An optimization model for distribution route in cold chain of agricultural product
Abstract
The cold chain is the supply chain of perishable products from the place of origin, through the processes of processing, storage, transportation, distribution, and marketing under the necessary temperature to ensure safety, reduce loss and prevent pollution. In the cold supply chain, one of the crucial requirements is to minimize the time and route of transportation, ensure product quality as well as ensure cost-efficiency. This paper aims to build a mathematical model to minimize the total cost by selecting the route with the shortest travel time. The model is built based on the Vehicle Routing Problem (VRP) model and Non-linear Programming (NLP). Distribution activities of Bach Hoa Xanh stores in Ninh Kieu District, Can Tho City are used as an example of the proposed model. The analysis results provide the suitable transportation routes, to improve logistics costs in the case study at 18 stores of Bach Hoa Xanh, serving as a premise for developing and applying the model, contributing to improving operational efficiency for the whole chain.
Tóm tắt
Chuỗi cung ứng lạnh là chuỗi cung ứng các loại sản phẩm dễ hư hỏng từ nơi xuất xứ, qua các quy trình chế biến, lưu trữ, vận chuyển, phân phối và tiếp thị dưới nhiệt độ cần thiết để đảm bảo an toàn, giảm tổn thất và ngăn ngừa ô nhiễm. Trong chuỗi cung ứng lạnh, một trong những yêu cầu cần thiết là tối thiểu thời gian và tuyến đường vận chuyển, nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm cũng như hiệu quả chi phí. Bài báo này xây dựng mô hình toán nhằm tối thiểu tổng chi phí thông qua việc lựa chọn tuyến đường có thời gian di chuyển ngắn nhất. Bài toán được xây dựng dựa trên mô hình quy hoạch tuyến đường VRP và mô hình lập trình phi tuyến (Non-linear Programming_NLP). Hoạt động phân phối của chuỗi cửa hàng Bách Hóa Xanh tại quận Ninh Kiều, thành Phố Cần Thơ được sử dụng làm ví dụ cho mô hình đề xuất. Kết quả phân tích cung cấp tuyến đường vận chuyển thích hợp nhằm cải thiện chi phí logistics trong trường hợp nghiên cứu tại 18 điểm cửa hàng Bách Hóa Xanh, làm tiền đề phát triển và áp dụng mô hình, góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động cho toàn chuỗi.
Article Details
References
Ai, T. J., & Kachitvichyanukul, V. (2009). A particle swarm optimization for vehicle routing problem with time windows. International Journal of Operational Research, 6(4), 519-537.
Bai, Q., Yin, X., Lim, M. K., & Dong, C. (2021). Low-carbon VRP for cold chain logistics considering real-time traffic conditions in the road network. Industrial Management & Data Systems, 122(2), 521-543.
Bogh, S. & Olsson, P. (1990). The Chill Chain. Chilled Foods: the State of the Art, T.R. Gormley (ed.). London: Elsevier Applied Science. 245-267.
Dantzig, G., & Ramser J. (1959). The truck dispatching problem. Management Science, 6, 80-91.
Dridi, I. H., Alaïa, E. B., Borne, P., & Bouchriha, H. (2019). Optimization of m-MDPDPTW using the continuous and discrete PSO. Studies in Informatics and Control, 28(3), 289-298.
Hannan, M. A., Akhtar, M., Begum, R. A., Basri, H., Hussain, A., & Scavino, E. (2018). Capacitated vehicle-routing problem model for scheduled solid waste collection and route optimization using PSO algorithm. Waste management, 71, 31-41.
Hoàng, N. V. (2015). Chuỗi cung ứng lạnh mặt hàng nông sản của Pháp và Ấn Độ và bài học kinh nghiệm cho Việt Nam. Đại học Ngoại Thương.
Iswari, T., & Asih, A. M. S. (2018, April). Comparing genetic algorithm and particle swarm optimization for solving capacitated vehicle routing problem. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 337(1), 012004.
Ji, Y., Yang, H., & Yong, Z. (2015). Vehicle routing problem with simultaneous delivery and pickup for cold-chain logistics. In Proceedings of the International Conference on Modelling, Simulation and Applied Mathematics, Phuket, Thailand, 122 (pp. 70-74).
Lagos, C., Guerrero, G., Cabrera, E., Moltedo, A., Johnson, F., & Paredes, F. (2018). An improved particle swarm optimization algorithm for the VRP with simultaneous pickup and delivery and time windows. IEEE Latin America Transactions, 16(6), 1732-1740.
Li, X., Yuan, M., Chen, D., Yao, J., & Zeng, J. (2018, July). A data-driven three-layer algorithm for split delivery vehicle routing problem with 3D container loading constraint. In Proceedings of the 24th ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery & Data Mining (pp. 528-536).
Liên, B. T. B. (2020). Nhu cầu logistics lạnh đối với hàng nông sản Việt Nam. Tạp chí khoa học và công nghệ giao thông vận tải, 35, 95-101.
Liu, G., Hu, J., Yang, Y., Xia, S., & Lim, M. K. (2020). Vehicle routing problem in cold Chain logistics: A joint distribution model with carbon trading mechanisms. Resources, Conservation and Recycling, 156, 104715.
Liu, H., Pretorius, L., & Jiang, D. (2018). Optimization of cold chain logistics distribution network terminal. EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 2018(1), 1-9.
Lưu, N. V., Nghi, H. K., Wen, Y. J., Lin, L. B., Chao, H. T. (2010). Chuỗi bảo quản lạnh thực phẩm và kỹ thuật liên quan. Tạp chí Khoa học và Phát triển, 8(4), 684-692.
Ma, Y., & Xu, J. (2015). A cloud theory-based particle swarm optimization for multiple decision maker vehicle routing problems with fuzzy random time windows. Engineering Optimization, 47(6), 825-842.
Rodrigue, J. P. (2020). The geography of transport systems. Routledge.
Shabani, A., Torabipourv, S. M. R., & Saen, R. F. (2015). A new super-efficiency dual-role FDH procedure: an application in dairy cold chain for vehicle selection. International Journal of Shipping and Transport Logistics, 7(4), 426-456.
Song, M. X., Li, J. Q., Han, Y. Q., Han, Y. Y., Liu, L. L., & Sun, Q. (2020). Metaheuristics for solving the vehicle routing problem with the time windows and energy consumption in cold chain logistics. Applied Soft Computing, 95, 106561.
Thắm, T. T., Nghĩa, L., & Trinh, N. Đ. (2021). Khảo sát thực trạng áp dụng chuỗi cung ứng lạnh nông sản (mặt hàng rau, củ, quả) tại thành phố Cần Thơ. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 57(5), 292-303.
Wang, S., Tao, F., & Shi, Y. (2018). Optimization of location–routing problem for cold chain logistics considering carbon footprint. International journal of environmental research and public health, 15(1), 86.
Wang, S., Tao, F., Shi, Y., & Wen, H. (2017). Optimization of vehicle routing problem with time windows for cold chain logistics based on carbon tax. Sustainability, 9(5), 694.
Wang, Z., & Wen, P. (2020). Optimization of a low-carbon two-echelon heterogeneous-fleet vehicle routing for cold chain logistics under mixed time window. Sustainability, 12(5), 1967.
Zhu, X., Zhang, R., Chu, F., He, Z., & Li, J. (2014). A flexsim-based optimization for the operation process of cold-chain logistics distribution centre. Journal of applied research and technology, 12(2), 270-288.