基于成本約束的冷鏈物流配送網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

朱金鳳　萇道方　林丹萍

摘要：對冷鏈物流配送網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃，以總操作成本最低為目標(biāo)建立目標(biāo)函數(shù)，考慮冷鏈產(chǎn)品的特性，在建立目標(biāo)函數(shù)時主要考慮網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的建設(shè)成本、運(yùn)輸成本、貨損成本。由于冷鏈產(chǎn)品對服務(wù)時間有要求，提出了“服務(wù)半徑”概念，物流節(jié)點(diǎn)間的配送時間就轉(zhuǎn)化為物流節(jié)點(diǎn)間的服務(wù)半徑，并通過一系列約束條件表示各決策變量間的關(guān)系。通過案例驗證了模型的有效性。

關(guān)鍵詞：冷鏈物流；配送；網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃；服務(wù)半徑

近年來隨著人們生活水平不斷提高，對新鮮食品和新鮮農(nóng)產(chǎn)品的需求逐漸加大，食品安全問題引起了人們的極大關(guān)注，冷鏈物流在農(nóng)產(chǎn)品流通中扮演著越來越重要的角色。與此同時，冷鏈物流的發(fā)展降低了農(nóng)產(chǎn)品流通過程中食品腐壞的比例，進(jìn)而減少了流通成本，并有效抑制了農(nóng)產(chǎn)品價格上漲。然而，與西方發(fā)達(dá)國家相比，中國的冷鏈物流還沒有形成完整體系，冷鏈物流效率低下，各環(huán)節(jié)間缺乏有效銜接。

目前，國內(nèi)外學(xué)者對冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)的研究主要集中在3個方面。一是對冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)宏觀現(xiàn)狀的分析，例如何靜等在分析我國連鎖超市生鮮食品流通現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出我國冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)主要有3種模式，即單個經(jīng)濟(jì)體的冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)、區(qū)域內(nèi)的冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)、跨區(qū)域的冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)[1]。龔樹生等分別對冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)的3種模式進(jìn)行了分析，認(rèn)為目前我國冷鏈物流各環(huán)節(jié)還沒有很好銜接起來，區(qū)域內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品綜合物流配送體系尚未成型[2]。二是冷鏈物流配送中心的選址問題，如李延暉等[3]、Wang等[4]分別建立了基于時間約束和成本約束的冷鏈物流配送模型；張慶年等運(yùn)用AHP和數(shù)學(xué)圖論建立了冷鏈物流的配送模式[5-6]；Bai等運(yùn)用灰色綜合評價來定位冷鏈物流配送中心的位置[7]；潘青建立了基于風(fēng)險和成本的雙層規(guī)劃模型的選址模型[8]。三是冷鏈物流配送路徑的優(yōu)化問題，如黃純輝等分別對食品冷鏈的庫存、物流運(yùn)輸、倉儲、配送等問題進(jìn)行了優(yōu)化研究[9-11]。Tang等[12]、Qi[13]、Peng等[14]分別將節(jié)省法和蟻群算法、粒子群算法、PSO-DP算法結(jié)合Inver-over操作對物流配送中的確定需求或隨機(jī)需求的車輛路徑線路進(jìn)行優(yōu)化。綜上，目前國內(nèi)外對冷鏈物流的綜合網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方面研究較少。本研究以總的操作成本最低為目標(biāo)函數(shù)建立數(shù)學(xué)模型，對整個冷鏈物流配送網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃研究，并提出了“服務(wù)半徑”概念，將物流節(jié)點(diǎn)間的配送時間轉(zhuǎn)化為物流節(jié)點(diǎn)間的服務(wù)半徑，通過一系列約束條件表示各決策變量間的關(guān)系，最后通過案例分析驗證模型的有效性，以期為相關(guān)企業(yè)從事冷鏈物流工作提供借鑒。

1問題描述

有1個農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)點(diǎn)O，有N個消費(fèi)者（C），為了保證該產(chǎn)品的新鮮度，確保消費(fèi)者餐桌上的產(chǎn)品質(zhì)量，需要對該生鮮品的冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃，從J個可選擇的配送中心（DC）中選擇j個建立配送中心，從K個可選擇的冷庫（RS）中選擇k個建立冷庫點(diǎn)，進(jìn)行貨物中轉(zhuǎn)（圖1）。

冷鏈物流的效率取決于各物流節(jié)點(diǎn)間的相互銜接，每個節(jié)點(diǎn)只能被唯一的上一層節(jié)點(diǎn)服務(wù)，而每個節(jié)點(diǎn)可以為多個下一層節(jié)點(diǎn)提供配送服務(wù)。冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的最終目的是在總的操作成本最低的基礎(chǔ)上，通過建立各物流節(jié)點(diǎn)，使農(nóng)產(chǎn)品安全快速地送達(dá)消費(fèi)者的餐桌上。

2數(shù)學(xué)模型

主要對物流節(jié)點(diǎn)的建設(shè)和節(jié)點(diǎn)間的運(yùn)輸2個方面進(jìn)行優(yōu)化，即考慮建立物流節(jié)點(diǎn)的成本和運(yùn)輸成本。由于生鮮產(chǎn)品的特性，還考慮了產(chǎn)品運(yùn)輸中的貨損成本，即產(chǎn)品運(yùn)輸途中因運(yùn)輸時間過長導(dǎo)致的貨損，以及裝卸貨過程中外界熱空氣進(jìn)入冷藏車內(nèi)使車內(nèi)溫度上升造成的貨損。同時為了保證生鮮產(chǎn)品的質(zhì)量，也需要對冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)時間進(jìn)行限制。服務(wù)時間與物流節(jié)點(diǎn)間的距離有很大關(guān)系，這里可記為“服務(wù)半徑”。因此，物流節(jié)點(diǎn)間的服務(wù)時間就轉(zhuǎn)化為物流節(jié)點(diǎn)間的“服務(wù)半徑”，分別記為供應(yīng)點(diǎn)到配送中心的服務(wù)半徑（RD）、配送中心到冷庫的服務(wù)半徑（RS）、冷庫到消費(fèi)者的服務(wù)半徑（RC）。

2.1模型假設(shè)

模型假設(shè)如下：（1）供應(yīng)點(diǎn)、配送中心、冷庫、需求點(diǎn)分散在城市不同地區(qū)；（2）配送網(wǎng)絡(luò)所需配送中心的數(shù)量已知；（3）建立和經(jīng)營配送中心的固定費(fèi)用已知；（4）所有配送中心的商品由供應(yīng)點(diǎn)供給，配送中心之間不存在相互調(diào)劑的情況；（5）所有冷庫所需產(chǎn)品都由配送中心供給，各冷庫間不存在相互調(diào)劑的情況；（6）配送中心所需商品總數(shù)量小于供應(yīng)點(diǎn)生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量；（7）各配送中心和冷庫的需求量是確定的，并在一定時期內(nèi)保持相對穩(wěn)定。

2.2模型建立

參數(shù)設(shè)置如下。

3實例分析

以上海市原行政劃分圖為例進(jìn)行規(guī)劃，以上海市浦東新區(qū)1個蔬菜生產(chǎn)基地為例對冷鏈物流配送網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化研究。如圖2所示，這個蔬菜生產(chǎn)基地計劃向上海市其他地區(qū)供應(yīng)蔬菜，現(xiàn)計劃從南匯區(qū)、上海市區(qū)、嘉定區(qū)、松江區(qū)中選擇建立配送中心，冷庫位置從9個冷庫點(diǎn)中選擇，則需要對這一冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，使總操作成本最低。

4結(jié)論

降低成本是冷鏈物流研究的主要方向，降低成本能夠提高效率、增加收益，并對整個冷藏供應(yīng)鏈的響應(yīng)周期產(chǎn)生重要

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