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生鲜食品冷链物流配送研究
广州生鲜食品冷链物流配送研究
摘要
生鲜食品是现代生活必需品中一个很重要的部分，与其它物品相比，它的经营方法比较独特，这主要源自产品的易腐易烂性。
本文围绕着生鲜食品的产品特性，阐明了生鲜食品冷链物流配送的重要意义，对生鲜食品物流配送如何操作、如何提高生鲜食品物流配送的效率等涉及生鲜食品物流配送本身运作层面的问题进行研究，提出配送方案的优化方法，进行配送路线优化。
关键词：
生鲜食品；冷链物流；配送；路线优化
StudyonGuangZhouRawandFreshFoodtheColdChainLogisticsDistribution
Abstract
Therawandfreshfoodisanimportantpartofmoderntimes,Incomparisonwithothers,Itsmanagementisunique,Thatmainbecauseitiseasytobedecomposed.
Thisessayfocusonproductfeaturesofrawandfreshfood,toclarifytheimportanceofthecoldchainlogisticsdistribution.thedevelopmenttendencyofrawandfreshlogisticsdomesticandexogenousandthepresentresearchsituation,advancemethodstooptimizedistributionplan.
Keywords:
rawandfreshfood;coldchainlogistics;distribution;optimizeroute
一、绪论
（一）研究背景
目前，国内生鲜经营的配送服务主要由以下几方面主体承担：
一是销售企业自担配送。
少数大型超市企业采用这种配送方式。
由于企业自建生鲜商品配送中心的投入大、风险高，管理复杂，因此，对于多数企业来说，还是不敢贸然自建生鲜商品配送中心。
二是大型农产品批发市场配送。
这种生鲜配送方式是随着农产品批发市场向下游延伸，利用其农产品集散中心的优势，发展面向零售环节的加工配送服务而出现的。
但是，大型农产品批发市场实际上是农产品的物流中心，承担着大宗农副产品的集散和转运功能，而生鲜经营对配送的要求是多频次、小批量的，两种业务之间的差异和复杂程度相差较大，对大型批发市场而言，协调自身大宗集散功能与连锁生鲜销售企业分散配送需求之间的矛盾，困难较大。
三是供应商或中间商配送。
这是目前生鲜商品配送的主要方式。
由供应商直接配送表面上看可以大大降低企业的投入成本和运作的复杂性，但实际上，由于目前为连锁销售企业提供生鲜配送服务的多数是个体中间商或供应商，经营规模小，实力弱，经营地域范围小，不仅配送能力和配送服务质量有限，而且与销售企业之间不能形成稳定的供需关系，为企业的生鲜商品配送带来很多的不确定性。
落后的经营理念尚未从供应链角度管理生鲜物流，从上游生鲜商品供货渠道来看，多数企业没有建立稳定的供货渠道，未能与上游产地或供应商建立稳固的伙伴关系，甚至与农贸市场的个体户一样，简单地从本地批发市场购进企业经营所需的生鲜商品。
结果是，既无法保证稳定的商品供应，也无法保证采购商品的质量。
生鲜商品的物流环节多，超市企业与生鲜商品物流提供者之间缺乏必要的约束机制。
目前很多超市的生鲜商品物流依赖于供应商，这样不仅增加了超市生鲜经营的成本，而且由于供应商数量众多、经营能力不一，在增加销售企业各店铺的工作量，加大交易成本的同时，也使连锁销售企业的管理能力面临挑战。
此外，由于目前市场上缺少专业化的生鲜商品物流提供商，而各连锁生鲜销售企业自己拥有生鲜加工配送中心的比例又很小，造成生鲜商品的储存、加工、配送功能的缺失，在生鲜商品的产销之间形成无法有效衔接的盲区，结果造成生鲜供应链的整个链条可能在任一个环节发生脱节。
（二）研究的目的及意义
研究冷链配送的意义在于：
第一，提高配送的效率，降低农产品在流通中的损耗。
目前我国粮食流通损耗率在15%左右，水果蔬菜25%-30%；冷藏运输率仅为10%。
若冷藏运输率提高10个百分点，农产品流通损耗率将降低3个百分点。
按我国果蔬流通量6亿吨测算，每年生鲜果蔬流通将减少损耗约1800万吨，约占我国果蔬总产量的2.5%；粮食流通量1.7亿吨，每年粮食流通将减少损耗510万吨，约占我国粮食总产量的1%。
第二，减少农产品流通费用。
据测算，我国果蔬流通费用占终端产品市场价格的60%以上，其中被损耗果蔬成本占整个流通费用的70%左右，远高于国际标准50%的水平。
水果蔬菜市场销售价格中损耗物质成本占42%。
若流通损耗率降低5个百分点，果蔬流通费用中被损耗物质成本占比将减少到56%，最终销售价格也将明显降低，初步估算，将下降约10个百分点。
第三，促进农民增收。
由于我国农产品冷链物流技术落后，流通损耗率高，每年有价值超过1000亿元的农产品在流通过程中损失掉，影响农民增收。
优化食品冷链物流配送有利于降低农产品损耗，直接提高农民收入，大大提高农民收入水平。
（三）文献综述以及本文结构
1．文献综述
余凯《超市生鲜食品经营与供应链管理》阐述了生鲜食品经营的现状以及发展。
冯华、王振红《生鲜食品物流存在的问题及解决方案———冷链物流》讲述生鲜食品物流的要素以及实施冷链物流的意义。
粘君来《我国冷链物流发展现状及策略研究》叙述了冷链物流的服务范围和构成要素。
赵苏《物流管理工具箱》详细的讲述了冷链物流的原则以及冷链方案成功应具备的要素。
王玲玲，覃运梅的《城市直送式配送运输线路优化线路优化》提出线路优化的目的就在于在保证运输安全的前提下，使配送线路最优。
李仁安，袁际军《现代物流配送路线优化研究》指出货物配送的重点就是如何将车辆进行有效利用，在配送距离相对最优的情况下配送到客户手中。
DantizigG.RamserJ《Thetruckdispatchingproblem》对车辆路径问题或者车辆优化调度问题的研究。
刘联辉《配送实务》介绍配送作业基本操作、路线优化、计划管理及成本核算方法。
王凯阳的《物流运筹学》用运筹学的观点与方法解决物资流动过程中的优化管理问题。
吕军伟《物流配送业务管理模板与岗位操纵流程》对配送方案设计管理进行论述，选择最优配送路线和配送的合理化分析。
2.本文所做工作
本文研究的是基于生鲜食品配送的特点，在满足一定约束条件下，达到路程最短的最优目标，本论文以广州百佳超市生鲜食品配送为例，通过对广州地理位置的分析配送中心与配送点、配送点与配送点之间距离和各配送点的需求量的调查得出的这些已知条件，采用运筹学方法统筹考虑配送距离的配送路线，分析现实生鲜配送在配送中实际存在问题的基础上，对其中最重要的路径优化问题提出了解决的模型和求解方法，并得出特定的地理环境中配送距离上的单独考虑所得出的最优化线路，并在需求量和距离两方面的计算得出的线路做出比较分析。
寻求最经济运行线路在现实配送中是非常必要的。
二、生鲜产品冷链物流及配送的基本理论
（一）冷链物流的基本理论
1.冷链物流的理论
冷链物流泛指冷藏冷冻类食品在生产、贮藏运输、销售，到消费前各个环节中始终处于规定的低温环境下，以保证食品质量，减少食品损耗的一项系统工程。
它是随着科学技术的进步、制冷技术的发展而建立起来的，是以冷冻工艺学为基础、以制冷术为手段的低温物流过程；是需要特别装置，需要注意运送过程、时间掌控、运输型态、物成本所占成本比例非常高的特殊物流形式。
2.冷链物流适用的范围
冷链物流的适用范围包括：
（1）初级农产品：
蔬菜、水果；肉、禽、蛋；水产品、花卉产品。
（2）加工食品：
速冻食品、禽、肉、水产等包装熟食、冰淇淋和奶制品；快餐原料。
（3）特殊商品：
药品。
由于食品冷链是以保易腐食品品质为目的，以保持低温环境为核心要求的供应链系统，所以它比一般常温物流系统的要求更高、更复杂，建设投资也要大很多，是一个庞大的系统工程。
由于易腐食品的时效性要求冷链各环节具有更的组织协调性，所以，食品冷链的运作始终是和能耗成本相关联的，有效控制运作成本与食品冷链的发展密切相关。
3．食品冷链的构成
食品冷链由冷冻加工、冷冻贮藏、冷藏运输及配送、冷冻销售四个方面构成。
（1）冷冻加工：
包括肉禽类、鱼类和蛋类的冷却与冻结，以及在低温状态下的加工作业过程；也包括果蔬的预冷；各种速冻食品和奶制品的低温加工等。
在这个环节上主要涉及的冷链装备是冷却、冻结装置和速冻装置。
（2）冷冻贮藏：
包括食品的冷却储藏和冻结储藏，以及水果蔬菜等食品的气调贮藏，它是保证食品在储存和加工过程中的低温保鲜环境。
在此环节主要涉及各类冷藏库/加工间、冷藏柜、冻结柜及家用冰箱等等。
（3）冷藏运输：
包括食品的中、长途运输及短途配送等物流环节的低温状态。
它主要涉及铁路冷藏车、冷藏汽车、冷藏船、冷藏集装箱等低温运输工具。
在冷藏运输过程中，温度波动是引起食品品质下降的主要原因之一，所以运输工具应具有良好的性能，在保持规定低温的同时，更要保持稳定的温度，远途运输尤其重要。
（4）冷冻销售：
包括各种冷链食品进入批发零售环节的冷冻储藏和销售，它由生产厂家、批发商和零售商共同完成。
随着大中城市各类连锁超市的快速发展，各种连锁超市正在成为冷链食品的主要销售渠道，在这些零售终端中，大量使用了冷藏/冷冻陈列柜和储藏库，它们成为完整的食品冷链中不可或缺的重要环节。
图2.1食品冷链的全过程示意图
4．冷链物流解决案例应具备的功能
现代冷链物流属于控温型物流，为了实现冷链物流的信息处理及时化、配送流程优化、存取拣选自动化、物流管理智能化、冷链物流需要信息化技术作为辅助手段。
冷链物流应遵循“3T原则”，产品最终质量取决于冷链的储藏与流通的时间（time）、温度（temperature）和产品耐藏性（tolerance）。
冷链物流解决方案应当以“3T原则”为出发点，提供包含低温设备管理、温度湿度监控等冷链物流特殊功能在内的全套物流服务，支持RFID、GPS、GPRS、和GIS的集成作用，为企业提供量身定制的冷链物流信息化服务。
冷链物流解决方案应具备的功能包括：
（1）订单协同功能：
一体化处理客户的物流订单，进行任务的分解和分配。
（2）精细化仓储管理功能：
通过设置相应的仓储策略，实现仓储的科学化、精细化。
（3）RFID功能：
支持RFID设备在物流过程的应用，包括车门开闭报警、车内温度监控等。
（4）GPS/GIS监控：
通过GPS、GPRS、和GIS的集成，对运输车辆进行实时监控。
（5）业务流程同步：
应用工作流管理理念，实现内部业务流程的高度协同。
（6）低温设备管理：
支持对低温设备的日常管理和维护。
（7）温度湿度监控：
实时监控物流过程中影响货物品质的湿度和温度，并设置预警机制。
（8）快速入库功能：
为特殊货物提供快速入库功能。
（9）提示及事件管理：
好的解决方案应能做出及时的提示，并能进行事件管理。
（10）车队优化：
提升对运输车队的管理和控制。
（11）运输计划执行管理：
全过程地管理运输计划的执行管理。
（12）绩效管理：
通过采集各关键业务节点的信息，实行全员KPI管理。
（13）决策支持：
应用统计分析法，实现对企业经营决策的支持。
（二）生鲜食品冷链配送的特点以及其影响因素
生鲜食品追求新鲜的消费品，在运输、二级批发、零售等多个环节中会有较大的损耗，要充分学习生鲜食品的保鲜要点，了解生鲜食品配送与一般物流配送不同的地方的基础上认识生鲜食品配送的特点，并了解影响生鲜食品配送的因素，使生鲜配送的过程更加顺畅。
1．生鲜食品配送的特点
（1）鲜活性。
随着人们生活水平的提高，人们对生鲜食品新鲜度的要求也越高，生鲜食品中，比如蔬菜、水果在采摘后仍是鲜活的有机体，因此需要采用冷链运输降低蔬菜的呼吸和蒸腾作用，保持蔬菜新鲜度。
（2）易损性。
蔬菜、水果质地鲜嫩，含水量高。
在采收、装卸、配送运输过程中容易受到伤害，受损的生鲜食品容易遭遇病菌的侵袭，造成食品腐烂。
在蔬菜、水果采摘之后除了对包装、配送运输和装卸过程加强管理之外，还应尽量减少搬运、装卸的次数和缩短运输距离，以减少在路途的损耗。
（3）时效性。
时效性也即是即时性，消费者对生鲜食品的第一要求就是食品的新鲜，新鲜的生鲜食品不仅可以赢得消费者的喜爱，而且可以使消费者支付较高的价格。
蔬菜、水果从原产地采摘后应该及时地运送到消费者手中，这对生鲜食品物流配送提出了更高的要求。
应该以最快速送到消费者手中，以免对产品品质有所影响。
（4）配送成本所占比重较大。
据调查，我国生鲜食品的冷链物流成本在总成本中所占的比重达到58%以上，随着燃油价格及各种道路收费不断增长，物流成本的比重仍在不断增加。
因此配送成本占了重大的比例。
2．影响生鲜冷链配送的因素
生鲜食品配送模式受多方面因素的影响，结合食品冷链的构成因素及生鲜食品本身的特性，提出生鲜食品配送模式选择的主要影响因素：
效率、环境、成本、柔性。
（1）效率因素。
对于生鲜食品来说，是一种脆弱的产品，从生产地到消费地的时间越少越能够保证其新鲜程度与品质，这就需要配送系统具有较高的效率。
购买专业化冷链配送设备能提高效率，它是一种长远投资。
越新鲜的食品，越能受到广大消费者的喜爱，有更广阔的市场，所以提高生鲜配送的效率，可以使生鲜食品有更好的经营市场。
（2）环境因素。
拿生鲜食品物流中的海鲜物流来说，是所有物流种类中要求最高的一种，是需要呵护的产品，比如说温度、湿度、阳光、空间，长距离运输生鲜食品时，特别是海鲜类的品种，应避免为了想减少运输成本而让生鲜食品受挤在有限的空间里，导致在配送途中过大的产品损耗率。
因此应提供适应的配送环境，减少生鲜食品在配送的产品流失。
（3）成本因素。
成本是任何企业进行配送时考虑的一个重要因素，企业时常通过追求低物流成本获取较高效益，采用低档装备包装新鲜的生鲜产品，在目前国内的生鲜产品市场上，消费者对于高档次、高价位生鲜产品的需求还不是足够大，所以导致了生鲜食品经营者宁愿牺牲生鲜的品质（低水平的包装和不规范的运输）来降低成本，但我们还是支持要保证物流动作应在保证高质量与高效率的前提下尽量降低成本。
低成本可以通过其它方式获得，比如选择合适的配送方案、生鲜的包装或者冷链设备的保养使用等。
（4）柔性因素
柔性是指当外界条件发生变化时,其计划能够较快地做出调整以适应变化的要求。
例如小批量、多频次的生鲜食品配送，可能发生的任何变化都无可预测,因而需要生鲜配送系统具有较强的柔性。
在靠近需求地的配送中心可以在一定程度上满足需求地的突发需求,使得配送具有很大柔性。
通过上述对生鲜食品配送相关理论知识的了解，引出了配送这一重要环节研究的重要性。
同时，可知要使配送过程有效化，最有效的方法是必须使配送路径最优化。
所以引出了对配送路径最优化问题的研究，并将之运用到广州的生鲜食品配送系统中。
三、生鲜食品冷链配送路线优化模式
由于配送中心每次配送活动一般面对多个非固定用户，并且这些用户坐落地点各不相同，配送时间和配送数量也不尽相同，如果配送中心不进行运输路线的合理规划，往往会出现不合理的运输现象，如迂回运输，也就是绕道，不按照最短的路径进行运输；重复运输，也就是运输过程中有多余的中转、重复装卸等。
不合理运输不仅造成运输成本上升，而且导致配送服务水平难于提高，因此，经常采取科学的方法对配送路线进行合理的规划调整寻求最经济运行线路是一项重要的工作。
（一）最优路线的动态规划方法
在配送线路选取中，需要考虑由初始城市出发将货物配送到相应的接货点，并再回到出发点，使总的配送路线最优的问题。
现在对这一问题分析如下:
设某个配送中心P0负责n个接货点P={P1P2P3P4…Pn}，各接货点的货物需求量为Qi，从配送中心到各接货点的距离为d0i（i=1,2,3…n），各接货点之间的距离为dij（i=1,2,3…n，j=1,2,3…n）。
配送中心有A,B,C…n种规格的车辆可供调配。
解决这类问题，可用动态规划方法求解，按照动态规划的基本原理和方法。
首先在解决问题之前要了解配送方案中一个比较成熟的方法——节约里程法。
节约里程法又称节约算法，是指用来解决运输车辆数目不确定的VRP问题的最有名的启发式算法。
节约里程法的基本思路如下图,已知O点为配送中心,它分别向用户A和B送货。
设O点到用户A和用户B的距离分别为a和b。
用户A和用户B之间的距离为c,现有两种送货方案,如图下（a）和（b）所示。
节约里程图示（a）节约里程图示（b）
在上图（a）中配送距离为2（a+b）；图上（b）中,配送距离为a+b+c。
对比这两个方案,哪个更合理呢？
这就要看哪个配送距离最小,配送距离越小,则说明方案越合理。
由上图（a）中的配送距离,减去图1（b）中的配送距离（即节约里程量）可得出:
2（a+b）－（a+b+c）=（2a+2b）－a－b－c=a+b－c
（1）
如果把上图（b）看成一个三角形,那么a、b、c则是这个三角形三条边的长度。
由三角形的几何性质可知,三角形中任意两条边的边长之和,大于第三边的边长。
因此,可以认定
（1）式中结果是大于零的。
即:
a+b－c＞0
（2）
由
（2）式可知,（b）方案优于（a）方案,节约了（a+b-c）的里程,这种分析方案的优劣式的思想,就是节约里程法的基本思想。
了解节约里程法之后，再回到刚刚所提的配送路线优化问题的解决方法：
第一步计算出各接货点的节约里程；
第二步，根据计算的节约里程按照从大到小的顺序进行分类；
第三步第一，先选择初始的配送方案，即有配送中心分别派专车向每个接货点送货，此时得出一个总配送距离S0；
第二，开始修正方案，按照节约里程Sij由大到小的顺序连接Pi和Pj，得到修正方案1，此时总配送距离为S1=S0—Sij；
从第三以后，进一步修正方案，按照上一步的方法，考虑车辆的载量及路线均衡问题，形成新的配送路线，此时的配送总距离为Sn=Sn-1—maxSij。
依照这样的方法最后得到最终最优的配送方法。
（二）广州市区食品冷链物流配送路线优化
货物配送中重点考虑的问题是车辆的利用效率，所以在多个接货点的配送作业过程中，应该尽最大努力去选择减少重复行驶路线的配送，充分利用车辆的载重量和节约里程的方法去选择最优的配送路线，从而提高车辆的利用率，节约配送的成本。
笔者利用节约里程法对实际中相应线路进行调查，绘制配送点之间的行驶距离和各点销售需求量的调查记录表，并整理进而绘制配送路线网络图进行相应优化计算。
1．配送点之间的行驶距离的调查记录表绘制
生鲜食品的配送讲究实效和货物损坏率，生鲜食品是最重要同时也是经营难度最大的一类商品,它主要是指人们日常生活中所消费的农副产品,主要包括蔬菜、水果、水产、肉类等。
我国生鲜食品经营中存在三个主要问题:
损耗多、保鲜难、成本高。
新鲜度下降,某种程度上也是一种无形的损耗,因为同样商品其销售价格要下降。
如果经营得不好,有可能仅生鲜食品损耗这一项就有可能把企业所有的利润陪进去。
我们知道商品损耗与库存量成正比,与配送时间成反比。
要减少损耗,就必须减少库存量,缩短配送时间。
因此,由于生鲜食品易腐易烂性,与工业品相比,生鲜食品对供应链的即时和高效性要求更高。
如何通过配送路线优化,整合外部资源,减少运输中的损耗，降低经营成本,为消费者提供更多更新鲜的商品,是一个函待解决的问题。
笔者以广州百佳连锁超市的生鲜食品配送为例，研究配送路线的优化。
在百佳超市，生鲜食品的经营模式是由配送中心统一采购、配送的，生鲜食品采购后配送至生鲜食品配送中心，由配送中心负责采购、运输、储存及再加工，然后根据门店的需求配送到不同的门店进行销售。
生鲜配送中心根据各门店的需求信息，统一采购，统一运输，统一储存，统一加工，统一配送，通过专业的设备、技术和管理，追求生鲜食品的品种，质量，数量与价格最大限度的适应于市场和满足消费者需求的同时，尽可能的减少和缩短流通链条，更好的实现生鲜食品的价值。
由于物品运输都是在广州市区进行，因此要熟悉百佳连锁门店在广州市各区方位图。
生鲜食品配送中心P0，和各门店接货点所在地P1、P2、P3…P11，方位图如下：
注：
P0-新港店（总部配送中心）；P1-晓港店；P2-金碧店；P3-洛溪店；P4-恒宝广场店；P5-中旅店；
P6-福今店；P7-天河北店；P8-上社店；P9-员村店；P10-黄埔店
图3.1百佳超市在广州市各区的分部情况图
根据生鲜食品的鲜活易腐性，生鲜商品大部分需要冷藏,所以其物流流转周期必须很短，节约成本；生鲜商品保值期很短，客户对其色泽等要求很高，所以在物流过程中需要快速流转。
要求配送必须掌握接货门店直接的距离以及路况，以减少在配送路途的损耗。
Qi
P0
1.05
6.6
P1
0.82
7.1
1.5
P2
1.02
10.3
5.5
5.2
P3
0.77
2.9
8.9
7.9
15.1
P4
1.53
4.0
9.2
8.4
15.3
3.7
P5
1.01
8.8
8.9
9.4
15.3
8.7
5.0
P6
1.45
12.3
13.2
13.5
15.5
12.8
9.3
4.7
P7
0.87
13.8
15.9
15.8
18.0
17.5
13.9
9.8
5.1
P8
1.15
16.8
14.6
14.7
16.7
14.5
11.0
6.8
5.7
2.3
P9
1.38
23.8
22.4
22.6
23.3
24.5
21.0
16.6
15.4
11.1
11.0
P10
表3.1广州市百佳各门店需求量Qi（单位t）与各门店之间距离dij（单位Km）
2.计算参数，进行配送方案优化
将方案优化的方法应用到实际生活的配送方案中，选取上述百佳超市10间分布在广州各区的门店，进行配送方案优化，计算出一套最优的配送方案。
据调查，百佳在配送中一般有2t或4t载重的冷链车进行配送。
根据表3.1的调查结果：
第一步，计算出各门店之间的节约里程：
P1
12.2
P2
11.4
12.2
P3
0.6
2.1
0
P4
1.4
2.7
0
3.2
P5
6.5
6.5
3.8
3.0
7.8
P6
6.7
5.9
7.1
2.4
7.0
16.4
P7
4.5
5.1
6.1
0
3.9
12.8
21.0
P8
8.8
9.2
10.4
5.2
9.8
18.8
23.4
28.3
P9
8.0
8.3
10.8
5.7
6.8
16.0
20.7
26.5
29.6
P10
表3.2各门店之间的节约里程（Km）
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