低碳環境下供應鏈混合運輸配送網絡優化研究

摘 要：本文對低碳環境下供應鏈混合運輸配送網絡進行優化研究，即符合理論研究的發展，也合乎現實企業發展的需要。將朱戰國[1]提出的客戶、供應商匹配運輸的思想應用于多供應商、多工廠、多客戶點的供應鏈二級配送網絡優化中，綜合考慮工廠的選址及產能水平選擇、原材料供應過程和產品配送過程混合運輸方式選擇、產品配送過程中的派送車輛的車型及貨物量的選擇以及車輛路徑安排，并考慮車輛最大行駛距離限制，更符合供應鏈配送網絡的實際情況。同時結合行為科學中對人的行為感知的研究方法與運籌學中定量的研究手段，對供應鏈各個環節的總成本以及物流運輸過程中的碳排放進行定量計算，并構建客戶對服務次數的滿意度函數，權衡各方利益，優化資源配置，提出各方滿意的方案，為低碳環境下供應鏈混合運輸配送網絡優化提供支持。

關鍵詞：混合運輸 供應鏈配送網絡 客戶滿意度 粒子群優化

一、引言

全球氣候變暖已成為當今世界所面臨的最具挑戰性的全球環境問題之一。二氧化碳等溫室氣體的排放是導致全球氣候變暖的主要原因。自20世紀90年代以來，減少溫室氣體的排放始終是一個重要的政治議題。低碳時代的到來不僅對傳統的經濟模式帶來前所未有的沖擊，同時賦予了企業新的責任和使命。為響應可持續發展的要求、適應競爭日益激烈的經濟環境，工廠作為供應鏈核心企業充分聯合供應鏈上下游的供應商和客戶組建供應鏈配送網絡并根據客戶需求確定自身產能水平結構成為一個必然的選擇。然而，目前供應鏈對于工廠與供應鏈以及工廠與客戶之間的貨物運輸過程優化多是基于供應和配送分階段條件下單產能水平的情況。隨著供應鏈復雜性的增加，充分協調各階段的運輸模式變得愈發必要，從而誕生了匹配運輸。匹配運輸的思想是對供應鏈的上下游運輸進行匹配優化，使企業原料采購運輸和產品配送運輸構成三角回路，降低了整個配送過程網絡中空車運輸次數，從而降低了供應鏈總成本+。混合運輸是匹配運輸與不匹配運輸相結合的一種運輸模式，在實際的物流配送活動中更為常見。混合運輸即能有效降低物流配送過程中的空車運輸率，又能提高車輛調度的靈活性，達到經濟和環境雙贏的目的。工廠的產能水平以及配送車輛的多車型選擇是除運輸模式外影響供應鏈總成本的重要因素。另一方面，車輛的馬力、空車重量、迎風面積等因素會影響車輛的行駛成本以及運輸過程中的碳排放量，且不同車型的最大載重可能不同，有利于根據配送貨物的數量選擇最合適車型的車輛進行配送，充分利用載重空間。因此，工廠具有多產能和多車型的選擇權，相比單一產能和車型，在工廠生產技術、選址以及配送過程優化中有更大的靈活性。此外，20世紀30年代西方的經濟危機，使許多企業認識到，僅僅靠在企業內部提高產量和壓縮成本，在激烈的市場競爭中，并不能取得成功，更高效地為客戶提供滿意、周到的服務，以提高客戶滿意度、忠誠度是企業的新型管理理念。本質上講，客戶滿意度反映的是客戶的一種心理狀態，它來源于客戶對企業的某種產品服務消費所產生的感受與自己的期望所進行的對比。因此，企業要以客戶需求為導向進行生產運作，通過結合行為科學中對人的行為感知的研究方法與運籌學中定量研究的手段，度量客戶的滿意度，進而權衡各方利益，形成一個多方滿意的方案。綜上所述，本文研究的對象是低碳環境下的供應鏈混合運輸配送網絡問題，重點研究低碳環境下的供應鏈混合運輸配送網絡模型的構建、基于前景理論的客戶滿意度的定量分析方法以及多目標模型的求解。詳細分析研究低碳環境下的供應鏈混合運輸配送網絡問題所具有的理論意義和經濟價值，闡述數學模型的建立過程、模型求解策略、算法設計步驟，并利用模擬數據進行算例分析。

二、建模

1.問題描述。研究低碳經濟，供應鏈背景下的工廠選址問題。在考慮一般選址因素的基礎上，著重討論多車型、匹配運輸和不匹配運輸結合的混合運輸方式、以及碳排放量（碳稅、碳限額、碳交易）、工廠多產能等對工廠選址、工廠車輛分配和運輸網絡的影響。為達到總成本、碳排放量、客戶滿意度綜合最優，需要確定工廠選址、產能方式、車輛選擇以及車輛路線的安排。

2.模型假設。為了簡化模型設計，突出問題的重點，對模型做如下假設：（1）、客戶需求為單一產品，需求量是確定的，或者服從某一隨機分布，且該隨機分布；或者灰需求（2）、客戶是大型配送點、轉運點或零售店等具有大量需求的大客戶，供應商是大宗原材料/零部件的供應部門；（3）、運輸過程中車輛載貨量要滿足最大載重要求，（4）、供應鏈配送過程采用匹配運輸和不匹配運輸結合的混合運輸模式；（5）、設定每輛車行駛距離的最大值，在最大行駛距離內可進行多次取送貨；（6）、潛在工廠、工廠可選產能水平、建設成本已知，且每個工廠只能選擇一種產能水平；（7）、不考慮訂貨成本、裝卸費用、庫存成本；（8）、假設客戶和供應商都沒有時間限制，但是對每個客戶提供配送服務的次數會影響客戶滿意度；（9）、每個客戶只有由一個工廠負責配送，但是可以由同一輛車進行多次配送，配送方式可以是匹配運輸也可以是不匹配運輸。

3.符號和變量說明。基于以上假設，定義模型的參數及決策變量如下：

（1）下標符號。

4.模型建立。（1）做功（能量）公式：

三、結語

1.構建考慮碳排放、客戶滿意度的多目標規劃模型：本文研究低碳環境下的供應鏈混合運 輸配送網絡優化問題，綜合考慮不同產能水平工廠的選址、客戶需求的分配、供應和配送過程中運輸模式選擇、車型選擇以及車輛路徑安排等，并建立以成本、碳排放量，客戶滿意度綜合最優的多目標0-1整數規劃模型。

2.客戶滿意度度量方式的改進：現有研究多考慮服務時間對客戶滿意度的影響，且一般在主體完全理性假設條件下，構建客戶滿意度的定量度量方式。因此本文通過分析影響客戶滿意度的要素，設計客戶期望值的度量方式，構建量化客戶滿意度的函數。

參考文獻：

[1]朱戰國，孫林巖.顧客供應商匹配的多品種多產能供應鏈優化設計[J].統計與決策，2010，（2）：46-48.

[2]李進，張江華.碳交易機制對物流配送路徑決策的影響研究[J].系統工程理論與實踐.2014（7）：1779-1787.

[3]Balan Sundarakani， Robert de Souza.Modeling carbon footprints across the supply chain[J].International Journal of Production Economics：2010，128（1），43-50.