李琰 孫林 許宏超 楊丹

【摘 要】本文針對北關(guān)社區(qū)商業(yè)，開發(fā)出具有軟、硬件綜合架構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)，提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的果蔬配送解決方案。通過建模分析及引入蟻群算法實現(xiàn)對成本及最優(yōu)路線確定，并借助計算機(jī)解出優(yōu)化數(shù)據(jù)，然后根據(jù)實際情況修正、確定方案，滿足配送中心調(diào)度車輛及配送過程最大程度的自動化、最優(yōu)化，并達(dá)到最有效的配送效率。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)產(chǎn)品配送；物聯(lián)網(wǎng)；建模分析；蟻群算法；魯棒

隨著社區(qū)生活水平不斷提高，社區(qū)居民對果蔬的需求越來越多，需求量還在不斷增加。另一方面，面對北京城區(qū)不斷增長的交通需求和逐漸惡化的交通狀況，北京市有關(guān)部門對城市交通管理的措施也越來越嚴(yán)格，新鮮果蔬的社區(qū)商業(yè)城市配送受到了極大的制約。

社區(qū)商業(yè)作為農(nóng)產(chǎn)品的重要消費(fèi)地，對日益增長的果蔬產(chǎn)品需求和相對滯后的果蔬產(chǎn)品城市配送體系之間的矛盾已成為北京市果蔬產(chǎn)品供給保障主要問題之一，如何更好解決果蔬產(chǎn)品從產(chǎn)地進(jìn)入社區(qū)商業(yè)是本課題研究的核心。

北京市目前共有規(guī)范化社區(qū)菜市場298家、農(nóng)貿(mào)市場310家、社區(qū)便民菜店230家、生鮮超市連鎖店鋪809家、直配企業(yè)及商戶超過2500家，已初步形成了以規(guī)范化社區(qū)菜市場為主題，社區(qū)菜店、生鮮超市為重要補(bǔ)充，網(wǎng)絡(luò)直銷為新生力量的傳統(tǒng)業(yè)態(tài)和現(xiàn)代業(yè)態(tài)并存、相互補(bǔ)充、共同發(fā)展的格局，為消費(fèi)者提供了多元化的選擇。

一、北京果蔬農(nóng)產(chǎn)品配送體系存在的問題分析

果蔬農(nóng)產(chǎn)品配送，是個發(fā)展的課題也是個新課題，在技術(shù)層面還有待于發(fā)掘和探討，盡管政府部門在不斷重視對果蔬農(nóng)產(chǎn)品配送，但在操作層面還有難度，還存在環(huán)境因素的諸多限制和亟待解決的問題。

（一）市場缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和布局

個別地區(qū)馬路市場撤銷后，又缺乏室內(nèi)市場對該地區(qū)購買需求進(jìn)行補(bǔ)充，造成了市民買菜難或無照商販回潮的現(xiàn)象。另外，由于政府缺乏具體的市場規(guī)劃，造成了市場布局不合理。

（二）市場交易環(huán)境相對較差

一是，硬件落后。除了有限的幾個大型批發(fā)市場外，大多數(shù)農(nóng)副產(chǎn)品市場的交易規(guī)模較小，主要是露天市場，有的甚至地面都沒有全部硬化，市場設(shè)施不完備，倉儲、制冷等基本配套設(shè)施嚴(yán)重不足，運(yùn)輸、保管、包裝、加工、配送等各種輔助性功能薄弱。二是，軟件需要改善。目前，大多數(shù)農(nóng)副產(chǎn)品市場的交易方式還停留在面對面討價還價的原始形式上，結(jié)算方式也多是“當(dāng)面結(jié)賬”的現(xiàn)金交易，缺乏商品標(biāo)準(zhǔn)化分類和拍賣的成交機(jī)制，統(tǒng)一結(jié)算、價格形成等功能沒有得到充分發(fā)揮。三是，管理不到位。由于多數(shù)市場采取粗放式管理，重收費(fèi)，輕管理，市場上以次充好、欺行霸市、哄抬物價、強(qiáng)買強(qiáng)賣等違法現(xiàn)象時有發(fā)生，直接影響市場的經(jīng)營秩序和環(huán)境狀況。

（三）果蔬農(nóng)副產(chǎn)品流通法規(guī)體系尚不完善

雖然北京市立法部門和相關(guān)政府機(jī)構(gòu)制定了許多與市場管理相關(guān)的條件及標(biāo)準(zhǔn)，但對果蔬農(nóng)副產(chǎn)品包括水產(chǎn)、蔬菜等品種的生產(chǎn)和流通質(zhì)量監(jiān)管仍缺乏規(guī)范的法律法規(guī)和有效的管理手段。

（四）信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)滯后

從總體上看，農(nóng)副產(chǎn)品市場的信息量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，使得農(nóng)副產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售缺乏信息指導(dǎo)，完全是依靠人工在完成采購、交易和核算，只有簡單利用通訊手段交流信息，缺乏統(tǒng)籌的信息技術(shù)應(yīng)用與管理，很容易造成市場供求脫節(jié)、價格波動紊亂的局面。

（五）北京果蔬農(nóng)產(chǎn)品配送企業(yè)存在的問題

1.缺乏規(guī)范化的農(nóng)產(chǎn)品配送運(yùn)輸、包裝行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量安全意識淡薄目前北京在生鮮農(nóng)產(chǎn)品物流方面未完全建立規(guī)范化的操作流程，針對不同種類的生鮮農(nóng)產(chǎn)品儲藏、加工、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)沒有嚴(yán)格的溫度標(biāo)準(zhǔn)和包裝要求。據(jù)調(diào)研，在農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場從事配送的企業(yè)對生鮮農(nóng)產(chǎn)品配送運(yùn)輸過程中的保鮮用冰和運(yùn)輸包裝規(guī)定意識淡薄，在100家個體經(jīng)營商和20家農(nóng)產(chǎn)品配送企業(yè)中只有10家配送企業(yè)知道我國對生鮮農(nóng)產(chǎn)品配送運(yùn)輸過程中的保鮮用冰和運(yùn)輸包裝的相關(guān)規(guī)定。

2.配送企業(yè)專業(yè)水平參差不齊，缺乏品牌化的農(nóng)產(chǎn)品配送企業(yè)?，F(xiàn)有的生鮮農(nóng)產(chǎn)品配送企業(yè)，除少數(shù)依托大型超市的配送公司外，全北京市在工商局注冊的名稱中有“果蔬配送”或“農(nóng)產(chǎn)品配送”的注冊公司不到30家。而大部分從事配送活動的企業(yè)是蔬菜批發(fā)個體戶或經(jīng)紀(jì)人，他們對如何保證配送的安全意識不足，訓(xùn)練有素的物流供應(yīng)鏈管理人員和操作人員稀缺。

3.未建立完整的生鮮農(nóng)產(chǎn)品物流配送信息管理平臺

目前北京市共有經(jīng)營農(nóng)產(chǎn)品的市場625個，包括農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場45個 （大型的18個），農(nóng)產(chǎn)品零售市場395個，農(nóng)產(chǎn)品綜合市場185個。隨著北京近年來農(nóng)產(chǎn)品市場改造升級，北京農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場的信息化建設(shè)已取得較大成功。然而，目前北京已建立的聯(lián)網(wǎng)市場主要有北京市大洋路農(nóng)副產(chǎn)品批發(fā)市場、北京市城北回龍觀大鐘寺商品交易市場、北京市岳各莊農(nóng)副產(chǎn)品批發(fā)市場、北京順義石門農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場和北京華遠(yuǎn)農(nóng)副產(chǎn)品綜合批發(fā)市場，且信息也只局限于產(chǎn)品供應(yīng)信息，而相關(guān)的物流配送企業(yè)相關(guān)信息依然缺乏，未建立完整的生鮮農(nóng)產(chǎn)品物流配送信息平臺。

建設(shè)發(fā)展果蔬配送問題，優(yōu)化農(nóng)產(chǎn)品流通渠道，關(guān)鍵在于減少中間流通環(huán)節(jié)，降低流通費(fèi)用，加強(qiáng)信息技術(shù)建設(shè)，才能解決好本地和外埠果蔬生產(chǎn)基地，進(jìn)一步拓展蔬菜直銷對接，讓更多的新鮮蔬菜以最短的運(yùn)輸時間、最少的流通環(huán)節(jié)、最實惠的價格從產(chǎn)地直銷到銷售網(wǎng)點。

二、美物果蔬配送中心狀況及配送方案分析

北京美物商業(yè)集團(tuán)股份有限公司是國內(nèi)最早以連鎖方式經(jīng)營超市的專業(yè)集團(tuán)公司之一。自創(chuàng)建北京第一家綜合超市以來，秉承“發(fā)展民族零售產(chǎn)業(yè)，提升大眾生活品質(zhì)”的經(jīng)營理念，以振興民族零售產(chǎn)業(yè)為己任，在連鎖超市領(lǐng)域辛勤耕耘，目前美物已經(jīng)擁有滿足消費(fèi)者一次購物需求的大賣場、在大社區(qū)范圍全面服務(wù)消費(fèi)者的綜合超市和廣泛深入社區(qū)為居民提供商品和各式服務(wù)的便利超市、以及設(shè)在地鐵站、公交站的快速流動便利店等各類店鋪，是北京市及中國北方的大型消費(fèi)品流通企業(yè)。

美物的果蔬果蔬的配送，有冷庫、副食品庫、果蔬庫及超市等。其崗位職能的主要內(nèi)容有：果蔬配送中心的崗位性質(zhì)、崗位班組設(shè)置、崗位技能要求、工作流程、庫存及庫存控制、配送方式和頻率、配送路徑選擇、日配送量、訂單處理、數(shù)據(jù)傳輸處理、信息化技術(shù)應(yīng)用、供應(yīng)商管理、商品增值服務(wù)、日配送量最大的果蔬品種及數(shù)量等。

三、美物果蔬配送調(diào)度優(yōu)化建模分析

配送路線合理與否直接關(guān)系到配送的速度和成本，必須用科學(xué)的方法對之進(jìn)行合理的設(shè)計，而不是根據(jù)個人的經(jīng)驗或在想象的基礎(chǔ)上進(jìn)行。設(shè)計合理迅捷的配送路線可以采用建立數(shù)學(xué)模型和汲取經(jīng)驗等方法來確定，在采用這些方法設(shè)計配送路線時，要考慮下列因素：成本最低點、準(zhǔn)時安全、門店地理位置、門店間的交通設(shè)施、門店銷售淡旺季的情況。設(shè)計配送路線時一定要綜合考慮各種影響配送路線的因素，同時還要結(jié)合門店的具體情況，這樣才能使成本達(dá)到最低。美物在多年配送模式上已有較為成熟的考慮，目前在設(shè)計果蔬配送方面還缺乏系統(tǒng)、規(guī)范的設(shè)計，本方案通過數(shù)學(xué)建模分析及應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有望針對這一方面提出一種建設(shè)性的建議，美物配送網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3- 1所示：

（一）配送方案的建模分析

1.模型基本假設(shè)。①假設(shè)運(yùn)輸、配送和需求的都是同一種產(chǎn)品（果蔬）。②“零庫存”假設(shè)：配送中心將從農(nóng)村合作社那里運(yùn)來的果蔬全部配送給各門店，配送中心不留有任何庫存，并且是配送中心接到合作社的產(chǎn)品時就立即配送到各門店，即果蔬在配送中心倉庫停留的時間幾乎為零。③供應(yīng)商（合作社）的物流能力存在上界，即他們在一定時間內(nèi)的物流能力都是有限的，并非想集中多少果蔬就能集中多少果蔬。④門店的需求也存在上界約束，各個門店在一定時間內(nèi)對該果蔬的需求量都有個上限，不是運(yùn)來的果蔬都可以銷售掉的。⑤所有供應(yīng)商（合作社）及配送中心的總物流能力可以滿足果蔬配送下游所有門店的需求。

所以最終的配送方案如圖3- 3所示。

此時，目標(biāo)函數(shù)最優(yōu)值為：53832 元。

（二）基于魯棒優(yōu)化的配送路線算法分析

通過以上的分析，我們可以看到，確定最優(yōu)的配送路線及控制好各門店裝卸貨的時間是果蔬配送中心的主要任務(wù)，可以通過采取提高各門店裝卸貨效率、制定標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時間，科學(xué)安排車輛調(diào)度等管理手段解決。

果蔬配送中心的調(diào)度問題就可以概括為：最優(yōu)路線確定、車輛滿載問題、果蔬配送 直銷配送的車輛調(diào)度問題。下面我們引入蟻群算法實現(xiàn)對最優(yōu)路線確定，并借助計算機(jī)解出優(yōu)化數(shù)據(jù)，然后根據(jù)實際情況修正、確定方案，滿足配送中心調(diào)度車輛及滿載問題的解決并達(dá)到最有效的配送效率。

四、美物果蔬配送中心基于物聯(lián)網(wǎng)的物流配送設(shè)計方案

針對山東紅富士蘋果與延慶八達(dá)嶺果蔬基地果蔬配送配送現(xiàn)狀，本項目提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的配送體系，其目標(biāo)是利用高新技術(shù)手段，如無線通信、計算技術(shù)、感知技術(shù)、視頻技術(shù)及GPS等實現(xiàn)“智能配送”，大大加快果蔬物品在物流過程中的流通速度，減少人工操作不足，降低管理成本，達(dá)到全局資源利用最大化，整個配送過程最大程度的自動化、最優(yōu)化及簡易化。

基于上述思路，本項目在對美物等供應(yīng)鏈上企業(yè)實際業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)調(diào)研的基礎(chǔ)上，開發(fā)出具有軟、硬件綜合架構(gòu)的物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)。提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的果蔬配送果蔬配送的解決方案。

（一）系統(tǒng)總體框架

根據(jù)美物連鎖企業(yè)果蔬配送的實際需要，設(shè)計出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的物流配送系統(tǒng)總體框架，如圖4- 1所示。美物果蔬配送的物聯(lián)網(wǎng)總體結(jié)構(gòu)圖由三部分組成，數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)處理部分和數(shù)據(jù)應(yīng)用部分。數(shù)據(jù)采集部分：通過傳感器、讀卡器等感知設(shè)備獲取物流配送系統(tǒng)中的信息。美物果蔬配送物體以“箱”為單位，每箱附有電子標(biāo)簽（即R FID），通過標(biāo)簽上的閱讀器來識別、讀取該物體，并將該物體信息存儲到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器中。

數(shù)據(jù)處理部分：包括數(shù)據(jù)預(yù)處理及傳輸部分。預(yù)處理器實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集的分析、過濾、整理及集成工作；傳輸部分實現(xiàn)運(yùn)用現(xiàn)有的公用通信及網(wǎng)絡(luò)資源，將來自數(shù)據(jù)采集層的信息通過互聯(lián)網(wǎng)傳送到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器中。

數(shù)據(jù)應(yīng)用部分：對數(shù)據(jù)處理層中獲取的信息進(jìn)行實時的管理和控制，通過對信息優(yōu)化處理、建模分析，構(gòu)建出有效的物流配送方案。

（二）物聯(lián)網(wǎng)信息管理平臺及配送路線實現(xiàn)

物聯(lián)網(wǎng)是通過傳感器和無線射頻識別等方式進(jìn)行終端信息的采集，采集到的信息通過中間件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)快捷、穩(wěn)定地傳輸給控制系統(tǒng)，使得操作人員能夠?qū)φ麄€的系統(tǒng)環(huán)境數(shù)據(jù)和物品數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)問題。配送車輛定位流程為：通過獲取GPS接收機(jī)、傳感器接收到的配送車輛定位信息，傳輸?shù)脚渌捅O(jiān)控中心處理系統(tǒng)，配送監(jiān)控中心處理系統(tǒng)計算出當(dāng)前時刻車輛的最佳匹配位置即車輛當(dāng)前的位置，無論是異地監(jiān)控或現(xiàn)場監(jiān)控儀都可在配送監(jiān)控中心的屏幕上顯示出來，系統(tǒng)登錄界面如圖4- 2所示，物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)結(jié)果如圖4- 3所示。

五、結(jié)語

本文通過對美物果蔬配送中心的實際運(yùn)作流程和車輛調(diào)度方法的實地調(diào)研基礎(chǔ)上，對美物的果蔬配送實際進(jìn)行了數(shù)學(xué)抽象，建立了數(shù)學(xué)模型，通過蟻群算法模擬實現(xiàn)可知，我們在考慮配送的優(yōu)化問題時，可以通過這種自適應(yīng)的算法求解，這種算法的精度隨著迭代次數(shù)的增加而增大，對于實際問題中各種條件的變化也有著較強(qiáng)的魯棒性，而且產(chǎn)品可以從任何一點出發(fā)求得最短路徑。

本文通過物流配送問題的數(shù)學(xué)模型建模分析及基于蟻群算法物流配送路徑優(yōu)化處理，對果蔬配送過程中的車輛調(diào)度、路徑選擇及成本優(yōu)化等問題進(jìn)行了一種探索與實踐。

最后，本文運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對美物連鎖企業(yè)果蔬配送中心在信息技術(shù)應(yīng)用方面做出了一種建設(shè)性的嘗試。

（北京財貿(mào)職業(yè)學(xué)院，北京 101101）

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課題來源：北京市教委社科一般課題“互聯(lián)網(wǎng)+社區(qū)服務(wù)”平臺的設(shè)計與建設(shè)研究（項目編號： SM201851638003）。

作者簡介：

李琰（1974—），女，內(nèi)蒙古呼和浩特人，北京財貿(mào)職業(yè)學(xué)院科研處副教授 ，碩士，主要研究方向：職業(yè)教育管理、統(tǒng)計分析。

孫林（1966—），男，河南信陽人，北京財貿(mào)職業(yè)學(xué)院商學(xué)院教授，博士，碩士研究生導(dǎo)師，研究方向：計算機(jī)應(yīng)用、決策支持系統(tǒng)。

許宏超（1988—），男，河北承德人 北京財貿(mào)職業(yè)學(xué)院助理研究員，研究方向：科研管理、公共管理。

楊丹（1985—），女，北京人，高級工程師，北京財貿(mào)職業(yè)學(xué)院助理研究員，碩士，研究方向：教育信息化。