隨著科技的進(jìn)步和社會的發(fā)展，人們正在努力地追求更高的生活質(zhì)量，也對食物的色、香、味、新鮮和營養(yǎng)等提出了更高的要求。由于信息化的程度低，我國冷鏈物流行業(yè)的發(fā)展也受到了相當(dāng)程度的制約，蔬果、肉類和水產(chǎn)品的冷鏈化率和運(yùn)輸效率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于歐美等發(fā)達(dá)國家。

 

而將統(tǒng)計過程控制(SPC)融入冷鏈物流管理，可以有效打破信息化不足對冷鏈物流行業(yè)的制約。SPC在冷鏈物流的普及與運(yùn)用對保障包括食品在內(nèi)的特殊品的質(zhì)量安全有著重要的意義?；诖吮尘?，本研究主要運(yùn)用SPC控制圖討論了提高冷鏈物流效率的操作框架。

 

2 文獻(xiàn)和理論概述

2.1 冷鏈物流

到目前為止，冷鏈物流還沒有一個完全統(tǒng)一的概念，但行業(yè)和學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為冷鏈物流是物流領(lǐng)域的一個特殊分支，它依賴于冷凍工藝學(xué)，并采用溫度調(diào)節(jié)技術(shù)作為主要手段確保整個供應(yīng)鏈上的產(chǎn)品(冷鏈)在初加工(如低溫車間)、儲存(如冷庫和冷藏箱等)、運(yùn)輸(如冷藏運(yùn)輸車)、流通(如配送)到客戶或消費(fèi)者的過程中始終處于保證該產(chǎn)品滿足規(guī)定質(zhì)量和損耗的最低要求溫度環(huán)境中。因此，根據(jù)熵理論，冷鏈物流需要花費(fèi)額外的成本來獲取能量。

 

“3T”原則為冷鏈物流的綜合效率提供了一個全面的理論框架，確保了產(chǎn)品在整個供應(yīng)鏈中的質(zhì)量。“3T”原則對現(xiàn)代冷鏈物流服務(wù)的質(zhì)量起著決定性作用[1],而SPC作為關(guān)鍵的質(zhì)量管理工具能夠推動數(shù)字化的建設(shè)，對實(shí)現(xiàn)“3T”原則、協(xié)調(diào)冷鏈物流作業(yè)有著至關(guān)重要的作用。

 

2.2 SPC控制圖

SPC是利用數(shù)理統(tǒng)計方法對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控或預(yù)測的質(zhì)量管理工具。通過在生產(chǎn)中量化過程指標(biāo)、處理指標(biāo)數(shù)據(jù)、形成控制圖并加以評價，最后進(jìn)行故障分析的一系列流程來規(guī)范和約束生產(chǎn)過程，達(dá)到質(zhì)量控制的目的[2]。

 

控制圖作為SPC的載體，為過程數(shù)據(jù)創(chuàng)造了判異和預(yù)警的范式，在實(shí)際管理中較為常用的有指數(shù)加權(quán)平均(EWMA)控制圖、均值-方差控制圖、p控制圖等。原理上，控制圖主要利用正態(tài)分布中的3σ準(zhǔn)則，對均值為μ,方差為σ的目標(biāo)觀測值是否超出(μ-3σ,μ+3σ)區(qū)間進(jìn)行監(jiān)控。

 

3 基于SPC控制圖的冷鏈物流效率分析

3.1 倉儲質(zhì)檢環(huán)節(jié)

倉儲是物流行業(yè)最重要的環(huán)節(jié)之一，肩負(fù)著接收、存放和調(diào)撥轉(zhuǎn)運(yùn)的功能，所以進(jìn)、出倉庫也必須進(jìn)行必要的質(zhì)量檢驗(yàn)控制以確保流通產(chǎn)品的質(zhì)量，低效的質(zhì)量檢驗(yàn)不但會造成車輛和貨物的滯留，甚至可能帶來冷鏈產(chǎn)品超標(biāo)損耗。SPC控制圖輔以完善的物流流程在兼顧質(zhì)檢有效性和效率性的同時，也能夠有效提高自動化和信息化程度，顯著提高倉儲系統(tǒng)的運(yùn)行效率和降低物料維護(hù)成本。

 

將SPC控制圖質(zhì)量管理工具引入到A倉庫的入庫和緩存質(zhì)量控制單元后，管理者可以利用p控制圖在入庫作業(yè)后控制破損率，利用Xbar控制圖進(jìn)行實(shí)時供貨時間分析，利用ARMA控制圖預(yù)測下時段倉庫吞吐量等，如圖1所示。

 

圖1 引入SPC控制圖到A公司倉庫的出入庫  

 

由圖1可以看出，針對A公司倉庫的質(zhì)檢流程，利用控制圖方法實(shí)現(xiàn)的信息管理能夠形成多部門協(xié)同的入庫質(zhì)檢協(xié)作，從而顯著減少人力投入和提高效率，也能夠通過數(shù)據(jù)分析平臺為運(yùn)輸管理提供交通路線與裝卸時間優(yōu)化，為A公司構(gòu)建冷鏈物流的信息化、自動化物流管理體系提供了信息資源基礎(chǔ)。

 

3.2 運(yùn)輸與配送環(huán)節(jié)

冷鏈物流的運(yùn)輸與配送是針對不同運(yùn)營模式的環(huán)節(jié)，通常將運(yùn)往前置倉庫的長途過程稱為運(yùn)輸，將從中心倉庫分揀送往客戶處的過程稱為配送，兩者都需要對溫度和時效進(jìn)行嚴(yán)格把控，而基于質(zhì)量管理理論來構(gòu)建溫度控制圖是解決該類問題的有效方法。

 

冷鏈物流質(zhì)量管理中較常運(yùn)用的Shewhart控制圖、EWMA控制圖和ARMA控制圖應(yīng)用場景不同，也各有優(yōu)劣。對于長途運(yùn)輸?shù)墓芾?，通常不需要面對多種不同的溫控場景，而對算法的穩(wěn)定性和傳感器聯(lián)動的要求更高；而以城內(nèi)短途為主的配送局限于設(shè)備和運(yùn)輸工具，往往需要更有適應(yīng)性的算法。

 

4 案例分析

4.1 問題剖析

A倉庫位于華東地區(qū)，是南京市建造時間較早的一批冷凍倉庫，A倉庫的主要冷藏類產(chǎn)品為蔬菜和水果，主要冷凍類產(chǎn)品為豬肉、羊肉、牛肉等各種肉制品。產(chǎn)品來自全國各地且主要配送點(diǎn)為華東地區(qū)對質(zhì)量、時效和服務(wù)要求極高的大型快餐供應(yīng)商。

 

從2022年起，A倉庫頻繁收到客戶投訴，這對A倉庫的財務(wù)成本和信譽(yù)造成了一定影響。經(jīng)過考察，研究總結(jié)出溫控、人員、運(yùn)輸、審核流程和質(zhì)檢流程五個方面的關(guān)鍵因素。為進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)研，研究采用問卷調(diào)查法從溫控、人員、運(yùn)輸、審核流程和質(zhì)檢流程五個維度建立了對工作滿意度的李克特量表。后從A倉庫的工作人員、運(yùn)輸車輛司機(jī)和客戶三方共收取了100份調(diào)查結(jié)果，并進(jìn)行了信效度分析。

 

信度檢驗(yàn)中，各維度的Cronbach's α系數(shù)大于0.6,可以認(rèn)為信度較好；KMO值為0.849,P值為0.000,可以認(rèn)為效度較好。就收取的問卷結(jié)果，以及采用隨機(jī)抽樣選取10人進(jìn)行面談的內(nèi)容，研究總結(jié)出如圖2所示的因果圖。下文將針對這些問題分別從溫控、質(zhì)檢和運(yùn)輸環(huán)節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步研究。

 

圖2 A倉庫效率低下因果圖   

 

4.2 溫控優(yōu)化策略

收集A倉庫冷藏室的244個(2022年10月19日至2023年10月20日)正常工作日的12時溫度序列{Xi}真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析。Jarque-Bera檢驗(yàn)得到P值為0.0088,判定{Xi}數(shù)據(jù)不服從正態(tài)分布，再采用ARMA控制圖并使用ARMA(1,1)模型進(jìn)行擬合，擬合效果良好，擬合模型為：Xi=-0.47834Xi-1+ei-0.97774ei-1。

 

第107個工作日(2023年3月22日)和第237個工作日(2023年9月25日)存在低于控制限的OOC狀態(tài)，而這兩天對應(yīng)的冷藏室午時溫度分別為“-22.05”度和“-21.27”度，查閱書面數(shù)據(jù)也發(fā)現(xiàn)這兩天出庫作業(yè)時調(diào)溫時間過長和質(zhì)檢不合格率過高，所以，運(yùn)用ARMA控制圖可以描述和解釋這個問題。

 

4.3 產(chǎn)品質(zhì)檢優(yōu)化分析

收集A倉庫6000個產(chǎn)品的真實(shí)抽檢數(shù)據(jù)(2023年10月21日，10個批次，每個批次檢驗(yàn)30份產(chǎn)品)。發(fā)現(xiàn)第7批次超過了產(chǎn)品品質(zhì)控制上限，所以A倉庫的管理系統(tǒng)分別對不同區(qū)間的批次進(jìn)行了標(biāo)記，同時質(zhì)檢人員對OOC的第7批次進(jìn)行了二次抽查。A倉庫在本次出庫質(zhì)檢中，僅對被標(biāo)記的第1批次采取了二次抽檢，較原質(zhì)檢步驟節(jié)省了50%以上時間，大大提高了A倉庫物流效率。

 

4.4 運(yùn)輸優(yōu)化分析

A倉庫的入、出庫運(yùn)輸交通路線通常按照入庫檢驗(yàn)、卸貨、再裝貨和檢驗(yàn)后出庫的流程運(yùn)作。收集A倉庫北出口的99次車流數(shù)據(jù)(2023年10月20日)后利用質(zhì)量管理工具繪制直方圖?？芍狝倉庫的車流入、出庫時間分布基本服從均值為12∶48、13∶18,標(biāo)準(zhǔn)差為2.43、2.42的正態(tài)分布，即：入庫車流在這天的11∶24到14∶42時間段達(dá)到高峰；出庫車流在這天的11∶48到15∶24時間段達(dá)到高峰。

 

根據(jù)直方圖以及A倉庫的系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)計算出車輛逗留時間，得到Xbar控制圖。有3輛車的停留時間超過控制上限，有1輛車因超過2σ而被標(biāo)記，且都發(fā)生在出入車輛較多的時間，由此推斷倉庫調(diào)度人員考慮的時間因素不足，這也是下文中進(jìn)一步研究和優(yōu)化的重點(diǎn)。

 

在2023年10月21日的11∶30到15∶30的時間段內(nèi)對A倉庫設(shè)立短、中和長三個裝卸區(qū)分別用于額定載重5噸以下貨車、額定載重在5噸到20噸的貨車和額定載重大于20噸的貨車，同時按照圖3中的標(biāo)記線分別在長、中和短時裝卸區(qū)內(nèi)標(biāo)記超過2σ標(biāo)記線、σ標(biāo)記線和CL線，即：停留時間超過55分鐘、45分鐘和30分鐘的車輛將會被提醒，這時A倉庫會增派裝卸人員對被提醒車輛進(jìn)行加速裝卸，結(jié)果在2023年10月21日在短時區(qū)僅有4輛貨車、長時區(qū)有2輛車被標(biāo)記提醒，這樣一來對于裝卸人員的調(diào)度安排就更為科學(xué)高效。重新繪制不同裝卸區(qū)的Xbar控制圖發(fā)現(xiàn)沒有超限車輛，同時平均裝載時間從29.21分鐘減少至26.97分鐘且沒有堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，這個優(yōu)化大大促進(jìn)了人員的科學(xué)調(diào)度且A倉庫冷鏈物流的運(yùn)輸效率提高了8%。

 

圖3 短時區(qū)車輛裝卸區(qū)車輛停留時間控制圖資料   

 

5 總結(jié)

將統(tǒng)計過程控制(SPC)的分散應(yīng)用集中化，創(chuàng)建一個聯(lián)通的質(zhì)量管理信息網(wǎng)絡(luò)，已被證明是提升冷鏈物流效率的關(guān)鍵策略之一。華東地區(qū)A倉庫的案例分析展示了這種方法的成功應(yīng)用：通過集中處理質(zhì)量控制數(shù)據(jù)，結(jié)合定性與定量分析，建立了一個以溫度管理、配送時效和運(yùn)輸條件為核心的冷鏈物流效率模型。這一模型顯著提高了A倉庫的操作效率，并產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

 

本研究不僅為華東地區(qū)的冷鏈物流業(yè)者提供了一個實(shí)證的運(yùn)營效率提升模型，而且也為其他地區(qū)乃至非冷鏈物流領(lǐng)域的效率優(yōu)化提供了新思路和參考。這樣的改進(jìn)將減少倉庫的問題，提升效率，進(jìn)一步推動整個行業(yè)的進(jìn)步。