第 1 章 绪论
1.1 研究背景
随着我国经济的发展，人民群众的消费水平和安全意识不断提升。人们对于生鲜冷冻类食品需求量不断增加的同时，要求和标准也日益提高。在此趋势下，冷链市场规模不断扩大，冷链物流行业实现了快速发展。 然而，相较于其他供应链，冷链供应链系统有网络复杂性高、温度控制严格、时效性更强的特点，这些加剧了冷链供应链的脆弱性。此外，运营风险不确定，自然风险、流行病、偶发事件等自然或者人为的事件频发，使得冷链供应链网络愈发脆弱，面临着中断风险，即失效风险。而任何节点或者连接发生断裂，都会影响与之相连接的上下游企业，进而影响整个供应链，造成巨大的经济损失和产品浪费。如因新冠病毒防控，各地实行交通管制，造成运输中断，农产品无法运送到下游企业，很多产品因滞销而变质，下游企业激增的需求也无法得到满足。
失效风险影响供应链的正常运营，而具有弹性的供应链能够缓解失效风险，加强供应链的可靠性，使供应链在失效事件发生后能够快速恢复到正常运营状态，从而提高供应链的运作效率，降低成本损失。因此，在供应链优化设计阶段，考虑失效风险，结合弹性措施构建弹性冷链供应链（Resilient Cold Supply Chain，RC-SC）网络是十分必要的。
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1.2 研究目的及意义
1.2.1 研究目的
本文在分析冷链供应链失效风险和弹性的基础上，研究失效风险下弹性冷链供应链（RC-SC）优化模型。通过对供应商失效问题和多级失效问题分析，结合投资加固、后备供应商等弹性策略，构建了考虑供应商失效和考虑供应商及分销中心同时失效的弹性冷链供应链（RC-SC）优化模型，并结合算例探究了失效风险下的弹性策略决策、选址决策等问题，为冷链企业弹性供应链优化设计提供参考依据。
1.2.2 研究意义
（1）理论意义
关于弹性供应链优化问题已经是学术界研究的热点之一，然而，目前国内关于弹性供应链大多是进行定性研究，弹性供应链优化设计决策方面的定量研究不多，且国内外学者研究的弹性供应链网络多是一般的供应链，研究冷链弹性的较少。本文在对冷链供应链失效风险及弹性进行深入分析之后，考虑供应商失效风险及多级失效风险构建弹性冷链供应链（RC-SC）优化模型，为深入研究弹性冷链供应链（RC-SC）理论及优化模型奠定了基础。
（2）实际意义
目前，随着消费水平和安全意识的提升，人们对于产品的质量安全越来越重视，冷链成为新常态。但是冷链供应链自身复杂的结构、内外部环境的不确定性，使其更容易遭受风险的冲击，因此需要更具有弹性的供应链来应对这些冲击。本文对失效风险情况下冷链供应链优化设计问题进行研究，为冷链企业弹性的决策、弹性供应链的构建提供一定的参考和支持，帮助企业尽可能的降低失效损失。所以关于弹性冷链供应链（RC-SC）的研究具有重要的现实意义。
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第 2 章 冷链供应链失效风险及弹性分析
2.1 冷链供应链及其特征分析
2.1.1 冷链供应链流程分析
国外对于冷链的研究起步较早，美国、日本、德国等国家已经相继建立了各自的冷链物流体系。近几年来，随着我国经济快速发展，冷链得到越来越多学者的关注。
对于冷链的概念，Xiao 等人认为冷链是通过监测和控制与产品直接相关的环境条件，以保证产品质量，提高产品新鲜度的系统[53]。胡梦杰、孟凡婷认为冷链是让加工存储、运输及销售等各个环节处于低温环境之中以保障农产品安全和质量，最大限度减少变质损耗的供应链[54]。Shih 等人指出冷链是通过冷冻、储藏等措施将产品提供给最终客户的供应链[55]。
综上，可知冷链不仅涵盖了物流流通环节，同时又是一种需维持在低温环境下的特殊供应链。因此，本文将冷链供应链定义为：为了保证产品品质，合理降低产品损耗，在冷链产品采购、加工、存储、运输及销售的各个环节中实施低温控制的供应链。冷链产品均有易腐性，因此在整个过程中要进行温度控制，防止产品的质量变坏，冷链供应链流程如图 2-1 所示。冷链注重节点设施之间的快速交接和运作，这不仅需要先进的冷链技术，而且需要特殊的设施设备，以及供应链系统节点之间高度的协调性。只有各个环节紧密配合，相互协调，才能形成一个高效的冷藏链，保证冷链产品的质量。
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2.2 冷链供应链失效风险分析
2.2.1 冷链供应链失效风险定义
（1）供应链风险
风险是指由于各种主客观因素的存在，使得实际结果与预期结果发生偏差，从而造成损失的可能性。供应链风险是指在供应链运作中，导致供应链链条中断或者运作失败的具有不确定性或者不可预测的事件。这是由供应链不确定因素引起的，会影响供应链的运营成本和服务水平。冷链供应链更具有复杂性，冷链产品自身也存在许多脆弱性，如易腐性、时效性等，使冷链供应链整个过程中，对于温度、湿度的把控更加的严格，各节点之间也要高效衔接，存在的风险因素更多，冷链断链风险增加。因此，为提高竞争力，获取核心优势，企业需要高度重视冷链供应链的风险管理，识别潜在的风险并采取适当的行动来消除或者规避风险。
冷链供应链的风险可分为两大类。一是日常运营风险，主要来自于供需不确定。从冷链供应链的流程来看，包括原材料供应波动、管理风险、产品季节性的需求波动、供应链节点企业合作关系不确定、信息不对称、价格波动、产品质量不确定等。这是供应链经常面对的运营风险，属于供应链偏差风险，此类风险会影响供应链服务水平。二是来自供应链失效风险，包括地震、自然灾害、战争和恐怖主义、突发公共卫生事件、人为事件等。这类风险的特点是偶发性强，且不受管理者的控制，一旦发生将会致使供应链整体或者部分设施失效，造成供应链物流不能正常流动，中断供应链正常运作，所以也将此类风险称之为供应链中断风险。
（2）供应链失效风险
对于供应链失效风险的定义，姜慧华认为供应链失效风险是正常活动的中断，导致供应商不能按时交付的意外事件[56]。Kleindorfer 和 Saad 认为供应链失效是一种状态，是由于突发事件的影响造成供应链偏离原计划而不得不重新调整计划的状态[57]。Chopra 和 Sodhi 认为供应链失效是指造成供应链物流、资金流、信息流不能正常流动的任何事情[58]。基于以上研究，本文将冷链供应链失效风险定义为：由于突然事件的发生，导致冷链供应链整体或者部分设施失效，致使供应链物流、资金流、信息流发生紊乱，产品质量下降，显著偏离供应链预期。
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第 3 章 考虑供应商失效的 RC-SC 优化模型构建 .......................... 20
3.1 供应商失效与供应链设计问题分析 .............................. 20
3.1.1 供应商失效对供应链设计的影响分析 ...................... 20
3.1.2 考虑供应商失效的 RC-SC 优化问题描述 ....................... 21
第 4 章 考虑多级失效的 RC-SC 优化模型构建 .............................. 34
4.1 多级失效问题分析 ...................................... 34
4.1.1 多级失效问题描述 .................................. 34
4.1.2 假设条件及参数的说明 ............................ 35
第 5 章 算例仿真分析 ................................. 46
5.1 算例背景及已知信息 ........................................ 46
5.2 仅考虑供应商失效的仿真结果及分析 ................................... 48
第 5 章 算例仿真分析
5.1 算例背景及已知信息
某一食品企业成立于 2014 年，主要从事果蔬加工和冷链配送。公司秉承质量第一、客户为上的发展理念，凭借着优质的服务，在市场上具有一定的竞争力。然而，随着经济快速发展，市场竞争加剧，供应链内外部环境也在不断变化，在实际运营中，企业不仅面临着市场需求、价格等不确定性因素带来的干扰，而且自然灾害、突发事件等自然或者人为的因素也为该企业正常稳定的运营带来了极大的挑战。作为果蔬加工和冷链配送的企业，受冷链产品易腐特性的影响，供应链上任意一个环节的失效，都会给企业造成经济损失和产品浪费，降低企业的市场竞争力。为了抵御这些风险，保证稳定的运营，该企业计划构建一个具有弹性的冷链供应链网络，抵御供应链上运营和失效风险的同时提高其运作效率。此网络具体涉及 8 个备选供应商，5 个备选分销中心以及 10 个零售商。各个节点的具体数据如表 5-1、5-2、5-3 所示。
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5.2 仅考虑供应商失效的仿真结果及分析
在仅考虑供应商失效的情况下，根据历史数据，得到供应商失效的情景状态参数如表 5-5 所示。针对其可能发生的失效风险，企业考虑给予一定的额外投资，帮助供应商加固基础设施，投资加固水平有两种——低水平和高水平，设防水平高，失效后的产能也就多，分销中心与主供应商建立关系的固定成本等同于iF ，其他相关参数如表 5-6 所示。
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第 6 章 总结与展望
6.1 总结
随着社会经济的发展和人们消费水平的提高，冷链物流得到了快速发展。但是，冷链供应链自身的复杂性以及外部环境的不确定性，使其更容易遭受失效风险的冲击，从而导致断链，这会为整个供应链带来巨大的消极影响。因此，需要构建弹性的供应链来应对这些失效风险，保持冷链供应链的稳定运行。本文基于供应商失效和多级失效两种情况，研究具有弹性的冷链供应链优化模型，旨在供应链优化设计阶段嵌入弹性，增强冷链供应链的可靠性，使其在失效事件发生后，能够快速恢复到正常运营状态，为冷链企业弹性决策、弹性供应链的构建提供了理论依据和方法支撑。本文的研究成果主要包括以下几个方面的内容：
（1）对冷链供应链失效风险及弹性进行了分析。明确了冷链供应链的概念，总结了冷链供应链的特征；界定了冷链供应链失效风险定义，探究了其来源与分类；剖析了弹性冷链供应链的内涵，提出了增强弹性的途径。
（2）在探究冷链产品特征的基础上，将制冷能耗成本和腐败成本纳入总成本之中，在需求不确定和失效节点不确定情况下，通过嵌入投资加固和后备供应商两种弹性措施，构建了考虑供应商失效的弹性冷链供应链（RC-SC）优化模型。针对不确定性参数，采用情景法和鲁棒优化方法进行了转化，并设计了遗传算法求解模型。
（3）通过在供应链设计阶段预留一定的弹性能力，建立了以成本最小为目标、考虑供应商和分销中心多级失效的弹性冷链供应链（RC-SC）优化模型。然后设计了混合遗传-模拟退火算法对模型进行求解。
（4）通过算例仿真分析，得出了供应商失效和多级失效情况下的最优冷链供应链结构。同时算例结果表明了投资加固、后备供应商两种弹性措施在供应商失效以及预留弹性能力在多级失效中能够有效的缓解风险，使冷链供应链失效之后恢复到理想水平。此外，弹性系数影响着供应链成本，弹性系数越大，相应的供应链成本越高。
参考文献（略）