張慧中

一、引言

近年來，在乳制品質量問題頻發(fā)的情況下，乳制品質量安全已然成為社會熱點問題。而對于這類對儲存環(huán)境敏感，易腐壞的食品，加強消費者安全意識和政府質量安全監(jiān)管是一個重要方面，但在另一方面根據乳制品的環(huán)境敏感性和易腐壞性，及時有效的物流配送也不可忽視。基于乳制品行業(yè)供應鏈環(huán)節(jié)涉及的資源供需方眾多，資源前期合理匹配也很重要，實現供需雙方高效合理的雙邊匹配，這樣才能實現最有效的乳制品資源管理。

隨著市場和用戶的需求多樣化，面對激烈的市場競爭，僅依靠企業(yè)自身的能力和資源難以滿足市場和用戶的需求；另外也存在部分企業(yè)由于市場供大于求而造成資源閑置和能力浪費。而一個完善的云平臺機制能夠協(xié)助企業(yè)將分散資源互聯(lián)，實時掌握智能化資源的狀態(tài)，實現合理的資源協(xié)調和共享。

基于乳制品的市場變化和用戶需求的現狀，實現資源共享和雙邊匹配在一定程度上也可以改善乳制品質量問題。于是文章將云平臺的資源共享和雙邊匹配應用到乳制品資源的供給協(xié)調領域，實現乳制品雙邊的優(yōu)化匹配。

在云平臺的背景下，將乳制品供應鏈中的所有供給雙方作為研究主體，主要通過主體的剩余可用能力來表示主體的資源供需狀況，在這樣的交易背景下，結合主體間的偏好序列，構建了一個基于云平臺的可用乳制品資源的“多對多”匹配市場模型，實現主體間的資源雙邊匹配。

二、文獻綜述

隨著百姓對乳制品質量問題的關注度越來越高，越來越多的學者也將研究重心放到乳制品質量安全上。目前，學術界大多數關于乳制品資源整合的研究大都是放在物流的環(huán)節(jié)，曹敏考慮了乳制品的溫度控制，整合物流資源，集成多種配送模式，兼顧質量安全和物流效率，實現低成本有效配送。但尚未考慮如何在配送前期根據供需方的能力、需求和偏好實現資源有效匹配。

隨著信息技術的發(fā)展，云制造已經逐漸成為熱議話題。國內外學者重點提出了云制造在企業(yè)資源優(yōu)化配置中的應用。Foster指出網格技術主要用于實現互聯(lián)網資源的全面聯(lián)通，以消除信息孤島，可以將分散額閑散資源封裝起來，針對不同要求，快速資源配置，實現企業(yè)內的資源共享。李伯虎等人在“云計算”的基礎上，提出了“云制造”。Xu在文獻中說明了在“云制造”模式下，如何將各聯(lián)入企業(yè)分散的資源通過云平臺實現集成管理，最后實現資源的高效配置和優(yōu)化匹配。Li和Mehnen詳細闡述了在云制造模式下實現資源跨組織、跨地域共享的方式，以及如何進行資源的優(yōu)化配置和協(xié)調。

云制造模式下，雙邊市場應運而生，學界也開始研究雙邊市場的資源匹配。由于云平臺下的企業(yè)資源交易大多是多主體下“多對多”的模式，于是Echenique構建了多對多的市場匹配機制，并設定了在此匹配模型下存在穩(wěn)定解。Hatfield在匹配理論的基礎上，結合供應鏈相關知識，構建了鏈穩(wěn)定的匹配解。在此基礎上，由于在實際交易過程中，各主體間存在偏好差別，樊治平等人結合主體偏好，給出雙邊主體的偏好序列，在以主體滿意度最大為目標的基礎上，完善了多目標匹配優(yōu)化機制。

從現有文獻研究中發(fā)現學界對資源優(yōu)化配置和雙邊市場已有較深入的探究，但對于設計雙邊匹配機制的研究較為缺乏，對此，趙道致設計了基于企業(yè)偏好序列的單一資源雙邊匹配機制。

基于以上，由于乳制品領域還鮮少有與這類基于云平臺的資源優(yōu)化配置和雙邊市場結合的研究出現，另外乳制品供應鏈的現狀也符合“多對多”的市場體制，于是文章的研究重點是基于云服務平臺，結合雙邊匹配理論，從乳制品資源供應鏈供求平衡角度出發(fā)，研究了乳制品供求雙方可用資源的穩(wěn)定匹配問題。主要研究如何構建一個結合主體偏好的基于云平臺的多種可用乳制品資源的“多對多”匹配市場模型。

三、基本假設與模型說明

（一）問題描述

考慮到乳制品供應鏈背景下，記云服務平臺為A，在A中進行N個乳制品企業(yè)的可用剩余資源的匹配、交易，如圖1所示。聯(lián)入的乳制品企業(yè)通過物聯(lián)網技術在A中實現互聯(lián)。各企業(yè)的可支配資源可以分為l種（文章考慮乳制品供應鏈中涉及不同種類的乳制品資源），同類資源在企業(yè)交易中表現為無差異。聯(lián)入企業(yè)在A中可表現為資源過剩或短缺的兩種狀態(tài)，在A實時智能化地掌握聯(lián)入企業(yè)的資源和狀態(tài)，于是就形成了將可用乳制品資源作為產品進行交易和匹配的雙邊市場，如下圖2所示的雙邊交易市場Ml。

圖1 乳制品云服務平臺結構

圖2 雙邊交易市場結構

（二）參數說明

1.rik:企業(yè)i多擁有的第k種質量等級的乳制品的數量i=1,2,…,N k=1,2…,l；

i＞0,表示企業(yè)i擁有數量為kik的第k種質量等級的乳制品，成為供給方；

i=0,表示企業(yè)i供需平衡，不參加市場交易；

i＜0,表示企業(yè)i擁有數量為-kik的第k種質量等級的乳制品，成為需求方。

2.Mk交易第k種質量等級的雙邊市場。

3.DkMk中的乳制品需求方集合，dki∈Dkk=1,2…,l,i=1,2…,mk。

4.SkMk中的乳制品供給方集合，Ski∈Skk=1,2…,l,i=1,2…,nk。

5.P(i)企業(yè)i的偏好序列值（偏好序列從高到低排列）。

（三）模型假設與說明

在乳制品云服務平臺中存在一個集合，由l個雙邊市場構成：M={M1,M2,…ml}，每個雙邊市場Mk僅交易一種質量等級的乳制品k，存在k的需求方集合Dk和供給方Sk，Dk和Sk互不相交。

顯然，這l個雙邊交易市場具有相同的結構，首先以其中一個市場M1為例進行分析。于是存在第一種類型乳制品的需求方D1={d11,d12,…dlm1}和供給方S1={s11,s12,…slm1}。每個需求方對于S1={s11,s12,…slm1}有一個完整的偏好序列，每個供給方對于D1={d11,d12,…dlm1}也有完整的偏好序列。另外對于交易過程存在以下假設：

假設1偏好是嚴格的，具有可傳遞性和一致性。

假設2平臺交易方是個體理性的，即在存在可行匹配時，交易比不交易好。

假設3滿足任一條件稱之為不穩(wěn)定匹配：非個體理性；存在一個需求方和供應方，認為存在比對方好的匹配方。

文章研究“多對多”的多種乳制品資源匹配，即根據不同種類的乳制品數量和主體偏好，需求方可能與多個供給方匹配，供給方也可能與多個需求方匹配。最優(yōu)的匹配是使得雙方滿意度最高。文章結合偏好序列，根據匹配算法，按照雙方偏好排序，得到一個盡可能最優(yōu)的匹配，保持市場穩(wěn)定。

四、雙邊匹配算法

（一）交易一種資源的穩(wěn)定匹配算法

結合文章背景，參考文獻[9]中的交易一種可用制造能力的穩(wěn)定匹配機制，這種算法適用于云平臺的“多對多”匹配問題，可以實現穩(wěn)定匹配。結合本文乳制品資源背景，算法描述如下：

在乳制品資源需求方集合D1中，

1.找到資源未匹配滿的d1i。

2.查找未檢查過的P(d1i)最前面供給方s1j，此時分成五種情況討論：

（1）s1j已匹配完，且已匹配的所有需求方在P(s1j)中均在d1i前面，則拒絕d1i的匹配，轉2；

（2）s1j已匹配完，且已匹配的需求方中有在P(s1j)中在d1i后面的企業(yè)，則從已匹配的位于P(s1j)末尾的需求方開始，逐步分配乳制品資源匹配給d1i，更新與s1j解除匹配的需求方和d1i的需求數量。終止條件：若d1i已匹配滿，轉1；若剩余已匹配的需求方在P(s1j)中均排在d1i前面，轉2；

（3）s1j資源有剩余，且數量不少于d1i所需，則匹配d1i的所有需求，轉1；

（4）s1j資源有剩余，但數量不足d1i需求，且已匹配的所有需求方在P(s1j)中均排在d1i前面，則將剩余資源匹配給d1i，轉2；

（5）s1j資源有剩余，但數量不足d1i需求，且已匹配的需求方中有在P(s1j)中排在d1i后面的企業(yè)，則先將剩余資源匹配給d1i，再從已匹配的位于P(s1j)末尾的需求方開始，逐步分配出乳制品資源匹配給d1i，更新與s1j解除匹配的需求方和d1i的需求數量。終止條件：若d1i已匹配滿，轉1；若剩余已匹配的需求方在P(s1j)中均在d1i前面，轉2；

3.當D1中所有需求方已匹配滿或偏好序列中所有供方檢查完畢，算法結束。

通過以上算法，對交易一種乳制品資源的雙邊市場總是存在穩(wěn)定最優(yōu)的匹配結果。下文對于穩(wěn)定匹配結果的存在性和穩(wěn)定性給出說明：

根據算法描述，對于任意有限的乳制品雙邊供求企業(yè)集合和偏好序列，經過有限步的算法運算一定可以得到匹配結果集。而結果的穩(wěn)定性可以通過反證法（假設算法產生了一個不穩(wěn)定匹配）結合匹配過程實現證明。

綜上，在完整匹配機制運行下，存在并能夠實現穩(wěn)定合理的匹配結果。

（二）交易多種類乳制品的穩(wěn)定匹配算法

基于乳制品食品市場中種類較多，不僅有多種品牌，多種狀態(tài)的乳制品，還有存在質量參差不齊的現象，在云服務平臺中匹配時就需要面對多種可匹配乳制品資源的交易市場，平臺需要實時掌握聯(lián)入企業(yè)的多種信息，包括但不限于品牌、狀態(tài)、質量水平，據此來實現資源分類和合理匹配。此時，企業(yè)能提供或需要的資源數量和種類是不同的，所以在聯(lián)入企業(yè)信息完善的基礎上，文章基于上面的算法，將其拓展至適用于多種類乳制品資源匹配的算法，具體如下：

1.平臺上N個企業(yè)提交對其他企業(yè)的偏好序列，用P(N)表示。此處假設企業(yè)偏好獨立，即聯(lián)入企業(yè)的偏好不受資源種類影響。

2.（1）計算N個企業(yè)所擁有的乳制品類型，在云平臺中劃分l個雙邊市場M={M1,M2,…ml}，一個雙邊市場交易一種資源；

（2）在雙邊市場Mk中，涵蓋第k類資源需求方Dk={dk1,dk2,…dkmk}和供給方 Sk={sk1,sk2,…sknk}；

（3）收集所有聯(lián)入企業(yè)的原始偏好序列P(i)，確定該企業(yè)關于另一方集合的偏好序列值Pk(i)，Pk(i)與P(i)一致。如市場上存在6個企業(yè){1,3,5,7,9,11}，第一種資源的雙邊市場M1中，需求方D1={1,5,7}，供給方為 S1={3,9,11}。其中P(1)=(3,11,7,5,9),那么在M1中，P1(1)=(3,11,9),同理可推聯(lián)入企業(yè)在所有市場的偏好序列值。

3.對于每一個雙邊市場Mk，根據上文的匹配算法機制，運行可得到穩(wěn)定匹配結果，記fk，于是多次運行后，每個聯(lián)入企業(yè)都可有一套匹配方案F(i)={f1(i),f2(i),…,fl(i)}，其中fk(i)涵蓋所有與企業(yè)i匹配的企業(yè)以及資源交易數量。

因為每一個雙邊市場Mk都一定能獲得穩(wěn)定的匹配結果集fk，另外在云平臺下的交易中偏好序列是一致的，因此在交易多種類乳制品資源時也能得到穩(wěn)定結果。

五、結論

隨著技術的發(fā)展和云平臺的成熟，資源的跨地域、跨組織的共享已經成為現實，聯(lián)入企業(yè)能夠實時高效地按需獲取資源和信息，實現智能化的生產運營。另外，乳制品食品安全也是近年來的熱議話題，乳制品按照品牌、狀態(tài)、質量等劃分種類之后進行資源匹配，更符合現今用戶需求和市場發(fā)展?；谝陨?，考慮到乳制品現狀，結合主體偏好，構建了多對多的雙邊市場模型，實現主體間的資源雙邊匹配。

文章雖在應用領域和范圍有改進，但模型仍有進步空間。在假設中的企業(yè)偏好序列，可能存在信息不充分或出于牟利目的的虛報偏好，另外對于乳制品按照品牌、狀態(tài)及質量水平劃分種類也有進一步研究的空間，可以用更系統(tǒng)化的方式實現種類劃分。

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