考虑货损成本的冷链物流网络优化问题研究

摘要

随着消费者的消费需求的不断增长和对产品质量的要求不断提高，在物流体系中对于产品品质的保障要求也越来越高。尤其在冷链物流体系中，高质量的产品质量保障可以使消费者享受到多样化的冷链产品，这就需要一个可靠且高效的冷链物流网络，从生产到配送全过程保证冷链物流产品的安全送达。近年来，伴随着食品安全、物流管理和冷链物流理念的不断提出，以及车辆定位、制冷技术和智能化软件等多学科领域技术的不断发展，我国的冷链物流行业也随之发展起来。然而，由于我国的冷链物流行业起步较晚，许多冷链物流网络体系尚处在构建的初期阶段，且大多的冷链物流网络规划不够合理，一些基础设施和物流设备相对落后，使得我国的冷链物流成本明显高于发达国家，流通率和冷链物流运输效率低下，资源浪费现象严重。据统计，在我国当前的冷链运输和存储过程中，存在因冷链产品腐败变质引起的损耗，从而造成了冷链物流网络中不必要的损失。近年来，国家有关部门逐渐意识到冷链物流行业体系是我国物流系统中的一个薄弱环节，全面衡量冷链物流系统地成本，建立完善的冷链物流网络体系，不仅可以降低冷链物流产品的价格，满足人们的生活需要，将在很大程度上提高我国经济社会的发展水平。因此，考虑包括冷链物流货损成本在内的物流系统总成本，配置并完善我国冷链物流的网络体系现已成为当前一个亟待解决的问题。本文通过综合考虑冷链物流系统成本中的各个组成要素，对冷链物流网络问题进行优化研究，以尽可能地降低冷链物流系统总成本为目标，提高冷链物流网络系统的效率和效益。文章主要进行的工作如下:
　　首先，对冷链物流网络及其三级货损，以及冷链物流网络选址-库存-路径一体化问题进行详细分析。针对冷链物流所具有的特殊性，结合冷链物流技术的发展，对冷链物流网络所具有的特征进行总结归纳。对冷链物流网络中的三级货损问题，和冷链物流和选址-库存-路径一体化问题进行详细阐述说明，明确冷链物流网络中货物损失的含义，指出其成因，并分析一体化问题的研究基础和特殊性。
　　其次，由冷链物流产品货损成本的不可逆转性和不可忽略性出发，研究货物变质率呈线性分布和Weibull分布的两类冷链物流产品，并分别用相对应的函数和图形表示并进行详细分析。根据这两类冷链物流产品，通过对货物完好率、实际运输量和在途损失量等关键数据的研究，分别建立相对应的三级货损成本模型。在以往的研究中，学者们往往以冷链物流配送中心的库存总成本最低为目标来优化冷链物流的库存问题。本文着眼于整个冷链物流网络，以网络最优化为目标，考虑各个需求点需求的随机性，以及冷链物流货损成本这一因素，建立冷链物流配送中心的随机型库存控制模型，做冷链物流网络的库存优化研究。
　　然后，根据冷链物流产品对时间的依赖性，考虑客户的随机需求和时间窗这两个因素，以配送总成本最小化为目标，加入冷链物流货损成本这一项内容，建立冷链物流配送路径优化模型，并设计用于求解的蚁群算法，加以算例验证及分析，做冷链物流配送路径优化研究，得到最优的冷链物流配送车辆路径方案。
　　最后，基于以上研究，针对由供应商、配送中心和客户需求方组成的冷链物流网络进行深入研究，建立选址-库存-路径问题一体化模型和配送车辆同时送取货情况下的选址-库存-路径问题一体化模型，并设计相应的两阶段启发式算法。本文的研究能够同时解决冷链物流网络中的选址问题、库存优化问题以及配送路线优化问题，从而得到冷链物流网络一体化问题的优化解。本文所得结果可以在备选配送中心中确定最优的配送中心的数量和位置、确定每个已选的冷链物流配送中心服务的客户范围，并规划最优的物流车辆配送路线，确定每个已选的冷链物流配送中心的最佳库存控制策略，使整个冷链物流体系同时实现最优化，以更好地满足需求点的需求，实现物流总成本最低，为冷链物流网络做出中短期的优化方案。通过算例验证本文所建立的考虑冷链物流产品货损成本的冷链物流网络优化模型的可行性和实用性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．2 研究目的和意义

1．3 相关研究综述

1．3．1 冷链物流货损问题研究综述

1．3．2 冷链物流问题研究综述

1．3．3 物流网络优化研究综述

1．4 研究内容和思路

第2章 冷链物流网络一体化优化问题及特性分析

2．1．1 冷链物流及冷链物流产品

2．1．2 冷链物流网络

2．1．3 冷链物流网络特征

2．2 冷链物流网络三级货损分析

2．2．2 冷链物流网络的三级货损构成

2．3 冷链物流网络选址-库存-路径一体化优化及特殊性分析

2．3．2 冷链物流网络库存优化问题

2．3．3 冷链物流网络路径优化问题

2．3．4 冷链物流网络一体化优化问题

2．3．5 冷链物流网络一体化优化研究特殊性

第3章 冷链物流网络三级货损成本模型

3．1．1 冷链物流网络中呈线性分布的货物变质率

3．1．2 冷链物流网络中呈Weibull分布的货物变质率

3．2 冷链物流网络中的三级货损成本模型

3．2．2 货物变质率呈线性分布的三级货损成本模型

3．2．3 货物变质率呈Weibull分布的三级货损成本模型

3．3 本章小结

第4章 冷链物流配送中心库存控制优化模型

4．1．2 符号说明

4．2．1 货物变质率呈线性分布的随机型库存控制模型

4．2．2 货物变质率呈Weibull分布的随机型库存控制模型

4．3 本章小结

第5章 冷链物流配送路径优化模型

5．2 模型说明

5．2．2 符号说明

5．3 冷链物流配送路径优化模型

5．3．1 客户的时间成本

5．3．2 随机需求

5．3．3 数学模型的建立

5．4 算法设计

5．4．2 蚁群算法流程

5．4．3 蚁群算法设计

5．5 算例分析

5．6 本章小结

第6章 冷链物流网络的选址-库存-路径问题一体化模型

6．1．1 模型假设

6．2 冷链物流网络的选址-库存-路径问题一体化模型

6．2．1 货物变质率呈线性分布的选址-库存-路径问题一体化模型

6．2．2 货物变质率呈Weibull分布的选址-库存-路径问题一体化模型

6．3 算法设计

6．3．2 算法设计

6．4 算例分析

6．4．1 货物变质率呈线性分布的冷链物流产品算例

6．4．2 货物变质率呈Weibull分布的冷链物流产品算例

6．4．3 优化设计结果分析与评价

6．5 本章小结

第7章 基于同时送取货的选址-库存-路径问题一体化模型

7．1．1 模型假设

7．1．2 符号说明

7．2．1 货物变质率呈线性分布的同时送取货选址-库存-路径问题一体化模型

7．2．2 货物变质率呈Weibull分布的同时送取货选址-库存-路径问题一体化模型

7．3 算法设计

7．3．2 算法设计

7．4 算例分析

7．4．1 变质率呈线性分布的冷链物流产品算例

7．4．2 变质率呈Weibull分布的冷链物流产品算例

7．4．3 优化设计结果分析与评价

7．5 本章小结

第8章 结论与展望

8．1 研究总结

8．2 创新性成果

8．3 研究展望

参考文献

附录

攻读学位期间公开发表论文

致谢

作者简介