冷鏈物流多溫配送路徑優(yōu)化研究

蔣倫山

[摘要]傳統(tǒng)的冷鏈物流配送過(guò)程中既容易造成貨損和環(huán)境污染，又不利于貨物配送半徑的擴(kuò)展和客戶對(duì)貨物的質(zhì)量要求。本文在考慮貨物配送過(guò)程中對(duì)溫度的要求之外還加入傳統(tǒng)的路徑優(yōu)化和時(shí)間窗的限制，在配送總成本最優(yōu)的情況下進(jìn)行冷鏈物流配送。

[關(guān)鍵詞]多溫共配；成本模型；軟時(shí)間窗；路徑優(yōu)化

[DOI]1013939/jcnkizgsc201550026

1引言

目前我國(guó)冷鏈物流配送的發(fā)展很快，粗放式的發(fā)展造成成本急劇增加，配送環(huán)節(jié)成本就占總冷鏈運(yùn)營(yíng)成本的35%～60%，但是在對(duì)冷鏈配送的研究中，突出的問(wèn)題是大多數(shù)研究是對(duì)冷鏈物流配送車輛路徑的優(yōu)化，而忽略了冷鏈配送中貨物對(duì)溫度的要求和成本的考慮，這使得在實(shí)際配送過(guò)程中造成配送的成本高昂和貨損嚴(yán)重。只利用常溫配送路徑優(yōu)化的模型不能很好地控制冷鏈物流總成本，基于此本文在利用常溫配送車輛路徑方法基礎(chǔ)上，考慮到多溫共配的成本特殊性，同時(shí)加入軟時(shí)間窗的限制，盡可能解決配送路徑優(yōu)化與成本之間的矛盾。

2基于配送總成本的多溫共配模型構(gòu)建

在建模過(guò)程中，需要使配送過(guò)程的總成本達(dá)到最優(yōu)，所以本文將總成本分為車輛的固定成本、貨物的配送中制冷成本、貨物在運(yùn)輸途中的貨損成本、裝卸搬運(yùn)時(shí)的貨損成本和因違反時(shí)間窗約束而產(chǎn)生的懲罰成本。綜合各部分成本建立多溫共配的總成本模型。

21參數(shù)設(shè)計(jì)

m為運(yùn)輸車輛的數(shù)量；n為客戶總數(shù)量；v為每單位路程運(yùn)輸成本； f為每輛車的固定成本；dij為客戶i到j(luò)的距離；a1為運(yùn)輸過(guò)程中的貨損系數(shù)；a2為搬運(yùn)過(guò)程中的貨損系數(shù)；Yi為客戶的貨物需求數(shù)量；xi為送貨到達(dá)的時(shí)間；為貨物價(jià)格；β為未及時(shí)送達(dá)的懲罰成本；P1為制冷劑價(jià)格；R為載貨量；S為車體內(nèi)部的表面積；T1， 2， 3，…， n為不同貨物所需的不同溫度；ti為在客戶i停留時(shí)間；Tij為車輛從客戶i到客戶j所用的時(shí)間；G為制冷劑的消耗量。

22多溫配送各部分成本的確定

221車輛的固定成本

固定成本主要包括車輛以及車載設(shè)備的購(gòu)買、折舊；駕駛員與工人的工資等。固定成本的表達(dá)式為：

C1=m·f

222配送車輛的運(yùn)輸成本

配送車輛的運(yùn)輸成本包括車輛的油耗、維修、保養(yǎng)和過(guò)路費(fèi)等。在運(yùn)輸成本中由于本文加入軟時(shí)間窗的限制，所以考慮到在一線城市中市內(nèi)堵車的情況，運(yùn)輸配送的路線選擇，以及時(shí)間的要求，都會(huì)影響到運(yùn)輸成本。其表達(dá)式為：

C2=[DD（]n[]i=0[DD）][DD（]n[]j=1[DD）][DD（]m[]k=1[DD）]cdijxijk

223配送運(yùn)輸過(guò)程中的貨損成本

在低溫環(huán)境中，貨物的保質(zhì)期會(huì)延長(zhǎng)，超出保質(zhì)期的貨物就會(huì)變質(zhì)，這部分的損失就是運(yùn)輸過(guò)程中的貨損成本。其表達(dá)式為：

C3=P[DD（]n[]i=0[DD）][DD（]n[]j=1[DD）][DD（]m[]k=1[DD）]yija1dij

224裝卸搬運(yùn)時(shí)的貨損成本

運(yùn)輸車輛在配送中心裝車和到達(dá)客戶時(shí)卸貨的整個(gè)過(guò)程中貨物會(huì)發(fā)生損壞，并且在裝卸時(shí)開關(guān)車門會(huì)影響車內(nèi)溫度的變化，加快貨物的損壞速度。這部分成本稱之為裝卸搬運(yùn)貨損成本，其表達(dá)式為：

C4=P[DD（]n[]j=1[DD）][DD（]m[]k=1[DD）]a2Xiyjk

225懲罰成本

本文采用軟時(shí)間窗的做法，如果貨物不能在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)送到客戶手中，則給予一定的懲罰。以a3和a4分別表示車輛提早和遲到帶來(lái)的單位損失成本，如果貨物提前送到，則會(huì)產(chǎn)生a3（Ej-sj） ，如果配送遲延，則產(chǎn)生a4（si-Tj），由此可以得到懲罰成本函數(shù)：

C5=a1[DD（]n[]j=0[DD）]max（Ej-sj， 0）+a2[DD（]n[]j=0[DD）]max（si-Tj， 0）

226制冷成本

冷藏設(shè)備工作時(shí)需消耗制冷劑，對(duì)每輛車來(lái)說(shuō)，由于車體內(nèi)部的表面積、車廂材質(zhì)傳熱系數(shù)和外界的溫度等影響因素不同，制冷成本也各不相同。使用制冷劑則消耗的制冷劑的量為G=Tij×R×S×[DD（]n[]i=1[DD）]ti。則制冷成本函數(shù)為：

C6=m×[DD（]n[]i=0[DD）][DD（]n[]j=0[DD）]p1×G

根據(jù)以上各部分的成本可以得到配送過(guò)程中總的成本：

C=m×f+[DD（]n[]i=0[DD）][DD（]n[]j=1[DD）][DD（]m[]k=1[DD）]cdijxijk+P[DD（]n[]i=0[DD）][DD（]n[]j=1[DD）][DD（]m[]k=1[DD）]yija1dij+P[DD（]n[]j=1[DD）][DD（]m[]k=1[DD）]a2Xiyjk+a1[DD（]n[]j=0[DD）]max（Ej-sj， 0）+a2[DD（]n[]j=0[DD）]max（si-Tj， 0）+m×[DD（]n[]i=0[DD）][DD（]n[]j=0[DD）]p1×G

3常溫配送與多溫共配的總成本比較

根據(jù)某配送公司的一個(gè)配送點(diǎn)的實(shí)際成本來(lái)檢測(cè)以上配送路線是否最經(jīng)濟(jì)， 表1為系數(shù)表。

該實(shí)例最終證明，在軟時(shí)間窗的前提下，實(shí)行多溫配送的方式，不僅能提高配送效率，降低貨損成本，而且還能給冷鏈物流的研究提供一定的理論指導(dǎo)。

5結(jié)論

在冷鏈配送過(guò)程中，大部分貨物都是易腐爛的，多溫配送考慮到了貨物配送過(guò)程中的溫度要求，同時(shí)也把路徑優(yōu)化和時(shí)間窗加入限制條件中。從上表可以看出，多溫共配的總成本比常溫模式配送要小，總優(yōu)化率為955%，這在大規(guī)模配送運(yùn)輸中節(jié)約的成本總數(shù)是相當(dāng)可觀的；再?gòu)母鞑糠殖杀颈容^，懲罰成本和制冷成本有所上升，這方面隨著技術(shù)的革新，成本也會(huì)隨之下降。采用多溫共配方式，其運(yùn)輸成本和多溫層貨物的常溫配送方式相比，能更好地對(duì)配送路徑進(jìn)行優(yōu)化和對(duì)時(shí)效性的把控。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐珍冷鏈物流多溫共配的優(yōu)化研究[D].煙臺(tái)：煙臺(tái)大學(xué)，2013.

[2]牛燕青基于隨機(jī)情況下的多溫共配冷鏈物流配送方案研究[D].煙臺(tái)：煙臺(tái)大學(xué)，2014.

[3]龔純，王正林精通MATLAB最優(yōu)化計(jì)算[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.