海产品物流仓储中心平面设计与作业流程优化外文翻译资料

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本科生毕业设计（论文）外文翻译

冷链配置设计：使用协调的决策，价值恶化，

和大数据近似进行位置分配

摘要:

该研究提出了一种冷链位置分配配置决策模型，使用大数据近似为托运人和客户考虑价值恶化和协调。价值恶化是根据有限的保质期、机会成本和产品运输单位来进行评估的。在本项研究中，客户可以被定义为任何冷链成员，如冷链仓库，零售商和最后一英里服务提供商。每个客户仅管理处于产品生命周期某个阶段的产品，这被称为预期的保质期。由于客户的地理分散性及其不可预测的需求以及产品的不同保质期，使得复杂性是冷链中的另一个挑战。改善托运人和客户之间的协调关系有望降低这种复杂性，并且这是在模型中引入的作为服务距离要求的纵向因素。我们使用大数据信息来反映地理位置的地理空间属性，以得出托运人客户之间的真实可行距离。我们将冷链位置分配决策问题制定为混合整数线性规划问题，它可通过使用CPLEX求解器求解。拟议的决策模型能提高效率，足够使得供应和需求相均衡，并减少浪费。我们的研究鼓励管理者运送满载卡车货物，要注意基于接近度的不均匀分配，以及根据存储要求监督异构产品分配。

关键词 位置分配问题 冷链配置 协调 大数据

1 简介

发达国家和发展中国家的生活方式和收入增加的变化加剧了对健康和营养食品的需求。发展中国家对健康和营养食品的需求不断上升。 对冷冻食品的需求，目前估值为2247.4亿美元，到2019年预计将达到293.75亿美元（Meneghetti和Monti 2015）。水果、蔬菜和药品是易腐产品的典型例子，它们随着时间的推移会呈指数级恶化（Bai和Kendall2008）；因此，监测和控制存储温度是至关重要的，并且可以此来提高此类产品的安全性和质量。冷链配置设计的目的是保护易腐产品，同时最大限度地降低成本，浪费和能源。目前，冷链配置既没有适当开发也不适用于底线用户，就是那些高度分散和许多地理上有分散特征的初级生产者和中间商，其次是制造商，零售商等。这种分割的主要原因是由一年内季节性产生的供给和需求不匹配导致的。冷链需求与供应相匹配的少数尝试已导致对区域边界供应商的探索。海上进口产品的法规通常不同于在当地生产和消费的同一产品所施加的规则。这种差异是设计冷链分配网络配置策略时要考虑的一个关键因素，因为产品价值和劣化取决于产品年龄而不是其耐久性。在受控条件下对存储和运输配置的具体要求进一步放大了为使冷链操作有效运行而定制策略的复杂性。

有高度安全和质量要求的易腐产品，尤其是食品，已经造成相当大的浪费，这导致经济和社会损失。这是新兴经济体中的一个主要问题，特别是在中国，其中3亿7000万吨水果和蔬菜（价值750亿元），可养活2亿人，但是每年都被浪费。同样，在印度，基础设施差和监测不足导致大量（35-40％）水果和蔬菜的浪费（Shih和Wang 2016）。温度和时间对食品的内部特性的影响是不可逆的，这对保持食品安全和质量提出了严格的要求。食物损失主要归因于仓储基础设施不完善和装卸搬运不当。所以在食品制造的各个阶段，决策者必须区分冷冻储存和冷藏的恰当使用。上述因素也会导致多个参与者在不同阶段的信息误解（Thakur和aring;S 2015）。

食品供应链与价值链相似，只是适当的制冷技术的部署对于维护产品质量、营养和产品的经济价值至关重要（Dodd和Bouwer 2014）。虽然有效的冷链管理主要减慢收获产品的恶化，但它不一定能提高营养价值。增加冷链复杂性的一些属性是距离、运输和存储单元的改变，以及其他贸易和边境规定。

异质客户的参与进一步使冷链的操作和功能复杂化。常规供应链中的标准位置分配问题包括由客户而不是产品来聚集需求和服务需求。然而，要为易腐产品开发合适的冷链配置，那么保质期和严格的储存要求在位置分配决策中是必须考虑的关键因素。

我们提出了一个决策模型，用于分析某些客户如何识别冷藏位置并根据易腐产品的需求进行分配。除了保质期，我们还考虑了其他四个在冷链位置分配中最重要的因素：在分散和异构客户之间的协调，机会成本随时间的价值恶化，产品运输的单位以及使用大数据近似的距离计算。模型中考虑的一个关键方面是产品价值和市场价格之间的差异。保质期代表产品的可销售寿命而不一定是其物理条件或退化率（Wang et al，2009）。

本研究通过整合决策中考虑易腐性因素而有助于位置分配的文献，已经解决耐用产品的位置分配研究并且已经使用客户服务要求建模。在本项研究中，客户可以被定义为任何冷链成员，如冷链仓库，零售商和最后一英里服务提供商。每个客户仅管理处于产品生命周期某个阶段的产品，这被称为预期的保质期（ESL）。此外，同一产品可能由于订单频率，邻近使用点（PoU）和销售市场而具有不同的ESL和不同的产品价值，并且各种客户可能需要相同的产品。具有不同ESL的地理分散的客户增加了满足需求所需的协调的复杂性。通过选择和分配满足客户的ESL的存储位置来实现协调。这通过将ESL转换为服务距离要求而并入模型中。所提出的模型允许产品的离散和连续运输单元。例如，分段产品以离散单位流动，而重量（以千克计）以连续单位流动。易腐产品的价值随着时间而恶化（Coelho和Laporte 2014），而对易腐产品的未满足的需求则被认为是机会成本。我们将机会成本定义为客户感知的产品ESL的价值，其在存储容量有限时确定产品捆绑。该研究利用反映位置的地理空间属性的大数据信息来导出货主和客户之间的真实可行距离。问题的概念描述详述在Sect.3。本研究的结果提供了几个有价值的见解，例如全卡车负载（FTL）装运，基于接近度的不均匀分配，以及根据存储要求的异构产品分配。最后，机会成本的作用在能力分配决策中说明。优化模型通过将易腐产品的服务距离要求封装到异构客户群来促进协调。

本文的其余部分组织如下：Sect 2给出了关于冷链存储要求和协调问题，位置分配问题和文献中关于差距的总结的文献的讨论。第3节提供了问题的概念描述，并在Sect 4中进行数学公式以及Sect 5中的说明性示例。最后，在Sect 6讨论结果，并得出结论。未来研究的前景和研究的局限性在7，8和9部分。

2文献综述

2.1冷链存储要求和协调关注

冷链通过将与易腐产品相关的物流活动与流行的业务流程相结合来创造客户价值（Shih和Wang 2016）。冷链需要在大约等于或低于其凝固点的温度下储存和运输相关产品；这强调在冷藏仓库和卡车中设置适当的温度以满足客户的需要。制冷剂能量泄漏与系统的冷却能力成正比。在常规供应链中，仓库容量取决于吞吐量（需求率）和实际库存能力。然而，冷库的操作成本随着制冷系统的增加而急剧增加；这意味着仓库容量受需求模式、库存政策、客户服务要求以及实际物理能力的影响（Saif和Elhedhli 2016）。考虑客户服务要求是由产品的保质期决定的：当产品到达客户时，应当保持可接受的安全和质量水平。

食品的质量取决于温度、时间和储存的气氛，所有这些都取决于产品对时间和温度的敏感性 - 产品的劣化程度。配送中心的平均存储时间取决于生产者和分销商之间的批量转移的大小，从而影响可变成本，而固定成本取决于冷却和处理单元的设置成本（Zanoni和Zavanella 2012).

耐用产品的存储合并主要受外部特征的影响，例如产品的形状、尺寸、重量和体积。共享相同存储空间的能力取决于产品的模块化设计方面的兼容性，这在易腐产品和耐用产品之间是不同的。不同的保温温度要求限制了运输和储存冷物品的组合。冷项目的聚类，例如乳制品（牛奶和巧克力牛奶）可以通过共享存储和运输能力来满足需求（Bozorgi 2016）。

速度、可靠性和专业运输和储存单元对食品供应链施加了额外要求。现代食物链需要多种具有多种温度要求的产品，不符合“一刀切”的概念。食物污染取决于外部因素（湿度，温度）和内部因素（微生物污染和组成）以及暴露于这些条件的持续时间（Thakur和Foraring;s.2015）。

（Chen et al.2016）确定不确定因素，如天气、温度和客户偏好，影响对农产品的需求。中国因其分散和复杂的农业配置，需要有组织的农业结构，如在华东流行的设施农业供应链。有组织农业的运作结构允许超市根据需求从设施农业企业订购。 这进一步使得能够通过充分协调为上游农场生产者制定计划。 在中国，冷链的第三方物流（3PL）仓储短缺是由于以下原因：（i）产能低，空间利用率低;（ii）由于产品的季节性，每年的利用率低 （iii）难以保证产品质量，以及（iv）由于手动输入和不及时更新而导致的低操作效率（Zhang等人2012）。

不同的产品应具有不同类型的服务级别。 冷冻产品的仓库位置可能更靠近收获（或生产）中心或市场。 温度控制确保食品的质量和安全。在温度控制的基础上，食品可以分为冷冻（低于-18℃），环境（室温）和冷冻（0-15℃）产品，进一步多样化或聚类（Fredriksson和Liljestrand 2015）。德国冷冻食品店分类如下:（1）植物冷库（数[n] =约20，温度[T] lt;-20◦C）;（2）中央冷库（n =约80，T lt;-24℃）; 分布冷库（n =约200，T lt;-20◦C);（n =约2times;105，T =约-18℃）。英国冷冻食品联合会区分了冷冻食品的主要冷库，其温度范围为-20至-28℃，能够将温度降低至-18℃，并且其初次分配的公差为3°。美国供暖，制冷和空调工程师协会要求冷冻食品储存的温度在-23到-29℃之间，而意大利冷冻食品协会指南建议最大储存温度为-22℃（Arduino等人2015）。不同国家、阶段和温度测量单位对于温度要求的差异增加了协调的复杂性，因为存在多个行为体并且可能误解信息。

生产者和农民面临更大的风险和更低的利润率，主要是因为低水平的巩固。 这导致少数零售商在新鲜水果和蔬菜供应链中拥有更高的议价能力。农民正在寻求单独或在相关群体或合作社成长的措施，以受益于高水平的巩固。 整合需要通过与下游合作伙伴的同步协作来补充。与农民相关的生产计划受与需求预测相关的外部因素以及与相关成员之间的需求分布有关的内部因素的影响。合作结构无效是由于信息不对称和分散控制，这主要归因于农民不愿分享成本结构和预期产出（Mason和Villalobos2015)。

2.2位置分配问题

位置问题可以在具有节点（位置）和弧（位置之间的距离）的图形网络上描绘。网络上的位置被区分为树状结构或周期（Tansel等人，1983）。当周期昂贵（复杂）时，例如，为了描绘州际公路，就可以利用树状结构。树状结构函数的距离函数通常是凸的，而循环网络的函数是非凸的。 在Daskin et al.（1992），是确定第一期决策也就是规划动态无预定固定电荷定位问题的有效工具。

设施位置问题有两种类型：设施位置的数量，这是一个pmedian问题，以及服务水平（基于距离），及集合覆盖问题。通过将这些方面与另外的标准组合来形成其他类型的问题。Owen和Daskin（1998）审查了设施位置问题的决策方法，包括p中值，集合覆盖和p中心问题，并确定设施位置模型的鲁棒性取决于系统状态中的不确定未来事件和变化。长期规划描述了设施位置的复杂性和重要性，因为它涉及高初始投资和不确定性。 在通过顺序排列固有质量来解决这些复杂问题时，实现了计算时间的显著减少。与配送中心的库存成本和运输成本相关的规模经

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