第三方物流參與限時(shí)蔬菜配送問題研究

高 特， 李 莉， 鐘 蓮， 紅德孜·再努拉

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械交通學(xué)院，新疆烏魯木齊830052)

一、引言

第三方物流(Third Party Logistics，3PL)作為連接企業(yè)物流活動(dòng)間的一種重要物流形態(tài)，為企業(yè)提供專業(yè)化的物流服務(wù)功能不言而喻。同時(shí)，第三方物流作為一種專業(yè)的物流運(yùn)作方式廣泛應(yīng)用于各種物流活動(dòng)中。城市居民蔬菜的配送問題與百姓的生活息息相關(guān)，蔬菜的安全性和新鮮程度是居民關(guān)心的重點(diǎn)，然而對(duì)配送企業(yè)而言，企業(yè)優(yōu)先考慮的則是蔬菜配送的時(shí)效性。隨著城市居民生活水平的提高，人們對(duì)蔬菜的要求已經(jīng)從曾經(jīng)的數(shù)量型轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量型。在追求蔬菜質(zhì)量的同時(shí)，物價(jià)的飛漲也增加了百姓的生活壓力。為此，國內(nèi)許多城市例如北京、上海、天津、南京、烏魯木齊等城市針對(duì)這一問題紛紛建立了平價(jià)蔬菜直銷店，在政府指導(dǎo)下，保證蔬菜質(zhì)量的同時(shí)穩(wěn)定區(qū)域蔬菜價(jià)格，讓老百姓買到新鮮、平價(jià)的蔬菜。許多城市對(duì)是否采用第三方物流企業(yè)為蔬菜直銷點(diǎn)提供配送服務(wù)并沒有過多考慮。以烏魯木齊為例，近些年烏市一些蔬菜副食品直銷店一直采用自取或蔬菜企業(yè)負(fù)責(zé)兩種方式來對(duì)蔬菜進(jìn)行配送工作，3PL并沒有被考慮。對(duì)于類似的問題，何靜等對(duì)連鎖超市生鮮食品冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建進(jìn)行了研究［1］;張靜等在對(duì)物流配送路徑優(yōu)化問題中使用遺傳算法進(jìn)行了研究［2］;施成湘基于關(guān)鍵路徑的物流配送時(shí)效可滿足性對(duì)檢測(cè)模型和算法進(jìn)行了研究［3］。

二、問題描述與算法設(shè)計(jì)

(一)問題描述

針對(duì)目前烏市蔬菜直銷店運(yùn)營的實(shí)際情況，并結(jié)合第三方物流企業(yè)參與配送的特點(diǎn)，構(gòu)建如下數(shù)學(xué)模型:

模型描述:約束條件(1)表示第三方物流公司提供的配送車輛的總載重量不應(yīng)小于社區(qū)蔬菜直銷點(diǎn)蔬菜的總需求量。約束條件(2)(3)表示對(duì)任意一個(gè)社區(qū)蔬菜直銷點(diǎn)，物流公司派出一輛車提供服務(wù)且只服務(wù)一次。約束條件(4)表示第k輛車從配送中心出發(fā)，緊接著服務(wù)的客戶數(shù)為1，或者不使用第k輛車。同時(shí)，物流公司所派出的車輛數(shù)要比實(shí)際需要的多。因此建立此約束條件，可以預(yù)期得到實(shí)際需要的最小車輛數(shù)。約束條件(5)是容量約束，表示車輛的實(shí)際載重量不應(yīng)大于運(yùn)輸?shù)氖卟肆俊＜s束條件(6)是時(shí)間窗約束，其中tij=cij/v，v是車輛的平均行駛速度。在此，本文規(guī)定行車時(shí)間包括等待時(shí)間。進(jìn)而，如果tij＜aj-bi，即配送車輛離開社區(qū)蔬菜直銷點(diǎn)i后提前到達(dá)社區(qū)蔬菜直銷點(diǎn)j，則用aj-bj代替tij。約束條件(7)表示每輛車到達(dá)各家社區(qū)蔬菜直銷點(diǎn)的時(shí)間都應(yīng)滿足規(guī)定的的時(shí)間窗。

圖1 RSG-GA混合算法流程圖

蔬菜直銷店管理中心可以指定時(shí)間將采購蔬菜量的 信息交給第三方物流企業(yè)(配送中心可以單獨(dú)雇傭第三方物流公司，也可以聯(lián)合雇傭第三方物流公司)。物流企業(yè)按照每家配送中心規(guī)定的采購量派出運(yùn)輸車輛到政府規(guī)定的蔬菜存儲(chǔ)倉庫采購蔬菜。之后，運(yùn)輸車輛返回對(duì)應(yīng)服務(wù)的分揀中心進(jìn)行蔬菜的分揀。分揀蔬菜裝車后實(shí)施統(tǒng)一配送，配送完畢，車輛返回第三方物流公司。其中xij采用{0，1}參數(shù)變量決定是否對(duì)路線實(shí)施運(yùn)輸，dij表示按順序訪問兩個(gè)直銷店間的距離，tij表示按順序訪問兩個(gè)直銷店所需時(shí)間。D1、D2分別表示第三方物流公司到蔬菜存儲(chǔ)倉庫的距離和蔬菜存儲(chǔ)倉庫到分揀中心的距離。

(二)RSG-GA混合算法設(shè)計(jì)

RSG-GA混合算法是一種結(jié)合改進(jìn)掃描法思想的混合遺傳算法。算法的整體設(shè)計(jì)分為RSG(Radar Scan Grouping)掃描部分和GA(Genetic Algorithm)遺傳尋優(yōu)兩個(gè)部分。對(duì)于RSG掃描的設(shè)計(jì)，其基本思想是由中心點(diǎn)(配送中心)開始向任意方向劃一條射線(掃描線)，沿順時(shí)針或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)該掃描線與任意貨物需求點(diǎn)相交。如果需要在某分組里增加該需求點(diǎn)，則反饋該點(diǎn)，并累計(jì)貨運(yùn)量，計(jì)算是否會(huì)超過安排車輛的運(yùn)載能力，若無則繼續(xù)旋轉(zhuǎn)掃描線，直到與下一個(gè)貨物需求點(diǎn)相交;再次累計(jì)貨運(yùn)量，計(jì)算安排運(yùn)輸車輛的已裝載程度。如果超過車輛的運(yùn)輸能力，便不考慮最后的貨物需求點(diǎn)，按照最大角度偏轉(zhuǎn)限制條件，直到達(dá)到車輛最大運(yùn)載能力為止，該分組確定。隨后沿著掃描線的方向，從不包含在上一組的貨物需求點(diǎn)開始，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)掃描線，以尋找新的貨物需求點(diǎn)，繼續(xù)該過程直到所有的貨物需求點(diǎn)都被合理地劃分成組。將分組結(jié)果導(dǎo)入遺傳操作中，遺傳尋優(yōu)部分的設(shè)計(jì)通過隨機(jī)生成的方法產(chǎn)生初始種群、使用輪賭盤復(fù)制法保留染色體并進(jìn)行復(fù)制和最優(yōu)保留順序交叉算子進(jìn)行染色體交叉的基礎(chǔ)上，采用反轉(zhuǎn)變異算法進(jìn)行變異操作，加速有效收斂，根據(jù)終止條件——染色體連續(xù)最佳保持到β代得到問題的最優(yōu)解。

RSG-GA混合算法流程圖如圖1所示。

三、優(yōu)化結(jié)果分析

通過走訪調(diào)查烏市位于沙依巴克區(qū)的某家配送中心所負(fù)責(zé)的65家蔬菜直銷店，主要對(duì)其運(yùn)營現(xiàn)狀中的配送線路、配送成本進(jìn)行調(diào)查，并分析配送方式的時(shí)效性。第三方物流選擇具備冷鏈運(yùn)輸條件的某家位于沙區(qū)西山路附近的企業(yè)進(jìn)行分析，最后采用RSG-GA混合算法對(duì)有第三方物流企業(yè)參與的配送情況和目前蔬菜直銷店的配送情況進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見表1。

表1 蔬菜直銷店三種配送方式對(duì)比

從表1可以看出，第三方物流作為一種專業(yè)的物流運(yùn)作方式在配送環(huán)節(jié)中相比其他兩種配送方式具有明顯的優(yōu)勢(shì)。這取決于第三方物流公司的專業(yè)程度與規(guī)模，由于蔬菜運(yùn)輸是冷鏈運(yùn)輸，因此我們選用烏市具備相應(yīng)條件、并且信譽(yù)較好的某家物流運(yùn)輸公司來作為參照對(duì)象。

針對(duì)目前蔬菜配送對(duì)時(shí)間的限制，要求所需求的菜品要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)送至直銷店，以便不會(huì)對(duì)蔬菜直銷點(diǎn)的運(yùn)營造成影響。分析采用第三方物流實(shí)施配送的穩(wěn)定程度，我們選擇有代表性的烏市某第三方物流公司所負(fù)責(zé)的65家蔬菜直銷店，該公司派出6輛貨車實(shí)施配送一周。第三方物流公司派出的6輛負(fù)責(zé)蔬菜直銷點(diǎn)配送任務(wù)的車輛總體延后時(shí)間均小于半小時(shí)，將時(shí)間分配到65家直銷點(diǎn)中，每家菜店延后時(shí)間平均少于1分鐘，不會(huì)對(duì)直銷店的正常運(yùn)營造成較大影響。而且，絕大多數(shù)配送任務(wù)都可以準(zhǔn)時(shí)完成，甚至提前完成，曲線波動(dòng)平穩(wěn)。因此，采用第三方物流實(shí)施配送活動(dòng)具有很好的時(shí)效性。

四、結(jié)論

第三方物流公司通過自身的專業(yè)化優(yōu)勢(shì)，提供專業(yè)的物流活動(dòng)服務(wù)于整個(gè)供應(yīng)鏈，在蔬菜存儲(chǔ)倉庫、分揀中心和蔬菜直銷店之間起到了良好的銜接作用。而且，消耗更少的成本來完成配送任務(wù)，對(duì)整個(gè)物流活動(dòng)提供了穩(wěn)定的配送保障。但是，目前多數(shù)第三方物流公司僅提供配送服務(wù)，對(duì)于蔬菜的分揀工作還需要相關(guān)企業(yè)安排人力負(fù)責(zé)，若這項(xiàng)工作能夠被第三方物流企業(yè)承擔(dān)下來，將會(huì)進(jìn)一步減少配送的總成本，最終受益的會(huì)是百姓。同時(shí)應(yīng)注意:目前第三方物流企業(yè)中具備冷鏈運(yùn)輸條件的公司并不多，某些滿足條件的企業(yè)的車型有限，因此第三方物流參與蔬菜限時(shí)配送工作雖具有良好的效果，但需要多方面共同努力，才能發(fā)揮第三方物流的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而增進(jìn)企業(yè)間的互利共贏，增強(qiáng)國內(nèi)大物流環(huán)境的社會(huì)影響力。

［1］何靜，張歆祺，宗傳宏.連鎖超市生鮮食品冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與優(yōu)化研究［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011(22):166.

［2］張靜，衛(wèi)文學(xué)，劉倩.基于遺傳算法的物流配送路徑優(yōu)化算法［J］.中國科技信息，2013(1):98-99.

［3］施成湘.基于關(guān)鍵路徑的物流配送時(shí)效可滿足性檢測(cè)模型和算法［J］.物流技術(shù)，2014(1):262-263，285.