基于双层多目标规划的冷链物流服务商选择优化
中国石油大学刘可年硕士论文
第二章基本概念及相关理论
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2.1冷链物流
2.2.1冷链物流的内涵
冷链的提出：法国人AlbertBarrier于年在说明控制低温环境可以有效保证生鲜食品品质时首次提出了“冷链”的概念。
年我国《物流术语》对冷链物流的定义为：“根据物品特性，为保持物品的品质而采用的从生产到消费的过程中始终处于低温状态的物流网络。”
2.1.2冷链物流特点
（1）高成本性。冷链物流的投入成本和运营成本较高，比一般物流大约要高
出50%-60%[20]。首先，冷链物流需要投入专业的冷链设施来保障产品处于低温环境，包括冷藏车等冷链运输设备；预冷库、冷库、集装箱等仓储设备；智能保温箱、冰袋等冷链包装设备、冷柜等冷链销售设备及工人所用的特制工服等，在同样的周转率下，冷链物流的成本要比一般物流高数倍。其次，冷链运营过程中，冷库、冷藏车等设备需要不断地制冷才能保证设备的温度持续处于低温状态，持续制冷需要消耗大量的能源，以及冷链设施设备在后期的维修保养费也不容忽视；最后，冷链物流涉及信息系统、温度湿度实时监控技术等，所需技术成本及人才成本也居高不下。
（2）时效性及复杂性。冷链物流运输的产品是易腐损，保鲜期短的生鲜类产
品，根据3T原则生鲜产品的最终质量受温度、时间、耐储藏性的影响。因此不
同的产品都有一定的时效性，需要冷链物流各个环节间保持更高的协调组织性和
对接合作，快速响应作业流程，中间任意环节出现断链都会影响产品的最终品质，
因此冷链物流不仅具有时效性也具有较大的复杂性。
（3）多温层。冷链物流服务的对象不仅具有时效性，不同种类的产品对温度
要求也不一样，体现出多温层性。果蔬、豆乳制品等需要0℃-7℃条件下冷藏；雪糕、包子水饺等冰冻调理食品需要在小于-18℃下储藏运输；生鱼片等超冷链食品需要在小于-50℃下运输等等。
（4）高要求。生鲜产品的特性决定了生鲜产品是全网络、全渠道、高频次、
高要求的流动，在这方面一般产品与生鲜类产品是无法比拟的。十九大报告中对现代化冷链物流体系也提出了更高的要求，要实现冷链物流的全链条化、严标准、高效率、可追溯及网络化。在冷链各个环节、食品安全质量以及冷链企业的评级方面均制定了严格标准，并投入信息技术实行全程监控，溯源管理。
2.1.3冷链物流发展现状
在我国经济运行稳中向好的背景下，基础设施不断完善，冷链物流行业发展迅速。首先，政府目前高度重视冷链物流行业的发展，陆续出台多项政策及指导意见，旨在部署冷链产业升级和健康发展。其次，冷链行业受国家政策和市场需求的推动，将继续保持平稳且快速发展，据罗兰贝格的数据显示，年处于25%的增长态势，且行业竞争还处于小组赛阶段，所占市场规模仍在10%左右，市场空间巨大。最后，随着生鲜电子商务和新零售的发展，也将带来冷链行业的增量市场。但是，我国冷链行业尽管市场持续向好，问题依旧存在，面临的挑战主要如下：
（1）冷链物流尚未形成体系。
我国冷链物流基础设施、冷链流通率、损耗率等方面与发达国家相比都有明显
的差距，发展还处于初级阶段。主要表现为：
缺乏各个环节间的整合和规划，不能充分利用社会冷链资源，从而导致链条的脱节，能够实现全程冷链的企业凤毛麟角；冷链物流资源发展不均衡，冷链物流服
务主要面对农产品丰富或经济发达地区，中西部冷链设施严重缺乏，西部及西南部人民几乎享受不到生鲜产品的冷链服务；冷链企业多是规模小、综合能力较差的物流商，服务质量良莠不齐，健康的竞争格局还未形成。
（2）行业标准不完善，政府监管待加强。
冷链物流是我国新兴的行业，相关的标准还不够规范和完善。冷链物流企业的发展不仅依靠独自的摸爬滚打，还需要国家政策的指导和监督，以良币驱逐劣币。尽管国家已经出台部分冷链标准和政策以监管冷链行业的发展，但是市场上断链和“伪冷链”现象仍旧泛滥，比如一些没有资质的小型物流企业为了降低成本，在运输过程中故意不采用冷链设备，导致食品安全问题较为突出，也严重阻碍冷链市场的有效竞争，因此关于冷链监管的进一步落实还需要进一步加强。包括冷藏保温车辆的市场投入监管，各个环节的保质期监督、冷藏设施监督及温度管控监督等。
（3）市场化程度低，信誉良好的品牌型第三方冷链物流企业凤毛麟角。
随着生鲜类电子商务和“新零售”的全面飘红，其健康繁荣的发展前景与冷链物流行业的升级与创新息息相关，生鲜类产品流通量的增加给冷链物流行业带来了新的市场空间。但是，目前约有40%的企业为了保证生鲜产品的质量而选择建立自己的冷链运输系统解决预冷、冷链运输、仓储等业务问题，另外还有大多数生产商、零售商全程自己操作冷链业务，冷链设备陈旧、技术落后，成本效益低下[1]。
而专业的第三方冷链物流企业仅占20%左右，市场化程度低，且大都为中小
型物流企业，涉及业务有限，能提供的综合性冷链物流服务还不能满足总体需求的5%[78]。并且，不管是传统第三方物流进军到冷链市场的企业还是专门的第三方冷链物流企业，其企业声誉和在市场中的作用均差强人意，缺乏信誉良好的品牌型冷链物流企业起到龙头作用，来推动冷链市场的发展。另外，对于第四方冷链物流还处于探索阶段，未形成模式清晰的第四方冷链物流运作企业。
（4）冷链物流企业服务质量良莠不齐，运作效率低下。
目前，顾客对冷链物流企业的服务质量体验不尽人意，“饺子一下锅就散，鱼一下锅就碎”的现象使人怨声盈路，冷链企业服务质量良莠不齐。现有的冷链物流多为只单独提供运输、仓储或搬运业务的企业，能够提供综合性服务的企业寥寥无几，很难满足现有的冷链需求；其次，由于我国预冷技术的落后，缺乏基本的预冷设备，各类生鲜类产品的综合预冷率不足20%[79]；另外，我国大多数的冷链温度管控基本上不符合标准，有些冷链企业甚至为了减轻资金压力，施行间歇性的制冷；这些都导致产品腐蚀严重，极大阻碍了冷链物流企业高质量服务的有效落实。
另一方面，由于缺乏冷链的统筹规划，冷链物流间缺乏有效的业务合作，许多冷链资源难以充分利用，导致冷链整体运作效率低下。
2.2生鲜电商
2.2.1生鲜电商概括
起源：年，天猫策划的美国车厘子预售，引爆电商领域的生鲜市场。
生鲜电商是指：利用互联网或移动互联网进行生鲜类产品（果蔬，肉禽蛋、乳制品，海产品等）交易的企业。
生鲜电商的商业模式：
综合型电商：典型企业为喵鲜生、京东生鲜、1号店；优势为供应链强大、流量巨大。
垂直型电商：典型企业有中粮我买网、易果生鲜、本来生活网；优势为用户聚焦、专注运营。
综合型和垂直型的生鲜电商属于传统网购模式。
物流企业：典型企业有顺丰优选；优势为物流优势、服务质量好。
线下超市：典型企业有沃尔玛、永辉超市；优势为便利、低价、流量大。
O2O模式电商：
线下超市和O2O模式的电商属于线上线下融合模式。
创新模式：“新零售”的代表“盒马鲜生”。
提供定制、预售等个性化服务的C2B模式的拼好货。
着眼于消费者需求的，减小损耗的一米鲜。
定位于O2O与C2B模式的结合等等。
创新模式层出不穷，生鲜电商行业面临的竞争将愈演愈烈。
生鲜电商的物流模式：
自营：实力雄厚的生鲜电商采用自营方式，如京东生鲜、顺丰优选。
第三方物流：与第三方冷链物流合作，占60%。
与第三方冷链物流合作的运输模式有两种：“一段式”全程冷链；
“二段式”半程冷链。
“一段式”冷链：生鲜电商直接与提供冷链服务的物流商合作。
此类物流商的特点：技术过硬和资金雄厚。
物流商代表：顺丰冷运和黑猫宅急便
顺丰冷运提供服务有：冷链仓储、冷运干配、冷运零担、宅配、销售等一条龙服务；
不足：要求苛刻、难以复制、企业少。
“二段式”冷链：提供仓储或干线运输等服务。
模式有“干线运输+落地配”两阶段；
第一阶段：城市间的干线运输，并提供冷库的周转服务；
第二阶段：最后一公里配送。
喵鲜生与快行线之间的合作：快行线利用自身40多个城市的冷链资源位喵鲜生提供冷库冷藏、冷链分拣与包装，再根据订单的要求运输到不同的城市配送点；最后生鲜电商再与当地的宅配冷链合作完成两段式冷链运作。
优点：可快速复制
缺点：会产生冷链断链
第四方物流：能最大限度的节约成本，提高资源利用率，减少整个供应链的损耗，
该概念已被提出了近20年。
第四方物流是通过拥有的信息技术、整合能力以及其他资源，为客户和第三方物流企业，提供一套完整的供应链解决方案，并不实际承担具体的物流运作活动，承担物流活动的仍旧是第三方物流企业。
生鲜电商的物流模式：
第一，生鲜电商企业与第四方物流合作，让其提供完整的物流供应链解决方案，包括销量规划、库存规划、补货规划、物流运输，仓储方案等，付给其相应的报酬，至于选用哪家物流商，怎么运输，这取决于第四方物流企业内部的决策；
第二，生鲜电商企业对物流服务商的选择问题自行规划。
但是，我国的第四方物流发展仍处于探索阶段，距离灵活利用各项资源提供综合性供应链解决方案还有一定差距，因此，生鲜电商企业自行规划是目前的生鲜商家的主要模式，本文拟针对现阶段的普遍情况，进行服务商选择研究。
2.2.2生鲜电商物流特点
生鲜电商物流是互联网环境下针对生鲜产品的物流服务形态，与一般物流相
比有其典型的特征。
（1）从消费者角度讲，随着电商行业的不断成熟，消费者对电商物流服务的要求越来越高，其中对冷链物流服务的要求比一般物流严苛的甚多，可总结为“新鲜”、“快速”两个特点。
鲜：产品鲜活、品相好；
快：配送时间跨度短，较快的服务响应速度，如发货速度、客户服务响应速度、物流信息反馈及退换货速度的。
（2）从生鲜电商的角度将，物流对其未来发展战略意义重大，因此，生鲜电商及其重视消费者对物流服务质量的满意情况。针对消费者对生鲜物流的要求特点，对物流企业的价格和服务质量表现提出了更高的要求。
另外，消费者需要帮助生鲜电商企业分担一部分冷链物流运输费用，因此电商企业的市场销售量受到物流企业运输价格的影响。同时，消费者若收到新鲜、可口、且服务良好的产品，会提升对该电商企业满意度和信任度，增加反购率和推荐率，从而导致市场销售量的提升，反之则会降低。
因此电商的销售量不仅受到物流价格影响，还收到物流企业服务质量的影响。
2.3多层规划理论
组织管理决策系统越来越大和复杂化，表现出多层次、多目标的特征，例如交通规划、资源分配、供应链规划系统等，因此逐渐形成了有关多层规划的概念和方法，其中双层规划最为常见，也是学者们最近几年研究的重点。
最为常见且得到广泛研究与应用的多层规划是双层规划问题，即考虑只有两层决策者的情形。这是因为现实的决策系统大都可以看成双层决策。
中央和地方公司和子公司工厂的厂部和车间高校的校部和院所等。
实际上任何多层决策系统都是一系列的双层决策系统的复合。
双层规划是双层决策问题的数学模型，它是一种具有双层递阶结构的系统优化问题，上下层问题都有各自的目标函数和约束条件。
上层问题的目标函数和约束条件不仅与上层决策变量有关，而且还依赖于下层问题的最优解，而下层问题的最优解又受到上层决策变量的影响。
双层规划问题一般具有如下几大特点：
层次性——系统分层管理，下层服从上层，但下层有相对的自主权。
独立性——各层决策者各自控制一部分决策变量，以优化各自的目标。
冲突性——各层决策者有各自不同的目标，且这些目标往往是相互矛盾的。
优先性——上层决策者优先做出决策，下层决策者在优化自己的目标而选择策略时，不能改变上层的决策。
自主性——上层的决策可能影响下层的行为，因而部分地影响下层目标的实现，但上层不能完全控制下层的选择行为，在上层决策允许范围内，下层有自主决策权。
制约性——下层决策不但决定着自身目标的实现，而且也影响上层目标的实现，因此上层在选择策略优化自己的目标时，必须考虑到下层可能采取的策略对自己的不利影响。
依赖性——各层决策者的容许策略集通常时不可分离的，形成一个相关联的整体。
2.3.1双层规划模型
双层规划是多层规划的特例。
