冷链物流区域仓库网络规划模型研究
曾敏刚，王秀慧，张俊杰，陈伟贤
（华南理工大学 工商管理学院，广东 广州 510640）
[摘 要] 冷链物流是保持食品远距离运输新鲜度的重要环节，为了保证配送及时的情况下使总成本最低，进行合理的冷链仓库网络规划尤为重要。以总成本最小化为目标，综合考虑运输成本、库存成本、固定成本、货损成本，把配送时效性作为约束，利用改进的P中值法进行建模，最后使用启发式贪婪算法进行优化求解，通过算例证明了冷链物流仓库网络规划模型和方法的有效和可行性。
[关键词] 冷链物流；仓库选址；网络规划；P-中值法
1 引言
随着国民收入的不断提高，优质生活已成为现代人追求的重要目标，食品质量和保鲜日益受到人们的重视，进而推动了国内冷链物流市场需求的增加，冷链物流迅速发展[1]。速冻食品需要对货运环境温度进行全程的把控，因此冷链物流在相应的管理和资金投入方面比常温物流要求更高。此外，新型冷链技术的应用，使得冷库、冷藏车等基础物流设施的投资成本也相应增加，这些都导致了冷链物流的总成本过高。合理的物流选址布局能降低冷链物流成本、提高效率和服务水平[2]，因此，进行合理的仓库网络规划对食品企业来说具有重要意义。
（二）急性型 急性死亡的猪可见到明显的剖检病变，喉头充满血样液体，双侧性肺炎，常在心叶、尖叶和膈叶出现病灶，病灶区呈紫红色，坚实，轮廓清晰，肺间质积留血色胶样液体。随着病程的发展，纤维素性胸膜肺炎蔓延至整个肺脏。
目前，关于冷链物流网络优化的研究主要分为配送中心选址问题和冷链物流路径优化问题[3]。研究内容主要集中在农产品和生鲜食品冷链物流配送环节，考虑各种不同的成本建立冷链物流配送优化数学模型，并利用算法进行求解[4-7]，但是对于速冻食品行业的冷链物流仓库网络规划研究较少。按照待选区域的离散程度，可以将选址问题分为连续选址和离散选址[8]。连续选址的代表方法是交叉中值法和重心法，而离散选址模型主要有最大覆盖模型、集合覆盖模型和p-中值模型[9]。但是这些方法均存在不足，例如传统的重心法在理论和实践中都被证明存在对问题过度简化的问题，如未考虑固定成本与管理成本因素等[10]。因此，本文采用的改进P中值法是一种同时包含离散变量和整数的数学规划方法，针对目标函数考虑成本要素不足的问题加以完善，考虑了运输成本和库存成本、固定成本、货损成本，并且针对冷链物流特点，加上时效性约束，使得求解更加符合实际情况，实用性会更强。
2 问题提出和模型建立
2.1 问题提出
目前，速冻食品行业的冷链物流三级配送网络模式如图1所示，包括l个工厂、m个候选仓库和n个经销商。冷链物流的起始节点是企业产品生产地或工厂，通过冷链运输至城市冷藏中心仓库，再由冷藏仓库中心运输到各个城市的经销商。存在的主要问题是仓库规模数量选址和转运问题，使得冷链物流总成本最低。即三级冷链物流配送模式下，针对中间层的冷藏仓库中心离散设施选址问题：
（1）物流网络中应该有几个仓库？这些仓库多大规模，位于何处？
（2）哪些客户指定由哪些仓库供应？哪些仓库指定由哪些工厂供应？
（5）工厂向冷藏中心仓库运输量不能超过其供应量。
对本文的研究，设定以下条件：
（1）运输同一类物品；
（5）冷藏中心仓库之间的需求是相互独立的，不存在互相调货的情况。
（3）已知区域内各城市每年需求、单位运输成本、供应该区域产品的工厂以及候选点的位置等；
（6）冷藏中心仓库向需求点的运输量不能超过其仓储量。
（2）仓库配送给需求点产品总量与工厂供应各冷藏中心仓库产品总量相等；
图1 冷链物流三级配送网络模式
2.2 模型建立
2.2.1 符号说明。模型所用符号说明见表1。
一个企业为了实现可持续发展，需要制定出与实际情况相一致的目标，这是重中之重，任何规模的企业都会在不同的阶段制定相应的目标。目标作为企业的发展方向，为了适应市场需求，企业的眼光必须长远，确保其在市场竞争中处于良好的优势地位。由于企业所生存的环境不同，其目标制定在不同的阶段都具备其差异性。企业对人力资源管理模式分析具备的差异性，直接影响到企业阶段性的发展。当企业未能选择一个科学的管理模式时，将无法确保企业高序运行。由此，企业必须依据自身情况，做出正确的选择，因地制宜的制定符合企业自身发展的人力资源管理模式，确保其与企业发展的协调性。
表1 模型的符号说明
2.2.2 改进P中值法模型。考虑总成本C最小，其中总成本由内向运输成本C1、外向运输成本C2、冷藏中心仓库的库存成本C3、运输过程中的货损成本C4和固定成本C5这5项构成。
目标函数：
约束条件：
（1）第j 个冷藏中心仓库选定才能接受第i 个工厂的产品供应。
（2）第j 个冷藏中心仓库选定才能向需求点k 提供配送。
（3）需求点k 只能由一个冷藏中心仓库提供配送。
“日日顺物流的初衷就是创造美好生活，带给人们幸福，这才是我们的核心价值。”王一铎说。用户的体验是最重要的，这要求我们必须要有很强大的资源和网络，要标准化、专业化、智能化。在这个过程中，我们给用户的是全流程、全场景的解决方案。
（3）如何保证时效性满足客户需求?
猕猴桃根好气，呼吸强度高。由于土壤、栽植等原因，许多猕猴桃园普遍存在根系过深、土壤板结现象，影响根系透气，造成植株僵化、小老树现象。针对此，我们进行了小老树改造试验。
（4）一个需求点只能由一个冷藏中心仓库提供配送；
（7）冷藏中心仓库从工厂接收的货物量要等于其向需求点的配送量。
（8）配送时效性限制。
3 启发式贪婪算法求解
配送中心的潜在设施点和需求点数目较大，具有组合爆炸特点，属于NP-hard 问题，对于NP-hard问题，寻找高效精确算法可能性不大，所以寻找近似算法是必要的和现实的[11]。贪婪取走式算法是一种不追求最优解的算法，该算法的特点是步骤简单、计算量小、速度更快、易于进行定性分析和定量研究等。
⑦支撑气袋的钢闸门作为气袋的护盾，保护气袋，避免被浮木、砾石、冰块等杂物破坏，使用寿命长，通常的使用寿命都在30年以上。
贪婪取走式算法步骤如下：（1）设置问题的初始解；（2）依据贪婪策略循环执行，搜索下一个目标，直到满足退出循环的条件；（3）在可行解里算出一个解元素；（4）将得到的所有解元素重新组合，成为问题的一个最终可行解。
4 实证分析
4.1 案例背景
S食品有限公司（下称S公司）是国内最大的专业速冻食品生产企业之一，拥有亚洲最大的立体冷库。但随着近年业务规模的不断扩张，在冷链物流与供应链方面存在一定的瓶颈。其中公司在广州设有一生产工厂，但在广东地区仓库网络规划还在起步期，总成本较高，达到580万元，同时未能满足客户时效性需求。
无人机倾斜摄影技术在测绘工程中的应用……………………………………………… 赵玉江，王岳（10-277）
4.2 数据处理
本文根据《2018年广东统计年鉴》中各市年末常住人口数，利用人口数将21个城市划分等级，再结合S 公司在广东省一年期销售数据以及面点类速冻食品销售分布情况，得到广东省21个城市的年需求量，见表2。以佛山为例，佛山属于二线城市，S公司在广东省二线城市需求量占年总需求的30%，佛山在二线城市的人口占比15.5%，得到佛山年总需求量为151 487箱。
通过对我国国有企业组织机构的了解，部分国有企业法人治理结构方面无法与现代化企业制度的要求相吻合，特别是在职位的任用上不利于企业内部管理层优势的充分发挥，从而造成限制了企业的全面发展。在人力资源管理上，部分国有企业并未配备专门的从事人力资源管理的工作人员，从而造成在人才选拔机制上缺乏有效的晋升机制。另外，作为国有企业的经营管理者管理理念比较滞后，很多国有企业存在“重经营、轻管理” 的理念，造成企业管理层对内部控制系统缺乏必要的认识。
两个城市之间的距离是根据物通网上查询的公路里程，任意两点的距离为这两个城市的市辖区距离。例如，佛山与珠海的距离为127.9km。城市间的单位运输成本由城市间距离与运费费率相乘得出，其中运费费率参考了国内部分冷链物流的报价，见表3。当仓库个数为1 时,单个仓库库存成本主要参考物流云仓网站上的数据，并且随着仓库个数增加，分摊到每个仓库的库存成本为
数量关系，见表4。固定成本包含租赁费用、管理费用等，本文主要指租赁费用，由单位面积租金乘以面积得到，见表5。本案例中货损成本占物流总成本比重很小，忽略不计。
（4）总的冷藏中心仓库的数量为p。
4.3 结果比较
根据调研的多家冷链运输企业，发现在按照其平均车辆运输速度60km/h 的前提下，扣除订单处理时间和装卸搬运时间，发现在48h 的时效性约束下，在所有城市建设冷藏仓库均能满足条件，因此忽略时效性约束。同时，由于内向运输成本、货损成本占总成本比例较小，模型求解时也将其忽略。最终，仓库选址结果见表6、如图2所示。
话说回来，老人为子女辛苦一辈子，子女赡养老人，让老人享受人生的夕阳晚霞是儿女的责任跟义务。刘主任建议，在带孩子这件事上，应以年轻人为主，老年人身体毕竟不如年轻时，容易失眠、焦虑、健忘，所以要综合老年人的想法与意愿，不能因为这件事而影响家庭和睦相处。
（1）借款人与原始权益人（即各地市公积金中心）签订具有一定差异的借款合同，一般而言，双方约定的相关资产流动性较低。在综合分析自身需求及预判未来形势之后，原始权益人会挑选出符合自身需求的项目，联合各方进行评估、作价，形成资产池，这样做的目的在于通过证券化解决基础资产无法流动的难题。在其研究、筛选过程中，为最大程度消除信息不对称因素影响，增强风险防控能力，权益所有人往往还需与信用评级机构、会计师事务所及律师事务所等相关机构合作，深入研讨基础资产涉及的各类交易事项[2]。
本文在改进的P中值法模型的基础上，利用启发式贪婪算法化简求解模型，最终实现最优化目标的仓库个数为2 个，位置分别在东莞和茂名，并各自负责部分需求点供应。此时，总成本为4 975 028元。
表2 广东省各城市年需求量和所需仓库面积
表3 运输费率
表4 库存成本
表5 广东省各城市仓库租赁费用
表6 仓库选址结果
图2 总成本随仓库数量的变化关系
5 结论
本文针对传统研究的不足，对冷链物流的仓库网络规划问题进行研究。通过实例分析，得到以下结论。
（1）本文研究的是综合考虑了冷链物流的时效性和各项成本的仓库网络规划方案问题。
曹爽和司马懿之间的对立持续了近十年，眼看小皇帝曹芳到了亲政的年龄，在曹爽主持下，太后迁居永宁宫，司马懿称病不出，曹爽占尽了明面上的优势。
（2）建立了改进P中值法的数学模型。本文打破了传统P中值法只考虑外向运输成本的局限，并且针对冷链物流特点，加上时效性约束，综合考虑了运输成本、库存成本、固定成本和货损成本，建立数学模型，通过启发式贪婪算法进行求解。
（3）以速冻食品S公司的冷链物流仓库网络规划为实例，得到合理的选址方案，总成本比原来减少了14%，同时能满足时效性要求。通过算例证明冷链物流仓库网络规划模型和方法的有效可行。
研究方法和冷链物流仓库网络规划结果对企业现有的冷链物流仓库网络规划具有重要的指导意义。本文仅采用启发式贪婪算法进行优化求解，未来的研究还可以采取遗传算法等其他算法进行最佳方案对比。
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Research on Network Planning Model of Cold Chain Logistics Regional Warehouses
Zeng Mingang,Wang Xiuhui,Zhang Junjie,Chen Weixian
(School of Business Administration,South China University of Technology,Guangzhou 510640,China)
Abstract: With the goal of minimizing the total cost of the cold chain logistics process while ensuring timely delivery, and by comprehensively considering the cost of transportation,cost of inventory,fixed cost and cargo damage cost,we used the improved P-medium method to model the warehouse network for a cold chain logistics system with the distribution timeliness as the constraint,and applied the heuristic greedy algorithm to optimizing and solving it.At the end, the effectiveness and feasibility of the cold chain logistics warehouse network planning model and method were illustrated through a numerical example.
Keywords: cold chain logistics;warehouse location allocation;network planning;P-median method
[中图分类号] U16;F224.0
[文献标识码] A
[文章编号] 1005-152X(2019)09-0057-04
doi: 10.3969/j.issn.1005-152X.2019.09.011
[收稿日期] 2019-07-26
[基金项目] 教育部哲学社会科学研究重大课题攻关项目（17JZD020）；广东省基础与应用基础研究专项资金项目（2017A030313409）；中央高校基本科研业务费专项资金资助（2015XZD19）
[作者简介] 曾敏刚（1972-），男，江西吉安人，副教授，博士，研究方向：物流与供应链管理等。
标签：冷链物流论文; 仓库选址论文; 网络规划论文; P-中值法论文; 华南理工大学工商管理学院论文;