冷鏈物流多溫配送路徑優(yōu)化研究
[摘要]傳統(tǒng)的冷鏈物流配送過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)展和客戶對貨物的質(zhì)量要求。本文在考慮貨物配送過程中對溫度的要求之外還加入傳統(tǒng)的路徑優(yōu)化和時間窗的限制，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;軟時間窗;路徑優(yōu)化;成本模型
一、引言
目前我國冷鏈物流配送的發(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)成本就占總冷鏈運營成本的35%～60%，但是在對冷鏈配送的研究中，突出的問題是大多數(shù)研究是對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溫度的要求和成本的考慮，這使得在實際配送過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，同時加入軟時間窗的限制，盡可能解決配送路徑優(yōu)化與成本之間的矛盾。
二、基于配送總成本的多溫共配模型構(gòu)建
在建模過程中，需要使配送過程的總成本達(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、貨物在運輸途中的貨損成本、裝卸搬運時的貨損成本和因違反時間窗約束而產(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
m為運輸車輛的數(shù)量;n為客戶總數(shù)量;v為每單位路程運輸成本; f為每輛車的固定成本;dij為客戶i到j(luò)的距離;a1為運輸過程中的貨損系數(shù);a2為搬運過程中的'貨損系數(shù);Yi為客戶的貨物需求數(shù)量;xi為送貨到達(dá)的時間;為貨物價格;β為未及時送達(dá)的懲罰成本;P1為制冷劑價格;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停留時間;Tij為車輛從客戶i到客戶j所用的時間;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配送車輛的運輸成本
配送車輛的運輸成本包括車輛的油耗、維修、保養(yǎng)和過路費等。在運輸成本中由于本文加入軟時間窗的限制，所以考慮到在一線城市中市內(nèi)堵車的情況，運輸配送的路線選擇，以及時間的要求，都會影響到運輸成本。其表達(dá)式為：
C2=[DD(]n[]i=0[DD)][DD(]n[]j=1[DD)][DD(]m[]k=1[DD)]cdijxijk
223配送運輸過程中的貨損成本
在低溫環(huán)境中，貨物的保質(zhì)期會延長，超出保質(zhì)期的貨物就會變質(zhì)，這部分的損失就是運輸過程中的貨損成本。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裝卸搬運時的貨損成本
運輸車輛在配送中心裝車和到達(dá)客戶時卸貨的整個過程中貨物會發(fā)生損壞，并且在裝卸時開關(guān)車門會影響車內(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
本文采用軟時間窗的做法，如果貨物不能在規(guī)定的時間范圍內(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的單位損失成本，如果貨物提前送到，則會產(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)備工作時需消耗制冷劑，對每輛車來說，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
三、常溫配送與多溫共配的總成本比較
根據(jù)某配送公司的一個配送點的實際成本來檢測以上配送路線是否最經(jīng)濟(jì)， 表1為系數(shù)表。
該實例最終證明，在軟時間窗的前提下，實行多溫配送的方式，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)。
四、結(jié)論
在冷鏈配送過程中，大部分貨物都是易腐爛的，多溫配送考慮到了貨物配送過程中的溫度要求，同時也把路徑優(yōu)化和時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)模配送運輸中節(jié)約的成本總數(shù)是相當(dāng)可觀的;再從各部分成本比較，懲罰成本和制冷成本有所上升，這方面隨著技術(shù)的革新，成本也會隨之下降。采用多溫共配方式，其運輸成本和多溫層貨物的常溫配送方式相比，能更好地對配送路徑進(jìn)行優(yōu)化和對時效性的把控。
參考文獻(xiàn)：
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