冷链物流配送方面优化

配送

一、配送问题概述

配送是冷链物流中一个极其重要的环节，易腐食品从生产者到最终消费者的过程中，有 80%以上的时间是在配送运输上。因此研究如何合理安排车辆调度，缩短货物的在途时间，从而减少物流成本和货损成本，对物流配送业具有重要的意义。

目前，我国已经认识到冷链物流系统建设的重要性。尽管如此，国内冷链物流的研究侧重于技术、设备、工艺等，而对管理系统研究极少。尤其是将冷链与物流供应链结合，研究整个物流体系的设计规划，国内理论界尚未有该方面的深入研究。但在实践中，很多企业鉴于冷链食品发展的商机迫切需要建立或优化冷链物流体系，在整个冷链物流体系中，配送作为一个重要环节，对其配送路径问题的研究还处在起步阶段。

二、国内冷链配送研究存在的问题

就目前的现实情况来看，关于冷链物流配送车辆路径方面的问题研究较少，一般都是参考已有的常温物流配送车辆路径问题的求解方法，以简化冷链物流配送车辆物流路径问题的处理。因此，应用求解常温物流配送车辆路径问题的方法，来处理冷链物流配送路径问题，存在以下一些问题：

1、惩罚成本考虑不周：产品易放腐的特性，致使冷链商品物流配送对时间窗及商品生鲜度的品质要求，较常温商品物流配送所要求的

更加严格。

2、额外成本考虑不全：由于冷链物流所配送的商品过程中，一定要保存在低温冷藏环境中的特殊性，因此，就需要额外的能源成本消耗，这也是常温物流配送并没有考虑到。

3、能耗成本考虑不佳：一天当中气温会随着时间不短发生变化，在不同气温下为保证产品在适宜的低温，冷藏运输车的油耗将随着温度上升而增加，这就使得冷链物流配送商在配送时必须额外考虑气温变化而相应增加的能源成本。

4、环境因素随机不定：城市地区道路路段上车辆的运行速度受到环境气候、交通事故，及许多其它因素影响，导致配送车辆在道路上的运行时间具有随机不固定性。

三、冷链物流配送的特殊性

冷链物流是一项复杂的系统工程，为达到以较低成本满足较高服务水平、进而促进销售的目的，需要供应链各环节之间的高度协调、通畅的信息流通、高效的运作、资源的优化管理等。针对不同产品的特性进行合理配送在冷链物

流供应中起着决定性作用。与常温物流比较，冷链物流具有以下特征： 1. 冷链物流配送货物的易腐性冷链物流配送的货物通常是易腐性食品，在运送的过程中由于各种原因会使货物品质逐渐下降。生鲜食品在运送时保存环境的温度越低，品质越能保持长久。生鲜食品品质随时间推移而变化的过程中，“温度”是影响其品质最重要的因素。冷冻食品从生产到消费的过程中，经过工厂制造加工、冷藏、输送，

到销售点的冷藏，各阶段的冷藏温度皆不相同。如果能将食品品质可能维持的时间与冷藏温度的关系进行量化，实际运作过程中将会相当便利。冷冻食品需求量相当大的美国即针对多种食品，调查保存温度和所经过的时间对食品品质所造成的影响，即“时间－温度变化下的品质耐性”。在实际操作时，可按照简单公式推算冷冻食品的品质下降情形。

2. 冷链配送货物的时效性。

生鲜食品的生命周期短。易腐性产品在运送过程中由于运送时间的长短，而造成食品的品质下降，人们在购买时从表面上无法区别。但从另一个角度来看，生命周期较短的生鲜食品，如果运送时间的增加，虽然品质不至于达到不可食用的地步，但是人们在购买过程中，此类产品被销售出去的机率会降低，销售量会减少，从而造成损失。这部份虽然是销售商的损失，但是因为运送时间的延误而造成销售上的损失，理应由物流配送商承担。因此生鲜食品销售商为了达到较高的服务水准，在货物到达销售端时，往往会有时间窗的限制，限制运送者必须在事先约定的时段内送达。因此事先规划配送路线，考虑时间窗的限制，不仅可降低运输企业的营运成本，另一方面也可以提高销售商的服务水准，满足顾客的需求。

四、冷链物流配送的构成要素

物流配送车辆路径问题的构成因素主要包括货物、车辆、配送中心（或冷库）、客户、运输网络、配送的约束和配送的目标等要素.

1. 货物。

货物是配送的对象。可将每个客户需求（或供应）的货物看成一批货物。每批货物包括品名、包装、重量、体积、要求送到（或取走）的时间和地点、能否分批配送等属性。货物的品名和包装，是选用配送车辆的类型以及决定该批货物能否与其他货物装在同一车辆内的依据。例如，一些货物因性质特殊需要使用专用车辆装运；而一些货物虽然性质特殊，但由于包装条件很好，故也能与其它货物装在同一车辆内。另外，货物的重量和体积也是进行车辆装载决策的重要依据，当某个客户的需求量（供应量）的货物的重量或体积超过车辆的最大装载量或体积时，则对该客户需要采用多台车辆进行配送。冷链物流中的货物包括前述的初级农产品、加工农副产品和制造食品等。

2. 车辆。

车辆是货物的运载工具，其主要包括：车辆的类型、装载量、一次配送的最大行驶距离、配送前以及完成任务后车辆的停放位置等。冷链运输车辆是冷链物流系统的主要生产设备，车辆配置的是否合理，对于提高运输效率，保持生鲜食品的鲜度，节约能源和降低运输成本有着重要的作用，它不仅影响着企业本身的经济效益而且关系到整个社会效益。企业是以获取经济效益和满足人们生活需要为目的的，如果车辆配置的过多就要造成运力的浪费；配置的数量和规格不能满足需要，企业就会失去获取收益的机会，必然影响企业的经济效益。因此，企业为了达到运输高效率，实现高收益，首先必须对所承运货物

的品种，规格，数量，批量以及运行线路等级，运距等情况作科学的

分析研究，然后在此基础上确定出各种车辆的数量以及装卸辅助工作

的需要量。车辆在配送前可以是停放在某个停车场、配送中心或者

是客户所在地。完成任务后，其停放位置一般可以分为以下几种情形:

①必须返回出发点;

②必须某个停车场或配送中心

③可返回任意停车场

④可停放在任何地点。

3. 配送中心。

配送中心是从事货物配备（集货、加工、拣选、配货）和组织对客

户的送货，以提高水平实现销售或供应的现代流通设施[26]。在某

个配送系统中，配送中心的个数可以是一个也可以是多个，这涉及到

配送网络问题，如在某些配送网点多而且配送范围广的情形下，往往

采用多级配送中心进行配送，通过一级配送中心配送到下一级配送中

心再配送，在多个二级配送中心下，究竟由哪个配送中心配送，这涉

及到配送的优化问题（图）

一级配送中心

二级配送中心A 二级配送中心B 二级配送中心C

客户1 客户2 客户3 客户4 客户5 客户6

4、运输网络。

运输网络是由顶点（指配送中心、客户、停车场等）、无向边和有向弧组成的，边、弧的属性包括方向、权值和交通流量限制等。运输网络中边或弧的权值可以表示距离、时间或费用。边或弧的权值变化可分为以下几种情况：

① 固定，即不随时间和车辆的不同而变化；

② 随时间而变化；

③ 随车辆不同而变化；

④ 既随时间不同而变化，又随车辆不同而变化。

对运输网络权值间的关系可以要求其满足三角不等式，即两边之和大于第三边，也可以不加限制。运输网络见示意图.

配送中心 客户3 客户2 客户1 客户4 客户8 客户9 客户10 客户5 客户6

客户7

对运输网络中顶点、边或弧的交通流量要求分为以下几种：

①交通流量随时间不同而变化；

②边、弧限制，即每条边、弧上同时行驶的车辆数有限制；

③顶点限制，即每个顶点上同时装、卸的车辆数有限；

④边、弧、顶点都有限制。

5、配送的约束和目标。

配送的约束：物流配送车辆调度问题应满足的配送约束主要包括：

①满足所有客户对货物品种、规格、数量的要求。

②满足客户对货物发到的时间范围的要求

③在允许通行时间进行配送（如有时规定白天不能通行货车等）

④车辆在配送过程中的实际载货量不得超过车辆的最大允许装载量。

⑤在配送中心现有的运力范围内。

配送的目标：对物流配送车辆调度问题，可以只选用一个目标，也可以是多个目标。经

常选用的目标函数主要有：

①配送总里程最短。配送里程与配送车辆的耗油量、磨损程度以及司机疲劳程度等直接相关，它直接决定运输的成本，对配送业务的经济效益有很大影响。由于配送里程计算简便，它是确定配送路线时用得最多的指标。

②配送车辆的吨公里数最少。该目标将配送距离与车辆的载重量结合起来考虑，即以所有配送车辆的吨位数（最大载重吨）与其行驶距

离的乘积的总和最少为目标。

③综合费用最低。降低综合费用是实现配送业务经济效益的基本要求。在物流配送中，与取送有关的费用包括：车辆维护和行驶费用、车队管理费用、货物装卸费用、有关人员工资费用等。

④准时性最高。由于客户对交货时间有较严格的要求，为提高配送服务质量，有时需要将准时性最高作为确定配送路线目标。

⑤运力利用最合理。该目标要求使用的较少的车辆完成配送任务，并使车辆的满载率最高，以充分利用车辆的装卸能力。

⑥劳动消耗最低。即以司机人数最少、司机工资时间最短为目标。小结、

根据冷链物流的特殊性研究冷链物流的配送管理，以软时间窗限制下的车辆路径问题为基础，分析生鲜产品路线配送特性，核算相关成本，包括传统车辆路径问题中的运输成本、因产品腐坏所造成的货损成本，以及违反顾客需求时间窗所造成的惩罚成本等。以上述各项成本的总和最小为目标，构建冷链物流配送的基本路径，考虑到冷链物流与常温物流、冷链物流配送与常温物流配送在运作过程中的特殊性，就气温依时间变化的特性，优化原模型，深入探讨生鲜产品配送的各项成本及最佳配送策略。