生鲜农产品智慧冷链物流体系优化研究

李义华，吕名锐，孙凤英

（中南林业科技大学 a.物流与交通学院；b.商学院，湖南 长沙 410004）

随着人们生活水平的不断提高，生鲜农产品在人们的膳食结构和健康管理中起着越来越重要的作用。人们除了关注生鲜农产品的新鲜度和品质安全以外，对日常生鲜农产品消费的高档化和个性化定制需求也越来越高。冷链物流作为保障生鲜农产品新鲜度和品质安全的重要手段，近年已经引起了国内外学者的高度关注。

国外发达国家率先将物联网、大数据、云计算等应用于生鲜农产品智慧冷链体系的构建，已经取得了大量的研究成果[1]。国内关于生鲜农产品与智慧冷链物流的研究刚刚起步。汪旭晖、张其林等[2]将物联网技术应用到生鲜农产品冷链物流当中，力求解决冷链物流频繁断链的问题，构建了冷链内部一体化的平台框架，并对其运行机理进行了初步研究。杨芳等[3]应用系统可靠性理论，利用GO-FLOW方法对苹果冷链物流系统进行安全性分析和风险评价，找出了影响系统安全性的关键环节并提出了解决思路。杨珍花等[4]详细分析了冷链物流配送的成本，构建了冷藏车多车型的混合配送调度优化模型，并开发相应的模拟退火算法进行求解。兰辉等[5]考虑道路通行情况对冷链物流的影响，构建了冷链物流配送优化模型，并设计了算法对模型进行求解。梁琨[6]设计了一种基于物联网的冷链物流温湿度、地理信息实时监测系统，提高了冷链物流运作的信息透明度。董君成[7]指出现代冷链物流信息追踪系统需要重新进行需求分析，而传统意义上的冷链物流追溯系统是由信息采集、互联网和客户端应用等部分组成。陈学军等[8]提出并开发了一种基于RFID、GPS 和GPRS技术的冷链物流状态和质量监控信息系统，用以实时监控生鲜农产品在运输过程中的状态和质量。张晓林，孙金平等对我国蔬菜冷链物流的发展现状、存在问题及发展趋势进行了探讨[10,11]。

综合来看，关于互联网、物联网、大数据、云计算等技术应用于生鲜农产品冷链物流的研究积累了一定的研究成果。国外研究成果因体制、国情不一样，只能给我们的研究提供一些有益的参考，并不能直接指导我们的有关实践；国内相关研究也慢慢加速，然而目前大部分研究只是触及了冷链体系建设的某个方面，没有形成一个完整的框架体系。而且，生鲜农产品智慧冷链物流体系构建是一项复杂的系统工程，涉及的范围广、环节多，需要结合新时代的环境特点进行综合思考[12]。本文依据供给侧结构性改革以及国家提出的“创新、协调、绿色、开放、共享”的五大发展理念，创新性地提出了一整套生鲜农产品智慧冷链物流体系优化的思路，以便在保证生鲜农产品全程冷链的同时，进一步引导城乡居民健康消费生鲜农产品，达到提高我国城乡居民生活品质、促进农民增产增收、促进我国“三农”问题的有效解决。

一、我国生鲜农产品冷链物流发展现状

（一）冷链车辆保有量、占全国载货汽车总保有量百分比

如表1所示，经过近几年的高速发展，我国冷链设施有了飞速的发展。与西方发达国家相比，我们还是存在相当大的差距。我国人口多，冷链车辆保有量总量偏少，占全国载货汽车总保有量偏低，人均冷链车辆保有量差距偏大。然而从另一方面来讲，我国冷链车辆还有巨大的发展和增长空间。

表1 中国与对比国家冷链车辆保有量及占各国载货汽车总保有量百分比†

（二）冷链设施发展态势

根据中国物物流与采购联合会冷链委统计，2017年全国冷库总量达到4 775万吨，折合11 937万立方米，与去年4 120万吨相比增长13.7%，增速回落较为明显；从2013—2017年五年间，我国冷库行业以年均10%以上的增速发展。预测2018年以及未来五年，我国冷库行业仍将保持稳定增长。

（三）生鲜农产品电子商务发展态势

生鲜农产品电子商务是我国商业贸易的一片蓝海，众多不同类型的企业纷纷进入其中，但是因生鲜农产品固有特点，目前盈利潜力未能得到充分发挥。生鲜农产品电子商务从产业发展及顾客需求上分别具有以下特点：

产业发展特点主要表现为：交易额继续扩大；跨境电子商务引领新发展；移动互联网和O2O模式广泛应用。

顾客需求特点主要表现为：需求量猛增；品质要求越来越高；高档个性化需求越明显；低档重复性生鲜供给过剩。

二、生鲜农产品智慧冷链物流体系优化思路

在我国大力推进供给侧结构性改革的背景下，遵循“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念，针对生鲜农产品经营现状，探索将物联网、大数据以及云计算的相关技术应用到生鲜农产品产供销全程各环节中，在现有基础上打造和优化生鲜农产品全程智慧供应链，以一种更加开阔的思路来解决生鲜农产品市场供给和销售问题。智慧供应链是由复旦大学罗钢博士后在2009年上海市信息化与工业化融合会议上首先提出，此后受到我国各级政府及相关领域学者的高度重视。

（一）生鲜农产品供给和消费特点分析

通过调研发现，生鲜农产品在需求侧的消费需求存在以下问题：第一，城乡居民生鲜农产品消费中的饮食习惯缺乏科学的指导；第二，因信息不对称，高档的个性化的生鲜农产品消费需求无法完全满足，低档重复性生鲜农产品供给相对过剩；第三，存在生鲜农产品网上订购来源不明等特点。另一方面，供给侧的生鲜农产品物流服务提供存在以下问题：第一，食品安全与生鲜农产品鲜活度难以保证；第二，生鲜农产品损耗相对占比偏高；第三，现有冷链物流体系欠完善等特点。概括如图1所示。

图1 生鲜农产品消费端与物流供给侧特点分析

根据生鲜农产品的消费特点以及物流服务现状，以上述问题为导向，结合互联网、物联网、云计算及大数据的相关技术，运用现代物流的相关理论，力求构建一整套线上（Online）线下（Offline）相互结合、上下联动的智慧冷链物流体系框架，从而达到对生鲜农产品智慧冷链物流体系进行优化的目的，如图2所示。

线上（Online）方面，利用互联网与智能穿戴设备收集生鲜产品消费者的生鲜产品消费信息、身体状态信息以及其他相关信息，关联营养学专家系统提供专业生鲜消费指导，同时通过物联网等相关技术实现生鲜农产品的全程追溯。

线下（Offline）方面，利用物联网技术对生鲜农产品流通进行全质量监测，分门别类制定相关生鲜农产品的加工和包装标准，同时构造高效率的全程智慧冷链配送系统。

图2 生鲜农产品智慧冷链物流体系优化思路

（二）生鲜农产品智慧冷链物流体系优化路径

通过对生鲜农产品消费特点以及目前冷链物流的发展态势的全面分析，本文试图从以下五个方面进行路径设计，旨在构建一整套符合现代生鲜农产品消费形态的智慧冷链物流体系，以期实现自动化、信息化、网络化、智能化的生鲜农产品配送系统。

1.构建垂直生鲜电商平台

依托该电商平台，生鲜农产品消费者可以直接在网上浏览并选择自己需要的生鲜农产品；通过提交订单实时完成生鲜农产品的采购；通过后台服务器的大数据分析获得专业的生鲜农产品消费推荐和建议；同时把相关消费者的消费记录进行保存以期进行后续数据分析。

2.构建冷链物流快递信息平台

运用“共享经济”和“众包众筹”的思想理念，充分整合闲散冷链配送资源（包括配送人员、冷链车辆、保温装备等），实时快速地将生鲜农产品从末端配送中心送达消费者的手中或指定地点。

3.冷库网络合理化、内部智能化

冷库是冷链物流的核心节点。首先针对特定区域冷链物流需求以及设施设备分布情况进行合理选址，构建合理高效的冷链物流配送网络；在此基础上对冷库内部实行智能化改造升级，使其满足智慧化的生鲜农产品保存和配送要求。

4.冷链物流配送路径优化、全程可视化追踪

为了提高生鲜农产品配送效率，根据特定区域生鲜订单分布、交通线路相关情况以及顾客配送货物的特殊要求，构建特定的VRP/VSP数学模型，采用智能化的算法实现冷链物流配送路径优化；采用VR/AR及物联网相关技术实现冷链配送全程可视化，信息交互实时化。

5.物流装备单元智能化、标准化

物流装备单元的智能化可以大大提升配送的效率以及对每个作业环节的无缝联结，实现全程冷链不断链；物流装备的标准化可以大大提高冷链配送过程的装卸搬运效率，同时实现冷链物流作业的自动化和批量化。

三、生鲜农产品智慧冷链物流体系优化框架

（一）需求拉动型O2O总体框架

根据我国农业供给侧结构性改革的要求，结合我国生鲜农产品消费现状，要求供给侧尽量提供顾客需要的个性化与高端需求相结合的生鲜农产品供给；生鲜农产品商业活动则是通过电子商务网站的订单进行驱动。因此，生鲜农产品智慧冷链物流体系框架的构建分成线上软件平台与线下硬件平台两部分进行，如图3所示。

图3 生鲜农产品智慧冷链物流需求拉动型O2O总体框架

1.线上软件平台

线上（online）的电商平台充分利用用户网上生鲜产品消费历史数据、穿戴设备提供商实时采集的用户数据以及用户的电子病历等健康数据，运用互联网、云计算、大数据的思想，做到实时为生鲜农产品消费者推荐相关生鲜农产品，并定期为用户推送营养报告及健康指导；基于众包的冷链速递平台结合供应链思想践行“轻资产”式运营，通过“众包”商业模式极大地盘活闲散的社会冷链资源，使得社会冷链资源进行最大效用的优化配置，更好地实现生鲜农产品全程冷链；同时确保在前端采集的“最先一公里”和末端配送的“最后一公里”的生鲜农产品质量和安全效用的最大化；运用智能冷库监控系统同样可以保证生鲜农产品储存中的安全和品质要求。

2.线下硬件平台

线下（offline）硬件平台借助冷链物流重新规划的独特优势，结合目前最先进的管理手段，以信息技术、物联网技术以及智能计算与控制技术为核心，首先进行冷库布局选址，形成覆盖全面、配送高效的冷链物流网络；其次对选定作为冷链物流配送中心的冷库节点进行一系列智能化改造、适当设备选型以及智能监控系统设计，形成温度可控、全环节智能化的现代冷库物流节点；随后在冷链配送环节，利用VRP/VSP等智能优化算法，实时规划冷链配送路径，采用VR/AR可视化技术，对全程冷链进行实时监控；最后，针对冷藏运输车辆、智能配送箱以及社区智能自提柜等冷链配送装备单元进行创意设计和智能化改造，打造出高效率、智能化、自动化的智慧冷链物流配送系统。

（二）生鲜农产品智慧冷链服务信息平台架构

生鲜农产品智慧冷链物流服务信息平台是根据供应链管理的思想，以打造品牌为生鲜农产品消费者提供优质服务为核心，依托互联网、物联网、大数据以及云计算的思想，上游整合生鲜农产品供应商（包括散户、大户、种植基地、海外进口农产品提供商等），中间整合冷链资源拥有者（冷库、冷链物流配送中心、其他单位或个人冷链资源拥有者）、冷藏运输服务公司，以及引入医疗机构、第三方云健康平台、健康设备生产商，合作共享数据平台等，下游整合各种不同需求的生鲜农产品消费者，分门别类做好生鲜农产品消费服务工作，除了包括基本生鲜农产品消费服务之外，还包括利用用户历史消费数据，参考健康饮食标准，实现智慧推荐生鲜农产品等增值服务。生鲜农产品智慧冷链服务信息平台整体架构，如图4所示。

图4 生鲜农产品智慧冷链服务信息平台架构

（三）生鲜农产品智慧冷链服务信息平台面向用户的功能设计

图5 面向用户服务的功能设计

面向用户功能的设计是生鲜农产品智慧冷链物流服务体系优化的重点，也是体现推进生鲜农产品供给侧结构性改革，实现用户有效需求的关键。该信息服务平台设计框架，如图5所示。用户可以利用手机APP、微信公众号、小程序等访问面向用户的生鲜农产品智慧冷链信息平台，根据系统菜单享受有关生鲜农产品的智慧冷链商务服务。考虑到用户覆盖的广泛性以及使用的便捷性，可以考虑与厨房设备提供商合作植入终端程序以及和小区物业合作安装社区平板，便于家庭主妇和老人等特殊人群享受有关服务。

面向用户的功能设计主要包括：

1. 产品类别服务。可实现产品数据库的建立、类目更新、价格更新等；

2. 用户服务功能。可完成查询、下单等操作的用户网站界面，用户可在此享受基本推荐服务和智慧推荐服务；

3. 呼叫中心。通过与客服中心联络完成咨询或下单，售后及其他服务；

4. 云健康管理功能。包括云医疗、营养报告、健康测评及云设备关联等，是完成智慧推荐的核心功能区；

5. 后台管理功能。主要包括客户管理、订单管理、客户分析及数据分析等；

6. 第三方合作功能。主要与医疗机构、健康设备平台运营商、专家咨询单位等建立关联的接口。

四、结论与建议

（一）结论

本研究基于贯彻新发展理念和供给侧结构性改革，充分运用物联网、大数据、云计算等相关技术，采用“O2O”、“众包众筹”等新兴运营管理方法，提出了基于“互联网+”环境下的生鲜农产品智慧冷链物流体系优化方案，具有一定的创新性。线上（online）信息平台提出了具有消费推荐功能的垂直生鲜农产品电商平台和践行“轻资产”、符合“共享经济”理念的众包冷链速递平台，具有一定的前瞻性。线下（offline）物流平台运用目前先进的管理手段和前沿技术，以物联网技术以及智能计算与控制技术为核心，对冷库选址构建冷链网络、智能冷库布局设计、冷链配送路径优化以及智能冷链物流装备标准化设计进行有益的探索。

（二）建议

通过以上分析，我国生鲜农产品智慧冷链物流体系优化应该遵循以下几点：第一，我国生鲜农产品智慧冷链物流体系相对薄弱，要分阶段、分步骤推进冷链相关企业物联网技术改造；第二，政府引导，企业主导，适度政策倾斜，是大力发展生鲜农产品智慧冷链物流的现实路径；第三，要结合生鲜农产品具有的固有特点，抓紧和增强生鲜农产品智慧冷链物流相关标准化体系建设；第四，加强引导生鲜农产品消费者需求，实现“需求拉动”与“供给驱动”并举的策略推动我国生鲜农产品冷链物流的发展。