第三方冷鏈物流配送中心選址研究

[摘 要]根據第三方冷鏈物流的特點，建立以物流總成本和服務水平最優化的雙目標選址模型。服務水平最優化目標的實現運用懲罰成本來體現，使雙目標轉化成單目標;并用遺傳算法求解模型，運用具體事例進行分析，證明文章選址方法的可行性。

[關鍵詞]冷鏈配送中心選址;雙目標規劃;遺傳算法

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2021.36.174

1 引言

冷鏈物流是為了保障冷鏈產品在生產、儲藏、運輸、銷售過程中的質量以及降低其損失。目前中國大部分的肉類、水產品以及蔬菜水果運輸都是在常溫狀態下，每年損耗相當大。另外，由于冷鏈操作的不規范引起的食品安全問題也備受關注。因此，迫切需求第三方專業的冷鏈企業，其擁有專業的技術人員、先進的冷鏈設備與管理水平，不僅能夠整合社會資源，還能提高物流配送效率，故第三方冷鏈企業的配送中心選址尤為重要。

配送中心連接著銷售商與供應商，是市場需求信息和生產信息匯集地，高效協調著整個供應鏈環境下的冷鏈物流過程，選擇合理的冷鏈配送中心能加快冷鏈產品的流通速度，提高冷鏈配送服務水平、降低企業物流成本。

針對上述情況，文章建立以物流總成本最低及服務水平最優化的雙目標選址模型。

2 基于冷鏈特點的配送中心選址建模

2.1 前提假設

（1）已知多個備選點位置，選擇其中一個;

（2）一個配送中心負責一個需求點;

（3）每個供應商的供應量和銷售商的需求量是一個常量;

（4）運輸產品為單一型產品;

（5）總成本中忽略冷庫儲存過程中的貨損成本;

（6）假定冷鏈產品損壞只與配送時間有關，貨損率恒定，忽略其他影響因素。

2.2 參數說明

a：供應商數量;

b：備選冷鏈配送中心數量;

g：需求點數量;

h：運輸產品單價;

θ：運輸過程中冷鏈產品的貨損系數;

Qi：供應商i的供應量;

Qk：需求點k的需求量;

Dij：供應商i到冷鏈配送中心j的距離;

Djk：冷鏈配送中心j到需求點k的距離;

v：冷藏車平均運輸速度;

Cij：供應商i到冷鏈配送中心j的運輸單價;

Cjk：冷鏈配送中心j到需求點k的運輸單價;

Wj： 冷鏈配送中心的最大容量;

Fj：備選冷鏈配送中心的初始投資成本;

Rj：備選冷鏈配送中心的運營管理費用。

2.3 引用懲罰成本[1]體現服務水平最優化目標

文章采用混合時間窗[2]下的懲罰成本來體現服務水平。如圖1所示：

圖1中，客戶期望的服務時間范圍為[ET，LT]，客戶能接受的時間范圍為[E，L]。產品在[ET，LT]的任一時間到達，則不會產生懲罰成本;產品在[E，ET]和[LT，L]內到達，客戶可以接受配送中心的服務，但會對其進行一定的懲罰，圖中α1，α2表示單位時間單位產品的懲罰成本;產品在E時間之前或L時間之后到達，客戶將拒絕配送中心的服務，此情況不僅會產生懲罰成本，還可能失去該客戶，故用無窮大的數M來體現懲罰成本。式（1）為懲罰成本函數。

C（tk）=M，tk（-∞，E）

α1Qk（ET-t），tk[E，ET]

0，tk[ET，LT]

α2Qk（t-LT），tk[LT，L]

M，tk（L，+∞）（1）

2.4 模型建立

通過以上分析，建立如下冷鏈配送中心選址雙目標[3]規劃模型：

MinC=∑bj=1Zj（Fj+Rj）+∑ai=1∑bj=1XijQi[1-e-θDij/v]h+∑bj=1∑gk=1YjkQk[eθDjk/v-1]h+∑ai=1∑bj=1XijCijDijQi+∑bj=1∑gk=1YjkCjkDikQkeθDjk/v+∑gk=1C（tk）（4）

S.T

∑ai=1Qi≤Wj，j=1，2，…，b（5）

∑bj=1Zj=1（6）

∑ai=1Qi∑gk=1Qk（7）

Xij=1 供應點i向冷配中心j供應產品

0 否則（8）

Yjk=1 冷配中心j向需求點k配送產品

0 否則（9）

Zj=1 表示j地被選中

0 否則（10）

E≤t≤L（11）

Qi≥0，Qk≥0，i=1，2，…，a;j=1，2，…，b;k=1，2，…，g

式（4）為目標函數，第一項為初始成本與運營管理成本;第二項為供應商i向配送中心j運輸產品時的貨損成本;第三項為配送中心j向需求點k運輸產品時的貨損成本;第四項為供應商i到配送中心j的單向運輸成本;第五項為配送中心j到需求點k的單向運輸成本;第六項為懲罰成本。

3 基于遺傳算法[4]的模型求解

根據模型變量的特點選擇合適的編碼方法，產生初始種群，然后根據求解的問題選擇合適的適應度函數對個體進行選擇，適應度較好的個體被留下來進行下一步操作，通過選擇、交叉和變異操作后產生新一代群體，這些新一代群體又作為一輪新的初始群體，按照上述步驟繼續操作，直到找到模型的最優解。

4 算例

按照遺傳算法的求解順序，運用MATLAB軟件進行編程計算。為了更好地在運算過程中實現算法性能，預先對相關參數進行測試運行，從而設置各項參數為：最大迭代次數200，種群規模100，交叉概率Pc=0.6，變異概率Pm=0.005。

如圖2所示，總成本最低為26197414元。在迭代過程中，得到最合適的冷鏈配送中心建設點為x1。

5 結論

基于冷鏈物流產品具有時效性的特點，文章建立以物流總成本最低和服務水平最優化的配送中心雙目標選址模型，并在建模過程中，運用懲罰成本來體現服務水平最優化目標。采用遺傳算法結合實例進行模型求解，基于MATLAB軟件平臺，選出最佳冷鏈配送中心建設地點，證明了本選址方法的應用價值，有助于科學合理的選擇配送中心建設位置。

參考文獻：

[1]劉琳.冷鏈物流配送優化路徑模型及控制算法[D].山東：煙臺大學，2012.

[2]韓璐.基于廣義費用的冷鏈物流配送優化研究[D].遼寧：大連海事大學，2011.

[3]崔永杰.多分辨率多目標物流配送中心選址模型研究[J].物流科技，2013（1）：118-119.

[4]王閃，李珍萍.冷鏈配送中心選址問題[J].物流技術，2011，30（12）：22-27.

[作者簡介]盛艷（1988—），女，漢族，湖南益陽人，碩士，工程師，研究方向：交通規劃。