農業供應鏈之動態規劃模型

⎦

⎤

⎢⎢

⎣

⎡ −

= ^{R Tref Tabs}

Ea refe k k

1 1

(3.11)

其中，T_ref ：參考溫度(以絕對溫度表示)

Tabs：欲探討反應速率之溫度(以絕對溫度表示) kref ：在參考溫度下之品質反應速率

E_a：為活化反應能量 R：常數(8.314J/mol/K)

文獻中最後，作者並使用所提出的模式說明約六十種水果和蔬菜的保存品質 行為，包括高敏感度的產品、涵蓋廣範溫度的產品。

3.3.2 農業供應鏈之動態規劃模型

Gigler et al. (2001)［2］將供應鏈分為「農業」與「非農業」等兩類並分別 定義之。「農業供應鏈」為包括農產之源頭以及農產加工品皆屬之。而「非農業 供應鏈」則定義為農產品供應鏈以外之供應鏈者皆可稱之。此二類型之供應鏈最 大的差異在於鏈內的活動過程對於產品之影響有其顯著之不同。其中，「農業供 應鏈」的各個活動皆可能影響產品之狀態，包括外觀和內在之品質。而「非農業 供應鏈」的活動中，一般的貯運過程不會影響品質與外觀，僅包裝會影響產品狀 態(即外觀) 。

農業的供應鏈一般可區分為生產、拍賣、運輸、零售等階段，圖 3.2 為一個 例子。

圖 3.2 農業供應鏈之各個環節［2］

區分農業供應鏈內之工作環節後，依活動對農產品所作之影響作者進一步將 農業供應鏈的活動，歸為下列三大類型：

(1)、包裝(handling)：有意地改變產品外觀狀態之活動，例如包裝材料、切割和 標籤等。

(2)、處理(processing)：有意地改變或修改產品品質狀態之活動，例如冷卻或乾 燥的等。

(3)、運輸與貯藏(Transportation and storage)：有意地或無意地改變產品品質狀態 之活動。

除說明「農業供應鏈」中之數個環節外以及各環節對產品狀態之影響外，作 者亦透過農產品之特性提出如何描繪農產品狀態。其認為「農業供應鏈」的產品 有一個重要的特徵是其品質不斷地改變，如牛奶以及香蕉等，且品質改變無論為 加速或減緩其改變之過程皆為不可逆。而影響品質發展的因素包括：

(1)、過程狀態：包括環繞於產品旁之特徵，如周圍溫度、相對溼度、光線的強 度、氣體的集中等。

(2)、生產量的時間：在環節中其產品曝光在過程狀態。

(3)、產品的外觀狀態：如包裝和特有的尺寸。舉例而言，高的周圍溫度(處理過 程)促進牛奶中的微生物成長(品質發展)，和持續曝光(生產量時間)決定最 後的微生物濃度。

鑑於「農業供應鏈」產品之特徵以及品質發展之影響因素，作者建議可將描 繪農產品狀態之性質分為兩大類的狀態。一類為外觀狀態(appearance state－as)，

作者認為可應用包括產品的擁擠、包裝、標籤、分割等來描述產品外觀之特徵。

另一類則為品質狀態(quality state－qs)，作者認為可使用微生物的侵擾、成熟度、

溼度量、色澤、味道等描述產品品質之狀態。圖 3.3 即為作者對裝卸、處理、運 輸與貯藏等三類活動對農產品狀態之影響所作之示意。

圖 3.3 農產品品質與供應鏈活動間之關係［2］

介紹農業供應鏈流程之階段、狀態以及決策後，作者進一步地建構農業供應 鏈之決策模式以及模式之決策法則。其利用動態規劃(Dynamic Programming－DP) 呈現在農業供應鏈中的農產品品質發展和產品外觀之變化狀態，並且應用動態規 劃尋求最適農產品供應鏈之決策組合。而作者將農業供應鏈動態規劃目標之最適 化定義為「設計此農業供應鏈之農產品應該達到產品之目標規格且在成本最小化 的限制下」。

在農業供應鏈決策利用動態規劃模式的過程中，作者認為有幾點必須事項必 須注意:

第一、在農業供應鏈中所有行動的位置是固定不變的，且所有行動者皆必須執行 活動，如包裝、處理過程、貯藏與運輸等。

第二、在農產品處理過程中產品外觀影響之描述為從一個分離的外觀狀態到另 一個，而產品品質影響則必須描述其連續的過程，且品質狀態是可以被描 述為可測量的係數。

第三、過程控制的考量(包裝、處理、運輸與貯運)是可計成本的，例如一個低溫 的運輸需要較高且昂貴的運輸成本。

第四、如果所設定之目標狀態沒有達到(如：成熟)，則一些懲罰成本是可以被使 用的。

第五、定義農業供應鏈之設計目標為改變或修改農產品最初的外觀和品質的狀 態，且在各個處理程序所達到狀態皆須符合最小的成本。

承接上述五點之觀念，作者將模式中之變數以及決策法則定義如表 3.1。

表 3.1 變數定義［2］

變數 定義

k

k 為供應鏈之階段，k=1 為供應鏈之源頭， k=N 為供應鏈之終 點。(假設供應鏈有 N 個階段)

qs

產品品質狀態。

as

產品的外觀狀態。

qx

處理、運輸和貯運等活動(決策)對於品質狀態之影響。

ax

包裝活動(決策)對於外觀狀態之影響。

s

_k

=( qs, as)

即產品在每個階段的狀態，包括起始狀態和最終的狀態或目標

的狀態。其中，sk是產品在農產供應鏈階段k時品質狀態與外觀 狀態的組合。

x

k

=( qx, ax)

在階段 k 中處理、運輸和貯運及包裝等活動所作之可能決策(其

可能會改變產品品質狀態及外觀狀態。)

c

k

(s

k-1

,x

k

)

在階段k中根據品質狀態s_k-1作了決策x_k後所對應之成本。

s

_k

=T

_k

(s

_k-1

,x

_k

)

在階段k中轉換函數T_k描述品質狀態s_k-1作了決策x_k後其產品狀 態由s_k-1到產品狀態s_k的變化。

V

_k

(s

_k

)

從狀態sk直到供應鏈終點之最佳路徑的成本函數。

有關動態規劃最佳化過程之變數運算係依據下式

Vk-1(sk-1)=

min

{c

xk ^k(sk-1, xk)+Vk(Tk(sk-1, xk))} (3.12) 定義模式變數以及模式之決策法則後，作者利用 MATLAB 進行農業供應鏈 程式之撰寫，並將所撰寫之程式套用於文獻後所提出之案例，試圖以所建構之模 式尋求此案例之最佳決策組合。文獻中以一柳木之供應鏈為例，作者欲使供應鏈 中之柳木其內部生物量在運銷過程裡達到特定的狀態以使其能作為燃料，且必須 在最小成本之限制下達成所設定之目標狀態。圖 3.4 即為案例中產品狀態之決策 過程以及產品狀態變化示意。在圖中其將供應鏈之階段設定為八個，包括收穫、

自然風乾、 尺寸裁剪、人工風乾、運輸、尺寸裁剪、加溫風乾及能量轉換等。

而其產品之狀態可分為外觀(包括柳樹、樹幹、木材、木屑等)及內部之品質(生物 量)，在整個運銷之過程中其共有六種之決策組合(A、B、C、D、E、Ｆ)。最後，

因Ａ型之決策組合在最小成本之限制下達成模式所設定之目標狀態，故Ａ決策組 合為此案例中之最適決策。

圖 3.4 案例產品之狀態變化［2］

在文檔中 台灣花卉供應鏈之決策問題研究—以文心蘭出口為例 (頁 24-29)