农产品物流配送中心选址模型研究及实证分析

孟祥锟

【摘要】农业是我国国民经济的一项根底产业，在促进国家经济体制不断完善的基础上发挥着举足轻重的作用。但是农产品的种类各式各样，并且区域性过剩，生产地与需求地分散，卖难买难，为实现均匀分配，自然少不了运输配送。鉴于农产品自身具有的特殊性（如：易腐易烂等），所以，为降低农产品在运输配送过程中的货损率及配送难度，合理的选择农产品物流配送中心显得尤为重要。农产品物流配送中心选择恰当，不仅可以降低物流总成本，还可以提高物流系统的整体效率。本文选择了离散型选址模型对农产品物流配送中心进行选址，并采用了0-1整数规划法将选址问题升华为了最小成本问题，即建立以最小成本为目标的数学优化模型。由于农产品具有易变质的特性，所以在建立目标函数时加入了因变质而带来的货损成本，即建立集运输成本、管理成本、货损成本于一体的选址模型。为证实所建模型的科学合理性，计划通过所拟算例进行实证分析，选址模型的求解借助于LINGO软件，并参照选址结果来获得符合要求且所耗成本最小的配送中心。

【关键词】农产品物流;配送中心选址;离散型;0-1整数规划;LINGO

1、 绪论

1.1 研究背景

作为农产品生产及消费大国的中国，在2020年2月的中央一号文件中明确指出：国务院要抓好“三农”领域的重点工作，确保如期实现全面建成小康社会。近年来我国的农业生产总值以井喷之势发展着，农业发展飞快，表明着中国未来的农产品市场潜力无穷，同时也从侧面反映出农产品的分销已然成为亟待解决的问题。

物流在促进国家经济快速发展的过程中发挥着重要作用。庞大的农产品市场对农产品物流的呼吁声也越来越大，甚至占据大份额的商品流通。农业产出物是农产品物流的服务对象，大量学术文献依据农产品的特性进行了大量的物流研究，力图改善农产品物流的发展。而从政府所提出的政策以及学术研究方面来看，我国农产品物流仍处于初步发展阶段，在不断进步的过程中仍有许多方面需要改进，如：运输成本过高、物流效率较低、浪费及变质率大等。实际上，农产品物流的终极目标是使不计其数的农家将生产出的农产品以效益最大的方式投递到消费者的手中。而实现这一过程的最重要环节之一便是对农产品物流配送中心进行合理选择，以期对整个系统进行升级优化。

1.2 研究目的及意义

我国农产品的物流内容庞杂，整个农产品物流网络较为烦琐，农产品从生产领域向消费者的平稳运输已经成为一个非常值得关注和研究的问题。要改善我国的农产品物流，有三个目的首先应该达到：首先是在物流的构成中能够使农产品增值;其次是提高农业在整个产业中的效益，并降低农产品在物流流通中的成本;最后是使任何农业产出物都能实现其应有的价值和使用价值。

对农产品物流配送中心进行合理选址被选为达到上述三个目的的重要突破口。农业经济虽然得到了稳步提升，但是农产品却存在着地区分配不均匀的问题。无论是“买”还是“卖”，都存在着一定的困难，且在运输配送的过程中变质率极高，所以如何降低农产品的货损及浪费成为农产品在运输配送过程中亟待解决的问题。配送中心是连接供应商与消费者之间的纽带，正确选择农产品物流配送中心对于大大提高消费者满意度和农产品配送效率具有重要的研究意义。

农产品物流配送中心的建设有利于整个物流网络的规范化管理，并提高农产品的配送质量。大多种类的农产品对时间非常敏感，具体表现在：一农产品不像其他产品，其保质期短，并且对存储环境有特殊要求;二农产品的生产具有季节性，很难使集中供应与常年稳定消费保持一定的平衡。非常明显，这些特性都会给农产品物流的顺利进行造成障碍。为了确保农产品在配送过程中不出现差池，需要十分注重农产品物流配送中心的选址问题。

因此，深入学习农产品物流配送中心的选址模型、优化选址结果对更好的提高消费者满意度、使农产品的变质率只降不升、提高农产品的效益等就有着格外重要实践意义。

2、 理论知识研究

2.1 农产品物流理论研究

2.1.1 农产品物流的概念

农产品物流是物流的一个分支。关于物流，许多中国学者已经做出多种定义，但定义的本质大同小异。其中中国物流术语标准将物流定义为：物流是从供应地点向收货地点的实际流动过程。这一过程在为满足顾客需要而进行切实服务时集结了物流的各项功能。

根据物流的概念，扩展了农产品物流的概念理解。《中国物流发展报告》将农产品物流定义为：农产品物流是农业销售物流，这是由于销售活动导致的农产品在供应方和需求方之间的实际流动。这些活动包括农产品销售和运输、满足农产品消费需求的流通和加工等。根据以上理论经验，本文将农产品物流定义为：从供应地到需求地运输农产品以满足消费者需求的过程，并且这是一个创造时间效用与空间效用的过程。

2.1.2 农产品物流的特点

农产品物流作为物流的一个分支，除了具有常规物流的一般功能和特点外，本身还具有一些特殊性，主要表现在以下几个方面：

（1）农产品物流品类繁多且数量巨大。

我国地形及气候条件复杂，也正是因为这些环境条件，使得我国农产品种类应有尽有，大致包括粮食、棉花、油料、畜牧类、果蔬、水产品等。据国家统计局统计，2018年我国粮食产量达到65789.2万吨、棉花610.3万吨、油料3433.4萬吨、水果25688.4万吨、肉类8624.6万吨、水产品6457.7万吨等。而这些农产品投入市场后，势必会形成庞大的农产品物流体系。

（2）农产品物流具有较强的周期性和季节性。

不同地区、不同季节所盛产的农产品不同。农产品受气候影响较大，因此农产品物流会呈现出一定的季节性。同时，一旦某一季节的农产品成熟，其物流量就会增加，而过了这一季节，物流量就会急剧下降，波动性较大。而出现这样的周期性是因为农产品非高峰季节交替出现，集中供求与常年稳定消费之间出现了背反现象。

（3）农产品物流具有一定的风险性。

其一，与普通产品不同，农产品的保鲜保质期较短且时效性较强不宜久存，如果农产品无法在有效的时间内运送至目的地，那么农产品腐烂变质将会是不可避免的现象，致使农产品遭到贬值。其二，虽然农产品本身具有季节性，但是消费者对农产品的需求却是常年稳定，农产品需要一定的库存，这使得农产品在供给时可能会出现牛鞭效应。因此，农产品物流具有一定的风险性，而为了降低风险、使农产品价值得到最完美的利用，最有效的途径之一是上下游之间的无缝连接，而配送中心则成为了其中的一个重要枢纽。

（4）农产品物流对物流技术的要求很高

农产品物流对物流技术的要求很高，具体表现在：农产品大都是有机物，物流难度极大，这大大提高了对物流各个环节的技术要求;与其他产品相比，农产品外型不一且价值不高，为提高竞争力需要对物流的各项功能用到极致，这对物流技术而言是个极大的考验。

2.2 配送中心的理论研究

2.2.1 配送中心的概念

《物流术语国家标准》将配送定义为：根据用户的要求进行物流活动，例如拣选、加工、包装、分割、组装等，并且要在经济合理区域范围内，按时交货到指定地点。可以理解为：根据消费者的订货需求，在仓库、物流中心等物流节点进行分类和分配，并以合理的方式将其交付给消费者的过程。

《物流企业操作指南》将配送中心定义为：接受订单并对采购或运送到的货物进行分拣、加工、包装、配送等处理的物流服务机构。即可以理解为专门从事配送分销业务的物流基地。

作为物流枢纽的配送中心能够组织物品的供应或销售，能够利用空间效用、时间效用提高物流系统服务水平、降低企业经营成本，使管理从无序到有序，以至使农产品物流的服务质量更加完善。

2.2.2 配送中心的功能

配送中心在整个配送活动中起到担当作用，依据配送中心的概念，可以将配送中心的功能归纳为以下几点：

（1）运输功能

配送中心的主要功能是运输，利用先进的技术和设备、采用适当的运输方式及运输路线，将配好的物品按照要求送至消费者手中。

（2）集货功能

配送中心为实现按需配货，需从供应商购进大量品种的商品，并调节货物供应与需求以优化资源配置。

（3）储存功能

为了确保持续的配送活动，配送中心应确保一定数量的货物储备，并做好仓储工作。

（4）装卸搬运功能

为降低货物在搬运装卸过程中的损坏率，配送中心需要严格把控装卸搬运的技术水平，从长远来看，技术水平的提高不但可以加快货物的流通速度，还能在一定程度上降低物流成本。

3、 农产品物流配送中心选址模型的构建

3.1 选址原则

如何合理地选择农产品物流配送中心，即应遵循怎样的原则，是每一个从事农产品物流行业或研究农产品物流的人们所应思考的问题。为选择合理，农产品物流配送中心选址时应以适应性、经济性、协调性、战略性、竞争性等为原则，具体如下：

（1）适应性原则

物流配送中心的选址在遇到内外部的突发情况时，应具备较强的适应能力。例如：国家经济政策和发展准则发生调整、物流资源和供需分配与预期不符等。

（2）经济性原则

农产品物流配送中心的选址要考虑成本控制问题，收益大于成本，以总费用最低为原则。农产品物流配送中心的选址影响着未来的物流活动及物流运营。

（3）协调性原则

以整体的观点看待农产品物流配送中心的选址，从系统的角度出发，将整个物流网络作为一个大系统，使物流过程的各个部分相协调、地区分布相协调、物流的技术水平相协调等。

3.2 模型构建

3.2.1 模型假设及参数值的确定

物流配送中心的选址模型有离散型选址模型和连续型选址模型两种，由于在选址时会有多种客观条件的限制，往往是在多个备选点中选择合适的区域。因此，本文选择使用0-1整数规划法的离散型选址模型，即在某一特定区域内其需求点与备选点的位置及个数是确定的，在各项需求得到满足的前提下，把农产品物流配送中心的选址问题升华为最小成本问题，以使总成本最小，资源得到最佳配置。

所建模型的假设有以下内容：

①只考虑一种类型的农产品，即单产品多个备选地址的决策选址模型;

②运输成本由运输距离及运输量来确定。

算例分析时可确定的参数值：

①需求地个数确定、需求量确定、地理位置确定;

②供应地至配送中心、配送中心至需求地的运输成本确定;

③农产品的变质率为确定值，θ=0.004即;

④配送中心容量及供应能力确定，且可以满足各方面的需求。

3.2.2 模型建立

模型特色说明：本模型是建立在前学者模型的基础上进行改进的。首先，在目标函数中加入了因农产品变质而带来的货损成本，且货损成本的计算方式不同于其他学者在研究配送中心选址时所采用的计算方式，多数学者仅考虑到新鲜度与时间之间的关系，本文所选择的计算方式考虑到了新鲜度与时间、温度等物理、化学因素之间的关系，因此精确度会更高;其次，在笔者所阅文献中虽有涉及货损成本但更多选择的是定性分析方法，很少使用定量分析方法;最后，在約束条件中，前学者更多是一个需求地只由一个配送中心来服务，而笔者所假设的条件是一个需求地可由多个配送中心服务，此种假设更贴合实际。

4、 算例验证

4.1 算例介绍

假设M市区有农产品供应地甲和乙两个，即t=2;有备选地址三个，即n=3;有需求地A、B两个，即m=2。现在要从三个备选地址中选出一定数量的地址来建设农产品物流配送中心，这些配送中心向A、B和C三个需求地提供蔬菜这一农产品且蔬菜的单位进价为400元，具体数据如下：

4.2 模型运算

本文选择Lingo-12进行模型求解。Lingo是专门用来求解一些线形或非线性规划模型的一种软件，该软件是由美国LINDO系统公司研发而来，并且所具备的功能十分强大，方便灵活，最主要的是执行速度非常快。因此，笔者认为利用该软件求解优化模型是做出合理决策的最佳选择。

从运算结果可以得知，备选地址1和3被选为农产品物流配送中心，并且通过上述数据所构成的物流网络系统所得到的总成本最小，即最小物流成本为41190.26元。

运行结果的特别说明：Lingo软件不同于Matlab等软件可以对运行结果进行迭代次数的比较，Lingo是用来求得所建模型的一个最满意的目标函数值及决策变量的结果。

本文所建算例切实的验证了文章第四部分所建选址模型的正确性及合理性，能够得到相对满意的选址结果，以科学的理论知识体系解决了现实的管理问题。

总结：

本文在研究大量文献的基础上，着重对农产品物流配送中心的选址问题进行研究，并确定了文章的研究思路及研究重点。在对农产品物流的现状及配送中心的理论做了简单的阐述后，从农产品不同于其他产品的自身特性出发，以定量的角度分析了农产品物流配送中心的选址策略，利用0-1整数规划法建立了集管理成本、运输成本、货损成本于一体的选址模型。在本文所拟算例中，依据现实状况进行各项条件的假设，并在Lingo的运行下得到了多个备选点的优选结果，依据优选结果做出了满意决策。如本文算例所示，算例中有三个备选地址：z1、z2、z3，根据求解结果做出1和3的选址决策。

在配送中心的选择问题上，虽然选址模型发挥着重要作用，但在实际问题中，农产品物流配送中心的选址问题涉及到诸多不确定及难以量化的因素，如竞争对手、政府政策等。仅仅注重自身的经济效益偏于片面，难以统筹全局，如果能够综合考虑各种因素，那么所建模型将更具有理论意义及实践价值。因此，与其有关的其他问题在未来都应该得到关注并解决。

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（本文作者单位为枣庄市交通运输综合执法支队，山东省枣庄市，  277100）