带软时间窗的冷链物流配送车辆路径优化建议

单青州 张天星

摘要：针对国内外对带软时间窗的冷链物流配送车辆路径优化的建议不全面，本文首先对研究该问题的决策要素进行客观地分析，其次从政府、社会和物流企业这三个方面提出了合理性的建议，最后对带软时间窗的冷链物流配送车辆路径优化进行了评价。

关键词：冷链物流配送;车辆路径优化;软时间窗

一、带软时间窗的冷链物流配送车辆路径优化决策要素分析

研究冷链物流VRPTW问题的意義就在于使配送成本尽可能地减少，实现第三利润源，使得配送商总利润最大化，但是在配送过程中会受到车容量限制、车辆行驶的最大距离的限制等等。因此，分析带时间窗的冷链物流车辆路径问题的决策要素是必要的，一般包括两大类：限制条件和目标。

1.冷链物流VRPTW问题的限制条件

研究冷链物流配送中，配送商因实际配送问题会受到一些限制，这里主要说明以下几个限制因素：运输线路、配送中心、运输的货物、配送车辆、客户点。

（1）运输路径

运输路径是由顶点（如配送中心等）、有向弧、无向边三个要素组成的运输结构，用来描述配送车辆向各客户点运输货物时需要经过的路径，如图1所示。

（2）配送中心

配送中心作为冷链物流配送的中转站，是货物配送的基础，除进行配送货物的活动外，还主要进行一些收集货物、分类和加工货物的活动，以减少交易次数，最终实现销售或供应的现代流通设备。在一次配送过程中，以运输范围和配送成本最小为前提，设置一个或多个配送中心。

（3）运输的货物

冷链物流配送研究的对象就是货物。对货物研究时，要注意货物的品种、单位价格、包装材质、货物体积和重量，以及客户要求的送货时间、地点等。货物信息的不同直接影响着配送车辆的路径选择。

（4）配送车辆

冷链条件下进行货物运输的工具是车辆。对于运输车辆，根据货物的特点需要考虑关于车辆的以下要素：车辆的类型、承载货物的能力、行驶的最大距离、最终停靠的地点等。对于车辆的类型，可分为一般车辆和特殊车辆，一般车辆主要运输常见的货物，而特殊车辆是装有一些现代化设施设备的车辆，对于本文所研究的冷链货物而言，其配送车辆就是使用的专用车辆，俗称冷藏车。车辆承载货物的能力表示该车辆所能装载货物的情况，对车辆所能行驶的距离做以下考虑，有无距离的限制和有距离限制但不按其规定执行。然而，对于车辆停靠地点又分两种情况：配送前和配送后。配送前，可以将车辆随意停靠在便于货物配送的任何地点;配送完成后，车辆可停靠在任何不影响交通运输的地方，或者必须停靠在出发点，或者必须停靠在配送商规定的地点。

（5）客户需求点

在配送过程中，考虑客户的需求是配送决策的一个重要目标，所以满足了客户的需求也就达到了物流配送的终极目标。然而，衡量客户需求的标准主要从客户对货物、时间和空间这三个方面的需求进行考虑。首先是对货物需求的考虑，由于货物易腐的特点使得客户对这些货物要求较高，若客户接到货物后对该批货物的满意度较低，那么配送商需支付一定的惩罚费用。其次是对时间需求的考虑，是指客户对配送商产品送达时间的约束。最后是对空间需求的考虑，即考虑客户指定的收货地点。由此可知，货物需求、时间需求、空间需求都与配送路径的选择息息相关。

2.冷链物流VRP问题的决策目标

研究冷链物流路径的问题，需要建立适当的目标函数，可以建立一个目标函数，也可以建立多个目标函数。在实际的问题研究中，我们经常考虑以下决策因素来建立模型的目标函数：（1）劳动成本最低，指所雇佣的驾驶人员数目最少以及他们工作的总时间最短等。（2）运输车辆最少，指在不超出最大载货量的前提下充分利用车辆的存储空间，从而减少车辆数目使得运输车辆的使用效率达到最高。（3）运输距离最短，这一目标对运输成本具有决定作用，原因在于运输过程中需要消耗汽油，也易磨损车辆等，这都与物流配送成本的大小紧密相关。（4）配送时间要求最高，对于易腐食品的配送一般都有时间窗限制，为保证食品的货损成本和惩罚成本最低，一定要在约束的时间段内准时到达，以提高送货效率。（5）总成本最少，在冷链物流送货过程中，需要考虑的成本主要有固定成本和可变成本。因此，如何使得这些成本尽可能地少是配送商一直需要探讨和研究的问题，目的就是为了达到冷链物流配送的根本要求——总成本最小化。

二、带软时间窗冷链物流配送车辆路径优化建议

根据以往学者的分析，本文从政府、社会和物流企业这三个方面提出了关于带软时间窗的冷链物流配送车辆路径优化的建议。

1.政府方面的建议

要想提高冷链物流配送车辆路径优化的问题，政府应鼓励创新、加大资金培养冷链物流人才，使得他们设计出合理的配送中心选址方案，以实现最小化路径配送策略。政府还应完善交通运输相关政策，加强法律法规建设，使每一位驾驶员都能做到文明驾驶，营造良好的行车环境，这样可避免交通拥堵、突发事件等情况的发生，从而加快冷链物流车辆的配送速度。不仅如此，政府还要大力支持引进国外先进技术，加强道路建设、冷链物流基础设施建设、冷链运输车辆及制冷设备工程建设，并给予一定的物流运输补贴等。最终使冷链物流配送车辆按照用时尽量少、行驶路程较短的方案将产品定时定量地送达到客户手中，这同时也满足了配送商运输总成本最小化的目标。

2.社会方面的建议

路径优化作为车辆配送中的关键环节越来越受到社会的广泛关注。从社会环境的角度考虑，应将道路上影响行驶的障碍物移除，保证运输车辆能够顺利行驶，从而缩短运输时间、减少运输成本。从社会文化的角度考虑，应提高驾驶员的安全驾驶意识，做到不超车、不闯红灯，严格遵守交通规则，这样不仅可以保证交通运输的顺畅，而且保证了行驶中人们的安全，最终因行驶在有序的道路上而节约了总的配送成本。从社会经济发展的角度考虑，在保证交通运输顺畅的前提下，能够选择出一条从配送中心到客户点的最短路径，对配送商而言是一件高兴的事。因为此路径被认为是配送的最佳路径，不仅能够给企业节约运输成本，提高企业经济效益，而且也在不知不觉中给整个社会带来预想不到的利益。然而，需要说明的是，不论从社会的哪个角度考虑，最终目的都是要选择出一条运输时间较短、路径最短的路线。

3.物流企业方面的建议

在提高车辆路径优化方案中，物流企业的执行措施是最值得引起我们注意的，这是因为无论政府提供多么好的政策，还是社会人员多么遵守交通规则，都比不过物流企业的执行力度。从物流专业人才来说，企业应根据政府提供的优惠政策和资金，大力培养专业的物流人才，使得他们能够为企业制定合理的运输路线和较优的配送中心选择方案以及使他们学习先进的物流技术，从而应用于物流运输过程中，例如实现运输全程的信息跟踪。从企业运输方面来看，要时时对配送车辆进行维护，企业也可与其他相关企业合作，定制最优的运输批次和承载量，采取共同配送的方式，以减少配送车辆的出入次数和维护费用，并根据真实的路况进行合理的运输。从企业订单处理方面来看，企业可集中处理订单信息，以缩短发送货的时间，力争做到按时按量对客户进行服务。从企业的配送方式来看，企业可根据配送的具体要求，采用不同的配送方式，如可采用即时配送、定量配送以及定时定路线等配送方式，以此树立自身良好的企业形象。企业物流的行为作为物流配送发展的核心，对于企业物流的建议还有很多，此处仅从这几个方面对物流企业提出了建议。无论对物流企業提出什么样的建议，最终都会落脚在实施配送的路径上，因为运输过程中涉及的成本占据物流企业总成本的很大比例，所以对物流企业进行直接或间接的路径优化都会使得企业降低物流成本，提高经济效益。

三、对带时间窗的冷链物流配送车辆路径优化的评价

正如前文所述，影响冷链物流配送的重要环节是配送商对路径的选择。这是因为冷链食品在经过生产、加工、运输、销售这四个环节中，运输时间占冷链物流总时间的很大比例，而且时间的控制对冷链食品来说是一个非常重要的条件，所以选择一条最优最短路径对配送商来说是很有必要的。

一旦配送商找到了为客户（零售商）送货的最短路径，无论对于配送商本身，还是对企业、客户、最终消费者来说，都是一件同时有益于大家的好事。对企业来说，配送商选择出最优路径后，一方面能够给企业减缓库存压力，另一方面也能够使企业加快生产力度，从而可以销售更多的冷链食品，最终使得企业节约了库存成本，也使得企业在食品销量上得到更多的利润。对于客户来说，配送商选择出最优路径后，能够使自己在规定的时间内接到配送商送来的食品，从而能够在食品处于新鲜的状态下出售给消费者，最终赢得消费者的青睐，这样不仅给自己增加了信誉度，而且也增加了自己收入。对消费者个人来说，配送商选择出最优路径后，相对来说缩短了冷链食品的在途时间，从而使消费者能够吃到健康、安全的食品，也能够增加消费者对客户的信任。配送商选择出这条最短路径后，对其本身也有很大益处的。它不仅可以降低自身的运输成本，包括车辆的使用、驾驶人员的雇佣以及车辆行驶成本等，而且也能够使其与企业和客户之间的合作更加长久。因此，设置有效的路径优化指标能够帮助企业、配送商、客户（零售商）、消费者之间形成一条使各方都取得最大收益的供应链，使得企业更积极的生产冷链食品，使配送商可以配送更多的食品，使客户可以大批量订购食品，使消费者可以吃到放心的食品而增加购买量。最终，在实现自身利益最大化的同时有效促进整个社会经济利益的发展。带时间窗的冷链物流配送车辆路径优化的评价指标如表1所示：

结论

本文主要从限制条件和目标这两大类别对冷链物流配送车辆路径优化问题的决策要素进行了分析，以使得配送商总利润最大化，实现第三利润源的目标。最后，又从物流企业、社会和政府方面对路径优化提出了合理性建议，而且对本篇论文研究的问题进行了评价。

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作者简介：

单青州（1989-  ），女，江苏连云港人，硕士研究生，九州职业技术学院教师，研究方向：物流规划与设计。