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基于公理设计的常州花木供应链研究#
季春1，张雷1，姚斌1，樊树海1,2**
基金项目：国家自然科学基金(71171110, 71371097)，江苏省“青蓝工程”项目
作者简介：季春（1992-），男，研究生，研究方向为物流工程
通信联系人：樊树海（1975—），男，博士，教授，ASME member，IEEE member，中国质量协会高级会
员，主要研究方向：工业工程与管理
（1. 南京工业大学经济与管理学院，南京 211816；
2. 南京工业大学数据质量与信息安全实验室，南京 211816） 5
摘要：通过分析常州花木产业的发展现状，总结出常州花木产业发展的特点及存在的问题，
之后基于公理化设计的方法，运用独立公理和信息公理对常州花木产业供应链进行简单的分
解设计，为常州花木产业供应链设定运行规则和运行程序，并将常州花木产业发展存在问题
的解决方法融入到供应链的运行程序中。 10
关键词：物流工程；花木产业；公理设计；供应链
中图分类号：F719
Research on Supply Chain of Changzhou Flowers and
Plants Industry Based on Axiomatic Design 15
Ji Chun
1
, Zhang Lei
1
, Yao Bin
1
, Fan Shuhai
1,2
(1. College of Economics and Management,Njtech University,Nanjing 211816;
2. MIT Information Program "Data Quality & Info Security" Lab, Njtech University,Nanjing
211816)
Abstract: This paper firstly analyses present developing status of Changzhou’s flowers and plants 20
industry, then characteristics and problems of its development are concluded. Based on axiomatic
design, decomposition design of the supply chain of Changzhou’s flowers and plants industry is put
forward, operation rules and operational procedures of the supply chain are also determined by
information axiom and independent axiom, solutions of the problems of Changzhou’s flowers and
plants industry are infused in operational procedures of the supply chain. 25
Key words: logistics engineering; flowers and plants industry; axiomatic design; supply chain
0 引言
70年代以来，常州的花木产业不断发展，2013 年成功举办了第八届中国花卉博览会后，
常州花木产业的发展迈上新台阶。2014年常州市花木总面积达 40余万亩，其中设施花木面30
积近 10万亩，温室面积 万平方米，盆栽花卉产量达 亿盆，面积和产量均位列全省
第二位，当年花木总产值达到近 30亿元。在“十八大”强调生态文明建设的背景下，常州花
木产业的发展不断为美丽江苏、美丽中国的建设添砖添瓦。
1 常州花木产业概述
常州花木产业发展的特点 35
1）生产区域布局集中
集中化、区域化布局是常州花木产业的一大特色。从区域图看，以武进嘉泽、湟里和金
坛尧塘为中心的花木集中地带是主产区，茅山、天目湖丘陵山区的新兴花木生产区则是常州
的生态“两极”，花木产品生产在这“两极”区域范围内相对集中，形成比较稳定的生产基地[1]。
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这两极主产区不仅生产规模大，而且各具特色，在二十多年的发展中形成了多个国内较高知40
名度的区域特色花木品牌，如夏溪大规格苗木、嘉泽盆花、东安草坪等。
2）产学研结合
常州较早开展了与科研院校的产学研合作。长期以来，常州市农委、园林局等机关及各
花木龙头企业与中科院、江苏省农科院、南京农业大学、南京林业大学等 14家科研院所开
展紧密的“产学研”合作，研究新品种、新技术。龙头企业与相关科研院校合作，打造出特色45
产品，研发、生产出国内外各种珍稀名优苗木，这些苗木不仅有较高观赏价值，还具备极好
的医用保健功能。
3）产业管理组织化
在花木产业市场发育和发展的条件下，常州花木集中区形成很多由花木生产经营单位自
发组织、自由联合的利益共同体。这些合作组织以花木合作公司和苗木集体基地为主，其中，50
花木公司或苗木基地是核心，负责引导生产和开拓国内外市场，是连接农户与市场的桥梁和
纽带。这些组织强化了农户间的关系，供需不平衡时，相关合作组织能及时发布相关信息进
行协调，从而降低了交易的不确定性，有效地降低了信息的不对称带给农户的风险。
4）龙头企业作用明显
在多年发展中，常州出现了很多花木产业的龙头企业，这些企业随常州花木产业的发展55
不断壮大，同时也不断提高常州花木产业整体的竞争力。为解决武进夏溪当地农户的花木销
售问题，当地政府组建了专业的花木市场，成立常州夏溪花木市场控股有限公司，对花木产
业进行市场化运作，有效解决了花木的销售难题，夏溪花木市场在 2012年交易额便已突破
100亿，成为华东地区花木交易的中心。
表 1 数字描述常州花木 60
龙头企业 经纪人 经济合作组织 花木专业村
数量 150 个 万 55 个 50 余个
注：数据整理自常州农林委、常州花木网。
常州花木产业发展存在的问题
在常州花木产业不断发展的同时，仍存在很多问题，根据表 2所示样本，通过筛选进行
问卷调查和实地研究，以下几方面问题被筛选出来，这些问题阻碍了花木产业竞争力的提高。
表 2 样本村基本情况 65
乡镇 样本村 户数
（户）
人口
（人）
人均面积
（公顷）
人均收入
（元）
尧塘镇 谢桥村 1585 5169 19600
嘉泽镇 西城村 1649 5281 16850
湟里镇 东安村 1870 5756 18600
注：数据整理自各样本村村务公开信息
1）信息建设待加强
在市场行情中，价格、数量等关键信息的价值非常重要，及时有效的获取这些关键信息
对花木行业从业者来说都非常重要。但目前来看，常州地区花木交易的信息传播渠道较单一，
在互联网时代，信息渠道建设还需加强。 70
2）物流体系建设滞后
物流在跨地区花木交易中扮演了关键角色，物流的可靠性与及时性对花木交易双方最终
的满意度有极重要的影响。通过对样本村的调查，常州地区在花木产业物流体系建设上还不
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够完善，大部分花木交易的物流由私人承运，受承运人实力的影响，可靠性与时效性往往得
不到保障。 75
3）花木合作社等组织联系松散
龙头企业与苗木合作社的经营模式便利了很多农户，但这种带动型模式自身的特点使得
企业及合作社与农户间的关联不紧密；同时，合作社作为很多有实力农户的连营体，其稳定
性在利益与风险前显得很脆弱。从组织形式上看，虽然有联合经营，但实质上联系是松散的。
另一方面，行业协会等社会组织资源有限，协会的指导、协调、服务等能力有待提升。 80
4）农户苗木生产资金流转较难、风险较大
在花木种植生产过程中，需要不断的投入资金，待到花木出产卖出后，才能收回前期的
投入，对于处于市场经济中的农户来说，这意味着要承担包括价格涨跌、自然灾害在内的很
多风险。同时，样本调查发现，相当一部分的农户在卖出花木之后，并非第一时间收到货款，
而是凭借口头承诺在一段时间后找花木经纪人或客户收款，这就大大加大了农户的风险。 85
表 3 受调查者年龄分布
18-30 岁 30-45 岁 46-60 岁 60 岁及以上
人数 3403 4050 5347 3406
占比 21% 25% 33 21%
注：数据整理自样本问卷
表 4 受调查者受教育情况
初中及以下 高中 大专/本科 硕士及以上
人数 9194 4054 2820 138
占比 % % % 0. 85%
注：数据整理自样本问卷
5）花木产业人才缺口较大 90
如表 3、表 4所示，对调查样本分析并结合实际考察，常州的花木行业从业者年龄段中
较年轻的从业者占比较少，加之受教育程度深浅的影响，相当一部分农户简单认为种苗木可
以致富，却并不清楚销售消息及渠道，甚至对该地区的适宜品种不了解，盲目跟风，这些都
加大了风险。
另一方面，长期以来，受“重生产轻流通”的观念影响，涉及花木运输的物流得到的重视95
不够，缺乏专业的从业人员，这些都是影响花木产业提高竞争力的因素。
2 公理设计
公理化方法(Axiomatic App roach)是一门科学发展到成熟阶段后，依照其所提供的理论
知识，从中抽取出一些基本概念和不加证明的原始命题作为定义、公理，然后运用逻辑规则
演绎出若干条定理，构成理论系统[2]。 100
相关概念
域(Domain)贯穿于整个设计过程，在四个不同的设计活动间划出界限。用户域、功能域、
物理域和过程域四个不同域构成了完整的设计过程[3]。域的结构简单如图 1所示：相邻两个
域中，左边域相对于右边域表示目标，而右边域表示解决方法。
用户域(Customer Domain)对应用户需求；功能域(Functional Domain)包含满足用户需求105
的要求和约束，其中，用户需要用功能要求(FRs)和约束(Cs)来表达；物理域(Physical Domain)
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是实现用户需求的基本要素集合，设计参数(DPs)对应了不同的功能需求(FRs)；过程域
(Process Domain)描述了工艺过程。
图 1 设计世界的四个域 110
图 2所示为功能域和结构域的层次结构，结构间自上而下映射，类似于英文字母 Z，故
称之为“Z”形映射关系。公理设计的过程可视为从功能域到结构域、工艺域间的映射、分解
过程。
图 2 功能域和结构域之间的层次结构 115
设计公理
在公理化设计的映射过程中，两条基本设计公理常用来评价设计方案。第一条为独立公
理：功能需求（FRs）必须始终保持独立，即每个功能只对应一个设计参数。如果两个或两
个以上的功能要求相关，则应被一个相当的功能要求所替代[3]。第二公理为信息公理：在满
足独立公理的设计中，具有最少信息含量的设计即为最佳设计，信息公理强调设计使用的信120
息量最少[4]。
3 常州苗木花卉供应链分解设计
为了增强常州苗木花卉产业的竞争力，在公理设计理论的思想下，我们进行了常州花木
供应链的分解设计。在构建供应链的过程中，增强花木产业的竞争力是这一设计的总目标，
根据独立公理，将这一目标分成四个具体区域，分别为质量、可靠性、时效性和柔性[5]。 125
图 3 目标区域的逻辑顺序
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目标供应链的逻辑顺序如图 3所示。在花木供应链中，首先要保证的是花木的供应质量，
质量是一切的前提，只有达到质量标准的花木产品才能立足于市场，为客户所认同和接受；
其次，在保证质量的前提下，花木的配送可靠性需要特别重视，可靠性主要是花木配送过程130
中的低损耗和鲜活度，花木产品有其特殊性，对于交易双方来说，鲜活的花木产品和较低的
运输损耗率能显著提高花木交易的成功率以及双方的满意度；另外，时效性也是花木供应链
中必须考虑的目标之一，花木产品的运输时效对花木交易风险的影响很大；最后，供应链可
以引入生产中的柔性这一概念，在整个供应链中，柔性可以包括花木生产者对市场的反应能
力、供应链自身的调节能力以及整个供应链的管理能力等。 135
在明确供应链设计的逻辑顺序后，供应链将按照目标域的逻辑顺序展开[6]。之后基于公
理设计，将目标区域进一步分解，质量和可靠性等目标区域可分为种苗质量、种植质量、配
送质量、后期维护质量等具体流程。这些流程是供应链运行的基本单元，通过这些流程，常
州花木产业可以高效的运作，而增强常州的花木产业，可以从这些基本流程展开。进一步分
解流程，可得出影响这些基本流程的具体因素。对总目标分解完毕后，可以得到供应链目标140
设计的总体框架，如图 4所示。
图 4 目标设计分解
在具体因素中，将影响具体流程的主要因素归纳出来，结合当前常州花木产业的实际，
将具体因素总结成五点，分别为育苗能力弱导致的低质量、从业者素质导致的低质量、信息145
障碍导致的低质量、资金问题导致的低质量和物流配送导致的低质量。
在归纳出主要因素之后，通过如图 5所示的鱼骨图，将各因素反映出来。通过鱼刺图分
析出影响具体流程的主要因素后，结合常州花木产业的实际情况，对存在的主要问题进行分
析解决，推动花木供应链的良好运行。
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图 5 影响具体流程的主要因素
4 分解设计后供应链的运行规则与程序
花木产业供应链的运行规则
对花木供应链进行分解设计后，依据目标供应链的逻辑顺序，结合目标区域的分解设计
和展开后的基本流程，对相应的供应链流程进行路径的优先权的设置。如图 6 所示： 155
供应链的运行按照从左至右的顺序，在层级分解的基础上，按照目标域对应在图 1金字
塔的位置，从下往上的顺序排列，优先执行质量目标域和可靠性目标域；同时，将目标域的
实现路径一一分解，按照对应的顺序加以执行。在这过程中，需要考虑各个路径执行过程中
存在的目标冲突和协同效应，可能不同的 DPs之间的效应会出现负值，此时优先考虑实现
逻辑顺序中靠前的 FPs[5]. 160
图 6 供应链运行的规则
常州花木产业供应链的运行程序
在确定供应链的运行规则后，可以根据分解设计中所涉及的具体流程来构建供应链的运
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行程序。 165
将花木种苗质量、种植质量、运输质量和后期维护质量等具体流程加以延伸，花木产业
供应链可以大致分为三个阶段：信息获取、生产运输、后期维护。这三个阶段可以进一步分
解为若干独立的步骤，如表 5所示。
表 5 各阶段与步骤
阶段 步骤
信息获取
1、交易方发布供求信息
2、信息平台提供信息
3、农户/合作社获得订单
生产运输
4、农户/合作社准备订单
5、金融机构资金支持
6、物流平台提供运输
后期维护 7、花木产品的后期维护
8、金融机构的保理
9、专业的从业人员培养
1）信息获取阶段。第一步是交易双方在统一的信息平台上发布供求信息；信息平台的170
建设与推广能够使得市场信息及时有效的传递到供求双方手中，同时，统一的信息平台能有
效减少供求双方对市场的误判概率；第二步是信息平台发布各种交易以及展会信息，统一的
信息平台能集聚大量的人气，在条件成熟的情况下定期举办交易展会等活动能起到滚雪球的
效果；第三步是农户或合作社、苗木公司等获得订单。
2）生产运输阶段。第一步是农户、合作社与苗木公司准备订单，这一步在时间上要早175
于所有步骤，花木产品有其特殊性，其生长周期需要较长的时间，同时，在此期间，合作社
与苗木公司通过与研究所和相关高校开展产学研合作，提高苗木的科技含量，为农户提供相
关的技术支持，而农户在满足质量和产量的前提下，为苗木合作组织提供相应的花木产品；
第二步是金融机构的资金支持；第三步是花木产品的运输。花木产品价值不一，部分产品可
能需要巨大的先期投入，在这种情况下，金融机构的介入会解决很多农户的资金难题，同时，180
交易与运输过程中也充满了各种风险，农户与运输企业及个体户都可以通过保险的方式规避
风险，而金融机构可以通过保理业务，接手农户、苗木公司以及合作社手中的单据和其他手
续向买方收款[7]。在运输方面，统一的物流平台建设很有必要，现代化的物流平台为买卖双
方提供了专业化的运输服务，不仅能提高运输的可靠性，也能在时效方面满足买卖双方。
3）后期维护阶段。第一步是花木产品的后期维护，花木产品的特殊性使得后期的维护185
很有必要，简单的补苗、修剪、防冻等维护方式能提高花木产品整体的存活率，增加客户满
意度；第二步是金融机构的保理，这里的保理服务主要包括苗木后期的养护风险以及买方与
金融机构的苗木产品单证票据交易，这些票据主要来自运输方或卖方，在发货后卖方为将降
低风险可将相关票据转手给金融机构；第三步是从业人员的培养，从样本分析，常州的花木
行业从业者整体上看呈现青壮年从业者较少、高素质高学历从业者较少的特点，在现代供应190
链建设下，产业的发展需要从业人员具备一定的专业知识和素养，因此，培养常州花木行业
高素质、年轻的一代接班人很有必要。
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图 7 供应链运行程序 195
5 总结
在对常州花木产业的发展现状分析的基础上，总结出当前花木产业发展的特点以及存在
的问题，通过公理化设计的方法，运用独立公理和信息公理对常州花木产业供应链做了简单
的分解设计，为供应链设定了简单的运行规则和运行程序，并将之前总结出问题的解决方法
融入到供应链的运行程序中，通过“信息平台”、“物流平台”两个平台来解决花木产业中买卖200
双方的供需矛盾。
基于公理设计来构建常州花木产业供应链，一方面降低了设计的复杂性，提高了供应链
设计的效率，另一方面也忽略了供应链中其他部分的影响，对未涉及的供应链流程未做相关
分析，可能对供应链的完整性和逻辑性都有负面效应。
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