[发明专利]多品种多批次生鲜农产品配送路径优化方法

说明书

本发明公开了一种多品种多批次生鲜农产品配送路径优化方法，包括以下步骤：获取原始数据、生成路径集、建立新鲜度衰减函数、计算单位车辆的运输成本和保鲜成本、计算所有送达站点拒收产品的惩罚成本、计算残值处理成本、建立总成本数学模型、求解总成本数学模型和选定路径。

技术领域

本发明涉及农产品配送等领域，具体为一种多品种多批次生鲜农产品配送路径优化方法。

背景技术

生鲜农产品，一般是指通过种植、养殖、捕捞等形式得到的，未加工或只经过简单加工之后，供人们食用的农产品，主要包括蔬菜、水果、畜禽、奶制品以及鲜活水产品等。生鲜农产品物流成本高，流通过程中损耗惊人。因此，如何降低生鲜农产品的物流成本，是目前生鲜农产品供应链运作中亟待解决的问题。从供应商到零售商的配送过程是造成农产品物流高昂的运输成本和影响生鲜农产品新鲜度的重要因素之一。由于车辆运输安排不合理，生鲜农产品易腐变质特性，再加上不同新鲜度批次产品混合配送的难度，造成了生鲜农产品从供应商到零售店配送过程中的巨大损耗。因此，如何合理安排配送车辆和行驶路线，如何在存在不同新鲜度批次产品的情况下根据零售商的需求进行产品的调配，是降低生鲜农产品物流成本的关键。

车辆路径问题(VRP)，最早由Dantzig和Ramser在1959年正式提出。1964年Clarkeet al.提出了一种新的有效启发式算法，这为车辆路径优化问题的设定和求解奠定了坚实的基础。随后，很多学者深入扩展了VRP问题的研究。Eksioglu et al.和Braekersab etal.分别对VRP问题的发展进行了系统的分析归类，认为VRP问题已经应用到公共交通工具的调度、报纸发送、包裹的投递、国家电力等多个方面。目前，针对生鲜农产品的配送问题引起了国内外许多学者的关注。Zhanget al.考虑生鲜产品的质量衰减，将此衰减转变为时间约束带入到模型中进行了求解。Amorimet al.在考虑两种不同类型的产品不同新鲜度衰减函数的情况下，对车辆路径问题进行了求解。Flaminiet al.引入了智能运输系统和GPS技术，研究了运输车辆实时掌握交通信息下的生鲜产品的运输路径问题。Hsuet al.研究了考虑硬时间窗的情况下，从分配中心到各个零售商配送易逝品的车辆路径问题。Marlies etal.研究了考虑硬时间窗和软时间窗两种情况下的配送路径问题。Chenet al.在考虑车辆载重和软时间窗限制条件下，研究供应商如何安排易腐食品的生产数量，生产时间，以及车辆的运输路径使得供应商的利润最大。Govindanet al.在考虑时间窗和新鲜度衰减的情况下，研究了最小化总成本和最小化碳排放的路径优化问题。邵举平等运用模糊隶属度函数，引入生鲜度损耗系数，研究多目标生鲜农产品配送问题。曹倩等提出生鲜农产品的三层配送网络结构，建立了配送成本最小和顾客满意度最大的多目标数学模型。徐建华引进以易腐品生命周期为基础的生鲜农产品完好率函数，建立了总成本最小、服务水平最大的选址-路径优化模型。Songa et al.在普通车辆和冷藏车辆同时存在的情况下，研究零售商如何安排运输车辆和运输路径使得消费者的满意度水平最高的问题。尽管他们的研究考虑了生鲜农产品质量和数量的损耗等特性，但较少考虑多品种多新鲜度批次的情况。因此，这类问题仍有待进一步研究。

车辆路径优化问题的求解算法主要分为三类：精确算法(Exact Algorithms)、经典启发式算法(Classical Heuristics)和现代启发式算法(Meta-heuristics)。由于车辆路径问题是NP-hard问题，精确算法虽然能够求出准确的最优解，但只适用于小规模问题，因此启发式算法目前被广泛使用，特别是现代启发式算法中的模拟退火算法、蚁群算法和遗传算法。在VRP求解中，已有学者使用了现代启发式算法，其中，遗传算法作为一种新的全局优化搜索算法，简单通用，鲁棒性强，适于并行处理及应用范围广，在VRP问题中得到了广泛的使用。

供应商到零售商的配送过程是造成高昂的运输成本和影响生鲜农产品新鲜度的重要因素之一。生鲜农产品种类繁多，易腐烂变质，同种产品经常存在不同的新鲜度批次，多品种多批次的生鲜农产品增加了配送的难度，造成了配送过程中巨大的质量损耗和成本损失。