李桂娥

摘要：文章針對生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流配送企業(yè)成本最小化為目標(biāo)，將配送過程中發(fā)生的車輛損耗、運輸、貨損以及制冷、延時等一切成本進(jìn)行了綜合考慮。在車載重量與運輸時間成本的限制下，對以上成本因素進(jìn)行綜合考慮構(gòu)建成本最小化模型。并結(jié)合研究結(jié)果積極探索冷鏈物流配送的優(yōu)化策略;最后，通過節(jié)約成本法加以分析求解，驗證模型和算法的可行性。結(jié)果表明，基于時溫特性處理生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流配送過程中存在的問題，通過節(jié)約成本以最小的成本來滿足客戶需要，隨著時間的推移，未來物流業(yè)的發(fā)展中，生鮮農(nóng)產(chǎn)品物流所占的比重會逐漸上升。

關(guān)鍵詞：冷鏈物流;生鮮農(nóng)產(chǎn)品;配送路徑優(yōu)化;節(jié)約成本法

中圖分類號：U116.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

農(nóng)業(yè)是我國的第一大產(chǎn)業(yè)，農(nóng)產(chǎn)品、生鮮食品產(chǎn)量在世界總產(chǎn)量中所占比例較大。隨著國民收入水平的提高，對生活質(zhì)量有了更高的要求，對于食品更加注重健康與營養(yǎng)。然而，早期的農(nóng)產(chǎn)品運輸條件簡陋，運輸環(huán)境也很差，農(nóng)產(chǎn)品的防腐、冷藏與保鮮設(shè)備嚴(yán)重不足，導(dǎo)致運輸過程中大量農(nóng)產(chǎn)品腐爛、變質(zhì)，浪費情況非常嚴(yán)重，給配送企業(yè)和客戶造成經(jīng)濟損失。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)階段，全國范圍內(nèi)擁有超過3000家肉類食品企業(yè)，年產(chǎn)量在7億噸以上，平均每年增長率為5個百分點。此外，每年蔬菜與水產(chǎn)品的總產(chǎn)量分別為3億噸、4400萬噸，生鮮農(nóng)產(chǎn)品的消耗量每年也能達(dá)到2.4億噸，年增幅在4個百分點左右。然而在這些生鮮農(nóng)產(chǎn)品運輸過程中，肉類的腐敗、變質(zhì)率一般在15個百分點上下，水果蔬菜則更嚴(yán)重，最高能達(dá)到30個百分點。正是生鮮農(nóng)產(chǎn)品運輸過程中較高的變質(zhì)率造成了配送成本的居高不下，甚至成為我國農(nóng)產(chǎn)品物流配送產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的主要障礙。

通過以上描述可以看出，如何以最小化的運輸成本通過最優(yōu)化的路徑來達(dá)到運輸效率的最高作為本文研究的主要目的。通過設(shè)計科學(xué)的配送方案，積極探索優(yōu)化的配送路徑，將農(nóng)產(chǎn)品在配送過程中產(chǎn)生的損耗控制在最低水平;在各項成本得到有效控制與降低的同時，滿足客戶對產(chǎn)品質(zhì)量與數(shù)量的配送需求，提高農(nóng)產(chǎn)品配送效率。

1生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流配送路徑優(yōu)化研究現(xiàn)狀

1.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀

電子商務(wù)的持續(xù)發(fā)展帶動了物流產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，使得物流配送市場需求進(jìn)一步擴大。這種背景下，農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流配送作為物流配送產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，近幾年受到國內(nèi)外學(xué)術(shù)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，成為各國學(xué)者爭先研究的熱點課題。王淑云基于帶時間窗的車輛配送路徑中存在的問題，以整個配送過程中總成本最小為目標(biāo)建立冷鏈配送模型，運用節(jié)約算法計算出最佳配送路徑，并基于計算結(jié)果提出了降低顧客消費需求的參考意見。朱輝等人基于客戶需求量將冷鏈物流產(chǎn)品分為不同的批次進(jìn)行配送，按照客戶需求量多少來安排配送順序，對于需求量大的客戶優(yōu)先安排，有效降低了貨物在途時間，實現(xiàn)貨損率的降低。由于零售點對農(nóng)產(chǎn)品需求有著非常明顯的不確定性，潘東靜基于此，將客戶需求視為模糊變量，以模糊需求為背景建立了農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流配送優(yōu)化路徑的模型，采用混合智能算法計算結(jié)果。姚卓順選擇連鎖超市生鮮食品配送為研究對象，對連鎖超市中生鮮農(nóng)產(chǎn)品配送過程中發(fā)生的各項成本進(jìn)行具體分析，成本最小化作為配送目標(biāo)，建立帶時間窗約束的配送路徑優(yōu)化模型。丁雪峰等人基于需求與品種的多樣化對冷鏈配送展開深入研究，以最小化運輸、倉儲、制冷所產(chǎn)生的總成本為目標(biāo)，建立了多品種的冷鏈?zhǔn)称饭餐渌湍Ｐ?，為多品種的冷鏈配送路徑的選擇提供依據(jù)。

在農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流的路徑優(yōu)化中存在對總成本考慮不足的問題，本文針對此問題進(jìn)行了改進(jìn)。結(jié)合冷鏈物流配送特征，關(guān)于其配送時間、溫度與貨損等因素展開全面思考。通過科學(xué)規(guī)劃配送線路，大大提高了配送效率，降低了貨物損失，并且滿足了客戶時間窗要求，全面考慮每項成本，更加符合現(xiàn)實應(yīng)用，有助于我國冷鏈物流的未來發(fā)展。

1.2生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流概述

1.2.1農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流概念

冷鏈在物流業(yè)中已存在了很長時間，然而至今在概念上仍未達(dá)成一致。通常意義上的冷鏈?zhǔn)侵福和ㄟ^一些設(shè)備的應(yīng)用來保障流通中各環(huán)節(jié)的貨物始終處于溫度、濕度適宜的環(huán)境中，進(jìn)而達(dá)到貨物保鮮的目的。同樣，關(guān)于冷鏈物流也未形成統(tǒng)一的定義，本文中的冷鏈物流是指：貨物從最初的生產(chǎn)到最終到達(dá)終端消費者手中的各個環(huán)節(jié)中都處于溫度、濕度適宜的環(huán)境中，以進(jìn)行充分保鮮、減少貨損的整個體系。

對于整個冷鏈物流體系而言，生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流是其關(guān)鍵組成部分，農(nóng)產(chǎn)品（如果蔬、肉類）從生產(chǎn)到最終到達(dá)終端消費者手中整個過程都處于溫度、濕度適宜的環(huán)境，進(jìn)而充分保持其安全性與新鮮性的整個物流業(yè)務(wù)即為農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流。農(nóng)產(chǎn)品在加工、運輸與配送、倉儲、銷售等各個環(huán)節(jié)都處于低溫狀態(tài)，各個環(huán)節(jié)有效對接構(gòu)成了農(nóng)產(chǎn)品冷鏈供應(yīng)鏈。然而就具體實踐而言，冷鏈供應(yīng)鏈并不是單獨存在的，其通過與其他多個冷鏈供應(yīng)鏈相互結(jié)合構(gòu)成一個完善的冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)。圖1即為農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流的整體運作流程。

1.2.2農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流的特征

在產(chǎn)品流通過程中，生鮮農(nóng)產(chǎn)品對溫度、濕度、運輸時間有著更高的要求，因此相對于一般物流而言，生鮮農(nóng)產(chǎn)品的配送具有如下特征：

（1）較強的時效性

生鮮農(nóng)產(chǎn)品配送中，服務(wù)質(zhì)量的高低很大程度上取決于配送時間。配送企業(yè)需要在客戶規(guī)定的時間內(nèi)將農(nóng)產(chǎn)品送達(dá)目的地。一旦超過了配送時間生鮮農(nóng)產(chǎn)品極有可能會變質(zhì)、腐爛，出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量安全問題，將很難被銷售出去，造成經(jīng)濟損失。

（2）建設(shè)與有效運行都需要較高的費用

相對于一般產(chǎn)品流通而言，農(nóng)產(chǎn)品對設(shè)施、設(shè)備有著特殊要求。需要建立完善的預(yù)冷站、冷庫，還需要購置齊全的冷凍、冷藏車輛，這些都需要花費大量資金。此外在農(nóng)產(chǎn)品配送途中，還需要一直制冷來保障產(chǎn)品的安全與新鮮，制冷設(shè)備的開啟也需要消耗一定的燃油和電能，形成消耗成本。同時，農(nóng)產(chǎn)品的市場需求與價格變化莫測，整體有效運行需要較高的費用。

（3）較高的協(xié)調(diào)管理能力

一般來說，客戶更加注重冷鏈配送農(nóng)產(chǎn)品的時效性。然而在具體配送環(huán)節(jié)，由于配送車輛故障經(jīng)常會導(dǎo)致產(chǎn)品配送不及時，在供貨商與客戶未能及時溝通、配送企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力不足的情況下，就難以及時采取有效措施予以彌補，進(jìn)而造成農(nóng)產(chǎn)品腐爛、變質(zhì)，給配送企業(yè)與客戶帶來一定經(jīng)濟損失。

（4）信息化程度高

冷鏈物流配送體系中，會大量應(yīng)用到RFDI、GPS、GIS等先進(jìn)技術(shù)，使得農(nóng)產(chǎn)品的流通環(huán)境保持在溫度、濕度適宜的環(huán)境中，并對運輸環(huán)境進(jìn)行有效跟蹤與監(jiān)控，將貨損控制在最低水平，以更小的配送風(fēng)險達(dá)到更高的配送效率，讓消費者購買到安全、新鮮的農(nóng)產(chǎn)品，提升客戶滿意度。

2冷鏈物流配送路徑的優(yōu)化研究

2.1問題描述與假設(shè)

本研究以一個冷鏈物流配送中心在同一時間為若干個客戶提供產(chǎn)品配送服務(wù)為前提創(chuàng)建冷鏈物流配送模型。將客戶需求量、車輛載重等作為研究要素，以整體配送成本最小化為目標(biāo)，設(shè)計出合理的運輸路徑，并基于冷鏈物流配送特征，作出如下假設(shè)：

（1）產(chǎn)品配送僅僅為單程送貨;

（2）冷藏配送車輛的載重為核定的;

（3）必須滿足每一個客戶的配送需求，并且任何一個客戶所需配送的貨物只允許調(diào)用一輛物流車;

（4）車輛結(jié)束點和車輛出發(fā)點為同一個配送點;

（5）每個客戶詳細(xì)地址與貨物需求規(guī)模作為已知條件;

（6）產(chǎn)品配送需要在客戶要求時間內(nèi)結(jié)束，車輛在客戶滿意時間窗內(nèi)到達(dá)，則不會受到資金處罰，超過滿意時間窗的物流車會根據(jù)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行罰款;

（7）配送中心到客戶點，以及各個客戶點之間的最佳配送線路已經(jīng)計算出來;

（8）配送標(biāo)準(zhǔn)是為要保障生鮮農(nóng)產(chǎn)品在規(guī)定溫度下其質(zhì)量和新鮮度。

通過與具體的配送實踐相結(jié)合，本研究對冷鏈物流配送過程中產(chǎn)生的時間、溫度、貨損等成本進(jìn)行深入研究，將目標(biāo)確定為整體配送成本最少，創(chuàng)建冷鏈物流配送最優(yōu)路徑模型。在節(jié)省整個物流配送開支的前提條件下，滿足客戶配送需求，降低流通損耗。

2.2冷鏈物流配送成本定義

基于決策目標(biāo)，“總成本最低”是上述配送模型的目標(biāo)函數(shù)。按照冷鏈物流屬性來講，該物流配送包括時間成本、溫度成本和貨損成本。而時間成本為配送車輛運輸費用與客戶時間成本;溫度成本指的是車輛運輸時制冷消耗和時間成本，包括車輛運輸成本和客戶時間成本兩個要素;溫度成本包括配送過程和裝卸過程中溫差原因產(chǎn)生的額外能耗開支;貨損成本包括因為時間推移而形成的產(chǎn)品貨損費用和裝卸過程中溫差原因產(chǎn)生的貨損開支。

2.2.1時間成本

（1）運輸成本。就整個產(chǎn)品配送流程而言，運輸作為其主要內(nèi)容，同時也是所需時間最多的一個環(huán)節(jié)。而“時間成本”作為冷鏈物流最佳路徑計算模型的主要內(nèi)容，同時配送車輛運輸成本與車輛駕駛路程、車輛駕駛時間之間存在正向影響關(guān)系。而關(guān)于配送車輛運輸成本費用，將通過下述表達(dá)式來進(jìn)行計算：

（2）時間窗成本。為了得到高質(zhì)量、高品質(zhì)的服務(wù)，客戶往往會對商家的配送時間提出一定要求，但是在實際運營中，因為配送線路不合理，時常會存在貨物未能在規(guī)定的時間送達(dá)指定地點，這種基于時間窗而形成的成本并沒有凸顯在表面，作為一種隱性成本而存在，較其他3種非隱形成本，盡管不會對配送總成本造成實質(zhì)性的影響，但是會降低客戶滿意度，影響客戶服務(wù)體驗，甚至?xí)斐煽蛻袅魇?。假如針對隱形時間窗成本利用數(shù)學(xué)模型實現(xiàn)非隱形顯示，那么其關(guān)于物流配送水平和成本計算會發(fā)揮關(guān)鍵作用。所以，時間窗成本是構(gòu)成物流配送成本的關(guān)鍵內(nèi)容。時間窗成本可以表示為：

2.2.2貨損成本

冷鏈物流運輸?shù)漠a(chǎn)品通常為對運輸環(huán)境有著較高要求的易腐性產(chǎn)品，一旦溫度、濕度、時間等因素發(fā)生變化就會影響產(chǎn)品的質(zhì)量與價值。為了有效保證產(chǎn)品品質(zhì)配送企業(yè)會營造低溫的環(huán)境對產(chǎn)品進(jìn)行配送。然而這一手段不足以有效杜絕產(chǎn)品腐敗、變質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)生，所以冷鏈物流配送過程中由于產(chǎn)品損壞產(chǎn)生的成本也是構(gòu)成配送總成本的重要部分。產(chǎn)品配送過程中，存在多種因素會導(dǎo)致冷鏈配送產(chǎn)品腐壞：（1）在其他影響因素忽略不計的情況下，配送時間不及時會導(dǎo)致產(chǎn)品腐壞;（2）產(chǎn)品裝卸環(huán)節(jié)，冷藏車廂內(nèi)外溫度不一致，出現(xiàn)空氣對流，導(dǎo)致車廂內(nèi)溫度升高，對生鮮農(nóng)產(chǎn)品的新鮮度和質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。以上2方面的貨損成本可以利用以下公式來計算：

2.2.3溫度成本

溫度是保持產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵因素，產(chǎn)品只有存放在適宜的溫度下，才能夠更長久地保持產(chǎn)品新鮮性，這也是冷鏈物流最明顯的特征。生鮮農(nóng)產(chǎn)品遭受到微生物的侵襲、酶的化解以及氧化、呼吸作用、機械損傷等因素的影響會發(fā)生腐壞變質(zhì)，而通過合適的溫度設(shè)置能夠有效降低上述幾種因素對生鮮農(nóng)產(chǎn)品的影響。在冷鏈配送過程中，溫度成本產(chǎn)生于冷藏車的制冷能源消耗。因此，不考慮其他影響要素，而生鮮農(nóng)產(chǎn)品的溫度成本計算公式為：

3冷鏈物流配送路徑優(yōu)化算例分析

3.1節(jié)約成本法

節(jié)約成本法利用對每個單獨點和原點的連接，成為只有1個中點的覆蓋線路模式，接下來計算節(jié)點和幾點之間最大成本節(jié)省值。因此，增加時間窗與溫度控制等約束條件，結(jié)合節(jié)約成本法的屬性，建議對成本法進(jìn)行改進(jìn)來解決上述問題。這一計算方法的顯著屬性為：它作為逐漸逼近法，因為其操作方便、容易上手，計算精準(zhǔn)，并且會綜合權(quán)衡各個實際問題，在運算車輛配送路徑優(yōu)化問題上充分發(fā)揮其優(yōu)勢。當(dāng)今，冷鏈物流發(fā)展的最大問題是其配送成本過高，主要原因是對車輛配送時間的要求。而引用優(yōu)化后的時間窗節(jié)約法，實現(xiàn)冷鏈物流企業(yè)在約束條件下關(guān)于最佳配送路徑方案進(jìn)行篩選。所以，加入時間和溫度約束條件將更加符合冷鏈物流企業(yè)的現(xiàn)實運營。

基于路徑優(yōu)化模型，綜合配送環(huán)節(jié)出現(xiàn)的時間、溫度和貨損成本等約束條件，使得目標(biāo)函數(shù)總成本值降至最小。文章將借助節(jié)約成本法關(guān)于生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流配送路徑實施調(diào)整和升級，中間會涉及到運輸成本、節(jié)約的貨損成本等。在符合時間窗、車輛載重等標(biāo)準(zhǔn)的情況下，探究該配送路線的可行性，并且探尋出各個節(jié)點之間可以節(jié)省的最大值，從而計算出冷鏈物流車輛最佳配送路徑，詳細(xì)計算過程內(nèi)容：

（1）按照客戶收貨時間對冷鏈物流配送車輛進(jìn)行安排;（2）把時間窗內(nèi)第一個客戶作為首個配送點，將節(jié)省成本最多的客戶作為下一個配送點，如此類推，以達(dá)到車輛載重與時間窗上限為止;（3）對已經(jīng)安排的客戶不再安排，以此類推，合理安排所有客戶的配送任務(wù)。

3.2案例分析

為了驗證模型是否合理，以1個算例來進(jìn)行檢驗。當(dāng)前存在6個客戶配送點（將其編號為1，2，3，4，5，6），各個客戶之間的配送距離以“公里”作為單位，設(shè)配送中心和各個客戶之間的配送路程單位為“公里”，各個客戶的貨運規(guī)模用qi（t）表示，各個客戶貨物配送時間取值范圍為[Ei，Li]（h）

（見表1）。

同時，將客戶可接受的配送時間設(shè)置為ei=0，li=2.5，假設(shè)物流車輛在運輸途中的平均時速為40公里/小時，車輛荷載4噸，產(chǎn)品單價p=8000元，噸，時間窗成本系數(shù)值a的大小是0.02。β值的大小是0.04，貨損系數(shù)ψ值得大小是0.2%和0.4%，物流車輛運輸過程中制冷費用為12元/小時，然而由于溫差原因產(chǎn)生的額外制冷費用為2.5元（°C/h）。

客戶信息如表1所示：

結(jié)合配送的詳細(xì)內(nèi)容，關(guān)于上述問題進(jìn)行計算，明確配送車輛的配送路徑，計算公式如下：

根據(jù)改進(jìn)之后的成本節(jié)約法，計算得出最佳配送路徑是：

0→6→4→1→0 0→3→5→0 0→2→0

計算得出最佳配送路徑的配送里程是161公里，配送所需成本是1 327.4元。

假如以路徑最短為標(biāo)準(zhǔn)對冷鏈物流配送車輛進(jìn)行安排，則最佳配送為：

0→6→4→0 0→3→5→1→0 0→2→0

經(jīng)計算得出，對應(yīng)配送里程為139公里，配送總成本為1316元。

和之前最短配送路徑在減少運輸成本比較過程中，時間窗成本一直呈上升趨勢，在很大程度上降低其客戶滿意性。而新的配送路徑在滿足時間窗的前提下科學(xué)安排配送路徑，將配送總資金降至最小，屬于一種費用更低、效率更高的配送方案，具體數(shù)值見表2。

4結(jié)束語

本文在介紹了我國生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流研究現(xiàn)狀、物流特征的基礎(chǔ)上，立足于冷鏈物流配送路徑的優(yōu)化，對生鮮農(nóng)產(chǎn)品配送過程中時間、溫度、貨損等因素對總成本的影響進(jìn)行了詳細(xì)分析，并以此為基礎(chǔ)成立目標(biāo)總成本值最小的目標(biāo)函數(shù)，同時結(jié)合時間窗關(guān)于節(jié)約成本法展開優(yōu)化處理，為了提高算法的精確度。借助冷鏈物流配送實例關(guān)于上述模型進(jìn)行檢驗，得出該模型設(shè)計科學(xué)，符合最佳配送路徑優(yōu)化需求。需要結(jié)合各種因素進(jìn)行綜合考慮，為更好地滿足市場需要，可以在城郊處建設(shè)大型冷庫，對生鮮農(nóng)產(chǎn)品在原產(chǎn)地進(jìn)行及時預(yù)冷、加工與儲存，在整個配送鏈條中形成高效溫控系統(tǒng)，實現(xiàn)冷鏈物流標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。形成具有地方特色的冷鏈物流配送網(wǎng)絡(luò)，滿足跨地區(qū)和跨季節(jié)銷售，推動我國冷鏈物流產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。