【帶時(shí)間窗的冷鏈物流配送路徑優(yōu)化實(shí)證探析11000字（論文）】

帶時(shí)間窗的冷鏈物流配送路徑優(yōu)化實(shí)證分析TOC\o"1-3"\h\u19342一、引言 415457（一）實(shí)際意義 428832（二）理論意義 46766（三）研究背景 431060二、冷鏈物流配送相關(guān)理論及方法 530694（一）冷鏈物流相關(guān)理論 5229931、冷鏈物流的定義 5196772、冷鏈物流的特點(diǎn) 621568（二）冷鏈物流配送問題概述 723475（三）帶時(shí)間窗的車輛路徑問題 728401（五）冷鏈物流配送車輛路徑問題 728963三、冷鏈物流配送車輛路徑模型 819639（一）模型的假設(shè)和約束條件 845271、假設(shè)條件 82882、約束條件 9264833、模型中的參數(shù)描述 91909（二）模型建立 1070901、目標(biāo)函數(shù)分析 10313932、冷鏈物流運(yùn)送路徑問題模型的建立 1124978（三）冷鏈物流運(yùn)送路線模型的優(yōu)化 12239241、軟時(shí)間窗分析 12255672、采用軟時(shí)間窗約束對(duì)模型的優(yōu)化 1332221四、帶時(shí)間窗的冷鏈物流配送車輛路徑優(yōu)化模型應(yīng)用分析 145587（一）優(yōu)化模型應(yīng)用算例概述 144879（二）相關(guān)的約束及參數(shù)說明 14100361、相關(guān)約束 15301232、相關(guān)參數(shù)說明 167749（三）應(yīng)用算例求解 172663五、總結(jié) 1828255參考文獻(xiàn) 1931438附錄 20帶時(shí)間窗的冷鏈物流配送路徑優(yōu)化實(shí)證分析中文摘要隨著我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平也是越來(lái)越高，人民群眾的生活水平不斷的上漲，與之相同變化的就是對(duì)于果蔬、生鮮等冷鏈產(chǎn)品的消費(fèi)需求。人民群眾的生活質(zhì)量不斷的提高，消費(fèi)需求呈現(xiàn)出了多樣化以及個(gè)性化的趨勢(shì)，這就對(duì)于現(xiàn)在的第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了一定的要求。做出更加優(yōu)質(zhì)的食品就必須用最新鮮的材料，材料的運(yùn)輸就必須運(yùn)用更加由科技含量的保鮮技術(shù)，這就推動(dòng)了冷鏈物流的快速發(fā)展，但是在一定的層面上對(duì)于冷鏈物流的服務(wù)成本提出了很高的要求。在當(dāng)前的市場(chǎng)之中，冷鏈物流所表現(xiàn)出來(lái)的負(fù)面影響比比皆是，比如說配送的成本高、客戶的滿意度低、物流的規(guī)劃復(fù)雜等，這些因素都在一定程度上制約著冷鏈物流的發(fā)展。在冷鏈物流的整個(gè)過程之中最主要的環(huán)節(jié)之一就是配送，能夠根據(jù)客戶的需求，對(duì)冷鏈物流配送路徑進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，滿足客戶需求，提高企業(yè)利潤(rùn)是目前急需解決的一個(gè)問題，這一問題如果可以得到解決，勢(shì)必會(huì)在很大的程度上節(jié)省成本。本文針對(duì)這一問題，將時(shí)間窗、冷鏈物流配送以及路徑優(yōu)化相結(jié)合，并學(xué)習(xí)相關(guān)理論和方法，然后研究帶時(shí)間窗的冷鏈物流配送路徑優(yōu)化問題。學(xué)習(xí)研究?jī)?nèi)容如下：（1）介紹本文研究的實(shí)際意義和理論意義以及研究背景；（2）介紹冷鏈物流、冷鏈物流配送問題、帶時(shí)間窗的車輛路徑問題、冷鏈配送車輛路徑問題等相關(guān)基礎(chǔ)理論；（3）進(jìn)行問題描述以及構(gòu)建模型，在滿足客戶的要求下，以總成本最小為目標(biāo)函數(shù)，建立帶時(shí)間窗的冷鏈物流路徑優(yōu)化模型；（4）對(duì)模型進(jìn)行求解（5）模型的應(yīng)用與案例，以配送某一生鮮食品為例，對(duì)其相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述介紹，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，得出相對(duì)合理的冷鏈物流配送路徑優(yōu)化方案?！娟P(guān)鍵詞】冷鏈物流配送；冷鏈物流配送；時(shí)間窗；配送路徑優(yōu)化一、緒論（一）實(shí)際意義在冷鏈物流高速發(fā)展的背景下，如果對(duì)配送路徑不進(jìn)行科學(xué)合理的研究，僅憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，容易造成在途時(shí)間長(zhǎng)，損耗產(chǎn)品，降低運(yùn)輸效率，降低客戶滿意度等問題，從而增加配送成本。況且，對(duì)于生鮮的冷鏈物流的時(shí)效性更短，那么其對(duì)配送時(shí)間的要求便會(huì)更加嚴(yán)格，對(duì)冷鏈物流配送路徑優(yōu)化就尤為重要。通過對(duì)帶時(shí)間窗的冷鏈物流路徑優(yōu)化，合理對(duì)車輛進(jìn)行調(diào)度，減少不必要的行駛路徑，首先，可以縮短配送時(shí)間，可以保證冷鏈產(chǎn)品的時(shí)效性，確保冷藏食品的安全性，提高產(chǎn)品的品質(zhì)；其次，通過精準(zhǔn)恰當(dāng)?shù)呐渌吐窂?，可以提高冷鏈物流的運(yùn)輸效率，降低冷鏈物流運(yùn)輸成本，提升企業(yè)利潤(rùn)。再者，可以保障物品準(zhǔn)時(shí)送到客戶手中，滿足客戶對(duì)時(shí)間窗的要求，提高客戶滿意度和忠誠(chéng)度，提升品牌溢價(jià)，從而提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。（二）理論意義本文通過對(duì)冷鏈物流配送、車輛路徑優(yōu)化，以及時(shí)間窗理論，如軟時(shí)間窗、硬時(shí)間窗、模糊時(shí)間窗等理論進(jìn)行搜索學(xué)習(xí)研究，研究與帶時(shí)間窗的冷鏈物流配送路徑優(yōu)化的相關(guān)文獻(xiàn)，并對(duì)相關(guān)理論進(jìn)行歸納總結(jié)。然后在已有的學(xué)者研究的理論方法基礎(chǔ)上，分析冷鏈物流配送過程中產(chǎn)生的主要成本構(gòu)成，然后在以滿足客戶要求下，總成本最小為目標(biāo)函數(shù)，建立帶時(shí)間窗的冷鏈物流配送路徑優(yōu)化模型。最后以某一生鮮食品的配送路徑為為例，進(jìn)行對(duì)其仿真實(shí)驗(yàn)，得出相對(duì)合理的冷鏈物流配送路徑優(yōu)化方案。（三）研究背景隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的步伐不斷的加快，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水平都是在與日俱增，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的上升帶來(lái)的就是國(guó)民生活水平的不斷提高，這就會(huì)引發(fā)人們對(duì)于物質(zhì)生活資源的需求，所以人們對(duì)于生鮮、瓜果蔬菜等一系列的冷鏈品的需求增加，隨著這一改變冷鏈物流業(yè)得到了快速的發(fā)展。近些年我國(guó)的冷鏈物流的市場(chǎng)規(guī)模在不斷的上升，估計(jì)在2025年將會(huì)達(dá)到4500億元，這主要也是因?yàn)樵?016年到2020年這一階段我們國(guó)家對(duì)于冷鏈物流市場(chǎng)的需求達(dá)到了4000億元。加快冷鏈物流業(yè)的快速發(fā)展，不僅僅是各個(gè)冷鏈物流公司為之奮斗。為了促進(jìn)冷鏈物流的發(fā)展，我們國(guó)家也相應(yīng)出臺(tái)了多項(xiàng)政策措施，比如2014年出臺(tái)的《物流業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃》、《關(guān)于進(jìn)一步促進(jìn)冷鏈運(yùn)輸物流企業(yè)健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》《關(guān)于進(jìn)一步促進(jìn)冷鏈運(yùn)輸物流企業(yè)健康發(fā)展的知道意見》、2016年出臺(tái)的《鐵路冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)布局“十三五”發(fā)展規(guī)劃》、2017年出臺(tái)的《冷鏈即食食品生成實(shí)施細(xì)則》、《關(guān)于加快發(fā)展冷鏈物流保障食品安全促進(jìn)消費(fèi)升級(jí)的實(shí)施意見》等相關(guān)政策，目的在于促進(jìn)我們國(guó)家冷鏈物流的發(fā)展。國(guó)家出臺(tái)的政策給相關(guān)企業(yè)和人員指引了發(fā)展的道路，為進(jìn)一步完善我們國(guó)家的冷鏈物流體系提供條件，規(guī)范冷鏈物流的組織模式。但是我國(guó)冷鏈物流起步相較于其他國(guó)家起步較晚，冷鏈物流公司規(guī)模較小，是以中小企業(yè)為主，而且中小城市的物流公司發(fā)展比較落后，因此尚未能夠建立起完整系統(tǒng)的冷鏈物流系統(tǒng)。況且冷鏈物流配送基本上是作為物流企業(yè)的非主營(yíng)業(yè)，把重點(diǎn)放在提供冷鏈物流配送的企業(yè)不多，對(duì)冷鏈物流配送不夠重視，因而缺少對(duì)冷鏈物流配送的系統(tǒng)、詳細(xì)的規(guī)劃，冷鏈物流整體的配送水平較低。現(xiàn)在在互聯(lián)網(wǎng)普及下，中國(guó)居民的生活日漸便利，節(jié)奏加快，網(wǎng)購(gòu)，生鮮電商，蔬菜宅送等方式都是當(dāng)下消費(fèi)市場(chǎng)的熱門選擇，同時(shí)，消費(fèi)者也對(duì)冷鏈產(chǎn)品物流的時(shí)效性提出了更高的要求，限制送達(dá)時(shí)間，運(yùn)輸環(huán)節(jié)十分重要，但是同時(shí)兼顧降低配送成本和滿足客戶需求較難達(dá)到。冷鏈物流配送成本主要源于冷鏈運(yùn)輸成本、懲罰成本、固定成本、貨損成本、能源損耗成本等。因此，在滿足顧客對(duì)冷鏈物流的需求下，對(duì)配送車輛進(jìn)行合理的調(diào)度，優(yōu)化配送路徑，最大限度的降低冷鏈物流配送成本，對(duì)于想要的到更好的發(fā)展的冷鏈物流企業(yè)而言，是急需解決的問題。二、冷鏈物流配送相關(guān)理論及方法（一）冷鏈物流相關(guān)理論1、冷鏈物流的定義需要冷鏈物流運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品，其一般貨物易變質(zhì)。為了保障產(chǎn)品的品質(zhì)，從生產(chǎn)到消費(fèi)過程需要根據(jù)產(chǎn)品本身的特性對(duì)不同溫度的儲(chǔ)運(yùn)要求，使物流整個(gè)環(huán)節(jié)處于適宜的低溫的狀態(tài)。即由于大多冷鏈產(chǎn)品有易腐蝕性特殊性，所以冷鏈產(chǎn)品運(yùn)輸時(shí)對(duì)溫度以及濕度感知極其敏感，需要以冷凍工藝為基礎(chǔ)、制冷技術(shù)為手段使冷鏈產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)時(shí)維持在適宜的低溫狀態(tài)。同時(shí)為了使冷鏈產(chǎn)品整個(gè)過程都處在適宜的溫度下，需要管理物流環(huán)節(jié)的整套設(shè)施設(shè)備。除了產(chǎn)品的耐藏性，冷鏈物流運(yùn)輸保障產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵是對(duì)時(shí)間和溫度的把控。在運(yùn)輸效率一定的情況下，時(shí)間的長(zhǎng)短主要與物流運(yùn)輸路徑長(zhǎng)短相關(guān)。存儲(chǔ)溫度則可以分冷凍、制冷和恒溫，冷鏈運(yùn)輸時(shí)需要根據(jù)不同產(chǎn)品對(duì)溫度的要求進(jìn)行把控。因此使用冷鏈物流來(lái)最大限度的保障產(chǎn)品的安全性和新鮮度需要較完善的物流系統(tǒng)，程序繁瑣，投入成本也較高。2、冷鏈物流的特點(diǎn)（1）生鮮有易腐蝕性冷鏈物流運(yùn)輸產(chǎn)品通常是一些對(duì)溫度、濕度、氧氣含量要求較高的易腐產(chǎn)品，比如加工食品肉，海鮮，包裝熟食，蔬菜、水果、肉、禽等農(nóng)產(chǎn)品以及醫(yī)藥疫苗。如果對(duì)冷鏈產(chǎn)品的溫度，濕度，氧氣含量控制不當(dāng)，將會(huì)影響冷鏈產(chǎn)品的質(zhì)量，如產(chǎn)品表面滋生微生物細(xì)菌，促進(jìn)微生物細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖，從而對(duì)冷鏈產(chǎn)品質(zhì)量造成損失。因此，對(duì)于產(chǎn)品冷鏈分配時(shí)，注意不同溫度的要求極其重要。（2）對(duì)于時(shí)效性的要求高由于冷鏈物流和分銷產(chǎn)品的特殊性，它們很容易腐爛，并且在流通過程中容易損壞。同時(shí)，消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。這就迫使冷鏈物流不斷的提升自己的配送速度，從而可以更好的滿足消費(fèi)者對(duì)于送貨服務(wù)時(shí)間的要求，更高效地將貨物送達(dá)客戶手中。（3）高成本性冷鏈物流運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品本身具有易腐蝕性，為了防止冷鏈產(chǎn)品腐蝕，最大限度的保證冷鏈產(chǎn)品的質(zhì)量和新鮮度送達(dá)客戶手中，冷鏈產(chǎn)品在生產(chǎn)、分銷、運(yùn)輸、存儲(chǔ)和銷售過程都需要處于特定的低溫環(huán)境中，這需要一個(gè)較為完整的冷鏈系統(tǒng)作為支撐。冷鏈物流系統(tǒng)給冷鏈產(chǎn)品維持低溫的環(huán)境需要有低溫的倉(cāng)庫(kù)冷藏車，以維持冷鏈產(chǎn)品存儲(chǔ)分銷過程處于其特定的溫度中，還需要有特殊溫度控制裝置和冷藏車等冷鏈專用設(shè)備，以及監(jiān)控物流系統(tǒng)時(shí)需要的較先進(jìn)信息技術(shù)和物流工程技術(shù)，比如自動(dòng)控制，射頻技術(shù)，定位跟蹤等技術(shù)，因此，冷鏈系統(tǒng)維持低溫需要的專用設(shè)施設(shè)備以及技術(shù)。此外，還需要培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)人才對(duì)冷鏈系統(tǒng)進(jìn)行管理，附加了額外的成本，所以使得冷鏈物流具有高成本性。（4）組織協(xié)調(diào)性冷鏈物流所配送的產(chǎn)品都是對(duì)時(shí)間有非常嚴(yán)格的限制的，當(dāng)配送路徑一定的時(shí)候，配送時(shí)間越短，流通的效率越高，保障冷鏈產(chǎn)品的可能性越大，因此配送要有高效性。而提高配送效率問題勢(shì)必要從配送的各個(gè)環(huán)節(jié)入手，讓每個(gè)環(huán)節(jié)恰當(dāng)分工，組織間緊密協(xié)調(diào)合作下，高效運(yùn)作，才能最大程度達(dá)到縮短配送時(shí)間的目的，才能達(dá)到提高總的配送效率的目標(biāo)。因此，如果要減少冷鏈物流的配送時(shí)間，提高配送效率，就需要實(shí)現(xiàn)組織的協(xié)調(diào)性，達(dá)到冷鏈配送系統(tǒng)能夠高效的運(yùn)作。（二）冷鏈物流配送問題概述冷鏈物流配送問題的目標(biāo)在于滿足一定的限制條件下，合理的選擇一條配送路徑，達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)，把貨物送達(dá)需求點(diǎn)。主要限制條件包括顧客對(duì)貨物的需求量、時(shí)間的要求、配送車輛的最大載重量和最大行駛路程、貨物對(duì)適宜溫度的要求。優(yōu)化的最終目標(biāo)是每次配送以最短的時(shí)間或行駛最短的路程保證冷鏈產(chǎn)品品質(zhì)，減少產(chǎn)品的損耗，產(chǎn)生的配送成本最少，以減少企業(yè)的總配送成本，合理配置資源，提高企業(yè)利潤(rùn)和客戶的滿意度。冷鏈物流配送問題最早被Dantzig和Ramser歸納為車輛路徑優(yōu)化問題，車輛路徑優(yōu)化問題的組成要素主要有客戶需求量、配送節(jié)點(diǎn)間距離已知等約束條件，時(shí)間最短、使用車輛數(shù)量最小、總成本最小化的目標(biāo)函數(shù)，以及客戶點(diǎn)和配送中心的位置分布，配送網(wǎng)絡(luò)、車輛、貨物等信息要素。（三）冷鏈物流配送車輛路徑問題隨著中國(guó)居民生活水平的提高，以及生活節(jié)奏的加快，為保證產(chǎn)品的質(zhì)量，消費(fèi)者對(duì)冷鏈物流的時(shí)效性要求越來(lái)越高。與普通物流相比，為了確保產(chǎn)品能夠保證質(zhì)量的送達(dá)客戶手中，冷鏈物流配送車輛路徑問題的及時(shí)性要求更高，而且為使冷鏈產(chǎn)品處于低溫狀態(tài)下，對(duì)冷鏈配送過程中溫度控制更為嚴(yán)格，需要用冷鏈專用設(shè)備與技術(shù)。因此，冷鏈配送中產(chǎn)生的固定成本、運(yùn)輸成本以及未能及時(shí)交貨產(chǎn)生的懲罰成本降低企業(yè)物流成本不可忽略的因素。所以要減低冷鏈物流配送成本，優(yōu)化冷鏈物流配送路徑有更對(duì)因素以及限制條件，而冷鏈物流配送路徑的優(yōu)化，既有助于節(jié)省配送成本，提高利潤(rùn)，也有助提高對(duì)客戶的服務(wù)水平。（四）帶時(shí)間窗的車輛路徑問題為了能在合理的時(shí)間能夠接收到貨物，或以零庫(kù)存為目標(biāo)的企業(yè)客戶，在車輛路徑問題基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)時(shí)效性的要求，即客戶希望配送的時(shí)間段便是時(shí)間窗。所提供的配送服務(wù)需要在客戶的時(shí)間窗限制下，從而產(chǎn)生帶時(shí)間窗的車輛路徑問題。如今，人民生活水平提高，時(shí)間觀念越來(lái)越強(qiáng)，時(shí)間成本越來(lái)越高，帶時(shí)間的車輛路徑問題研究意義越來(lái)越大。對(duì)帶時(shí)間窗的車輛路徑問題進(jìn)行相關(guān)文獻(xiàn)查找可以發(fā)現(xiàn)，這一問題近年來(lái)已有許多學(xué)者發(fā)布了相應(yīng)的文獻(xiàn)，這說明帶時(shí)間窗的車輛路徑問題也受到了學(xué)者的重視，已經(jīng)是科研學(xué)者研究的重要模塊，對(duì)這些學(xué)者的相關(guān)文獻(xiàn)研究可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的研究中關(guān)于時(shí)間窗問題有不在時(shí)間窗內(nèi)會(huì)產(chǎn)生懲罰成本的軟時(shí)間窗、不在時(shí)間窗內(nèi)就拒收的硬時(shí)間窗，以及客戶的時(shí)間窗有松動(dòng)的，在能接受的時(shí)間窗內(nèi)將貨物送到不會(huì)受到懲罰的模糊時(shí)間窗。不同的時(shí)間窗已分別被不同的學(xué)者應(yīng)用于不同的情況。三、冷鏈物流配送車輛路徑模型（一）模型的假設(shè)和約束條件1、假設(shè)條件為減少其他因素的影響，更好的進(jìn)行研究，本文基于時(shí)間窗的冷鏈物流配送路徑優(yōu)化問題研究，單一配送中心向多個(gè)需求點(diǎn)進(jìn)行配送，作出了以下的假設(shè)：本模型考慮的是已知區(qū)位的配送中心與需求點(diǎn)之間的配送問題本模型只考慮車輛對(duì)貨物的配送或者是裝卸貨的場(chǎng)景，不予考慮其他情況需求點(diǎn)位置、需求量、客戶對(duì)時(shí)間窗的要求等基本信息是明確的服務(wù)區(qū)域的需求點(diǎn)數(shù)量固定、位置固定且已知，配送中心已有的配送車的載重量和數(shù)量一定，且配送中心不會(huì)缺貨每輛配送車輛完成一個(gè)流程的程序是，從配送中心出發(fā)，配送任務(wù)完成后，再返回配送中心，且只完成一條路徑不會(huì)中途指派:車輛在完成一個(gè)需求點(diǎn)的配送服務(wù)后，直接配送服務(wù)下一需求點(diǎn)，即車輛不會(huì)被中途指派服務(wù)新的需求點(diǎn)顧客，同時(shí)下一個(gè)需求點(diǎn)的顧客是確定的本文假設(shè)配送時(shí)冷鏈產(chǎn)品的質(zhì)量只與配送時(shí)間相關(guān)，其他因素忽略不計(jì)假設(shè)產(chǎn)品配送過程，并且運(yùn)送過程維持在一定的溫度2、約束條件帶時(shí)間窗的冷鏈物流車輛配送路徑是冷鏈物流在有時(shí)間約束下，進(jìn)行配送服務(wù)。每個(gè)需求點(diǎn)的顧客位置確定，時(shí)間約束明確，每臺(tái)配送車輛最大行駛里程和載重量確定，然后某配送中心用多臺(tái)配送車輛向多個(gè)客戶提供配送服務(wù)，要求合理規(guī)劃配送路線和配送時(shí)間，使目標(biāo)函數(shù)得到優(yōu)化，并且滿足約束條件：（1）每個(gè)配送車輛都是核載量，沒有超載的現(xiàn)象（2）每個(gè)客戶僅接受一輛配送車輛進(jìn)行服務(wù)，客戶與車輛對(duì)應(yīng)間不存在沖突（3）配送車輛需在顧客約束的時(shí)間窗內(nèi)配送（4）每次配送路程不超過配送車輛的最大行駛距離（5）保證貨物在適宜的低溫下運(yùn)輸3、模型中的參數(shù)及變量的描述模型中參數(shù)與變量的描述如下表1所示：表1參數(shù)及變量描述參數(shù)及變量描述n需求點(diǎn)數(shù)量，即客戶總量m配送中心的運(yùn)輸車輛總數(shù)fk第k部車輛的固定成本（k=1,2，3，m）Xjk為0，1變量，若第j客戶所需的配送服務(wù)是由第K輛車來(lái)提供，則Xjk=1，否則為0xijk為0，1變量，若第k部車輛從i點(diǎn)出發(fā)駛往j點(diǎn)路段則xijk=1,否則為0Cijk第k部車輛從i點(diǎn)出發(fā)駛往j點(diǎn)路段的運(yùn)輸成本tj服務(wù)j客戶時(shí)，開關(guān)冷藏箱體車門的時(shí)間tij配送車輛從客戶點(diǎn)i前往客戶j所運(yùn)送的時(shí)間tok第k部車從配送中心出發(fā)的時(shí)間tko回到配送中心的時(shí)間dij客戶點(diǎn)i到客戶點(diǎn)j之間的距離，包括配送中心在內(nèi)p所配送的冷鏈產(chǎn)品的單位成本Si第i個(gè)客戶的貨物需求量sij客戶i到客戶j的配送車輛上的貨物總量運(yùn)送過程中單位時(shí)間內(nèi)冷鏈產(chǎn)品所產(chǎn)生的貨損比例裝卸過程中單位時(shí)間內(nèi)冷鏈產(chǎn)品所產(chǎn)生的的貨損比例配送過程中冷藏車的冷藏箱內(nèi)，單位時(shí)間與外界環(huán)境溫度存在差異而造成的能源損耗成本為配送車輛為客戶提供服務(wù)時(shí)開關(guān)門熱侵入，單位時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的成本Yk第k部車的最大載重量Mj客戶要求送達(dá)的最遲的時(shí)間Mi客戶要求送達(dá)的最早的時(shí)間ti配送車輛將貨物送達(dá)客戶i的時(shí)間懲罰系數(shù)（二）模型建立1、目標(biāo)函數(shù)分析本文綜合的考慮整個(gè)配送途中的成本消耗，企業(yè)所需要承擔(dān)的總成本包括未在客戶要求的時(shí)間窗內(nèi)將貨物送達(dá)的懲罰成本，配送車輛固定損耗，車輛租金、員工工資等固定成本、配送車輛途中的隨路程和貨物量變動(dòng)的運(yùn)輸成本和產(chǎn)品變質(zhì)造成的貨損成本、以及車輛能源損耗成本（1）車輛固定成本固定成本與運(yùn)輸路程無(wú)關(guān)，與配送車輛數(shù)有關(guān)，是每輛車所必須消耗的成本。主要由配送工人薪酬、使用配送車輛的租金以及配送車輛的固定損耗成本等成本組成。假設(shè)第k部車輛的固定成本為fk，則總固定成本為：（1）（2）運(yùn)輸成本運(yùn)輸成本屬于配送中的變動(dòng)成本，配送車輛完成配送任務(wù)所花費(fèi)的成本。其主要包括燃油成本、保養(yǎng)成本以及車輛維修成本等，總運(yùn)輸成本主要與運(yùn)輸?shù)穆烦毯瓦\(yùn)輸?shù)呢浳飻?shù)量有關(guān)，則運(yùn)輸總成本為:（2）假設(shè)c為每公里每噸的運(yùn)輸成本，即單位為噸/每公里，則cijk=c*dij*sij,（3）生鮮食品的貨損成本車輛k在進(jìn)行配送服務(wù)時(shí)，配送時(shí)間過長(zhǎng)等因素會(huì)造成配送貨物損耗、裝卸過程中開關(guān)車門形成的溫度變化也會(huì)損耗產(chǎn)品，使配送產(chǎn)品質(zhì)量的下降，造成貨物的損失。則服務(wù)完前一個(gè)客戶i，行駛?cè)シ?wù)j客戶的途中和服務(wù)客戶j時(shí)裝卸貨產(chǎn)生的貨損總成本為：(3)（4）冷藏車輛的能源損耗成本冷藏車輛的能源損耗成本主要指的是運(yùn)輸過程中，為保持冷藏箱體內(nèi)溫度為冷鏈產(chǎn)品所需溫度產(chǎn)生的成本，主要由單位時(shí)間內(nèi)冷藏箱與外界溫度差產(chǎn)生的制冷成本以及開關(guān)車門形成溫度差造成的額外制冷的成本組成，則能源損耗總成本為：（4）冷鏈物流配送路徑問題模型的建立綜上所述，完整的冷鏈物流配送路線決策基本模型為（5）S.t.（6）（7）（8）（9）（10）（11）（5）式是冷鏈物流配送路徑優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)；（6）式表示每個(gè)客戶只能被一輛車進(jìn)行服務(wù)；（7）式表示配送過程能夠服務(wù)到所有的客戶；（8）、（9）式表示客戶點(diǎn)的配送車輛流量守恒限制；（10）式表示配送車輛所對(duì)應(yīng)的每條配送路徑的貨物總重量不超過配送車輛的最大載重量；（11）式表示所有配送車輛從配送中心出發(fā)，最終會(huì)返回配送中心；（三）冷鏈物流配送路線模型的優(yōu)化1、軟時(shí)間窗分析假如客戶所期望最佳的送達(dá)時(shí)間窗為[g,h]，能接受最早送達(dá)的時(shí)間點(diǎn)為e點(diǎn)，最遲送達(dá)的時(shí)間點(diǎn)為1點(diǎn)，則客戶能接受的送達(dá)時(shí)間窗為[e,1]，據(jù)此可以分為三種情況（如圖3-1）。圖3-1（1）在客戶所期待貨物送達(dá)的時(shí)間窗內(nèi)，將貨物送達(dá)：此時(shí)間段為約定的時(shí)間窗，即最佳時(shí)間窗[g,h]，在該時(shí)間窗內(nèi)將貨物送達(dá)，是客戶送期待的，客戶正常接收貨物，而且客戶的滿意度可能提高，因此不需要支付懲罰成本，即對(duì)該客戶提供的配送服務(wù)懲罰成本為0。（2）在客戶期待的時(shí)間窗之外，所能接受的時(shí)間窗內(nèi)，將貨物送達(dá)需求點(diǎn)：在[e,g）或（h,1]時(shí)間窗內(nèi)送達(dá)：該時(shí)間窗不在客戶所期待能夠接收貨物的最佳時(shí)間窗，但是是在客戶能接受的時(shí)間窗范圍，此時(shí)將貨物送達(dá)需求點(diǎn)，需求點(diǎn)客戶依舊可以接收貨物，不拒收，但客戶未在約定時(shí)間窗內(nèi)接收到貨物，甚至需要等待，會(huì)降低客戶的體驗(yàn)感，甚至產(chǎn)生不滿，因此需要一定的懲罰成本。（3）在客戶所期待接收貨物的時(shí)間窗之外，將貨物送達(dá)：在e點(diǎn)之前或1點(diǎn)之后將貨物送達(dá)：在客戶能接受的時(shí)間段之外，此時(shí)已經(jīng)提前到客戶能接收貨物的時(shí)間窗最早時(shí)間點(diǎn)或已經(jīng)超出客戶所能接受的時(shí)間窗的最晚時(shí)間限制，客戶無(wú)法接收貨物，會(huì)產(chǎn)生較大的影響，此時(shí)的懲罰成本我們假設(shè)無(wú)窮大。根據(jù)以上情況。懲罰成本函數(shù)可以表示為：（12）（12）式中：α和β是不同情況的懲罰系數(shù)2、采用軟時(shí)間窗約束對(duì)模型的優(yōu)化通過構(gòu)造懲罰成本函數(shù)，我們可以得到軟時(shí)間窗優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型：（13）S.t.（14）（15）（16）（17）（18）（19）其中，式（19）為與客戶約定貨物送達(dá)的配送時(shí)間窗限制。四、帶時(shí)間窗的冷鏈物流配送車輛路徑優(yōu)化模型應(yīng)用分析（一）優(yōu)化模型應(yīng)用算例概述隨著人們對(duì)食材新鮮度的提高，為最大程度保證生鮮產(chǎn)品的新鮮度、以及安全性，冷鏈物流在生鮮產(chǎn)品運(yùn)輸中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，因此我們以某個(gè)生鮮冷鏈產(chǎn)品作為例子，由單一配送中心向同城周邊的10個(gè)需求點(diǎn)進(jìn)行配送，其中把配送中心標(biāo)志為P0，這些需求點(diǎn)標(biāo)志為P1、P2...P10，，各需求點(diǎn)位置、各需求點(diǎn)的貨物需求量、相關(guān)參數(shù)的參數(shù)值以及時(shí)間窗限制均為已知，其中用坐標(biāo)系將需求點(diǎn)的位置進(jìn)行繪制分布圖如4-1所示，配送中心與客戶之間的距離如附錄表4-1所示，各個(gè)需求點(diǎn)的客戶對(duì)貨物的需求量、貨物送達(dá)的時(shí)間要求以及能結(jié)束的時(shí)間窗限制如附錄表表4-2所示，相關(guān)假設(shè)參數(shù)的參數(shù)值如附錄表4-3所示。（二）相關(guān)的約束及參數(shù)說明（1）客戶需求點(diǎn)為P1、P2...Pn,則客戶需求點(diǎn)集合為（2）路段集合為（3）根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況，城市路線網(wǎng)一般為非對(duì)稱路線網(wǎng)，因此我們將路線網(wǎng)假設(shè)為非對(duì)稱路線網(wǎng)，定義為（4）將配送車輛所服務(wù)的第i位客戶標(biāo)志為Pi,客戶總量為n，則i=1，2...n（5）客戶點(diǎn)兩兩之間都有道路都能夠通行圖4-1各客戶城市路網(wǎng)拓?fù)涫疽鈭D1、相關(guān)約束此案例滿足以下約束條件：（1）本案例為單一配送中心，服務(wù)多個(gè)客戶點(diǎn)的問題（2）需求點(diǎn)位置、對(duì)貨物的需求量、客戶對(duì)時(shí)間窗的要求等基本信息是明確的（3）不會(huì)中途指派:車輛在完成一個(gè)需求點(diǎn)的配送服務(wù)后，直接配送服務(wù)下一需求點(diǎn)，即車輛不會(huì)被中途指派服務(wù)新的需求點(diǎn)顧客，同時(shí)下一個(gè)需求點(diǎn)的顧客是確定的（4）每次配送路程不超過配送車輛的最大行駛距離（5）每條配送路徑，配送車輛都是核載量，沒有超載（6）配送中心能夠滿足客戶貨物的需求量，每個(gè)客戶點(diǎn)的貨物需求量和時(shí)間窗限制都能的到滿足，僅接受由一輛配送車輛進(jìn)行服務(wù)（7）每輛配送車輛完成一個(gè)流程的程序是，根據(jù)配送路徑，從配送中心出發(fā)，配送任務(wù)完成后，再返回配送中心（8）在配送過程外界氣溫維持穩(wěn)定不變（9）保證貨物在適宜的低溫下運(yùn)輸2、相關(guān)參數(shù)說明根據(jù)第三節(jié)中的帶時(shí)間窗的冷鏈物流配送路徑優(yōu)化模型建立，我們客戶的時(shí)間窗為軟時(shí)間，假設(shè)客戶i可接受的最早時(shí)間點(diǎn)為要求的時(shí)間窗為Mi，最遲為Mj，則可接受時(shí)間窗為，假設(shè)客戶i要求貨物送達(dá)的時(shí)間窗為懲罰時(shí)間和交貨時(shí)間的長(zhǎng)短、貨物價(jià)格與客戶數(shù)量之間的關(guān)系如下：（20）式中，是送達(dá)客戶的時(shí)間，是客戶的數(shù)量，是懲罰系數(shù)。那么本算例的成本函數(shù)依然為式（13）表2相關(guān)參數(shù)描述參數(shù)描述表示客戶點(diǎn)節(jié)約的里程數(shù)c單位運(yùn)輸成本v表示運(yùn)輸速度表示配送過程中的貨損系數(shù)表示節(jié)約的運(yùn)輸成本表示節(jié)約的貨損成本表示客戶的懲罰成本客戶點(diǎn)節(jié)約的里程數(shù)模型中所涉及的參數(shù)除包括第三節(jié)節(jié)的相關(guān)參數(shù)外，另外規(guī)定：算例中涉及的參數(shù)值如附表4-3所示。（三）應(yīng)用算例求解根據(jù)本案例中相關(guān)時(shí)間窗約束，使目標(biāo)函數(shù)值達(dá)到最小，總成本最小，主要通過優(yōu)化配送距離來(lái)縮短配送時(shí)間，使運(yùn)輸成本、貨損成本、能耗成本能夠最大化的減少以及避免在時(shí)間窗之外進(jìn)行配送，違反約定產(chǎn)生的懲罰成本。因此，選擇節(jié)約總成本最大的客戶插入配送路徑中，直到達(dá)到該節(jié)所示的約束條件。計(jì)算過程中所用到的公式有：（21）（22）以及式（19）。1、我們先根據(jù)客戶要求的時(shí)間窗進(jìn)行排序，得到附表4-4先后順序簡(jiǎn)記為：P2-P1-P3-P10-P7-P5-P4-P6-P8-P9客戶點(diǎn)之間節(jié)約的距離構(gòu)建線路圖，選擇節(jié)約總成本最大的客戶插入配送路徑中，引起的路程節(jié)約值計(jì)算第一條線路，根據(jù)表4-4可知，P2客戶能夠接受貨物送達(dá)的時(shí)間窗上限最早，為滿足時(shí)間窗的要求，因此我們選擇先把P2客戶排入第一條路線進(jìn)行計(jì)算，依次進(jìn)行計(jì)算可以得到客戶選擇表見附錄表4-6配送車輛的最大載重量為3噸，根據(jù)表4-6，試算0.6+1.2+0.8+0.4=3每條配送路徑的配送車輛載重量不能超最大載重量，因此只能考慮到客戶P5和客戶P6，可得第一條線路為P0-P2-P10-P3-P6-P0計(jì)算第二條線路，除去第一條線路的客戶點(diǎn)，P1的時(shí)間窗上界最早，同樣把P1作為第二條線路的第一位客戶，表4-9至表4-11是下一線路的客戶選擇表，進(jìn)行試算0.5+1+1=2.5，沒有超過配送車輛的最大載重量，因此第二條線路可以安排為P0-P1-P4-P8-P0計(jì)算第三條線路，最后的其他客戶時(shí)間窗中P7的時(shí)間要求最早，同理作為第三條線路的第一個(gè)客戶，接下來(lái)的客戶選擇附錄表如4-12，不能滿足P9，因此P9需要另外成線，所以第三條線路為PO-P7-P5-P0，第四條線路為P0-P9-P0。第一條線路：P0-P2-P10-P3-P6-P0第二條線路可以安排：P0-P1-P4-P8-P0第三條線路：PO-P7-P5-P0第四條線路：P0-P9-P0五、總結(jié)隨著我國(guó)物流行業(yè)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷推進(jìn)下，在特殊環(huán)境下衍生出了的冷鏈技術(shù)，能夠?qū)δ承┥唐返奶厥膺\(yùn)輸要求做出反應(yīng)，做出相應(yīng)的解決措施。但對(duì)特殊的商品提供特殊的環(huán)境需要成本較大。同時(shí)冷鏈物流運(yùn)輸成本占冷鏈物流總成本較大，為了更好的促進(jìn)冷鏈物流向著高標(biāo)準(zhǔn)，專業(yè)化發(fā)展，滿足客戶的需求，冷鏈物流行業(yè)需要在冷鏈物流配送路徑去做考量，優(yōu)化冷鏈物流所遇到的問題。不過落實(shí)到物流行業(yè)發(fā)展的初衷和實(shí)力需求問題，冷鏈物流行業(yè)要有長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，不僅要控制成本，更要以人為本，優(yōu)先考慮在滿足客戶的需求下提供高效、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)[1]李明澤.城市農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流配送路徑優(yōu)化研究[D].大連:大連海事大學(xué),2013.[2]潘麗陽(yáng).帶軟時(shí)間窗車輛路徑問題改進(jìn)遺傳算法[J].物流技術(shù),2010(9):78-79.[3]朱偉,徐克林,侶占華,等.單車輛物流配送決策模型及其遺傳算法[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011(6):848-852.[5]王濤,蔡延光,張新政.現(xiàn)代物流中車輛路徑問題的研究[J].物流科技,2005,28(1):32-34.[7]鄒恩,劉澤華,方仕勇.基于混沌遺傳算法的組播路由優(yōu)化研究[J].計(jì)算機(jī)工程,2011,37(3):155-157.[8]孔令夷.混沌遺傳算法尋優(yōu)有約束旅行商路徑[J].微電子學(xué)與計(jì)算機(jī),2013,30(8):75-78.[9]李杉.面向速凍食品的城市冷鏈物流配送車輛路徑問題研究[D].大連:大連海事大學(xué),2013.[10]李寧,鄒彤,孫德寶.帶時(shí)間窗車輛路徑問題的粒子群算法[].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,2004(04):130-135.[11]馬堯基于改進(jìn)的人工魚群算法在商旅問題中的應(yīng)用研究[D]西南交通大學(xué)，2015.[12]張景玲,趙燕偉,王海燕介婧,王萬(wàn)良多車型動(dòng)態(tài)需求車輛路徑問題建模及優(yōu)化[J]計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)201016(03):543-550[13]張婷賴平仲何琴飛靳志宏基于實(shí)時(shí)信息的城市配送車輛動(dòng)態(tài)路徑優(yōu)化系統(tǒng)工程2015.33107):58-64齊佳婷.城市農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流配送車輛路徑問題研究[D]浙江理工大學(xué)2016于坤基于VRPSDP問題的城市冷鏈物流配送路徑優(yōu)化研究[D]大連海事大學(xué),2014.徐松梅.帶時(shí)間窗的冷鏈物流車輛路徑優(yōu)化問題研究[J].物流科技,2017,40(09):80-84萬(wàn)玲.帶時(shí)間窗的冷鏈物流配送車輛路徑優(yōu)化研究[D].成都理工大學(xué),2019.趙剛,張永鋒.冷鏈物流配送路徑優(yōu)化研究[A].中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì).中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì)C卷[C].中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì):中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專業(yè)委員會(huì),2011:6.

附錄表4-1配送中心與客戶之間的距離項(xiàng)目P0P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P001211910101056129P11206111620201516136P211660712161914151910P3911707111712131815P41016127081513142017P51020161180912142017P61020191715908101917P7515141212128041312P866161513141410401113P9121319182020191311010P109610151717171213100表4-2各客戶的貨物需求量與時(shí)間窗限制客戶PjP1P2P3P4P5P6P7P8P9P10需求量（噸）10.81.2客戶要求的時(shí)間窗5:30-6:005:00-5:305:50-6:206:50-6:506:30-7:007:10-7:406:20-6:407:40-8:108:10-8:406:00-6:30客戶可接受的時(shí)間窗5:30-6:304:30-6:005:20-6:506:20-6:506:00-7:306:40-8:105:40-7:207:10-8:407:40-9:205:30-7:00表4-3相關(guān)假設(shè)參數(shù)序號(hào)參數(shù)名稱參數(shù)符號(hào)參數(shù)單位參數(shù)值1生鮮食品價(jià)