本文是一篇物流論文,文章對(duì)低碳冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題進(jìn)行研究分析,分析問題間的聯(lián)系,為冷鏈物流企業(yè)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、提高配送中心選址和對(duì)應(yīng)的車輛路徑方案等問題,提供一般性的解決方案與建議。
第一章 緒論
1.1研究背景及研究意義
1.1.1生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流研究的重要性
隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活消費(fèi)水平逐步提升,我國(guó)作為鮮活農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó),居民對(duì)日常生活中豐富多樣的生鮮食品的消費(fèi)需求加快提升,對(duì)食品流通安全的要求也日益提高,生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流行業(yè)正迎來黃金增長(zhǎng)期的同時(shí),也面臨著挑戰(zhàn)。國(guó)家相繼提出“互聯(lián)網(wǎng)+”、“一帶一路”,促進(jìn)了冷鏈物流行業(yè)發(fā)展,明確了冷鏈物流發(fā)展的思路和方針。2010年國(guó)家發(fā)改委編制的《農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展規(guī)劃(2010-2015)》也指出我國(guó)生鮮農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量增長(zhǎng)迅速,冷鏈物流比例逐步提高、規(guī)模快速增長(zhǎng),需要進(jìn)一步建設(shè)發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流。2011年國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)鮮活農(nóng)產(chǎn)品流通體系建設(shè)的意見》,建議加強(qiáng)鮮活農(nóng)產(chǎn)品流通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),健全農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流體系,提升流通現(xiàn)代化水平。隨著農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展環(huán)境的不斷改善、農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和流量的快速增長(zhǎng)以及儲(chǔ)藏保鮮等技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流已經(jīng)初具規(guī)模,并得到一定的發(fā)展。2015年中央一號(hào)文件繼續(xù)聚焦“三農(nóng)”,大大促進(jìn)了涉農(nóng)電商的發(fā)展,為農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流行業(yè)發(fā)展添加了新的助推劑。
隨著食品消費(fèi)需求的旺盛和消費(fèi)意愿的提升,我國(guó)冷鏈物流發(fā)展獲得了寶貴的發(fā)展契機(jī)。據(jù)中國(guó)冷鏈物流行業(yè)發(fā)展2019年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2016-2019年我國(guó)食品冷鏈物流需求量同比增速保持在20%左右,2019年約2.35億噸,同比增長(zhǎng)24.65%;冷鏈物流總額為6.1萬億元,同比增長(zhǎng)27.08%。同年的冷藏車保有量達(dá)到21.47萬臺(tái);冷庫容量達(dá)到6052.5萬噸。2020年,生鮮電商發(fā)展迅猛,加上冷鏈基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善以及市場(chǎng)環(huán)境不斷改善,我國(guó)冷鏈物流的市場(chǎng)需求在未來也將進(jìn)一步增長(zhǎng)。
1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及研究評(píng)述
1.2.1關(guān)于生鮮農(nóng)產(chǎn)品物流的研究
國(guó)外的歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家在二十世紀(jì)三十年代中期就出現(xiàn)了生鮮農(nóng)產(chǎn)品物流系統(tǒng)的基礎(chǔ)概念,目前也擁有了一套相對(duì)成熟的冷鏈體系,逐步延伸到供應(yīng)鏈體系研究上來,總的來說多是以宏觀的角度研究冷鏈物流配送路徑的方案。Ana等[1]研究了生鮮蔬菜的運(yùn)輸路徑優(yōu)化問題,考慮了時(shí)間成本、貨損成本等約束條件,在一定程度擴(kuò)大了路徑優(yōu)化的研究方向。Omar等[2]分析了生鮮農(nóng)產(chǎn)品的儲(chǔ)存和配送兩個(gè)過程中的關(guān)鍵因素,構(gòu)建了以最大利益為目標(biāo)的模型。Rahimi等[3]將碳排放和燃料消耗進(jìn)行量化,構(gòu)建了以低配送成本、高服務(wù)水平以及低碳排放量的多目標(biāo)數(shù)學(xué)模型,對(duì)冷鏈配送問題進(jìn)行研究關(guān)鍵因素。J. René等[4]基于傳感和信息技術(shù)等智能手段,研究如何將新鮮食品以最少的浪費(fèi)方式送到消費(fèi)者手中,從而在整個(gè)供應(yīng)鏈中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為高效的供應(yīng)鏈決策。
國(guó)內(nèi)關(guān)于生鮮農(nóng)產(chǎn)品物流的研究在生鮮產(chǎn)品的特征和不同的限制條件下主要集中在配送系統(tǒng)、模型構(gòu)建及其求解算法上。在生鮮農(nóng)產(chǎn)品配送系統(tǒng)研究方面,翁心剛[5]對(duì)生鮮產(chǎn)品的物流立體式多核結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了設(shè)計(jì),并使用了PCANS、立體多核網(wǎng)絡(luò)模型的技術(shù)。楊信廷等[6]基于大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等技術(shù)構(gòu)建起了一個(gè)智能配送系統(tǒng),系統(tǒng)可以自主追蹤貨物的位置、并計(jì)算貨物配送所需時(shí)間、并且實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控貨物情況。黃華芳等對(duì)[7]以及時(shí)配送為目標(biāo)的生鮮農(nóng)產(chǎn)品配送系統(tǒng)進(jìn)行研究,在生鮮農(nóng)產(chǎn)品物流配送路徑規(guī)劃模型里加入時(shí)間窗因素,且最終運(yùn)用改進(jìn)的蟻群算法進(jìn)行模型求解。韓俊德等[8]新穎地將基于物聯(lián)網(wǎng)作為農(nóng)產(chǎn)品配送模式的背景,通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)配送所需要的各項(xiàng)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行提取,同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換與處理,以此提升農(nóng)產(chǎn)品配送服務(wù)的質(zhì)量水平。在生鮮農(nóng)產(chǎn)品配送模型的構(gòu)建和求解方法的研究方面,葛顯龍等[9]研究了考慮時(shí)間窗的模型和算法,目標(biāo)函數(shù)是使得配送成本最小。
第二章 相關(guān)概念與研究基礎(chǔ)
2.1生鮮農(nóng)產(chǎn)品與冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)
生鮮農(nóng)產(chǎn)品較普通物流貨物有一定的特殊性,分析生鮮農(nóng)產(chǎn)品特性以及其配送影響因素等,為后續(xù)建立模型提供一定的基礎(chǔ),生鮮農(nóng)產(chǎn)品的配送特性具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):
生鮮農(nóng)產(chǎn)品具有很強(qiáng)的易腐性,在實(shí)際配送過程中,往往收到配送中的溫度、碰撞、時(shí)間等因素造成不同程度的變質(zhì),帶來品質(zhì)損失的同時(shí)使得客戶滿意度有所降低。生鮮產(chǎn)品在配送環(huán)節(jié)中往往需要更多的關(guān)注,需要一定的硬件設(shè)施投入,并控制溫度、時(shí)間等重要因素,保證產(chǎn)品的完整性。
普通貨物的配送時(shí)間約3-7天,綜合保證產(chǎn)品的質(zhì)量和客戶滿意度,而生鮮農(nóng)產(chǎn)品由于其本身的特殊性,在越短的時(shí)間內(nèi)運(yùn)輸意味著越新鮮,產(chǎn)品價(jià)值也越大且客戶滿意度也相對(duì)更高,同時(shí)也避免了生鮮產(chǎn)品的損耗,避免了一些經(jīng)濟(jì)損失。可以縮減部分流通環(huán)節(jié),使用技術(shù)方法安排配送路徑,保證生鮮農(nóng)產(chǎn)品配送時(shí)效性。
生鮮農(nóng)產(chǎn)品配送過程中的消耗相比于其他普通貨物,需要投入更多的費(fèi)用來運(yùn)營(yíng),比如購(gòu)置冷藏車輛和配送中心倉(cāng)庫等制冷設(shè)施的費(fèi)用、因制冷所產(chǎn)生的額外油耗費(fèi)用、因配送過程產(chǎn)品損耗產(chǎn)生的貨損費(fèi)用等。
目前如條碼技術(shù)、RFID技術(shù)和GPS定位系統(tǒng)以及等信息化技術(shù)廣泛應(yīng)用到生鮮農(nóng)產(chǎn)品配送中,新技術(shù)與新設(shè)備的使用使配送更加高效、靈敏,可對(duì)配送環(huán)境的變化等更準(zhǔn)確及時(shí)地進(jìn)行監(jiān)控,減小生鮮農(nóng)產(chǎn)品的腐損并使配送服務(wù)的滿意度有效地提升,加強(qiáng)配送中心、客戶需求點(diǎn)以及配送車輛間的協(xié)調(diào)和交互,保證配送的及時(shí)。
2.2配送中心選址問題概述
農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流中心是農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)中的核心節(jié)點(diǎn)之一,連接農(nóng)產(chǎn)品物流網(wǎng)絡(luò)中諸如農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)商、農(nóng)產(chǎn)品渠道商及冷鏈物流服務(wù)提供商等供應(yīng)方與終端門店、農(nóng)產(chǎn)品零售商等需求方,具有冷鏈貨物加工、包裝、配送等功能。配送中心網(wǎng)絡(luò)選址是企業(yè)進(jìn)行物流網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中一項(xiàng)非常重要的決策,其目的是優(yōu)化物流企業(yè)的整體,配送中心的地址在整個(gè)物流系統(tǒng)的模式、結(jié)構(gòu)和形狀三個(gè)方面起到了決定性的作用。配送中心選址決策包括設(shè)施的數(shù)量、位置和規(guī)模以及需求在設(shè)施間的分配,企業(yè)會(huì)根據(jù)消費(fèi)者的分布情況、路段的交通狀況、區(qū)域的自然環(huán)境等,運(yùn)用科學(xué)的數(shù)學(xué)思維和方法,在已經(jīng)選定的備選區(qū)域內(nèi)確定最佳地理位置。爭(zhēng)取所確定的位置能夠最大程度的服務(wù)消費(fèi)者,給企業(yè)帶來豐厚的利潤(rùn),使物流企業(yè)能夠長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。本部分對(duì)配送中心選址的方法和模型進(jìn)行歸納、總結(jié)和對(duì)比研究,將配送中心選址方法歸納為解析法和數(shù)學(xué)規(guī)劃法[139]。
解析法是指根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況建立數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行計(jì)算以求得最優(yōu)結(jié)果的選址方法,目標(biāo)函數(shù)有成本最低或效益最大兩類類型。在真實(shí)的選址研究過程中,基本上都是把各項(xiàng)物流成本最低作為選址的目標(biāo)。解析法主要解決單一設(shè)施的選址問題,解析法選址具體包括了重心法、交叉中值法等。
重心法是一種連續(xù)選址模型,只針對(duì)單一配送中心,以成本最小化為目標(biāo)。重心法利用迭代算法就在初始點(diǎn)的基礎(chǔ)上通過一迭代計(jì)算出運(yùn)輸總成本最小的配送中心選址,這種方法的缺陷在于只考慮了運(yùn)輸距離的最短,而忽略了時(shí)間、重量等影響因素,不能有效得將時(shí)間、距離、重量幾個(gè)因素同時(shí)考慮到同一模型中,適用于配送貨物的目的地非常明確,因此,只采用重心法模型這種單一的模型方法,得出的配送中心有可能不是最優(yōu)解。
第三章 單車型低碳生鮮冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究 .......................... 34
3.1 問題描述 ............................... 34
3.2 基于混合聚類的備選配送中心選擇 .................................... 35
第四章 實(shí)時(shí)路況下單車型低碳生鮮冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究 .................................... 71
4.1 問題描述 .............................. 71
4.2 基于時(shí)變路網(wǎng)的配送選址和路徑優(yōu)化 ........................... 71
第五章 實(shí)時(shí)路況下多車型低碳生鮮冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究 .................................. 102
5.1 引言 ................................. 102
5.2 多車型雙層規(guī)劃模型構(gòu)建分析 ............................. 103
第六章 低碳冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)結(jié)果對(duì)比分析
6.1不同模型結(jié)果對(duì)比分析
在第五章中建立了基于實(shí)時(shí)路況的多車型低碳冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的雙層模型,上層模型對(duì)配送中心進(jìn)行選址,考慮了物流中心固定成本、運(yùn)營(yíng)成本、貨損成本、制冷成本、庫存成本、運(yùn)輸成本以及總碳排放成本。下層模型對(duì)選址進(jìn)行路徑優(yōu)化,考慮客戶滿意度最大化和固定成本、運(yùn)輸成本、冷藏成本、貨損成本、時(shí)間窗成本和碳排放成本組成的總成本最小。為驗(yàn)證雙層規(guī)劃模型的有效性、優(yōu)越性和實(shí)用性,在本節(jié)對(duì)單一模型和雙層規(guī)劃模型進(jìn)行比較,因此,利用第六章的實(shí)際企業(yè)案例,對(duì)比單一模型計(jì)算得出的新的選址方案和車輛路徑安排結(jié)果,將計(jì)算結(jié)果與原模型的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,分析碳排放降低程度以及總成本變化情況。
在相同參數(shù)數(shù)據(jù)條件下,采用改進(jìn)遺傳模擬退火算法分別對(duì)單一的選址、路徑優(yōu)化模型以及雙層規(guī)劃模型進(jìn)行求解,得出模型總成本和具體各部分成本如下表所示。
第七章 總結(jié)與展望
7.1結(jié)論
近年來,消費(fèi)者對(duì)生鮮產(chǎn)品的需求量不斷增加,對(duì)其品質(zhì)要求也越來越高。冷鏈物流業(yè)快速發(fā)展,而生鮮農(nóng)產(chǎn)品流通損耗問題,現(xiàn)存的冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)不能達(dá)到全程低成本冷鏈,冷鏈物流的高能耗、高污染問題是很多冷鏈物流企業(yè)無法逃避的,為適應(yīng)當(dāng)前低碳環(huán)境,本文查閱國(guó)內(nèi)外關(guān)于冷鏈物流、碳排放、低碳冷鏈物流中的配送中心選址與路徑優(yōu)化等問題的有關(guān)文獻(xiàn)資料,提出本文的研究意義。冷鏈企業(yè)需要采取合理的設(shè)施節(jié)點(diǎn)布局,用科學(xué)系統(tǒng)的方法進(jìn)行配送路徑規(guī)劃,降級(jí)產(chǎn)品損壞率、減少物流成本;實(shí)現(xiàn)靈活性以更好的和各有分工的供應(yīng)商合作,實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈中產(chǎn)品價(jià)格的下降,產(chǎn)品流通效率的提升,“靜態(tài)”與“動(dòng)態(tài)”結(jié)合,提升效率與競(jìng)爭(zhēng)力,最終建設(shè)與末端配送網(wǎng)絡(luò)無縫對(duì)接的冷鏈網(wǎng)絡(luò)。
文章對(duì)低碳冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題進(jìn)行研究分析,分析問題間的聯(lián)系,為冷鏈物流企業(yè)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、提高配送中心選址和對(duì)應(yīng)的車輛路徑方案等問題,提供一般性的解決方案與建議。本文基于雙層規(guī)劃、配送中心選址與車輛路徑優(yōu)化理論,在低碳背景下,針對(duì)生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的選址與路徑安排問題展開研究,依次增加考慮時(shí)間窗與實(shí)時(shí)路況約束、多車型約束,分別對(duì)模型進(jìn)行逐步擴(kuò)展,考慮實(shí)際中存在的問題,分別設(shè)計(jì)算法進(jìn)行求解,最大程度地降低物流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程的總成本與碳排放。本文的主要研究?jī)?nèi)容與成果如下:
(1)針對(duì)選址與配送存在的效益背反現(xiàn)象,從低碳角度出發(fā),本文利用雙層規(guī)劃模型進(jìn)行優(yōu)化建模,建立以冷鏈物流配送中心選址和配送路徑優(yōu)化問題為上下層模型的雙層規(guī)劃模型,基于對(duì)配送中心選址和路徑優(yōu)化研究的理論基礎(chǔ)以及對(duì)實(shí)際問題的了解,構(gòu)建三類雙層規(guī)劃模型,由基礎(chǔ)模型層層遞進(jìn),最后綜合考慮碳排放、時(shí)間窗和實(shí)時(shí)路況以及電動(dòng)車車型等約束因素對(duì)模型的影響,無限趨近于實(shí)際情況,保障冷鏈物流系統(tǒng)的低碳性。
參考文獻(xiàn)(略)
相關(guān)文章
UKthesis provides an online writing service for all types of academic writing. Check out some of them and don't hesitate to place your order.