關于冷鏈網絡優化的文獻綜述

侯淑婕

[摘要]自20世紀80年代初我國引入現代物流理論，無論是企業和政府，還是學術界都逐漸意識到現代物流對于環境資源的節省、社會經濟的發展有一定的作用。現階段，我國對傳統物流理論的研究已較為完善，但冷鏈物流作為一種特殊的物流，我國相關的研究還遠遠不足。建立一個完善的冷鏈物流配送網絡體系，有利于減少資源的浪費，減少資金的投入，提高人們的整體生活質量，提升食品的新鮮度，使人們在滿足自我需求的同時，獲得最優良的產品。本文針對冷鏈網絡優化設計的相關研究進行綜述，希望能對相關研究者有一定的幫助與啟示。

[關鍵詞]冷鏈；網絡優化；配送

[中圖分類號]F252[文獻標識碼]A[文章編號]1005-6432（2014）40-0040-02

1引言

隨著經濟的發展，人們的物質生活水平逐漸提高，對生活品質也有了更高的追求。對新鮮果蔬、牛奶等生鮮產品的需求逐年增加。為了使這些天然農產品在保持其原有營養、色澤的同時新鮮地送往顧客手中，需要對其進行低溫倉儲加工配送，其中溫度的控制尤為重要。而“高保鮮、多品種、小批量”正是冷鏈物流的重要特征。應市場的需要，冷鏈物流發展迅速，它在保證食品物流安全中起到了不可忽視的作用。而冷鏈設備可以保證生鮮食品在生產、倉儲運輸、銷售等消費前的各個環節處于設定的低溫環境下。

冷鏈物流的前景雖然很好，在食品物流安全中也起到了舉足輕重的作用，但是就我國目前的現狀來看，其發展仍不盡如人意。我國的食品冷鏈體系與發達國家相比有著明顯的差距。我國冷鏈物流起步較晚，至今仍處于初級發展階段。但正因為如此，我國的冷鏈物流有著巨大的發展空間。相較于一般物流，冷鏈物流對外部設備與環境有著更高的要求。配送中心的選址與車輛路徑的優化均能在一定程度上減少生鮮產品在物流過程中的浪費，這對于降低整個供應鏈的成本有著積極意義。

2冷鏈設備的完善

食品安全問題屢見不鮮，在這種狀況下，發展冷鏈物流十分迫切。尹鈺[1]認為我國政府應制定相關法律法規，在基礎設施投入中給予一定的支持；企業應加強對冷鏈物流人才的培養，并對冷鏈物流進行技術創新和產品創新。尚海濤等人[2]提出冷鏈物流應遵循“3T 原則”。該原則指出了冷鏈貨物保持新鮮所允許的時間和產品溫度之間存在的關系。應該重點提升冷鏈物流中的冷鏈設備，來確保易腐蝕產品的全程冷鏈配送。同樣針對于冷鏈設備，葛如海等人[3]介紹了國內冷藏車的技術現狀，并分析了我國冷鏈物流業存在的主要問題。最后，提出了建立加工配送中心、成立物流聯盟和推廣低溫保鮮技術等促進冷鏈物流發展的建議。張松[4]與杜冉冉[5]分析了我國冷鏈物流存在的問題，他認為國家應該對冷鏈設備進行資金的投入，制定相關的物流標準，減少運輸環節。

Anna Nagurney、Min Yu[6]開發了基于供應鏈網絡的易腐蝕供應模式，該模型通過引進電弧乘法的食品變質，考慮了銷售易腐蝕產品的報廢成本，最后通過算例與算法進行求解。Aiying Ronga et al [7]提供了一種方法來模擬食品質量退化，然后建立了一個集成生產的一個混合整數線性規劃模型，通過對他的研究可以將它應用于設計易腐蝕產品的分配系統中。

Myo Min Aung、Yoon Seok Chang[8]主要針對冷鏈貨物的設備要求，對于冷鏈外部環境的進行了研究。提出模擬了溫度對于易腐產品的影響，結果比傳統方法更加準確。此外，他還進行了實驗與無線傳感器網絡（WSN）測試，發現要優于傳統視覺評估方法。

Meffert[9]主張直接運用力學分析模型對可造成貨物溫度分布的所有重要影響因素進行分析。在1976年，他開發了一個穩定狀態的簡單模型，他進一步開發描述冷藏集裝箱內的貨物溫度范圍通過冷空氣降低溫度。1998年，他建議將這一方法運用于冷藏集裝箱、冷藏車、冷庫和零售冷。Moureh and Derens[10]用CFD建立了配送期間托盤上的冷凍食品溫度上升的模型，給冷鏈中溫度控制給予了一定的數據支持。Amos and Bollen[11]開發了一個簡單的模型來評估在空運中托盤包裝對蘆筍質量的影響，對冷鏈產品包裝給出了一定的建議。Jolly et al.[12]建立子模型來代替其關鍵部件：壓縮機、蒸發器、冷凝器和熱力膨脹閥，以此開發了一個模型來模擬集裝箱冷藏系統穩定狀態的性能。

3冷鏈配送網絡優化

配送網絡的合理布局，就是以社會經濟效益最大化以及物流配送系統完整化為目標，利用系統學的相關理論，系統工程的有效方法，綜合考慮物資供需能夠滿足的情況、自然環境、運輸的條件等因素，對物流節點位置的設置、規模大小、供貨的范圍等進行研究與設計，做出適宜的布局。孫小淇[13]從設施選址和車輛路徑優化兩個方面對物流配送網絡規劃的研究現狀進行了闡述。他建立了數學模型對物流配送網絡布局問題進行了優化分析，并利用兩層嵌套式粒子群優化算法進行求解。

3.1配送中心選址方面

國內對選址問題的研究是從基于評價的選址研究和基于優化模型的選址研究這兩個方面展開的。其中基于評價的選址問題的研究一般是應用AHP或者DEA這樣的評價方法對物流的選址問題進行相關研究。吳文娟、岳朝龍[14]主要運用層次分析法（AHP）構建了評價模型，通過分析相關的因素對冷鏈物流配送中心建設的選取進行了科學的評價。這種方法簡單易行，通過定量分析法，以數量形式表達并處理了人們的主觀判斷，提高了決策的可行性、可靠性和有效性，但是在復雜的決策環境中，該方法并不適用。

配送中心處于冷鏈的中間環節，它在冷鏈物流的供應鏈上處于核心地位，同時配送中心的選址是否合理對于城市的經濟發展有很大影響。葉向奎[15]通過實際案例建立了冷鏈物流配送中心的選址模型，確定了三個備選方案，最后用離散選址模型對三個方案進行分析，最后得到綜合費用最低的最優方案。劉桓[16]在溫度一定的情況下推導出了易腐蝕產品腐敗率與時間的非線性函數關系，建立損失函數和冷鏈物流節點選址模型，通過一個實例證明了遺傳算法對選址模型求解的可行性。Zhi-Hai Zhang et al. [17]研究了集成化供應鏈網絡設計的配送中心選址問題，通過拉格朗日松弛啟發式算法求解，發現該算法性能穩定，在大規模計算問題中優于CPLEX。

3.2車輛路徑優化方面

在車輛路徑問題的研究上，國內外的學者主要研究了VRP問題的求解方法。呂俊杰、孫雙雙[18]構建了基于冷藏車能耗成本分析的冷鏈物流配送車輛路徑優化模型，并應用蟻群算法和MATLAB工具對算例進行了分析并求解，對冷鏈物流配送商實現科學、快捷的車輛調度和路徑優化具有一定的指導意義。楊瑋、李國棟、張倩[19]構造了求解冷鏈物流優化問題的粒子群算法，通過實例進行計算，表明運用粒子群優化算法可以有效求得最優解。陳健[20]在系統分析了配送過程中的各種成本后，建立了成本函數，并加入了時間窗這個約束，分析了由于違反時間窗的限制所造成的懲罰成本，進一步優化了冷鏈物流配送模型，通過改良的蟻群算法對模型進行了求解。李明澤[21]建立了加入客戶滿意度、交通擁堵系數、卸貨時間等因素的城市農產品配送模型，將模型與遺傳算法結合，并改進了算法中收斂速度慢、易陷入局部最優等缺陷。

Thai Tieu Minh et al.[22]為解決VRP在現實生活中的問題，建立了一個多目標優化模型，考慮了時間窗，最后用啟發式算法求解。Taebok Kim et al.[23]研究了一個返回時間隨機情況下的易腐蝕產品的兩階段閉環供應鏈模型，并分析了風險情況與腐敗率。

4結論

發展冷鏈物流，首先要改善物流設備，本文先研究了溫度對易腐蝕產品的影響，敘述了設備改進的相關內容。之后本文分析了冷鏈物流網絡優化，其中主要包括物流中心選址與車輛路徑優化，多數學者以配送網絡的總費用最小為目標，建立相關的最優化模型，最后用實例跟算法進行驗證求解，其中主要用到了遺傳算法、啟發式算法、蟻群算法等。

冷鏈物流作為一個新興產業，將會在我國繼續得到不可小覷的重視，而且會發展得越來越好，變得越來越成熟，越來越完善。通過針對我國現在冷鏈物流的現狀，并對癥下藥，能夠將它不斷改進，來應對新的機遇與挑戰。未來對于冷鏈物流的研究將會越來越多，希望本文能對以后學者的研究有一定幫助。

參考文獻：

[1]尹鈺.淺談我國冷鏈物流的發展[J].商業經濟，2013（5）：41-43.

[2]尚海濤，凌建剛，朱麟，鄭永華.果蔬預冷與我國冷鏈物流的發展[J].農產品加工，2013（2）： 52-56.

[3]葛如海，管軍，虞小波.應龍在冷鏈物流行業的現狀及前景[J].重慶理工大學學報，2013（7）： 19-23.

[4]張松.我國冷鏈物流現狀問題分析[J].管理觀察，2013（6）：58-60.

[5]杜冉冉.我國農產品冷鏈物流發展現狀及存在的問題[J].中國證券期貨，2013（1）：76.

[6]Min Yu，Anna Nagurney.Competitive Food Supply Chain Network swith Application to Fresh Produce[J].European Journal of Operational Research，2013：273-282.

[7]Aiying Rong，Renzo Akkerman，Martin Grunow.An optimization approach for managing fresh food quality throughout the supply chain[J].Int.J.Production Economics，2011：421-429.

[8]Myo Min Aung，Yoon Seok Chang.Temperature management for the quality assurance of a perishablefood supply chain[J].Food Control，2014：198-207.

[9]H.F.Th.Meffert.Towards an Ideal Refrigerated Cold Chain[J].International Institute of Refrigeration，1976：535-542

[10]J.Moureh，E.Derens.Numerical modelling of the temperature increase in frozen food packaged in pallets in the distribution chain[J].International Journal of Refrigeration，2000：540-552.

[11]N.D.Amos，A.F.Bollen.Predicting the deterioration of asparagus quality during air transport[J].Meeting of IIR Commission，1998：163-170.

[12]P.G.Jolly，C.P.Tso，Y.M.Wong，S.M.Ng.Simulation and measurement on the full-load performance of a refrigeration system in a shipping container[J].International Journal of Refrigeration，2000：112-126.

[13]孫小淇.山東省果蔬物流配送網絡優化設計研究[D].大連：大連海事大學，2013.

[14]吳文娟，岳朝龍.冷鏈物流配送中心建設方式選擇評價研究[J].安徽農業科學，2013（18）.

[15]葉向奎.果蔬冷鏈物流配送中心選址研究[D].大連：大連理工大學，2013.

[16]劉桓.基于遺傳算法的冷鏈物流路徑選擇研究[J].技術與方法，2013（10）：116-119.

[17]Zhi-Hai Zhang，Bin-Feng Li，Xiang Qian，Lin-Ning Cai.An integrated supply chain network design problem for bidirectionalflows[J].Expert Systems withApplications，2014.

[18]呂俊杰，孫雙雙.基于鮮活農產品冷鏈物流配送的車輛路徑優化研究[J].廣東農業科學，2013（9）：178-181.

[19]楊瑋，李國棟，張倩.基于粒子群算法的農產品冷鏈物流配送路徑優化研究[J].陜西科技大學學報，2013（3）：150-153.

[20]陳健.易腐產品冷鏈配送優化研究[D].青島：山東大學，2013.

[21]李明澤.城市農產品冷鏈物流配送路徑優化研究[D].大連：大連海事大學，2013.

[22]Thai Tieu Minh，Tran Van Hoai，Tran Thi Nhu Nguyet.A Memetic Algorithm for Waste Collection Vehicle Routing Problem with Time Windows and Conflicts[J].A Memetic Algorithm for Waste Collection VRPTWC，2013：485-499.

[23]Taebok Kim，Christoph H.Glock，Yongjang Kwon.A closed-loop supply chain for deteriorating products under stochastic container return times[J].Omega，2014：30-40.