王聞環(huán) 吳 旻 客海生

摘要:主要研究的問題是奶制品企業(yè)在最短時(shí)間對(duì)其問題產(chǎn)品進(jìn)行回收處理,構(gòu)建了一個(gè)奶制品企業(yè),一個(gè)回收處理企業(yè),多個(gè)超市的回程載貨VRP模型,并進(jìn)行了實(shí)例分析。結(jié)果表明VRP模型是解決快速回收問題產(chǎn)品的有效策略。

關(guān)鍵詞:奶制品;召回物流;VRP

中圖分類號(hào):F272文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

Abstract: This paper aims to minimize the recollection time of milk products by developing a return laden VRP model. The models consists of a milk product factory, a recycling plant and a number of supermarkets. A case study is provided. We show that VRP model is a effective strategy for milk product recollection.

Key words: milk product; reverse logistics; VRP model

0引言

在去年三鹿牛奶和其他幾個(gè)國(guó)內(nèi)主要的奶類品牌相繼被檢出含有三聚氰胺之后,國(guó)內(nèi)便爆發(fā)了牛奶危機(jī)。為了減少社會(huì)危害及損失,奶制品企業(yè)需要解決在最短時(shí)間內(nèi)召回所有問題產(chǎn)品。國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局2004年頒布了《食品安全管理體系要求》。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實(shí)施,對(duì)于保障食品安全,提高食品質(zhì)量,維護(hù)消費(fèi)者健康,特別是在一旦發(fā)生食品安全質(zhì)量問題的情況下,最大限度地減少對(duì)消費(fèi)者的危害,對(duì)于促進(jìn)我國(guó)食品安全管理水平和國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,具有十分重要的意義。

1奶制品的現(xiàn)狀及意義

1.1中國(guó)奶制品市場(chǎng)現(xiàn)狀

1.1.1奶類市場(chǎng)情況。國(guó)際乳業(yè)聯(lián)合會(huì)主席吉姆?貝格[1]曾在上海說過:“中國(guó)乳品的消費(fèi)只有世界平均水平的20%,今后的市場(chǎng)潛力足以使產(chǎn)品更加多元化。解決奶源問題、提升消費(fèi)者能力、生產(chǎn)新鮮乳制品將是中國(guó)乳業(yè)未來的方向?！北?為我國(guó)奶類市場(chǎng)情況統(tǒng)計(jì),2007年與2006年相比,人均奶量、奶制品年產(chǎn)量分別增長(zhǎng)11.16%、10.02%,而奶牛存欄同比僅增長(zhǎng)1.83%。

1.1.2奶制品種類。奶制品包括鮮奶、奶粉、煉乳、酸奶、乳奶清制品、奶油和干酪?，F(xiàn)在中國(guó)市場(chǎng)上的奶制品[5]有鮮奶(即消毒奶)、奶粉(全脂奶粉、脫脂奶粉、嬰兒配方奶粉)、煉乳(淡煉乳、甜煉乳)和酸奶等。據(jù)第27屆世界乳業(yè)大會(huì)提供的材料[1],中國(guó)目前乳制品品種主要以滿足消費(fèi)者飲用奶為主,液態(tài)乳、乳粉是乳制品的主要品種,干酪和奶油產(chǎn)量很小。

1.1.3奶制品進(jìn)出口結(jié)構(gòu)不合理。2007年中國(guó)乳品出口數(shù)量和金額與2006年相比大幅增加,乳品出口總量127 957噸,增加了70.9%;出口金額23 265萬美元,與增加了147%。與2006年相比,2007年我國(guó)進(jìn)口乳品275 891噸,下降20.7%;進(jìn)口金額68 998萬美元,上升23.6%。其中奶粉是最大的出口乳制品,奶粉和鮮奶在數(shù)量及金額上占據(jù)85%左右,乳清蛋白是最大的進(jìn)口乳制品,乳清蛋白和奶粉在數(shù)量及金額上占據(jù)90%左右。具體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表2。隨著我國(guó)乳品質(zhì)量的不斷提高[6],國(guó)內(nèi)一些大型乳品企業(yè)對(duì)國(guó)際市場(chǎng)的開拓力度加大, 乳品的出口將保持全面增長(zhǎng),乳品出口種類和出口目的地將進(jìn)一步擴(kuò)大。

1.2奶制品的重要性

“一杯牛奶強(qiáng)壯一個(gè)民族”[8],這是一個(gè)被很多人喊了無數(shù)遍的口號(hào)。然而直到今天,牛奶仍然沒有真正走進(jìn)所有的中國(guó)家庭。很多人并沒有真正意識(shí)到牛奶對(duì)于人們保持強(qiáng)健體魄的重要性。歐洲人就是長(zhǎng)期飲用牛奶的受益者,身材高大的他們雖然有著人種這一特殊原因存在,但不可否認(rèn)牛奶對(duì)于歐洲居民保持健康的身體起到了極其重要的作用。

牛奶中含有許多人體所需的礦物質(zhì)及維生素[9]。牛奶富含礦物質(zhì),特別是鈣、磷、鎂、鉀等微量元素。在許多國(guó)家特別是在歐洲,乳制品是鈣最重要的來源,可為人體提供的鈣占人體鈣總吸收量的60%~80%。牛奶中還含所有已知的對(duì)人體非常重要的維生素。

早在2000年,政府就提出了國(guó)家“學(xué)生飲用奶計(jì)劃”[8]。其目的就是為了讓每一個(gè)正值成長(zhǎng)發(fā)育期的青少年都能夠正常飲用牛奶,并攝取生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)?？傊?牛奶是健康的基石,是我們生活的必需品。

1.3奶制品行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)

去年的三鹿奶粉事件使整個(gè)奶制品行業(yè)受到打擊,今年的施恩奶粉風(fēng)波又使正在恢復(fù)的奶制品行業(yè)掀起一絲波瀾。在各個(gè)奶制品企業(yè)努力恢復(fù)生產(chǎn)銷售的時(shí)候,日本朝日啤酒恰恰選在這個(gè)時(shí)機(jī)高調(diào)宣布進(jìn)軍中國(guó)液態(tài)奶高端市場(chǎng)。這些事件表明奶制品行業(yè)正在重新洗牌,更預(yù)示著未來將會(huì)有更激烈的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。在激烈的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中,企業(yè)不僅要考慮自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)份額,同時(shí)也要考慮當(dāng)產(chǎn)品出現(xiàn)問題時(shí),如何迅速的化解危機(jī),讓企業(yè)能夠長(zhǎng)期健康的發(fā)展。

2牛奶回程載貨的VRP模型

關(guān)于物流的車輛配送路徑問題(Vehicle Routing Problem,VRP)最早是由Dantzig和Ramser于1959年首次提出的[10]。該問題是根據(jù)現(xiàn)存的一些顧客需求點(diǎn)設(shè)計(jì)車輛的行駛路線,使車輛按一定的順序通過這些需求點(diǎn),在滿足一定的約束條件下(如貨物需求量、發(fā)送量、交發(fā)貨時(shí)間、車輛容量限制、行駛里程限制、時(shí)間限制等),達(dá)到一定的優(yōu)化目標(biāo)(如里程最短、費(fèi)用最少、時(shí)間盡量少、車隊(duì)規(guī)模盡量小、車輛利用率盡量高等)。

2.1問題描述

在牛奶事件爆發(fā)之后,奶制品經(jīng)營(yíng)企業(yè)首要考慮的就是如何在最短時(shí)間內(nèi)召回市場(chǎng)上有問題的奶制品。用最短的時(shí)間把問題牛奶召回,不僅減少社會(huì)損失,也能挽回企業(yè)在消費(fèi)者中的形象。企業(yè)的車輛首先從企業(yè)出發(fā),去不同的超市召回其問題產(chǎn)品,然后把這些問題產(chǎn)品送到處理廠,最后車輛回到企業(yè)。召回的時(shí)間就是指車輛從企業(yè)出發(fā),經(jīng)過一些不同位置的超市后到達(dá)處理企業(yè),最后返回奶制品企業(yè)所用的時(shí)間。其中每輛車的容量是有限的,達(dá)到其最大的容量就會(huì)直接開往處理廠。在這個(gè)問題中,有一個(gè)奶制品企業(yè),多個(gè)超市,一個(gè)產(chǎn)品處理廠,很明顯這是一個(gè)目標(biāo)時(shí)間最短的運(yùn)輸車輛路徑問題[11]。具體路線如圖1。

2.2建立成本模型

2.2.1參數(shù)[12]

P——奶制品企業(yè);D——處理企業(yè);i,j——i,j為奶制品和超市的編號(hào),奶制品企業(yè)設(shè)為0,超市為1…n;q——運(yùn)輸車輛載重能力集,其中車輛編號(hào)k=1…m;C——目標(biāo)變量,可以代表時(shí)間、路程和成本;C——處理企業(yè)與奶制品企業(yè)之間的常量,可以代表時(shí)間、路程和成本;g——車輛i承載能力;y——二進(jìn)制變量,表節(jié)點(diǎn)i是否用車輛k完成,“是”=1,“否”=0;X——二進(jìn)制變量,表車輛k是否直接從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j,“是”=1,“否”=0。

2.2.2建立目標(biāo)函數(shù)

minz=CX+kC(1)

s.t.gy≤q (2)

y=1i=1,…,n(3)

x=yj=0,1,…,n(4)

x=yi=0,1,…,n (5)

目標(biāo)函數(shù):(1)是使時(shí)間或總行駛路程最短;

約束條件:(2)車輛載重能力約束;(3)約束i點(diǎn)的超市需求只由車輛k完成;(4)、(5)約束到達(dá)超市ij只有一輛車。

2.3實(shí)例研究

某城市有一個(gè)奶制品企業(yè)和處理廠以及4個(gè)分布在城市不同地方的超市,每個(gè)超市需處理的產(chǎn)品數(shù)量為500單位,假設(shè)這個(gè)奶制品企業(yè)擁有2輛載貨能力為1 000單位的車輛,兩車同時(shí)出發(fā)。以及從一個(gè)節(jié)點(diǎn)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)所用的時(shí)間如表3所示。

2.4模型的求解

由于VRP問題需要有精確的最優(yōu)解[13],因此啟發(fā)式算法在VRP的求解中較為廣泛使用[14]。Christofides、Mingozzi、Toth于1980年提出的兩階段法啟發(fā)式算法[15]就是其中之一。當(dāng)然也可以用編程的方法來解決VRP模型的求解問題[16],這樣就會(huì)避免人為的錯(cuò)誤。將模型具體化后,應(yīng)用兩階段啟發(fā)式算法,可求出該問題的最優(yōu)方案。即最短時(shí)間為z=10,車輛行駛路線為:車輛1的路線P->1->2->D,車輛2的P->4->3->D。線路如圖2所示。

3結(jié)束語

本文研究的主要是使奶制品企業(yè)回收問題產(chǎn)品的時(shí)間和路程最短。建立了奶制品企業(yè)和處理企業(yè)的回程載貨VRP模型,該模型是基本VRP模型的擴(kuò)展。我們還可以對(duì)約束條件進(jìn)行討論,即在基本模型的基礎(chǔ)上,考慮一些實(shí)際情況(例如車輛載貨重量的不同等),最后確定VRP模型再進(jìn)行求解。模型是建立在一個(gè)奶制品企業(yè)和一個(gè)處理點(diǎn)的基本假設(shè)之上,但實(shí)際情況中可能會(huì)有多個(gè)處理點(diǎn),因此,在實(shí)際情況中,可通過修改該模型或改變約束條件來達(dá)到目的。并且對(duì)于其他由生產(chǎn)企業(yè)、回收站點(diǎn)、廢品處理企業(yè)所組成的行業(yè)組合均可使用此模型。

參考文獻(xiàn):

[1] 李榮. 國(guó)際乳聯(lián)人士:中國(guó)乳品消費(fèi)只及世界水平二成[N]. 新華每日電訊,2006-09-17(6).

[2] 宮靖,王姍姍,趙何娟,等. 奶業(yè)生死劫[J]. 財(cái)經(jīng),2008,29:221.

[3] 姚潤(rùn)豐. 新聞分析:如何看待當(dāng)前我國(guó)奶業(yè)發(fā)展的形勢(shì)?[DB/OL]. (2007-09-20)[2009-06-29]. http://www.xinhuanet.com.

[4]伊方. 奶業(yè)危機(jī)背后的資本推手——PE迷途和風(fēng)險(xiǎn)[DB/OL]. (2008-09-28)[2009-06-29]. http://blog.sina.com.cn/s/blog_508cafaf0100atab.html.

[5] 張麗娜. 常見的奶及奶制品品種[DB/OL]. (2008-10-02)[2009-06-29]. http://www.xinhuanet.com.

[6] 劉自杰,李志強(qiáng). 乳品進(jìn)出口形勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 中國(guó)牧業(yè)通訊,2006(6):42-44.

[7] 胡智勝. 從乳品進(jìn)出口貿(mào)易看我國(guó)奶業(yè)發(fā)展特點(diǎn)[DB/OL]. (2008-03-14)[2009-06-29]. http://www.sdxm.gov.cn.

[8] 崔崳. 牛奶是健康膳食的基石[J]. 中國(guó)乳業(yè),2008(2):7-8.

[9] 任發(fā)政. 各種功能性奶制品的特殊功效[R]. 新華網(wǎng),2006-05-27.

[10] G. Dantaig, J. Ramser. The truck dispatching problem[J]. Management Science, 1959,10(6):80-91.

[11] ZHOU Yongsheng, WANG Shouyang. Generic Model of Reverse Logistics Network Design[J]. Transpn Sys Eng & IT, 2008,8(3):71-78.

[12]Akshay Mutha, Shaligram Pokhare. Strategic network design for reverse logistics and remanufacturing using new and old product modules[J]. Computers & Industrial Engineering, 2009,56:334-346.

[13]Toth P, Vigo D. Exact Solution of the Vehicle Routing Problem[M]. In Fleet Management and Logistics. Dordrecht: Kluwer, 1998:1-31.

[14] 潘震東,唐加福,韓毅. 帶貨物權(quán)重的車輛路徑問題及遺傳算法[J]. 管理科學(xué)學(xué)報(bào),2007,10(3):23-28.

[15]N. Christofides, A. Mingozzi, P. Toth. Contributions to the quadratic assignment problem[J]. European Journal of Operational Research, 1980,4(4):243-247.

[16]P. Shaw. Using Constraint Programming and Local Search Methods to Solve Vehicle Routing Problems[J]. Principles and Practice of Constraint Programming-CP98, 1998(152):417-431.

[17] 鹿保鑫,楊勇. 我國(guó)食品召回制度探討[J]. 農(nóng)產(chǎn)品加工?學(xué)刊,2008(5):27-31.