中图分类号:F259.22 文献标识码:A 文章编号:2096-8698(2021)03-0005-09 引用格式:初良勇,闫淼,胡美丽,等.生鲜产品物流配送路径优化研究综述及展望[J].物流研究,2021(1):5-13. 0 引言 生鲜产品包括蔬果、肉禽蛋、水产和初加工产品,具有采购频率高和配送频繁的特点。随着生活水平的提高,人们对于生鲜产品的需求量日益增加,物流作为生鲜产品递送的主要方式,起着至关重要的作用。但我国生鲜产品物流配送存在成本高、效率低、基础设施设备不完善等问题,“最后一公里”配送成为行业内的痛点。为满足消费者对于新鲜度的需求、社会对于绿色运输的要求、企业对于降低成本的诉求,国内外学者对生鲜产品的物流配送问题进行了深入研究。 车辆路径问题(Vehicle Routing Problem,VRP)作为物流研究中的一个重要研究领域,在实际操作中可以直接反映物流运输成本的高低,该问题的研究在降低物流配送成本、提升客户满意度等方面有着重要价值。车辆路径问题是在一定约束条件下,为客户寻找最优路径的问题。为涵盖实际作业中不同条件,VRP已经扩展为许多不同的变体,如带时间窗的VRP、开放式VRP、绿色VRP等。本文选取具有较大影响力的国内外相关历史文献和富有新思想、新方法的该领域研究新动态,并对这些文献进行整理与分析,从物流配送车辆路径优化所考虑的因素角度进行探究,将国内外学者的研究成果分为四类,分别为带时间窗的生鲜产品VRP研究、不确定因素下生鲜产品VRP研究、生鲜产品的多目标VRP研究和考虑其他因素的生鲜产品VRP研究。 1 带时间窗的生鲜产品VRP研究 对于生鲜产品而言,客户满意度主要体现在新鲜度上,因此带时间窗问题成为生鲜产品研究考虑的基础条件。在带时间窗的车辆路径问题(VRP with Time Windows,VRPTW)中,每个客户都有一个时间窗,配送车辆需要在客户要求的时间限制内完成配送服务,若超出时间窗范围配送车辆将会受到相应的惩罚或被拒收。带时间窗的生鲜产品VRP研究是国内外学者最早研究的内容。 Hsu et al.[1]研究了生鲜农产品配送的带时间窗VRP,考虑到生鲜农产品配送过程中的随机性,以总配送成本最小为优化目标构建VRPTW数学模型,并根据该模型特点设计了改进的以时间为导向的最近邻域算法。Chen et al.[2]考虑了具有时间窗的易腐食品的生产计划和车辆路线,构建了使供应商预期总利润最大化的目标模型,并且用Nelder-Mead算法和启发式算法组成的混合算法求解。Osvald and Stirn[3]在考虑时间窗的情况下,将生鲜产品易腐性的影响作为总配送成本的一部分,建立总配送成本最小目标,采用基于禁忌搜索的启发式算法求解。Shukla and Jharkharia[4]面对生鲜农产品冷链物流问题,设计人工免疫算法进行求解。Zhang and Chen[5]考虑了不同冷冻食品的特性,构建了装载量与不同冷冻食品单位体积相关约束的数学模型,最后运用遗传算法求解问题。对于时间窗的表述方面,邵举平等[6]采用模糊隶属度函数来表示时间窗,考虑了总配送成本和客户满意度两个目标,建立了生鲜配送的多目标路径优化模型,并用改进的遗传算法求解。对于企业生鲜产品冷链物流路径设计不合理等问题,Peng[7]建立了总配送成本最小的目标模型,基于遗传算法基本原理,设计了改进的遗传算法并解决城市冷链运输路径问题。 本文对带时间窗的生鲜产品VRP研究内容进行了整理,如表1所示,可知目前的研究具有如下特点。首先,对于生鲜产品VRPTW已有丰富的研究成果,为未来复杂情况下生鲜产品VRP的研究奠定了基础。其次,该问题作为典型NP-hard问题,多采用智能算法或元启发式算法对提出的模型求取最优解或近似解,以实现高效求解大规模算例。最后,大多数学者的研究基于不同视角考虑生鲜产品的配送特性,针对带时间窗的生鲜产品VRP问题在研究目标函数构建的基础上进行扩充,并运用更加合理的函数表示时间窗以反映客户的满意程度,创新改进不同的算法并应用到模型的求解中。 表1 带时间窗的生鲜产品VRP研究
作者 | 研究目标 | 模型类型 | 算法类型 | 时间窗类型 | 考虑不确定因素 | |
Hsu et al.[1] | 总配送成本最小 | VRPTW | 最近邻域算法 | 混合时间窗 | 交通拥堵 | |
Chen et al.[2] | 供应商预期总利润最大 | PSVRPTWP | Nelder Mead算法和启发式算法组成的混合算法 | 软时间窗 | 否 | |
Osvald and Stirn[3] | 考虑腐烂程度的总成本最小 | VRPTWTD | 禁忌搜索算法 | 软时间窗 | 否 | |
Shukla and Jharkharia[4] | 总配送成本最小 | VRPTW | 人工免疫算法 | 软时间窗 | 否 | |
Zhang and Chen[5] | 总配送成本最小 | VRPTW | 遗传算法 | 软时间窗 | 否 | |
邵举平等[6] | 总配送成本最小和客户满意度最大 | VRPTW | 改进的遗传算法 | 模糊隶属度函数表示时间窗 | 模糊时间窗 | |
Peng[7] | 总配送成本最小 | VRPTW | 改进的遗传算法 | 时间窗 | 否 |