冷冻还是冷冻？可持续食品供应链的决策策略外文翻译资料

英语原文共 6 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

国际J.生产经济学140（2012）731–736

冷冻还是冷冻？可持续食品供应链的决策策略

西蒙·扎诺尼，卢西奥·扎瓦内拉

意大利布雷西亚大学麦加尼格尼亚工业学院

A R T I C L E I N F O

文章历史：

收到日期：2010年4月14日

接受日期：2011年4月28日

在线发布2011年5月11日

关键词：食品供应链冷链易腐食品

B S T R A C T

在食品供应链（FSC）中，能源发挥着战略作用，是保证质量的基础，对确定经济价值具有重要影响。此外，同一类型的产品可能通过不同的能量需求、加工设备和花费在链本身的时间的链流动。

FSC之间的这些差异（产品寿命短与储存时间长、运输速度快与运输速度慢、能量贡献低与较高）促使本研究，其目的是在分析模型中捕捉影响问题的相关参数之间的关系，从而解决链选择的可能优化方法。

通过提出的建模方法，联合考虑经济方面和能源努力，以适应和保持产品质量随时间的推移，有可能解决理解FSC特性的新问题，从而支持决策并提高所采用解决方案的可持续性。

amp;2011 Elsevier B.V.保留所有权利。

1、引言

治疗和保存食物有几种不同的方法：然而，其中大部分需要能量的贡献。例如，由于热源的可用性，从最古老的时代起就开始使用加热，而除确定的地理区域外，由于能源的可用性（冰箱）以及在前几年冰的可运输性，产生的冷温度在最近的时代变得更为相关。目前，一些食品供应链是以冷冻和冷冻产品为基础的：詹姆斯等人（James et al.）描述了不同的运输链及其技术特征。（2006）。很明显，这些链中的一个关键元素是能量，也有其不同的形式，因为它是保证基于质量的过程的必要来源。此外，能源的使用意味着资源的消耗（通常是不可再生的），这一事实直接影响到金融稳定委员会的可持续性，以及其经济表现。

冷冻食品的配送和储存属于“冷链”范畴，冷冻食品在低温下保存，以保持其质量。在“冷链”中，应适当地使用能量，以防止食品随着时间的推移变质，避免其价值下降（例如，由于易腐产品的变质），并确保质量保持。

食品质量和食品本身的营养价值可能与一些重要的营养特征有关（例如，几种蔬菜的维生素C水平、几种水果的糖水平、肉类的蛋白质等），这些特征在收获或屠宰后立即开始恶化：冷链的目的是既保持质量又限制质量。从现场到消费者链的以下阶段的价值损失。

本文旨在研究能源在FSC中的作用，在FSC中，生产商收集产品，将其冷冻至设定的保存温度，并在最终交付给零售商之前将产品运输至中间分销商进行冷藏。从生产商到零售商，整个供应链必须保证温度水平，冷冻产品面临冷藏，冷藏时间决定了能源需求水平。此外，温度越低，所需能量越高，产品寿命越长：即，所概述的FSC优化要求对链本身进行建模，同时考虑温度设置及其对质量的影响（即食品保存及其营养价值）、能量和AS。社会成本其目的是提出一个FSC配置的模型-通过温度和存储时间的影响，从而了解它们对产品质量、成本和链的可持续性的影响，与质量退化和能耗有关。

为此，本文将按以下方式组织。第2节提供了对金融稳定委员会的更广泛的观点，以便在适当的背景下解决问题。第3节给出了建议建模方法的符号和框架。第4节是专门讨论对模型的评论和一些见解。

由模型本身提供。最后是总结性发言.共同和可预见的发展在第5节中给出.

2。文学背景

金融服务公司对其他商品具有独特的特点。同时，从这个角度来看，FSC揭示了库存和生产研究人员面临的挑战（Zavanella和Zanoi，2009年）.例如，FSC受接近典型生产问题的特性影响，但值得调查（例如，Akkerman和van Donk，2007年）：

●通常情况下，安装时间取决于时间和成本（考虑清洁、设备调节和包装选择）；

●储存时间应受到限制，不仅是因为保质期有限，还因为需要专用设备和空间，这在避免产品混合时可能会受到额外限制；

●应通过跟踪和高质量的系统快速处理。

然而，食品加工和分销可能涉及到明显不同类型的链：当比较新鲜食品（以产品寿命短、运输速度快和能量贡献低为特征，主要集中在运输阶段而不是储存阶段）和冷冻食品的供应链时，很容易发现这一事实。OODS 1（产品寿命长、运输速度慢、能源贡献高，尤其是在库存阶段）。简短的描述强调了能源在这两个链中所扮演的不同角色，包括能源形式（如燃料和电力）和能源使用的时间间隔（如最终消费前的食品储存时间）。当然，在实践中也可以发现混合情况，例如冷冻-解冻-烹饪-冷冻或新鲜递送-冷冻。

此外，近年来，对精确的连锁控制及其监控的需求已成为最关键的问题之一（Montanari，2008年）。保证食品安全和质量的需要与物理、生物和化学参数直接相关，这些参数经常相互作用，如温度和湿度的情况。从这个角度来看，法规也在促进新技术的应用和为金融服务公司量身定制的管理方法方面发挥了显著作用（Bogataj等人，2005年）。

在所描述的场景中，可以通过适当的调整（例如易腐和可变持有成本）来实施经典库存模型，并且可以调查并成功应用新的管理实践。为此，研究人员作出了努力，解决了问题的关键方面和相关参数。例如，Zhang等人（2003）提出了一种优化冷链结构的算法，将存储和运输成本降至最低（考虑到产品质量问题）。扎诺尼和扎瓦内拉（2007）考虑将一组不同的易腐产品从供应商运输到买方，目的是尽量减少库存和运输成本之和。Kuo和Chen（2010）提出了基于多温度配送中心的易腐货物特定链结构，而Cai等人（2010）讨论新鲜食品链生产商和经销商之间的协调问题。van der vorst等人（2009）提出了一个用于食品链设计的模拟工具，考虑到评估的不同情景的食品质量变化和环境负荷，同时考虑到不同的固有不确定性。阿胡玛达和维拉洛布斯（2009）对农业食品供应链的规划模型进行了最新的审查，从而证实了这一论点及其不同方法所获得的巨大关注。最近，akkerman等人。（2010）被提出的综合定量评审”的运营管理的研究在食品分发本管理：他们讨论了最先进的技术，并确定了进一步研究的挑战。

最后，尽管水果和蔬菜分销中心很重要，但在绩效管理文献中却受到了有限的关注（Manikas和Terry，2010年）。目前的贡献旨在研究整个供应链的最佳补货量，以便有效地满足零售商的市场需求，但Taking考虑到生产现场的能源努力（由于产品的适当加工）、沿分销渠道的额外能源努力（为保持产品本身的质量所需）以及产品成本恶化所决定的影响。

三。问题定义和符号

所研究的系统由一个分销商组成，该分销商从生产商处采购和储存冷冻或冷冻产品（生产商对产品进行了适当的处理，例如冷冻），并将其运送到不同的零售商处，从而达到最终的销售目标市场（图1）。

提出的模型将试图捕获食品质量退化率与保存所需能量之间的联系。从这个角度来看，质量和能量之间最相关的参数是保存食物所设定的温度：温度越低，沿着食物链所需的能量越高，保存食物质量的时间越长。

3.1。质量变化

即使产品的最佳温度贯穿整个冷链，产品的质量也会随着时间的推移而下降（Zhang等人，2003）。一般来说，食品的质量退化取决于储存时间t、储存温度t以及取决于储存环境的附加参数。一般而言，质量退化可通过以下方程式来描述（更多详细信息，请参见Labuza，1982）：

其中q是产品质量，k是降解速率（取决于环境条件），n是一个功率因数，定义为反应顺序，决定反应速率如何取决于剩余质量q的数量。温度是产品质量下降的主要原因：质量降解速率k和温度t之间的联系可以通过阿累尼乌斯方程来表示：

其中k0是一个常数，ea是活化能[j/kg]（一个表征指数温度依赖性的经验参数），r是气体常数[j/kg 1K]，t是绝对温度[1K]。此外，应注意的是，沿冷链分布的温度并不总是均匀的（James等人，2006年）。因此，总质量下降可能与原始质量有关，并可通过在链的每个步骤中合计质量下降（取决于每个供应链步骤的温度水平）来确定。

为了预测质量水平，式（1）建议可以根据给定的初始质量（Q0）、随后的存储时间间隔t和降解率k来估计产品的质量水平q（t，t）。因此可以定义以下表达式：

皮莱格等.（2002）建议使用威布尔幂律模型描述食品质量的等温降解，取决于储存温度和时间，如下所示：

其中b（t）和n（t）是温度相关系数。具体而言，B（t）可通过经验模型描述如下（Peleg等人，2002年）：

式中，t为温度[1c]，m和tc为常数，根据不同产品类别质量退化的实际数据，可以通过经验获得参数b（t）、n（t）、m和tc的值，从而利用上述方程计算储存后食品在g下的预期质量。时间段和温度水平。

以下给出了与上述方程式有关的不同食品的一些例子（Hui等人，2004）。选择实例是为了让读者了解温度对时间质量所起的关键作用（参见鱼的例子）以及保存广泛食用的蔬菜（如青豆）所允许的重要温度范围。图2强调了温度的作用及其对质量随时间退化的影响。还应强调的是，不同的产品对随时间和温度变化的降解表现出不同的敏感性：如图2所示，可以观察青豆在8摄氏度下储存50天后的质量（此处为维生素C水平）是如何变质的，而鱼则会降解其质量（此处为变质程度）。如果储存在18摄氏度下，100天后微生物增殖率为50%。

3.2。温度效应

由于冷链上的温度可能不同，因此需要在链的每个参与者之间实现同步。事实上，交货批次的大小决定了补货的时间，考虑到要保证零售商有一个确定的质量水平，批次大小也受食品保存温度的影响。事实上，温度越高，根据给定的质量水平，补充周期越短，以满足需求。此外，储存和运输阶段的不同温度意味着不同的能源努力，因此，不同的成本和不同的环境可持续性水平。

图2。不同储存温度下质量随时间下降的例子

为了比较链的不同层次所需的能量（例如，生产商的初始处理通常比配送中心的后续储存阶段更为能源密集），可以考虑达到不同温度和保持他们。据Rong等人（2010年），所需冷却阶段的不同性能系数（共冷却）之比可制定如下：

式（6）中，qhot是热储层释放的热量，qcold是冷储层吸收的热量，thot和tcold分别是热储层和冷储层的绝对温度。为了简单起见，可以将thot视为冷链参与者所在位置处的平均外部环境温度，为此，参考温度将设置为20 ℃

通过式（6），可以比较将产品冷冻到计划温度（例如30摄氏度）所需的能量（以及相关的经济和环境影响），而不是将其冷冻到较低温度（例如20摄氏度）：

两个例子之间的比例表明，以-30℃作为参考，选择在-20℃下冷冻食物需要76.8%的能量才能在-30℃下冷冻食物。事实上，食品加工的能量需求可能非常密集，这也取决于经过处理的材料和考虑的工艺（例如，在面包的情况下，Le-Bail等人，2010年）

为此，图3显示了使用30 1C作为参考时确定的相对冷却成本节约。很明显，不同的成本可能会影响利润。因为质量变化可能影响所考虑产品的价值。

图3。与能源相关的成本节约（温度参考-30℃）。

3.3。温度和质量：联合效应

正如已经观察到的，随着时间的推移，食品（即使正确储存）会受到质量退化的影响。因此，为了满足持续的需求，可以在冷链的不同阶段引入降价。这种做法是相当频繁的，它还可能旨在节省因产品在使用寿命后未售出而产生的处置成本。降价实践的使用可以被建模为随时间变化的凸持有成本（根据Ferguson等人，2007），或者，也可以计算随时间变化的相应成本损失（根据Blackburn和Scudder，2009）。当然，使用不同的政策来控制和面对质量和利润随时间的变化，也可能影响所考虑周期内的需求概况。这里介绍的模型不包括这一方面：但是，降价策略代表了一个有趣的视角，可以用于未来的研究和模型扩展。

4。模型

前几节讨论了温度在FSC中的作用，重点讨论了温度与能量的关系（第3.2节）和食品质量退化（第3.1节）。从供应链角度来看，有必要确定生产商成本（取决于生产现场设定的温度）、中央配送中心成本（取决于配送中心本身的储存温度和平均储存时间）和产品质量保护之间的权衡。换言之，通过提高温度降低保持成本可能会加速质量退化，从而增加价值损失。为此，考虑以下决策变量：

● 生产商和配送中心之间的转移批次大小q（它直接决定配送中心本身的平均储存时间）。

● 生产商一侧的食品处理温度、tp和食品储存温度（配送中心）td，这将生产商和配送中心运营的总成本降至最低。

配送中心D的需求曲线假定为一段时间内连续的。配送中心用于保证向快速向市场分销产品的零售商持续供应产品（Zhang等人，2003年）。

这个假设已经被引入模型的分析可处理性，即使它可能为进一步的开发带来空间。事实上，需求在一个周期内可能会变化，因为产品的新鲜度与其销售价格相结合，或者由于食品生产或/和消费的季节性。换言之，新供应产品的特点可能是需求量更高，因为其新鲜度，无论其售价如何。相反，客户等待大幅降价可能会改变需求概况，有利于产品使用寿命的最后一部分。

4.1。生产方成本

生产商面临的成本包括两个主要部分：第一个部分取决于批量大小（例如，冷却和处理过程产生的可变成本），第二个部分独立于批量大小（例如，冷却和处理过程的设置）。第一种成分直接与将一单位食品冷却至给定温度所需的比能耗[kWh/kg]（sec）有关，而第二种成分则取决于特定的处理设备。此外，还可以将这两种成分与冷却过程中达到的不同温度联系起来。在生产商的工厂，随时间的平均总成本可制定如下：

其中，EC是冷却能量的成本【h/kWh】，kp是生产设施的设置成本【h】，rtp是生产商为处理产品（即tp）设定的冷却温度下

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

资料编号：[609653]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word