第三方物流參與限時蔬菜配送問題研究

高 特， 李 莉， 鐘 蓮， 紅德孜·再努拉

(新疆農(nóng)業(yè)大學機械交通學院，新疆烏魯木齊830052)

一、引言

第三方物流(Third Party Logistics，3PL)作為連接企業(yè)物流活動間的一種重要物流形態(tài)，為企業(yè)提供專業(yè)化的物流服務功能不言而喻。同時，第三方物流作為一種專業(yè)的物流運作方式廣泛應用于各種物流活動中。城市居民蔬菜的配送問題與百姓的生活息息相關(guān)，蔬菜的安全性和新鮮程度是居民關(guān)心的重點，然而對配送企業(yè)而言，企業(yè)優(yōu)先考慮的則是蔬菜配送的時效性。隨著城市居民生活水平的提高，人們對蔬菜的要求已經(jīng)從曾經(jīng)的數(shù)量型轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量型。在追求蔬菜質(zhì)量的同時，物價的飛漲也增加了百姓的生活壓力。為此，國內(nèi)許多城市例如北京、上海、天津、南京、烏魯木齊等城市針對這一問題紛紛建立了平價蔬菜直銷店，在政府指導下，保證蔬菜質(zhì)量的同時穩(wěn)定區(qū)域蔬菜價格，讓老百姓買到新鮮、平價的蔬菜。許多城市對是否采用第三方物流企業(yè)為蔬菜直銷點提供配送服務并沒有過多考慮。以烏魯木齊為例，近些年烏市一些蔬菜副食品直銷店一直采用自取或蔬菜企業(yè)負責兩種方式來對蔬菜進行配送工作，3PL并沒有被考慮。對于類似的問題，何靜等對連鎖超市生鮮食品冷鏈物流網(wǎng)絡構(gòu)建進行了研究［1］;張靜等在對物流配送路徑優(yōu)化問題中使用遺傳算法進行了研究［2］;施成湘基于關(guān)鍵路徑的物流配送時效可滿足性對檢測模型和算法進行了研究［3］。

二、問題描述與算法設計

(一)問題描述

針對目前烏市蔬菜直銷店運營的實際情況，并結(jié)合第三方物流企業(yè)參與配送的特點，構(gòu)建如下數(shù)學模型:

模型描述:約束條件(1)表示第三方物流公司提供的配送車輛的總載重量不應小于社區(qū)蔬菜直銷點蔬菜的總需求量。約束條件(2)(3)表示對任意一個社區(qū)蔬菜直銷點，物流公司派出一輛車提供服務且只服務一次。約束條件(4)表示第k輛車從配送中心出發(fā)，緊接著服務的客戶數(shù)為1，或者不使用第k輛車。同時，物流公司所派出的車輛數(shù)要比實際需要的多。因此建立此約束條件，可以預期得到實際需要的最小車輛數(shù)。約束條件(5)是容量約束，表示車輛的實際載重量不應大于運輸?shù)氖卟肆?。約束條件(6)是時間窗約束，其中tij=cij/v，v是車輛的平均行駛速度。在此，本文規(guī)定行車時間包括等待時間。進而，如果tij＜aj-bi，即配送車輛離開社區(qū)蔬菜直銷點i后提前到達社區(qū)蔬菜直銷點j，則用aj-bj代替tij。約束條件(7)表示每輛車到達各家社區(qū)蔬菜直銷點的時間都應滿足規(guī)定的的時間窗。

圖1 RSG-GA混合算法流程圖

蔬菜直銷店管理中心可以指定時間將采購蔬菜量的 信息交給第三方物流企業(yè)(配送中心可以單獨雇傭第三方物流公司，也可以聯(lián)合雇傭第三方物流公司)。物流企業(yè)按照每家配送中心規(guī)定的采購量派出運輸車輛到政府規(guī)定的蔬菜存儲倉庫采購蔬菜。之后，運輸車輛返回對應服務的分揀中心進行蔬菜的分揀。分揀蔬菜裝車后實施統(tǒng)一配送，配送完畢，車輛返回第三方物流公司。其中xij采用{0，1}參數(shù)變量決定是否對路線實施運輸，dij表示按順序訪問兩個直銷店間的距離，tij表示按順序訪問兩個直銷店所需時間。D1、D2分別表示第三方物流公司到蔬菜存儲倉庫的距離和蔬菜存儲倉庫到分揀中心的距離。

(二)RSG-GA混合算法設計

RSG-GA混合算法是一種結(jié)合改進掃描法思想的混合遺傳算法。算法的整體設計分為RSG(Radar Scan Grouping)掃描部分和GA(Genetic Algorithm)遺傳尋優(yōu)兩個部分。對于RSG掃描的設計，其基本思想是由中心點(配送中心)開始向任意方向劃一條射線(掃描線)，沿順時針或逆時針方向旋轉(zhuǎn)該掃描線與任意貨物需求點相交。如果需要在某分組里增加該需求點，則反饋該點，并累計貨運量，計算是否會超過安排車輛的運載能力，若無則繼續(xù)旋轉(zhuǎn)掃描線，直到與下一個貨物需求點相交;再次累計貨運量，計算安排運輸車輛的已裝載程度。如果超過車輛的運輸能力，便不考慮最后的貨物需求點，按照最大角度偏轉(zhuǎn)限制條件，直到達到車輛最大運載能力為止，該分組確定。隨后沿著掃描線的方向，從不包含在上一組的貨物需求點開始，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)掃描線，以尋找新的貨物需求點，繼續(xù)該過程直到所有的貨物需求點都被合理地劃分成組。將分組結(jié)果導入遺傳操作中，遺傳尋優(yōu)部分的設計通過隨機生成的方法產(chǎn)生初始種群、使用輪賭盤復制法保留染色體并進行復制和最優(yōu)保留順序交叉算子進行染色體交叉的基礎上，采用反轉(zhuǎn)變異算法進行變異操作，加速有效收斂，根據(jù)終止條件——染色體連續(xù)最佳保持到β代得到問題的最優(yōu)解。

RSG-GA混合算法流程圖如圖1所示。

三、優(yōu)化結(jié)果分析

通過走訪調(diào)查烏市位于沙依巴克區(qū)的某家配送中心所負責的65家蔬菜直銷店，主要對其運營現(xiàn)狀中的配送線路、配送成本進行調(diào)查，并分析配送方式的時效性。第三方物流選擇具備冷鏈運輸條件的某家位于沙區(qū)西山路附近的企業(yè)進行分析，最后采用RSG-GA混合算法對有第三方物流企業(yè)參與的配送情況和目前蔬菜直銷店的配送情況進行對比，結(jié)果見表1。

表1 蔬菜直銷店三種配送方式對比

從表1可以看出，第三方物流作為一種專業(yè)的物流運作方式在配送環(huán)節(jié)中相比其他兩種配送方式具有明顯的優(yōu)勢。這取決于第三方物流公司的專業(yè)程度與規(guī)模，由于蔬菜運輸是冷鏈運輸，因此我們選用烏市具備相應條件、并且信譽較好的某家物流運輸公司來作為參照對象。

針對目前蔬菜配送對時間的限制，要求所需求的菜品要在規(guī)定時間內(nèi)送至直銷店，以便不會對蔬菜直銷點的運營造成影響。分析采用第三方物流實施配送的穩(wěn)定程度，我們選擇有代表性的烏市某第三方物流公司所負責的65家蔬菜直銷店，該公司派出6輛貨車實施配送一周。第三方物流公司派出的6輛負責蔬菜直銷點配送任務的車輛總體延后時間均小于半小時，將時間分配到65家直銷點中，每家菜店延后時間平均少于1分鐘，不會對直銷店的正常運營造成較大影響。而且，絕大多數(shù)配送任務都可以準時完成，甚至提前完成，曲線波動平穩(wěn)。因此，采用第三方物流實施配送活動具有很好的時效性。

四、結(jié)論

第三方物流公司通過自身的專業(yè)化優(yōu)勢，提供專業(yè)的物流活動服務于整個供應鏈，在蔬菜存儲倉庫、分揀中心和蔬菜直銷店之間起到了良好的銜接作用。而且，消耗更少的成本來完成配送任務，對整個物流活動提供了穩(wěn)定的配送保障。但是，目前多數(shù)第三方物流公司僅提供配送服務，對于蔬菜的分揀工作還需要相關(guān)企業(yè)安排人力負責，若這項工作能夠被第三方物流企業(yè)承擔下來，將會進一步減少配送的總成本，最終受益的會是百姓。同時應注意:目前第三方物流企業(yè)中具備冷鏈運輸條件的公司并不多，某些滿足條件的企業(yè)的車型有限，因此第三方物流參與蔬菜限時配送工作雖具有良好的效果，但需要多方面共同努力，才能發(fā)揮第三方物流的優(yōu)勢，進而增進企業(yè)間的互利共贏，增強國內(nèi)大物流環(huán)境的社會影響力。

［1］何靜，張歆祺，宗傳宏.連鎖超市生鮮食品冷鏈物流網(wǎng)絡構(gòu)建與優(yōu)化研究［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學，2011(22):166.

［2］張靜，衛(wèi)文學，劉倩.基于遺傳算法的物流配送路徑優(yōu)化算法［J］.中國科技信息，2013(1):98-99.

［3］施成湘.基于關(guān)鍵路徑的物流配送時效可滿足性檢測模型和算法［J］.物流技術(shù)，2014(1):262-263，285.