第三方冷鏈物流配送中心選址研究

[摘 要]根據(jù)第三方冷鏈物流的特點(diǎn)，建立以物流總成本和服務(wù)水平最優(yōu)化的雙目標(biāo)選址模型。服務(wù)水平最優(yōu)化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)運(yùn)用懲罰成本來體現(xiàn)，使雙目標(biāo)轉(zhuǎn)化成單目標(biāo);并用遺傳算法求解模型，運(yùn)用具體事例進(jìn)行分析，證明文章選址方法的可行性。

[關(guān)鍵詞]冷鏈配送中心選址;雙目標(biāo)規(guī)劃;遺傳算法

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2021.36.174

1 引言

冷鏈物流是為了保障冷鏈產(chǎn)品在生產(chǎn)、儲藏、運(yùn)輸、銷售過程中的質(zhì)量以及降低其損失。目前中國大部分的肉類、水產(chǎn)品以及蔬菜水果運(yùn)輸都是在常溫狀態(tài)下，每年損耗相當(dāng)大。另外，由于冷鏈操作的不規(guī)范引起的食品安全問題也備受關(guān)注。因此，迫切需求第三方專業(yè)的冷鏈企業(yè)，其擁有專業(yè)的技術(shù)人員、先進(jìn)的冷鏈設(shè)備與管理水平，不僅能夠整合社會資源，還能提高物流配送效率，故第三方冷鏈企業(yè)的配送中心選址尤為重要。

配送中心連接著銷售商與供應(yīng)商，是市場需求信息和生產(chǎn)信息匯集地，高效協(xié)調(diào)著整個供應(yīng)鏈環(huán)境下的冷鏈物流過程，選擇合理的冷鏈配送中心能加快冷鏈產(chǎn)品的流通速度，提高冷鏈配送服務(wù)水平、降低企業(yè)物流成本。

針對上述情況，文章建立以物流總成本最低及服務(wù)水平最優(yōu)化的雙目標(biāo)選址模型。

2 基于冷鏈特點(diǎn)的配送中心選址建模

2.1 前提假設(shè)

（1）已知多個備選點(diǎn)位置，選擇其中一個;

（2）一個配送中心負(fù)責(zé)一個需求點(diǎn);

（3）每個供應(yīng)商的供應(yīng)量和銷售商的需求量是一個常量;

（4）運(yùn)輸產(chǎn)品為單一型產(chǎn)品;

（5）總成本中忽略冷庫儲存過程中的貨損成本;

（6）假定冷鏈產(chǎn)品損壞只與配送時間有關(guān)，貨損率恒定，忽略其他影響因素。

2.2 參數(shù)說明

a：供應(yīng)商數(shù)量;

b：備選冷鏈配送中心數(shù)量;

g：需求點(diǎn)數(shù)量;

h：運(yùn)輸產(chǎn)品單價;

θ：運(yùn)輸過程中冷鏈產(chǎn)品的貨損系數(shù);

Qi：供應(yīng)商i的供應(yīng)量;

Qk：需求點(diǎn)k的需求量;

Dij：供應(yīng)商i到冷鏈配送中心j的距離;

Djk：冷鏈配送中心j到需求點(diǎn)k的距離;

v：冷藏車平均運(yùn)輸速度;

Cij：供應(yīng)商i到冷鏈配送中心j的運(yùn)輸單價;

Cjk：冷鏈配送中心j到需求點(diǎn)k的運(yùn)輸單價;

Wj： 冷鏈配送中心的最大容量;

Fj：備選冷鏈配送中心的初始投資成本;

Rj：備選冷鏈配送中心的運(yùn)營管理費(fèi)用。

2.3 引用懲罰成本[1]體現(xiàn)服務(wù)水平最優(yōu)化目標(biāo)

文章采用混合時間窗[2]下的懲罰成本來體現(xiàn)服務(wù)水平。如圖1所示：

圖1中，客戶期望的服務(wù)時間范圍為[ET，LT]，客戶能接受的時間范圍為[E，L]。產(chǎn)品在[ET，LT]的任一時間到達(dá)，則不會產(chǎn)生懲罰成本;產(chǎn)品在[E，ET]和[LT，L]內(nèi)到達(dá)，客戶可以接受配送中心的服務(wù)，但會對其進(jìn)行一定的懲罰，圖中α1，α2表示單位時間單位產(chǎn)品的懲罰成本;產(chǎn)品在E時間之前或L時間之后到達(dá)，客戶將拒絕配送中心的服務(wù)，此情況不僅會產(chǎn)生懲罰成本，還可能失去該客戶，故用無窮大的數(shù)M來體現(xiàn)懲罰成本。式（1）為懲罰成本函數(shù)。

C（tk）=M，tk（-∞，E）

α1Qk（ET-t），tk[E，ET]

0，tk[ET，LT]

α2Qk（t-LT），tk[LT，L]

M，tk（L，+∞）（1）

2.4 模型建立

通過以上分析，建立如下冷鏈配送中心選址雙目標(biāo)[3]規(guī)劃模型：

MinC=∑bj=1Zj（Fj+Rj）+∑ai=1∑bj=1XijQi[1-e-θDij/v]h+∑bj=1∑gk=1YjkQk[eθDjk/v-1]h+∑ai=1∑bj=1XijCijDijQi+∑bj=1∑gk=1YjkCjkDikQkeθDjk/v+∑gk=1C（tk）（4）

S.T

∑ai=1Qi≤Wj，j=1，2，…，b（5）

∑bj=1Zj=1（6）

∑ai=1Qi∑gk=1Qk（7）

Xij=1 供應(yīng)點(diǎn)i向冷配中心j供應(yīng)產(chǎn)品

0 否則（8）

Yjk=1 冷配中心j向需求點(diǎn)k配送產(chǎn)品

0 否則（9）

Zj=1 表示j地被選中

0 否則（10）

E≤t≤L（11）

Qi≥0，Qk≥0，i=1，2，…，a;j=1，2，…，b;k=1，2，…，g

式（4）為目標(biāo)函數(shù)，第一項(xiàng)為初始成本與運(yùn)營管理成本;第二項(xiàng)為供應(yīng)商i向配送中心j運(yùn)輸產(chǎn)品時的貨損成本;第三項(xiàng)為配送中心j向需求點(diǎn)k運(yùn)輸產(chǎn)品時的貨損成本;第四項(xiàng)為供應(yīng)商i到配送中心j的單向運(yùn)輸成本;第五項(xiàng)為配送中心j到需求點(diǎn)k的單向運(yùn)輸成本;第六項(xiàng)為懲罰成本。

3 基于遺傳算法[4]的模型求解

根據(jù)模型變量的特點(diǎn)選擇合適的編碼方法，產(chǎn)生初始種群，然后根據(jù)求解的問題選擇合適的適應(yīng)度函數(shù)對個體進(jìn)行選擇，適應(yīng)度較好的個體被留下來進(jìn)行下一步操作，通過選擇、交叉和變異操作后產(chǎn)生新一代群體，這些新一代群體又作為一輪新的初始群體，按照上述步驟繼續(xù)操作，直到找到模型的最優(yōu)解。

4 算例

按照遺傳算法的求解順序，運(yùn)用MATLAB軟件進(jìn)行編程計(jì)算。為了更好地在運(yùn)算過程中實(shí)現(xiàn)算法性能，預(yù)先對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測試運(yùn)行，從而設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)為：最大迭代次數(shù)200，種群規(guī)模100，交叉概率Pc=0.6，變異概率Pm=0.005。

如圖2所示，總成本最低為26197414元。在迭代過程中，得到最合適的冷鏈配送中心建設(shè)點(diǎn)為x1。

5 結(jié)論

基于冷鏈物流產(chǎn)品具有時效性的特點(diǎn)，文章建立以物流總成本最低和服務(wù)水平最優(yōu)化的配送中心雙目標(biāo)選址模型，并在建模過程中，運(yùn)用懲罰成本來體現(xiàn)服務(wù)水平最優(yōu)化目標(biāo)。采用遺傳算法結(jié)合實(shí)例進(jìn)行模型求解，基于MATLAB軟件平臺，選出最佳冷鏈配送中心建設(shè)地點(diǎn)，證明了本選址方法的應(yīng)用價值，有助于科學(xué)合理的選擇配送中心建設(shè)位置。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉琳.冷鏈物流配送優(yōu)化路徑模型及控制算法[D].山東：煙臺大學(xué)，2012.

[2]韓璐.基于廣義費(fèi)用的冷鏈物流配送優(yōu)化研究[D].遼寧：大連海事大學(xué)，2011.

[3]崔永杰.多分辨率多目標(biāo)物流配送中心選址模型研究[J].物流科技，2013（1）：118-119.

[4]王閃，李珍萍.冷鏈配送中心選址問題[J].物流技術(shù)，2011，30（12）：22-27.

[作者簡介]盛艷（1988—），女，漢族，湖南益陽人，碩士，工程師，研究方向：交通規(guī)劃。