易逝品庫存-路徑聯合優化文獻綜述

(海南大學經濟與管理學院 海南 海口 570228)

一、前言

從1913年美國學者Harris提出經濟補貨批量(EOQ)模型以來，人們已經對庫存管理問題進行了長達超過一個世紀的研究，使得庫存管理領域的知識體系日趨完善。但同時發現，在庫存管理成本最優時得不到配送成本的最優，在配送成本最優時又得不到庫存管理成本最優，導致學者們不滿足于對庫存管理、配送管理等單獨的物流環節問題的研究。所以學者們對庫存管理和配送兩個問題進行了聯合優化，希望得到庫存管理與配送的系統成本最優。庫存-路徑問題(inventory routing problem，IRP)的本質就是在如何聯合優化庫存和配送。

易逝品，也叫做易腐品，一般包括兩類：一類是指隨著時間的推移會腐爛、損壞、蒸發、過期的產品，如食品；第二類是指具有高貶值率、季節性、時令性物品，如手機。易逝品由于隨著時間而變質、貶值的特性，使食品企業、農產品企業常常面臨大量產品損失。對易逝品的庫存-路徑優化進行研究，有利于提高相關企業的收入、降低相關產品的價格、減少資源浪費。

二、國內外相關研究

(一)考慮易逝品特性的庫存-路徑聯合優化研究

易逝品庫存-路徑問題本質上是對庫存-路徑問題(IRP)的延展，主要考慮了產品的特性約束。國內外學者在對易逝品IRP進行研究時，從不同角度考慮了易逝品的約束。趙娟娟[1]以易逝品配送問題為背景，考慮了產品的易腐性，對隨機需求環境下的IRP和LIRP(Location-Inventory-routing Problem)進行了研究。王德春[2]對易逝品在存儲期間的變質情況進行考量，假設變質數量只與貶值率、存儲量和存儲時間三個因素有關，將IRP分解為庫存問題和配送問題分別求解，之后采用補貨提前期的方法，對結果進行迭代調整以協調相關成本。Li et al.[3]對食品質量水平進行了監控，發展了基于質量考慮的易逝品IRP混合整數線性規劃模型。Azadeh et al.[4]在最大水平策略下對考慮變質率的單產品易逝品IRP進行了研究，并用基于遺傳算法的方法進行了求解。Hiassat et al.[5]在易逝品IRP的基礎上又考慮了選址的問題，然后通過一種重新構造染色體的遺傳算法的方法，在合理的時間內得到了高質量的近優解。Shaabani et al.[6]在研究易逝品IRP時主要考慮了易逝品具有固定保質期的情況，分析了在所構造的兩級供應鏈中一個供應商將多種產品賣給多個零售商的情況，同時文章以成本最優為目標，提出了基于群體的模擬退火算法來解決這個問題，得到了優于模擬退火和遺傳算法的結果。Mirzaei et al.[7]為易逝品特別設計了一種新的IRP模型，他們假設易逝品的年齡對終端消費者需求和需求率有消極的影響，這將導致銷售損失，銷售損失的成本被認為是已存儲期限的線性或指數函數，同時文章采用了一種新的元啟發式算法求解。

(二)考慮環境與社會因素的易逝品庫存-路徑聯合優化研究

在之前的IRP研究中，有許多學者對普通產品的IRP所導致的環境因素進行了考量，但易逝品因為其特殊性，在考慮易逝品的IRP的環境因素時，需要更多且不同方面的考慮。環境問題在易逝品IRP研究中受到關注越來越多，學者們從多角度對環境問題進行了考量，Soysal et al.[8]更加關心能源消耗、尾氣排放和食品浪費問題，他們研究了供應鏈間的橫向協調問題，通過實驗表明合作能使總成本下降4-24個百分點，能使總的尾氣排放下降8-33個百分點。Rahimi et al.[9]等人考慮了車輛事故率、變質產品數量、車輛噪音等環境因素，建立了可持續發展的易逝品IRP的多目標規劃模型。Soysal et al.[10]在研究易逝品IRP問題時著重考慮了環境問題和需求不確定型的情況，他們在研究中發現恒定的配送成本、產品無限保質期、確定性需求的假設大大限制了提出的模型在實際中的應用，于是他們在考慮了環境成本和不確定需求的服務水平下，發展了多階段易逝品IRP模型。同時通過超市配送新鮮馬鈴薯的例子驗證了這種模型的現實可行性。Govindan et al.[11]在設計可持續的供應鏈時，加入環境因素和社會因素。文章介紹了可持續的帶有時間窗的選址-車輛路徑問題，建立了關于成本與環境的雙目標規劃，即既要選址與配送的成本盡量小，也要保證溫室氣體排放的盡量少，文章也使用了一種新穎的多目標混合方法來解決這個問題，結果表明這種方法得到了比其他方法更好的結果。

三、結論

在目前的學術研究中，學者們對易逝品的庫存策略、配送策略和庫存與定價策略有了較多的研究，但是關于易逝品庫存-路徑聯合優化的問題卻研究極少。一方面是易逝品IRP的復雜性，導致解決這類問題的研究難度極高，另一方面是因為學者們更多關注一般產品的IRP，而忽略了易逝品IRP的研究價值。隨著生鮮果蔬等典型易腐品的需求提高和損失率較高的問題突出，易腐品IRP逐漸被重視起來。國內對易逝品IRP的研究較少，主要集中于具有固定變質率的易逝品模型的IRP構建。國外易逝品IRP研究比國內更多，但也處于起步階段，主要分為兩部分：一是把易逝品特性結合到原先IRP研究中，二是考慮相關環境和社會因素的約束。國外學者在構建易逝品IRP模型的同時，也發展了許多適用于解決易逝品IRP模型的相關算法。未來的研究需要更加深耕易逝品特性對傳統IRP所構成的影響，以及更多考慮環境和社會因素，來完善易逝品IRP模型。