雷勛平,湯 偉

銅陵學(xué)院工商管理學(xué)院，銅陵，244000

基于供應(yīng)鏈和改進(jìn)突變模型的我國(guó)食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究

雷勛平,湯 偉

銅陵學(xué)院工商管理學(xué)院，銅陵，244000

為提高食品安全風(fēng)險(xiǎn)防范能力并及時(shí)規(guī)避食品安全風(fēng)險(xiǎn)，從食品供應(yīng)鏈生產(chǎn)環(huán)節(jié)、流通環(huán)節(jié)和消費(fèi)環(huán)節(jié)構(gòu)建食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，并通過(guò)引入熵權(quán)，建立改進(jìn)的突變模型，結(jié)合我國(guó)2006-2012年的食品安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)數(shù)據(jù)，實(shí)證評(píng)估、劃分我國(guó)食品安全子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和總體風(fēng)險(xiǎn)水平，同時(shí)也驗(yàn)證了模型的有效性和適用性。結(jié)果表明：我國(guó)食品安全風(fēng)險(xiǎn)總值呈逐年下降趨勢(shì)，食品安全穩(wěn)中趨好；三個(gè)子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)總值出現(xiàn)較小波動(dòng)，但總體基本呈下降態(tài)勢(shì)，風(fēng)險(xiǎn)逐年降低，我國(guó)食品安全逐漸由危機(jī)區(qū)步入安全區(qū)。

食品安全；供應(yīng)鏈；風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；熵權(quán)；改進(jìn)突變模型

1 相關(guān)研究與問(wèn)題提出

食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是風(fēng)險(xiǎn)分析框架的重要組成部分，是食品安全風(fēng)險(xiǎn)管理的基礎(chǔ)。相關(guān)研究表明，食源性疾病患病人數(shù)每年的增長(zhǎng)速度達(dá)到30%，可見(jiàn)，評(píng)估食品安全風(fēng)險(xiǎn)、緩解食源性疾病問(wèn)題勢(shì)在必行[1]。我國(guó)學(xué)者基于管理學(xué)視角研究并實(shí)施食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估源于20世紀(jì)末，而實(shí)質(zhì)性研究進(jìn)展的取得主要在近幾年，相關(guān)研究成果主要集中在食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系和食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法與模型兩個(gè)方面。在評(píng)估指標(biāo)體系方面，唐曉純根據(jù)食品安全的預(yù)警邏輯，構(gòu)建了包括農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值增長(zhǎng)率等11個(gè)指標(biāo)在內(nèi)的食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系[2]。黃衛(wèi)東等學(xué)者從食品供應(yīng)鏈的角度出發(fā)，建立了一個(gè)多層次的食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系[3]；鄒小南等以農(nóng)藥殘留為突破口，結(jié)合食品安全風(fēng)險(xiǎn)因素，對(duì)食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估問(wèn)題進(jìn)行了研究[4]；潘春華等通過(guò)檢測(cè)牛奶蛋白質(zhì)含量等10個(gè)指標(biāo)，建立了牛奶質(zhì)量安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[5]。在食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面，常見(jiàn)的方法與模型主要包括層次分析法與模糊綜合評(píng)價(jià)法[6]、灰色關(guān)聯(lián)分析法[7]、專(zhuān)家打分法[8]以及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等[9]。

可見(jiàn)，我國(guó)學(xué)者在食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系、評(píng)估方法與模型方面取得了較為豐碩的研究成果，且多數(shù)學(xué)者在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系構(gòu)建方面達(dá)成了共識(shí)，強(qiáng)調(diào)應(yīng)立足供應(yīng)鏈視角，構(gòu)建覆蓋食品生產(chǎn)、流通和消費(fèi)的全過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，已有研究為本文奠定了基礎(chǔ)。在食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法方面，層析分析法與模糊綜合評(píng)價(jià)法主要依賴(lài)于決策者經(jīng)驗(yàn)，使食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)問(wèn)題具體化，且操作簡(jiǎn)單、可行；灰色關(guān)聯(lián)分析借助少量的、不完全的食品安全風(fēng)險(xiǎn)信息，即可評(píng)估其安全風(fēng)險(xiǎn)程度；專(zhuān)家打分法使得食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估定性指標(biāo)變得易于量化；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有信息分布性、容錯(cuò)性大的優(yōu)點(diǎn)，適合食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估不確定性的特點(diǎn)。但是，以上方法存在以下不足：層次分析法、專(zhuān)家打分法、模糊綜合評(píng)價(jià)法在評(píng)估時(shí)權(quán)重較難確定，帶有主觀性，且模糊綜合評(píng)價(jià)法的隸屬度同樣難以把握；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法也存在一定缺點(diǎn)，如收斂速度慢、易于陷入局部極小點(diǎn)等；灰色關(guān)聯(lián)分析的準(zhǔn)確性和簡(jiǎn)便性有待提高[10-11]。因此，當(dāng)前需要尋找一種簡(jiǎn)便而合理的方法與模型，提高食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的適用性、可操作性和科學(xué)性。

而突變模型具有不需賦予指標(biāo)權(quán)重、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，極大減少了人為賦權(quán)的主觀性，提高了評(píng)估模型的可操作性，在食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[12]、瓦斯爆炸事故[13]、突發(fā)群體事件[14]、煤炭自然災(zāi)變[15]、地震災(zāi)害承載力[16]等領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。但是，傳統(tǒng)的突變模型主要依據(jù)決策者的經(jīng)驗(yàn)對(duì)控制變量進(jìn)行排序，可能導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果缺乏客觀性[17-18]，因此仍需借助其他方法對(duì)該模型進(jìn)行改進(jìn)[19]。為此，本文擬引入熵權(quán)，以食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)值為基礎(chǔ)，求得各指標(biāo)的熵權(quán)，進(jìn)而確定各指標(biāo)的重要性，從而消除傳統(tǒng)突變模型的主觀因素，為食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供一個(gè)新的方法和思路。

2 改進(jìn)的突變模型

2.1 常用的突變模型

20世紀(jì)70年代，法國(guó)數(shù)學(xué)家Thom提出了突變理論[20]。該理論主要是借助系統(tǒng)勢(shì)函數(shù)來(lái)研究系統(tǒng)的突變現(xiàn)象。若假設(shè)f(x)是突變系統(tǒng)的勢(shì)函數(shù)，可以通過(guò)求解由f(x)的一、二階導(dǎo)數(shù)所構(gòu)成的聯(lián)立方程組，從而得到該突變系統(tǒng)的分歧點(diǎn)集方程，如果控制變量是上述方程的解，那么系統(tǒng)則會(huì)突變。Thom歸納總結(jié)的突變模型有7個(gè)，后被拓展為11個(gè)[21]。一般來(lái)說(shuō)，常見(jiàn)的突變模型有3個(gè)(表1)。

表1 常見(jiàn)的突變模型

公式(1)(2)(3)中，x為狀態(tài)變量，a、b、c和d為x的控制變量。

2.2 突變級(jí)數(shù)法

突變級(jí)數(shù)是突變模型分歧方程與模糊數(shù)學(xué)中的模型隸屬函數(shù)相結(jié)合的結(jié)果，求解得到歸一公式是運(yùn)用該模型的關(guān)鍵。通常，根據(jù)模型的類(lèi)型不同，常見(jiàn)的三種突變模型的歸一化公式分別為式(4)～(6)：

(4)

(5)

(6)

其中，xa、xb、xc和xd分別為控制變量a、b、c和d的x值，a、b、c和d為x的控制變量。

通常，歸一化運(yùn)算結(jié)果的取值視實(shí)際情況根據(jù)不同的原則而定，若同一狀態(tài)變量下，各控制變量之間沒(méi)有相關(guān)關(guān)系，則稱(chēng)為非互補(bǔ)關(guān)系，依照“大中取小”的原則；反之，則稱(chēng)為互補(bǔ)關(guān)系，那么函數(shù)的突變值即為其算術(shù)平均值。

2.3 熵權(quán)法

從熵的概念可知，依托決策信息量可以提高決策精度，熵在多目標(biāo)決策與評(píng)價(jià)中是一個(gè)非常理想的尺度[22]。在搜集和掌握指標(biāo)評(píng)價(jià)原始數(shù)據(jù)后，據(jù)此確定權(quán)重，能客觀真實(shí)地反映指標(biāo)數(shù)據(jù)中的隱含信息，提高指標(biāo)的分辨率，避免因指標(biāo)差異過(guò)小導(dǎo)致的選擇偏差，故能全方位地反映指標(biāo)信息。熵權(quán)是表征指標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)激烈程度，一般而言，指標(biāo)熵越大，熵權(quán)越小，表示該指標(biāo)越不重要；反之亦然。

熵權(quán)的求解公式為：

(7)

和傳統(tǒng)突變模型相比，改進(jìn)突變模型的基本思想是運(yùn)用熵權(quán)法確定各指標(biāo)權(quán)重，依此確立各指標(biāo)的排列順序，進(jìn)而運(yùn)用突變模型求解得到總的突變函數(shù)值。因此，運(yùn)用改進(jìn)突變模型，評(píng)估食品安全風(fēng)險(xiǎn)的具體步驟見(jiàn)圖1。

圖1 基于改進(jìn)突變模型的食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估步驟

3 改進(jìn)的突變模型在我國(guó)食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用與實(shí)證分析

3.1 食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系

食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，操作與構(gòu)建過(guò)程較為復(fù)雜。國(guó)內(nèi)外在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)選擇上既考慮可以計(jì)量的指標(biāo)，也考慮有些不可直接計(jì)量的因素，借鑒國(guó)內(nèi)外食品安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)體系，結(jié)合食品供應(yīng)鏈的特征，構(gòu)建食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系(表2)。

表2 基于供應(yīng)鏈的食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系

3.2 食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

基于上述指標(biāo)體系，結(jié)合文獻(xiàn)[1]的數(shù)據(jù)，根據(jù)圖1的步驟展開(kāi)實(shí)證研究。

3.2.1 數(shù)據(jù)處理

設(shè)食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估問(wèn)題的原始評(píng)估指標(biāo)矩陣為：

(8)

采用歸一化方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)矩陣，處理方法為公式(9)(10)。

對(duì)于正(越大越好)指標(biāo)：

(9)

對(duì)于負(fù)(越小越好)的指標(biāo)：

(10)

故得到標(biāo)準(zhǔn)化矩陣為:

(11)

其中，V為初始評(píng)價(jià)矩陣，vij為第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象第j個(gè)指標(biāo)的初始值；R為標(biāo)準(zhǔn)化后的評(píng)價(jià)矩陣，rij為第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象第j個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；i=1,2,…,n,n為評(píng)價(jià)對(duì)象數(shù)目；j=1,2,…,m，m為指標(biāo)數(shù)。

運(yùn)用公式(9)(10)(11)對(duì)食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)原始值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 經(jīng)過(guò)歸一化處理后的食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)值

3.2.2 指標(biāo)權(quán)重確定

結(jié)合表3，運(yùn)用公式(7)，求得指標(biāo)C1～C11的權(quán)重，具體結(jié)果見(jiàn)表4。

根據(jù)突變模型的基本原理，結(jié)合表4，將食品供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)控制變量按照重要程度進(jìn)行排序：生產(chǎn)環(huán)節(jié)，C1>C4>C2>C3；流通環(huán)節(jié)，C7>C5>C6>C8；消費(fèi)環(huán)節(jié)，C11>C9>C10。

表4 食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)權(quán)重

3.2.3 風(fēng)險(xiǎn)度計(jì)算

根據(jù)突變模型的求解原則，可以得到食品供應(yīng)鏈每個(gè)環(huán)節(jié)的突變隸屬函數(shù)總值，即為食品供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的總風(fēng)險(xiǎn)度。鑒于各環(huán)節(jié)之間的關(guān)系為互補(bǔ)關(guān)系，運(yùn)用公式(5)(6)和算術(shù)平均數(shù)公式計(jì)算得到各環(huán)節(jié)總風(fēng)險(xiǎn)度，詳見(jiàn)表5。

重復(fù)以上步驟，計(jì)算得到2006-2012年我國(guó)食品安全風(fēng)險(xiǎn)總值，詳見(jiàn)表6。

表5 食品供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)總風(fēng)險(xiǎn)度(2006-2012)

表6 我國(guó)食品安全風(fēng)險(xiǎn)總值(2006-2012)

3.3 結(jié)果分析

3.3.1 風(fēng)險(xiǎn)度劃分

根據(jù)文獻(xiàn)[12]，食品安全子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)及我國(guó)食品安全總風(fēng)險(xiǎn)閾值分別見(jiàn)表7和表8所示。

表7 食品安全子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)度閾值及判定

表8 食品安全總風(fēng)險(xiǎn)度閾值及判定

從表5、表6可以看出，食品安全風(fēng)險(xiǎn)閾值介于[0，1]之間。通常情況下，閾值越大，風(fēng)險(xiǎn)越高，食品安全程度越低；閾值越小，風(fēng)險(xiǎn)越低，食品安全程度越高。特別地，當(dāng)閾值為1，食品安全風(fēng)險(xiǎn)處于絕對(duì)危機(jī)區(qū)，非常脆弱；當(dāng)閾值為0時(shí)，食品安全風(fēng)險(xiǎn)處于絕對(duì)安全區(qū)，十分安全。

3.3.2 我國(guó)食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果

就我國(guó)食品安全風(fēng)險(xiǎn)而言，2006-2012年各子系統(tǒng)食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果見(jiàn)表9，我國(guó)食品安全風(fēng)險(xiǎn)總體評(píng)估結(jié)果見(jiàn)表10。

表9 我國(guó)食品安全子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果

表10 我國(guó)食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估總體情況(2006-2012)

3.3.3 我國(guó)食品安全風(fēng)險(xiǎn)的特征分析

(1)總體特征。從表10看，2006-2012年我國(guó)食品安全風(fēng)險(xiǎn)總值呈不斷下降趨勢(shì)，特別是2010年以后風(fēng)險(xiǎn)閾值降低速度加快(圖2)，2012年食品安全風(fēng)險(xiǎn)總值達(dá)到最低，僅為0.4175，可見(jiàn)，我國(guó)食品安全狀況呈“穩(wěn)中向好”的發(fā)展趨勢(shì)，這與文獻(xiàn)[23]的研究結(jié)果基本一致，也表明我國(guó)2009年頒布的《食品安全法》在食品安全監(jiān)管與風(fēng)險(xiǎn)治理方面的成效初步顯現(xiàn)。事實(shí)上，食品安全問(wèn)題是一個(gè)長(zhǎng)期的問(wèn)題，食品安全與否是相對(duì)的，無(wú)論何時(shí)何地，食品安全風(fēng)險(xiǎn)區(qū)間肯定存在潛在風(fēng)險(xiǎn)，只是表現(xiàn)為風(fēng)險(xiǎn)程度的高低不同而已。

圖2 我國(guó)食品安全風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)

(2)食品供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)風(fēng)險(xiǎn)特征。從表9看，2012年我國(guó)食品安全風(fēng)險(xiǎn)在三個(gè)子系統(tǒng)(生產(chǎn)子系統(tǒng)、流通子系統(tǒng)和消費(fèi)子系統(tǒng))均處于潛在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，即食品處于相對(duì)安全狀態(tài)。2006-2012年間，我國(guó)食品安全子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)特征變化如圖3所示。

從圖3看，三個(gè)子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)閾值變化波動(dòng)起伏，除生產(chǎn)子系統(tǒng)2008年風(fēng)險(xiǎn)閾值變化幅度較大外，其余年份變化較為平穩(wěn)且基本呈下降趨勢(shì)。從三個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)部看：第一，生產(chǎn)子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)在2006和2008年處于危機(jī)區(qū)，且風(fēng)險(xiǎn)閾值在2008年迅速攀升，表明2008年食品安全生產(chǎn)領(lǐng)域風(fēng)險(xiǎn)較高，究其原因，這可能與我國(guó)2008年的食品安全事件頻發(fā)有關(guān)。第二，流通子系統(tǒng)食品安全風(fēng)險(xiǎn)閾值呈逐年下降趨勢(shì)，2012年變?yōu)?，處于絕對(duì)安全，且該環(huán)節(jié)自2009年以后食品安全風(fēng)險(xiǎn)處于安全區(qū)域，同樣表明《食品安全法》在食品流通領(lǐng)域取得的成效要比其他環(huán)節(jié)更為明顯。第三，與流通子系統(tǒng)較為相似，消費(fèi)子系統(tǒng)的食品安全風(fēng)險(xiǎn)閾值呈逐年下降趨勢(shì)，且逐漸由食品危機(jī)區(qū)步入安全區(qū)。

圖3 我國(guó)食品安全子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)

4 結(jié) 論

改進(jìn)突變模型是傳統(tǒng)突變模型和熵權(quán)法的有機(jī)結(jié)合，對(duì)定量評(píng)估食品安全風(fēng)險(xiǎn)、提高食品安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與治理能力提供了新的思路，增強(qiáng)了食品風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的針對(duì)性、前瞻性和可控性。

(1)從生產(chǎn)環(huán)節(jié)、流通環(huán)節(jié)和消費(fèi)環(huán)節(jié)構(gòu)建食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系，有效克服了以往針對(duì)食品供應(yīng)鏈某一環(huán)節(jié)實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的弊端，能夠識(shí)別并綜合考察食品“從農(nóng)田到餐桌”的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，增強(qiáng)了食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的系統(tǒng)性和全面性。

(2)該模型運(yùn)用熵權(quán)法確定評(píng)估系統(tǒng)中各控制變量的相對(duì)重要性，有效避免了主觀人為因素的影響。特別是當(dāng)控制變量的相對(duì)重要性差異較大，而這些變量對(duì)評(píng)估對(duì)象起決定作用，運(yùn)用熵權(quán)法對(duì)控制變量相對(duì)重要性進(jìn)行排序，有效規(guī)避了傳統(tǒng)突變模型對(duì)食品安全評(píng)估結(jié)果可能造成的不利影響，提高了評(píng)估結(jié)果的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

(3)改進(jìn)突變模型運(yùn)用熵權(quán)法排序并對(duì)控制變量逐層實(shí)施歸一化處理，適當(dāng)提高了食品安全風(fēng)險(xiǎn)總值間的差距，避免食品安全風(fēng)險(xiǎn)總值大小均趨于1，增強(qiáng)食品安全風(fēng)險(xiǎn)的分辨率和評(píng)估結(jié)果的客觀性，反映食品安全風(fēng)險(xiǎn)的真實(shí)狀況和動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)，提高了評(píng)價(jià)結(jié)果缺乏說(shuō)服力，本文的實(shí)證分析結(jié)果與文獻(xiàn)[23]基本一致，就證實(shí)了這一點(diǎn)。

(4)通過(guò)改進(jìn)突變模型確定的食品安全風(fēng)險(xiǎn)區(qū)間，為食品安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、預(yù)警與治理部門(mén)提供有效決策依據(jù)，且有助于相關(guān)部門(mén)針對(duì)食品供應(yīng)鏈生產(chǎn)子系統(tǒng)、流通子系統(tǒng)和消費(fèi)子系統(tǒng)制定食品安全風(fēng)險(xiǎn)防范、預(yù)警和治理體系。

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(責(zé)任編輯：汪材印)

10.3969/j.issn.1673-2006.2017.01.004

2016-11-08

國(guó)家社會(huì)科學(xué)青年基金項(xiàng)目“基于供應(yīng)鏈的我國(guó)食品安全風(fēng)險(xiǎn)傳導(dǎo)機(jī)理與治理結(jié)構(gòu)研究”(13CGL125)。

雷勛平(1979-)，湖北公安人，在讀博士研究生，副教授，主要研究方向：物流和供應(yīng)鏈管理、管理決策評(píng)價(jià)。

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1673-2006(2017)01-0014-06