應(yīng)鏈系統(tǒng)中各級成員的進一步穩(wěn)定合作。

2.2 農(nóng)業(yè)保險和兩部收費制下合作關(guān)系研究

假定從事生鮮農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的生產(chǎn)商通過購買產(chǎn)品產(chǎn)量保險來規(guī)避風(fēng)險。依據(jù)《中國人民財產(chǎn)保險股份有限公司種植業(yè)保險理賠實務(wù)》規(guī)定的投保及理賠規(guī)則，生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量保險的保費繳納與理賠政策如下。

保險費 借鑒文獻[22]在政府補貼的激勵下，購買保險時生產(chǎn)商每生產(chǎn)周期只需繳納單位保險費20%×w×cB(每kg)。其中,w為保費率;cB為單位產(chǎn)量保險金額。

理賠金 保險公司根據(jù)按收獲量與保險產(chǎn)量的差額賠償，具體規(guī)則如下。

當(dāng)μ>0.3時，保險公司按農(nóng)產(chǎn)品實際收獲產(chǎn)量與保險產(chǎn)量的差額賠償；當(dāng)μ≤0.3時，保險公司不進行賠償。

假定農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量保險的保鮮產(chǎn)量為ΔQ=(1-Δ)(1+λ1)(1+λ2)Q，即為正常生產(chǎn)產(chǎn)量的一部分。由農(nóng)業(yè)保險理賠規(guī)則可得保險公司對生產(chǎn)商的理賠金H的表達(dá)式為

H=k0[ΔQ-(1+λ1)(1+λ2)(1-μ)Q]cB(1-k)s=k0(μ-Δ)cB(1-k)s(1+λ1)(1+λ2)Q。

式中，k為免賠率;k0為理賠系數(shù);s是賠償比例。其中

令B=(1+λ1)(1+λ2)cB[-0.2w(1-Δ)+k0(μ-Δ)(1-k)s]為保險因素，則實際保險公司給生產(chǎn)商的理賠金額為kμ(-0.2wcB·ΔQ+H)=kμBQ，kμ為投保決策系數(shù)。說明農(nóng)業(yè)保險理賠金低于生產(chǎn)商的正常生產(chǎn)收益，這也是保險公司為激勵購保者在遇見災(zāi)害時能夠采取積極措施挽救損失的策略。

建立農(nóng)業(yè)保險下的供應(yīng)鏈決策模型。

供應(yīng)鏈系統(tǒng)的整體利潤函數(shù)為

其中,模式1 下零售商的期望利潤函數(shù)為

模式2下零售商的期望利潤函數(shù)為

模式3下零售商的期望利潤函數(shù)為

同命題1的決策過程得到購買農(nóng)業(yè)保險情況下的供應(yīng)鏈各參數(shù)，如命題2所示。

命題2 在農(nóng)業(yè)保險下供應(yīng)鏈系統(tǒng)協(xié)調(diào)時各契約參數(shù)如下。

農(nóng)產(chǎn)品的最優(yōu)銷售價格為

pj=

(12)

零售商的最優(yōu)保鮮努力程度為

(13)

(14)

分銷商的批發(fā)價為

(15)

生產(chǎn)商的最優(yōu)保鮮努力程度為

生產(chǎn)商的批發(fā)價為

此時供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最優(yōu)訂貨量為

(16)

供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最大利潤函數(shù)為

(17)

此時零售商的利潤函數(shù)為

(18)

分銷商的利潤函數(shù)為

(19)

生產(chǎn)商的利潤函數(shù)為

(20)

推論5 隨著自然風(fēng)險損害程度μ的上升，相比于自然風(fēng)險下供應(yīng)鏈合作關(guān)系穩(wěn)定性的下降幅度，農(nóng)業(yè)保險下供應(yīng)鏈成員合作關(guān)系的穩(wěn)定性有所提升。

證明 在模式j(luò)下，結(jié)合推論5可知，隨著自然風(fēng)險損害程度μ的上升，由于生產(chǎn)商得到了農(nóng)業(yè)保險理賠金額，故整個供應(yīng)鏈利潤下降的速度比自然風(fēng)險下供應(yīng)鏈利潤下降的速度緩，供應(yīng)鏈各成員的合作關(guān)系緩慢的由模式1轉(zhuǎn)化為模式3，相比自然風(fēng)險下的供應(yīng)鏈成員合作關(guān)系的穩(wěn)定性有所上升。

綜上農(nóng)業(yè)保險下基于兩部收費制的生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)模型的分析，得出以下結(jié)論：

結(jié)論3 將農(nóng)業(yè)保險引入到兩部收費制協(xié)調(diào)下的生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈中，通過設(shè)置契約參數(shù)可以再次實現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)；

結(jié)論4 引入農(nóng)業(yè)保險不僅可以有效管理自然風(fēng)險，還能增加供應(yīng)鏈整體及各級成員的收益，進一步穩(wěn)定供應(yīng)鏈合作關(guān)系。

由推論(3)～(5)可知，通過引入農(nóng)業(yè)保險彌補自然風(fēng)險下供應(yīng)鏈各成員合作關(guān)系不穩(wěn)定的不足，將部分自然風(fēng)險轉(zhuǎn)移給供應(yīng)鏈以外的保險機構(gòu)，降低自然風(fēng)險對供應(yīng)鏈系統(tǒng)的危害，增加供應(yīng)鏈整體及各級成員的收益，穩(wěn)定供應(yīng)鏈各成員的合作關(guān)系。

3 算例分析

為了更加清晰地反映兩部收費制對供應(yīng)鏈系統(tǒng)的協(xié)調(diào)作用及農(nóng)業(yè)保險對供應(yīng)鏈穩(wěn)定合作的作用，以蒜苗為例對以上模型的結(jié)論進行驗證。假定某一地區(qū)的蒜苗供應(yīng)鏈?zhǔn)怯梢粋€生產(chǎn)商、大型生鮮批發(fā)商、零售商(如超市)組成的，此地區(qū)蒜苗的市場規(guī)模的度量大致為δ=10 000 kg。模型中的其他變量假設(shè)：c3=0.3元/kg；c2=0.5元/kg；c1=1.2元/kg；t1=3 d；t2=2 d；T=10 d；kr1=0.1,kd1=0.2,ks1=0.3,kr2=50，kd2=80，ks2=100,η=α=β=0.5；依據(jù)保險公司理賠規(guī)定，對蒜苗的理賠參數(shù)設(shè)置為w=4%，Δ=30%，cB=0.5元/kg，保險理賠金均是在假設(shè)自然災(zāi)害發(fā)生在農(nóng)作物的成熟期的基礎(chǔ)上計算得出，即假設(shè)s=100%。

3.1 供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)性研究

將以上變量代入到章節(jié)2.1和2.2的模型中，當(dāng)風(fēng)險系數(shù)確定時，得到自然風(fēng)險和農(nóng)業(yè)保險下兩部收費制協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最優(yōu)參數(shù)和利潤，可得：①一定的條件下，有無農(nóng)業(yè)保險，供應(yīng)鏈成員均在兩部收費制下實現(xiàn)共贏，供應(yīng)鏈系統(tǒng)達(dá)到有效協(xié)調(diào)；②相比于自然風(fēng)險下供應(yīng)鏈及其成員的參數(shù)，農(nóng)業(yè)保險下的供應(yīng)鏈系統(tǒng)及其各成員的利潤變大，訂貨量變大，各成員的保鮮努力程度上升，批發(fā)價和零售價基本不變，說明引入農(nóng)業(yè)保險不僅降低了自然風(fēng)險對供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤的損害，還增加了供應(yīng)鏈整體及各級成員的收益，有利于供應(yīng)鏈成員合作。

3.2 供應(yīng)鏈各成員合作關(guān)系分析

根據(jù)章節(jié)2.1和2.2中給出的相關(guān)模型，結(jié)合0<τij≤1(i=r,d,s)，運用Matlab 計算敏感系數(shù)對農(nóng)業(yè)保險下兩部收費制協(xié)調(diào)的生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的影響。

1)其他條件不變，自然風(fēng)險下對任意模式而言，當(dāng)λ1=0.1，λ2=0.1時，風(fēng)險系數(shù)μ以0.01為步長在其規(guī)定的范圍之內(nèi)上升時，供應(yīng)鏈系統(tǒng)的保鮮努力程度緩慢上升，產(chǎn)品的零售價、批發(fā)價基本無變動，最優(yōu)訂貨量和利潤上升。如圖1所示，隨著風(fēng)險系數(shù)μ從0.11上升到0.17，即模式2下，最優(yōu)訂貨量以160 kg左右為步長逐步上漲，供應(yīng)鏈系統(tǒng)及各成員的利潤以100元左右為步長逐漸上升；隨著風(fēng)險系數(shù)μ從0.18上升到0.3，即模式3下，最優(yōu)訂貨量以250 kg左右為步長逐步上漲，供應(yīng)鏈系統(tǒng)及各成員的利潤以200元左右為步長逐漸上升。這說明在一定的風(fēng)險范圍內(nèi)，生產(chǎn)商和分銷商生產(chǎn)訂購的貨物不變，此時是供大于求的，但隨著自然損害的上升，消耗了多余的產(chǎn)品，使得供應(yīng)鏈系統(tǒng)越來越接近供需平衡，供應(yīng)鏈系統(tǒng)的利潤上漲；同時說明一旦風(fēng)險系數(shù)超出供應(yīng)鏈系統(tǒng)各自風(fēng)險承受范圍，供應(yīng)鏈各成員的合作關(guān)系變化，供應(yīng)鏈合作關(guān)系穩(wěn)定性下降。

2)其他條件不變，自然風(fēng)險下對任意模式j(luò)而言，風(fēng)險系數(shù)μ在模式j(luò)規(guī)定的范圍內(nèi)，λ1或λ2以0.02為步長上升時，供應(yīng)鏈系統(tǒng)的保鮮努力程度緩慢下降，售價基本無變動，批發(fā)價緩慢上漲，最優(yōu)訂貨量上升，利潤下降。如圖2所示，在模式3下，當(dāng)λ1=0.1，μ=0.4，隨著λ2以0.02為步長上升時，最優(yōu)訂貨量以1 000左右為步長逐漸上升， 供應(yīng)鏈系統(tǒng)及各成員的利潤以2 000為步長逐漸下降，這說明供應(yīng)鏈各成員對風(fēng)險的預(yù)估偏差越大，其利潤越低，供應(yīng)鏈各成員為了追求高利潤，其合作關(guān)系很容易被瓦解。

圖1 風(fēng)險系數(shù)上升時供應(yīng)鏈最優(yōu)訂貨量和利潤變動圖

圖2 模式3下λ2上升時供應(yīng)鏈最優(yōu)訂貨量和利潤變動圖

3)任意情形j下，隨著風(fēng)險系數(shù)μ的上升，對比分析有無農(nóng)業(yè)保險下供應(yīng)鏈各成員合作關(guān)系的穩(wěn)定性。

①當(dāng)λ1=0.02，λ2=0.5時，若μ<0.34，則供應(yīng)鏈系統(tǒng)處于模式1 ，隨著風(fēng)險系數(shù)μ以0.002為步長靠近0.34時，如圖3和圖4所示，自然風(fēng)險下的供應(yīng)鏈系統(tǒng)各參數(shù)取值不變，農(nóng)業(yè)保險下的供應(yīng)鏈系統(tǒng)最優(yōu)保險努力程度逐漸上升，零售價和批發(fā)價基本保持不變，訂貨量以40 kg左右為步長逐漸上漲，供應(yīng)鏈及其成員的利潤以220元左右為步長逐漸上升，且總利潤明顯大于自然風(fēng)險下的供應(yīng)鏈利潤。說明在模式1可接受的自然風(fēng)險范圍之內(nèi)，隨著自然風(fēng)險的變動，供應(yīng)鏈系統(tǒng)的最優(yōu)決策在小范圍內(nèi)變動，可以認(rèn)為基本不變；若有農(nóng)業(yè)保險做保障，風(fēng)險在可控范圍內(nèi)上漲，消耗多生產(chǎn)出的產(chǎn)品，使得供應(yīng)鏈系統(tǒng)越來越接近供需平衡，供應(yīng)鏈系統(tǒng)及各成員的利潤上漲，供應(yīng)鏈各成員在模式1下合作關(guān)系穩(wěn)定。

②當(dāng)λ1=0.2，λ2=0.4時，若0.32<μ<0.39，則供應(yīng)鏈系統(tǒng)處于模式2，風(fēng)險系數(shù)以0.01為步長自0.32向0.39靠近時，供應(yīng)鏈最優(yōu)保鮮努力程度、零售價、批發(fā)價均無明顯變化，如圖5和圖6所示，最優(yōu)訂貨量均以300 kg左右為步長上漲，農(nóng)業(yè)保險下的最優(yōu)訂貨量上漲的更快；自然風(fēng)險下的供應(yīng)鏈及其成員的利潤以600元左右為步長逐漸上升，農(nóng)業(yè)保險下供應(yīng)鏈及其成員的利潤以1 000元左右為步長上升。這說明風(fēng)險系數(shù)在模式2可接受的范圍之內(nèi)，加入農(nóng)業(yè)保險不僅規(guī)避了自然風(fēng)險，還使得供應(yīng)鏈各成員的利潤上漲，有利于供應(yīng)鏈各成員的穩(wěn)定合作。

圖3 模式1下最優(yōu)訂貨量對比圖

圖4 模式1下供應(yīng)鏈利潤對比圖

圖5 模式2下最優(yōu)訂貨量對比圖

圖6 模式2下供應(yīng)鏈利潤對比圖

③當(dāng)λ1=0.2，λ2=0.4時，若μ>0.39，則供應(yīng)鏈系統(tǒng)處于模式3，風(fēng)險系數(shù)μ以0.01為步長上漲時，供應(yīng)鏈最優(yōu)保鮮努力程度、零售價、批發(fā)價均無明顯變化，最優(yōu)訂貨量和供應(yīng)鏈利潤均上升，但是與自然風(fēng)險下的最優(yōu)決策相比較基本無變化，這說明風(fēng)險系數(shù)太大時，保險公司為了自身利潤最大化，對生產(chǎn)商的理賠金逐漸減為0，且此時生產(chǎn)商實際的產(chǎn)量即為分銷商和零售商得到的產(chǎn)品數(shù)量，生產(chǎn)商沒有剩余產(chǎn)品，理論意義上隨著風(fēng)險系數(shù)的上升，為了迎合市場需求，產(chǎn)品訂貨量勢必上升，供應(yīng)鏈利潤上升，但是實際生活中當(dāng)風(fēng)險系數(shù)太大時，生產(chǎn)商為了規(guī)避風(fēng)險，一般不會生產(chǎn)此類產(chǎn)品。

3.3 生鮮農(nóng)產(chǎn)品的應(yīng)用策略

通過算例分析可知，基于農(nóng)業(yè)保險的生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈不僅實現(xiàn)了自然風(fēng)險的規(guī)避，實現(xiàn)了供應(yīng)鏈整體及各成員利益最優(yōu)化，還穩(wěn)定了供應(yīng)鏈各成員的合作關(guān)系，在此給出以下兩個生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的應(yīng)用策略。

1)運用兩部收費制實現(xiàn)供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)和供應(yīng)鏈成員的穩(wěn)定合作時，首先設(shè)置滿足命題1或者命題2的參數(shù)，然后雙方共同協(xié)商固定通道費，最后達(dá)成供應(yīng)鏈整體的協(xié)調(diào)和成員之間的穩(wěn)定合作。

2)在供應(yīng)鏈運行過程中加入農(nóng)業(yè)保險以減少自然風(fēng)險對供應(yīng)鏈系統(tǒng)利潤的損害，將部分損害轉(zhuǎn)移給保險公司。同時由于農(nóng)業(yè)保險的加入，供應(yīng)鏈各成員在合作關(guān)系上更加穩(wěn)定。

3)實踐中農(nóng)業(yè)保險可以加強供應(yīng)鏈各成員合作關(guān)系的穩(wěn)定性，同時推進生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的信息化建設(shè)，提高信息共享程度，使得供應(yīng)鏈各成員信息對稱也可以保持生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈各成員的合作穩(wěn)定性。

4 結(jié)論

本文探討了生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的最優(yōu)決策和供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)、供應(yīng)鏈各成員穩(wěn)定合作的問題，結(jié)合實際狀況，運用生鮮農(nóng)產(chǎn)品新鮮度迭代關(guān)系，綜合運用庫存理論、效用理論、合作博弈，針對一個由生產(chǎn)商、分銷商、零售商組成的生鮮農(nóng)產(chǎn)品三級供應(yīng)鏈，著重研究了農(nóng)業(yè)保險下兩部收費制對供應(yīng)鏈系統(tǒng)的協(xié)調(diào)作用和對供應(yīng)鏈合作關(guān)系穩(wěn)定性的影響，研究表明：①兩部收費制契約不僅可以協(xié)調(diào)生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈，還能穩(wěn)定供應(yīng)鏈成員之間的合作關(guān)系，但是自然風(fēng)險下，由兩部收費制協(xié)調(diào)的生鮮農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈各成員合作關(guān)系的穩(wěn)定性較低；②引入農(nóng)業(yè)保險不僅可以有效管理自然風(fēng)險，還能增加供應(yīng)鏈整體及各級成員的收益，進一步穩(wěn)定供應(yīng)鏈系統(tǒng)各級成員的合作關(guān)系。同時本文在建立模型的基礎(chǔ)上以算例論證了有無農(nóng)業(yè)保險下兩部收費制對供應(yīng)鏈系統(tǒng)的協(xié)調(diào)問題和供應(yīng)鏈合作關(guān)系的變化情況，這對更深層次研究供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)和供應(yīng)鏈合作關(guān)系具有理論指導(dǎo)和實踐意義。由于本文僅對生產(chǎn)商進行單一保險，而實踐中會涉及到對供應(yīng)鏈其他成員多方面的保險，因此研究多方面多成員農(nóng)業(yè)保險下供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)性是下一步研究方向。

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A Study of the Effect of Agricultural Insurance on the Supply Chain of Fresh Agricultural Products

In our country the fresh agricultural products are easy to be affected by natural risks, and partnership is not stable. By constructing the supply chain profit model under natural risks and agricultural insurance, the coordination role of the two-part tariff system on the supply chain and its influence on the members' cooperation are studied. Then the agricultural insurance setting and compensation mechanism are discussed with a comparative analysis of the effect of agricultural insurance on the stability of the supply chain profit and a member of the partnership. Finally, a numerical example is given to illustrate the model results and give the decision. Research shows that the two-part tariff under natural risks can coordinate fresh agricultural products supply chain, but the supply chain cooperation relationship is not stable; and that the introduction of agricultural insurance can not only effectively manage natural risks, but also increase the revenue of the whole supply chain and various members; and that with the rise of coefficient of natural disasters, the supply chain partnership stability under agricultural insurance of fresh agricultural products will decline, but compared with the supply chain system under natural risks, the stability is higher.

fresh agricultural products; supply chain partnership; two-part tariff; natural risk; agricultural insurance

2016- 04- 01

國家自然科學(xué)基金資助項目(71371173)；河南省高校創(chuàng)新人才工程基金資助項目(2014GGJS-103)；河南省高校科技創(chuàng)新人才支持計劃資助項目 (16HASTIT037)

曹武軍(1971-),男,河南省人,副教授，博士，主要研究方向為事農(nóng)產(chǎn)品動態(tài)定價問題及供應(yīng)鏈協(xié)調(diào).

10.3969/j.issn.1007- 7375.2016.05.013

F323.8

A

1007-7375(2016)05- 0088- 11