近年来随着人们生活水平不绝提高,对新鲜食品和新鲜农产品的需求逐渐加大,食品宁静问题引起了人们的极大关注,冷链物流在农产品流通中饰演着越来越重要的角色。与此同时,冷链物流的生长降低了农产品流通历程中食品腐坏的比例,进而减少了流通本钱,并有效抑制了农产品价格上涨。然而,与西方兴旺国家相比,中国的冷链物流还没有形成完整体系,冷链物流效率低下,各环节间缺乏有效衔接。

目前,海内外学者对冷链物流网络的研究主要集中在3个方面。一是对冷链物流网络宏观现状的剖析,例如何静等在剖析我国连锁超市生鲜食品流通现状的基础上,提出我国冷链物流网络主要有3 种模式,即单个经济体的冷链物流网络、区域内的冷链物流网络、跨区域的冷链物流网络［1］。龚树生平划分对冷链物流网络的3 种模式进行了剖析,认为目前我国冷链物流各环节还没有很好衔接起来,区域内农产品综合物流配送体系尚未成型［2］。二是冷链物流配送中心的选址问题,如李延晖等［3］、Wang等［4］划分建立了基于时间约束和本钱约束的冷链物流配送模型; 张庆年等运用AHP和数学图论建立了冷链物流的配送模式［5 － 6］; Bai等运用灰色综合评价来定位冷链物流配送中心的位置［7］; 潘青建立了基于危害和本钱的双层计划模型的选址模型［8］。三是冷链物流配送路径的优化问题,如黄纯辉平划分对食品冷链的库存、物流运输、仓储、配送等问题进行了优化研究［9 － 11］。Tang等［12］、Qi［13］、Peng等［14］划分将节省法和蚁群算法、粒子群算法、PSO- DP算法结合Inver - over操作对物流配送中简直定需求或随机需求的车辆路径线路进行优化。综上,目前海内外对冷链物流的综合网络计划方面研究较少。本研究以总的操作本钱最低为目标函数建立数学模型,对整个冷链物流配送网络进行计划研究,并提出了“效劳半径”看法,将物流节点间的配送时间转化为物流节点间的效劳半径,通过一系列约束条件体现各决策变量间的关系,最后通过案例剖析验证模型的有效性,以期为相关企业从事冷链物流事情提供借鉴。

1 问题描述

有1 个农产品供应点O,有N个消费者( C) ,为了包管该产品的新鲜度,确保消费者餐桌上的产品质量,需要对该生鲜品的冷链物流网络进行计划,从J个可选择的配送中心( DC)中选择j个建立配送中心,从K个可选择的冷库( RS) 中选择k个建立冷库点,进行货物中转( 图1) 。

冷链物流的效率取决于各物流节点间的相互衔接,每个节点只能被唯一的上一层节点效劳,而每个节点可以为多个下一层节点提供配送效劳。冷链物流网络计划的最终目的是在总的操作本钱最低的基础上,通过建立各物流节点,使农产品宁静快速地送达消费者的餐桌上。

2 数学模型

主要对物流节点的建设和节点间的运输2 个方面进行优化,即考虑建立物流节点的本钱和运输本钱。由于生鲜产品的特性,还考虑了产品运输中的货损本钱,即产品运输途中因运输时间过长导致的货损,以及装卸货历程中外界热空气进入冷藏车内使车内温度上升造成的货损。同时为了包管生鲜产品的质量,也需要对冷链物流网络的效劳时间进行限制。效劳时间与物流节点间的距离有很大关系,这里可记为“效劳半径”。因此,物流节点间的效劳时间就转化为物流节点间的“效劳半径”,划分记为供应点到配送中心的效劳半径( RD) 、配送中心到冷库的效劳半径( RS) 、冷库到消费者的效劳半径( RC) 。

2. 1 模型假设

模型假设如下: ( 1) 供应点、配送中心、冷库、需求点疏散在都会差别地区; ( 2) 配送网络所需配送中心的数量已知;( 3) 建立和经营配送中心的牢固用度已知; ( 4) 所有配送中心的商品由供应点供应,配送中心之间不保存相互调剂的情况;( 5) 所有冷库所需产品都由配送中心供应,各冷库间不保存相互调剂的情况; ( 6) 配送中心所需商品总数量小于供应点生产的产品数量; ( 7) 各配送中心和冷库的需求量是确定的,并在一准时期内坚持相对稳定。

2. 2 模型建立

参数设置如下。

J: 备选配送中心数量; K: 冷库数量; qn: 每个消费区的需求数量; 0 - 1 决策变量:

目标函数盘算要领如下:

参数寄义见表1。相应公式为:

表1 参数寄义 

目标函数( 1) 体现总操作本钱最小,即网络节点的建设本钱、运输本钱、货损本钱之和最小。其中,网络节点的建设本钱包括牢固本钱和可酿本钱。网络节点的牢固本钱主要由租赁时机本钱、个人本钱和其他本钱治理决定,网络节点的可酿本钱取决于吞吐量; 运输本钱包括供应点到配送中心、配送中心到冷库以及冷库到消费区的运输本钱。其中,约束条件[式( 2) 至式( 6) ]体现各节点的吞吐量与各节点需求量间的线性关系; 约束条件[式( 7) 至式( 8) ]体现各节点之间的决策变量关系; 约束条件[式( 9) 至式( 11) ]划分体现各节点间的效劳半径限制。

3 实例剖析

以上海市原行政划分图为例进行计划,以上海市浦东新区1 个蔬菜生产基地为例对冷链物流配送网络进行优化研究。如图2 所示,这个蔬菜生产基地计划向上海市其他地区供应蔬菜,现计划从南汇区、上海市区、嘉定区、松江区中选择建立配送中心,冷库位置从9 个冷库点中选择,则需要对这一冷链物流网络进行优化,使总操作本钱最低。

该物流网络有1 个供应点( 浦东新区) 和9 个需求地( C1 ~ C9) ,通过调研剖析,每个地区的需求数量及其到供应点的距离如表2 所示,备选配送中心到供应点的距离如表3所示,备选配送中心到需求点的距离如表4 所示,效劳半径和操作本钱系数在剖析目今物流系统的操作数据和资金本钱的基础上获得( 表5) 。

表2 各地区的需求量及其离供应点的距离 

表3 预选配送中心与供应点的距离  

表4 预选配送中心与冷库的距离  

表5 效劳半径和操作本钱系数 

每个配送中心、冷库牢固本钱和单位可酿本钱是相同的,每条路径的单位运输本钱是一样的,每个冷库只效劳外地。

这些特点使得模型获得了大大简化。

凭据实例数据,可以进行模型构建: J为配送中心j的荟萃; K为冷库k的荟萃; N为消费区n的荟萃。

0 - 1 决策变量:

式中: j = 1,2,3,4; k = 1,2,3,…,9。

凭据表4 的物流网络信息和式( 1) ,这一物流网络的目标函数如下:

式中: θ = 1 /2。

约束条件如下:

通过Lingo软件进行求解,可以划分获得网络节点的选择结果、配送中心和冷库的效劳规模以及网络节点的地舆漫衍( 图3) 。结果显示,该蔬菜生产基地可在南汇区、嘉定区、松江区建立配送中心,划分卖力对上海市其他地区供应新鲜蔬菜( 表6、表7) 。通过综合比较发明,南汇区、嘉定区、松江区离上海市中心较远,有大宗土地有待开发,同时交通便当,具有优越的物流基础设施,正切合配送中心对土地的大宗需要,切合上海市总体计划。虽然这些地区土地价格并不是最自制的,可是其便捷的交通和合理的地舆位置决定了最低的运输配送本钱,因此可以考虑在这3 个地区建立冷链配送中心。

表6 网络节点的选择结果

4 结论

降低本钱是冷链物流研究的主要偏向,降低本钱能够提高效率、增加收益,并对整个冷藏供应链的响应周期爆发重要影响。本研究提出了以总本钱最小为目标函数,并将配送时间以“效劳半径”的形式作为约束条件的单目标数学模型,通过案例剖析证明了模型的实用性与有效性。随着市场生长的多样性,农产品供应链中的供应商逐渐向漫衍式、多品种的生产偏向生长,在某些情况下,人们可能要求本钱与时间同时抵达最优化,这属于多目标的配送网络计划问题。所以,今后将进一步研究疏散式、多品种供应模式下,基于时间和生产能力限制的配送网络模型。

表7 网络节点的效劳规模