基于復雜方法的食品冷鏈物流技術植入研究

劉國山，魏子秋

(1、2.中國人民大學商學院，北京市100872；3.河北科技大學經濟管理學院，河北 石家莊 050018)

責任編輯:陳靜

一、引言

食品安全已經成為全社會關注的熱點問題，而食品物流安全是食品安全的薄弱環節。食品腐爛變質是造成食品安全隱患與資源浪費的一個主要原因，同時不合格食品再次流入市場也是食品物流管理應該重視的環節。食品物流各環節之所以不時出現問題，主要是由食品冷鏈體系不健全的管理現狀造成的。盡管食品安全法案相繼出臺，食品冷鏈技術應用不斷翻新，對食品冷鏈健康發展起到了一定的促進作用，但食品冷鏈各環節物流技術中存在的不規范和不集成現象屢見不鮮，嚴重制約了食品冷鏈體系的統一建設和發展。因此，如何有效地把各種食品冷鏈物流技術恰當運用到各類食品物流體系中，使食品物流體系形成統一化管理模式，成為當前食品管理中亟待解決的問題。同時，物流信息技術的恰當植入對于方便政府管理以及加快對食品追溯體系的集成化、規范化建設也都具有十分重要的意義。

冷鏈指“根據物品特性，為保持其品質而采用的從生產到消費的過程中始終處于低溫狀態的物流網絡”。[1]對于絕大多數食品而言，其品質均會隨著時間的延長而下降。所以，適當的加工、包裝和儲藏技術可以顯著延長食品的貨架期。因此，冷鏈物流技術不斷翻新，許多新技術也不斷涌現并得到應用(見表1)。對于食品冷鏈物流技術的研究已經成為當今的熱點研究領域，有文獻對冷鏈物流技術從各個物流環節進行分析和界定，與國外先進技術進行比較，指出我國冷鏈物流技術應用存在的問題并從政策角度提出建議；[2]有文獻從設施裝備、車輛溫控、技術指標三個方面分析我國食品冷鏈物流技術狀況，提出了有關食品冷鏈物流技術創新與標準體系建設的建議；[3]有文獻對冷鏈物流體系建設中的關鍵技術與設備進行了系統總結，并展望了冷鏈物流技術使用與發展的趨勢；[4]同時也有很多學者從單類或某個領域信息技術的應用入手進行分析。[5]、[6]對冷鏈流程的研究較為廣泛，主要體現為采用一些流程分析的方法對冷鏈進行優化，[7]、[8]、[9]另外就是有關冷鏈物流關鍵控制點和質量安全追溯的研究。[10]、[11]綜上所述，目前絕大部分研究都是在借鑒國外冷鏈物流的先進做法，同時結合我國實際指出了我國冷鏈物流發展的方向，但他們的研究觸及到冷鏈物流信息技術恰當應用的還比較少，只是籠統地進行冷鏈物流理論方面的研究，基于冷鏈流程的價值分析，以及在此基礎上進行物流技術恰當植入應用的研究還是個空白。

表1 食品冷鏈各環節物流技術概況

本文借助功能建模流程分析方法(Integrated Computer Aided Manufacturing Definition Method-Function Modeling，以下簡稱 IDEF0)，對冷鏈流程進行系統分析，來實現冷鏈流程與物流技術的優化及規范；以流程分析為核心，采用價值—過程—技術系統集成設計方法(Value-Process-Technology，以下簡稱VPT)來定位冷鏈價值，優化冷鏈流程，植入相應的物流信息技術，使食品冷鏈物流技術的使用更為科學而恰當；以X公司肉制品冷鏈過程為研究對象進行實證分析，并采用模糊0-1規劃分析法進行驗證。希望本文的研究能對冷鏈物流相關政策和標準的制定提供借鑒，并對冷鏈物流企業信息技術的引入提供理論支持。

二、冷鏈流程分析

1.基于IDEF0方法的冷鏈流程分析。對冷鏈流程的分析研究，這里選擇了比較適用于分析階段的IDEF0方法，這種方法可以同時面向功能價值和冷鏈環節，能清楚地表示出整個流程以及各環節的信息、技術和流程環節前后的聯系。

IDEF0圖形元素主要是簡單的盒子及箭頭。我們把描述功能活動的圖形稱為活動圖形(Activity Diagrams)。[12]在活動圖形中，盒子表示活動，箭頭表示由系統處理的事件，其中左、右兩端分別為輸入、輸出的資料、信息或對象等，上方為控制方格運作的條件、制度或環境，下方為支持作業方格的技術或機制，用以上四種接口來表達系統架構中功能執行時的所有變化以及所需的環境，而活動與活動之間的箭頭流向可表示為物料流及信息流的展現。與其他流程分析方法類似，每個基本結構又可以分解成子結構，這樣逐級進行細分。IDEF0主要的功能是以結構化的方式來表達系統功能環境以及各功能之間的關系。采用IDEF0作為分析工具，可以很清楚地表達出系統技術采用與流程之間的關系，而程序設計者也可由IDEF0的模型圖全面而清晰地了解系統的需求。

下面將以某一家冷鏈肉制品X公司為例，采用本文的研究思路進行案例分析，以期對整個研究方法有一個直觀的表述和展示。

2.X公司肉制品冷鏈流程分析。X公司肉制品冷鏈業務流程包括養殖、運輸、生產加工、倉儲配送、零售、回收六大環節。首先建立IDEF0模型頂層圖，并根據頂層圖構建各級子流程圖。受篇幅所限，這里只對倉儲配送環節進行細化分析(見圖1)。從圖1可以看出，X公司倉儲配送環節信息化水平不高，還處于人工操作階段，所采用的冷鏈物流技術較少，公司冷鏈流程還處在粗放式管理階段。因此，該公司計劃針對目前的狀況，提升信息化水平，引進信息技術，優化冷鏈流程，細化管理規范。但具體在哪些環節優化哪些信息技術還不能科學確定，因此本文將基于IDEF0方法的流程分析結果，結合VPT分析方法，提出分析模型來解決該問題。

三、基于VPT的信息技術植入分析

1.VPT系統集成設計方法概述。VPT系統集成設計方法是在對系統總體進行價值、過程、技術分析的基礎上進行規劃設計，從而使所設計的技術很好地服務于相關過程，而過程能夠很好地實現其系統總體的價值體系。也就是說，VPT系統集成設計方法將物流系統的價值流設計、過程流設計與技術流設計視為統一的整體，使所涉及的方案在概念設計、過程設計、設備設計等環節形成一個和諧、完整、高效率的體系。[13]

本文將采用VPT系統集成設計方法的分析思路，基于冷鏈物流流程分析結果，形成VPT各級分析表，并在此基礎上形成VPT層次結構模型，使冷鏈物流技術植入更具有針對性和直觀性。

2.X公司冷鏈物流技術植入分析。基于VPT設計方法的設計理念，在對X公司冷鏈流程進行詳細剖析基礎上建立公司價值體系，植入恰當的信息技術，進而優化公司冷鏈流程，規范公司管理。

首先，建立公司的VPT 一級分析表，在VPT一級分析表基礎上逐級細化分解。受篇幅所限，在這里只展示倉儲配送環節的VPT二級分析表(見表2)。由表2可以看出，由于物流技術采用不當，導致原有倉儲配送環節流程煩瑣，且容易出現很多管理問題。經過VPT優化分析后，基于倉儲配送的價值流實現以及優化物流技術的采用，信息化水平得到提高，改善了倉儲配送的整個流程，使原有的五道程序簡化為優化后的四道程序，降低了操作頻率，提高了管理效率。

其次，在此基礎上形成VPT層次結構模型，如圖2所示。該模型從三維視角將冷鏈各流程環節的流程價值及物流技術與冷鏈流程形成系統對應顯示模式，并進行逐層分解，使物流技術的植入更具流程針對性，從而實現公司冷鏈物流技術體系服務冷鏈流程體系，進而實現公司冷鏈價值體系。這里，物流技術體系、流程體系、冷鏈價值體系的構建可借鑒圖2的構建模式，用三維的方式把物流技術、流程和價值從組織的頂層描述到底層，進行系統研究和展示，方便管理者有針對性地找到管理問題。

最后，通過對冷鏈過程建立的VPT系統模型體系，可以明確企業采用物流技術的具體環節及物流技術與流程、價值的契合程度，并在公司價值和流程的基礎上梳理物流技術的層次及其之間的關系，從而優化和規范公司的管理過程。在這之后，系統研究可以進行循環分析，再從IDEF0的分析方法入手，對優化后的管理流程進行重新分析，并基于VPT分析方法再次改善，這一輪的完善過程會相對較為簡便和快捷。經過兩輪的優化，冷鏈物流技術的植入會更為準確和恰當。

表2 X公司倉儲配送VPT二級分析表

根據以上分析，優化后的倉儲配送流程植入了自動識別技術、自動補貨技術和自動分揀技術等，從而形成了綜合的倉儲管理系統，使公司倉儲配送流程環節減少，管理和工作效率得到有效提高。但基于IDEF0和VPT的物流技術植入研究主要是針對冷鏈流程系統進行定性分析，并且可能會在定位物流技術環節分析出多種方案，比如自動識別技術就有采用條碼技術和射頻技術兩種方案。因此，為了驗證分析結果，并作出物流技術的進一步確定，可采用模糊0-1規劃方法進行定量分析的補充。

四、基于模糊0-1規劃組合方法的物流技術選擇

1.模糊0-1規劃組合方法概述。模糊0-1規劃組合方法集合模糊集理論、模糊網絡分析法、關鍵成功因素法和0-1整數規劃方法為一體構建模型并求解。該方法借鑒了有關文獻[14]研究組合方法的思路，其推導過程可參考該文獻。

本文利用該組合方法的分析思路，將備選物流技術與所服務流程和所實現的企業價值擬合在一起，充分考慮了物流技術與流程和價值的對應程度。同時，鑒于物流技術之間的效益關聯性、成本關聯性和技術關聯性，該方法在建模過程中要把物流技術投入的風險收益、可支配的投資以及物流技術實施前提等因素都作為約束條件考慮進去。依據該方法的分析思路為欲解決的問題建立最終模糊0-1規劃模型:

在該模型中，xi代表某項物流技術i，si代表物流技術i與所對應流程和價值的契合度，ri代表物流技術i的風險收益，ci代表技術i的相關成本，u、t、l上角標分別表示某項三角模糊數的上界、中值、下界，Pa、PO、Pm分別表示配套物流技術集合、互斥物流技術集合、必須引入的物流技術集合，δ、λb、λd分別表示目標函數的滿意度、風險收益的滿意度、成本約束的滿意度。

式(1)表示與所采用的物流技術與流程和價值擬合程度最高的目標函數；式(2)和式(3)表示風險收益相關性約束以及成本相關性約束；式(4)到式(6)分別表示物流技術之間的技術關系約束，包括配套技術約束、互斥技術約束、必須應用的技術約束。

2.X公司物流技術的選擇?；贗DEF0和VPT分析，確定備選物流技術方案，參照式(1)到式(8)為X公司的物流技術建立分析模型。為與上文分析形成對應，該計算過程只展示倉儲配送流程中的物流技術選擇，并且為了簡練展示過程，只通過對多種備選方案中的三組物流技術優化選擇來體現算法效果。通過調查方法對基礎數據進行收集整理，借助EXPERT CHOICE軟件得到各物流技術的相關屬性值，帶入模型，采用EXCEL計算可得出最優物流技術組合方案{P1，P3，P4，P6，P7}，即表3中的組合2。其中，P1代表倉儲管理系統，P2代表條碼技術系統，P3代表射頻技術系統，P4代表車輛管理系統，P5代表全球定位系統，P6代表自動補貨系統，P7代表自動分揀系統。

模糊0-1規劃組合方法為IDEF0與VPT分析方法的結合進行了很好的補充，使整個分析的過程與結果更具科學性和準確性，使物流技術的采用更加恰當精確。這三種方法的結合從整體上為企業物流技術的采納提供了更具說服力的支撐。

表3 不同約束對應的組合選擇 (成本單位:萬元)

五、結論

文章提出了針對冷鏈流程進行信息技術恰當植入的復雜分析方法，該方法要求首先采用IDEF0的流程分析方法規范冷鏈流程；其次采用VPT系統集成設計思想建立VPT系統集成層次模型，進行具體分析、優化，并有針對性地植入物流技術；最后通過借鑒模糊0-1規劃組合方法，確定并驗證物流技術的選擇方案。整個冷鏈物流技術的植入過程結合X公司進行實證分析，整體采用多種方法集成設計的思想，使冷鏈物流技術的植入過程更具科學性和實用價值，為今后進行冷鏈物流技術選擇研究提供理論參考，為冷鏈相關企業進行物流技術選擇提供模型支持。

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