基于GO-FLOW的航空冷鏈物流安全風(fēng)險(xiǎn)管理

魏 然，陳丙成，李艷華

（1.中國(guó)民航大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300300；2.中國(guó)南方航空股份有限公司上海分公司，上海 201803；3.北京交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院，北京 100044）

近年來(lái)，食品、藥品等安全問(wèn)題一直是被重點(diǎn)關(guān)注的民生問(wèn)題，而冷鏈運(yùn)輸是保障食品、藥品安全的重要手段。特別是2020 年新型冠狀病毒肺炎疫情背景下，冷鏈運(yùn)輸逆勢(shì)增長(zhǎng)，航空運(yùn)輸在疫苗運(yùn)輸中顯得尤為重要，但冷鏈物流安全性問(wèn)題愈發(fā)凸顯。據(jù)統(tǒng)計(jì)，高達(dá)30%的冷鏈藥品報(bào)廢都?xì)w因于物流。而航空物流環(huán)節(jié)多、接口多、程序復(fù)雜，使得航空冷鏈物流運(yùn)輸“斷鏈”問(wèn)題嚴(yán)重，且存在于各個(gè)環(huán)節(jié)，成為冷鏈貨物多式聯(lián)運(yùn)的發(fā)展瓶頸。因此，分析航空冷鏈物流運(yùn)輸?shù)陌踩?，并建立?biāo)準(zhǔn)程序來(lái)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，成為航空冷鏈物流運(yùn)輸領(lǐng)域重點(diǎn)研究方向之一。

為了對(duì)冷鏈物流安全性或可靠性進(jìn)行研究，國(guó)內(nèi)專家學(xué)者運(yùn)用GO-FLOW 法對(duì)不同冷鏈物流領(lǐng)域進(jìn)行研究：朱新球[1]研究O2O（ontime to office）生鮮海產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)；邱祝強(qiáng)等[2]研究蔬菜物流安全風(fēng)險(xiǎn)分析；鄒毅峰等[3]研究荔枝冷鏈物流安全評(píng)價(jià)；楊芳等[4]研究蘋果冷鏈物流系統(tǒng)安全性評(píng)價(jià)；黃欣等[5]研究冷鮮肉物流安全評(píng)價(jià)；程文等[6]研究乳制品冷鏈物流系統(tǒng)安全性評(píng)價(jià)分析，進(jìn)行GO-FLOW 程序運(yùn)算，分析系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的可靠性和故障率，找出了影響系統(tǒng)安全性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)并提出了解決思路。針對(duì)航空冷鏈物流的研究主要集中在現(xiàn)狀的研究：趙旭東等[7]分析了全球醫(yī)藥、生鮮市場(chǎng)前景，并與國(guó)外主要航空貨運(yùn)物流公司對(duì)比，提出應(yīng)大力發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施，特別是航空冷鏈相關(guān)技術(shù)及設(shè)備；吳俊濤[8]分析了中國(guó)航空冷鏈物流發(fā)展存在的問(wèn)題并提出了相應(yīng)對(duì)策。

這些研究多關(guān)注于某些特定種類冷鏈貨物的冷鏈物流系統(tǒng)安全性分析，而關(guān)于航空冷鏈物流的研究文獻(xiàn)相對(duì)匱乏，大多是對(duì)中國(guó)航空冷鏈物流發(fā)展現(xiàn)狀、問(wèn)題及發(fā)展建議的定性分析，鮮有對(duì)航空冷鏈物流安全風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)性分析。為此，本文基于GO-FLOW 法的定量分析方法測(cè)算航空冷鏈物流運(yùn)輸流程中的風(fēng)險(xiǎn)，識(shí)別航空冷鏈物流運(yùn)輸中風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源，提出了相應(yīng)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的建議。本研究在解決了航空冷鏈物流安全性問(wèn)題后，可以有效解決冷鏈貨物多式聯(lián)運(yùn)的關(guān)鍵技術(shù)難題。

1 研究方法與模型

GO-FLOW 法是一種有效的系統(tǒng)可靠性分析方法。20 世紀(jì)80 年代以后，在GO 法的基礎(chǔ)上，Matsuoka等[9]開發(fā)了能夠處理時(shí)間相關(guān)性的可靠性方法——GOFLOW 法。GO-FLOW 法的基本思想是把流程圖直接翻譯成GO-FLOW 圖，并用操作符代表具體的單元或部件，用信號(hào)流連接操作符，代表具體的物流或者邏輯上的運(yùn)輸通道，適用于有一定操作程序、狀態(tài)隨時(shí)間變化或有階段性任務(wù)等復(fù)雜系統(tǒng)的安全性和可靠性分析[10-12]。

在GO-FLOW 法中有14 種標(biāo)準(zhǔn)操作符，應(yīng)用的類型和符號(hào)如圖1 所示，其中：S（t）表示主輸入信號(hào)強(qiáng)度；P（t）表示次輸入信號(hào)強(qiáng)度；R（t）表示在時(shí)間點(diǎn)t 輸出信號(hào)強(qiáng)度。

圖1 GO-FLOW 操作符Fig.1 GO-FLOW instruction signs

時(shí)間點(diǎn)的個(gè)數(shù)有n 個(gè)，依次用t1，t2，…，tn來(lái)表示。而一個(gè)系統(tǒng)的安全性越好，則其信號(hào)流強(qiáng)度也越高。本文主要使用的操作符定義與計(jì)算公式如下[9-10，13]。

操作符類型21 通常用來(lái)模擬只有兩種狀態(tài)的元部件。輸出信號(hào)強(qiáng)度的計(jì)算公式為

式中Pg代表元部件的成功率。

操作符類型25 用來(lái)模擬單信號(hào)發(fā)生器，給出時(shí)間點(diǎn)ti的輸出信號(hào)強(qiáng)度R（ti），其中i=1，2，…，n。

操作符類型35 用來(lái)模擬正在工作但是失效率隨時(shí)間增長(zhǎng)的元件，輸出信號(hào)強(qiáng)度的計(jì)算公式為

式中：λ 表示失效率，且被假設(shè)不隨時(shí)間而改變；d 表示時(shí)間跨度。輸出信號(hào)強(qiáng)度R（t）被主輸入信號(hào)S（t）所影響。

鑒于航空冷鏈物流系統(tǒng)具有多環(huán)節(jié)、時(shí)序性的特點(diǎn)，運(yùn)用GO-FLOW 法可以準(zhǔn)確得出各時(shí)間點(diǎn)的安全性，從而識(shí)別出關(guān)鍵控制點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)其實(shí)施控制管理，以便更好地提高整條航空冷鏈的安全性。

2 航空冷鏈物流運(yùn)輸?shù)腉O-FLOW 分析

2.1 航空冷鏈物流運(yùn)輸流程

目前由于中國(guó)航空物流一體化運(yùn)作模式較少，所以航空冷鏈物流運(yùn)輸還是以航空貨運(yùn)的集中托運(yùn)為主要組織模式。根據(jù)航空貨運(yùn)集中托運(yùn)的業(yè)務(wù)程序，航空冷鏈物流運(yùn)輸包括從發(fā)貨人交貨開始到接貨人收貨間的貨運(yùn)代理人（簡(jiǎn)稱貨代）代理、機(jī)場(chǎng)貨站地面操作和航空公司空中運(yùn)輸?shù)纫幌盗袠I(yè)務(wù)流程，具體流程如圖2 所示。

圖2 航空冷鏈物流運(yùn)輸流程Fig.2 Flow chart of aviation cold chain logistics

由圖2 可知，航空冷鏈物流運(yùn)輸包括了始發(fā)地驗(yàn)貨、冷藏車運(yùn)輸、機(jī)場(chǎng)入庫(kù)、安檢、裝機(jī)、航空運(yùn)輸、目的地機(jī)場(chǎng)卸貨、入庫(kù)、取貨、交貨等多個(gè)環(huán)節(jié)。每個(gè)環(huán)節(jié)在具體操作過(guò)程中會(huì)由于設(shè)備、人員、信息傳遞、操作規(guī)范等方面的原因?qū)е潞娇绽滏溛锪鬟\(yùn)輸中的貨物出現(xiàn)損壞或損毀。

2.2 航空冷鏈物流運(yùn)輸GO-FLOW 圖

為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，僅將重要流程列入航空冷鏈物流運(yùn)輸流程，如圖3 所示。

圖3 航空冷鏈物流運(yùn)輸?shù)牟僮髁鞒蘁ig.3 Aviation cold chain logistics operation process

根據(jù)航空冷鏈物流運(yùn)輸?shù)牟僮髁鞒虉D，建立航空冷鏈物流運(yùn)輸GO-FLOW 圖，如圖4 所示。

圖4 航空冷鏈物流運(yùn)輸GO-FLOW 圖Fig.4 GO-FLOW chart of aviation cold chain logistics

根據(jù)航空冷鏈物流運(yùn)輸流程，定義了9 個(gè)時(shí)間點(diǎn)（段），分別與圖3 中9 個(gè)階段相對(duì)應(yīng)，即時(shí)間點(diǎn)（段）①～⑨分別為：發(fā)貨人交貨的時(shí)刻、貨物在始發(fā)地冷藏車地面運(yùn)輸時(shí)間段、始發(fā)地機(jī)場(chǎng)貨站安檢時(shí)刻、貨物在始發(fā)地機(jī)場(chǎng)貨站冷庫(kù)儲(chǔ)存時(shí)間段、貨物在始發(fā)地機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪裝機(jī)時(shí)刻、貨物在空中運(yùn)輸時(shí)間段、貨物在目的地機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪卸貨時(shí)刻、貨物在目的地冷藏車地面運(yùn)輸時(shí)間段、收貨人接貨時(shí)刻。整個(gè)航空冷鏈物流運(yùn)輸共有13 個(gè)信號(hào)流（1～10 代表信號(hào)流）和10 個(gè)操作符。

（1）信號(hào)流。航空冷鏈物流運(yùn)輸過(guò)程，冷鏈貨物的溫度、品質(zhì)等可能會(huì)發(fā)生變化。保障航空冷鏈物流運(yùn)輸?shù)陌踩褪菧p少冷鏈貨物品質(zhì)損耗，保證全程溫度可控。因此，可以用信號(hào)流強(qiáng)度表示航空冷鏈物流運(yùn)輸?shù)陌踩訹3]。信號(hào)強(qiáng)度越高，說(shuō)明安全性越好。

（2）發(fā)貨人交貨（時(shí)間點(diǎn)①）是整個(gè)航空冷鏈物流運(yùn)輸?shù)钠瘘c(diǎn)，選用“操作符類型25”表示。

（3）在航空冷鏈物流運(yùn)輸中機(jī)場(chǎng)貨站安檢（時(shí)間點(diǎn)③）、停機(jī)坪裝機(jī)（時(shí)間點(diǎn)⑤）、停機(jī)坪卸貨（時(shí)間點(diǎn)⑦）、收貨人接貨（時(shí)間點(diǎn)⑨）等4 個(gè)環(huán)節(jié)存在好或壞兩種狀態(tài)，選用“操作符類型21”表示。

（4）在地面運(yùn)輸（時(shí)間段②和⑧）、冷庫(kù)儲(chǔ)存待運(yùn)（時(shí)間段④）、空中運(yùn)輸（時(shí)間段⑥）等4 個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)間消耗較長(zhǎng)，這期間可能導(dǎo)致航空冷鏈貨物的安全性降低，選用“操作符類型35”表示。

2.3 計(jì)算規(guī)則及參數(shù)設(shè)定

根據(jù)GO-FLOW 法的計(jì)算公式（1）、（2）與航空公司實(shí)際調(diào)研和相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，列出了圖4 中所有操作符的類型和相關(guān)參數(shù)，如表1 所示。

表1 航空冷鏈物流運(yùn)輸系統(tǒng)中各操作符的數(shù)據(jù)參數(shù)Tab.1 Data parameters of each operator in aviation cold chain logistics

3 航空冷鏈物流運(yùn)輸?shù)陌踩杂?jì)算

3.1 計(jì)算過(guò)程與結(jié)果

GO-FLOW 法是從信號(hào)發(fā)生器開始，逐個(gè)計(jì)算輸出信號(hào)在所有時(shí)間點(diǎn)的強(qiáng)度，直到最后一個(gè)信號(hào)。最后計(jì)算出來(lái)的輸出信號(hào)強(qiáng)度則代表整體冷鏈物流運(yùn)輸系統(tǒng)的可靠程度或安全程度。該測(cè)算過(guò)程基本遵循“逐一提高各環(huán)節(jié)可靠程度，考察系統(tǒng)整體可靠程度提升”的原則。從各環(huán)節(jié)同時(shí)呈現(xiàn)成功率較低的情況開始，測(cè)算系統(tǒng)安全性。當(dāng)航空冷鏈物流運(yùn)輸流程中各環(huán)節(jié)同時(shí)呈現(xiàn)成功率最低時(shí)，系統(tǒng)安全性僅有0.609，如表2 所示。通過(guò)對(duì)航空冷鏈物流運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵環(huán)節(jié)安全性進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)系統(tǒng)安全性的影響情況參照表2計(jì)算過(guò)程進(jìn)行逐個(gè)測(cè)算，如表3 所示，具體如下：

表2 航空冷鏈物流運(yùn)輸各環(huán)節(jié)同時(shí)呈現(xiàn)成功率最低時(shí)系統(tǒng)安全性計(jì)算結(jié)果Tab.2 Calculation result of system safety when each operator in the aviation cold chain logistics is at the lowest success level

表3 提高關(guān)鍵環(huán)節(jié)可靠度后系統(tǒng)安全性計(jì)算結(jié)果Tab.3 The calculation result of system reliability after the improvement of reliability in key link

（1）提高機(jī)場(chǎng)安檢環(huán)節(jié)的安全性，將機(jī)場(chǎng)安檢環(huán)節(jié)的成功率由最初的0.900 提高到1.000，其他環(huán)節(jié)安全性不變（見表1），則系統(tǒng)安全性計(jì)算結(jié)果為0.677，安全性在原有基礎(chǔ)上（0.609）提高了11.2%；

（2）提高機(jī)坪裝機(jī)與卸貨環(huán)節(jié)的安全性，將機(jī)坪裝機(jī)與卸貨環(huán)節(jié)的成功率由最初的0.900 提高到1.000，其他環(huán)節(jié)安全性不變（見表1），則系統(tǒng)安全性計(jì)算結(jié)果為0.752，安全性在原有（0.609）基礎(chǔ)上提高了23.5%；

（3）同時(shí)提高安檢環(huán)節(jié)和機(jī)坪裝機(jī)、卸貨環(huán)節(jié)的安全性，即安檢環(huán)節(jié)和機(jī)坪裝機(jī)、卸貨環(huán)節(jié)的成功率由最初的0.900 均提高到1.000，其他環(huán)節(jié)安全性不變（見表1），則系統(tǒng)安全性計(jì)算結(jié)果為0.835，安全性在原有（0.609）基礎(chǔ)上提高了37.1%；

（4）在（3）的基礎(chǔ)上，提高空中運(yùn)輸過(guò)程的安全性，將空中運(yùn)輸過(guò)程中冷鏈貨物隨時(shí)間推移的失效率由0.005 降低到0.001，則系統(tǒng)安全性計(jì)算結(jié)果為0.856，安全性在上述（0.835）基礎(chǔ)上又提高了2.5%；

（5）在（3）的基礎(chǔ)上，提高冷庫(kù)儲(chǔ)存待運(yùn)過(guò)程的安全性，將儲(chǔ)存待運(yùn)過(guò)程中冷鏈貨物隨時(shí)間推移的失效率由0.007 降低到0.002，則系統(tǒng)安全性計(jì)算結(jié)果為0.861，安全性在上述（0.835）基礎(chǔ)上又提高了3.1%，如果刪去冷庫(kù)儲(chǔ)存待運(yùn)過(guò)程，則系統(tǒng)安全性計(jì)算結(jié)果為0.871，安全性在上述（0.835）基礎(chǔ)上又提高4.3%；

（6）在（3）的基礎(chǔ)上，提高地面運(yùn)輸過(guò)程的安全性，將地面運(yùn)輸過(guò)程中冷鏈貨物隨時(shí)間推移的失效率由0.009 降低為0.002，則系統(tǒng)安全性計(jì)算結(jié)果為0.908，安全性在上述（0.835）基礎(chǔ)上又提高8.7%。

3.2 計(jì)算結(jié)果分析

由上述定量分析可知，單獨(dú)增加某環(huán)節(jié)安全性可使總系統(tǒng)安全性增加，增加幅度排名前三的情況為：

（1）增加停機(jī)坪裝機(jī)與卸貨安全性可使總系統(tǒng)安全性增加23.5%，屬第一關(guān)鍵環(huán)節(jié)；

（2）增加機(jī)場(chǎng)安檢安全性可以使總系統(tǒng)安全性增加11.1%，屬第二關(guān)鍵環(huán)節(jié)；

（3）降低兩次地面運(yùn)輸過(guò)程中貨物失效率可以使總系統(tǒng)安全性增加8.7%，屬第三關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

4 航空冷鏈物流運(yùn)輸關(guān)鍵環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)控制策略

根據(jù)GO-FLOW 法計(jì)算結(jié)果，提高航空冷鏈物流運(yùn)輸安全性的核心是優(yōu)化機(jī)坪裝機(jī)和卸貨、機(jī)場(chǎng)安檢和兩次地面運(yùn)輸3 個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。結(jié)合航空冷鏈貨物運(yùn)輸時(shí)間和溫度特性，航空冷鏈物流運(yùn)輸要實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化流程、依托智能化與信息化及多主體協(xié)同推進(jìn)。

1）優(yōu)化關(guān)鍵流程

航空冷鏈貨物要建立“先卸后裝、優(yōu)先運(yùn)輸和優(yōu)先交付”的作業(yè)流程，對(duì)時(shí)間、溫度敏感性貨物提供裝運(yùn)優(yōu)先通道和申請(qǐng)優(yōu)先安檢，建立飛機(jī)裝貨前30 min從冷庫(kù)運(yùn)至機(jī)坪的操作流程，盡可能減少冷鏈貨物暴露在貨站和機(jī)坪的時(shí)間，提高該環(huán)節(jié)的安全性。

2）優(yōu)化設(shè)施設(shè)備

推廣實(shí)施保溫隔熱罩服務(wù)、機(jī)坪溫控車服務(wù)，實(shí)現(xiàn)航空冷鏈貨物與外界不良環(huán)境的最大程度隔絕，航空運(yùn)輸逐步使用主動(dòng)式溫控的航空集裝箱，地面運(yùn)輸除了冷藏車外，可以通過(guò)采用低成本的惰性冰板和隔熱材料設(shè)計(jì)小型冷藏集裝箱，以便于運(yùn)輸和配送，提高運(yùn)輸環(huán)節(jié)的安全性。

3）優(yōu)化制度體系

探索建立航空貨運(yùn)安全體系——受信任的托運(yùn)人概念，采取“航空冷鏈貨物預(yù)先安檢”的模式，逐步推廣基于信用分級(jí)、差異化分級(jí)等冷鏈運(yùn)輸安檢政策，采取前置安檢的形式，推動(dòng)安全管理和安保環(huán)節(jié)前移，避免航空冷鏈因開包等造成的風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

運(yùn)用GO-FLOW 法識(shí)別出航空冷鏈物流運(yùn)輸流程各環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源，并從流程、設(shè)備、制度體系等方面提出業(yè)務(wù)規(guī)范和風(fēng)險(xiǎn)防控策略。航空冷鏈物流具有市場(chǎng)前景和社會(huì)價(jià)值，其安全性又關(guān)系到國(guó)計(jì)民生，需要國(guó)家、行業(yè)和企業(yè)3 個(gè)層面共同發(fā)力[14]。

（1）加快推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，形成航空冷鏈物流發(fā)展的制度環(huán)境。明確各個(gè)環(huán)節(jié)的規(guī)范化操作，提高航空冷鏈物流運(yùn)輸?shù)陌踩?，保護(hù)消費(fèi)者合法權(quán)益和人民生命安全。

（2）加快“智能化+設(shè)施設(shè)備”建設(shè)，形成航空冷鏈物流發(fā)展的智慧環(huán)境。推廣先進(jìn)的冷鏈相關(guān)設(shè)施設(shè)備，建設(shè)信息可追溯的系統(tǒng)平臺(tái)，提高航空冷鏈物流運(yùn)輸?shù)男屎桶踩浴?/p>

（3）加快全球化體系認(rèn)證建設(shè)，航空冷鏈物流標(biāo)準(zhǔn)積極與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接，鼓勵(lì)更多市場(chǎng)主體參與全球的體系認(rèn)證，以更加積極、開放的姿態(tài)加入全球競(jìng)爭(zhēng)中倒逼企業(yè)變革。