基于多目標優化的生鮮食品聯合庫存研究

郝世綿++胡月英　鐘德仁

摘 要 生鮮食品是人們生活的必需品，隨著生活水平的不斷提高，人們的消費觀念也隨之發生變化，生鮮食品在安全性、時效性以及多樣性等方面引起的研究一直居高不下，同時在服務上的要求也日益嚴格、高標準。而企業要達到消費者所滿意的服務水平，它的總成本會很高，企業的利潤將會大大減少。解決生鮮食品中出現的問題，滿足消費者需求的同時使總成本最小是關鍵所在。文章通過層次分析法對生鮮食品的多個目標進行分析評價，并根據分析結果提出對策建議。

關鍵詞 生鮮食品；多目標優化；層次分析法

[中圖分類號]F71；F724 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0461（2017）01-0024-06

一、問題提出

我國是生鮮食品生產與消費集一體的大國，由于經濟全球化推動生產力的快速提高，人們的經濟實力增強，消費水平大增，消費者對生鮮農產品的需求量逐年增加。隨著人們的需求呈現出多樣化，生鮮食品的種類越來越豐富，消費者對生鮮食品的關注點集中在品質、安全方面，與此同時，企業根據消費者需求做出多目標決策，因此，從供應商到消費者這一流通過程中必須要有先進的管理體制，使產品從企業到消費者這個過程中成本最少，因而，聯合庫存應運而生。因為生鮮食品和其他食品有著較大的不同，在生鮮食品目標上的要求比較高，它的目標多于其他食品類，對它的聯合庫存研究比較難，國內外對生鮮食品的聯合庫存研究也較少。因此，對研究生鮮食品的聯合庫存模型具有重要意義。

生鮮食品是人們生活中必不可少的，由于生鮮食品的時效性較短，因而它對運輸方面的要求就比較高，而且生鮮食品易腐爛變質，不容易儲存。生鮮食品的新鮮度是影響消費者購買的一個重要因素，對生鮮食品的保鮮成為一個熱點，各種保鮮技術紛紛出現，冷鏈物流也迅速發展起來。在現在激烈的市場競爭環境下，單純依靠產品本身已經不能在當前的市場競爭中取得優勢，提高服務水平、提供高品質服務成為關注點。聯合庫存管理能夠使成本明顯降低，在信息共享下，使庫存實現聯合管理，庫存不會出現異常，為供應鏈的同步化提供了基礎和保障，并且具有利潤共享、風險共分的功能。目前國內外對生鮮食品的研究都不多，因此對生鮮食品的聯合庫存多目標優化的研究具有重要意義。

二、相關研究綜述

1.關于聯合庫存的研究

聯合管理庫存的研究日益火熱，國內外對此都進行了大力研究，也取得了一些成果。在國內，張鑫（2014）等研究了同時考慮延期支付與訂單成本，改變零售付款方式，建立EOQ模型，得出聯合庫存的相關數據[1]。李群霞（2015）等根據單一的生產商和單一的客戶構成的供應鏈庫存模型，考慮提前期，建立庫存成本模型，求解最小的聯合庫存成本，進行決策優化[2]。姜華（2014）等在供應鏈的基礎上，結合企業實踐研究，以產銷聯合庫存為例，建立模型，使用定量分析庫存成本最小化[3]。劉崢（2014）等在隨機需求下，運用仿真方法，對兩種庫存模式進行分析，研究聯合庫存模型[4]。董琪（2015）等在建立兩級聯合庫存模型的基礎上，分析橫向調撥策略，建立庫存配置優化模型，并應用線性規劃軟件對模型進行分析[5]。鐘德強（2014）等討論在不允許缺貨的情況下，構建庫存成本模型，探討建筑材料供應鏈聯合庫存問題，為企業管理提供新思路，從整體上達到最優[6]。莫降濤（2014）等研究通過投資改變缺陷品率，產品經過零售商檢查后降價，建立聯合庫存模型，得出最優解[7]。蓋麗軒（2015）等以興和縣馬鈴薯供應鏈為例，研究使供需雙方責任與權力平衡，避免風險單方面放大現象的貨存供方聯合庫存管理模式[8]。Lo等研究在通貨膨脹的情況下，缺陷品率服從Weibull分布的聯合庫存訂購策略[9]。Soni等研究需求依賴于價格的聯合庫存問題[10]。

2.關于聯合庫存多目標優化的研究

文永麗在社科論壇上發表的文章主要研究在城市，家電在綠色物流概念下的聯合庫存管理配送模式，這種模式有效的降低了成本[11]。呂君（2013）等研究聯合庫存對閉環供應鏈的影響，分別從3個方面分析，即成本、提前期和客服水平[12]。李芝梅（2008）研究一個周期內的多物品供銷聯合庫存問題，建立多物品供銷聯合庫存模型[13]。宋雪蓮（2013）研究了以運輸成本和庫存成本為目標，以標準正態分布和導數為方法，以服務水平為約束條件的多目標聯合庫存管理，并與傳統的庫存模式相比較證明模型有效性[14]。謝華忠（2007）等研究了一定周期內，需求量確定且是在不允許缺貨的情況下，多目標、單一水平、多產品的聯合庫存補貨策略，以求解成本最小[15]。邵舉平（2015）等采用模糊隸屬度函數，引入生鮮度損耗系數，并在此基礎上，結合總成本與客戶滿意度，建立生鮮多目標優化模型[16]。黃進紅（2012）等研究在一定服務水平條件下，求解庫存成本和運輸成本最小的多目標模型[17]。

3.關于生鮮食品聯合庫存多目標優化的研究

（1）生鮮食品特性研究。國內，申風平（2015）等在根據生鮮食品的特性分析影響物流服務商的原因，構建模型分析結果[18]。于舒婷（2010）研究生鮮食品的特點，分析直采模式的意義并給出建議[19]。蔡路昀（2014）等在關注生鮮食品的特性時，專注于研究生鮮食品的保鮮[20]。陳紅麗（2015）等以生鮮肉類企業為對象，研究建立服務質量評價模型[21]。由于生鮮食品的特性需要冷鏈運輸，曾美花（2015）等在考慮存儲成本和運輸成本時，在確定性需求條件下，根據不同的碳交易機制，調整訂貨量，降低總成本[22]。

（2）生鮮食品聯合庫存意義研究。在國內，劉玲（2015）等研究了在兩個銷售渠道下生鮮商品的定價與庫存問題，并假設在缺貨時優先滿足線下消費者的聯合庫存策略[23]。趙艷豐（2013）在文章里討論了連鎖超市生鮮的聯合庫存，討論了生鮮食品配送中心的建設和信息平臺的搭建，并進一步對聯合庫存管理提出建議，加強管理研究[24]。

綜上所述，國內外對聯合庫存多目標優化的研究有不少（見表1），從上文中可以看出，但是對生鮮食品聯合庫存多目標優化的研究可以說是幾乎沒有。本文就是在綜合各專家學者的觀點意見的基礎上，對生鮮食品的多目標進行建模，最后分析結果給出建議。

三、評價指標體系構建

1.評價指標體系構建的目的

評價目標是評價的起點和歸宿。評價目的主要由體系目標、分析評價、規定評價條件和定義評價體系等確定。本文的構建的體系目標層是生鮮食品聯合庫存優化。

2.體系構建的準則

（1）系統性原則。系統性是將決策目標看作一個系統，完成整體優化。生鮮食品聯合庫存優化是一個系統工程，需要進行相關要素分析，協調優化各因素。

（2）合理性原則。合理原則的適用范圍比較寬廣，它要綜合考慮個體與整體的發展規律，從總體出發考慮可行性。評價體系的構建要合理，它的各指標的選擇亦要合理，個體的合理與總體的合理要統一起來。

（3）代表性原則。系統目標里包含了不同的指標項目，而不同的項目所包含的要素很多，所以需要選擇具有代表性的指標進行重點分析評價。

3.評價指標的選擇（見表2）

四、基于AHP評價建模

1.建立層次結構模型

本文是對生鮮食品聯合庫存進行評價，所以評價體系為生鮮食品聯合庫存評價體系A，隨后確定的4個一級指標是：經濟性B1，保鮮度B2，服務水平B3，多樣性B4；其次，一級指標成本按功能不同可分為5個二級指標，而多樣性根據加工程度和保存方式的不同可分成3個二級指標，因而生鮮食品聯合庫存評價體系共有13個指標，這13個二級指標分別是：倉儲成本B11，運輸成本B12，流通加工成本B13，包裝成本B14，裝卸搬運成本B15，時間B21，保鮮技術B22，服務質量B31，服務效率B32，信息B33，初級生鮮商品B41，冷凍冷藏生鮮商品B42，加工生鮮商品B43（見圖1）。

2.構造兩兩比較判斷矩陣

（1）賦值。建立兩兩比較判斷矩陣，它是層次分析法最關鍵的步驟。將每個層次的因素進行兩兩比較，構造出判斷矩陣，計算因素權重，分析下一層因素對上一層因素的重要程度，權重值得計算，需要相對重要度的標度，判斷矩陣的標度如表3所示。

假設目標層為A，準則層為B，子準則層為C，則，各因素的判斷矩陣可列為：

A=1 2 3 41/2 1 3 31/3 1/3 1 21/4 1/3 1/2 1，B1=1 2 3 4 51/2 1 2 3 41/3 1/2 1 2 31/4 1/3 1/2 1 21/5 1/4 1/3 1/2 1

B2=1 21/2 1，B3=1 2 5 1/2 1 3 1/5 1/3 1， B4 =1 1/5 1/35 1 33 1/3 1

（2）求解各因素的權重。

①列向量歸一化，即求出各判斷矩陣每一列的總和，再把判斷矩陣的每一個元素除以其相應列的總和，得出標準判斷矩陣：

A=0.480 0.522 0.462 0.4000.240 0.261 0.308 0.3000.160 0.131 0.154 0.2000.120 0.087 0.077 0.100，

B1=0.438 0.490 0.439 0.381 0.3330.219 0.245 0.293 0.286 0.2670.146 0.123 0.146 0.191 0.2000.110 0.082 0.073 0.095 0.1330.088 0.061 0.049 0.048 0.067，

B2=0.667 0.6670.333 0.333，B3=0.588 0.600 0.5660.294 0.300 0.3330.118 0.100 0.111，

B4=0.111 0.131 0.0770.556 0.652 0.6920.333 0.217 0.231。

②行和歸一化，即求出列歸一化后的矩陣每一行的總和，再將矩陣每一行的總和相加，使兩者相除（總和除以總和相加），所得的值等于W。

A（W）=0.4460.2770.1610.096，B1（W）=0.4150.2610.1630.0980.062，

B2（W）=0.6670.333，B3（W）=0.5810.3090.110，

B4（W）=0.1060.6330.261。

③根據上面已知的條件，可得到：

A（W）=1.8871.1200.6470.385，B1（W）=2.1281.3370.8140.4940.314，B2（W）=1.3330.667

B3（W）=1.7490.9300.329，B4（W）=0.3191.9430.789。

單位特征向量：

A（W）=（0.466，0.277，0.161，0.096）T

B1（W）=（0.415，0.261，0.163，0.098，0.062）T

B2（W）=（0.667，0.333）T

B3（W）=（0.581，0.309，0.110）T

B4（W）=（0.106，0.633，0.261）T

3.權重結果分析及一致性檢驗

一致性檢驗一般由5個步驟組成：

第一步是被檢驗的判斷矩陣乘以其特征向量，得到賦權和向量；

第二步是每個賦權和向量的值分別除以對應的特征向量的值；

第三步是計算第二步結果的平均值，記為λ；

第四步是計算一致性指標CI（CI■）；

第五步是計算一致性CR（CR=■），RI指的是自由度指標，修正值RI如表4：

由于最大特征值，λmax=■（■），CI=■，CR=■，根據表4和所知數據可得：當n=2時，RI=0；當n=3時，RI=0.58；當n=4時，RI=0.96；當n=5時，RI=1.12；所以得表5。

當CR=0時，判斷矩陣有完全一致性；當CR≤0.1時，判斷矩陣有基本一致性，CR越接近于0，判斷矩陣的一致性越高。因為CR的值與矩陣的一致性具有直接關系，所以根據表5可知，各矩陣的CR均小于0.1，因此各矩陣具有一致性。

利用層次分析法，我們可以算出每個指標的權重，根據層次總排序，畫出柱狀圖，結果如圖2和圖3所示。

4.結果分析

從上文得到的各級指標的權重值中，可以明顯的看到一級指標中經濟性B1所占的比重最大，這表明經濟性在生鮮食品聯合庫存中的地位十分重要。其次，一級指標中權重由大到小的排序分別是：保鮮度B2、服務水平B3、多樣性B4。同時，在二級指標中，經濟性包含的五項中倉儲成本B11的權重最大，運輸成本B12，流通加工成本B13，包裝成本B14，裝卸搬運成本B15呈依次遞減；保鮮度中的兩項時間B21的比重大于保鮮技術B22的比重；而服務水平中的三項，權重值屬服務質量B31為最，其后依次是服務效率B32和信息B33；最后一個一級指標多樣性的權重排序為：一是冷凍冷藏生鮮商品B42，二是加工生鮮商品B43，三是初級生鮮商品B41。

由此綜上可知，在降低成本的同時，還要兼顧其他方面，在保證服務水平一定的基礎上，提高時間效率，豐富生鮮食品的多樣性，利用聯合庫存管理，實現多目標優化，最終達到降低總成本的目的。同時，采用先進的保鮮技術，提高生鮮食品的保鮮度，提高服務質量。

五、對策建議

1.優化管理模式，綜合降低各項成本

（1）轉變觀念，推進聯合庫存管理模式。聯合庫存管理與舊的庫存管理模式相比具有很多優勢。聯合庫存管理使供應鏈庫存管理的運作程序變得簡單，物流環節得到優化，提高了供應鏈的整體工作效率，使成本下降。由于供應鏈由不同的部分組成，每個部分相互獨立，因而產生了不確定性和需求信息不對稱，導致庫存出現不平穩，增加庫存成本，聯合庫存管理模式能使供需雙方實現信息共享，從而穩定庫存。從供應鏈整體看，聯合庫存管理減少了庫存點和和相應的庫存設立費及倉儲作業費，從而降低了供應鏈系統總的庫存費用。除此之外，這種庫存控制模式也為其他科學的供應鏈物流管理如連續補充貨物、快速反應、準時化供貨等創造了條件。

（2）建立協同發展互利機制。生鮮電商與物流配送企業是提升生鮮電商物流配送服務質量的兩大主體，兩者的配合度和融洽關系影響到生鮮電商物流配送服務質量提升。生鮮電商的發展離不開物流配送企業，物流配送企業也依托于生鮮電商的發展，兩者的生存息息相關，緊密聯系。協調兩大主體的發展，建立聯合發展機制，提高兩大主體的配合度，共建一個良好的互利平臺，對雙方的長期發展都有重要意義，同時也是提高生鮮電商物流配送服務質量的重要保障。因此，實現團結互助、互利共贏是提升生鮮電商物流配送服務質量的重要發展方向。

（3）培育協同發展文化理念。每一個企業在發展過程中都會形成一套獨特的并為企業量身打造的文化和理念，基于文化理念的不同，企業的價值觀和發展方向也不一致。從哲學角度考慮，文化具有創新性、包容性，表現為海納百川。協調生鮮電商與物流配送企業的發展則必須要考慮到兩大企業的文化理念不同，實現兩者的文化理念的交融，減少在發展過程的分歧，實現理念一致，朝著同一個大方向發展。提升生鮮電商物流配送服務質量是生鮮電商與物流配送企業共同努力的結果，缺一不可。

（4）合理規劃網絡節點，節省全產業鏈運輸成本。運輸成本在總成本里擁有的份額很多，占據了總成本的50%，所以降低運輸成本是一個重點。合理規劃運輸路線，減少運輸環節，盡量避免二次運輸，同時要消除迂回運輸、相向運輸等不合理運輸現象，運輸距離短、顧客集中，有利于集中運輸，可以節省運輸成本，使利潤放大化。而且聯合庫存能夠使運輸路線得到優化，使運輸距離和運輸車輛減少，從而使得運輸成本比傳統的庫存管路模式低。此外，企業還可以根據實際情況制定合理的運輸方案，以減少成本。

2.借鑒國外先進技術，進行技術發展創新

（1）發展生鮮食品線上線下銷售模式。2015年我國GDP達到67.67萬億元，同比增長6.9%；網購市場規模達到3.8萬億，同比增長35.7%[17]，網購的發展得益于互聯網的深入發展，人們對網上購物的接受度越來越高，技術也越來越成熟，因此發展線上超市生鮮銷售的時機是成熟的。超市可以加入電商平臺，消費者可以在網上下單，由超市進行配送上門；同時，超市現場銷售的商品即可起到展示作用，也滿足其他人群的需要。這樣線上、線下銷售同步展開，增加了銷售量，減少了庫存，從而使生鮮食品的新鮮度得到保證，并且能夠有效降低成本。

（2）進行技術創新，發展冷鏈物流。隨著人們生活水平和思想觀念的改變，人們對生鮮食品的選擇提出了更高層次的要求，為了適應消費者日益變化的需求，為消費者提供新鮮、安全的生鮮食品，冷鏈物流配送發展起來。冷鏈物流最早開始研究是在國外，發展也相對成熟，而我國的冷鏈物流和國外相比仍處于起步階段。我國冷鏈物流的發展可以借鑒外國的技術經驗，同時也需要國家政策的大力支持。冷鏈物流體系的發展完善，有益于生鮮食品的保鮮銷售，同時也能減少損耗，降低成本，還能夠提高服務水平，增加客戶滿意度。

3.提高服務水平，增加客戶滿意度

（1）提高服務質量，打造高品質服務。服務質量在此篇論文的這個體系中占有重要位置，提升服務質量，讓顧客享受高品質的服務，增強消費者的消費信心，增強顧客對企業的信認感，從而留下一個高大的形象，提高企業的知名度，為企業做免費宣傳，節省了廣告宣傳成本。企業要貫徹服務標準，加強員工服務意識；政府要制定行業服務標準，完善服務標準體系，規范服務行為。食品安全也是服務質量的一個重要內容，保證生鮮食品的食品安全非常重要，服務質量得到保障，食品安全才有保障。

（2）提高服務效率，深化服務水平。質量與效率是相互的，兩者的統一才能達到好的標準；有質量沒效率的服務，會讓人失去耐心，有效率沒質量的服務，會使人憤怒。服務效率是服務質量的價值體現，因此，公司的進步，質量與效率兩者必須統一。與此同時，使用高級的硬件設備也是改進服務效率的一種方法。提升服務態度，提高服務效率，深化服務水平，創造高標準的服務，是企業需要努力的方向。

（3）搭建信息平臺，實現信息共享?；ヂ摼W的深入發展，現代技術的不斷進步，為信息平臺的搭建創造了基礎，為實現信息共享提供了技術保障。信息平臺的搭建，使得信息傳遞更方便快捷，能夠有效解決企業間及企業內部的缺乏協作和溝通的問題，使雙方都能夠看到自己需要的信息，及時掌握需要的信息，實現信息共享。平臺是信息中轉的一個點，信息搜集整理完成后，發布在平臺上加以存儲，共需要者查詢。

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