食用菌物流配送路徑優(yōu)化設(shè)計*

于彭濤，曹獻(xiàn)存

（1.鄭州財稅金融職業(yè)學(xué)院商貿(mào)系，河南 鄭州 450000；2.河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院物流與電商學(xué)院，河南 鄭州 450000）

食用菌物流配送是一項復(fù)雜而艱巨的任務(wù)，物流配送是產(chǎn)品最終到達(dá)消費者手中的最后環(huán)節(jié)，也是整個食用菌供應(yīng)鏈的最后一環(huán)[1]。但在實際配送過程中，由于配送的產(chǎn)品數(shù)量、距離和配送節(jié)點的不同，需要即時調(diào)整配送方式和配送路線，以節(jié)約配送成本，縮短配送時間。這其中以配送路徑的優(yōu)化最為重要，通過合理安排物流配送的路線，減少配送的車次和車輛負(fù)載，減少空載里程，合理分配運輸負(fù)載和公里數(shù)以減少物流運輸費用[2]。對于食用菌的冷鏈物流來說，冷鏈物流中的制冷設(shè)備和冷藏能耗是一筆不小的開支，減少物流配送時間是節(jié)約燃油和車輛磨損成本的重要方法。因此，選擇一條最佳的配送路徑十分重要，合理的配送路徑和配送網(wǎng)絡(luò)也是整個食用菌供應(yīng)鏈價值的最后客戶滿意度的集中體現(xiàn)。

食用菌物流配送具有距離較短、貨物數(shù)量少但配送地點多的特點，配送運輸?shù)木€路復(fù)雜多變，選擇合理的配送路徑是一項難度較大的工作。就食用菌物流配送路徑的優(yōu)化進(jìn)行設(shè)計，從倉儲配送、車輛調(diào)度、裝載和路線規(guī)劃等多個角度對路線進(jìn)行優(yōu)化，為食用菌物流配送確定最佳配送方案。

1 食用菌物流配送路徑優(yōu)化的原則

對于食用菌物流配送來說，涉及到兩大類商品，一種是生鮮食用菌產(chǎn)品，要求有一定的冷藏條件和冷鏈運輸要求；另外一種是干制品或罐頭、水浸腌制類食用菌產(chǎn)品，這些產(chǎn)品只需要普通物流運輸；對于兩類食用菌需要采用不同的運輸工具進(jìn)行配送，因此物流配送路徑的優(yōu)化也要分兩部分進(jìn)行[3]。食用菌配送路線的設(shè)計原則主要應(yīng)滿足各種的約束條件，如配送方案要能夠保障將食用菌產(chǎn)品按時安全無誤地送到全部客戶手中，不能有遺漏；配送的冷鏈運輸工具要能夠滿足食用菌的冷藏要求，不能超載等；配送中心要能夠滿足配送要求的容量等[4]。按照這些約束的條件的限制，對配送的路徑進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，盡量減少車輛行駛里程和時間。

1）配送的路徑設(shè)計的首要目標(biāo)就是要以客戶所在位置為配送節(jié)點。將所有的節(jié)點全部歷遍，即配送的車輛都要經(jīng)過配送節(jié)點[5]，為客戶送去物流配送的食用菌產(chǎn)品。這個行走的路線是一張大型的網(wǎng)絡(luò)，可能會走重復(fù)的路線或回頭路，并不是傳統(tǒng)意義上的“最短路徑”或“最少時間”。而是以滿足客戶節(jié)點配送要求為首要目標(biāo)，在配送的實際過程中，可能會出現(xiàn)各種意外情況，如交通擁堵、極端天氣、冷鏈運輸時制冷設(shè)備故障等，這些意外情況會加大配送路徑設(shè)計的困難，但出現(xiàn)意外是現(xiàn)實中“正?！钡默F(xiàn)象，不能因為意外而影響客戶節(jié)點的配送。

2）要提高配送路徑的實際效率。通過優(yōu)化的配送路徑，可以減少總的運輸里程，節(jié)約運輸時間，科學(xué)、合理的配送路線可以達(dá)到事半功倍的效果。但這并不意味著在配送路徑的設(shè)計中為了高效率而犧牲配送質(zhì)量，特別是當(dāng)前食用菌已經(jīng)實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)[6]，整個供應(yīng)鏈的重要環(huán)節(jié)都是在冷鏈環(huán)境下，如果為了節(jié)約能源消耗而在最后的配送過程中關(guān)停制冷設(shè)備，實際上是降低了食用菌配送質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)，這就是不可取的優(yōu)化方案；而如果為了方便配送而違反交通規(guī)則逆行、走捷徑、強行并道等也是不可取的辦法，看似節(jié)約了幾次配送時間，但實際上只要被交警處理一次，其違法成本和處理時間成本實際上反而是降低了配送效率。

3）在食用菌的配送中，需要分類運輸，將冷藏食用菌產(chǎn)品和普通產(chǎn)品分開進(jìn)行物流配送，有條件的物流中心可以將食用菌冷鏈產(chǎn)品與其它冷鏈運輸貨品進(jìn)行搭配，合理提高車輛載貨率，以減少空載消耗；同理普通食用菌產(chǎn)品也可以與其它物流貨品進(jìn)行一體化配送，以節(jié)約單位運輸成本。在運輸工具的選擇上也需要根據(jù)需求選擇合適類型的運輸工具[7]。

2 食用菌物流配送路徑的優(yōu)化設(shè)計

在食用菌物流配送路徑優(yōu)化設(shè)計前，首先要對配送業(yè)務(wù)管理進(jìn)行優(yōu)化，配送工作屬于消費終端運輸，其特點是距離短、運輸數(shù)量小、配送節(jié)點多而且運輸頻率高。因此，在配送業(yè)務(wù)管理方面要打破行政區(qū)域的劃分，不能簡單按照行政區(qū)域來管理配送業(yè)務(wù)，而要根據(jù)配送業(yè)務(wù)量和配送的難度系數(shù)等來優(yōu)化配送業(yè)務(wù)管理。如對偏遠(yuǎn)地區(qū)的配送，距離長、貨物量少、費時費力，如果單純按行政區(qū)域劃分配送業(yè)務(wù)那很難有業(yè)務(wù)員愿意從事這個區(qū)域的配送；同樣，在城市中心區(qū)域，幾座高樓中心建筑的配送業(yè)務(wù)量可能就是占到整個區(qū)域配送量的大半，過于集中的配送業(yè)務(wù)也使得配送路徑幾乎不需要什么優(yōu)化，這顯然也不合理。因此，配送路徑的優(yōu)化首先要對配送業(yè)務(wù)的管理進(jìn)行優(yōu)化，將配送業(yè)務(wù)進(jìn)行合理劃分，一些偏遠(yuǎn)地區(qū)和中心區(qū)域應(yīng)采用搭配、合并或分割等多種手段，按配送業(yè)務(wù)總量科學(xué)劃分配送區(qū)域，或者直接砍掉一些業(yè)務(wù)量過小的配送節(jié)點，精簡配送線路，這也是一種配送路徑的優(yōu)化，也只有這樣也才能使配送路徑的優(yōu)化有一定實際意義。

2.1 食用菌物流配送流程和路徑規(guī)劃

根據(jù)物流配送的一般操作流程，食用菌產(chǎn)品從生產(chǎn)廠家出貨后，通過物流運輸先要進(jìn)入物流中心，在物流中心完成交接工作，運輸車輛將貨品卸貨到指定的倉庫。而在進(jìn)行配送時，則由倉庫工作人員進(jìn)行裝貨，按照配送要求從配送中心出發(fā)，統(tǒng)一進(jìn)行配送，配送完成后再返回到配送中心。

這一過程涉及的配送路徑規(guī)劃主要是為配送員規(guī)劃的配送路線。配送員和配送車輛可以直接從配送中心取貨，根據(jù)指定的路線進(jìn)行配送，無需從廠家發(fā)貨，從而節(jié)約了整個配送的距離，提高了貨物配送的周轉(zhuǎn)率。批量大宗貨物通過物流運輸存放在物流倉庫中，小批量的訂單直接從物流中心或配送中心發(fā)貨，大大降低了物流配送的距離和時間，節(jié)約了配送成本。

2.2 食用菌物流配送時間

模擬一個城市的食用菌配送方案，對物流配送路徑進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。假設(shè)一個城市的食用菌配送系統(tǒng)由多個配送中心和多個配送節(jié)點組成。配送系統(tǒng)每天需要對食用菌物流配送車輛安排取貨的配送中心和客戶的具體配送節(jié)點，也就是客戶要求接貨的地點，按照上述物流配送流程進(jìn)行路徑設(shè)計。

1）假設(shè)貨車從配送中心到全部的配送節(jié)點為完整的流程，即所有需要配送貨物的節(jié)點都已經(jīng)到過，但配送中心任何車輛都可以進(jìn)入裝載貨物，配送車輛可以根據(jù)載貨量、距離遠(yuǎn)近來安排到具體的配送中心去裝貨，在這里先排除車輛出現(xiàn)故障等打斷配送流程完整性的因素。

2）假設(shè)共有Cij輛配送車到Ai個配送中心裝貨，并準(zhǔn)備對Bj個配送節(jié)點進(jìn)行配送，每個配送車輛的整個流程所需要的時間為Tij，整個配送系統(tǒng)共有m個物流配送中心，n個配送節(jié)點，一般來說配送節(jié)點數(shù)n要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于配送中心數(shù)m。

3） 假設(shè)Ai配送中心的食用菌貨物總?cè)萘繛镻i，Bj配送節(jié)點的食用菌配送總數(shù)為Qj。

4）假設(shè)配送車輛由所在位置到Ai需要裝載貨物的配送中心所需要的時間為Ti；配送員在Ai配送中心停靠所需要的時間為Tb；配送車輛從Ai配送中心送貨到客戶的配送節(jié)點Bj所需要的時間為Tc；配送車輛從Bj配送節(jié)點返回所需要的時間為Tj。

由上述假設(shè)可以建立配送路徑的時間模型，1個配送車輛在Ai配送中心載貨后，送到Bj配送節(jié)點卸貨后，再從配送節(jié)點返回到下一個配送中心這一完整的配送流程所需要的總時間為：

2.3 食用菌物流配送路徑規(guī)劃建模

根據(jù)食用菌產(chǎn)品實際配送中可能出現(xiàn)的情況，現(xiàn)在把這一模型分為2種情況進(jìn)行建模：第1種是整個配送系統(tǒng)處于高負(fù)荷運轉(zhuǎn)時，配送中心裝載貨物需要等待、而客戶配送節(jié)點也十分飽滿，都需要即時進(jìn)行配送；第2種情況是配送中心有空位，在等待配送車輛來載貨，而客戶配送節(jié)點也可以等待配送，配送業(yè)務(wù)量不大。

對于第1種情況，當(dāng)物流配送業(yè)務(wù)異?；鸨瑫r，配送中心和客戶都處于飽滿的狀態(tài)，對配送路徑的設(shè)計可以簡化為所有配送車輛耗時總和最短的問題。設(shè)hij為配送車輛數(shù)量，即：

注意到，在Ai配送中心不能超過配送中心食用菌貨物總?cè)萘縋i，Bj配送節(jié)點數(shù)量不能超過食用菌配送節(jié)點總數(shù)Qj，因此所有的配送路徑優(yōu)化的問題就可以描述為：當(dāng)∑hij≤Qj，j=1，2，3，…，n時，求∑hijTij的最小值問題；或者當(dāng)∑hij≤Pi，i=1，2，3，…，n時，求∑hijTij的最小值的問題。

可以看出，配送路徑優(yōu)化問題是個典型的線性規(guī)劃問題，是最優(yōu)化理論中重要的問題，也有很多非常成熟的算法，例如著名的單純性方法就是求解線性規(guī)劃的非常有效的算法，特別是對變量和約束不是十分多的時候，是最有效的[8]。但對于食用菌配送路徑這種大規(guī)模的線性規(guī)劃問題，數(shù)學(xué)上也發(fā)展了一套內(nèi)點法為代表的行之有效的方法[9]。

根據(jù)實際情況，食用菌配送路徑優(yōu)化問題中的變量，如車輛數(shù)、食用菌配送節(jié)點數(shù)和配送中心數(shù)等在實際中均為正整數(shù)，因此可以將上述路徑求解問題變換為以下3個求解問題：當(dāng)∑hij≤Qj，j=1，2，3，…，n時，求∑hijTij的最小值問題；當(dāng)∑hij≤Pi，i=1，2，3，…，n 時，求∑hijTij的最小值的問題；當(dāng)H＝（hij）∈Hm×n時，求∑hijTij的最小值問題，其中Hm×n表示為m×n的非負(fù)整數(shù)矩陣空間。

3 結(jié)論

食用菌物流配送路徑的規(guī)劃具有一定的復(fù)雜性，一般都需要有具體的配送路徑優(yōu)化目標(biāo)。根據(jù)食用菌物流配送冷鏈物流的特點，以最少配送消耗時間為優(yōu)化目標(biāo)，以減少生鮮食用菌的冷藏時間。應(yīng)用數(shù)學(xué)建模將路徑求解問題轉(zhuǎn)換為線性規(guī)劃問題，并采用計算機MATLAB語言編程實現(xiàn)了食用菌配送路徑的優(yōu)化求解。利用路徑優(yōu)化可以有效減少配送車輛的行駛里程和單位消耗，對食用菌冷鏈運輸來說更是節(jié)約成本的好辦法，探討食用菌物流配送路徑的優(yōu)化，可以提升食用菌物流配送效率、降低物流成本，同時也升級了客戶體驗，為食用菌行業(yè)的發(fā)展提供了有力的支撐。