生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流配送問題及其路徑優(yōu)化

1、生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流配送問題及其途徑優(yōu)化隨著生活程度的進(jìn)步，人們對生鮮農(nóng)產(chǎn)品的需求量和品質(zhì)要求越來越高，推動了冷鏈相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速開展。冷藏運(yùn)輸是冷鏈物流的一個重要環(huán)節(jié)。生鮮農(nóng)產(chǎn)品從消費(fèi)者到最終消費(fèi)者的過程中，有80%以上的時間在配送運(yùn)輸上1。適宜的運(yùn)輸條件，不僅能保證產(chǎn)品質(zhì)量，同時還能節(jié)約產(chǎn)品資源，保持產(chǎn)品的影響價值，增加銷售收入和減少能源消耗2。歐美經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家由于科學(xué)技術(shù)先進(jìn)，加上重視產(chǎn)品平安工作，其易腐產(chǎn)品100%采用冷藏保鮮運(yùn)輸，運(yùn)輸質(zhì)量的完好率在95%以上。而中國冷鏈物流市場尚未形成標(biāo)準(zhǔn)的體系，由于運(yùn)輸過程中不標(biāo)準(zhǔn)的操作，導(dǎo)致產(chǎn)品損壞和變質(zhì)的情況時有發(fā)生。1958年，美國的阿薩德等認(rèn)為

2、溫度變化會引起質(zhì)量損失，及冷凍產(chǎn)品質(zhì)量取決于產(chǎn)品的溫度teperature、冷凍時間tie、耐藏性tlerane的容許限度，稱為3T理論3。根據(jù)3T理論，在流通過程中生鮮產(chǎn)品品質(zhì)變化主要取決于溫度，溫度越低，其品質(zhì)保持的時間越長。在流通過程中因時間、溫度的經(jīng)歷而引起的品質(zhì)降低量是累積的、不可逆的，并且與所經(jīng)歷的順序無關(guān)。新穎和易腐產(chǎn)品的保質(zhì)期通常比擬短，質(zhì)量下降是連續(xù)的，只有通過適宜的低溫控制，才能延長其保質(zhì)期，保證產(chǎn)品的質(zhì)量4。irsla等提出冷鏈運(yùn)輸過程中為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量、滿足客戶需求和效勞時間的限制，將時間窗與控制溫度作為車輛途徑規(guī)劃問題的約束，建立以本錢最小化為目的的模型5。彭碧濤等

3、研究多時間窗車輛途徑問題，建立多時間窗車輛途徑問題的數(shù)學(xué)模型，首先利用根本蟻群算法求解，然后參加變異算子，并采用2-pt算法和元胞自動算法對結(jié)果進(jìn)展優(yōu)化6。Dabia等在適宜的時間為客戶提供配送效勞，從而實(shí)現(xiàn)減少配送所需時間和降低配送本錢的目的7。朱金峰研究城市冷鏈物流配送途徑優(yōu)化問題，提出VRPT問題優(yōu)化方法，最終發(fā)現(xiàn)節(jié)約本錢法不僅能快速找到物流配送途徑最優(yōu)配送道路，同時滿足客戶時間窗要求，可以有效降低物流配送本錢8。本研究的創(chuàng)新點(diǎn)是根據(jù)冷鏈物流配送的特殊性，充分考慮在冷鏈物流配送過程中時間、溫度、貨損因素。通過合理安排配送線路，從而縮短配送時間，減少貨物損失，同時滿足客戶時間窗要求，進(jìn)步客

4、戶滿意度和冷鏈物流企業(yè)的競爭力，符合我國冷鏈物流市場將來的開展方向。1我國生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流現(xiàn)狀1.1冷鏈運(yùn)輸難以滿足市場的需求我國生鮮食品在季節(jié)和品種供給方面存在平衡供給的矛盾。隨著我國經(jīng)濟(jì)增長，迫切需要解決菜籃子工程。在保障供給、調(diào)節(jié)時間和空間市場方面，落后的冷鏈物流體系難以滿足市場需求，供需矛盾日益顯著，特別是大型突發(fā)性事件中生鮮食品的不穩(wěn)定供給、異常天氣因素和不正常的市場競爭等現(xiàn)象。L1.2生鮮食品耗損嚴(yán)重長期以來，由于現(xiàn)代化冷鏈根底設(shè)施落后以及不適當(dāng)?shù)陌b方法、材料、容器和處理方法，我國肉類、水產(chǎn)品、果蔬等生鮮食品從產(chǎn)地到餐桌的各個環(huán)節(jié)中近80%沒有經(jīng)過冷鏈流通，采用常溫運(yùn)輸銷售，腐

5、壞，損失嚴(yán)重。歐美經(jīng)濟(jì)興旺國家由于科學(xué)技術(shù)先進(jìn)，加上重視食品平安工作，其易腐食品100%采用冷藏保鮮運(yùn)輸，其質(zhì)量的完好率在95%以上，物流環(huán)節(jié)損失率僅5%。我國冷鏈物流尚處于初級階段，農(nóng)業(yè)組織化程度低。以果蔬為例，由于果蔬采收和流通設(shè)施落后，導(dǎo)致果蔬優(yōu)質(zhì)率低。果蔬的采摘、運(yùn)輸、儲存等物流環(huán)節(jié)上損失率達(dá)25%30%，造成每年約1200萬t水果和1.3t蔬菜的浪費(fèi)，經(jīng)濟(jì)損失超過千億元。同時，生鮮產(chǎn)品裝車大多在露天環(huán)境下進(jìn)展作業(yè)，而非在冷庫和保溫場所，80%90%的水果、蔬菜、肉類、水產(chǎn)品多采用普通貨車常溫運(yùn)輸，冷藏運(yùn)輸率僅約為10%20%，由此產(chǎn)生的宏大損消耗并不是增產(chǎn)技術(shù)所能彌補(bǔ)的。1.3冷鏈運(yùn)

6、輸設(shè)備投入缺乏農(nóng)業(yè)消費(fèi)集約化、規(guī)?；潭鹊?，生鮮農(nóng)產(chǎn)品加工根本以個體經(jīng)營居多。人力、物力本錢高，市場行情不穩(wěn)定，造成經(jīng)營者在冷鏈物流本錢上投入缺乏，從而形成生鮮產(chǎn)品賣難的場面。對于溫度要求不太高的果蔬產(chǎn)品，大多通過常溫車進(jìn)展運(yùn)輸，少量使用冷藏車進(jìn)展運(yùn)輸也是供出口使用，冷鏈物流是制約生鮮農(nóng)產(chǎn)品銷儲運(yùn)的瓶頸，是產(chǎn)品無法快速平安進(jìn)入銷售環(huán)節(jié)的重要原因。1.4粗放式管理、缺乏健全法規(guī)冷鏈物流在總體上仍采用粗放式操作，與國際標(biāo)準(zhǔn)相差很大，沒有解決設(shè)施陳舊、缺乏、分散，本錢高，技術(shù)落后，管理混亂等根本問題。此外，相應(yīng)的冷鏈物流法律法規(guī)不健全，冷鏈產(chǎn)品的平安監(jiān)管沒有得到廣泛的普及，我國在冷鏈物流區(qū)域仍處于初

7、級建立階段。1.5惡性市場競爭隨著生鮮農(nóng)產(chǎn)品本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理市場的快速增長，資本的涌入，冷鏈行業(yè)有向惡性競爭開展的趨勢，其主要原因是經(jīng)銷商有壓縮冷鏈物流本錢的目的。在物流效勞同質(zhì)化的情況下，為了擴(kuò)大營業(yè)規(guī)模，開拓市場份額，就會造成冷鏈物流本錢急劇壓縮，物流利潤彷徨在盈虧之間。惡性競爭勢必會造成效勞程度的下降和市場的不穩(wěn)定，最終威脅食品平安和消費(fèi)者的安康。2生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流特點(diǎn)生鮮農(nóng)產(chǎn)品作為人們?nèi)粘ｏ嬍车闹匾植?，其品質(zhì)與平安直接關(guān)系到市場穩(wěn)定和消費(fèi)者平安。生鮮農(nóng)產(chǎn)品具有鮮活性、易腐性，從消費(fèi)供給的角度來看又具有季節(jié)性、分散性和普遍性特點(diǎn)，因此與一般物流產(chǎn)品相比，生鮮農(nóng)產(chǎn)品對物流

8、技術(shù)要求更高，管理更嚴(yán)格，詳細(xì)表達(dá)在以下幾個方面。2.1物流網(wǎng)絡(luò)分散生鮮農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)地多集中在郊區(qū)或農(nóng)村地區(qū)，而銷售地多為城鄉(xiāng)區(qū)域，因此出現(xiàn)了產(chǎn)銷別離情況，除了穩(wěn)定的供給關(guān)系，大多數(shù)農(nóng)產(chǎn)品的流量和流向都是分散的。同時，生鮮農(nóng)產(chǎn)品的消費(fèi)具有地域性和季節(jié)性特點(diǎn)，流量和流向呈波動性變化，為了滿足人們的日常需求，需要龐大的物流網(wǎng)絡(luò)支持。2.2配送風(fēng)險高生鮮農(nóng)產(chǎn)品相對其他農(nóng)產(chǎn)品更注重產(chǎn)品的新穎度，在物流環(huán)節(jié)中，需要適宜的溫度來保持產(chǎn)品的品質(zhì)，同時防止在運(yùn)輸過程中造成非必要損害，這些都將影響到生鮮農(nóng)產(chǎn)品的價值和銷售。如何科學(xué)平安地進(jìn)展物流配送，是降低生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流風(fēng)險高的重要方法。2.3物流本錢高冷鏈物

9、流本錢高主要是因?yàn)樵O(shè)備的購置本錢高、投入資源多、組織工作復(fù)雜、能耗大等。相關(guān)研究說明，冷鏈物流本錢比常溫物流本錢高40%60%，隨著能源價格上漲，其物流本錢將呈現(xiàn)增長的趨勢。3冷鏈物流配送途徑的優(yōu)化研究3.1問題描繪與假設(shè)本研究所創(chuàng)立的冷鏈物流運(yùn)輸模型，是建立在1個冷鏈配送中心為多個客戶效勞的根底上。在滿足客戶需求量、車輛載重限制、客戶時間窗要求等約束條件下，通過制定合理運(yùn)輸?shù)缆罚瑢?shí)現(xiàn)配送總本錢最小，同時結(jié)合冷鏈物流配送特點(diǎn)，作以下根本假設(shè)：1配送只是單向送貨的過程；2冷藏運(yùn)輸車的載重是確定的；3必須滿足所有客戶的貨物需求，且每個客戶所需貨物只能由1臺冷藏車為其配送；4車輛出發(fā)點(diǎn)和完畢點(diǎn)必須是

10、同一個配送中心；5各客戶地理位置和貨物需求量是的；6確定客戶指定的效勞時間，送貨必須在規(guī)定時間段內(nèi)進(jìn)展，車輛在客戶滿意時間窗內(nèi)到達(dá)，不會被懲罰；車輛在客戶滿意時間窗外到達(dá)，那么會有一定的時間懲罰，懲罰本錢與車輛到達(dá)時間相關(guān)；7配送中心與客戶之間，以及兩兩客戶之間的最優(yōu)配送線路；8產(chǎn)品需要一定溫度來保持其品質(zhì)和價值。結(jié)合實(shí)際配送過程，本試驗(yàn)將深化研究冷鏈物流配送過程中造成時間、溫度和貨損本錢，以配送總本錢最小為目的函數(shù)建立冷鏈物流配送問題的根本模型。降低物流配送活動能耗本錢的同時，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，減少流通中的損耗。3.2冷鏈物流配送本錢定義根據(jù)決策目的，冷鏈物流配送模型以總本錢最低作為目的函數(shù)。

11、冷鏈物流配送的本錢根據(jù)冷鏈物流特性可分為3個局部，即時間本錢、溫度本錢、貨損本錢。其中，時間本錢包含車輛運(yùn)輸本錢、客戶時間窗本錢；溫度本錢包括運(yùn)輸過程中的制冷本錢，以及在卸貨過程中溫差變化產(chǎn)生的額外能耗本錢；貨損本錢包含隨著時間變化而產(chǎn)生的產(chǎn)品貨損本錢和裝卸過程溫差變化產(chǎn)生的貨損本錢。3.2.1時間本錢3.2.1.1運(yùn)輸本錢運(yùn)輸是配送過程中重要的局部，也是時間花費(fèi)最長的局部。因此，運(yùn)輸本錢是3T本錢中時間本錢的重要組成局部，配送車輛運(yùn)輸本錢與車輛行駛里程數(shù)、車輛行駛時間呈正相關(guān)。對于配送車輛運(yùn)輸本錢，采用下式來計算：JZ11=DDni=0DDDDnj=0DDDDk=1DDxkijkij。JZJ

12、Y1式中：kij表示第k部車輛從客戶i到客戶j的運(yùn)輸本錢；xkij為0、1變量，假設(shè)第k部車輛完成客戶i到客戶j的配送，那么xkij=1，否那么，xkij=0。3.2.1.2時間窗本錢為了獲取更高效優(yōu)質(zhì)的效勞，客戶會要求商家在規(guī)定時間內(nèi)送達(dá)貨物，然而現(xiàn)實(shí)情況中，由于配送線路的不適宜，導(dǎo)致客戶無法在規(guī)定的時間內(nèi)收到貨物，這種由于時間窗而產(chǎn)生的本錢是一種隱性本錢，與運(yùn)輸本錢、溫度本錢和貨損本錢這3種顯性本錢相比，雖然不能本質(zhì)改變配送過程中的本錢，但是這將影響客戶滿意度和效勞體驗(yàn)，并存在質(zhì)量下降和喪失客戶的風(fēng)險。假如將隱性時間窗本錢用數(shù)學(xué)模型進(jìn)展顯性表達(dá)，就可以作為衡量物流配送效率和本錢的重要指標(biāo)。

13、所以，時間窗本錢應(yīng)作為物流配送本錢中的重要局部。時間窗本錢如下所示：JZ12=DDnj=1DDpqjFjsjaxEj-sj，sj-Lj，0。JZJY2式中：p表示產(chǎn)品的單價；qj表示客戶j的需求量；sj表示到達(dá)j客戶的時間；Ej或Lj表示j客戶要求的最早或最晚配送時間；Fjsj表示違背客戶時間窗所造成的損失本錢系數(shù)函數(shù)。JZFjsj=JBBsjej或sjljDejsjEj0DEjsjLjDLjsjljJB。JZJY3式中：ej或lj表示j客戶可承受的最早或最晚的配送時間；、表示違背客戶時間窗所造成的損失本錢系數(shù)。3.2.2貨損本錢冷鏈物流的運(yùn)輸對象一般多為易腐性產(chǎn)品，產(chǎn)品的質(zhì)量和價值常常受溫度

14、、濕度、時間等因素的影響。在配送過程中，為了降低產(chǎn)品的腐壞變質(zhì)，保證其質(zhì)量，通常采用低溫運(yùn)輸?shù)姆绞?。但是低溫運(yùn)輸只是控制和減緩產(chǎn)品腐壞的一種手段，不能完全阻斷這一現(xiàn)象發(fā)生，因此冷鏈物流配送過程中產(chǎn)品損壞所引起的貨損本錢也是必須考慮的重點(diǎn)。影響冷鏈配送產(chǎn)品腐壞的因素很多：1假定在運(yùn)輸過程中不考慮其他的影響因素，產(chǎn)品僅在恒定的溫度下進(jìn)展運(yùn)輸，那么產(chǎn)品的腐壞僅與配送時間有關(guān)；2在裝卸過程中，由于車內(nèi)外溫度差，形成空氣對流，導(dǎo)致車廂內(nèi)溫度變化，從而加速產(chǎn)品的損耗。這2個局部的貨損本錢可用如下公式表示：JZ2=pDDk=1DDDDnj=1DDxkjqj1tk0j+2tkj。JZJY4式中：xkj為0、1

15、變量，假設(shè)第k部車輛完成客戶j的配送，那么xkj=1，否那么，xkj=0；tkj表示第k部車輛從配送中心到客戶j車輛行駛時間；tkj表示表示第k部車輛在客戶j的裝卸貨時間；1和2表示產(chǎn)品貨損系數(shù)。3.2.3溫度本錢溫度是維持冷藏品的決定條件，在適宜的溫度下，降低或減緩產(chǎn)品的腐壞速度，對冷鏈物流有重要意義。生鮮農(nóng)產(chǎn)品的腐壞變質(zhì)，主要是由微生物的作用、酶的作用、氧化作用、呼吸作用和機(jī)械損傷造成的，溫度對以上5種腐壞變質(zhì)因素具有重要的影響作用，控制溫度可以有效降低腐壞。在冷鏈配送過程中，溫度本錢主要由冷藏車的制冷機(jī)能耗產(chǎn)生。因此，在研究時忽略其他影響因素，將生鮮品的溫度本錢分為2個局部：第一，隨著車

16、輛運(yùn)輸過程中的溫度變化，制冷機(jī)能耗本錢也隨之變化，計算公式為JZ31=DDni=0DDDDnj=1DDDDk=1DDxkij3tkijT。JZJY5式中：tkij表示第k部車輛從客戶i到客戶j車輛行駛時間；3表示產(chǎn)品制冷本錢系數(shù)；T車內(nèi)溫度。第二，裝卸生鮮產(chǎn)品過程中，由于車內(nèi)外溫度差T，形成空氣對流，導(dǎo)致車廂內(nèi)溫度發(fā)生急劇變化，從而增加制冷機(jī)的能耗本錢。計算公式為JZ32=DDni=0DDDDnj=1DDDDk=1DDxkij4tkjT。JZJY6式中：4表示產(chǎn)品制冷本錢系數(shù)。3.3模型建立綜上，構(gòu)建的冷鏈物流配送優(yōu)化模型如下：inZ=11+12+2+31+32=DDni=0DDDDnj=0D

17、DDDk=1DDxkijkij+DDnj=1DDpqjFjsjaxEj-sj，sj-Lj，0+pDDk=1DDDDnj=1DDxkjqj1tk0j+2tkj+DDni=0DDDDnj=1DDDDk=1DDxkij3tkijT+DDni=0DDDDnj=1DDDDk=1DDxkij4tkjT。JY74冷鏈物流配送途徑優(yōu)化算例分析4.1節(jié)約本錢法節(jié)約本錢法通過將各個單獨(dú)點(diǎn)與源點(diǎn)相連，形成只具有1個原點(diǎn)的輻射線路的思想，從而通過計算各點(diǎn)之間可節(jié)省的最大值9。在此根底上，參加時間窗和溫度控制等約束，結(jié)合節(jié)約本錢法的特點(diǎn)，提出一種改良的本錢節(jié)約法用來解決問題。該算法的特點(diǎn)是：它屬于逐次逼近法的一種，具有

18、技術(shù)步驟簡單、易懂、計算速度快且易于考慮各種實(shí)際問題的優(yōu)點(diǎn)，在求解中小企業(yè)車輛配送途徑問題等小規(guī)模車輛配送途徑時有自身的優(yōu)勢。目前，冷鏈物流開展的瓶頸在于配送本錢高10，其中重要的一個方面就是配送時間的要求。而參加改良有時間窗的節(jié)約法，將會要求冷鏈企業(yè)在有時間約束的情況下對配送道路方案作出最優(yōu)的選擇。因此，參加有時間和溫度限制的節(jié)約法將更加合適現(xiàn)實(shí)冷鏈物流企業(yè)的車輛配送情況。根據(jù)冷鏈物流配送模型公式7，考慮冷鏈物流配送過程中造成時間、溫度和貨損本錢約束，使目的函數(shù)總本錢最校本研究利用節(jié)約本錢法對冷鏈物流車輛配送途徑進(jìn)展優(yōu)化時，涉及的相關(guān)因素包括節(jié)約的運(yùn)輸本錢、節(jié)約的貨損本錢、節(jié)約的制冷本錢和懲罰本錢。在滿足時間窗、車輛載重等約束條件下，考慮該配送道路是否可行，找出各點(diǎn)之間可節(jié)約的最大值，計算得到節(jié)約最多的運(yùn)輸?shù)缆?，求解步驟歸納如下：1根據(jù)客戶收貨時間的先后順序進(jìn)展排序；2以最早時間