（管理科学与工程专业论文）农产品物流网络的优化及可靠性研究.pdf

f j 尔| i ! j i 范大学f i ；! i ：学f 沦支 农产品物流网络的优化及可靠性研究 摘要 农产品的物流在整个农业发展体系中有着举足轻重的地位。合理地选择物流中配送 中心的定位，使其在农产品物流过程中起到良好的枢纽角色，从而形成稳定而又有效的 农产品物流网络，能降低库存成本和物流损失，提高流通效率和效益，增强农产品的市 场竞争力，推动整个农业系统均衡协调的向前发展。同时，随着社会的发展，经济市场 和环境瞬息万变，为了应对未来不同情况下出现的随机变化，可靠、稳定的物流网络是 农业物流有效运作的基础，而物流网络的可靠性更是衡量农产品物流能否及时顺利完成 指定任务的重要指标和确保农产品能够长期稳定地通过农产品物流到达消费者手中的 必要前提。 本文在综合考虑成本和服务等多种因素基础上，通过对农产品物流中配送中心选址 的研究来达到优化农产品物流网络的目的，并对农产品物流网络在流量随机情况下的可 靠性进行了研究。关于物流配送中心选址i u j 题，已有许多学者从不同的侧面进行了研究， 但各种模型都有其针对性和局限性，另外由于其复杂性，精确算法在实际中的应用范围 有限，本文针对农产品物流的配送中心选址时，涉及的因素多，并且这些影响因素又可 以分为定性因素和定量因素的特点，首先建立综合考虑成本和服务等多个影响因素的多 目标模型，在对各因素重要性进行评价时，采用定性分析和定量分析相结合的方法，考 虑到因素中部分信息的不确定性，用灰色层次分析法替代层次分析法来对反映多个目标 函数的评价指标确定其权重值，并以此将多目标模型转化为能涉及各个影响因素的农产 品物流配送中心选址单目标决策模型。针对模型特点，本文提出用一种自适应的采取并 行策略的改进遗传算法来对模型进行求解，对配送中心候选集进行筛选，从中选出合理 的配送中心，使农产品物流网络得到优化。 由于在物流网络中各条运输线路和配送中心的实际运作情况是不确定的，有时能处 理较多流量的农产品，有时则只能处理比较少的农产品，甚至在某些时候处于瘫痪状态； 为了更好的把握物流网络的在未来各种不同情况下的有效性，使农产品能长期稳定的在 物流网络上顺利传送，必须对物流网络在随机情况下的可靠性进行研究。本文借助随机 流网络的相关概念，建立随机状况下农产品物流网络的基于“成本一服务”型战略的随 机流量网络模型，考虑多种农产品同时在物流网络上传输的情况，并用一种建立在最小 d j 尔帅范人学烦 j 学 扛沦史 割集基础上的方法，对在限定成本和及时保证需求量前提下的物流网络在未来各种不确 定情况下能否把农产品传送到目的地的可靠性进行了研究。 关键词：农产品物流网络；可靠性；配送中心选址；灰色层次分析法；自适应并行 遗传算法；随机流网络 分类号：f 2 5 3 4 山东帅范人学坝i ：学位论文 o p t i m i z a t i o na n dr e l i a b i l i t yr e s e a r c ho fa g r o p r o d u c tl o g i s t i c s n e t v y o r k a b s t r a c t t h el o g i s t i c so fa g r o - p r o d u c th a sad e c i s i v e p o s i t i o n i nt h ee n t i r e a g r i c u l t u r a l d e v e l o p m e n ts y s t 锄r e a s o n a b l et os e l e c tt h el o 西s t i c sd i s t n b u t i o nc e n t e ri nm ep o s i t i o n i n g p l a ya ag o o dp i v o tr o l ed u 五n gt h ea 罂- o - p r o d u c tl o 舀s t i c s ，w h i c hf o r n las t a b l ea n de f f e c t i v e l o 西s t i c sn e t w o r ko fa 伊o - p r o d u c t ，t or e d u c ei n v e n t o 巧c o s t sa n dl o g i s t i c sl o s s e s ，i m p r o v e c i r c u l a t i o ne 珩c i e n c ya i l de 仃e c t i v e n e s s ，a 1 1 de n h a n c em a r l ( e tc o m p e t i t i v e n e s so fa g r o - p r o d u c t t op r o m o t eb a l a n c e da 鲥c u i t u r a ls y s t e m st h r o u 曲o u tt h ed e v e l o p m e n to fc o o r d i n a t i o n a tt h e s a m et i m e ，a ss o c i a ld e v e l o p m e n t ，e c o n o m i cm a r k e t sa n dt h er a p i d l yc h a n g i n ge n v i r o 咖e n t ， i no r d e rt oc o p ew i t hr a n d o mc h a n g e su n d e rt h ef 谂u r ed i 骶r e n tc i r c u m s t a n c e s ，ar e l i a b l ea n d s t a b l ea 鲥c u l t u r a ll o g i s t i c sn e t w o r ka r et h eb a s i sf o r t h ee h e c t i v eo p e r a t i o no ft h e l o 百s t i c s m o r e o v e r ，t h er e l i a b i l i t yo fl o 百s t i c sn e t w o r ki sa l s oi sam e a s u r ew h e t h e rat i m e l y a n ds u c c e s s 如lc o m p l e t i o no fi m p o r t a n tt a s k sa s s i 劲e dt ot h et a 唱e ta n d an e c e s s a r y p r e c o n d i t i o no f 肌s u r i n gl o n g t e r ms t a b i l i t y o fa 黟o - p r o d u c tt op r o v i d ef o rc o n s u m e r s t h r o u g ha g r i c u l t u r a l l o 百s t i c s i nt h i sp 印a tt h eb a s i co fc o n s i d 嘶n go nav 撕e t yo ff a c t o r s ，s u c ha s c o s t sa n d s e r v i c e st i m e ，i tm a k eas t u d yf o rd i s t r i b u t i o nc e n t e r si nt h es i t es e l e c t i o nt oa c h i e v et h e p u 叩o s eo fo p t i m i z a t i o no fa g r o p r o d u c tl o g i s t i c sn e 铆o r k ，a n da l s os t u d yf o r t h er e l i a b i l i t yo f a g m - p r o d u c tl o 舀s t i c sn e t w o r ku n d e rt h ec o n d i t i o no ft h es t o c h a s t i cf l o w a b o u t l o 舀s t i c sd i s t r i b u t i o nc e n t e rl o c a t i o np r o b l e m ，t h e r ea r ean u m b e ro f s c h o l a r sf r o m d i f f e r e n ts i d ec o n d u c t e das t u d yo nv 撕o u sm o d e l sb u th a si t so w ns p e c i f i ca n dl i m i t a t i o n s ， a n db e c a u s eo fi t sc o m p l e x i t y ，p r e c i s i o na l g o r i t h mi np r a c t i c el i m i t e dt h es c o p eo fa p p l i c a t i o n ， w h e nf a c e dw i t ht h ed i s t r i b u t i o nc e n t e r1 0 c a t i o np r o b l e mi n v o l v e di nm a n yf a c t o r sa i l dt h e s e f a c t o r sc a nb ed i v i d e di n t oq u a l i t 撕v ea n dq u a n t i t a t i v ef a c t o r s ，t h i sa r t i c l ef i r s t l ys e tu pt h e m u l t i o b j e c t i v em o d e lc o n s i i e r i n gm a n yi m p a c tf a c t o r ss u c ha sc o s t sa n ds e r v i c e s w h i l e e v a l u a t em ei m p o r t a n c eo fv 撕o u sf a c t o r s ，i tu s em em e t h o d sc o m b i n e d q u a l i t a t i v ea n a l y s i s 山为：帅范人学坝l j 学位沦义 w i t hq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s ，s o m eo ft h eu n c e r t a i n t yi n f o m a t i o ni nm ef a c t o r sta _ k e ni n t o a c c o u n t ，u s i n gg r e ya n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s si n s t e a do fa n a l ”i ch i e r a r c h yp r o c e s s d e t e n t l i n em ew e i g h tv a l u eo f 1 ee v a j u a t i o i it a r g e tr e n e c t i n gm u l t i p l eo b j e c t i v e 向n c t i o n ，a i l d t h i sw i l lb em u l t i o b j e c t i v em o d e lc a i lb et r a l l s f o 订i l e di n t os i n 酉e - o b j e c t i v ed e c i s i o n - m a k i n g m o d e lo fm es i t ei n v o l v e di nv 撕o u sf a c t o r s b ym e 锄so ft h ec h a r a c t 嘶s t i c s0 ft h em o d e l ， t h i sp 印e r p r e s e l l t sap a r a l l e la d 印t i v es t r a t e g yi m p r o v e dg e n e t i ca l g o r i t l l r nt os 0 1 v et h em o d e l ， t h ec a n d i d a t es e to fd i s t r i b u t i o nc e n t e r ss h o u l db es c r e e n e df o rs e l e c t e dr a t i o n a ld i s t r i b u t i o n c e l l t s om a tt l l el o 百s t i c sn e 俩o r ko fa 伊。一p r o d u c ta r eo p t i m i z e d b e c a u s et h ea c t u a lo p e r a t i n gc o n d i t i o n so ft h ev 撕o u st r a n s p o r t a t i o nr o u t e si nt h e l o 百s t i c sn e t w o r ka n dd i s 们b u t i o nc e n t e r si su n c e n a i n ，s o m e t i m e sm o r en o wo fa g r o p r o d u c t b ea b l e dt od e a lw i t h ，a n ds o m e t i m e si tc a no n l yd e a lw i t hr e l a t i v e l yf e wa g r o - p r o d u c t ，a n d e v e na tc e r t a i nt i m e si nap a r a l y z e ds t a t e i no r d e rt ob e t t e r 伊a s pt h ee f 瓷c t i v e n e s so ft h e l o g i s t i c sn e t w o r ku n d e rd i 仃e r e n tc i r c u m s t a n c e si nt h e 如t u r e ，s ot h a ta 黟d p r o d u c ts e n du p s u c c e s s 如1 1 ya tt h e s t a t eo f l o n g - t e n ns t a b i l i t yt h r o u 曲t h e1 0 舀s t i c sn e t w o r k ，w em u s tm a k e a s t l l d yf o r t h er e l i a b i l i t yo ft h el o g i s t i c sn e t w o r ku n d e rt h es t o c h a s t i cc o n d i t i o n s 1 nt h i sp a p e r t 1 心s t o c h a s t i ff l o w1 0 酉s t i c sn e t w o r km o d e lb a s e do n c o s t - s e r v i c e s ” s t r a t e g yw a s s e tu pu n d e rt h es t o c h a s t i cc o n d i t i o n sb yu s i n gt h er e l a t e dc o n c e p t so fs t o c h a s t i c f l o wn e m o r k ，c o n s i d e rm u l t i a g m p r o d u c t sw e r et r a n s p o r t e da tt h es a m et i m eo nl o 西s t i c s n e 伽o r k ，a n du s e sas i m p l ea l g o n t h mb a s e do nm i n i m a lc u t st os t u d yt h er e l i a b i l i t yo f w h e t h e ra 笋。一p r o d u c t sw e r ec o n v e y e dt ot h ed e s t i n a t i o nt h r o u g hal i m i t e dc o s ta n dt i m e c o n s t r a i n tl o 百s t i c sn e t w o r ku n d e rav 撕e t yo fu n c e n a i n t yc o n d i t i o n si nt h e 如t u r e k e y w o r d s ：l o 酉s t i c sn e t w o r ko fa 伊。一p m d u c t ；r e l i a b i l i t y ；l o c a t i o no fd i s t b u t i o nc e n t e r ； g r e ya n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ；a d a p t i v ep a r a l l e lg e n e t i ca l g o r i t h m ； s t o c h a s t i cn o w n e 觚o r k c 1 a s s i f i c a t i o n ：f 2 5 3 4 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得( 注：如没有其他需要特别声 明的，本栏可空) 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对 本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名7 弓阈谚 导师橼 学位论文版权使用授权书 象嘲 、 o 本学位论文作者完全了解堂撞有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权兰 撞一可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位做作者虢冯闻侈 签字日期：2 。7 年乡月夕日 导师签字： 参硒匕 纱 签字日期：2 0 咿年月乒日 “东! f ! j j 范人学顺i ：学他论义 1 1 研究背景和意义 第一章绪论 我国是农业大国，农业是国民经济的基础产业，农产品的生产、分配、交换和消费 共同构成了农业再生产的有机供应链条，任何一个环节缺失或不流畅势必影响农业的健 康发展。随着我国市场经济体制的进一步完善和科学技术的不断进步，农业和农村经济 取得了长足发展，农产品全面短缺的时代已经结束，并出现了区域性、结构性过剩；而 由于农产品生产的地域性与消费的普遍性、生产的季节性与消费的全年性之间的对立， 造成了农产品供给与消费之间的矛盾，解决这个矛盾，靠的就是发展现代农产品物流。 农产品物流不仅能使农产品实现其价值与使用价值，而且可以使农产品在物流过程中增 值，还能降低农产品生产与流通的成本，提高农业的整体效益。但是k 期以来，我国“重 生产，轻流通”的思想较严重，对农产品物流的研究也相对落后，f 1 前农产品物流的发 展远远不能满足农业和农村经济的发展需要，农产品流通不畅同益成为农业和农村经济 进一步发展的重要制约因素，如何加快现代农产品物流发展，已经成为 ! f = 会各界关注的 新热点。尤其是如何进行农产品物流网络优化，即网络规划和合理选择物流配送中心， 组成运作流畅的物流网络己成为迫切需要解决的难点所在。配送网点的数量及分布直接 反映了农产品物流的服务水平，对于现有的配送中心网点是否合理，在农产品物流网络 中的地位和作用是否妥当，在随机情况下是否具有较高的可靠性保障农产品物流的顺畅 流通，配送网点的拓展或重置过程中，哪些城市( 地区) 应该作为首选，各级物流配送中 心如何设计等问题，各企业都在进行不断的探讨。 本课题研究的农产品物流网络优化及可靠性问题，在国内外对这方面研究中，往往 是发展策略、制度等定性研究，定量分析研究还比较少；在国家f i 益重视农业发展和农 产品运输物流系统规划的今天，该课题的提出和解决具有明显的理论和实用价值。 1 2 国内外研究现状 现代物流的发展得到我国社会各界的高度重视，近几年，我国对物流理论的研究己 经取得了阶段性成果。目前现代物流研究的热点主要集中在物流基础理论研究，包括物 流的基本概念、第三方物流、供应链管理、物流信息化与标准化、电子商务与物流、物 【l i 东帅他人学坝l ：学位论文 流产业在国民发展经济中的地位与作用、物流与同际贸易等方面的研究；物流市场、物 流企业与企业物流的运作研究；行业物流与区域物流研究，包括港口物流、航空物流、 汽车物流、家电物流、烟草物流以及长三角物流、珠三角物流、环渤海物流等等瞄。而 且现代物流系统的发展规划己经成为政府和企业部门关注的热点，另外，我国学者对于 物流的研究大多集中在一般物流或共同物流运作规律的探讨上，对于专业化的特殊产品 的物流系统工程研究不多；而对于农产品物流的研究更是集中在有关农业物流发展问 题、策略的探讨及分析等定性研究上，定量研究上较少。本文研究分两个方面，即农产 品物流网络配送中心选址定位规划和随机情况下网络可靠性研究。本文分别从这两个方 面介绍国内外研究现状。 1 2 1 物流配送中心选址研究现状 近年来，关于各种物流网络节点选址问题国内外学者都作了大量的研究，取得了许 多研究成果。而对于农业物流网络优化的研究比较少。目前，选址方法主要有定性和定 量的两种方法。定性方法有专家评分法、d e l p h i 法等，定量方法有重心法、p 中值法、 数学规划方法、多准则决策方法、解决n p h a r dl 、u j 题( 多项式复杂程度的非确定性问题) 的各种启发式算法、仿真法以及这儿种方法相结合的方法等。定性方法往往是计算结果 取决于专家的评价，受人为因素影响较大7 咱引。 ( 1 ) 数学规划方法 数学规划方法包括线性规划、非线性规划、整数规划、混合整数规划和动态规划、 网络规划算法等。在近年来的研究中，规划论中常常引入了不确定性的概念，由此进一 步产生了模糊规划、随机规划、模糊随机规划、随机模糊规划等等。不确定性规划主要 是在规划中的c ( 价值向量) 、a ( 资源消耗向量) 、b ( 资源约束向量) 和决策变量中引入不 确定性，从而使得不确定规划更加贴近于实际情况，得到广泛地实际应用。国内外学者 对于数学规划方法应用于配送中心的选址问题进行了比较深入的研究。姜大元( 2 0 0 5 ) 应用b a u m o 卜w o l f 模型，对多物流节点的选址问题进行研究，并通过举例对模型的应用 进行了说明，该模型属于整数规划和非参数规划结合的模型。各种规划的方法在具体的 现实使用中，常常出现n p _ h a r d 问题。因此，目前的进一步研究趋势是各种规划方法和 启发式算法的结合。 ( 2 ) 仿真方法 仿真是利用计算机来运行仿真模型，模拟时问系统的运行状态及其随时间变化的过 2 山东帅范人学硕；j 学位论义 程，并通过对仿真运行过程的观察和统计，得到被仿真系统的仿真输出参数和基本特征， 以此来估计和推断实际系统的真实参数和真实性能。国内外不少文献将仿真的方法运用 于物流配送中心选址或是一般的设施选址的研究，研究结果相对解析方法更接近于实际 的情况。张云凤等( 2 0 0 5 ) 对汽车集团企业的配送中心选址运用了仿真的方法进行了研 究。先确定了配送中心选址的几种方案，应用了仿真软件对各方案建立了仿真模型，根 据仿真结果进行了分析和方案的选择。该方法为集团企业配送中心选址问题提供了一种 较为理想的解决方法。 ( 3 ) 启发式方法 根据不同的具体问题，启发式算法有很多种具体的方法，采用何种方法在很大程度 上依赖于特定的问题。般常用的有以下几种方法：交换算法；贪婪算法；减少算法； 松弛算法；近似算法等。此外现代发展起来的随机搜索的非线性全局优化方法有：模拟 退火法，遗传算法和蚁群算法等，都是对自然界某种现象的模拟，但是各自又是在不同 的优化准则f ，对参数的优化。即模拟退火法是以温度降低为原则，遗传算法是以子代 个体优于父代个体为原则，蚁群算法是以信息素增加为原则。 ( 4 ) 权重评分法 权重评分法是考虑影响物流网络节点选址的各种因素在缘合判断分析的基础上确 定出最佳的选址方案。研究成果表明在现代物流网络体系规划过程中，物流网络节点的 选址主要应考虑以下因素：自然环境因素、经营环境因素、基础设施状况、交通运输条 件以及其他因素。在上述评价因素分析的基础上，运用采用层次分析法a h p 法，将系统 所包含的选址影响因素进行分组，每一组作为一个层次，按照最高层若干中间层和最底 层的形式排列起来，形成一个比较完整的体系，组成一个系统，作为进行下一步分析的 依据。 ( 5 ) 动态选址 m a r i ae u g e n i ac a p t i v o 和f r a n c i s c os a l d a n h ad ag a m a 提出一种两阶段启发式 方法，来解决考虑了新建关闭成本的离散动态选址问题：e m a n e lm e l a c h r i n o u d i s 和 h o k e ym i n 针对一个涉及到对一个集制造工厂和仓库为一体的混合设施的再选址及逐步 淘汰的实际案例，利用一个动态的多目标混合整数规划模型，来确定其混合设施的再选 址及逐步淘汰的最佳时间；j o h nc u r r e n t 等提出两种方法预期机会成本最小化和最大 损失最小化，分析待选址设施的总数目不确定的动态选址问题。 3 山东帅池人学坳l 一学化沦文 在选址问题上，各种解析方法、启发式算法、多准则决策方法与仿真方法的结合， 可以弥补各自的不足，而充分发挥各自的优点，从而提高选址的准确性和可靠性。 1 2 2 随机情况下网络可靠性研究现状 目前，评价随机情况下网络可靠性的方法有蒙特卡罗抽样仿真法、状态树评定法、 以及基于网络中最小路集m p s 和最小割集m c s 的方法。国内在随机流网络方面近年来也 有了相关的研究但相对来说还比较少，特别是在相关应用领域。目前的文献大多只考虑 系统中弧的容量的限制，但是有些现实世界中的网络，网络中节点在一定时问内允许的 流量也是有限的，而且可能失效。 ( 1 ) 国内研究综述 王芳，侯朝桢n 们提出了一种计算随机网络可靠性的新方法，主要利用离散知识通过 一定的规则生成网络的状态树，使得每一个分支都是全序集合；在生成状态树的同时搜 索每一个分支，对状态采用基于割集的方法进行判断，每个分支上的最小的有效状态就 是网络的d 一下界点。由求得的所有d 一下界点，进而求出网络的可靠性。王芳，侯朝桢 m 提出一种估计随机流网络可靠性的基于蒙特 罗抽样和p e t r i 网建模仿真的m c p n 方 法。该箅法以蒙特卡罗方法为基本框架，通过蒙特卡罗抽样来模拟网络系统的随机性； 对于随机抽取的网络状态，通过p e t r i 网仿真计算相应加权图的最大流量，判断其是否 为有效状态。 以上所述，国内对估算随机流网络可靠性的算法的研究大都是在假定网络中节点完 好无损即不考虑节点的有效性的情况下进行的，而且，没有和实际的相关应用系统如城 市交通系统、计算机系统、物流系统等相联系。 ( 2 ) 国外研究综述 t s i a k i s 3 1 也提出用两阶段随机过程模型用于不确定要求下供应链网络的设计。作 者发展了一个大规模的修改整合的线性模型来解决这个问题，描述了一个涉及1 4 种产 品、1 8 个客户点、6 个分销中心和3 个要求条件的欧洲供应链网络研究案例。针对上述 存在的用于不确定因素下供应链设计的随机方法只适合小数目的情况。s h a b b i ra h m e d ” 提出一种样本平均近似( s 从) 方案，用一种能较快计算多数量节点流量的加速b e n d e r s 分解算法束解决大规模的随机供应链设计，他同样对于供应链的初步建模采用两阶段的 方法。y i k u e il i n 口3 针对基于节点的可能失效的多商品( 信息) 随机流网络 m u l t i c o 砌o d i t ys t o c h a s t i c f l o wn e t w o r k ，提出一种基于最小割集算法求出上界点 4 东帅范人学坝i j 学位沦文 用来评价网络系统的可靠性。他以两种商品( 信息) 在网络上传输为例，将节点的有效 性和弧的有效性一起考虑，列出所有的割集，并利用不等式组求出最小割集确定上界点， 从而得出网络可靠性的概率，并做出总结推广到多商品( 信息) 的传输。w e i w e c h a n g y e h 肺1 将不可靠节点和边一起考虑进随机流网络中，首先提出改进算法将d c 的案例数 目减少，使之更有效的利用最小割集算法求出网络可靠性的概率。从当前研究或扩展的 所知道的最好的算法中找出用简单的概念发展一个很直观的算法，使它从不考虑节点的 可靠性到考虑节点的可靠性。文献阳h 5 5 1 分别建立了以运输费用最小为目标的整数规划 模型，考虑具有不同运输模式的配送网络优化问题。文献嘶1 通过建立多目标模型，考虑 了具有多需求点、多供应点的配送网络问题，在寻优过程中，主要考虑了配送网络的总 费用和顾客需求的提前期的情况。综上所述，由于农产品物流的特殊性，现有的理论研 究不能很好地满足农产品物流网络优化及可靠性评价的实际应用要求，因此本文的研究 具有重要的理论意义和现实意义。 1 3 实际问题分析 随着经济一体化和全球化的发展，供应链上涉及的成员和活动所达到的范围越来越 广泛，农产品再也不象传统模式下在简单的几个周边局部区域内的流动和销售；在这其 中，农产品的物流在整个农业发展体系中有着举足轻重的地位。合理地选择物流中配送 中心的定位，使其在农产品物流过程中起到良好的枢纽角色，从而形成稳定而又有效的 农产品物流网络，不仅可以实现了农产品的空问转移来满足消费者的基本需求，还可 以调节农产品供需的品种、数量矛盾，减少地域化差异的影响，满足人们生活水平同益 提高的质量需求；同时，还能降低库存成本和物流损失，提高流通效率和效益，提高农 产品的市场竞争力，推动整个农业系统均衡协调地向前发展。因此，在多个侯选地中筛 选出合理的物流网络中配送中心，使整个农产品物流网络得到优化，对于完善农产品物 流体系，保障农产品运输安全战略的实现具有重要的社会和经济意义。 另一方面，随着社会的发展，经济市场和环境瞬息万变，为了应对未来不同情况下 出现的随机变化，可靠、稳定的物流网络是农业物流有效运作的笨础，而且物流网络的 可靠性更是衡量农产品物流能否及时顺利完成指定任务的重要指标。在现实的物流网络 中，不同类型的多个农产品可能同时在物流网络上传输，把每个配送中心看做网络中的 节点，节点之间的运输路线看作一条边的话，每条边上所能容纳的实际流量是随机变化 5 山东帅地人学坝i j 学位论义 的，会有不同的状态，而且还可能因为某种情况而失效。因为网络上这种随机性的存在， 物流网络的可靠性显得越来越重要，为确保农产品能够长期稳定地通过农产品物流到达 消费者手中，必须对物流网络的可靠性做出评价研究。 本课题在充分考虑农产品物流的多个影响因素的基础上，研究通过对农产品物流配 送中心的选址来设计和优化农产品物流网络的问题，并对网络在随机流量情况下能否有 效流通的可靠性进行了分析研究，建立农产品物流配送中心选址模型和物流网络随机可 靠性模型，通过理论模型及其算法的积极探索，为农产品物流网络的优化提供了决策依 据。 1 4 主要研究内容及主要研究方法 本文主要研究农产品物流网络优化中，配送中心选址舰划、随机情况下物流网络的 可靠性评价的问题。本文组织结构如图卜1 所示： 6 农产品物流网络 上 物流配送中心多h 标选址模型 上 g a h p 法设置影响冈素权重参数， 建立单目标决策模型 上 自适应，f ：行遗传算法模型求解 上 成本时间限定。卜多产品传送的农 产t i i 1 物流网络可靠性 f t 随机流网络模型 上 最小割集基础的方法求解 上 总结与展望 图1 1 组织结构 山东! ；i l i 他人学坝i j 学位论文 本论文选择农产品物流系统作为研究对象，建立了相应的农产品物流配送中心选址 的多目标理论模型，利用灰色层次分析法来设定各影响因素的权重参数，由此建立单目 标决策的选址模型，用改进的自适应并行遗传算法来对模型求解，从而解决农产品物流 网络的综合布局和优化问题；并对农产品物流网络在随机流量状况下的运营可靠性进行 了研究，建立了随机流网络模型，用基于最小割集的方法来对随机情况下的有成本和时 间限定，多种农产品同时传送时的物流网络可靠性作出分析研究。但由于论文的内容和 时间的限制以及农产品物流系统的高度复杂性，论文的研究不可能涉及各种运输方式下 整个农产品物流的运作和优化问题以及更复杂物流网络可靠性等问题，因此有些设想不 能在论文中完成，论文最后对全文的研究工作进行了系统总结，并指出了未来的研究方 向。 本章小结 本章首先阐述了论文选题的背景，指出了课题研究的蕈要意义，在国家同益重视物 流系统规划的今天，研究农产品物流系统的配送网点的选址定位和物流网络在随机情况 下的可靠性问题，并提出相应的规划方案具有重要理论价值和现实意义。其次，对罔内 外相关领域的研究文献进行评述，最后，总结了研究的目标，提出了具有可操作性的研 究方法，明确了本论文研究的主体内容和组织结构。 7 山东! j i i j 池人学颂! j 学位论文 第二章农产品物流系统概述 2 1 物流及物流系统基本理论 2 1 。1 物流的概念及内涵 我国国家标准物流术语( g b t 1 8 3 5 4 2 0 0 1 ) 对物流的定义：“物流是物品从供应地 向接收地的实体流动过程。根据实际需要，将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加 工、配送、信息处理等基本功能实现有机结合。”这个定义对物流活动作了比较客观的 表述，一定程度上说明物流活动具有相当的广泛性；由此可以得出：物流不仅仅只是流 通领域的活动，而是在产品和服务从供应地向接收地高效率、高效益、低成本的转移过 程中，达到满足客户需求的综合性活动。其重要内涵在于其系统工程的思想、整合化的 理念、一体化的运作模式和追求物流全过程最优化的目标啪3 。 2 1 。2 物流系统的含义及特征 ( 1 ) 物流系统的含义 物流系统是指在一定的时间和空问里，由所需位移的物资、包装设备、装卸搬运机 械、运输工具、仓储设施、人员和通信联系等若干相互制约的动态要素所构成的具有特 定功能的有机整体。物流系统是社会经济大系统的一个子系统或组成部分，物流系统的 目的是实现物资的空间效益和时间效益，在保证社会再生产顺利进行的前提条件下，实 现各种物流环节的合理衔接，并取得最佳的经济效益。物流系统整体优化的目的就是要 使输入最少，即物流成本最低，消耗的资源最少，而作为输出的物流服务效果最佳。 ( 2 ) 物流系统的特征 物流系统具有一般系统所共有的特点，即整体性、相关性、目的性和环境适应性，同 时还具有规模庞大、结构复杂、目标众多等大系统所具有的特征。 第一，物流系统是一个人机系统。物流系统是由人和形成劳动手段的设备、工具所 组成的。 第二，物流系统是一个跨地域跨时域的系统。由于世界经济的全球化和信息化，物 流活动早己突破了地域限制，形成了物流跨地区、跨国界的发展趋势。 第三，物流系统是一个可分系统。作为物流系统，无论其规模多么庞大，都可以分 解成若干个相互联系的子系统。 9 且；东帅范人学坝l ：学位论文 第四，物流系统是一个动态系统。一般的物流系统随需求、供应、渠道、价格的 变化，系统内的要素及系统的运行经常发生变化。这就是说，社会物资的生产状况、需 求变化、资源变化、企业间的合作关系，都随时随地地影响着物流系统，要求物流系统 是一个具有满足社会需要、适应环境能力的动态系统。 第血，物流系统的复杂性。物流系统的运行对象一“物”，可以是全部社会物资资 源，资源的多样化也带来了物流系统的复杂化。 第六，物流系统是一个多目标函数系统。物流系统的总目标是实现其经济效益。但 物流系统要素问存在非常强烈的“悖反 现象，这常称之为“交替损益 或“效益背反 现象，因此要同时实现物流时间最短、服务质量最佳、物流成本最低这几个目标几乎是 不可能的。一些典型的相互矛盾问题，在物流系统中广泛存在，如果处理时稍有不慎就 会出现系统总体恶化的结果，而物流系统又恰恰要求在这砦矛盾中运行并尽可能满足人 们的要求。显然，物流系统要建立多目标函数，并在多目标中寻求物流的最佳经济和社 会效果。 2 2 农产品物流的基本理论 农产品与工业品不同，是有生命的动物性与植物性产品，因此，农产品在物流过程 中对及时、保鲜的要求特别高。同时农产品价格较低，物流过程中的利润率较低，这使 农产品物流更难。所以，搞好农产品物流必须了解农产品物流的特性n 7 i 。 2 2 1 农产品物流的含义 农产品物流是指为了满足用户需求，实现农产品价值而进行的农产品物质实体及相 关信息从生产者到消费者之问的物理性经济活动。具体地说，它包括农产品生产、收购、 运输、储存、装卸、搬运、包装、配送、流通加工、分销、信息活动等一系列环节，并 且在这一过程中实现了农产品价值增值和组织目标。农产品物流也是一个包含着存储、 加工、包装、运输、销售以及伴随的信息收集与管理等一系列环节的系统。 ( 1 ) 农产品有储存的要求。任何农产品都不是同时生产同时消费的。农产品在生产 出来以后，总要经过或长或短的一段时间爿能进入消费。这段时间是由生产与消费在时 间、空间、集中与分散上发生矛盾所形成的。因此，这就要求农产品仓储环节从各方面 积极为农产品储存创造条件，建立和发展农产品仓库，提高农产品储存的物质技术基础 和技术水平，加强仓储的组织和管理，建立与健全农产品储存保管制度等等，提高农产 l o l 东帅池人学帧l j ：位沦上 品储存效率。 ( 2 ) 农产品有加工的要求。农产品加工是用物理、化学和生物的方法对农副产品进 行再生产的活动，是农产品从生产领域进入消费领域的重要环节。一方面，农产品的生 产和需求的特点要求农产品产供销密切结合，流通渠道畅通，产品采摘收获后及时送至 加工企业，再把加工品及时运达销售地，送到消费者手中；另一方面，以往我国农产品 主要是以出售初级产品为主，尽管近年来逐步认识到加工增值的重要性，也有了少量加 工，但由于加工技术落后致使加工深度不够，农产品附加值较低，诸如棉花、油料、甘 蔗、蔬菜、水果等农产品，在品种、质量、品级根本不能适应目前较高消费的需要，最 终导致农业比较利益低，农民收入无保证。因此，现代农业经济迫切需要农产品加工业 的发展与其同步。 ( 3 ) 农产品有包装的要求。农产品包装是对即将进入或已经进入流通领域的农产品 或农产品加工品采用一定的容器或材料加以保护和装饰。农产品包装足农产品商品流通 的重要条件。在流通过程中，粮食、肉类、蛋类、水果、茶叶、蜂蜜等农产品，不加色! 、 装则无法运输、贮存、保管和销售，送达消费者手中，也不便于包装机械的运用。农产 品包装是按照目标顾客需求、包装原则、包装技术要求进行的，从而可以保护农产品， 减少损耗，便于运输，节省劳力，提高仓容，保持农产品卫生，便于消费者识别和选购， 美化商品，扩大销售，提高农产品市场营销效率。 ( 4 ) 农产品有运输的要求。农产品商品地区之间的流通与运输，主要是由农产品生 产地区性决定的。一方面，各地生产有不同的土特产品，需要互通有无，不同地区同类 农产品的生产有集中或分散，多余或匮乏，需要长短互补。另一方面，农业生产专业化 和商品化程度的提高，势必冲破地方性市场，要求农产品进行地区之间或全国性的流通， 城乡居民生活水平的提高，要求农产品必须满足不同需要和提高经营效益。因此就要求 农产品运输环节依农产品产区供应的可能和销区实际的需要来合理组织农产品运输。 ( 5 ) 农产品市场有信息的需求。传统农产品流通过程中，由于信息网络技术应用水 平较低，出现了农户“卖难”和消费者“买难 的信息不对称矛盾。在市场经济就是信 息经济的今天，只有获取和掌握充分的巾场信息，在农产品生产结构上作出合理规划和 布局，力能有效地解决部分地区的结构性过剩和部分地区存在不足的矛盾。 山东i j l l j 范人学坝i j 学位论文 包装 理 图2 1 农产品供应链物流模式图 2 2 2 农产品物流类别 根据农产品物流的具体对象不同，农产品物流大致可划分为以下几类： ( 1 ) 粮食作物物流。粮食是人类赖以生存的最主要的物质资源。如今，人们不仅 可直接食用或将粮食加工成食品；还把它广泛用作轻化工原料。据有关资料，2 0 0 7 年 我国粮食总产量已超过5 0 2 亿吨，加上进口，每年进入流通领域的商品粮约6 5 0 亿千 克，这足物流的一大对象。 ( 2 ) 经济作物物流。经济作物足指除满足人们食用需求外的、用于工业尤其是轻 纺工业和食品工业原料的农产品，经济作物商品率大大高于粮食作物，物流需求大。 ( 3 ) 畜牧产品物流。畜牧产品不但向人们生活提供肉、蛋、奶等食物，还向轻工、 化工、制革、制药工业提供原料，对物流需求量大。畜牧产品物流可进一步分为肉类流、 蛋类流、奶类流等。 ( 4 ) 水产品物流。水产品需求大致来自3 个方面：一是居民家庭消费；二是水产 品加工食品、方便食品、旅游食品、餐饮等社会消费；三是出口。一般而言，淡水水产 品比较分散，要