第三方物流参与限时蔬菜配送问题研究

高 特， 李 莉， 钟 莲， 红德孜·再努拉

(新疆农业大学机械交通学院，新疆乌鲁木齐830052)

一、引言

第三方物流(Third Party Logistics，3PL)作为连接企业物流活动间的一种重要物流形态，为企业提供专业化的物流服务功能不言而喻。同时，第三方物流作为一种专业的物流运作方式广泛应用于各种物流活动中。城市居民蔬菜的配送问题与百姓的生活息息相关，蔬菜的安全性和新鲜程度是居民关心的重点，然而对配送企业而言，企业优先考虑的则是蔬菜配送的时效性。随着城市居民生活水平的提高，人们对蔬菜的要求已经从曾经的数量型转变为质量型。在追求蔬菜质量的同时，物价的飞涨也增加了百姓的生活压力。为此，国内许多城市例如北京、上海、天津、南京、乌鲁木齐等城市针对这一问题纷纷建立了平价蔬菜直销店，在政府指导下，保证蔬菜质量的同时稳定区域蔬菜价格，让老百姓买到新鲜、平价的蔬菜。许多城市对是否采用第三方物流企业为蔬菜直销点提供配送服务并没有过多考虑。以乌鲁木齐为例，近些年乌市一些蔬菜副食品直销店一直采用自取或蔬菜企业负责两种方式来对蔬菜进行配送工作，3PL并没有被考虑。对于类似的问题，何静等对连锁超市生鲜食品冷链物流网络构建进行了研究［1］;张静等在对物流配送路径优化问题中使用遗传算法进行了研究［2］;施成湘基于关键路径的物流配送时效可满足性对检测模型和算法进行了研究［3］。

二、问题描述与算法设计

(一)问题描述

针对目前乌市蔬菜直销店运营的实际情况，并结合第三方物流企业参与配送的特点，构建如下数学模型:

模型描述:约束条件(1)表示第三方物流公司提供的配送车辆的总载重量不应小于社区蔬菜直销点蔬菜的总需求量。约束条件(2)(3)表示对任意一个社区蔬菜直销点，物流公司派出一辆车提供服务且只服务一次。约束条件(4)表示第k辆车从配送中心出发，紧接着服务的客户数为1，或者不使用第k辆车。同时，物流公司所派出的车辆数要比实际需要的多。因此建立此约束条件，可以预期得到实际需要的最小车辆数。约束条件(5)是容量约束，表示车辆的实际载重量不应大于运输的蔬菜量。约束条件(6)是时间窗约束，其中tij=cij/v，v是车辆的平均行驶速度。在此，本文规定行车时间包括等待时间。进而，如果tij＜aj-bi，即配送车辆离开社区蔬菜直销点i后提前到达社区蔬菜直销点j，则用aj-bj代替tij。约束条件(7)表示每辆车到达各家社区蔬菜直销点的时间都应满足规定的的时间窗。

图1 RSG-GA混合算法流程图

蔬菜直销店管理中心可以指定时间将采购蔬菜量的 信息交给第三方物流企业(配送中心可以单独雇佣第三方物流公司，也可以联合雇佣第三方物流公司)。物流企业按照每家配送中心规定的采购量派出运输车辆到政府规定的蔬菜存储仓库采购蔬菜。之后，运输车辆返回对应服务的分拣中心进行蔬菜的分拣。分拣蔬菜装车后实施统一配送，配送完毕，车辆返回第三方物流公司。其中xij采用{0，1}参数变量决定是否对路线实施运输，dij表示按顺序访问两个直销店间的距离，tij表示按顺序访问两个直销店所需时间。D1、D2分别表示第三方物流公司到蔬菜存储仓库的距离和蔬菜存储仓库到分拣中心的距离。

(二)RSG-GA混合算法设计

RSG-GA混合算法是一种结合改进扫描法思想的混合遗传算法。算法的整体设计分为RSG(Radar Scan Grouping)扫描部分和GA(Genetic Algorithm)遗传寻优两个部分。对于RSG扫描的设计，其基本思想是由中心点(配送中心)开始向任意方向划一条射线(扫描线)，沿顺时针或逆时针方向旋转该扫描线与任意货物需求点相交。如果需要在某分组里增加该需求点，则反馈该点，并累计货运量，计算是否会超过安排车辆的运载能力，若无则继续旋转扫描线，直到与下一个货物需求点相交;再次累计货运量，计算安排运输车辆的已装载程度。如果超过车辆的运输能力，便不考虑最后的货物需求点，按照最大角度偏转限制条件，直到达到车辆最大运载能力为止，该分组确定。随后沿着扫描线的方向，从不包含在上一组的货物需求点开始，继续旋转扫描线，以寻找新的货物需求点，继续该过程直到所有的货物需求点都被合理地划分成组。将分组结果导入遗传操作中，遗传寻优部分的设计通过随机生成的方法产生初始种群、使用轮赌盘复制法保留染色体并进行复制和最优保留顺序交叉算子进行染色体交叉的基础上，采用反转变异算法进行变异操作，加速有效收敛，根据终止条件——染色体连续最佳保持到β代得到问题的最优解。

RSG-GA混合算法流程图如图1所示。

三、优化结果分析

通过走访调查乌市位于沙依巴克区的某家配送中心所负责的65家蔬菜直销店，主要对其运营现状中的配送线路、配送成本进行调查，并分析配送方式的时效性。第三方物流选择具备冷链运输条件的某家位于沙区西山路附近的企业进行分析，最后采用RSG-GA混合算法对有第三方物流企业参与的配送情况和目前蔬菜直销店的配送情况进行对比，结果见表1。

表1 蔬菜直销店三种配送方式对比

从表1可以看出，第三方物流作为一种专业的物流运作方式在配送环节中相比其他两种配送方式具有明显的优势。这取决于第三方物流公司的专业程度与规模，由于蔬菜运输是冷链运输，因此我们选用乌市具备相应条件、并且信誉较好的某家物流运输公司来作为参照对象。

针对目前蔬菜配送对时间的限制，要求所需求的菜品要在规定时间内送至直销店，以便不会对蔬菜直销点的运营造成影响。分析采用第三方物流实施配送的稳定程度，我们选择有代表性的乌市某第三方物流公司所负责的65家蔬菜直销店，该公司派出6辆货车实施配送一周。第三方物流公司派出的6辆负责蔬菜直销点配送任务的车辆总体延后时间均小于半小时，将时间分配到65家直销点中，每家菜店延后时间平均少于1分钟，不会对直销店的正常运营造成较大影响。而且，绝大多数配送任务都可以准时完成，甚至提前完成，曲线波动平稳。因此，采用第三方物流实施配送活动具有很好的时效性。

四、结论

第三方物流公司通过自身的专业化优势，提供专业的物流活动服务于整个供应链，在蔬菜存储仓库、分拣中心和蔬菜直销店之间起到了良好的衔接作用。而且，消耗更少的成本来完成配送任务，对整个物流活动提供了稳定的配送保障。但是，目前多数第三方物流公司仅提供配送服务，对于蔬菜的分拣工作还需要相关企业安排人力负责，若这项工作能够被第三方物流企业承担下来，将会进一步减少配送的总成本，最终受益的会是百姓。同时应注意:目前第三方物流企业中具备冷链运输条件的公司并不多，某些满足条件的企业的车型有限，因此第三方物流参与蔬菜限时配送工作虽具有良好的效果，但需要多方面共同努力，才能发挥第三方物流的优势，进而增进企业间的互利共赢，增强国内大物流环境的社会影响力。

［1］何静，张歆祺，宗传宏.连锁超市生鲜食品冷链物流网络构建与优化研究［J］.广东农业科学，2011(22):166.

［2］张静，卫文学，刘倩.基于遗传算法的物流配送路径优化算法［J］.中国科技信息，2013(1):98-99.

［3］施成湘.基于关键路径的物流配送时效可满足性检测模型和算法［J］.物流技术，2014(1):262-263，285.