大宗农产品供应链四维网络模型及应用
2005年3月 系统工程理论与实践 第3期 文章编号：1000-6788(2005)03-0039-07
大宗农产品供应链四维网络模型及应用
冷志杰，唐焕文
（大连理工大学管理学院运筹学与管理科学研究所，辽宁 大连 116023）
摘要：为探索建立有效大宗农产品供应链的分析方法，建立了供应链四维网络模型，提出了改进供应链的
分析原则，以此分析了黑龙江垦区水稻供应链，总结了建立大宗农产品有效供应链的主要约束，表明以分
布式协作管理供应链、以质量安全标准集成供应链是有效的管理方法．
关键词：大宗农产品；供应链；四维网络模型；黑龙江垦区；协作
中图分类号：F302.3；F306.1；F304.3 文献标识码：A
A Four-Dimensional Network’s Model of the Supply Chain of
Primary Agricultural Products and Its Application
LENG Zhi-jie, TANG Huan-wen
(Institute of Operational Research and Management Science, Dalian University of Technology, Dalian 116023,China)
Abstract: For exploring the analysis method of building effective SC of primary agricultural
products, this paper establishes a Four-Dimensional Network’s Model of the SC, and presents the
analysis principles for the improvement of the SC. From analysis for the supply chain of rice
in the HeiLongJiang Land Reclamation System by using the model and the principles, I found out
the key restrictions to improve the SC. The results illustrate that the effective managing methods
of the SC are the distributed Management of collaborative SC and integration of the SC by the
quality safety standard system.
Key words: primary agricultural products; supply chain; four-dimensional network’s model;
heilongjiang land reclamation system; cooperation
1 引言
20世纪90年代初，农产品在全球范围内面临供大于求，顾客需求变化快、服务要求高，对质量、
安全和环保监督日益严格，贸易日益全球化．农产品相关企业面对这种新形式如何组织生产、经营，增
强竞争能力，需要由农产品最初生产者到最终消费者组成的供应链来解决，农产品供应链管理逐渐成为
研究热点．世界银行、国际食品和农业综合企业管理协会、Wageningen农业大学及农业链竞争中心等都
在致力于农产品供应链的研究与开发，现阶段的研究集中在将成功的案例总结成链知识通过项目加以扩
散阶段．Jan van Roekel等总结荷兰农业链竞争中心的研究经验，对如何启动、建立和执行农产品供应
链项目进行了初步概述，表明成功供应链开发项目可以作为经济增长和摆脱贫穷的杠杆支点，集成供应
链是最有力的竞争工具之一[1,2]．集成供应链的关键问题是如何分析传统农产品供应链，找出其缺陷，得
到建立更有效供应链的方法．Van der Vorst提出一个物流链重构的分析方法：先找出影响供应链的主
收稿日期：2004-04-21
资助项目：黑龙江省社会科学基金（03B028）
作者简介：冷志杰（1964—），女，博士研究生，黑龙江八一农垦大学经济管理学院教授，主要研究方向：农产品供
应链管理，Email:zhijieleng@https://www.wendangku.net/doc/442337845.html,；唐焕文（1936—），男，博士生导师，教授，主要研究方向：运筹学，供应链管理，生物信息学
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要不确定决策因素，对此建立重构原则，用来制定一些改进方案，通过实验和模拟筛选链绩效最好的方案．但该方法取决于链上成员是否愿意合作，而且该方法会导致收益由生产流向销售环节的供应链分配问题[3]．Lambert等提出抓住供应链管理的本质需要集成供应链的结构、供应链的业务流程、供应链管理组成的分析框架，但供应链管理组成的理解和实施都很困难，他们构建了由水平结构、垂直结构、核心企业水平位置为坐标的结构模型[4]，这对于解释工业品供应链非常合适，但是解释完全竞争下的大宗农产品供应链却具有局限性．本文分析了完全竞争下的大宗农产品供应链特点，尝试建立大宗农产品供应链的结构模型，以黑龙江垦区大宗农产品供应链为案例进行分析及应用，期望找出更注重协作集成、简洁有效的供应链重构分析方法．
在中国，农产品供应链研究处于起步阶段，局限于对农产品整个或部分供应链进行初步分析、提出问题，给出相应对策阶段，还缺少模型分析工具和建立有效供应链的方法论．因为有效的农产品供应链可以解决农产品供应链的链接松驰问题，有助于中国“三农问题”的解决．所以探索农产品供应链分析方法，研究如何建立一个更有效的供应链具有重要的理论和实用意义．
2 大宗农产品供应链的四维网络模型的建立
大宗农产品供应链是由农业生产资料供应商、种植者、养殖者、加工者、中介代理、批发商、物流服务经销商、消费者等与大宗农产品密切相关的各个环节构成的组织形式或网络结构．有效农产品供应链是指一些可行供应链中整体绩效最好的或比原供应链整体绩效得到明显改进的供应链．供应链管理的实质是集成供应链，曾经有两种观点：一是集成购买和供应管理的观点；二是集成物流管理的观点，最终这两个观点发展成集成供应链管理观点，即集成沿供应链的所有活动．农产品供应链管理指在食品和农业综合企业上应用和开发供应链管理的理论和方法，它为农业产业化管理提供了科学的模式．建立农产品供应链结构模型是集成供应链的首要步骤，可由此展开对供应链过程、关系进行分析，提供构建有效供应链的分析原则．利用该原则可分析案例发展供应链的约束，为建立有效供应链提供管理的关键路线．
2.1大宗农产品供应链的四维网络模型的建立
Lambert等建立了由水平结构、垂直结构、核心企业的水平位置为坐标的结构模型，对于解释完全竞争下的大宗农产品供应链具有局限性：首先，在大宗农产品市场存在许多企业，所谓大宗农产品供应链的核心企业只是效率相对较高的企业，企业不能左右产品价格，与处于同一供应链网络中的企业是完全竞争的关系，但又有合作的关系，如各种协会，因此不仅要考虑核心企业的水平位置，还要考虑其垂直位置，从而解释核心企业与上、下游企业和同业企业之间的关系．其次，大宗农产品的差异化不显著，产品的替代效应强，产品按等级定价，市场竞争激烈，因此产品种类的优势对企业更为重要．增加产品种类，以生产多品牌或样式使市场在产品品种上占优势一直是农业企业追求绩效的法宝．因此本文修改了Lambert的结构模型的第3维核心企业水平位置为空间位置，加入第4个关键的不确定结构变量——农产品种类为第4维，根据大宗农产品的物流走势，构建了大宗农产品四维网络结构模型来描述完全竞争下大宗农产品供应链，如图1所示．
农产品供应链的水平结构、垂直结构、核心企业位置和产品的种类是4个最重要的不确定结构变量，如果这四个变量和物流网络确定了，不仅大宗农产品供应链结构确定了，还可以展开对供应链主要过程、关系进行分析，探索构建有效供应链的原则．
2.2 构建有效供应链的四维网络分析原则
2.2.1绩效改进与水平结构层次同时增长
水平结构指农产品供应链的各个环节构成的层次数目，可由此路径分析从上游到下游成员企业的构成关系．对供应链绩效的设定是改进供应链的前提，评价从以成本为中心，到以利润为中心，再到现在以满足顾客需求为中心不断地发展，但应注意沿供应链水平结构使每个环节的绩效都与供应链整体绩效同时提高为原则．以农产品质量安全标准集成供应链成为受到公众认可的常用战略．它要求从零售商、加工、运输、生产者到生产资料供应商每个供应环节都是安全合理的，强调质量安全可追踪能力，从而减少交易成本[5]．这种集成是通过农产品包装的标签代码显示来源的方式实现的．国际通用的企业执行
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的质量保障系统有GAP-codes,HACCP,ISO,TQM．泰国的一个项目就是建立以一个国际零售商控制的鲜活食品供应链，它是以产品质量安全保证为核心优化集成的[1]．
在绩效改进的前提下，水平结构层次越多越好，越多反映了农产品在时间和空间上满足顾客需求的程度越高，也反映了农产品的增值的程度越大，在大规模定制时实行延迟战略最佳环节的选取就越具柔性．
图1 大宗农产品四维网络模型
2.2.2垂直结构的成员数目应该比较适度
垂直结构指供应链每个层次的成员数目，表明节点间的横向关系，反映了企业横向联合或协作能力．由于大宗农产品市场接近完全竞争，所以供应链的生产、加工、和零售三个阶段的企业数目很多．现在世界上从农民、供应商到分销商通过收购、兼并、股份制等形式横向集成现象比较普遍，对于农产品生产者，成立农民协作组织已经成为必然趋势，使农民们从农资及农产品的价格接受者变为价格的制定者，不仅为产品增值还可以分散风险，还能减少交易费用．这对解决种植业收入下降等“三农问题”有很好的指导意义．对于加工商和销售商，虽然存在着减少供应商的趋势，但是应该保持适度，因为减少供应商虽然可以减少对供应商的管理成本，同时也增加了供应风险，因为农产品受不确定因素的影响比工业品大，那么适当数量的供应商可以增加保证供应的概率．
2.2.3农产品种类越多越好
农产品种类指农产品的优良品种和初加工、深加工的品种，如被认证的绿色食品，营养米粉等等．产品种类越多，顾客的需求越容易满足，市场占有率就越大，销售就越具柔性，供应链网络结构也就越平稳，供应链也就越具竞争力．根据产品种类在供应链中的空间位置，即，生产、加工、和零售三个阶段的产品种类，可以确定一种农产品的加工深度，体现了加工技术，说明产品价值随其品种增长和加工深度的变化情况．
2.2.4核心企业向横向集成和下游发展
核心企业指供应链的领导者．核心企业位置指核心企业在供应链上的水平、垂直位置．核心企业可
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以是零售商、分销商、加工商、生产商，也可以是横向集成的企业联盟．在中国的现阶段，大宗农产品市场接近完全竞争，现存的有竞争力农产品供应链一般都有一个领袖企业，它一般拥有核心资源、技术及服务等，生产、经营效率较高，供应链一般以其决策为中心，其业务过程及标准一般也成为供应链的过程和标准．供应链成员明确接受供应链的领袖对启动供应链的形成和持续供应链是非常重要的，可以减少交易成本，提高供应链整体竞争力．核心企业在供应链中的空间位置不同，那么它启动、领导、协作供应链的方法也不同，在水平位置上，核心企业应该更接近最终用户，这样保证大宗农产品供应链是需求拉动形式，而不是推动式的，也保证供应链更有效地利用资源，因此核心企业位置应向下游发展．在垂直位置上，与同业企业是博弈关系，横向协作集成成为一种趋势．
2.2.5 促进并充分利用农产品物流
要在给定的质量安全条件下，将适当数量的某种适当的产品，在恰当的时间内，以低廉的成本，送到确定的地点，交到确定的顾客手里是农产品物流追求的最高目标，这是世界性的难题，是个系统的综合问题，成为建立有效供应链的关键环节．供应链企业应积极与各方协作促进农产品物流发展，充分利用信息技术，建立科学的配送网络，充分与第三方物流协作．
3 案例应用
黑龙江垦区现由黑龙江北大荒农垦集团总公司管理，是我国目前规模最大、现代化水平最高的国有农业企业和商品粮生产基地，隶属于农业部，为国家直属、直供企业．商品率高达84%，粮食总产量约占全国的2%．2002年29日将其下属的16家农场和化肥厂剥离组建了黑龙江北大荒农业股份有限公司，成功上市成为中国农业第一股，也是中国目前规模最大、现代化水平最高的农业类股份有限公司，收益状况较为稳定．黑龙江垦区的大宗农产品供应链具有代表性，以其为案例研究如何建立有效供应链具有重要理论和现实意义．下面以水稻供应链为例运用四维网络模型和其分析原则探讨建立有效大宗农产品供应链的制约因素，探索改进供应链的有效管理方法．
3.1 黑龙江垦区大宗农产品供应链分析
3.1.1初级生产环节
黑龙江北大荒农垦集团以粮食生产为主，有9个分局,103个农(牧)场, 2318个生产队．采取以统一经营为主导、家庭农场承包经营为基础的统分结合的双层经营体制：公司制定经营目标、管理办法和技术措施，提供产前、产中、产后服务，保证收取生产承包费的稳定和提高；农工承包土地，按照统一要求安排生产，定额上缴，超收全留，欠收自补．这仍然是一种集中式的管理模式，该集团认为它既有利于调动农工的积极性，分散风险，又有利于发挥机械化、大规模、技术密集的优势，具有经营稳健、管理稳健、效益稳健的显著特征．虽然生产受天气影响较大，但集团具有明显的规模、资源、技术、装备、管理及绿色产品优势．2000年有九大类系列绿色食品，获国家绿色食品标志商品已达50个．2001年已获中国绿色食品发展中心认证批准的水稻产量4.8万吨，占总产量的9.2%．但这些产品仍是按等级定价，目前缺乏覆盖品种市场的需求旺、科技含量高和高附加值的多种差异化产品．
3.1.2加工环节
2001年水稻产品去向如表1，垦区水稻加工状况如表2．可见加工率较低，加工增值能力低．
表1 2001年黑龙江垦区水稻去向分布表（万吨）
总产 垦区留用 种子 口粮饲料工业商品粮上交国家议价销售 加工销售
527.42 34.64 10.52 15.010.308.8492.78210.35 193.76 88.68
表2 2001年黑龙江垦区水稻加工成大米状况（万吨）
加工深度 年初库存 本年生产 本年销售 其中出口销售 年末库存 大米 0.74 65.74 64.10 3.87 2.38
米制品 0 0.2691 0.2610 0 0.0081
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2001年处理水稻加工的大米企业226个，年末生产能力391.4万吨/年，生产能力利用率25.3％，其中加工精制米企业24个，年末生产能力242.4万吨/年，生产能力利用率28.7％．2001年8月集资成立黑龙江省北大荒米业有限公司，2002年7月，增资扩股，成为农业产业化国家重点龙头企业之一，下辖5个分公司，29个制米厂，控股2个子公司，拥有世界领先的日本佐竹公司、瑞士布勒公司制造的大米生产线47条，年处理加工水稻能力220万吨，年生产精米140万吨．还拥有米糠精炼油组合生产线1条，年产米糠色拉油1.8万吨．2002年加工水稻71.5万吨,生产大米46.48万吨．为消除同业竞争，2003年被黑龙江北大荒农业股份有限公司收购，上市后准备进行稻谷的精深加工，包括大米、米糠油、大米糖浆以及稻草板材等的生产和销售．
3.1.3销售环节
如表1、2所示，垦区粮食加工销售数量占总产16.8%，因此总体市场占有率不高．现已建成连接黑龙江农垦总局、分局及下属农场间的一批批发市场．1999年建有中国首家“绿色市场”——北大荒粮油批发市场，成为黑龙江大宗农产品和绿色食品的大型市场．
但黑龙江垦区的龙头企业基本上建立了国内市场营销体系，拓展了国内外市场．北大荒米业用知名品牌叩响市场，北大荒系列品牌为2002年国家质检总局免检产品．由中国人民保险公司对消费者做出质量承保．实行生产与市场对接，选择基地、工艺条件较高的生产线，进行小包装生产，专供超市和团购，由于水稻生长的地域特征和品种特征不同，实现区域专供后，能使消费者感到质量的一致性、稳定性．已经建立了华东、华北、西北、西南、两湖、两广、北京、北方等八大销售分公司为主的5000多处零售网点，建立了市场信息反馈体系，企业主要领导可以在第一时间掌握和了解国内外市场动态．还建立了售后服务热线，客户需求、意见和建议由专职部门处理．产品通过与军供站、大专院校等特供系统建立销售关系的方式，借用当地销售体系进入大用户市场．通过中粮代理，北大荒米业年出口大米超过7.5万吨．
3.1.4物流网络
龙头企业建立了较好的物流网络．北大荒米业与哈尔滨铁路局实行全程运输代理合作，探索建设全程物流配送代理制，构造物流优势，优化费用，平均每车可降低费用1200元．公司按照“安全快捷通畅，全程服务代理”的物流配送策略，开行“五列两龙”，推行铁路、公路、海运全程服务代理，建立了一条顺畅安全、经济、快捷、及时、均衡供货的绿色物流通道；与哈尔滨铁路、大连港务局、营口港务局等运输企业建立了一体化的供应链协同系统．
但是运输网络瓶颈严重制约垦区大宗农产品物流．垦区每年约有70余万吨燃料、化肥、农药、农膜等农用物资运进，700余万吨商品粮运出垦区，现有粮食仓储能力207万吨，年汽车货物运输量1000～1200万吨，货运周转量5～6亿吨[6]．由于地处铁路、公路网的末端，运输能力不足严重影响顾客订单履行过程．例如三江平原，只有一条单线铁路，运力仅为当地粮食产量的1/2，公路运输价格吨公里比国家正规铁路线高33.3%～100%，大豆从美国或墨西哥漂洋过海1万海里到大连，平均0.16元/公斤，而从佳木斯至大连共1500公里，铁路运输平均费用需0.18元/公斤．由于运输成本高，三江平原的粮食优势变成了劣势，水稻价格比哈尔滨低了0.12元/公斤[7]．
在物流信息技术方面，北大荒米业2002引进金蝶信息技术，进行集团以及下属分支机构的财务、物流等系统的企业信息化管理平台建设．农垦集团建有北大荒粮贸网，可为客户提供国内外农产品生产、加工、供求信息，开辟了生产动态、市场动态、价格动态以及影响农产品生产的政治、经济、气象等信息栏目．建立了网上自由交易系统、信息发布系统．但是信息质量还没有完全满足顾客的需求，网站也没有得到垦区各方的充分利用．
3.1.5建立大宗农产品有效供应链的主要约束
分析水稻供应链表明，黑龙江垦区建立有效大宗农产品供应链的关键约束在于供应链层次短、产品种类不丰富和物流不畅通，以及具有计划经济色彩的集中式管理．诸如北大荒米业公司这样的企业有标杆企业的作用，但是它相关的供应链只能覆盖黑龙江垦区部分企业，那么其它企业如何建立有效的大宗农产品供应链仍是一个艰巨的问题，同时这些标杆企业也存在管理经营费用较高、物流约束等问题．那么根据相应构建有效供应链的四维网络原则，探索改进供应链的管理方法是有重要实践意义的．
44 系统工程理论与实践 2005年3月 3.2黑龙江垦区大宗农产品供应链管理方法
3.2.1以农产品质量标准集成供应链
对供应链绩效的设定是改进供应链的前提，那么对黑龙江垦区的所有大宗农产品供应链设定一套沿供应链跟踪所有产品生产、加工和流通，检疫产品质量安全的标准实施方案是一个迫切的任务，这为认证各种差异化产品提供了一个标准化平台．这是提高大宗农产品供应链竞争力的主要方法．
3.2.2应用分布式协作管理方法
黑龙江垦区大宗农产品供应链采用了集中式供应链管理方法，因此必须考虑如何正确评价各成员的贡献，确定各成员应得的利益．但这样的管理模型过于复杂，几乎不可求解；再者，由于各成员占有的信息不对称，在供应链中的地位不对称，改进的结果往往也是不对称的，Van der V orst的研究也证实这点．事实上，供应链各成员往往是自主经营的独立实体，这使得分布式的供应链管理更易于实施．分布式供应链不存在完整的供应链模型和全局的优化目标，而只有一些局部的模型和优化目标．那么可以用协调管理，如供应商管理库存等做法来实现对供应链整体的协调管理，解决如何建立有效供应链问题[8]．Bill Bishop指出2001将持续产生以提高供应商、分销商、零售商和最终顾客的协作程度为规则的一些新的商务模式[9]．农产品供应链上协作集成发展形式，由市场自然形成产业化到完全纵向一体化、到合同制不完全纵向一体化，再到垂直协作，现阶段强调垂直协作与横向集成协作的横向一体化，企业都在应用横向一体化协作战略经营构建自己的供应链，因此研究协作战略管理方法有重要作用．下面针对上述主要约束，探索分布式协作管理方法．
1）政府、企业与学术研究者协作开发农产品供应链
政府在完全竞争市场上对公用品投资是有效供应链建立的前提．运输网络成为制约垦区发展的瓶颈，需要政府与企业协作进行投资改善物流网络，还需要政府通过如下战略改进农产品供应链发展环境，协调供应链上各个成员的公平的福利和经济权利：建立信息交换平台；建立农产品安全与质量法规和认证体系；投资交通、通讯和电力部门；对农业生产资源的持续利用提供激励；对高风险的投资进行补助和联合财政支持；为解决合同纠纷建立和加强经济法规：包括财产权利和公正，快速司法过程；确保便利市场活动和监视市场进展的生产、价格、产业信息和统计数据的有效性；通过提供一个研究机构或规划建立有关供应链的知识体系，这些知识储备可用来开发一系列工具和课程，供在供应链开发初期的公司学习[1]．供应链的管理知识需要企业与学术人员合作总结，通过研究项目推广，这些项目也需要政府和企业的投资，项目主要成员也应是政府、企业、研究者三方构成的协作团队．
2）核心企业以生产为主转化为以销售中介代理协调为主
黑龙江垦区的核心企业一般是加工龙头企业集成的大型一体化企业，如北大荒米业上市公司．它实际是用集资入股和上市募集基金的方式组建一个具有竞争力的供应链，比照原来垦区的垂直一体化管理，减少了交易成本，提高了产品质量和管理效率．但管理费用仍较高．这些企业的主业仍是功能性食品加工，因此营销是个大问题，所以核心企业应该转化为以销售代理为主，做好满足顾客需求和生产加工的桥梁和中介，以此构建核心竞争力更有助于建立有效的供应链，有利于垦区的发展．销售代理进行如下协调管理：建立良好的市场网络，及时准确地反映市场需求，与销售商协作，为其提供所需产品，为加工商提供定单，通过与农户协作，提供定单、种子、化肥、农药及种植技术等服务，保证加工商的高质量水稻来源；销售代理担负着供应链上生产、加工阶段质量安全跟踪的任务，针对农业生产的不确定性，能将不同档次的产品分销给不同需求的加工商，提高农产品销售的柔性．
3）产品种类增加与供应链的特点相协调的战略
黑龙江垦区大宗农产品供应链以短链居多，销售主要为原粮市场为主，没有体现价值增值较大的销售深加工企业．因此应该在成本允许的情况下从不同层次的顾客需求出发，增加差异化加工产品种类．Fisher给出了相应的集成战略：对于功能型产品应匹配效率型供应链；对于创新型产品应匹配响应型供应链[10]．这是一个快速、有效的方法，但运用到农产品上就存在区分功能与创新产品类型的困难，因为功能型农产品与创新型农产品经常是来源于一种初级农产品[11]．创新型农产品是通过培育新品种或价值增值的深加工、包装得到的，如米蛋白等．因此，对于大宗农产品这类功能型农产品应匹配效率型供应链，就是通过沟通信息达到供应链上产品一致分类才会减少订单、加工、物流的成本．对于米蛋白等创新型产品应匹配响应型供应链，主要是通过外包给特别分销商，保持产品更接近顾客，创新型产品
第3期 大宗农产品供应链四维网络模型及应用 45
产生较高的劳动成本可以通过降低压货的收益和对缺货的快速反应来弥补．农产品加工分类与品种培育是不断增长的，因此创新型农产品随时间推移会转化成功能型产品．黑龙江垦区应加快产品深加工的发展，创造更多的创新型产品，增加价值．但是在中国功能型农产品占主导的情况下，首先应巩固效率型供应链．
4）延迟协调战略
农产品供应链由于各环节的运作提前期不同，因此使用延迟战略也不同，一般不是用在生产环节，而是在加工、销售环节．由于农产品均是易腐产品，若延迟会增加存储成本，农产品又是低价值产品，因此延迟战略使用要权衡收益、质量和时间．在农产品加工到销售的分销渠道应用延迟战略在大宗定制时起到协调需求与供给的重要作用，在供应链上有助于实现为最终用户的基于竞争水平的定制服务．Morehouse 等说明延迟是在不断增长的，他们预测：至少在食品供应链上，到2010年多达一半的存货将被存储，直至收到最终用户的定制，货物才被最终完成、包装发运[12]．因此大宗农产品加工企业设置一定的库存是必要的，通过全年均匀加工、供给会降低运输瓶颈，增加收益．
4 结束语
构建有效农产品供应链至今没有通用的方法，大宗农产品四维网络模型为此提供了一个定性分析工具，而提出的构建原则在中国大农业领域具有普适性和指导意义．运用该方法，本文分析了黑龙江垦区建立有效大宗农产品供应链的关键约束在于供应链层次短、产品种类不丰富、物流不畅通和集中式供应链管理，论证了应以农产品质量安全标准集成供应链，以分布式协作管理方法管理供应链才能建立有效的大宗农产品供应链．
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