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农产品供应链网络模型及优化策略研究

廖莉  
【摘要】:在我国,“三农”问题已成为关系着国家稳定与社会和谐发展的全局性、根本性、战略性问题。解决“三农”问题的根本出路在于农业现代化,而制约我国农业现代化的瓶颈之一就是农产品供应链效率不高,严重影响了我国农业产业的竞争力,难以应对经济全球化浪潮的严峻挑战。因此,农产品供应链问题已成为目前我国最迫切需要解决的问题之一,研究如何优化农产品供应链,降低成本、提高效率和农产品质量,具有重要的理论和现实意义。 本文针对导致我国农产品供应链效率不高的几个关键问题,运用供应链管理理论、博弈论、契约理论、行为经济学及最优化理论进行了相应的研究,主要研究内容和成果如下: 1.农产品供应链分销网络设计优化 建立了一个新的结合库存控制的农产品分销网络选址—分配问题数学模型,寻求合理的分销中心数量和位置、每个分销中心所服务的需求点,以及各分销中心和需求点的最优订货策略,使得整个分销系统总成本最低。该模型综合考虑了农产品分销网络中多品种、变质损耗、运费不均衡、库存成本、服务水平、固定折旧成本、总投资预算有限等方面因素,更具实用性。 针对优化问题特点,提出了启发式的并行禁忌搜索算法求解。该算法首先根据投资预算限制进行问题可行解的空间划分,然后通过并行禁忌搜索克服单点出发的弱点,在各从进程禁忌搜索中,以运输距离最短给出可行的初始解。仿真结果表明该算法有效地缩小了搜索空间,提高了求解速度。 2.农产品供应链分销网络库存—配送路径优化 分别针对加盟连锁和直营连锁两种经营模式,建立了一对多、间隔周期补货的农产品供应链两级分销网络库存一配送路径优化问题数学模型。该模型综合考虑了顾客需求与库存相关、农产品变质损耗及处理成本、车辆启动成本等因素,且加盟连锁模式采用的是批发价合同。 对加盟连锁模式,提出了基于启发式自适应遗传算法的模型求解方法;对直营连锁模式,提出了带零头修正的双层遗传算法进行模型求解。双层遗传算法的上层用于确定对零售商的送货周期和送货量,下层用于确定分销商的最优订货周期和订货量,以及分销商配送中心的最优配送线路,并进行零头修正操作、确定对零售商的送货修正量,同时将优化结果反馈回上层。通过仿真实验,表明了所提算法的有效性,探讨了固定订货成本和批发价格对加盟连锁模式供应链的影响,并将两种经营模式进行了对比。 3.随机产出下农产品供应链的生产优化与协调 分别考虑乘法型和加法型随机产出,建立了确定性需求下以采购加工商为主导的供应商—加工商两级农产品供应链的Stackelberg博弈模型。该模型基于批发价契约、批发价加缺货惩罚契约、批发价加剩余原材料收购惩罚、批发价加剩余原材料收购加缺货惩罚四种契约,寻求最优的生产策略与契约参数使供应链成员的利益最大。 通过理论分析和算例比较,表明:(1)在乘法型随机产出下,产品市场需求量、加工商最优订货量、供应商最优投产量之间成正比关系,比例系数由契约参数确定;在加法型随机产出下,产品市场需求量、加工商最优订货量、供应商最优投产量之间的差值均为常值,该值由契约参数确定;(2)本文契约能使乘法型随机产出下的供应链完全协调,但不能使加法型随机产出下的供应链完全协调;(3)综合考虑到供应链总利润最大化、利润分割的灵活性和操作简便性,本文四个契约中,批发价加剩余原材料收购契约最有优势,接下来依次是批发价加原材料收购加缺货惩罚契约、批发价契约、批发价加缺货惩罚契约。 4.基于公平心理偏好的农产品质量检验优化与供应商激励机制 以提高农产品质量为目的,以一个核心企业加工商和两个初级农产品供应商组成的两级农产品供应链为研究对象,建立了综合考虑质量抽检和公平心理偏好的农产品供应链委托—代理模型,寻求最优的农产品抽检率和报酬契约及参数,使加工商以最小的激励成本达到让两个供应商都努力工作的效果。 在风险中性条件下,通过理论分析和算例比较,表明:(1)最优抽检率与检验成本系数负相关,与生产随机性正相关;(2)极端相对业绩评价契约和中间联合契约可以取得激励效益正收益,且收益率与检验成本系数正相关,与生产的随机性负相关;(3)在最优契约的选取上,当生产随机性较大且检验成本系数较小时,应选择极端团队业绩评价契约,其余情况下更倾向于选择中间联合契约。


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