基于贝叶斯网络的农产品供应链风险评价

范吕萍  王丽琼  王源  吴雨冲  郭瑞明  李锐

摘要：在新时代新的需求背景下，需要对农产品供应链带来风险的关键问题进行深层次研究，对于引导企业改善供应链、降低成本和风险，进一步提高企业竞争力，具有不一般的理论和实践价值。以贝叶斯网络为基本创建了农产品供应链风险评价实体模型，把农产品供应链做为研究对象，选取供应链内生风险因素开展了解并将其量化，从而搭建了农产品供应链风险评价指标体系。再者，以文献调查的数据作为数据集，进行贝叶斯网络参数学习，建立完整的农产品供应链风险模型。最后通过贝叶斯网络推理进行风险预测和评价，给出相关建议。本篇文章旨在对农产品供应链风险评价模型进行研究，建立的风险评估模型有助于相关人员有效防范风险，优化资源配置，对促进农产品流通起到积极作用。

关键词：农产品供应链；供应链风险；贝叶斯网络

Abstract

In the context of new demands in the new era, it is necessary to conduct in-depth research on the key issues that pose risks to the agricultural product supply chain. This has extraordinary theoretical and practical value in guiding enterprises to improve their supply chain, reduce costs and risks, and further enhance their competitiveness.

A risk assessment entity model for agricultural product supply chain was created based on Bayesian networks in the article. Taking the agricultural product supply chain as the research object, we selected endogenous risk factors in the supply chain to understand and quantify them, and thus established a risk evaluation index system for the agricultural product supply chain. Furthermore, using literature survey data as the dataset, Bayesian network parameter learning is conducted to establish a complete agricultural product supply chain risk model. Finally, risk prediction and evaluation are conducted through Bayesian network inference, and relevant suggestions are provided..

This article aims to study the risk assessment model of agricultural product supply chain. The established risk assessment model helps relevant personnel effectively prevent risks, optimize resource allocation, and play a positive role in promoting the circulation of agricultural products.

Keyword:Agricultural products supply chain  Supply chain risk  bayesian network

一、理论基础及相关概述

（一）农产品供应链模式分析

我国农产品供应链随着社会经济的发展、人们生活习惯和意识的改变,逐渐形成了以下四种供应链模式。

表1-1 农产品供应链模式分析

农产品供应链模式分析
（1）以大型连锁超市为主导	大型超市往往具备自己的采购部或第三方采购公司，其原材料来源从根本上讲主要包括从农民手中直接购买和批发市场采购。其在我国现阶段农产品供应链中占据着重要地位，具有明显的集聚效应，缺点是辐射范围不足，准入门槛高和配送困难，其模式仍需进一步探索。
（2）以批发市场为主导	农产品批发市场是一个综合存在市场团体，主要由出售、批发各种农产品为主的商家和客户组成，其模式主要是卖家通过租赁场地长期经营、展示所售产品。农产品批发市场在农产品过程流通中仍将发挥不可替代的作用。
（3）以生产加工企业为主导	该模式主要是农产品不经过批发商，而通过加工企业进行初加工或深加工后以更高的价格流向零售商或消费者。加工企业可以通过购买零散农户的农产品来保证生产活动的稳定性，增加农产品的质量安全，降低农产品供应链的内部交易成本，但大部分部分产品无法达到生产加工企业对农产品特殊的要求标准，深加工后的农产品市场容量小。
（4）农户+互联网+物流模式	农户通过网络平台，利用第三方物流，将自己生产的优质农产品、特色手工品等输送到世界各地的消费者手中，农村电子商务平台让消费者与生产者做到及时信息交流，很大程度上促进了农产品的流通，保证农产品的货源和品质。

（二）贝叶斯网络概述

贝叶斯网络（Bayesian Network，BN)，也称概率网、因果概率网等，是由Pear于1988年提出。可以用如下定义进行描述:

对于有向无环图G和概率分布P，如果G= (V,E)，V表示图中所有变量节点的集合，，E是变量对应节点之间有向边的集合，是反映变量间的因果依赖关系。图中的每个变量都取有限个离散值，对于每个节点Xi和它的父节点集都对应一个条件概率分布表，而且满足以下式子:

           (1-1)

那么则称这个有向无圈图G是P的贝叶斯网络，即BN =(G,P)。如图1-2是一个简单的贝叶斯网络，图中每个节点旁给出的是其条件概率分布表，每个节点有T和F两个状态，每个节点在其父节点状态确定情况下，其T和F的概率相加之和为1。

 

图1-1 贝叶斯网络

从界定能够看得出，贝叶斯网络是由贝叶斯网络构造和贝叶斯网络主要参数(条件概率分布表，CPT)两部分构成。而且有向无环图的每一个连接点代表一个事情或是随机变量，连接点间根据有向边联结表明其相互依赖；根节点X的条件概率分布是，非根节点X的条件概率分布是。

二、农产品供应链风险评价指标体系构建

（一）农产品供应链风险因素分析

1.道德风险

双方签订合同后,如果缺乏诚信的一员,不按合同约定履约出现农户不按规定进行生产、市价高于合约价格时私自出售，企业不按时收购、压级降价、提高标准等情况，将会影响两岸的对接合作,甚至可能导致供应链的断裂。

2.信息传递风险

在信息传递全过程中碰到阻拦会造成接受信息不立即，进而造成管理决策出错，有关现行政策实施无法贯彻落实；信息传递内容不详细或不正确则很可能危害公司和供应链的一切正常运行。

3. 生产管理风险

（1）日常生产管理不到位

日常生产管理是指作物在种植和生产过程中的日常管理，直接关系到作物的产量和质量。

（2）质量管理不到位

质量管理不到位可能会导致农产品出现质量安全问题，主要体现在农用物资质量不达标、农药使用不规范、生产环境差等方面。由于质量和安全意识的缺乏,一些农民倾向于忽视农产品的质量和安全生产管理,这可能导致失败的农产品的准入标准，影响农产品的正常供应。

（3）生产计划风险

一方面，农产品生产者处于农产品供应链的起点；由于现代化的程度不高，他们是供应链中的弱势群体。农产品的生产结构一般是根据超市提供的市场需求信息来确定的,在农产品品种和产量的决策上是被动的。如果处于强势地位的超市没有分享完整的信息，就会使农产品供应商由于无法获得真实的市场需求而难以准确地制定农产品生产计划，从而令农民的利益受损。

4.对接合作风险

（1）成员能力不对等

宏观来说,一般只包括农民合作社和农产品供应链超市两个节点企业,下游的超市有较高的现代经营管理理念,上游的农民合作社目前仍处于初级阶段,发展水平较低。在现实中,超市农产品供应链的核心,话语权更大了,某些利益相关者决策的情况下可能无法考虑合作利益,使处于弱势群体的农民的利益得不到保证,影响双方的对接合作。

（2）合作方式不当

由于信息传递过程具有风险，追求自身利益最大化的企业会违背道德准则来保障收益，这样的举措会导致合作不稳定。不完善的收入分配机制导致各部门之间存在利益风险，处于供应链上的企业也会受到区域差异、价格波动等方面的影响，从而改变合作模式。

5.物流运作风险

农产品的货架期短、易腐烂，很多农产品都需要低温运输和贮藏，使得其流通过程对运输和贮藏条件的技术要求更高。农产品在运输和储存过程中的腐蚀破坏程度直接影响到农产品的最终销售，但冷链技术发展相对缓慢，相关基础设施不完善，使得农产品在流通过程中可能会由于冷链运输和仓储的不足而造成一定的风险。

农产品供应链的外部风险：自然环境风险、政治经济风险等，本文仅讨论供应链内部风险。

（二）农产品供应链风险因素选取

本文的分析结果和实证研究结果以第二部分农产品供应链的内部风险作为直接参考，提取相应的风险评估指标获得农业供应链的风险评价指标如表3-1所示，共提取5个一级指标、10个二级指标。

表2-1 农产品供应链风险评价指标体系

总体指标	一级指标	二级指标
农产品供应链整体风险	道德风险	人才管理不到位
	信息传递风险	信息传递有误
		信息传递不及时
	生产管理风险	日常生产管理不到位
		质量管理不到位
		生产计划风险
	对接合作风险	成员能力不对等
		合作方式不当
	物流运作风险	运输配送风险
		冷链技术风险

（三）利用贝叶斯网络构建农产品供应链风险评价体系

1.风险评价因素指标的量化

风险评价指标体系建立后，需要对各个风险指标进行量化，给后续贝叶斯网络模型的构建提供数据支撑本文采用风险等级矩阵法进行风险因素量化。

结合文案调查数据的特点，本文将风险分成三个等级，分别是H (高等风险)，M (中等风险)，L (低等风险)，所制定的风险等级矩阵标准如图3-1所示。

图2-1 农产品供应链风险矩阵标准

5	M	M	H	H	H
4	L	M	M	H	H
3	L	M	M	M	H
2	L	L	M	M	M
1	L	L	L	L	M
	1	2	3	4	5

图2-1

通过风险等级矩阵将表3-1数据中对风险的衡量结果进行转换，衡量结果由风险因素的影响程度和风险因素的发生概率转换成风险等级(H、M、L)，如此一来每条数据均转换成由H、M、L组成的记录，可以作为数据集为后续贝叶斯网络的参数学习提供基本的数据支撑。

对调查数据进行评价和量化后，各风险等级在二级指标中所占比例在各风险指标中的统计结果如表3-3所示。对于一级指标和整体指标，采用直接隶属指标的影响程度和发生概率的平均值来转换风险等级。

表2-2 各二级风险指标统计结果

编号	风险因素	统计结果			合计
		H	M	L
1	人才管理不到位	11（14.86%）	30（40.54%）	43（58.11%）	74
2	信息传递有误	48（64.86%）	20（27.03%）	6（8.11%）	74
3	信息传递有时滞	8（10.81%）	31（41.89%）	35（47.30%）	74
4	日常生产管理不到位	7（9.46%）	28（37.84%）	40（54.05%）	74
5	质量管理不到位	8（10.81%）	24（32.43%）	42（56.76%）	74
6	生产计划风险	12（16.22%）	36（48.65%）	26（35.14%）	74
7	成员能力不对等	27（36.49%）	28（37.84%）	19（25.68%）	74
8	合作方式不当	10（13.51%）	24（32.43%）	40（54.05%）	74
9	运输配送风险	9（12.16%）	26（35.14%）	39（52.70%）	74
10	冷链技术风险	10（13.51%）	28（37.84%）	36（48.65%）	74

三、农产品供应链风险评价模型构建与应用

（一）贝叶斯网络参数学习

贝叶斯网络参数学习是指从数据集确定网络参数的过程。贝叶斯网络的参数学习方法主要分为两类:一类是最大后验估计(MAP)，另一类是最大似然估计(MLE)。本文采用最大似然估计方法学习农业供应链风险的贝叶斯网络参数。

贝叶斯网络参数学习的最大似然估计方法的核心思想是以样本数据的统计似然作为网络的条件概率分布。该方法是在一个完整贝叶斯网络结构G和一个完整数据集D的基础上，根据统计中的最大似然估计的基本原理提出的，似然函数的表达式为L(G|D)= P(D|G)，两边同时取对数，得到L(G|D)= (D|G)，使得似然函数P(D|G)值最大的参数就是最优的参数。使用该方法进行参数的估计，如公式（4.2）和（4.3）所示。

在样本数据没有缺失的情况下，参数可以通过以上极大似然估计的方式得到，其期望的表达式如公式（4.4）所示。

采用极大似然估计法对农产品供应链风险的参数进行学习，得到结果如下图所示。

人才管理不到位
H	14.9
M	40.5
L	58.1

① 

图4-3 道德风险结果

信息传递有时滞
H	10.8
M	41.9
L	47.3

信息传递有误
H	64.9
M	27.0
L	8.1

      ①                             ②

图4-4 信息传递风险

日生产管理不到位
H	9.5
M	37.8
L	25.7

生产计划风险
H	16.2
M	48.7
L	35.1

质量管理不到位
H	10.8
M	32.4
L	56.8

      ①                             ②                              ③

图4-5 生产管理风险结果

成员能力不对等
H	36.5
M	37.9
L	25.7

合作方式不当
H	13.5
M	32.4
L	54.1

①                  ②

图4-6 对接合作风险

运输配送风险
H	12.2
M	35.1
L	52.7

冷链技术风险
H	13.5
M	37.8
L	48.7

①                 ② 

图4-7 物流运作风险                     

四、基于贝叶斯的农产品供应链风险管理对策及建议

（一）企业和人才管理方面的建议

1.加强企业内部管理

首先,提高合作社的运行机制,建立和完善合作社的规章制度，建立合作社成员大会,保护会员的合法权益,实现权利和责任的清晰规范运作；第二，完善合作社的财务制度，真正实现“利益共享、风险分担”，定期向会员大会报告合作社的经营状况和财务状况，确保盈余收益的合理、透明分配；最后，完善合作社的监督机制，通过设立监事会来实现合作社的监督职能。

2.人才培养和选拔管理

一方面，地方政府要注重基层干部的培养和选拔，建设一批有优秀能力和先进意识的干部队伍，组织农业专家到农村开展技术工作，加大专项资金投入。另外，农民专业合作社要建立培训机构，面向农民定期开展生产技术和信息技术普及及管理知识教育，同时还可以通过对外招聘的方式，汲取高学历和技能型人才来指导和支持合作社的发展，全方面提升合作社的能力。

（二）合作对接方面的建议

1.提升企业信息化技术和水平

政府首先要发挥信息媒体的作用，建立和完善农产品供应企业的信息平台，实现信息资源的有效传递和共享。制定相关政策，搭建公共信息服务平台，开展信息服务。同时要注意信息技术的培训，大力培养员工的信息能力，提高企业的整体信息水平。

2.政府加大引导扶持力度

要充分发挥地方政府的支持和引导作用。一方面，支持农民专业合作社的发展和建设，提高合作社的市场竞争力；另一方面，通过制定有效的补贴政策，提高农民专业合作社等组织的积极性，积极开展对接活动，并在对接过程中做好引导。

（三）生产管理方面的建议

一要制定统一生产计划。应根据市场需求和实际情况在不同阶段制定生产计划，并严格按照生产计划进行生产活动，合作社根据生产需求为社员组织购买生产用具和设备，实行大规模采购降低成本；二是规范技术。合作社应当按照质量要求制定生产技术规程和标准，严格按照标准进行生产；三是打造优质品牌。在农产品供给过程中，农民专业合作社应强调农产品的个性和特色，在实行差异化生产的同时努力提高产品质量，制定统一的商标和包装，形成标准化的生态产业。

（四）信息传递方面的建议

加大力度应用现代信息技术，为企业提供方便快捷的信息服务。提高信息研究工作水平。企业进行信息研究能为企业做出决策提供依据和论证。在企业研究信息时不仅要注重战略信息研究，更要注重一些战术信息研究，提高企业的自我转型能力。

（五）物流技术方面的建议

1.运输配送方面

及时开发和建立合适的配送中心。建设现代化的批发网络，完善配送中心的功能，物流管理及运输人员可以直接利用二维码技术将包裹信息扫描进数据库，并充分发挥网络技术的优势，通过互联网的协同效应，帮助物流作业人员通过数据库选择或整合包裹信息，对相对分散的物流信息实施集中化、系统化管理，实现物流信息集中管理和连网共享，以实现货物全流程集中监控，有效降低丢件风险。

改善配送中心的网点布局。在进行市政规划时应将物流站点路线的设计纳入考虑之中，在发展大型物流中心时应当以现有的物流公司为基础，再与区域配送中心结合起来，建立起功能完备、信息化水平高、质量有保证的配送体系。

2.冷链技术方面

政府部门对基本建设冷链物流给予更多支持，进一步协助健全冷链物流体系，对冷链物流进行重整，对第三方物流开展营销推广，全力激励和发展趋势技术专业的冷链物流公司。最后，在冷链物流中规模性选用优秀的当代进步科技，搭建有着统一标准的信息管理系统和电子交换系统，精确把控生鲜冷冻食品从生产储存到运输和销售的全过程。

五、总结

本文对怎样对农产品供应链风险开展点评研究，首先查看了与供应链风险及贝叶斯网络应用有关的参考文献，掌握理论基础与研究现况，随后运用贝叶斯网络方法搭建了评价指标体系，因而文中的关键研究结果如下:文中最先对过去的相关研究开展了汇总和整理，从多个关键层面对农产品供应链的风险要素开展剖析。随后进行实证分析，得出农产品供应链中的主要风险因素包括日常生产管理不到位、质量管理不到位等10项，并将这10项风险因素最终归纳为五大类。最后根据贝叶斯网络学习的结果对农产品供应链在企业管理﹑生产管理以及对接合作等5个方面提出了相应的对策建议。在研究农业供应链风险评估模型的过程中，本文基本达到了预期的研究目的，但仍存在一些不足，还有一些问题需要进一步研究。

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