模糊需求下带时间窗的生鲜农产品冷链物流网络设计

    朱坤　祝新

    

    

    

    摘要：针对农产品冷链物流中的不确定性、时效性和易腐性因素等特征，对模糊需求下农产品冷链物流网络设计问题进行研究，建立以配送总成本、零售商时间满意度和货运腐损度的多目标物流网络模型。结合模糊数学规划理论，将模糊规划模型转化为确定性规划模型，并使用主要目标法对模型进行处理，将多目标转化为一个单目标优化模型，并给出求解该模型的算法。最后通过实例计算，证明了该模型及算法的可行性和有效性。

    关键词：模糊需求；时间窗；农产品冷链配送；物流网络设计

    0 引言

    农产品冷链物流作为物流业的新兴分支和潜在利润点，近年来在国内得到了迅速发展。随着我国社会经济持续的发展和物质生活水平不断的提高，人们对于冷链农产品的需求量不断增大。农产品在冷链物流配送运输的过程中，由于冷链设施设备和配送时间等因素，面临着较高的货运腐损率和巨大的价值损失。

    目前，国内学者对农产品冷链物流配送中心选址的研究取得了一定的成果。王敏，毛超根据传统的T.T.T.理论，推导出食品的腐败率与时间的非线性关系，建立了惩罚函数和冷链物流节点的选址模型，并采用遗传算法对模型进行了求解；丁雪枫，马良等人基于模拟植物生长算法求解易腐物品配送中心选址问题；朱荣荣，胡大伟综合考虑物流总成本和物流服务可靠度，建立了冷链配送中心选址多目标模型，并用Lingo软件对模型求解；宋效中，石钢考虑腐坏货损成本、车辆制冷能耗成本及顾客对流通时间的限制，建立了三级两阶段对整体成本分析的混合整数非线性选址模型；齐艳，王飞，贾津从顾客对配送时间要求的角度，建立了基于顾客时间满意度的多目标配送中心选址模型。但是以上文献，在农产品冷链物流领域，国内在关于模糊环境下农产品冷链选址分配方面的相关问题研究比较不足，研究的大部分都是在确定性环境下。

    1 模型构建

    2.1 问题描述及假设

    本文讨论的是两阶多源多品种的农产品冷链物流网络，根据问题描述，作出如下假设：

    （1）生产基地对各种农产品的生产能力限制已知；

    （2）配送中心的容量和流量足够大；

    （3）零售商对各种农产品的需求量具有不确定性；

    （4）零售商的不同农产品只由一个配送中心负责供应；

    （5）零售商对各种农产品的需求量必须满足；

    （6）农产品在配送中心的处理时间忽略不计。

    2.2 模型建立

    农产品冷链物流的总成本由配送中心成本（包括配送中心筹建成本、配送车辆的运输成本和农产品运输过程中的制冷成本）、配送过程中的货损成本和提前配送到达的仓储成本和延迟配送到达的惩罚成本构成，最终的目的是建立成本最小化的成本模型。

    数学模型的目标函数为农产品冷链物流的总成本最小的函数表达式，约束条件为保证每个零售商的每种产品只由一个冷链配送中心负责配送、保证各产品供需平衡、保证配送中心的个数限制、两个0-1变量、各生产基地的各产品生产能力的限制和非负约束。

    2 模型转化与求解

    为了解决不确定性，需要采用模糊数学规划理论对不确定参数进行转化。本文选用模糊期望值模型方法来处理模糊参数，将不确定性数学规划模型转化为确定性模型。

    因此，将上述模型转化为如下确定性模型，模型的其它约束条件均与原模型中相同。

    3 算例

    3.1 算例描述

    已知广西某第三方物流企业为国内某著名食品企业负责某城市农产品冷链配送业务。

    3.2 算例求解

    为了验证建立的多目标模糊数学规划模型及运用方法的可行性，通过Lingo软件，对算例数据进行运算。有算例结果可知，随着模糊可行度水平的增长，物流配送总成本逐渐增加。现取置信水平α=0.9时，分别求出目标函数的最大值，如下表所示。

    4 结论

    本文针对模糊需求下农产品冷链物流网络设计问题。根据冷链物流农产品的易腐性和配送服务的时效性，在农产品冷链物流配送的过程中，提出了多源多品种农产品冷链物流的网络设计模型，并结合Lingo软件采用主要目标法对特定算例进行了求解，结果表明此模型能够有效解决多源多种农产品的冷链物流网络设计问题。