生鲜食品冷链物流配送路径优化-《江苏农业科学》(2019年3期).docx

龙源版权所有 生鲜食品冷链物流配送路径优化作者：张云川　邹婷来源：《江苏农业科学》2019年第03期 摘要：随着人们生活水平的提高，生鲜食品的新鲜度越来越受到重视，这就对生鲜食品冷链物流的配送提出了更高要求。因此，在现有第3方冷链物流配送路径优化研究的基础上，建立新的成本和约束模型，并给出采用模拟退火算法的优化方法。模型考虑了车辆行驶速度和载重量对运输能耗的影响，区分了车辆在途和装卸阶段的制冷能耗，用指数函数而不是常数来刻画食品的变质速率，运用模拟退火算法对算例进行求解。结果表明，更全面地考虑上述因素得到的配送路径与现有文献中给出的路径明显不同，前者的总成本可以减少约11%。 关键词：路径优化;冷链;生鲜食品;模拟退火算法 中图分类号： F252 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2019）03-0315-04 食品冷链是指将易腐食品从产地收购或捕捞后，经过产品加工、贮藏、运输、分销、零售环节，最后到消费者手中，其各个环节始终处于产品所必需的低温环境下，以保证食品质量安全，减少损耗，防止污染的特殊供应链系统[1]。冷链物流中重要的一环就是配送，在配送过程中为制冷会消耗大量的能源。因此，研究冷链配送的优化对降低企业的经济成本和社会的碳排放成本都具有重要意义。 关于国内外对冷链物流配送优化的研究主要总结了以下3个方面。 （1）冷链物流配送成本构成研究 杨珍花等在分析冷链物流配送成本构成的基础上构建冷藏车多车型混合配送调度优化模型，开发混合模拟算法，并对比分析了不同车型组合下配送成本的差异，但模型中对制冷成本的分析不够深入[1]。Kuo重点研究了车速随时间变化的车辆路径问题，将车速和载重作为能源消耗的影响因素[2];石兆等以运输、冷藏、货损和惩罚成本最小为目标，建立数学模型，在惩罚成本中考虑路况的实時变化，并运用二阶段混合遗传算法求解算例[3];缪小红等研究了第3方冷链物流配送路径的优化问题，以运输成本、货损成本、惩罚成本三者之和最小为目标构建冷链物流配送路径的基本模型，但对能耗考虑得比较粗略[4];王海丽等建立了以包括制冷成本、车辆固定成本和运输成本在内的总成本最小为目标函数的易腐食品冷藏配送模型，但模型中忽视了由于货物提前到达或延迟到达而付出的惩罚成本以及易腐食品的货损成本[5];吕俊杰等构建了基于冷藏车能耗成本分析的冷链物流配送路径优化模型，但模型中对惩罚成本的分析不足[6];李娜等构建了不确定需求下易腐产品的生产配送优化模型，解决了易腐产品的生产配送联合决策问题，但模型中将易腐产品的变质速度设为固定的常数，与现实情况不太相符[7]。李进等提出了以能耗、碳排放和租车总成本最小为目标的低碳路径问题（LCRP），并考虑了速度和载重对总能耗的影响[8]。 （2）食品质量损失研究 Rong等在计算货损成本时充分考虑了产品的质量水平，构建混合整数线性规划模型并进行求解[9];Zanoni等分析了生鲜产品质量下降率和制冷所需要的能量与产品温度的关系，研究发现产品质量、货损成本和供应链连续性与温度和库存时间密切相关[10];Yu等利用指数函数计算食品衰减量[11];Kuo等提出通过提高车辆利用率来保证产品质量和运输安全[12]。本研究将在已有研究的基础上对配送过程中的货损成本进行刻画。 （3）车辆路径优化模型求解方法研究 Brito等运用模糊方法和混合GRASP-VNS启发式算法进行配送优化[13];Zhang等通过实时动态地收集冷链配送过程中产品的信息，利用三阶段调度控制决策模型，做出更合理的决策[14];Zhang等将径向基函数神经网络、模糊控制和数据分析方法进行结合[15];Choi等研究了线路优化模型的求解算法，将不同的算法进行比较，得出较优算法[16-18]。 综上所述，现有文献已从不同的角度研究了冷链物流的优化问题，并取得了较多的成果。关于第1个方面的研究，现有文献提出的模型未能充分考虑不同阶段的能耗成本以及各阶段对其产生影响的因素，将车厢剩余货量和车厢面积等因素单独考虑，在实际配送过程中，影响配送路径选择的因素十分复杂，须要更加全面综合地考虑各因素。 本研究基于冷链配送的特性，考虑的成本因素包括运输能耗成本、货损成本、制冷能耗成本、惩罚成本，以这4项成本总和最小作为目标函数，与约束条件一起建立数学模型，求解目标最小值。其中，运输能耗成本主要考虑车辆在行驶过程中的油耗成本，利用指数函数来表示食品随时间变化的货损成本，在计算制冷能耗成本时，充分考虑不同阶段的影响因素。 1 模型建立 1.1 问题描述 问题的实质是第3方冷链配送企业的一个配送中心对多个食品零售商的配送问题。已知客户数量、地理位置、需求量和时间窗，在满足所有客户需求量和时间窗的前提下，合理优化配送路径，达到考虑冷链特征