食品冷链物流网络可靠性评价指标体系的构建研究

安久意 杨会

[摘要]文章基于冷链物流网络可靠性内涵界定，分析了食品冷链物流网络可靠性结构及特性，提出评价指标体系建立的思路，在文献查阅、搜集企业相关指标的基础上，确定了食品冷链物流网络可靠性的评价指标体系，并对各个指标的量化做详细的介绍。

[关键词]冷链物流网络;可靠性;评价指标体系

[中图分类号]F259.22

1引言

近年来，随着城市居民消费水平的快速提高，生鲜食品在城市的消费量显著增加，城市居民对冷链食品的“鲜度”也越来越关注。当人们的消费特征从温饱型过渡到营养型，再进入到健康型以后，对营养结构和鲜度的追求以及对安全的重视转化为一种高层次的市场需求，推动着现代冷链食品流通方式的变革与发展。

总的来看，国内对食品冷链物流的研究日渐增多，对食品冷链物流网络可靠性的研究也日益重视。虽然已经有研究开始关注食品冷链物流网络可靠性和食品新鲜度问题的关系，但尚未发现基于新鲜度的食品冷链物流网络可靠性的系统研究，在这一方面有待密切结合中国的实际，从理论分析和实证研究的角度展开深入细致的研究。

对食品冷链物流网络的深入分析是研究食品冷链物流网络可靠性的基础，首先需要知道网络的构成要素与结构，才能进一步分析影响可靠性的因素，从而建立相应的评价指标。

2食品冷链物流网络可靠性结构及特性分析2.1食品冷链物流网络可靠性的定义

对于食品冷链物流网络而言，其功能就是保证食品在网络中节点和链路上的流通，使得食品准时、准量、准地且保证质量的从网络的起点到达网络的终点。由于生鲜食品本身的特性、多种物流模式共存以及生产与消费的地域性矛盾，使得食品冷链物流网络的拓扑结构比较复杂。生鲜食品若要保证质量，需要专用的冷链物流设施和设备，物流技术复杂，且对物流信息的要求也很高。从需求层次的角度来看，准确无误的食品的数量和品类属于基本的要求，物流时间和食品品质的保证是更高层次的要求。基于上述的分析，文章界定所研究的食品冷链物流网络可靠性的定义为：食品冷链物流网络在所研究的条件下，其网络功能满足客户需求的概率。也就是说，本文中所研究的“规定功能”指的是食品准时、准量、准品类、准地且保证质量地到达消费者手中。

2.2食品冷链物流网络结构分析

食品冷链物流网络是具有特定对象的冷鏈物流网络，其网络的结构要素、网络所具有的特性以及具有的结构类型都与其他的网络之间具有一定的差别，因此本文将从以下三个方面分析食品冷链物流网络。

2.2.1食品冷链物流网络的构成要素

不同的食品冷链物流网络，其构成要素也是不同的。但从网络运营构建的角度来看，网络均是由节点和链路构成的，基于此，本文也将从冷链物流节点和冷链物流配送路线两个方面来划分食品冷链物流网络的构成要素，具体如图1所示。

（1）冷链物流节点。节点是网络构成的最基本的要素，在食品冷链物流网络中，节点指的是食品在从产地到达消费者手中的流通过程中所经过的企业或者专业的功能场所。通过对生鲜食品供应流程的了解，本文把食品冷链物流网络的节点归为3个：食品供应商、冷链物流中心以及食品销售商。

①食品供应商。食品的供应商即提供食品的节点企业，在一个比较完整的网络中，食品的供应商图1食品冷链物流网络的构成要素

一般位于网络的起点位置。供应商是一个统称，可以代表现实运作中的食品生产商、食品初加工企业及食品渠道供应。供应商的下一层节点是冷链物流中心，食品由供应商节点到达冷链物流中心节点，既而到达销售节点。由于供应商是食品的起点，食品在该节点的质量把控必须严格，才能使得食品的质量有所保证。

②冷链物流中心。冷链物流中心主要进行的是食品的加工、包装、配送等活动，具体的功能随着网络构成的不同是不一样的。在冷链物流网络中，冷链物流中心一般位于网络的中心位置，是食品供应与销售之间的桥梁，同时冷链物流中心运营效率的提高将会大大提高整个网络的运作效率。

③销售商。食品的销售商在网络中靠近消费者，可以直接接触到需求信息，代表企业有超市、零售市场等。在实际运营中，食品供应商通过冷链物流等中间节点将食品供给给销售商，销售商通过一些专有的渠道销售给消费者，至此，食品在网络中的流通结束。

（2）冷链配送路线

食品冷链物流网络中各个节点之间的运输路线均可称为冷链配送路线，对整个网络的运行起着关键性的作用。食品需要经过各个路线才能在网络节点之间进行转运，本文以冷链物流中心作为分界点，把从食品供应商到达冷链物流中心之间的路线称为供应运输路线，把从冷链物流中心到食品销售商的路线称为需求配送路线。

2.2.2食品冷链物流网络的特性

食品冷链物流网络相比于一般物流网络来说，在服务性、专业性、领先性、开放性及外部性和规模效益方面比一般物流网络要更加突出。

（1）服务性

服务性指的是生鲜食品对于时间的要求以及质量的保证都有较高的标准，使得网络在满足一般要求外，在“按需送达、无间歇传送、响应及时”等方面不断的改进和完善，网络的服务水平满足客户的要求。

（2）专业性

专业性指的是食品冷链物流网络对于其网络基础设施设备要求的专业化，要求食品在整个网络的流通过程中必须在专业的冷藏车中运输以及存储在专业的冷库中，对于一些特殊的商品，在这方面的要求可能更高。

（3）领先性

领先性指的是网络信息技术的应用要具有领先性，信息传递的畅通会引导和整合网络中活动的进行。网络中的信息技术要求食品的物流信息在具体业务操作之前就到达相关节点，从而可以使节点提前做好准备，避免排队等候的现象。

（4）开放性

开放性指的是食品冷链物流网络中的每个节点基于信息的交互机制都可与其他节点实现业务信息共享，网络中的每一层上的节点企业都可以通过信息的共享来协同节点之间的业务运作方式。

（5）外部性和规模效应

一旦食品冷链物流网络具备专业的冷链设施设备、高效的信息系统以及协同运作方式之后，网络就可以扩大其覆盖范围，一些与此相关的节点企業会不断地加入到该网络中，网络的规模经济效益必将伴随着业务量的增加而产生。

（6）新鲜度

由于生鲜食品的生物特性，其新鲜程度不仅与物流时间有关，还取决于物流过程中的环境温度、相对湿度、涂膜以及包装或容器中的气体含量等物流属性，以新鲜程度为评判标准来研究食品冷链物流服务的可靠性，更能综合反映生鲜食品冷链物流系统和单元的性能。

3食品冷链物流网络可靠性评价指标体系的建立思路为了制定科学系统的指标体系，首先在对影响食品冷链物流网络可靠性因素分析的基础上，对冷链物流网络可靠性进行分层。其次依照指标选取的原则初步选取指标，结合其他领域网络可靠性评价的文献对初步选取的指标进行筛选。最后确定评价指标体系。评价指标体系构建的思路如图2所示。图2评价指标体系构建思路

首先，影响食品冷链物流网络可靠性的因素有内部因素和外部因素，内部因素主要分为网络的拓扑结构和技术水平，其中拓扑结构指的是网络布局结构，技术水平指的是网络的基础设施和信息技术;外部因素包括需求因素和环境因素，需求因素主要是指网络中节点需求的不确定性，环境因素包括交通运输状况和自然环境状况。

其次，在上述影响因素的基础上，将可靠性进行分层，将属于同一层次的可靠性因素归为一类，比如影响因素中的冷藏车、冷库的故障和温度达标率等，这些属于一个层次。

可靠性分层完成后，就要根据指标体系建立的原则初步确定指标，指标建立的原则将在下文详细介绍，对于初步建立的指标，由于可靠性影响因素分析的可能不全面，至此会在此基础上添加或者删除一些指标，从而确定最终的指标体系。

3.1食品冷链物流网络可靠性评价指标体系的确定3.1.1连通可靠性指标

食品冷链物流网络连通可靠性指标可以从五个方面进行理解：一是食品冷链物流网络本身的拓扑结构对网络连通可靠性的影响，指标有网络连通系数、网络效能;二是出入库作业效率对网络连通的影响，指标有平均出入库时间;三是网络节点间信息沟通的效率对网络连通可靠性的影响也很大，指标有信息化水平;四是由于订单处理失误引起的网络连通故障，指标有订单处理失误率;五是从客户发出订单到收到货物的时间，指标有订货提前期。这五个方面的指标可以全面的表征食品冷链物流网络连通可靠性的特性，以下对各个指标的量化作详细介绍。

（1）网络连通系数

网络连通系数代表的是网络中各个线路之间的连通性，用节点间相连线路的最短距离的加权平均与线路数量乘积的倒数来表示[1]。但是由于节点间的距离与网络可靠性之间是反比的关系，为了使指标的趋势统一，采用距离的倒数来表示，公式如式（1）所示。式中m代表网络中连通线路的数目，Ni代表第i个连通线路中包含的节点数目，N代表网络中节点的总数目，Li表示第i个连通线路的平均最短距离。

I（G）=1m∑mi=1NiNLi（1）

从式（1）中可以看出，连通系数的本质是各个连通线路平均最短距离加权平均与连通线路数目乘积的倒数。连通线路越少，各个连通线路的平均最短距离越小，网络的连通性越好，连通系数就越大，当全网连通时，连通系数最大值取1。

（2）网络效能

网络连通系数是用链路的长度来表示的，但是运输线路的长度与时间并不总是存在正相关关系，在某些特殊的情况下，反而线路长的运输时间短。为了弥补这一误差，增加网络效能这一指标，网络效能的衡量是用时间来计算的[2]，计算方法如式（2）所示。式中tij表示食品在节点i和节点j之间的线路上运输所用的时间，N表示网络中节点的总数目，同样是为了指标的趋势统一，采用倒数的形式使得指标与可靠性呈正相关关系。

E（G）=∑i≠j∈GωijN（N-1）=1N（N-1）∑i≠j∈G1tij（2）

从式（2）中可以看出，网络效能的本质与网络连通系数类似，当网络节点之间的运输时间越短，网络节点的数目越少，网络效能就越大，最大值取1。

（3）平均收发货时间

平均收发货时间指标可以从两个方面来理解：一是生鲜食品收发货作业所处的环境与冷库相对稳定的温度环境相比，出入库温度容易出现波动，出入库时间越短出现质量下降的风险也就越小;二是冷链物流仓储中心接收到新的订单之后，从订单处理开始直到出入库作业完成所需的时间越短，不仅可以在一定的时间内收发更多的货物，而且也可以使得货物较快进入到加工、配送等作业环节中。平均收发货时间可以用收发货总时间数与收发货的单数的比值来表示，如式（3）所示。

平均收发货时间=收发货时间总数收发货总单数×100%（3）

（4）信息化水平

食品冷链物流网络整体的信息化水平是网络整体运作效率的一个重要指标，网络各个节点能否有效顺畅地进行信息共享是影响网络连通可靠性的重要因素。食品从网络的起点到终点的时间大部分是运输时间，链路上的运输环节是信息化要求最高的一个环节，信息化程度较高的话，可以很好的对冷藏车的位置、温度进行查询和控制。此外，节点间的信息交流同样也需要信息技术的支持。但是信息化水平属于定性指标。在量化时，可以通过对企业领导层和工作人员进行调查问卷的形式来获得。

（5）订单处理失误率

订单处理失误指的是客户需求的订单在食品冷链物流网络节点由于人为原因或是信息系统原因使得订单信息出现错误的现象，如果在订单还未送达到客户手中之前发现订单信息错误，那么需要重新处理订单，食品在网络中流通的时间将会加长，会使得送达的时间超出客户的要求，不仅会引起客户的不满，同时会增加相应的运输及其他费用，使得网络连通可靠性变差。订单处理失误率常用订单处理失误的次数与总的订单处理次数的比值来表示，即订单处理失误率的表达式如式（4）所示。

订单处理失误率=订单处理失误的次数总的订单处理次数×100%（4）

（6）订货提前期

订货提前期指的是网络末端的需求节点从发出订单需求到收到訂单之间的时间差，显而易见，订货提前期越短，说明网络的连通可靠性越高，订货提前期不仅是网络节点间有效衔接的象征，同样可以充分说明网络的运行效率。由于网络中存在多个需求节点，因此实际的数据可通过网络中需求节点的订货提前期的算术平均值来表示，具体的数值需要相关的企业来提供。

3.1.2容量可靠性指标

食品冷链物流网络容量可靠性指标可以从四个方面进行理解：一是网络中硬件设施设备的可靠度，冷链物流网络中重要的设施有冷库、冷藏车等，因此冷库冷藏车设备的正常运行是网络容量可靠的保证;二是对网络中设备管理的角度提出的指标：温度达标率;三是反映食品冷链物流网络响应能力的指标有：运输柔性和库存柔性;四是从网络运输能力的角度提出的指标：运能满足率。以下对各个指标作详细介绍。

（1）设备完好工作率

出于数据搜集难度的考虑，本文中的设备指的是网络中的运输设备和存储设备，即冷藏车和冷库，其他的设施设备如装卸搬运工具则不予考虑。冷藏车、冷库如果出现故障的频率较高，那么当需求订单出现时，若无法按时安排运输车辆或者存储的空间，不仅会造成订单无法及时完成，还会使得食品的质量无法保证。设备完好率指标是设备完好工作的时间与设备总运营时间的比值，公式如式（5）所示。对于冷藏车和冷库两种设施设备，在具体的计算中可以进行加权相加得到最终的设备完好工作率。

设备完好工作率=设备完好工作时间设备总运营时间×100%（5）

（2）设备温度达标率

设备温度达标率指的是食品在冷库中储存和冷藏车上运输时的温度达到客户要求温度的比例，温度的控制对于冷链食品的质量保证起着重要的作用，但是就实际的运行来看，设备温度越低并不代表越好，温度的降低会使得成本非线性的增加，因此只要达到食品所要求的温度即可，不用追求越低越好。设备温度达标率与设备完好工作率类似，在实际数据处理时，可以运用冷藏车和冷库的加权相加值作为最终值，温度达标率指标的表达式如式（6）所示。

设备温度达标率=温度达到要求的时间数（库存）运输总的时间数×100%（6）

（3）网络运输柔性

柔性是一个衡量食品冷链物流网络适应需求变动能力的指标。在竞争激烈的环境下，市场的信息瞬息万变，食品冷链物流网络需要快速响应市场信息的变化才能为网络中的节点企业谋得更多的利益。在无事先计划运输量增加的情况下，运输车辆的协调调度、运输计划的重新组织，以及在无事先计划运输量减少的情况下，运输车辆的闲置都会带来成本的增加，成本增加的越少代表该冷链物流网络的运输柔性越高，适应需求变化的能力也就越高。运输柔性用无事先计划下运输量变动20%的成本增加比来表示，如式（7）所示。

运输柔性=运输量±20%的成本变化值既定的运输成本×100%（7）

（4）网络库存柔性

库存柔性指标与运输柔性指标类似，共同体现了网络容量的柔性特征，其计算方法与运输柔性也类似，库存柔性用无事先计划下库存量变动20%的成本增加比来表示，具体表达式为：

库存柔性=库存量±20%的成本变化值既定的库存成本×100%（8）

（5）运能满足率

运能满足率指的是食品冷链物流网络所具有的运力能否满足客户的需求，运能满足率指标并不是越大越好，食品冷链物流网络的运力要适应需求的变化，既要存在适当的余量来应对突发需求增加的情况，也要对运能进行控制避免过剩导致成本增加。运能满足率的表达式如式（9）所示。

运能满足率=实际的运能客户要求的运输配送数量×100%（9）

3.1.3性能可靠性指标

食品冷链物流网络的性能可靠性指标分为三类：一是基于订单履行的情况来评价网络服务性能可靠性，指标有订单及时交货率、订单满足率;二是从客户服务的角度提出的指标，有客户满意率和客户意见处理率;三是基于网络可靠性的高低始终要受到成本约束的角度来考量，用单位食品的冷链物流成本来表示。

（1）订单及时交货率

订单及时交货率是从网络性能的角度对食品冷链网络的考察，也是对网络功能的综合表现。交货是否准时不仅与网络中节点的处理能力有关，与运输条件也有密切的联系。食品在网络中运输时间的长短不仅影响食品质量的高低，同时也直接关系着消费者或客户的满意程度。生鲜食品的保质期限一般较短，时间的延长会导致食品品质出现问题。在消费者看来，食品冷链物流网络服务的状态是准时或不准时，即准时率或者是100%或0%，没有中间状态。订单及时交货率的表达式如式（10）所示。

订单及时交货率=及时完成的订单数量总的订单数量×100%（10）

（2）订单满足率

订单满足率指的是网络中客户的需求是否得到充分满足的状况，是食品冷链物流网络最终服务状态的体现，表现了食品冷链物流网络在满足需求量上的能力，订单满足率通常用实际向客户交付的数量和客户的订货数量的比值来表示，在实际计算网络中需求节点的订单满足率时，与订单及时交货率指标类似，可以通过算术平均值来获得，如式（11）所示。

订单满足率=实际向客户交付的数量客户的订单数量×100%（11）

（3）食品损耗成本比

由于生鲜食品对存储、运输的要求比较高，需要专业的存储和运输设备，还要保持在所必需的温度范围内才能保持好的质量，因此，一旦冷库或者冷藏运输车的温湿度控制不当，就会造成食品的损耗。除此之外，当网络对于客户需求的预测不准确时，同样会造成食品的大量损失。食品的损耗成本占冷链物流成本很大比重，因此在量化指标时，采用以销售价格为准的损失成本与食品总价值的比重来衡量食品的损耗程度，如式（12）所示。该指标不仅可以表征网络对于需求的反应能力，也是对网络成本的衡量。

食品损耗成本比=

以销售价格为准的损耗成本食品的总价值×100%（12）

（4）客戶意见处理率

客户意见处理率指的是食品冷链物流网络服务达不到客户满意的情况下，网络对客户投诉的处理反应能力。食品冷链物流网络在运营中会有很多不确定的事情发生，可能会导致网络最终提供的服务无法达到客户的满意，因此需要对客户做出补偿即对客户的投诉和抱怨提供相应的改善措施。该指标不仅能反映出食品冷链物流网络性能的柔性特点，也能充分体现出网络的性能可靠性。客户意见处理率的表达式如式（13）所示。

客户意见处理率=得到满意处理的意见数量客户总的意见数量×100%（13）

（5）客户满意率

客户满意率是从食品冷链物流网络客户服务性能的角度提出的指标，反映了食品冷链物流网络中的综合性能，客户满意的订单数量侧重于对网络服务质量的考察，针对生鲜食品而言，食品的质量是客户最为看重的因素，食品冷链物流网络在订单数量满足的情况下，并不代表所有完成的订单都会得到客户的满意，因此客户满意率是对订单满足率指标的补充，客户满意率的表达式如式（14）所示。

客户满意率=客户满意的订单数量总订单数量×100%（14）

综合以上对于食品冷链物流网络连通可靠性、容量可靠性和性能可靠性的评价指标的描述，总结出食品冷链物流网络可靠性评价指标体系。食品冷链物流网络可靠性评价指标体系如表1所示。

4结语

文章从食品冷链物流网络具有特定对象的冷链物流网络结构要素和网络特性入手分析，从网络连通可靠性、网络容量可靠性、网络性能可靠性三个方面，网络连通系数、网络效能、平均收发货时间、信息化水平、订单处理失误率、订货提前期、设备完好工作率、设备温度达标率、运输柔性、库存柔性、运能满足率、订单及时交货率、订单满足率、食品损耗成本比、客户意见处理率、客户满意率十六个指标构建了食品冷链物流网络可靠性评价体系。

参考文献：

[1]翁心刚，安久意. 鲜活农产品冷链物流管理体系研究[M].北京：中国财富出版社， 2015：8-9.

[2]吴俊，谭跃进. 复杂网络抗毁性测度研究系统工程学报[J].2005（2）：128-131.

[3]李玉兰. 应急物流供应链运输调度节点可靠性动态分析[J].军事交通学院学报， 2015 （4）：49-52.

[基金项目]北京市社科基金项目“基于新鲜度的食品冷链物流网络可靠性研究”（项目编号：16JDGLC018）。

[作者简介]安久意（1985—），男，汉族，河南南阳人，北京物流学院副教授，研究方向：物流与供应链管理;杨会（1990—），女，汉族， 河北邯郸人，东方海外物流（天津保税物流园区）有限公司，研究方向：保税物流。