詹晨琳ZHAN Chen-lin；張艷馥ZHANG Yan-fu

（華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，北京102206）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和居民消費(fèi)要求的提高，人們對農(nóng)產(chǎn)品的需求量和品質(zhì)要求隨之提升；同時，盒馬和叮咚買菜等電商平臺的出現(xiàn)也為冷鏈物流的發(fā)展帶來了絕佳契機(jī)。根據(jù)中物聯(lián)冷鏈委測算，2021 年中國農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流需求總量達(dá)到了3 億噸，其中蔬菜冷鏈物流需求總量為8407 萬噸，水果冷鏈物流需求總量為7100 萬噸；水產(chǎn)品冷鏈物流需求為4952 噸。但現(xiàn)階段我國生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展仍處在初步發(fā)展時期，通達(dá)率低且損耗率高。2010 年，國家發(fā)改委出臺了《農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展規(guī)劃》，提出要推動“田間到餐桌”的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流體系建設(shè)。然而截至2020 年，我國冷鏈流通率僅有19%，其他發(fā)達(dá)國家可以達(dá)到85%；預(yù)冷果蔬占比一般為10%，而發(fā)達(dá)國家高達(dá)95%-100%；農(nóng)產(chǎn)品的平均損耗率在10%以上，是歐美國家的2-3 倍。很明顯，我國冷鏈物流的發(fā)展水平明顯低于發(fā)達(dá)國家，因此進(jìn)行有關(guān)的冷鏈物流優(yōu)化研究來提高運(yùn)輸和配送效率是必要的。

農(nóng)產(chǎn)品物流是指以農(nóng)業(yè)產(chǎn)出物為對象而進(jìn)行的加工、包裝、儲存、運(yùn)輸和配送等活動，是冷鏈物流最重要的部分之一，其配送成本受農(nóng)產(chǎn)品特征、運(yùn)輸特征和宏觀環(huán)境等因素的影響[1]。我國農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流起步較晚，仍處在初步發(fā)展時期，存在體制不完善，物流體系建設(shè)決策不科學(xué)，技術(shù)信息水平低，粗放經(jīng)營和物流企業(yè)規(guī)?！靶。?，差”等問題[2]，對此，應(yīng)進(jìn)一步從渠道建設(shè)，供應(yīng)鏈管理，物流技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)體系等角度進(jìn)行優(yōu)化[3]。此外，通過對“農(nóng)改超”調(diào)查，農(nóng)超能夠取得價格競爭力關(guān)鍵源于較為有效的農(nóng)產(chǎn)品物流體系，以大型批發(fā)市場為后盾，并建立高效配送網(wǎng)絡(luò)[4，5]。

與此同時，綠色理念成為當(dāng)前物流行業(yè)的時代背景，各國政府和學(xué)界都花費(fèi)大量的人力、物力研究這個問題。統(tǒng)計(jì)資料顯示，冷鏈物流運(yùn)輸和配送中每100 公里油耗為2-4 升，尾氣排放量會增加30%以上。也就說相較于常規(guī)物流，為了滿足農(nóng)產(chǎn)品的時效性，冷鏈物流勢必要消耗更多的能源，產(chǎn)生額外的碳排放。目前我國存在大量農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)營的中小商戶，他們的農(nóng)產(chǎn)品配送主要采用高頻率和小批量的方式，車輛空載率高，導(dǎo)致物流資源浪費(fèi)。

綜上，目前我國農(nóng)產(chǎn)冷鏈物流與綠色物流的發(fā)展理念存在沖突，研究冷鏈物流運(yùn)輸和配送的優(yōu)化問題，提高效率，節(jié)能減排是未來農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然要求和重要保障。

1 生鮮農(nóng)產(chǎn)品配送模式現(xiàn)狀

1.1 傳統(tǒng)的生鮮農(nóng)產(chǎn)品配送模式

我國傳統(tǒng)的生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流模式是，農(nóng)產(chǎn)品在原產(chǎn)地采集后，經(jīng)由中間商收集至產(chǎn)地批發(fā)市場在冷庫進(jìn)行初加工，批發(fā)商采購運(yùn)至銷地批發(fā)市場，最后由超市，農(nóng)貿(mào)市場和個體經(jīng)營戶等零售商采購，出售給消費(fèi)者。如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)生鮮農(nóng)產(chǎn)品的物流模式

這種傳統(tǒng)的冷鏈物流模式環(huán)節(jié)多，操作復(fù)雜。整個物流環(huán)節(jié)不僅會增加產(chǎn)品的損耗率，帶來巨大物流成本，使得農(nóng)產(chǎn)品價格高，損害消費(fèi)者利益；還會增加能源消耗和碳排放量，造成環(huán)境污染?，F(xiàn)如今傳統(tǒng)的冷鏈物流模式已不符合經(jīng)濟(jì)和生態(tài)要求。

1.2 “農(nóng)超對接”的配送模式

為進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，開拓農(nóng)產(chǎn)品新型流通模式，國家農(nóng)業(yè)部和商務(wù)部推出“農(nóng)超對接”模式的試點(diǎn)工作，即推進(jìn)鮮活農(nóng)產(chǎn)品“超市+基地”的商業(yè)模式，引導(dǎo)大型連鎖超市直接與農(nóng)民專業(yè)合作社對接，其基本物流模式如圖2 所示。

圖2 “農(nóng)超對接”的物流模式

“農(nóng)超對接”下冷鏈物流配送模式主要有以下三種：

1.2.1 基地-門店

基地直達(dá)門店的模式是以需求量較大的大型連鎖超市為主，這類超市通常規(guī)模大，資金雄厚，并且單個門店的需求量大，例如沃爾瑪和歐尚。他們會與農(nóng)產(chǎn)基地建立“直采”的合作關(guān)系，產(chǎn)品在產(chǎn)地進(jìn)行采集后，直接由冷藏貨車運(yùn)至連鎖超市進(jìn)行銷售。

1.2.2 基地-配送中心-門店

這種模式中的配送中心往往直屬于某一個連鎖超市企業(yè)。這類連鎖超市整體規(guī)模大，門店數(shù)量多，分布在各類社區(qū)，單個門店的需求量小，如盒馬生鮮和三江超市。他們通常利用自建的配送中心來完成產(chǎn)品的調(diào)度和出庫。

1.2.3 基地-批發(fā)市場-中小商戶

中小商戶由于沒有雄厚的資金和規(guī)?；氖袌鲋С?，無法建立與生產(chǎn)基地的合作關(guān)系，其產(chǎn)品大部分來自于農(nóng)貿(mào)批發(fā)市場。批發(fā)市場向農(nóng)產(chǎn)基地批量采購，而后運(yùn)至銷地市場，個體商戶即可在批發(fā)市場采購。

從經(jīng)濟(jì)效益來看，企業(yè)通過“農(nóng)超對接”模式一方面可引導(dǎo)農(nóng)戶按照超市的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)量需求來生產(chǎn); 另一方面可通過集中采購形成規(guī)模優(yōu)勢，提高利潤空間。

從社會效益來看，“農(nóng)超對接”模式能夠使農(nóng)產(chǎn)品快速進(jìn)入超市的供應(yīng)鏈而及時上市，這極大地降低農(nóng)產(chǎn)品的損耗率，提高消費(fèi)者購買農(nóng)產(chǎn)品的安全性和便捷性，從而使連鎖超市企業(yè)履行相應(yīng)的社會責(zé)任。

從生態(tài)效益來看，“農(nóng)超對接”模式能夠促進(jìn)冷鏈物流的綠色發(fā)展。傳統(tǒng)模式從采集到銷售大致有五個環(huán)節(jié)，每個中間環(huán)節(jié)的包裝，儲存，加工和運(yùn)輸都有巨大的制冷需求，也就是說環(huán)節(jié)越多，能源消耗，碳排放和環(huán)境污染就越嚴(yán)重?！稗r(nóng)超對接”模式能夠有效避免繁瑣的中間操作，有利于綠色物流的發(fā)展。

1.3 “農(nóng)超對接”冷鏈物流配送的現(xiàn)況和局限性

根據(jù)《2016-2022 年中國農(nóng)超對接模式市場深度分析與發(fā)展前景研究報(bào)告》的顯示，我國采用“農(nóng)超對接”模式流通的農(nóng)產(chǎn)品比例不足發(fā)達(dá)國家的一半，僅占整個市場農(nóng)產(chǎn)品流通的15%。目前，“農(nóng)超對接”中冷鏈物流共同配送所占比例較低。

歐尚和三江超市等大型連鎖超市能夠通過“基地-門店”模式和“基地-配送中心-門店”模式，采用自營或第三方物流承包的方式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的集采集配，對某一地區(qū)的網(wǎng)點(diǎn)門店進(jìn)行共同配送，在最大程度上提高冷鏈配送車輛的利用率。但是這對于超市和農(nóng)業(yè)社的規(guī)模和資金都有一定的要求，大多農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流，尤其是“基地-批發(fā)市場-中小商戶”模式中的末端配送，仍是以“自我取貨，自我配送”為主。

無論從經(jīng)濟(jì)效益還是生態(tài)效益來看，這種模式都不夠理想化。一方面，個體商戶無法像大型連鎖超市一樣通過規(guī)模采購，與農(nóng)業(yè)社建立合作關(guān)系，獲取實(shí)惠價格；另一方面，零散化配送沒有充分利用社會上的物流資源，對整個社會來說會造成額外的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

2 綠色理念下中小商戶農(nóng)產(chǎn)品共同配送模式

為解決中小商戶的農(nóng)產(chǎn)品零散化配送問題，從而實(shí)現(xiàn)綠色物流在冷鏈物流配送領(lǐng)域的全覆蓋，本文以個體商戶為立足點(diǎn)，提出基于聯(lián)合采購的綠色冷鏈物流配送模式。本文討論的聯(lián)合采購是對現(xiàn)存“農(nóng)超對接”模式的擴(kuò)展：采用“聯(lián)合采購”合作機(jī)制的中小商戶可視作一個整體，類似于“農(nóng)超對接”中的大型連鎖超市。在供應(yīng)鏈上游，其向農(nóng)產(chǎn)基地直接大批量采購；在供應(yīng)鏈下游，其可通過第三方物流企業(yè)進(jìn)行共同配送模式。

2.1 “聯(lián)合采購”模式的業(yè)務(wù)流程

“聯(lián)合采購”模式的參與方包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，采購服務(wù)機(jī)構(gòu)，第三方物流公司以及各個體商戶。流程如下：有相同采購需求的個體商戶，可委托專業(yè)的采購服務(wù)機(jī)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合采購活動，將采購需求傳遞給采購服務(wù)機(jī)構(gòu)后；機(jī)構(gòu)對各超市零散的需求進(jìn)行匯總分類后，選擇合適的農(nóng)業(yè)社或農(nóng)產(chǎn)基地建立采購合作關(guān)系，利用規(guī)模效益實(shí)現(xiàn)“直采”，發(fā)出采購訂單；最后由第三方物流公司負(fù)責(zé)將各農(nóng)產(chǎn)基地的產(chǎn)品運(yùn)輸至配送中心完成網(wǎng)點(diǎn)配送服務(wù)。流程如圖3 所示。

圖3 “聯(lián)合采購”模式的業(yè)務(wù)流程

2.2 基于“聯(lián)合采購”的冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)

該冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，配送中心和個體商戶，其中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地是冷鏈中的供給點(diǎn)，個體商戶是最后的配送網(wǎng)點(diǎn)。第三方物流公司利用冷藏車將各農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地的產(chǎn)品集中運(yùn)輸至配送中心，配送給中心根據(jù)各超市的不同采購內(nèi)容對農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行分類和打包后，將農(nóng)產(chǎn)品共同配送至區(qū)域內(nèi)各網(wǎng)點(diǎn)。物流網(wǎng)絡(luò)如圖4 所示。

圖4 基于“聯(lián)合采購”的冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)

在本質(zhì)上來看，這種模式是對供應(yīng)鏈縱向一體化方向的發(fā)展，它實(shí)現(xiàn)冷鏈物流的整體化操作，即由大型專業(yè)的第三方物流公司統(tǒng)包農(nóng)產(chǎn)品從產(chǎn)地到銷售點(diǎn)的運(yùn)輸和配送，提高物流操作的一致性和整體標(biāo)準(zhǔn)，減少冷鏈物流的繁瑣環(huán)節(jié)，化“小和散”為整，從而充分利用物流資源，減少能源消耗和碳排放。

3 綠色理念下共同配送路徑優(yōu)化問題

3.1 配送路徑優(yōu)化研究的必要性

學(xué)界定義的綠色冷鏈物流要實(shí)現(xiàn)低碳化，減少環(huán)境污染和能源消耗。末端配送作為冷鏈物流的最重要的環(huán)節(jié)之一，不僅能源消耗量大，碳排放量高，同時也是冷鏈物流中環(huán)境污染的主要來源，因此研究綠色理念下的配送路徑優(yōu)化問題是必要的。

3.2 綠色指標(biāo)的選取與計(jì)算

在研究共同配送優(yōu)化問題中，本文選擇的綠色指標(biāo)包括能源消耗量，碳排放量和環(huán)境污染程度。

3.2.1 能源消耗量

冷鏈配送過程中消耗的能源主要是指車輛在配送過程中，由于行駛和制冷設(shè)備工作所產(chǎn)生的燃油消耗，其消耗量主要受車輛行駛里程和車輛載重的影響。車輛單位里程燃油量與車輛載重成線性關(guān)系，可表示為：

式中E：配送過程中單位車輛的單位里程燃油量；L0：單位配送車輛的自重；L：單位車輛的載重；a，b：線性公式中的參數(shù)。

其中參數(shù)a，b 的確定還需要計(jì)算空載和滿載的燃油量，具體計(jì)算過程如下：

式中E0：車輛空載時的單位里程燃油量；E1：車輛滿載時的單位里程燃油量；L′：單位配送車輛的最大載重。

由公式（2）和（3）得出：

也就是配送過程中車輛單位里程燃油量：

其次，車輛的總?cè)加土颗c行駛里程成正比，因此車輛能源消耗量計(jì)算公式為：

式中：E*：配送過程中車輛的總能源消耗量；d：車輛的配送距離。

3.2.2 碳排放量

生鮮農(nóng)產(chǎn)品的配送過程中碳排放量指的是二氧化碳與其他溫室氣體。為了簡化模型，本文主要討論的是二氧化碳排放量。配送過程的碳排放量主要來源于車輛行駛過程中的燃油消耗，因此單位車輛的碳排放量應(yīng)等于CO2排放系數(shù)乘以總能源消耗量，表達(dá)如下：

式中η 表示碳排放系數(shù)，根據(jù)IPCC 的假定，可以認(rèn)定某種能源的碳排放系數(shù)是不變的，也就是η 是不變量，具體數(shù)值見表1。

表1 不同能源碳排放（CO2）參考系數(shù)

3.2.3 環(huán)境污染程度

生鮮農(nóng)產(chǎn)品的配送過程中環(huán)境污染包括氣體污染，固液態(tài)污染和噪音污染。噪音污染程度低，且難以量化。所以本文的模型中不再對此加以考慮。固液態(tài)污染主要來源于生鮮農(nóng)產(chǎn)品的損壞和腐爛，簡稱貨損。配送過程中的生鮮農(nóng)產(chǎn)品的自然貨損與產(chǎn)品保質(zhì)時間和運(yùn)輸時間有關(guān)，生鮮農(nóng)產(chǎn)品的貨損系數(shù)公式：其中t 為運(yùn)輸時間，T為產(chǎn)品保質(zhì)期（T>t），γ 為時間敏感調(diào)節(jié)因子，γ 越小，產(chǎn)品越敏感。

4 綠色理念下冷鏈物流的共同配送優(yōu)化模型

4.1 模型的問題描述和假設(shè)

4.1.1 問題描述

模型中只有一個配送中心，在配送中心和各門店的地理位置、需求量、及配送車輛的載重量等數(shù)據(jù)已知的情況下，由配送中心調(diào)動一定數(shù)量的冷藏車將生鮮農(nóng)產(chǎn)品配送至各超市門店，然后返回配送中心。在運(yùn)輸時間，載重和需求量等約束條件下，建立以包括固定成本，能源消耗成本和碳排放成本在內(nèi)的總成本最低為目標(biāo)的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)最小化碳排放，環(huán)境污染和能源消耗的冷鏈配送方案。

4.1.2 模型假設(shè)

為了實(shí)現(xiàn)問題描述中的目標(biāo)，本文假設(shè)在整個共同配送網(wǎng)絡(luò)中有1 個供給地（配送中心），n 個需求地（個體商戶），K 種配送方式。以下是模型的具體假設(shè)：

①整個配送區(qū)域內(nèi)有且僅有一個配送中心DC，有多個商戶網(wǎng)點(diǎn)需要配送；②基于GPS 技術(shù)配送中心和超市網(wǎng)點(diǎn)的地理位置是已知的，相互距離可計(jì)算；③共同配送中各個商戶網(wǎng)點(diǎn)每天的需求量是已知且固定的；④第三方物流公司提供不同類型的冷藏車，每輛冷藏車的最大載重，空載油耗量，滿載油耗量是已知的；⑤冷藏車的類型和具體使用的車輛個數(shù)可以組成K 種配送方式；⑥每一個超市網(wǎng)點(diǎn)只能由一輛車完成一次性配送，但是每輛車可向多個客戶提供配送服務(wù)固定；⑦不考慮城市交通擁堵的問題，車輛勻速行駛；⑧車輛必須在規(guī)定的時間內(nèi)完成配送任務(wù)。

4.2 模型的目標(biāo)成本分析

中小商戶綠色冷鏈物流的共同配送優(yōu)化模型中總成本應(yīng)包括：固定成本，能源消耗成本和碳排放成本，其中固定成本和能源消耗成本都屬于運(yùn)輸成本。以下是成本的具體分析：

①固定成本是指購買或租賃冷藏車，駕駛員工資等車輛的使用成本，不同型號的冷藏車使用成本不一致。其計(jì)算公式是：

固定成本=K 型冷藏車固定使用成本×車輛數(shù)

②能源消耗成本是指行駛過程中燃油消耗的成本，與車輛的單位油耗量，運(yùn)輸距離以及燃油價格有關(guān)，單位油耗量在本文第三章已分析過。其計(jì)算公式是：

能源消耗成本=燃油價格×單位油耗量×行駛距離

③碳排放成本是指行駛過程中燃油產(chǎn)生的碳排放量而形成的成本，與碳稅，碳排放系數(shù)以及總能源消耗量有關(guān)。其計(jì)算公式是：

碳排放成本=碳稅×碳排放系數(shù)×油耗量

4.3 模型的建立

4.3.1 參數(shù)定義

N={0，1，2…}：節(jié)點(diǎn)集合，0 是配送中小，其余表示超市網(wǎng)點(diǎn)；Xijk：0，1 變量，表示由第k 輛冷藏車從網(wǎng)點(diǎn)i 行駛到網(wǎng)點(diǎn)j；Dj：網(wǎng)點(diǎn)j 的需求量；fk：第k 種配送方式單位冷藏車的固定成本；Sk：第K 種配送方式單位冷藏車的配送總距離；Vk：第K 種配送方式單位冷藏車配送時的平均行駛速度；E0k：第K 種配送方式單位冷藏車的空載時單位里程燃油量；E1k：第K 種配送方式單位冷藏車的滿載時單位里程燃油量；L′k：第K 種配送方式單位冷藏車的最大載重量；L0k：第K 種配送方式單位冷藏車的自重；Lk：單位車輛的載重；Sij：配送網(wǎng)點(diǎn)i 與配送網(wǎng)點(diǎn)j 的距離；P1：燃油價格（每升）；P2：二氧化碳的碳稅；η：碳排放系數(shù)；t：規(guī)定配送時間。

4.3.2 最小總成本的目標(biāo)函數(shù)

其中：

①第K 種運(yùn)輸方式的總固定成本：

②第K 種運(yùn)輸方式的總能源消耗成本

③第K 種運(yùn)輸方式的總碳排放成本：

綜上所示，本文冷鏈物流共同配送的優(yōu)化模型表示為：

4.3.3 約束條件

5 綠色理念下中小商戶農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流優(yōu)化的建議

基于聯(lián)合采購的冷鏈物流模式和末端配送路徑優(yōu)化是本文物流優(yōu)化方案的核心，但為了更有效地實(shí)現(xiàn)綠色冷鏈物流配送優(yōu)化方案，政府和個體商戶還需進(jìn)行以下工作：

5.1 出臺相關(guān)政策

一方面，政府可以出臺相關(guān)政策來鼓勵和促進(jìn)“聯(lián)合采購”和共同配送模式的推廣。例如，組織召開農(nóng)業(yè)合作社，中小企業(yè)和第三方物流公司共同參加的推介會，通過政府媒介促進(jìn)合作機(jī)制的形成；制定針對中小企業(yè)“聯(lián)合采購”合作的優(yōu)惠政策。另一方面，政府應(yīng)當(dāng)設(shè)立相關(guān)限制性法規(guī)政策，防止中小型利用“聯(lián)合采購”實(shí)施壟斷當(dāng)?shù)厥袌龅那闆r出現(xiàn)。

5.2 建立物流信息共享平臺

冷鏈物流的發(fā)展，主導(dǎo)信息平臺的建立是必不可少的。在物流信息平臺上，農(nóng)產(chǎn)基地、采購機(jī)構(gòu)、第三方物流企業(yè)和個體商戶的基本情況及其相應(yīng)的交易和物流配送的信息數(shù)據(jù)都應(yīng)當(dāng)被錄入，通過信息共享，優(yōu)化配置冷鏈物流資源，提高物流運(yùn)作效率，從而使其更加專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化。

5.3 培養(yǎng)和引進(jìn)專業(yè)的供應(yīng)鏈管理人才

生鮮農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)中的每一個環(huán)節(jié)都是冷鏈物流技術(shù)和管理的關(guān)鍵過程，為維持農(nóng)產(chǎn)品綠色冷鏈物流的良好發(fā)展態(tài)勢，采購服務(wù)機(jī)構(gòu)，第三方物流企業(yè)和個體商戶都要著重對供應(yīng)鏈管理人才的培養(yǎng)，包括專業(yè)技術(shù)教育，現(xiàn)代化供應(yīng)鏈的綜合素質(zhì)培訓(xùn)和管理水平訓(xùn)練。通過人才培養(yǎng)增強(qiáng)和提高企業(yè)整體流通服務(wù)實(shí)力，最終提升各個企業(yè)的競爭力。

6 結(jié)論

本文以綠色物流為切入點(diǎn)，研究冷鏈物流的配送優(yōu)化問題，提出基于聯(lián)合采購的冷鏈物流模式，末端采用共同配送方案，建立融入能源消耗和碳排放等綠色指標(biāo)的共同配送優(yōu)化模型。最后，為了更有效地實(shí)現(xiàn)綠色冷鏈物流配送優(yōu)化方案，提出出臺相關(guān)法規(guī)政策、建立物流信息共享平臺、培養(yǎng)和引進(jìn)專業(yè)的管理人才等建議。