《lingo求解四维数据的物流中心寻址问题讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《lingo求解四维数据的物流中心寻址问题讲解（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、互联网背景下供给不确定下的多目标生鲜农产品供应链网络鲁棒优化分析引言生鲜农产品（如蔬菜、水果、肉类和水产品等）在我国消耗量巨大，但管理水平比较低。据研究，我国生鲜农产品每年的平均损耗率高达25%30%，其中大都是在流通过程中损耗的。与此同时，在农产品从生产到消费整个供应链链条中，需要消耗大量的可再生与不可再生的化石燃料，以及大量的人力与畜力，从而造成大量的温室气体排放，给自然环境造成沉重的负担。随着碳减排在全球的迅速升温，消费者的碳减排意识与日俱增，加之互联网行业的迅速发展，不少电商涉足生鲜农产品行业，如京东战略入股天天果园、阿里投资易果生鲜等等，使得消费者的选择更加趋向于多元化和个性化，这些
2、进一步加剧了生鲜农产品行业供应链的复杂程度。提升供应链网络效率、追求创新是生鲜农产品行业必由之路。 生鲜农产品行业的供应链也不再是单一的链条，而是一个复杂的多商品供应链网络，若不把各相关利益者的核心资源有机结合起来，形成适合于我国国情的供应链网络结构，实现资源共享、优势互补、降低成本，就有被淘汰的危险。因此，研究生鲜农产品供应链网络各个成员的决策行为、竞争策略、结构的稳定性具有重要的意义。国外文献关于农产品供应链的研究成果较丰富。其中，不少学者从环保、经济成本最低方面对食品供应链进行研究，使得整个供应链实现多目标均衡，如K.Govindan，A.Jafarian，R.Khodaverdi等等1
3、以经济成本和环境成本最小为目标，构建了带有时间窗的两级多车辆定位-运输路线安排问题的数学模型，并应用元启发式算法对模型进行了求解，对易腐食品的可持续性供应链网络进行了优化。Hugo Aldana，Francisco J.Lozano，Joaquin Acevedo2以最大化能源生产，最小化二氧化碳产生或最小化经济成本为目标，考虑进不同的农产品残余转化技术，建立供应链多目标优化模型。Dominic C.Y.Foo,Raymond R.Tan,Hon Loong Lam3在不确定因素下，比如工厂的关闭或扩张，由此生成的多种生物质供应链情境，提出了混合整数线性规划优化模型，以油棕渣的分配网络为例，验
4、证了模型在实际操作上的灵活性。Z.Sazvar,S.M.J.Mirzapour Al-e-hashem,A.Baboli等等4在不确定需求下，考虑库存、运输成本以及环境影响，提出了在集中供应链下，对于易腐产品的随机数学模型以及新的补货政策，以寻求在经济成本和环境影响之间取得平衡。Carlos Bohle,Sergio Maturana,Jorge Vera5考虑在不确定的情况下，用鲁棒优化模型解决葡萄收获调度优化问题。也有一些学者从顾客服务水平的角度，从保障产品的安全质量等方面给出了相关策略，如Rui-Yang Chen针对食品安全和质量问题，使用模糊认知地图和模糊规则方法，对于产品使用生命周
5、期，设计了基于互联网架构的自动化代理人追溯系统。Houtian Ge,Richard Gray,James Nolan6针对最终影响食品安全的复杂内部优化问题提出了有效解，以加拿大小麦处理系统为例，以在复杂的运营和监管环境中建立有效的小麦质量检测策略为最终目标，分别建立了解析和仿真模型并进行对比。另外，也有学者从风险预警方面对生鲜农产品供应链做了相关研究，如Gregorio Fernandez Lambert，Alberto Alfonso Aguilar Lasserre，Marco Miranda Ackerman等等7考虑墨西哥波斯石灰供应链的结构问题，基于波斯石灰生产周期，提出了使用包
6、括如果-那么形式的推理机模糊逻辑的专家系统，来预测果园产量和水果质量。还有的学者从供应链协调博弈均衡方面做了相关研究，如Naoum K.Tsolakis,Christos A.Keramydas,Agorasti K.Toka等等8在一个包含所有利益相关者的农产品供应链的设计和管理中，提出了一个可以应用于其中的综合分层结构和分类法。Guoping Nong,Sulin Pang9研究了基于价格补偿策略的带有随机产量的农产品供应链协调问题，表明价格补偿策略是农产品供应链的帕累托改进。目前, 国内学者关于生鲜农产品供应链的研究大多基于供应链网络，从生鲜农产品链条各成员之间的博弈、供应链协调，风险评
7、估，消费者行为，低碳管理模式等方面进行研究，且定性方面的研究居多。综合以往文献可以看出，生鲜农产品供应链网络具有链条长、行业波及面广、环境变化复杂、不确定性高等特点，受天气变化情况影响，顾客需求、产品价格、成本、风险等都具有不确定性，进而影响着生鲜农产品供应链网络的结构与稳定性。生鲜农产品行业的不稳定性与天气情况有很大的关系，研究表明，农产品期货市场的波动受天气状况的影响非常大。如自2009年以来，由于低温、连续强降雨等不利天气，造成我国多地棉花不同程度的减产。在天气变化情况下，关于生鲜农产品行业供应链网络的优化设计与稳定性条件的研究有重要现实意义。以往的研究大都考虑了使得经济成本最小或者环境
8、影响最小的方面，部分人士结合这两个方面，提出了多目标鲁棒优化模型，并用启发式算法进行求解。也有部分学者将顾客需求或服务质量考虑进模型，但仅仅是将其作为约束条件来处理，并没有将其作为一个目标函数来进行优化。本文针对天气状况的不确定性，在互联网背景下，拟采用鲁棒优化方法对供应链网络的构建与设计进行研究，确定天气情况变化情况下供应链网络的合理布局，包括供应点选择和设施选址-需求分配等问题，以经济、环境成本最小，顾客响应时间最短为综合目标，进而对供应链网络的性能进行分析。 1 问题描述为了研究方便又不失一般性，将合作社作为供应商，其有自己的农产品种植基地，且可以选择不同环保等级的种子肥料等原材料来种植
9、农产品，供应商可以选择合适的顾客区建立自己的社区超市，直接将生产的农产品运往社区超市进行销售；将连锁生鲜超市作为零售商，其有自己的生鲜农产品网购平台，消费者进入网站之后搜索农产品，同时网站利用导航系统定位消费者的地点，找到其周边可提供相应农产品的零售商进行在线购买，在这种模式下，消费者购买到的食物通过本地区宅配的形式即可实现运输，保证食品的新鲜；对于下游合作社农场，零售商有自己开发的农场管理软件，可以实现与供应商之间的在线订单管理。假设生鲜农产品供应链网络的运作过程如图1所示。顾客区有两种渠道可以获得生鲜农产品：一是从供应商所开设的社区超市直接购买；而是通过零售商开发的网络销售平台线上购买。零
10、售商根据顾客区下的订单，从供应商处进行订货，再将生鲜农产品配送到顾客区。其中供应商的产品供给量受天气状况的影响，进而影响到生鲜农产品的最终售价，供应商所开设的社区超市的开设成本也受到天气状况带来的风险牵制。订单信息生鲜农产品供应商零售商 生鲜农产品产品价格风险成本生鲜农产品订单信息 产品价格顾客区天气状况产品价格图1 生鲜农产品供应链网络流程图2 模型假设供给不确定条件下，模型建立的假设条件包括：（1） 所有顾客区的需求是完全满足的；（2） 生鲜农产品的生产过程使用了不同环保等级的原材料，代表不同类型的农产品；（3） 不同类型的农产品单位储存费用和运输费用是一样的；（4） 每个供应商在顾客区最
11、多只能开设一家社区超市；（5） 产品在销售终端能够全部售完；（6） 每个零售商/开放的社区超市在给定时间段内最多被拜访一次；（7） 每条路线只能由一辆交通工具服务；（8） 在给定的时间段内，每个零售商/开放的社区超市只能有一辆车为其提供服务而且所需的生鲜农产品必须一次送到，每条配送线路上的总需求不能超过车辆的运载能力；（9） 路面状况良好、道路通畅，车辆在配送过程中匀速行驶;（10） 车辆从供应商始发，服务完被指定的需求点后直接返回始发供应商;（11） 供应商不储存产品，其生产的产品全部都运送出去；（12） 不考虑车辆回程时的空载成本和空载环境成本。 3 模型构建拟解决的关键问题为：考虑由于天
12、气状况和竞争造成的供给不确定性，从供应链整体出发，以系统总经济成本、环境成本最小，客户服务质量（本文中只考虑到货提前期）最高为总目标，在满足能力约束条件的基础上，如何确定供应链的渠道结构，使供应链的性能在参数摄动时，能够保持稳健性，从而有效地规避市场风险。其典型的决策包括设施选址( 位置、能力) ; 需求和供给的分配; 供应商的选择等。为了叙述方便，统一规定使用以下符号：（1）基本参数-供应商编号，；-零售商编号，；-顾客区编号，；-车辆类型编号，；-供应商生产产品所用的原材料类型，设定，代表两种不同的环保水平，代表高生产成本，代表低环保水平，文中用此来代表不同的产品类型；为天气状况，设定，表
13、示风调雨顺，一般状况，旱涝灾害。（2）参数设定为供应商在顾客区开设社区超市的固定费用；为受天气的影响，供应商在顾客区开设社区超市的运营风险成本；为在天气状况下，由零售商通过类型车运往顾客区的产品的销售价格；为在天气状况下，供应商通过类型车运往其所开设社区超市的产品的销售价格；为在天气状况下，顾客区对于产品的需求；为在天气状况下，供应商对于产品的最大供给量；为从供应商到零售商的距离；为从零售商到顾客区的距离；为从供应商到顾客区的距离；为零售商单位产品库存费用；为供应商在顾客区开设的社区超市的单位产品库存费用；为供应商使用类车运送单位产品到零售商的单位距离的成本费用（包括运输）；为零售商使用类车运
14、送单位产品到顾客区的单位距离的成本费用（包括运输）为供应商使用类车运送单位产品到顾客区的单位距离的成本费用（包括运输）；为类型车的平均速度；为类型车从供应商到零售商时的补货时间；为类型车从供应商到顾客区时的补货时间；为类型车从零售商到顾客区时的补货时间；为零售商的最大产品库存容量；为供应商在顾客区开设的社区超市的最大产品库存容量；为车辆类型的最大产品库存容量；为天气状况为时，供应商采用型原材料生产单位产品的生产成本；为天气状况为时，供应商采用型原材料生产单位产品产生的环境成本；为零售商储存单位产品的环保成本；为供应商在顾客区开设的社区超市储存单位产品的环保成本；为供应商在顾客区开设社区超市产生
15、的环境成本；为类型车运输单位产品单位距离产生的环境成本;（3）决策变量，天气情况为时，供应商在顾客区开设社区超市，天气情况为时，供应商不在顾客区开设社区超市为天气状况为时，零售商的产品库存水平；为天气状况为时，供应商在顾客区开设的社区超市的产品库存水平；为天气状况为时，从供应商采用类型的车到零售商的产品的运输量；为天气状况为时，从零售商采用类型的车到顾客区的产品的运输量；为天气状况为时，从供应商采用类型的车到其在顾客区开设的社区超市的产品的运输量。该模型以供应链网络的总体经济成本、环境成本最小以及顾客的相应时间最短为目标，定义目标函数表述如下： = + + + +- = + = + 目标函数为最小化整个供应链网络的经济成本。其中第一项代表天气状况表现为形势下开设社区超市的固定费用；第二项代表受天气状况影响所引起的运营风险成本；第三、四和五
