基于熵的农产品供应链风险研究

 
 
    摘要：农产品是人们日常生活中的必需品，农产品及时供给不仅是消费者的客观需求，还具有稳定社会的政治意义。但是自然灾害等一系列不可控因素和一些农产品供应链本身所存在的结构或运行机制问题，使农产品供给存在一定的风险，直接表现为诸如蔬菜类农产品供给不及时或不充分而导致其价格全面上涨，进而引起整个社会物价波动。文章从统计熵的角度，探寻农产品供应链风险产生机理，认为应当重视企业外部条件所引起的负熵流的变化，通过农产品供应链一体化经营等一系列资源整合有效地使农产品供应链向新的有序方向转变。
 
    关键词：熵；农产品供应链；风险
 
    一、问题的提出
 
    （一）农产品供应链成为保障都市供给的“生命线”
 
    农产品在人们现实生活中不可或缺，在一定程度上也起着“稳定社会”的作用，农产品价格已经成为社会物价水平的风向标之一。由于都市农产品生产供给功能弱化，农产品供应大多由其周边地区承担。以北京为例，其农产品供应有相当部分产自外地，如：山东、河北、河南、四川等许多省份。根据调查，北京蔬菜的批发市场经由率达到90％，通过各类早市、集贸市场、社区菜市场进入消费者手中的比重也达到90％。可见，农产品供应链体系在保障都市居民日常生活中具有举足轻重的地位。
 
    1、及时供给。都市发展在相当程度上伴随着规模扩大，城区规模、建筑规模、人口规模，特别是流动人口和暂住人口数量急剧增加。面对日益庞大的消费群体，农产品供应凸现其及时性要求，即不能出现蔬菜等与人们生活息息相关的农产品的短缺，这不仅关系到都市居民生活质量，更为迫切的关系到社会的稳定与安定。所以，切实有效地保证及时供应，已经成为都市发展的基本要求。
 
    2、确保安全。农产品安全关系到千家万户，关系到都市发展的现代化程度和文明程度。随着社会安全消费意识不断增强，农产品安全问题已经成为社会关注的焦点之一，越来越多的信号表明，农产品安全性已成为市场第一卖点。农产品安全问题已经从源头的生产环节，到运输环节、分拣和包装环节，甚至销售环节。建立和健全安全的农产品供应链已经为全社会的客观要求。
 
    3、高效运营。农产品供应链完善不仅表现在其结构完整性，更表现在其结构的合理性与高效性。农产品供应链的各个环节是由各个企业（公司）构成的有机整体，这个体系是否有效运作，对都市市场发展与运作十分重要。在买方市场条件下，竞争日益加剧，越来越多的零售商——农产品供应链终端开始针对消费者需求变化做出反应，寄希望于对多样化需求建立迅速反应体系，即涵盖生产、监控采购、管理、服务等成本在内的信息系统的综合优势。
 
    （二）农产品供应链体系不完善使其存在风险
 
    1、农产品供应链内部有待建立稳固的、有效的链接。农产品供应链管理的关键在其内部建立可靠的、相互支持的有机链接。对相互依赖和相互支撑的合作伙伴，进行有效的资源整合。据有关实地调研发现：不少农产品供应链上各个环节尚处于相对独立、自成一体状态，不能形成链条“整体”，表现为结构上的松散性。结构上所存在的天然缺憾可能造成一种内耗和低效运作，使农产品供应链存在“断裂”风险。
 
    2、安全性缺乏必要保证。这里的安全性不仅指农产品本身的安全，还包括消费者购买的“风险性”。我国农产品供应链安全保障机制与发达国家相比，还存在较大差距，在一些环节可能存在“二度污染”。可能存在的“不安全性”形成为农产品供应链风险的外在表现之一。
 
    3、农产品供应链存在脆弱性。以蔬菜为例，最近，北京市民感觉到市场上不少蔬菜的价格在上涨，有的蔬菜价格比去年同期甚至上涨了几倍，如西红柿2.5元/斤、小油菜3元/斤、小菠菜2元/斤、大葱3元/斤、大蒜4元/斤、生姜3元/斤，其中，葱、蒜、姜等作为调味的蔬菜，价格上涨幅度最大。在北京新发地批发市场，大葱的价格已经比去年同期上涨了200％多、大蒜价格更是比去年同期涨了3倍多。据北京农业局对北京八大批发市场的价格监测显示，北京二季度蔬菜加权平均价比去年同期高出30.3％。蔬菜价格高出去年同期，表现最明显的就是供应链出现断口。人们对农产品价格的敏感程度相对较高，特别是蔬菜价格居高不下，使人们明显感到生活成本的进一步提高。农产品价格攀升，一方面，受整个社会价格水平上涨的大环境影响，另一方面，农产品生产、运输等环节遭受破坏，造成农产品供应链体系不能发挥正常的供给功能，使农产品供应链在结构及运营机制等方面表现出较大的脆弱性。
 
    因此，农产品供应链风险研究具有较为重大的现实意义。
 
    二、农产品供应链风险与熵
 
    （一）农产品供应链中的熵
 
    熵是是热力学中表征物质状态的参量之一，用温度除热量所得的商，标志热量转化为功的程度[entropy]，通常用符号S表示。其物理意义在于：物质微观热运动时，混乱程度的标志。在经典热力学中，可用增量定义为dS＝（dQ/T），式中T为物质的热力学温度；dQ为熵增过程中加入物质的热量。单位质量物质的熵称为比熵。熵定律就是热力学第二定律，其核心内容阐述孤立系统中自发过程不可逆性，且都按既定的方向进行。其微观意义在于孤立系统中一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，且具有统计规律。统计熵是指热力学体系统计熵（马列光，2005）。目前，熵定律是被普遍应用的物理学定律之一，比如：在信息论中，熵表示的是不确定性的量度。马克思认为：社会经济规律与自然规律一样是不以人的意志为转移的，具有客观性。经济管理科学与自然科学之间既存在明显的界限，也存在必然的联系，因为经济规律是自然规律在社会经济层面的表征。
 
    农产品供应链可以视为一种宏观状态，它由农产品生产商、农产品中间商、农产品物流商等一系列企业所组成，这些企业可以视为一组微观状态的集合。奥地利物理学家、统计物理学的奠基人之一玻耳兹曼（Boltzmann）将这种宏观状态包含微观状态称之为热力学概率。并提出系统的无序性用熵加以度量，即玻耳兹曼熵公式：
 
    S=klnΩ①
 
    式中k为1900年由普朗克引进的比例系数，是玻耳兹曼常量。按照此公式解读，农产品供应链所包含的链条上的企业数目反映了农产品供应链系统内企业（可视为微观粒子）运动状态的多样性，涉及企业数目越多，由于企业之间的松散性就表现为越强的无序性和“混乱”。这是从农产品供应链整体内部加以考虑的，农产品供应链所存在的低效率和低效益，恰恰是其内部企业之间交易成本较高所致。正如威廉姆森认为：交易成本就其本身而论相当于物理学中的“摩擦”这一定义。这种“摩擦”的存在取决于三个因素：受到限制的理性思考、机会主义以及资产特殊性。其中，机会主义是指信息的不完整的或受到歪曲的透露，尤其是指旨在制造成信息方面的误导、歪曲、掩盖、搅乱或混淆的蓄意行为。它是造成信息不对称的实际条件或人为条件的原因，这种情况使得经济组织的问题大为复杂化了（威廉姆森，1985）。至此，我们是将农产品供应链放在一个相对封闭的情况下对其内部企业之间的无序性加以考虑的，在一定程度上，这种无序性是各个企业怀有不同交易动机这一内因所造成的。事实上，任何系统除了都受到或多或少的外部约束外，其内部总是具有一定的自由度，这种自由度导致系统内的各元素处于不同的状态，只是这种多样性可能导致无序竞争。农产品供应链风险从本质上看恰恰是这种无序性的“作祟”。
 
    然而，世界一切事物之所以能够按照一定规律行事，就是因为事物发展的有序性。在玻耳兹曼熵的基础上，比利时布鲁塞尔学派著名的统计物理学家普里高津（I．Prigogine，1917-2003）进一步提出了耗散结构理论。他把整个系统熵变化ds，划分为两部分：系统周围环境进行交流的熵流ds2与系统内部自行变化的熵ds1。可以用公式②表示：
 
    ds=ds1+ds2                      ②
 
    该理论认为：对于孤立系统来说熵是增加的，总过程是从有序到无序；而对于开放系统来说，由于通过与外界交换物质和能量，可以从外界获取负熵用来抵消自身熵的增加，从而使系统实现从无序到有序、从简单到复杂的演化。而对系统稳定状态的偏离，是实际存在的一切系统的固有特征。处于平衡态系统的随机涨落，称为微涨落；处于远离平衡态的非平衡态系统的随机涨落，称为巨涨落。对于远离平衡态的非平衡态系统，随机的小涨落有可能迅速放大，使系统由不稳定状态跃迁到一个新的有序状态，从而形成耗散结构。由于农产品供应链实际是一个开放系统，其外部环境包括自然环境、国内外经济政策、法律等宏观因素，以及行业竞争等中观因素。根据耗散理论，对于开放系统只要符合ds1﹤0，且｜ds1｜﹥｜ds2｜，则系统就可以不断调整，以更加有序。亦即作为开放系统它可以从外界获取负熵用来抵消自身熵的增加，农产品供应链的发展与完善也是一个从无序到有序的过程。
 
    （二）农产品供应链风险产生的熵机理
 
    农产品供应链风险所具有的更深层次的起因，我们可以从耗散结构理论进行解释：
 
    假设农产品供应链外部环境引起的熵流为dsy，内部由于各企业的发展所引起的自发性增熵为dsn，则农产品供应链系统总熵为：
 
    dsz：dsz=dsy+dsn   ③
 
    由于政策调整、法律日益健全等外部因素的良性推动，dsy＜0，且dsy绝对值大于dsn，则会有dsz＜0，农产品供应链体系总熵小于0，其内部企业将向有序的状态发展，可见外部环境的优化会有效地减少农产品供应链风险。
 
    然而，政策与法律等宏观与中观环境的相对稳定性又决定了在一定条件下对农产品供应链有利的负熵的减少。因为，随着农产品供应链的正常运作，其内部各个企业必然在追求经济效益的本能驱使下积极地扩大自己的经济实力和竞争力。这会导致自发性增熵dsn的增长，亦即dsn二阶导数大于零。而dsn的增长，在一定程度上助长了农产品供应链内部的无序性，进而降低了政策等的引导性或指导性（在一定程度上可以理解为政策的失效性或滞后性），即dsy也会出现减少的趋势，其二阶导数大于零。根据公式③，dsz二阶导数必然大于零，根据微分的有关解释，dsz负增熵递减，农产品供应链整体上看潜在无序危机。
 
    为了研究方便，我们假设农产品供应链外部环境引起的熵流dsy与其内部自发性增熵dsn的二阶导数之间存在线性关系，即：
 
    d2sn=dsy              ④
 
    式中λ为变动率，因为d2sn＞0，dsy＜0，所以只有λ＜0。将④变换得到公式⑤如下：
 
    dsy=■d2sn ⑤
 
    此结果代入公式③得到二阶方程：
 
    dsz=■d2sn+dsn ⑥
 
    当农产品供应链处于相对平衡状态（可在一定程度上可以理解为瞬时的均衡状态）时，dsz=0。
 
    解方程：■d2sn+dsn=0  ⑦
 
    得到：S（t）=Ae-λt(λ<0，A为常数量）⑧
 
    需要进一步说明的是：由于作为开放系统不断地与外界进行交流，该系统一定不会成为平衡系统。因此，农产品供应链系统平衡态出现是一个相对状态，其充分条件之一是：农产品供应链必须作为一个整体出现，是一个孤立系统。这就把农产品供应链内部的企业状态与农产品供应链外部环境链接了起来。
 
    公式⑧表示当外部条件一定时，其对农产品供应链的影响会出现效益递减，但同时表明外部条件变化时，农产品供应链出现负熵，呈现系统从一种平衡向另一种平衡的变迁。
 
    综上，农产品供应链风险既有来自农产品供应链内部的因素，也有来自其生存环境的影响，但农产品供应链内各个企业的“自我膨胀”是风险的基本原因，只是它可能以合作风险、信息风险、市场风险等不同形式表现罢了，当然，这里并不排除各种风险具有其独特的风险属性。
 
    三、结论
 
    从熵的角度分析农产品供应链风险问题使我们认识到：解决农产品供应链风险是一个极其复杂的系统工程。单纯地从政策、法律等宏观角度及行业规范、专业合作组织等介观角度加以研究是不能解决问题的，必需将农产品供应链作为一个“独立系统”而加以研究。通过农产品供应链一体化经营，对农产品供应链实行企业化运作管理，使其担起农产品生产-收购-加工-运输-零售等诸环节的主要任务，这就要求核心企业具有一定的生产规模、经济实力、技术优势、整合能力等较为严格的先决条件。农产品供应链内部企业依据其核心优势确立其核心能力与核心业务，利用一定的合同或合作方式从供应链的某个环节向上游或向下游延伸，引进相关企业。从而使企业不仅降低供应链内部的交易成本和管理成本，也可以使企业在各个层面实现多种经营，拓展市场发展空间和利润空间。从政府角度要密切关注社会发展对企业经营管理所带来的影响，要时刻注意政策的调整和引导，营造一个“良性变化”的外部环境，使农产品供应链总体出现负熵，从而实现农产品供应链不断的升级性平衡变迁。
 
    参考文献：
 
    1、韩梅琳等.供应链上下游企业间协作风险分析及评估[J].商业研究,2007(10).
    2、马列光.经济学新论:乘数•统计熵与国民收入[M].中国经济出版社,2006.
    3、马丽等.供应链风险的传递机制与传递路径研究[J].科技情报开发与经济,2007(31).
 
    4、北京蔬菜价格同比上涨三成 供应链出现断口[N].农民日报,2009-07-24.
    5、迈克尔•迪屈奇著;王铁生等译.交易成本经济学——关于公司的新的经济意义[M].经济科学出版社,2000.
    6、普里高津.耗散结构理论[EB/OL].http://hi.baidu.com/pomop/blog/item/a7-
 179c1238e21dcec3fd7843.html,2008-08-20.
    7、(比利时)普里戈金著;沈小峰译.从存在到演化[M].北京大学出版社,2007.
    ＊项目来源：北京市自然科学基金，项目编号：9082004；北京市教委人文社科基金，项目编号

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