王淑云，孫　虹，牟進(jìn)進(jìn)，金　輝

(煙臺(tái)大學(xué)　經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，山東　煙臺(tái)　264005)

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冷鏈品多溫共配優(yōu)化及效益：基于蓄冷式和機(jī)械式的比較研究

王淑云，孫虹，牟進(jìn)進(jìn)，金輝

(煙臺(tái)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，山東煙臺(tái)264005)

摘要：以蓄冷式多溫共配和機(jī)械式多溫共配模式為研究對(duì)象，充分考慮多溫共配過程中的固定成本、行駛成本、制冷成本、變質(zhì)成本、保溫箱成本、違反時(shí)間窗的懲罰成本和碳稅成本，分別構(gòu)建了以配送總成本最小化為目標(biāo)的蓄冷式多溫共配和機(jī)械式多溫共配路徑優(yōu)化模型，并設(shè)計(jì)了優(yōu)化多溫共配路徑的蟻群算法。最后，通過實(shí)際算例，分別對(duì)2種多溫共配模式的效益(經(jīng)濟(jì)性、安全性、靈活性、環(huán)保性)進(jìn)行了對(duì)比分析，論證了蓄冷式多溫共配運(yùn)作模式的理論支撐性和實(shí)踐應(yīng)用性。

關(guān)鍵詞：運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)；多溫共配；蟻群算法；冷鏈物流；車輛路徑問題

0引言

隨著人們生活水平的提高、電子商務(wù)的快速發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)生鮮、冷凍等冷鏈品的需求量及種類不斷增加，冷鏈品配送呈現(xiàn)出品種多樣化、溫度需求多層化的特點(diǎn)，冷鏈物流多溫共配便應(yīng)運(yùn)而生。多溫共配模式改善了傳統(tǒng)單一品溫配送的弊端，采用一車同時(shí)混裝各種溫層產(chǎn)品，且保證各溫層需要的溫度條件，旨在既保證產(chǎn)品品質(zhì)、降低配送成本，緩解交通壓力和減少環(huán)境污染，進(jìn)而提升冷鏈配送的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。早在2006年，國(guó)際制冷學(xué)會(huì)就將多溫共配運(yùn)作策略、運(yùn)輸裝備性能測(cè)試等視為優(yōu)先研究的問題；劍橋制冷中心爵士Robert Heap在第22屆國(guó)際制冷大會(huì)主題報(bào)告中進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了冷鏈配送中食品安全與節(jié)能的重要性，并呼吁加強(qiáng)對(duì)多溫共配的研究和推廣利用。

目前，國(guó)內(nèi)外常用的多溫共配模式主要有機(jī)械式和蓄冷式兩種。機(jī)械式多溫共配模式使用機(jī)械冷凍區(qū)隔車輛進(jìn)行配送，機(jī)械式冷凍車輛是在同一車廂用絕緣材料隔離出冷藏、冷凍等幾種不同的溫度區(qū)域，使用冷凍機(jī)分別控制每個(gè)區(qū)域的溫度。蓄冷式多溫共配模式用常溫車和蓄冷保溫箱進(jìn)行配送，以創(chuàng)新設(shè)計(jì)的保溫箱取代機(jī)械式冷凍車，利用可抽換、具有不同溫度且以顏色區(qū)隔的蓄冷器保持保溫箱中冷鏈品所需的溫度條件，使用常溫車輛即可同時(shí)配送各種溫層的冷鏈品。

冷鏈品多溫共配問題是傳統(tǒng)單一冷鏈品配送問題的延伸，國(guó)內(nèi)外有關(guān)單一冷鏈品配送的研究已很多，CHEN、AZI、BRITO、TAS、朱金峰、繆小紅、石兆等國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)單一冷鏈品的配送進(jìn)行了較充分的研究[1-7]。在蓄冷式多溫共配的研究中，CHO等總結(jié)臺(tái)灣地區(qū)蓄冷保溫箱的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，論述了蓄冷式多溫共配模式的可行性[8]；KUO等綜合分析食品冷鏈的框架體系，提出了多溫共配的實(shí)施模式[9]；HSU 等運(yùn)用層級(jí)軸輻式網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建了以配送成本最小化為目標(biāo)的多溫共配優(yōu)化路徑模型，并通過算例證明了蓄冷式多溫共配對(duì)少量多樣冷鏈品配送的適應(yīng)性[10]；王淑云、HSU等通過與傳統(tǒng)單品溫配送模式的比較，論證了蓄冷式多溫共配的經(jīng)濟(jì)性[11-12]。在機(jī)械式多溫共配模式的研究中，AHMED、ZWIERZYCKI、李錦等從多個(gè)角度對(duì)多溫配送制冷系統(tǒng)進(jìn)行了較為詳盡的數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究[13-15]。

相關(guān)研究及實(shí)踐證明傳統(tǒng)的機(jī)械式多溫共配與新興的蓄冷式多溫共配都能夠滿足冷鏈品在配送過程中的溫度要求和配送產(chǎn)品的品質(zhì)保證。但以往的研究大多只針對(duì)多溫共配的經(jīng)濟(jì)效益和性能，未將經(jīng)濟(jì)效益、安全性等因素考慮在內(nèi)。然而隨著低碳經(jīng)濟(jì)、食品安全性、交通擁堵等問題引起了全社會(huì)的高度關(guān)注，冷鏈物流企業(yè)在選擇多溫共配模式時(shí)，就必須綜合考慮配送模式的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、安全性及靈活性等問題。本文充分考慮多溫共配過程中所引起的固定成本、行駛成本、制冷成本、變質(zhì)成本、保溫箱成本、違反時(shí)間窗的懲罰成本和碳稅成本，以配送總成本最小化為目標(biāo)，分別構(gòu)建蓄冷式和機(jī)械式多溫共配的優(yōu)化模型。隨后，以實(shí)際算例，對(duì)兩種模式的經(jīng)濟(jì)性、安全性、靈活性和環(huán)保性進(jìn)行對(duì)比分析，旨在為冷鏈配送的運(yùn)作管理提供理論支撐和實(shí)踐指導(dǎo)。

1問題描述與數(shù)學(xué)模型

假設(shè)有一個(gè)配送中心分別運(yùn)用蓄冷式多溫共配模式和機(jī)械式多溫共配模式為若干顧客配送冷鏈品，每個(gè)顧客的位置以及對(duì)不同種類冷鏈品的需求量已知，每個(gè)顧客都有時(shí)間窗要求，并且每輛車的容量已知。配送中心需確定車輛行駛線路，使得在滿足車輛容量和時(shí)間窗限制下，實(shí)現(xiàn)配送成本最小化。

1.1研究假設(shè)

配送中心的車輛足夠多，且用于同一多溫共配模式的車輛規(guī)格完全相同；不考慮配送中心缺貨，顧客的需求量、地理位置、時(shí)間窗已知；車輛由配送中心出發(fā)勻速行駛，服務(wù)被指定的顧客后，再返回配送中心；同一顧客的各類冷鏈品只能由一輛車同時(shí)送達(dá)，各類冷鏈品同時(shí)卸貨，且卸貨時(shí)間相同；冷鏈品需在保質(zhì)期之內(nèi)，且保證適宜溫度配送，不考慮其他影響因素，冷鏈品的腐壞僅與卸貨時(shí)間有關(guān)。

1.2符號(hào)說明

2模型構(gòu)建

2.1蓄冷式多溫共配模型

蓄冷式多溫共配模式利用常溫車搭配蓄冷保溫箱進(jìn)行配送，配送成本主要包括固定成本、行駛成本、保溫箱成本、違反時(shí)間窗的懲罰成本以及碳稅成本。

(1)固定成本

(1)

(2)行駛成本

(2)

(3)保溫箱成本

保溫箱成本主要指蓄冷式保溫箱的購(gòu)買成本、加冷設(shè)備的使用成本以及保溫箱的維修成本、保養(yǎng)費(fèi)用等。每個(gè)蓄冷保溫箱的成本為gh，則保溫箱總成本為：

(3)

(4)懲罰成本

本研究采用軟時(shí)間窗約束，即若配送車輛沒有在指定的時(shí)間范圍內(nèi)到達(dá)，則導(dǎo)致一定的懲罰成本。根據(jù)Hsu等所構(gòu)建的違反時(shí)間窗的懲罰成本模型[16]，懲罰成本為：

(4)

其中η,λ為參數(shù)，且λ>1，ei≤ti≤Ri。

(5)碳稅成本

通過對(duì)二氧化碳排放征稅，可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)。碳排放價(jià)格為α，常溫車輛單位時(shí)間的碳排放量為c3，則碳稅成本為：

(5)

綜上所述，蓄冷式多溫共配總成本為：

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

式(6)表示蓄冷式多溫共配模式的目標(biāo)函數(shù)，即配送總成本最小化；式(7)表示每個(gè)顧客僅被一輛車服務(wù)一次，且每條路線的起止點(diǎn)均為配送中心；式(8)表示每個(gè)顧客的流量守恒限制；式(9)表示只有一條最優(yōu)化行駛路線；式(10)表示每輛車最多只能使用一次；式(11)車輛到達(dá)后一個(gè)顧客j的時(shí)間，大于到達(dá)前一個(gè)顧客i的時(shí)間與顧客i服務(wù)時(shí)間以及從顧客i到顧客j行駛時(shí)間之和；式(12)表示車輛到達(dá)第一個(gè)顧客i的時(shí)間，為車輛從配送中心出發(fā)的時(shí)間與配送中心到達(dá)顧客i行駛時(shí)間之和；式(13)表示車輛返回配送中心的時(shí)間，位于車輛服務(wù)完最后一個(gè)顧客j之后；式(14)表示時(shí)間窗限制；式(15)表示保溫箱數(shù)量限制；式(16)表示變量的值域限制。

2.2機(jī)械式多溫共配模型

機(jī)械式多溫共配使用機(jī)械式冷凍車進(jìn)行配送，配送成本主要由6部分組成：固定成本、行駛成本、制冷成本、變質(zhì)成本、違反時(shí)間窗的懲罰成本以及碳稅成本。其中固定成本、行駛成本、違反時(shí)間窗的懲罰成本和碳稅成本與蓄冷式多溫共配類似，分別為：

(17)

(18)

(19)

(20)

(1)制冷成本

機(jī)械式冷凍車輛的制冷成本主要是冷藏車輛為了保持冷鏈品所要求的相應(yīng)溫度而產(chǎn)生的制冷成本，一部分來(lái)源于車廂內(nèi)外溫差所造成的熱傳導(dǎo)，另一部分來(lái)源于卸貨期間車門開啟造成的熱侵入。假設(shè)各機(jī)械式冷凍車輛的規(guī)格一致，不同時(shí)段的氣溫變化忽略不計(jì)。因此，制冷成本僅與冷鏈品運(yùn)送的里程數(shù)和服務(wù)顧客的冷鏈品需求數(shù)量有關(guān)。在機(jī)械式冷凍區(qū)隔中，因?yàn)槔洳貐^(qū)和冷凍區(qū)內(nèi)外溫差不同，所以能耗成本包括兩部分：冷藏區(qū)能耗成本和冷凍區(qū)能耗成本。因此，配送過程中的制冷成本可表示為：

(21)

在顧客點(diǎn)卸貨時(shí)，打開車門進(jìn)行操作過程中造成熱量損失，制冷劑通過熱交換而消耗，打開車門時(shí)的制冷成本表示為：

(22)

式中，uhi為卸貨時(shí)間。

綜上，機(jī)械式多溫共配的制冷成本為：

(23)

(2)變質(zhì)成本

根據(jù)HSU等構(gòu)建的配送模型[16]，變質(zhì)成本由兩部分組成：一是配送累計(jì)時(shí)間導(dǎo)致的變質(zhì)成本；二是因?yàn)樾敦浂_啟車門，外界熱空氣進(jìn)入車體導(dǎo)致車體內(nèi)溫度上升而造成的變質(zhì)成本，本文忽略累計(jì)時(shí)間導(dǎo)致的變質(zhì)成本。配送過程中變質(zhì)成本表示為：

(24)

綜上所述，目標(biāo)函數(shù)機(jī)械式多溫共配總成本為：

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

式(25)為機(jī)械式多溫共配的目標(biāo)函數(shù)，即配送總成本最小化；式(26)表示每個(gè)顧客僅被一輛車服務(wù)一次，且每條路線的起止點(diǎn)均為配送中心；式(27)表示每個(gè)顧客的流量守恒限制；式(28)表示只有一條最優(yōu)化行駛路線；式(29)表示每輛車最多只能使用一次；式(30)表示車輛到達(dá)后一個(gè)顧客j的時(shí)間，大于到達(dá)前一個(gè)顧客i的時(shí)間與顧客i服務(wù)時(shí)間以及從顧客i到顧客j行駛時(shí)間之和；式(31)表示車輛到達(dá)第一個(gè)顧客i的時(shí)間，為車輛從配送中心出發(fā)的時(shí)間與配送中心到達(dá)顧客i行駛時(shí)間之和；式(32)表示車輛返回配送中心的時(shí)間，位于車輛服務(wù)完最后一個(gè)顧客i之后；式(33)表示車輛的容量限制；式(34)表示時(shí)間窗限制；式(35)表示變量的值域限制。

3配送路徑優(yōu)化

蟻群算法(Ant Colony Optimization)是DORIGO等人于1991根據(jù)自然界中螞蟻的覓食行為所提出的，是一種用來(lái)在圖中尋找優(yōu)化路徑的啟發(fā)式算法。螞蟻在覓食過程中，會(huì)在食物與巢穴間所經(jīng)過的路徑上留下一種稱為費(fèi)洛蒙的特殊化學(xué)物質(zhì)，螞蟻覓食路徑的選擇主要由費(fèi)洛蒙的濃度決定，此種方式有利于后續(xù)出發(fā)的螞蟻決定是否依循此路徑繼續(xù)前進(jìn)。通常，較短路徑上的螞蟻會(huì)較快覓食回巢，其留下的費(fèi)洛蒙濃度較高，會(huì)吸引較多的螞蟻依循此路徑覓食。

本研究以DORIGO等所提出的ACS為基本架構(gòu)[17]，考慮VRPTW問題的限制條件，利用2-opt鄰域搜索法作為蟻群算法的變異算子，對(duì)每條子路徑進(jìn)行優(yōu)化，具體步驟如下：

(1)初始化變量和系數(shù)。

(2)每一只螞蟻根據(jù)所構(gòu)建的準(zhǔn)則及車容量和時(shí)間窗的限制，依序產(chǎn)生一條配送路徑，并且每只螞蟻在完成配送路徑之后，馬上進(jìn)行區(qū)域的費(fèi)洛蒙更新。

(3)運(yùn)用2-opt鄰域搜索法，改善每一只螞蟻所構(gòu)建的配送路徑。

(4)根據(jù)部分較佳螞蟻所構(gòu)建的配送路徑，進(jìn)行全域的費(fèi)洛蒙更新。

4算例及效益對(duì)比分析

4.1算例描述

某配送中心向31個(gè)顧客配送2種不同品溫的冷鏈品，顧客的位置坐標(biāo)(xi,yi)、需求量dhi及卸貨時(shí)間uhi如表1所示，其他參數(shù)值由表2給出。配送車輛從配送中心O出發(fā)， 以50 km/h的速度勻速行使，最后返回配送中心O。

表1　顧客基本信息

表2　相關(guān)參數(shù)值

4.2效益對(duì)比分析

運(yùn)用蟻群算法，在Matlab中運(yùn)行，使用蓄冷式多溫共配和機(jī)械式多溫共配2種模式得出的運(yùn)行路徑如表3和表4所示。

將算例中的數(shù)據(jù)分別代入蓄冷式多溫共配和機(jī)械式多溫共配2種模型，得到2種模型的總成本以及固定成本、行駛成本等，如表5所示。

下面分別從經(jīng)濟(jì)性、安全性、靈活性和環(huán)保性帶來(lái)的效益進(jìn)行分析。

表3　蓄冷式多溫共配路徑

表4　機(jī)械式多溫共配路徑之一

表5　 配送成本比較表之一(單位:元)

(1)經(jīng)濟(jì)性分析

根據(jù)表5，兩種模式的比較分析，發(fā)現(xiàn)：

蓄冷式多溫共配的總成本低于機(jī)械式多溫共配。機(jī)械式的總成本比蓄冷式高459.55元，分析表3、表4和表5中的路徑和成本明細(xì)可知，兩種模式的配送路徑數(shù)量相同，但由于機(jī)械式多溫共配需要使用專門的機(jī)械式冷凍車，致使其固定成本高于蓄冷式多溫共配模式。而且使用機(jī)械式冷凍車配送需不間斷制冷，在卸貨過程中會(huì)產(chǎn)生車廂內(nèi)外的熱交換，致使其產(chǎn)生額外的制冷成本和變質(zhì)成本。

保溫箱的重復(fù)循環(huán)使用大大提高了蓄冷式配送的經(jīng)濟(jì)性。由表5可知，蓄冷式多溫共配需額外支付168元的保溫箱成本，這是由于蓄冷式多溫共配使用常溫車配送，需要利用保溫箱來(lái)維持冷鏈品所需的特定溫度。

為了進(jìn)一步分析保溫箱成本對(duì)蓄冷式多溫共配模式選擇的影響，現(xiàn)令其他常規(guī)設(shè)施成本不變，假設(shè)單位保溫箱成本gh為一變量，其他參數(shù)值已知，如表2所示。為了求得單位保溫箱成本gh的臨界值，令TC1=TC2，即蓄冷式多溫共配總成本等于機(jī)械式多溫共配的總成本，將算例中的已知數(shù)據(jù)代入求得gh=3.70。即:當(dāng)保溫箱成本gh<3.70元時(shí)，蓄冷式多溫共配的總成本低于機(jī)械式多溫共配；當(dāng)保溫箱成本gh>3.70元時(shí)，蓄冷式多溫共配的總成本高于機(jī)械式多溫共配。根據(jù)臺(tái)灣冷鏈配送實(shí)踐，單位的可循環(huán)、重復(fù)使用的蓄冷保溫箱成本都在1元之內(nèi)[12]。為此，雖然使用蓄冷式多溫共配需支付額外的保溫箱成本，但其隨著蓄冷保溫箱的重復(fù)循環(huán)使用其經(jīng)濟(jì)效益更加突出。

(2)安全性分析

蓄冷式配送的恒溫性更易于保證冷鏈品品質(zhì)及食用安全。由表5知，在機(jī)械式多溫共配中，由于卸貨過程中的開關(guān)門所導(dǎo)致的變質(zhì)成本為242.80元，與之對(duì)應(yīng)的便是冷鏈品品質(zhì)的下降，對(duì)溫度條件要求苛刻的冷鏈品的影響更甚。而蓄冷式多溫共配利用蓄冷器和保溫箱維持冷鏈品所需的溫度調(diào)節(jié)，箱內(nèi)溫度基本不受開啟車門影響，有效避免了機(jī)械式冷凍車在裝卸作業(yè)中的冷度流失，能夠維持冷鏈品溫度需求的恒定性，這樣就可以保證冷鏈品的產(chǎn)品品質(zhì)和食用的安全性。

持久的均溫性在保持冷鏈品品質(zhì)的同時(shí)，易于延長(zhǎng)冷鏈品的配送半徑。在冷鏈物流中，配送耗時(shí)也是影響產(chǎn)品保質(zhì)期和最終質(zhì)量的重要因素。與機(jī)械式配送模式相比，“交通擁堵、裝卸車所用時(shí)間、開門次數(shù)以及其他不可預(yù)測(cè)的隨機(jī)干擾在帶來(lái)冷鏈品冷度流失的同時(shí)，也會(huì)帶來(lái)配送時(shí)間的拉長(zhǎng)，進(jìn)而降低冷鏈品的鮮度甚至食用安全。蓄冷式多溫共配采用冷融材料高的蓄冷器制冷，替代了車引擎驅(qū)動(dòng)冷凍機(jī)組制冷，均溫性高，且箱內(nèi)溫度可以維持12 h之久。持久的均溫性，不僅使得配送半徑達(dá)到近千里，也保證了冷鏈品的品質(zhì)和食用安全性”[18]。

蓄冷保溫箱的使用易于避免斷鏈問題。在意外交通情況下，蓄冷保溫箱里的貨物可以很容易地轉(zhuǎn)卸至適用型號(hào)車輛，基本可以保證在任何路況的暢通配送，很好地避免了可能的斷鏈問題，大大提高了交通路況的配送柔性，并有效地保證了產(chǎn)品品質(zhì)，減少了配送過程中的資源浪費(fèi)。

綜上，無(wú)論從冷鏈溫度、配送時(shí)間還是交通狀況，蓄冷式多溫共配都利于保證產(chǎn)品的品質(zhì)和安全性。

(3)靈活性分析

機(jī)械式多溫共配使用機(jī)械式冷凍車，各個(gè)溫層的空間比例通常是固定不變的，如上述算例中2個(gè)溫層的比例為1:1。算例中每個(gè)顧客對(duì)兩種冷鏈品的需求總量都為420，比例為1:1，與機(jī)械式冷凍車兩個(gè)溫層的比例相同。然而，不同種類冷鏈品的需求比例通常會(huì)因季節(jié)、氣候等因素的變化而變動(dòng)。在兩種冷鏈品需求總量及其他參數(shù)值不變的條件下，將每個(gè)顧客的第1種冷鏈品的數(shù)量減少5單位，第2種冷鏈品的數(shù)量分別增加5單位，即第1種冷鏈品的需求總量變?yōu)?65，第2種冷鏈品的需求總量變?yōu)?75，運(yùn)用蟻群算法重新規(guī)劃配送路徑，結(jié)果是蓄冷式多溫共配配送路徑不變，見表3。但機(jī)械式多溫共配路徑發(fā)生了很大變化，其配送路徑由6條增加到8條，如表6所示。

表6　機(jī)械式多溫共配路徑之二

將數(shù)據(jù)分別代入蓄冷式多溫共配和機(jī)械式多溫共配兩種模型，發(fā)現(xiàn)蓄冷式配送成本不變，但調(diào)整后的機(jī)械式多溫共配成本大幅上升，配送成本由1 717.41 元提高到2 091.99元 ，增長(zhǎng)率達(dá)21.8%，如表7所示。

表7　配送成本比較表之二(單位：元)

通過表6和表7，發(fā)現(xiàn)：

確定情況下，蓄冷式多溫共配具有更高的空間靈活性。由于蓄冷式多溫共配不受冷鏈品種類限制，只需將不同溫層的冷鏈品放入適宜溫度的保溫箱，即可同一車輛共同配送，無(wú)論不同品溫需求比例如何變化，總成本都保持不變，如表7所示，這充分體現(xiàn)了蓄冷式多溫共配的空間靈活性。而機(jī)械式多溫共配受各個(gè)溫層空間的限制、靈活性差，若客戶整體對(duì)某一溫層冷鏈品的需求過多或過少，將致使機(jī)械式冷凍車的空間利用率進(jìn)一步降低進(jìn)而增加配送路徑以及大幅度提升配送成本，如表6和表7所示，其結(jié)果無(wú)法體現(xiàn)多溫共配的實(shí)質(zhì)和精髓。

隨機(jī)情況下，蓄冷式多溫共配的裝載彈性更加突出。本算例僅對(duì)顧客需求確定、配送時(shí)間確定的情況下，兩種冷鏈品的配送模式進(jìn)行了比較研究，若推廣到顧客需求不確定、配送時(shí)間不確定、2種以上冷鏈品的共同配送情形，將更凸顯出蓄冷式多溫共配不受品類限制、不受時(shí)間限制(12 h以內(nèi))的裝載空間靈活性及由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性。

(4)環(huán)保性分析

蓄冷式多溫共配有效地降低了環(huán)境污染。與機(jī)械式多溫共配相比，蓄冷式多溫共配不需要配備冷凍動(dòng)力，只需將蓄冷器放入保溫箱即可制冷，由表5所示，蓄冷式多溫共配避免了制冷成本和變質(zhì)成本并降低了碳稅成本，所有這些都減少了來(lái)自機(jī)械制冷或電力制冷帶來(lái)的碳排放及產(chǎn)品腐壞產(chǎn)生的環(huán)境污染。機(jī)械式多溫共配則需要在配送過程中不間斷制冷，這勢(shì)必會(huì)造成環(huán)境污染、噪音污染，并破壞城市環(huán)境。

蓄冷式多溫共配可減少資源浪費(fèi)。由表5知，在機(jī)械式多溫共配中，由于卸貨過程中的開關(guān)門所導(dǎo)致的變質(zhì)成本為242.80元，這意味著冷鏈品品質(zhì)的下降及帶來(lái)資源浪費(fèi)。而蓄冷式多溫共配的安全性，保證了冷鏈品的保質(zhì)保值，避免了任何因食品變質(zhì)而帶來(lái)的資源浪費(fèi)。此外，在意外交通情況下，使用蓄冷保溫箱所避免的斷鏈問題，不僅提高了交通路況的配送柔性，也減少了冷鏈品的腐壞變質(zhì)，進(jìn)而減少資源浪費(fèi)。

5結(jié)論

本研究通過對(duì)考慮碳排放的蓄冷式多溫共配與機(jī)械式多溫共配2種模式的建模、配送路徑優(yōu)化及算例對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，蓄冷式多溫共配在經(jīng)濟(jì)性、安全性、靈活性和環(huán)保性等效益方面均優(yōu)于機(jī)械式多溫共配。具體體現(xiàn)在：蓄冷式多溫共配的總成本低于機(jī)械式多溫共配，而且隨著蓄冷式保溫箱的重復(fù)循環(huán)使用更加強(qiáng)化了蓄冷式配送的經(jīng)濟(jì)性；蓄冷式配送的恒溫性以及持久的均溫性，既易于保證冷鏈品品質(zhì)及食用安全，又利于延長(zhǎng)冷鏈品的配送半徑并避免任何斷鏈問題；無(wú)論在確定情況下還是在隨機(jī)情況下，蓄冷式多溫共配均具有更高的空間靈活性和不可比擬的裝載彈性。我國(guó)大陸要充分借鑒臺(tái)灣地區(qū)的蓄冷式多溫共配技術(shù)，積極發(fā)展蓄冷式多溫共配以更好地實(shí)現(xiàn)冷鏈物流的低碳節(jié)能、冷鏈產(chǎn)品的保質(zhì)保值和配送半徑的延伸擴(kuò)展。一方面，要發(fā)揮政府的推動(dòng)和政策激勵(lì)作用；另一方面，服務(wù)業(yè)者要積極尋求由機(jī)械式配送到蓄冷式配送的轉(zhuǎn)變。另外，本研究在建模、配送路徑優(yōu)化及算例分析中，只考慮了靜態(tài)環(huán)境下單配送中心的冷鏈品配送優(yōu)化，未來(lái)的理論與方法研究可擴(kuò)展到動(dòng)態(tài)環(huán)境下需求量/配送時(shí)間不確定的多場(chǎng)站多溫共配問題。

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Optimization and Efficiency of Multi-temperature Joint Distribution of Cold Chain Products：Comparative Study Based on Cold Accumulation Mode and Mechanical Refrigeration Mode

WANG Shu-yun, SUN Hong，MOU Jin-jin， JIN Hui

(School of Economics and Management，Yantai University, Yantai Shandong 264005, China)

Abstract：Taking cold accumulation and insulated box multi-temperature joint distribution (MTJD) mode and mechanical refrigerated compartment division MTJD mode as the research object， 2 MTJD route optimization models with the objective of minimizing total distribution cost(giving full consideration of fixed cost, running cost, cooling cost, deterioration cost, insulated box cost, penalty cost for breaching time window, and carbon tax cost)for the abovementioned 2 MTJD modes are established respectively, and the ant colony algorithm to optimize the MTJD route is designed. Finally, a numerical example of comparatively analying the different benefits (economy, security, flexibility, environmental protection) of the 2 MTJD modes is presented to demonstrate the replaceable cold accumulation and insulated box MTJD has more theoretical support and practical applicability.

Key words：transport economics; multi-temperature joint distribution; ant colony algorithm; cold chain logistics; VRP

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1002-0268(2016)03-0146-08

中圖分類號(hào)：F540.5

doi:10.3969/j.issn.1002-0268.2016.03.024

作者簡(jiǎn)介：王淑云(1965-)， 女，山東棲霞人，教授，博士.(wsyyt@163.com)

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(71372122)；教育部人文社會(huì)科學(xué)規(guī)劃項(xiàng)目(11YJA630132)；山東省社科規(guī)劃項(xiàng)目(15DGLJ05)

收稿日期：2014-11-12