梁 坤 (太原旅游職業(yè)學(xué)院,山西 太原 030032)
近年來,隨著電子商務(wù)的蓬勃發(fā)展和人民生活水平的日益提升,我國(guó)物流產(chǎn)業(yè)整體有了顯著的提升。但發(fā)展規(guī)模和運(yùn)作模式仍較國(guó)外先進(jìn)國(guó)家有很大差距,尤其以冷鏈物流差距較為顯著,我國(guó)當(dāng)前的綜合性冷鏈物流流通率僅達(dá)19%,而像一些發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、日本的流通率已經(jīng)達(dá)到85%以上。隨著消費(fèi)者水平和消費(fèi)觀念的提高,冷鏈物流將迎來新的發(fā)展機(jī)遇,成為重要的運(yùn)輸方式之一。但冷鏈物流存在著制冷技術(shù)落后、配送管理不合理、設(shè)備陳舊等問題,使得其能源消耗嚴(yán)重,也對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的碳排放效應(yīng)。因此,在當(dāng)前節(jié)能減排環(huán)保的大趨勢(shì)下,如何從低碳視角下考慮冷鏈物流的可持續(xù)發(fā)展成為亟待解決的重要問題之一。本文通過梳理國(guó)內(nèi)外低碳冷鏈物流的研究成果,總結(jié)其發(fā)展現(xiàn)狀,并提出未來可以開展的研究方向,以更好地對(duì)低碳冷鏈物流進(jìn)行研究。
冷鏈物流是指將易腐、易變質(zhì)、生鮮類冷藏冷凍食品、藥品等在生產(chǎn)、貯藏、運(yùn)輸、銷售等消費(fèi)前的各個(gè)環(huán)節(jié)處于低溫環(huán)境下,以保證產(chǎn)品質(zhì)量,減少損耗、防止污染的供應(yīng)鏈系統(tǒng),也稱為“低溫物流”。冷鏈物流是一個(gè)跨行業(yè)、多部門結(jié)合的整體系統(tǒng),其依托低溫制冷技術(shù)和防腐技術(shù),以物流系統(tǒng)為銜接,依托網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),輔以先進(jìn)的GPS等信息系統(tǒng),并以先進(jìn)的管理系統(tǒng)作為保障。冷鏈物流主要包含以下特點(diǎn):
(1)運(yùn)輸過程對(duì)產(chǎn)品所處環(huán)境有很高要求,此要求包括溫度、濕度、密封狀況等,因此冷鏈物流的各個(gè)環(huán)節(jié)必須使用特殊的貯藏設(shè)備,滿足貨物運(yùn)輸?shù)囊?,其投入成本比一般的物流系統(tǒng)要大得多。
(2)冷鏈物流對(duì)時(shí)效性要求更高,需要產(chǎn)品加工、貯藏、運(yùn)輸、銷售的各個(gè)環(huán)節(jié)銜接更為緊密,各個(gè)環(huán)節(jié)都需要強(qiáng)大的技術(shù)支持和信息共享。
(3)冷鏈物流過程中能耗要求較高,如何控制各環(huán)節(jié)的能耗成本是發(fā)展冷鏈物流的關(guān)鍵。
(4)冷鏈物流因其產(chǎn)品的特殊性及運(yùn)輸條件的苛刻要求,產(chǎn)品的質(zhì)量控制難度非常大,要保證產(chǎn)品的最終質(zhì)量和良品率,必須保證各環(huán)節(jié)和接口環(huán)節(jié)的質(zhì)量。作為高投入、高能耗、污染嚴(yán)重的供應(yīng)鏈體系,引入低碳概念符合當(dāng)下可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的要求。低碳供應(yīng)鏈即將碳排放、環(huán)境保護(hù)等思想融入供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)中,最終形成綠色的供應(yīng)鏈體系。低碳供應(yīng)鏈在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮碳排放指標(biāo),并在碳排放交易制度約束下進(jìn)行,以低碳為基本前提,在此基礎(chǔ)上形成完整的供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)和運(yùn)作過程。
CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)于冷鏈物流的中文期刊論文(核心期刊等級(jí)及以上)一共640篇,時(shí)間最早可以追溯到2001年,是由李寶仁教授在北京工商大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)上發(fā)表了一篇《冷鏈物流設(shè)施設(shè)備總量結(jié)構(gòu)配置模型及應(yīng)用》文章,但在2004年以后才開始引起其他學(xué)者的關(guān)注。其中關(guān)于綠色和碳排放的冷鏈物流研究成果是始于2012年,2012~2018年總共發(fā)表相關(guān)論文18篇,本文通過梳理這期間研究成果的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò),展示該方向的研究熱點(diǎn)問題。
從表1梳理出的關(guān)鍵詞中可以大致看出碳稅、綠色供應(yīng)鏈、評(píng)價(jià)指標(biāo)、配送路徑優(yōu)化和算法設(shè)計(jì)等相關(guān)含義的詞匯出現(xiàn)頻次較多,學(xué)者們對(duì)于低碳冷鏈物流的考慮大部分是在碳稅和綠色供應(yīng)鏈的視角進(jìn)行分析的,主要的定量分析方法可以分為兩種形式,一種是對(duì)于冷鏈物流運(yùn)作效率進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析,另一種是采用啟發(fā)式算法對(duì)冷鏈物流配送路徑進(jìn)行優(yōu)化分析。下面將針對(duì)這些文獻(xiàn)的具體內(nèi)容進(jìn)行梳理分析。
對(duì)于低碳冷鏈物流的研究,部分學(xué)者采用定性的方式進(jìn)行分析,如采用問題—分析—對(duì)策建議的邏輯方式提出低碳冷鏈物流的發(fā)展措施,或?qū)Φ吞家暯窍吕滏溛锪黧w系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,以及對(duì)影響綠色冷鏈物流績(jī)效效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)、影響因素進(jìn)行分析。原惠群、楊家其(2012)提出低碳時(shí)代下,研究農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流可持續(xù)發(fā)展的必要性[1];張鐵山、郭曉薇(2014)從低碳運(yùn)營(yíng)管理模式的角度對(duì)國(guó)內(nèi)外冷鏈物流進(jìn)行了對(duì)比分析,認(rèn)為當(dāng)前國(guó)內(nèi)冷鏈在低碳方面的政策還不完善,沒有具體的物流碳排放評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn),未能形成完善的冷鏈物流體系,冷鏈技術(shù)亟待革新,設(shè)備運(yùn)行成本過高等問題,并通過借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)為國(guó)內(nèi)冷鏈提出相應(yīng)的解決措施[2];李耀華(2015)從生態(tài)環(huán)境的角度對(duì)冷鏈物流企業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率進(jìn)行新的指標(biāo)體系的構(gòu)建[3];胡瀅(2015)以綠色供應(yīng)鏈為基礎(chǔ),對(duì)影響果蔬冷鏈物流效率的因素進(jìn)行定性分析[4];周云等人(2016)同樣將綠色供應(yīng)鏈理論引入冷鏈物流運(yùn)營(yíng)中,并分析了評(píng)價(jià)冷鏈綠色物流的績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)因素[5];姜櫻梅等(2017)通過考慮碳排放因素,究其產(chǎn)生的“效益悖反”現(xiàn)象,構(gòu)建相應(yīng)的冷鏈物流體系,并提出配套碳優(yōu)化的相關(guān)輔助措施和建議,為我國(guó)冷鏈物流的可持續(xù)發(fā)展提供參照[6]。
也有部分學(xué)者選擇對(duì)低碳冷鏈物流進(jìn)行定量分析,如楊建華等人(2012)考慮了碳稅政策的影響,基于冷鏈物流提出了一個(gè)包含碳稅成本在內(nèi)的運(yùn)營(yíng)成本優(yōu)化配送網(wǎng)絡(luò)模型[7];方凱等人(2014)、王忠偉和趙芳妮(2015)都是以綠色供應(yīng)鏈為基礎(chǔ),構(gòu)建冷鏈物流相關(guān)績(jī)效或發(fā)展評(píng)價(jià)體系,采用DEA方法或模糊綜合評(píng)判法對(duì)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行具體評(píng)價(jià)分析[8-9];潘茜茜、干宏程(2016)將碳排放作為經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來對(duì)冷鏈物流的配送成本進(jìn)行優(yōu)化分析,并采用蟻群算法進(jìn)行求解模型[10];肖超等人(2017)通過考慮時(shí)間窗、載重量等因素的影響,建立了包含碳成本在內(nèi)的綜合成本最低的目標(biāo)函數(shù)模型,并引入細(xì)菌覓食優(yōu)化算法來改進(jìn)蟻群算法的全局搜索能力,以更好地求解模型[11];王智憶、陸敬筠(2017)以變速、載重量、距離等因素為約束條件,建立以碳排放最低為目標(biāo)函數(shù)的路徑優(yōu)化模型,并采用蟻群算法進(jìn)行求解,最終提出保障低碳冷鏈物流的措施[12];王永琴等人(2017)對(duì)低碳視角下冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)中存在的均衡問題進(jìn)行研究,并通過對(duì)三級(jí)冷鏈網(wǎng)絡(luò)均衡模型構(gòu)建、求解,得出影響低碳冷鏈物流均衡的因素主要是訂貨批次和碳排放成本[13];鮑春玲、張世斌(2018)在考慮碳排放成本優(yōu)化的基礎(chǔ)上,加入了貨損成本的因素,并提出冷鏈聯(lián)合配送的配送方式相對(duì)于傳統(tǒng)分區(qū)配送要節(jié)約了大量的配送成本和碳排放量[14];唐恩斌等人(2018)探討了冷鏈物流內(nèi)部員工的低碳激勵(lì)機(jī)制,通過演化博弈理論構(gòu)建相關(guān)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型,尋找激勵(lì)員工低碳行為的影響因素[15];劉廣海等人(2018)以某城市的香蕉冷鏈配送為案例,分析測(cè)算了配送過程中產(chǎn)生的碳足跡,并認(rèn)為碳稅和腐損率是造成成本和碳足跡增加的重要因素[16];黃星星等人(2018)分別從碳稅和碳限兩種規(guī)則下討論了冷鏈物流配送路徑的優(yōu)化,在目標(biāo)函數(shù)中考慮加入了燃油消耗以及貨損成本的影響,并采用遺傳算法進(jìn)行求解優(yōu)化[17];康凱等人(2018)在目標(biāo)函數(shù)中考慮了車輛成本、制冷成本、貨損成本、碳排放成本以及懲罰成本,在綜合考慮這些因素的基礎(chǔ)上求解總成本最低的優(yōu)化模型,并為解決蟻群算法已陷入局部最優(yōu)陷阱的問題,對(duì)該算法的選擇機(jī)制和更新機(jī)制進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)[18]。上述文獻(xiàn)多采用配送路徑總成本優(yōu)化的方式以達(dá)到碳優(yōu)化目的,目標(biāo)函數(shù)考慮的因素也從單方面考慮碳成本逐漸加入時(shí)間窗、車速、貨損成本、載貨量等因素的影響,力求在接近現(xiàn)實(shí)約束條件下對(duì)綜合配送成本實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的目的,選擇的模型求解方式也多為啟發(fā)式算法,如遺傳算法、蟻群算法、細(xì)菌覓食—蟻群算法等。
表1 2012~2018年低碳冷鏈物流關(guān)鍵詞梳理
James SJ,James C(2010)指出冷鏈會(huì)產(chǎn)生顯著的碳排放當(dāng)量,認(rèn)為世界上1%的排放量是由冷鏈運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生的,因此,從低碳視角下研究冷鏈?zhǔn)怯斜匾缘腫19]。通過對(duì)國(guó)外低碳冷鏈物流的相關(guān)成果進(jìn)行梳理,可以發(fā)現(xiàn)成果大致可以分為兩個(gè)方面,即研究易腐產(chǎn)品的可持續(xù)運(yùn)輸問題和探討環(huán)境和冷鏈運(yùn)營(yíng)之間的作用關(guān)系。
近年來,大部分學(xué)者選擇以易腐品冷鏈物流為研究對(duì)象,對(duì)其運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì),目的是使碳排放量以及運(yùn)營(yíng)成本最小化,許多學(xué)者試圖擴(kuò)展在易腐產(chǎn)品的庫(kù)存管理期間最小化成本的傳統(tǒng)方法。如Govindan et al(2014)從可持續(xù)發(fā)展的視角,針對(duì)易腐食品供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)的設(shè)施選址問題和車輛路徑問題進(jìn)行研究,目的是最小化物流成本以及最小化CO2排放對(duì)環(huán)境的影響[20];Ali Bozorgi et al.(2014)考慮了冷鏈環(huán)境中的冷庫(kù)存問題,通過建立庫(kù)存和運(yùn)輸成本及排放函數(shù)模型,分析基于排放最小化和成本最小化的庫(kù)存決策中的權(quán)衡[21];Marco Bortolini et al(2016)提出了一個(gè)三層目標(biāo)優(yōu)化問題,以優(yōu)化新鮮食品配送網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)成本、碳足跡和交貨時(shí)間,其中考慮了產(chǎn)品的質(zhì)量損失函數(shù)以及貨架壽命來管理多模式配送網(wǎng)絡(luò)中食物的易腐性[22];Ali Bozorgi(2016)針對(duì)冷藏品提出了一個(gè)多產(chǎn)品庫(kù)存模型,該模型確定了最小化成本以及碳當(dāng)量排放的庫(kù)存水平[23];Adekomaya et al(2016)以冷鏈系統(tǒng)為研究對(duì)象,通過最小化柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)蒸汽壓縮系統(tǒng)的能耗,找出在食品運(yùn)輸系統(tǒng)中節(jié)能的替代方法[24];MirMohammad Musavi,Ali Bozorgi-Amiri(2017)提出了一種可持續(xù)樞紐選址—車輛調(diào)度模型,該模型考慮了食品供應(yīng)鏈中供銷產(chǎn)品的易腐性以及中心網(wǎng)絡(luò)的CO2排放總量,通過采用非支配性排序遺傳算法—II優(yōu)化運(yùn)輸總成本、運(yùn)輸時(shí)食品的新鮮度和質(zhì)量以及車輛的總碳排放量,以滿足環(huán)境的可持續(xù)性要求[25];Moncer Hariga et al(2017)在文中提出了一個(gè)運(yùn)營(yíng)成本最小化模型、碳足跡最小化模型和一個(gè)混合經(jīng)濟(jì)與環(huán)境最小化模型,所有模型求解都在尋求最佳的批量大小和運(yùn)輸量,以及供應(yīng)鏈中用于上游和下游的卡車的數(shù)量,和由第三方物流供應(yīng)商擁有的DC使用的冷凍機(jī)組的數(shù)量[26];Rahimi et al(2017)針對(duì)易腐產(chǎn)品配送的庫(kù)存—路徑問題(IRP)構(gòu)建了一個(gè)多目標(biāo)函數(shù),即考慮總庫(kù)存最小化和運(yùn)輸成本最小化,旅行時(shí)間或距離最小化,考慮庫(kù)存和配送服務(wù)水平、碳足跡以及經(jīng)濟(jì)績(jī)效等[27];Gallo et al(2017)針對(duì)長(zhǎng)距離的食品運(yùn)輸設(shè)計(jì)了可持續(xù)性的冷鏈物流,通過構(gòu)建一個(gè)混合整數(shù)線性規(guī)劃模型,尋求易腐產(chǎn)品過程中冷操作相關(guān)的總能耗最小化[28]。
也有部分學(xué)者選擇從易腐產(chǎn)品的制冷對(duì)溫室氣體排放的貢獻(xiàn)角度進(jìn)行研究。Rasmus Haass et al(2015)試圖通過利用智能集裝箱來減少食物損失和碳排放,通過估計(jì)其裝載貨物的綠色壽命,從而確定質(zhì)量驅(qū)動(dòng)配送的可能性,并引入“Internet of Things”和“Autonomous Logistics”的概念提出一種新的算法進(jìn)行求解[29];Ahmed Saif,Samir Elhedhli(2016)將冷鏈供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)作為一個(gè)混合整數(shù)凹極小化問題,構(gòu)建了一個(gè)雙目標(biāo)的總成本最小模型,其中探討了冷藏庫(kù)的成本與全球變暖效應(yīng)間存在的關(guān)系[30];Camanzi et al(2017) 針對(duì)整個(gè)EU—25食品供應(yīng)鏈的溫室氣體(GHG)排放進(jìn)行綜合評(píng)估,考慮產(chǎn)品分類的最高可用水平,并提出一種基于經(jīng)濟(jì)激勵(lì)的綜合溫室氣體減排方法[31]。
通過對(duì)國(guó)內(nèi)、國(guó)外學(xué)者關(guān)于低碳視角下冷鏈物流的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析,可以發(fā)現(xiàn)這方面的研究成果相對(duì)較新,現(xiàn)有的成果相對(duì)較少,學(xué)者一般是在引用綠色供應(yīng)鏈或綠色車輛配送路徑優(yōu)化的基礎(chǔ)上對(duì)低碳冷鏈物流展開研究。因此,無論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外學(xué)者都在低碳視角下冷鏈配送路徑優(yōu)化方面獲得不少研究成果,其他國(guó)內(nèi)少數(shù)成果停留在定性分析現(xiàn)狀問題,或者定量評(píng)價(jià)綠色冷鏈物流運(yùn)營(yíng)效率方面,少數(shù)國(guó)外學(xué)者定量分析環(huán)境和冷鏈運(yùn)營(yíng)之間的互相作用關(guān)系??傮w而言,研究成果方向不夠多元化,本文認(rèn)為未來學(xué)者還可以從以下方面對(duì)低碳冷鏈物流展開研究:
(1)學(xué)者可以從可持續(xù)發(fā)展的角度,對(duì)冷鏈物流運(yùn)營(yíng)的各個(gè)環(huán)節(jié)的碳足跡進(jìn)行分析,引入精益物流理論探討冷鏈物流的整合戰(zhàn)略;
(2)結(jié)合先進(jìn)制冷技術(shù)或物聯(lián)網(wǎng)等智慧工具對(duì)低碳冷鏈物流的運(yùn)營(yíng)模式進(jìn)行思考;
(3)考慮在低碳冷鏈物流車輛路徑優(yōu)化中加入純電動(dòng)汽車車型因素的影響,純電動(dòng)汽車是未來配送車輛的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì),具有一定的研究意義。