0引言

冷鏈物流是指在一定的溫度控制條件下，將生鮮、冷凍、冷藏等商品從生產(chǎn)地或供應(yīng)商處運(yùn)輸?shù)较M(fèi)者手中的物流過程。隨著人們對食品安全和品質(zhì)的要求越來越高，冷鏈物流的重要性日益凸顯。冷鏈物流配送中心是冷鏈物流的重要組成部分，其布局優(yōu)化可以提高物流效率、降低成本、保證貨物質(zhì)量和安全[1][2]。目前，國內(nèi)冷鏈物流配送中心的建設(shè)和發(fā)展還處于初級階段，存在諸多問題，如布局不合理、設(shè)備陳舊、管理不規(guī)范等，需要進(jìn)行研究和優(yōu)化。因此，對冷鏈物流配送中心布局優(yōu)化方法的研究具有重要意義，可以為提高冷鏈物流效率、保障食品安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

曾丹丹等[3]通過對某生鮮物流配送中心的布局進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其存在的問題并進(jìn)行初步優(yōu)化，接著基于SLP對初次優(yōu)化的布局進(jìn)行再優(yōu)化，以此達(dá)到物流配送中心高效配送的目的。但這種方法在應(yīng)用過程中，物流配送布局不合理，配送成本較高。程玉龍等[4]提出基于免疫算法的物流配送中心的選址優(yōu)化方法，可以使用免疫優(yōu)化算法構(gòu)建選址模型，以確定最佳位置建立物流配送中心，以更好地服務(wù)于林果業(yè)的客戶。但這種方法布局過程中，沒有充分發(fā)揮各個作業(yè)功能區(qū)之間相互協(xié)調(diào)的作用，影響配送效果。為此，提出基于CRITIC-熵權(quán)法的冷鏈物流配送中心布局優(yōu)化方法研究，對冷鏈物流配送中心布局進(jìn)行優(yōu)化改善。

1冷鏈物流配送中心布局優(yōu)化方法研究

目前，許多物流配送中心的布局存在一些問題。其中一個問題是忽視作業(yè)區(qū)間的信息交流，隨意布置作業(yè)區(qū)，并未考慮作業(yè)區(qū)間的互通性。例如，某些中心的辦公區(qū)位于大門附近，而揀選區(qū)位置則位于遠(yuǎn)離物流配送中心大門的最里端[5]。這意味著配送人員需要從大門走到最里端才能取貨，導(dǎo)致取貨距離增加，配送時間變長，容易引起顧客的不滿。此外，許多物流配送中心僅有揀貨區(qū)，揀貨和檢驗(yàn)復(fù)核都在同一個區(qū)，這容易造成現(xiàn)場混亂，而且沒有專門的退貨區(qū)。因此，需要對現(xiàn)有的物流配送中心布局進(jìn)行優(yōu)化。

1.1冷鏈物流配送中心功能區(qū)劃分

物流配送中心的作業(yè)流程設(shè)計(jì)是其設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。一般物流配送中心的基本作業(yè)包括入庫、出庫、補(bǔ)貨和退貨等。然而，相比于單一功能的冷鏈配送中心，冷鏈物流配送中心的作業(yè)活動更加復(fù)雜[6]。除了基本的作業(yè)活動外，還需要增加針對性的作業(yè)環(huán)節(jié)，如檢驗(yàn)分級和保鮮倉儲管理等。這些額外的作業(yè)環(huán)節(jié)可以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和安全，并且可以滿足顧客對于高品質(zhì)服務(wù)的需求。

為適應(yīng)冷鏈物流配送中心的運(yùn)營特性和作業(yè)流程，將其功能區(qū)劃分為物流功能區(qū)和非物流功能區(qū)。物流功能區(qū)包括冷藏、冷凍、預(yù)處理、貨運(yùn)、設(shè)備、檢測、退貨、揀選和復(fù)核打包等區(qū)域。非物流功能區(qū)包括辦公管理區(qū)和輔助作業(yè)區(qū)。具體的功能區(qū)劃分如圖1所示。

通過圖1可以看出，冷鏈物流配送中心功能區(qū)的具體功能如下：

(1）冷藏區(qū)

用于存放需要保持在低溫狀態(tài)下的產(chǎn)品，例如蔬菜、水果、肉類等。冷藏區(qū)一般維持0℃～10℃的溫度，以確保產(chǎn)品的新鮮度和質(zhì)量。

(2）冷凍區(qū)

用于存放需要冷凍保存的產(chǎn)品，例如冰淇淋、冷凍肉類、海鮮等。冷凍區(qū)一般維持-18℃以下的溫度，以確保產(chǎn)品的品質(zhì)和安全。

(3）預(yù)處理區(qū)

用于對生鮮產(chǎn)品進(jìn)行初步處理，例如削皮、切塊、分裝、清洗等。預(yù)處理區(qū)需要保持清潔衛(wèi)生，并且在處理過程中要注意食品安全和衛(wèi)生問題。該區(qū)域面積較小。

(4）貨運(yùn)區(qū)

用于存放已經(jīng)包裝好的貨物，準(zhǔn)備發(fā)往目的地，也是配送員取貨和裝車的區(qū)域。貨運(yùn)區(qū)需要保持整潔有序，以便于貨物的分類和配送。該區(qū)域所占面積較大。

(5）設(shè)備區(qū)

用于存放和維護(hù)冷鏈物流配送中心所需的設(shè)備和工具，例如叉車、保鮮箱、冷藏車等。設(shè)備區(qū)需要保持整潔有序，以便于設(shè)備和工具的管理和維護(hù)。

(6）檢測區(qū)

用于對產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測和衛(wèi)生檢查。檢測區(qū)需要提供相應(yīng)的設(shè)備和工具，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和安全。

(7）退貨區(qū)

用于接收和處理顧客退回的產(chǎn)品。退貨區(qū)需要對產(chǎn)品進(jìn)行分類和檢驗(yàn)，以便于及時處理和維護(hù)顧客關(guān)系。

(8）揀選區(qū)

用于從庫存中選取所需的產(chǎn)品，準(zhǔn)備發(fā)往目的地。揀選區(qū)需要根據(jù)訂單要求和產(chǎn)品特征進(jìn)行分類和標(biāo)識，以方便揀選員的操作。

(9）復(fù)核打包區(qū)

用于對已經(jīng)揀選好的產(chǎn)品進(jìn)行復(fù)核和打包，準(zhǔn)備發(fā)往目的地。復(fù)核打包區(qū)需要保持整潔有序，并且要注意產(chǎn)品的分類和標(biāo)識，以確保產(chǎn)品的正確性和安全性。

(10）辦公管理區(qū)

用于管理和協(xié)調(diào)冷鏈物流配送中心的各項(xiàng)工作，例如人事管理、財(cái)務(wù)管理、業(yè)務(wù)管理等。辦公區(qū)需要提供舒適的工作環(huán)境，以提高員工的工作效率和工作質(zhì)量[7]。

(11）輔助作業(yè)區(qū)

在配送中心的正常運(yùn)營過程中，輔助作業(yè)區(qū)是一個必不可少的重要組成部分，它提供了可靠的保障。輔助作業(yè)區(qū)包括食堂、員工宿舍、停車場和值班室等。

1.2基于CRITIC-熵權(quán)法的冷鏈物流配送中心布局優(yōu)化方案

依據(jù)上述冷鏈物流配送中心功能區(qū)劃分的基礎(chǔ)上，根據(jù)物流配送的要求，以配送服務(wù)的可靠性最大化為目標(biāo)，利用CRIT-IC-熵權(quán)法求解冷鏈物流配送中心布局目標(biāo)函數(shù)，由此實(shí)現(xiàn)冷鏈物流配送中心布局優(yōu)化。

1.2.1確定冷鏈物流配送中心布局約束條件

配送中心布局優(yōu)化的目標(biāo)是使物流成本最低，為優(yōu)化冷鏈物流配送中心布局，建立冷鏈物流配送中心布局目標(biāo)函數(shù)。目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化目標(biāo)是最大限度地提高冷鏈物流的效益和運(yùn)作效率，以滿足冷鏈產(chǎn)品的質(zhì)量要求、降低物流成本和減少能源消耗[8]。目標(biāo)函數(shù)形式可以表示為：

式中：fab為需求點(diǎn)a與需求點(diǎn)b的物流流量，cab為需求點(diǎn)a與需求點(diǎn)b的物流運(yùn)輸成本，dab為從需求點(diǎn)a出發(fā)，與離它最近的需求點(diǎn)b之間的距離。

為了滿足實(shí)際情況下的需求，需要對約束條件進(jìn)行確定。一般來說，約束條件主要考慮以下三個方面，約束條件見式（2）至式（4):

形狀約束條件：

式中：La、Wa分別為需求區(qū)域的長和寬；mina和maxa分別為最小、最大長寬比。

位置約束條件：

式中：Xa、Ya分別為各需求區(qū)域的實(shí)際坐標(biāo)，X、Y為理想坐標(biāo)。

面積約束條件：

式中：Sa為各需求區(qū)域的實(shí)際面積，S為理想面積，k為寬放比。

1.2.2應(yīng)用CRITIC-熵權(quán)法求解

CRITIC法考慮了兩個指標(biāo)之間的比較強(qiáng)度，也就是相對重要性，因此可以更準(zhǔn)確地反映各個指標(biāo)的權(quán)重。熵權(quán)法沒有直接考慮指標(biāo)之間的比較關(guān)系，而是通過指標(biāo)的分散程度來反映其重要性，可能會忽略指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性。因此，本文將兩種方法進(jìn)行組合賦權(quán)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)劣互補(bǔ)，并假定兩種方法具有同等的重要性。采用CRITIC-熵權(quán)法求解冷鏈物流配送中心布局目標(biāo)函數(shù)，以獲取布局規(guī)劃最終結(jié)果。其求解過程如下：

步驟一：計(jì)算CRITIC權(quán)重。首先對各指數(shù)進(jìn)行歸一化和無量綱化，將各指數(shù)的數(shù)據(jù)歸一化為0,[1]范圍，利用CRITIC-賦權(quán)法計(jì)算權(quán)重，公式如下：

式中：Ea為信息熵，為t時刻的標(biāo)準(zhǔn)差。

步驟二：計(jì)算組合權(quán)重。因縱橫向維度下原始數(shù)據(jù)在時間上的動態(tài)變化不同，需要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)，基于加法集成思想，組合權(quán)重計(jì)算公式：

式中：β為相關(guān)系數(shù)，取β=0.5,wb為時間熵權(quán)重。

步驟三：CRITIC-熵權(quán)法求解。在求解過程中，設(shè)置調(diào)節(jié)系數(shù)η，并計(jì)算第a個需求點(diǎn)與理想解的相對貼近度：

式中：、分別為正、負(fù)理想解的距離。其中，0≤δ≤1，根據(jù)δa數(shù)值大小對算法結(jié)果進(jìn)行排序，數(shù)值越大表示該結(jié)果越接近最優(yōu)水平。

步驟四：判斷是否達(dá)到最優(yōu)。判斷操作效果是否為最佳，主要有兩種方法：(1)目標(biāo)函數(shù)是否為最佳；(2)判斷該算法是否能夠按照指定的迭代數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，若滿足其中一個，則完成該算法的運(yùn)算；否則，回到步驟三。

通過上述論述，對冷鏈物流配送中心布局進(jìn)行優(yōu)化，引入加法集成思想，利用CRITIC-賦權(quán)法對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解，根據(jù)求解結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)冷鏈物流配送中心布局優(yōu)化。物流配送中心布局優(yōu)化方案如圖2所示。

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為了證明本文所提基于CRITIC-熵權(quán)法的冷鏈物流配送中心布局優(yōu)化方法的可行性和實(shí)際應(yīng)用效果，以某冷鏈物流配送中心為實(shí)際研究對象。實(shí)驗(yàn)過程中，使用Automod三維物流仿真軟件，作為模擬優(yōu)化初步布局的仿真平臺。實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)定如下：物流車輛最大承重為8t，最大行駛距離為78km，耗油量為每公里0.48L，最大迭代次數(shù)為100次，最大路徑偏差小于30m，冷鏈物流配送中心布局優(yōu)化目標(biāo)為冷藏區(qū)、冷凍區(qū)、預(yù)處理區(qū)、貨運(yùn)區(qū)、辦公區(qū)、設(shè)備區(qū)、檢測區(qū)、退貨區(qū)、揀選區(qū)、復(fù)核打包區(qū)，詳情如表1所示。

2.1路徑偏差結(jié)果

為了衡量本文方法在冷鏈物流配送中心布局優(yōu)化中其路徑偏差的實(shí)際情況，實(shí)驗(yàn)獲取了不同數(shù)量功能規(guī)劃區(qū)下的路徑偏差結(jié)果，如圖3所示。

由圖3可知，在不同數(shù)量的功能區(qū)布局下，隨著里程偏差值的不斷增加，利用本文方法完成布局后，其路徑偏差結(jié)果均小于16m。這是因?yàn)樵诓季忠?guī)劃過程中，本文方法充分考慮了路徑偏差的約束條件。具體來說，只允許存在一條最小路徑偏差的物流配送路徑布局線路，從而最大程度地保證了路徑的偏差結(jié)果最小，可以有效避免路徑偏差對物流配送過程的影響，提高物流配送的效率和準(zhǔn)確性。

2.2對比測試結(jié)果

為了考察本文方法在冷鏈物流配送中心布局優(yōu)化中的實(shí)際應(yīng)用效果，引入文獻(xiàn)[3]方法和文獻(xiàn)[4]方法作為對比對象進(jìn)行對比測試，配送點(diǎn)數(shù)量為3個，分別為A、B、C，測試指標(biāo)分別為實(shí)載率、配送距離、運(yùn)輸費(fèi)用、配送時間和等待運(yùn)輸時間，具體對比結(jié)果如表2所示。

通過表2可知，本文方法的實(shí)載率接近于1，表明本文方法裝載合理；配送距離短于38km，運(yùn)輸費(fèi)用低于11萬元，配送時間短于66min，等待運(yùn)輸時間短于3天；而文獻(xiàn)[3]方法和文獻(xiàn)[4]方法在配送中心C時，實(shí)載率超過1，裝載不合理，配送距離大于40km，運(yùn)輸費(fèi)用較高，配送時間長于75min，等待運(yùn)輸時間長于3天；相比兩種文獻(xiàn)方法，本文方法的配送距離較短，運(yùn)輸費(fèi)用較低，配送時間和等待運(yùn)輸時間較短，表明本文方法能滿足實(shí)際使用需求且應(yīng)用效果較好。

3結(jié)束語

隨著物流數(shù)量的不斷增加，冷鏈物流配送中心布局方法能夠?qū)ε渌椭行倪M(jìn)行布局規(guī)劃，提高物流配送的質(zhì)量。針對當(dāng)前冷鏈物流配送中心布局方法存在的車輛配送距離較長，配送不合理的問題，提出一種基于CRITIC-熵權(quán)法的冷鏈物流配送中心布局優(yōu)化方法，確定冷鏈物流配送中心布局約束條件，利用CRITIC-熵權(quán)法實(shí)現(xiàn)冷鏈物流配送中心布局優(yōu)化。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，所提方法能夠減少配送距離，降低配送成本，提高配送效率，為相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展提供理論依據(jù)。在今后的發(fā)展中，結(jié)合人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，進(jìn)一步提高模型的準(zhǔn)確性和預(yù)測能力，以更好地滿足實(shí)際需求。