Developing an advanced Multi-Temperature Joint Distribution System for the food cold chain
1. Introduction
As reported on the WHO website, food and waterborne diarrhoeal diseases kill approximately 1.8 million people annually, most of whom are children, in less developed countries. The growing trends of global food production, processing, distribution and preparation create the need for food safety studies to improve the global food supply chain. Consumer awareness of food safety and government food safety regulations are the major driving forces behind cold chain development. Cold chain issues have continued to be seriously addressed in the food industry and academia in recent years. In temperature sensitive and perishable products (TSPPs) logistics, a special type of supply chain management has been established, named Cold Chain Management (CCM). Temperature monitoring and control are essential parts of CCM, because they are necessary for food safety. However, they are costly to logistics service providers (LSPs). The term lsquo;food chainrsquo; refers to the total supply process from agricultural production, harvest or slaughter, through primary production and/or manufacturing, to storage and distribution, to retail sale or use in catering and by consumers (Stringer, Hall, amp; The Breakdowns in Food Safety Group, 2007). The global trade in PTSPs such as refrigerated products and prepared meals is growing due to tariff reduction, continuous improvement in transportation efficiency, advances in communication and information technology, and enhancement of cold chain systems (Bogataj, Bogataj, amp; Vodopivec, 2005). The requirements and dynamics of the foodservice market differ noticeably from those of supermarket grocers. However, little research on the foodservice sector has been presented in the supply chain management literature (Francis, Simons, amp; Bourlakis, 2008). To protect the health of customers, public authorities must establish regulations on cold chains, and the related industries need to establish cold chain systems which not only meet the regulations but are also cost effective to operate. In the food trade, consumer preferences in products are becoming increasingly diverse. The design of food supply chains should prevent loss in production improve sales efficiency, and reduce inventory by minimizing the order cycle time (Iijima, Komatsu, amp; Katoh, 1996). Effective logistics systems should not only deliver food products freshly and safely, but also be on time, which is an important concern of customers. One of the particular attributes of the logistics systems for chilled and frozen goods is the maintenance of product quality, which is dependent on the duration of delivery time and variation of temperature in the cold chain (Zhang, Habenicht, amp; Spie, 2003). The physical logistics system of a cold chain is configured to minimize the cost of storage and transportation, and to meet the requirements of product quality. Although a cold chain can improve the maintenance of product quality, it requires more capital investment in storage and transportation facilities, and is more costly to operate. However, most food companies are SMEs, and most food products are produced by SMEs. For example, 62.2% of food companies are SMEs in Europe (Daives, 2004). These SMEs may outsource their food logistics to 3PLs in order to focus on their foodservice specialty and to reduce the logistics cost. The focus on logistics has shifted from manufacturer-oriented to consumer-oriented. The transportation cost is increasing because the number of deliveries to customers is greater than ever, while the shipment size and the delivery time continue to shrink. Therefore, it is necessary to develop cost effective and mass-customized logistics services in the food chain. As aforementioned, this paper presents a Multi-Temperature Joint Distribution logistics model for the food chain.
Implementing the MTJD-based food cold chain supported by the latest information technology and the advancement of cold chain equipment, LSPs can achieve operation cost reduction and performance improvement. This MTJD-based model facilitates innovation in logistics services and leads 3PLs to a competitive advantage in the area of thermal protection for perishable shipments and temperature sensitive products. A case study is presented in this paper by using the regulative cycle presented in van Strien (1997). The regulative cycle is a problem-solving methodology which consists of the following steps: problem identification, problem diagnosis, planning, intervention (implementation), and evaluation. In this paper, the MTJD-based model is proposed according to the requirements of the food chain and the operations of a 3PL in Taiwan. In addition, the proposed service model can be a valuable reference for the logistics industry. The remainder of this paper is organized as follows. First, we will present the concepts of cold chain and food cold chain. Second, the as-is business model is introduced. Third, the basics of MTJD and the MTJD-based food cold chain for the case company are presented. Finally, we make a conclusion for this paper.
2. Food cold chains
The agri-food supply chain possesses several characteristics such as shelf life constraints for raw materials and perishability of products, long production throughput time, seasonality in production, necessity of conditioned transportation and storage, safety concerns, and so on (Aramyan, Oude Lansink, van der Vorst, amp; van Kooten, 2007). Due to the increasing food safety regulations and consumersrsquo; awareness regarding food safety, the study of the food chain or agri-food chain recently has capture more attention in the areas of food science and engineering, and supply chain management. Food safety regulations include product temperature control along the supply chain, tracking of air and p
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为冷链开发先进的多温度联合分配系统
1.介绍
根据世界卫生组织网站上的报告,在较不发达国家中,每年约有180万人死于食物和水源性腹泻病,其中大部分是儿童。全球食品生产,加工,分配和制备的增长趋势,导致需要进行食品安全研究,以改善全球食品供应链。消费者对食品安全和政府食品安全法规的意识是冷链发展的主要推动力。近年来,食品工业和学术界一直在认真解决冷链问题。在温度敏感和易腐产品(TSPP)物流中,已经建立了一种特殊类型的供应链管理,称为冷链管理(CCM)。温度监控是CCM必不可少的部分,因为它们对于食品安全是必需的。但是,它们对物流服务提供商(LSP)而言成本很高。 “食物链”一词是指从农业生产,收获或屠宰,到初级生产和/或制造,到存储和分配,再到零售或用于餐饮以及由消费者使用的总供应过程。由于关税降低,运输效率的不断提高,通信和信息技术的进步以及冷链系统的增强,PTSP的全球贸易(例如冷藏产品和便餐)正在增长。食品服务市场的需求和动态与超市杂货店的需求和动态明显不同。 但是,在供应链管理文献中,关于食品服务业的研究很少。为了保护客户的健康,公共机构必须制定有关冷链的法规,而相关行业则需要建立不仅符合法规而且还具有成本效益的冷链系统。在食品贸易中,消费者对产品的偏好正变得越来越多样化。食品供应链的设计应防止生产损失,从而提高销售效率,并通过最小化订单周期时间来减少库存。有效的物流系统不仅应新鲜安全地交付食品,还应按时交货,这是客户的重要问题。 冷藏和冷冻货物物流系统的特殊属性之一是维持产品质量,这取决于交货时间的长短和冷链中温度的变化。冷链的物理物流系统配置为最大程度地减少存储和运输成本,并满足产品质量的要求。 尽管冷链可以改善产品质量的维护,但它需要在仓储和运输设施上进行更多的资本投资,并且运营成本更高。但是,大多数食品公司都是中小型企业,而大多数食品都是由中小型企业生产的。例如,欧洲有62.2%的食品公司是中小企业。这些中小型企业可以将其食品物流外包给3PL,以专注于其餐饮服务专业并降低物流成本。对物流的关注已从以制造商为中心转向以消费者为中心。 由于向客户交付的数量比以往任何时候都要多,而运输规模和交付时间却在不断缩小,因此运输成本不断增加。 因此,有必要在食物链中开发具有成本效益的大规模定制物流服务。如前所述,本文提出了一种针对食物链的多温度联合分销物流模型。LSP实施基于最新信息技术支持的基于MTJD的食品冷链以及冷链设备的进步,LSP可以降低运营成本并提高性能。这种基于MTJD的模型促进了物流服务的创新,并使3PL在易腐货物和温度敏感产品的保温领域具有竞争优势。本文利用van Strien提出的调节周期来进行案例研究。调节周期是一种解决问题的方法,包括以下步骤:问题识别,问题诊断,计划,干预(实施)和评估。本文根据食物链的需求和台湾3PL的运营情况,提出了基于MTJD的模型。另外,所提出的服务模型可以为物流业提供有价值的参考。本文的其余部分安排如下。首先,我们将介绍冷链和食品冷链的概念。其次,介绍了原样的业务模型。第三,介绍了案例公司的MTJD基础知识和基于MTJD的食品冷链。最后,我们对本文进行了总结。
2.食品冷链
农业食品供应链具有多个特征,例如原材料的货架期限制和产品的易腐烂性,较长的生产吞吐时间,生产的季节性,有条件的运输和存储的必要性,安全问题等等。 由于日益严格的食品安全法规和消费者对食品安全的认识,对食品链或农业食品链的研究最近在食品科学与工程以及供应链管理领域引起了越来越多的关注。食品安全法规包括整个供应链中的产品温度控制,冷藏车中空气和产品温度的跟踪,生产工作单元和装卸点以及经过验证的标准化设备。 国际标准化组织(ISO)对食品质量提供了最流行的定义,即“某种产品或服务的特征和特性的总体取决于其满足既定或隐含需求的能力”(ISO 8402),来自不同背景,在不同地区工作的所有社区都可以达成共识。在冷链中,温度条件会影响潜在风险,冷藏产品的保质期和最终质量。 来自Montanari的预测微生物学的进步使研究人员能够通过考虑温度,内在特征和包装环境的影响来对食品安全和质量进行建模。 新鲜产品的冷藏或低温至关重要,因为它可以最大程度地减少食源性疾病的风险,通过减少几种生理活动来保持最佳质量,并减少腐败微生物的生长速度。新鲜产品的质量和安全性可以通过使用供应链上的温度曲线来确定。 在过去的二十年中,PTSP交付和分发的主要部分是从制造商或农场直接到超市。 近年来,这些PTSP已在众多便利店中分发和出售,以及通过批发商和零售商直接向客户的在线销售。客户希望可以安全,新鲜,及时地收到他们订购的产品。 在物流过程中任何温度变化都可能导致风味丧失甚至变质。 众所周知,温度是食品安全和质量的重要参数。 通过收集和分析8000多个食品安全细目,“食品安全细目分类”提出了综合食品供应链的通用模型,并确定了在任何阶段都可能发生的21种通用细目分类食物链。与温度相关的故障也包括在21种类型中。在冷链中,时间-距离或温度的任何变化都可能导致成本增加,而供应链中的附加值却会减少。为了食品安全和质量,在供应链的每个阶段都需要小心谨慎,需要持续地监控温度,因为大多数食品都是PTSP。 为了满足客户的期望,需要适当的冷链管理(CCM)。,平均而言,欧洲消费者的购物篮大部分(比如说超过60%)包括冷藏和冷冻食品以及无需热处理即可食用的食品。 此外,食品供应,储存,分配和加工的全球化增加了冷链的重要性。食品供应链通常包括食品生产和食品贸易中的所有环节,同时也代表了所有后期生产活动,例如最终产品的存储,运输,分配和零售,以及进出口。CCM被定义为“规划,实施和控制易腐货物,相关服务和信息从一个或多个原始点到生产,分配和消费点的有效,有效流程和存储的过程。 以满足全球范围内客户的需求。” CCM将易腐货物的独特物流活动整合到现有业务流程中,以创造客户价值。有学者强调了从购物到饮食产生的食品安全知识和实践方面的一些空白。 在他们的研究中,消费者不了解他们在维持冷链中的重要作用。 尽管温度是CCM的关键参数,但根据Jevscaron;nik等人的研究,温度是零售冷链消费者中最不重要的参数。 这可能是因为消费者信任商店经理或没有意识到他们会影响温度。
正如LSPs所建议的那样,食品供应链的温度控制和监视有五个主要类别。 它们包括热食(恒定温度高于60 ℃),新鲜食物(恒定温度18 ℃),冷食物(0 ℃至 7 ℃),冷藏食品(-2 ℃至 2 ℃),冷冻食品(-18℃以下)和 深度冷冻食品(低于-30 ℃)。 本文开发的MTJD系统将温度范围分为三种,包括新鲜食品(18 C恒定),冷藏食品(-2 ℃至 7 ℃)和冷冻食品(-18 ℃以下)。 食品冷链试图确保在存储和分配的整个过程中,从供应到食用的所有不同温度要求的易腐产品都能保持最佳质量状态。在物流服务的每个阶段都必须确保食品的新鲜度和安全性,以保持价值和质量,以满足客户的需求。
3.当前的物流服务模式
以我们研究的3PL类型的公司为例,配送和交付服务主要包括少于卡车运输(LTL),冷藏少于卡车运输(CLTL),快递服务,送货到家,冷配送和环境温度配送。 通常,这些物流服务是独立提供的,如图1所示。针对各种客户和分销渠道,分销和交付服务主要可分为四个部分:冷藏物流,常温物流,快递和送货上门,以及安排班车运输。
关于3PL的这四个划分描述如下。
3.1. 冷藏物流
该部门为个人和企业消费者提供冷,冷藏,冷冻和新鲜商品的分拣,分配和零担运输的物流服务。 图2说明了CLTL的服务过程。 LSP代理商派遣的卡车将货物从客户的仓库或工厂运输到冷藏运输场。 分拣后,冷藏货物通过冷藏穿梭卡车运输到目的地仓库。 图3说明了现有的零售冷配送服务过程。 冷藏卡车将货物从客户的仓库或工厂运输到冷藏库。 在对零售商店的订单进行分类之后,将冷藏货物通过冷藏配送卡车运输到便利店,超市和零售连锁店。
3.2. 常温物流
该部门主要提供企业物流服务,例如仓储,配送,订单和发票管理等。环境温度物流服务的现有过程如图4所示。货物可以通过卡车从工厂运输到配送中心(DC)。 供应商(发货人)或LSP。分拣后,分拣的货物随后由穿梭卡车运输到目的地仓库。最后,通过使用配送卡车,将分类后的货物运送到超市,百货公司和杂货店等接收方。
3.3. 快递和送货上门
这两项物流服务由预定的穿梭卡车执行。如果需要加快快递速度,可以由国内航空公司分发快递包裹。 在穿梭卡车的服务区域中,货物通过连接卡车在快递仓库和穿梭仓库之间运输。 快递合并卡车负责合并和分配。 快递和送货上门的服务过程如图5所示。
3.4. 定时班车运输
这种部门为制造公司和中小型企业提供零担物流服务。 图6显示了定时班车运输的服务过程。 货物通过运输卡车在原始枢纽和目的地枢纽之间运输。 转运中心指挥多个代理,每个代理指挥多个联合仓库。 所有枢纽,代理商和综合仓库都可以处理收货和运输。 表1总结了这四种物流服务类型的特征。现有的物流服务业务模型存在一些困难,现将其讨论如下。
3.5. 物流服务定位中的歧义
上述四种物流服务通常由LSP独立运营。 客户通常会对服务内容(定义不明确)感到困惑。
3.6. 服务窗口中的断连
每种服务类型都有其自己的服务窗口;因此,客户需要分别与这四种服务类型的提供商打交道。 后台流程难以在一站式物流服务中以令人满意的方式满足客户的各种需求。
3.7. 运输资源混乱
仓库,卡车车队,人员等运输资源分为四类。这种情况导致资源效率低下,资源分配不足和成本增加。
3.8. 不灵活的运输能力
由于四种物流服务类型的独立性,运输服务无法灵活地响应客户的多样化需求。
3.9. 跟不上最新的服务网络
如上所述,温度监测和控制是食品质量和食品安全中最关键的参数。 但是,由于只有冷藏库才具有多温度调控能力,因此在服务网络中不能完全方便地提供多温度调控服务。
4.基于MTJD的食品冷链
4.1. MTJD的基础
如上所述,餐饮服务全球化和冷链相互促进增长。 食品全球化推动了对全球冷链的需求; 冷链的发展确保了食品链的安全。目前,用于连续温度控制的交付和分配的LSP面临着严峻的挑战,例如成本效益,较小的装运量和及时的交付。 为了应对这些挑战并保持竞争优势,LSP需要考虑以下问题:
- 有效控制和监视交货和存储过程中的温度;
- 减少投资和交付成本;
- 卡车使用的灵活性;
- 改善物流运作。
考虑到3PL公司面临的上述困难,于是建立了多温度联合分配(MTJD)系统,以最大程度地减少物流系统中的投资和仓储和运输成本,同时最大程度地提高卡车的使用量和物流性能 。 此外,可以通过建议的基于MTJD的冷链实现对产品质量和交付安全性的要求。 MTJD系统配备了新的冷链设备,例如冷藏箱,冷藏室和共晶板,可以平衡快速交付和日益多样化的商品,以确保消费者满意度。 图7举例说明了基于MTJD的食品物流。 具有不同温度要求的货物可以分配并存储在卡车和仓库等相同的设施中,以提高设施利用率。
2001年,日本将送货上门的技术和服务从日本引入台湾,快递和包裹送货市场已经得到了广泛发展,可以满足客户的需求。 这表明台湾对创新服务和便利的消费者物流的需求在不断增长。 送货市场继续增长的原因如下:电视/互联网购物的增长,老龄化社会中的日常生活支持以及直销模式。送货上门的引入为MTJD创造了新的商机。 MTJD系统有望成为竞争激烈的快递和送货上门服务市场中的生存工具。
由于物流服务技术的进步,通过送货上门交付的商品正在多样化。 通常在控制和监视下以不同的温度交付各种货物。 冷藏或冷冻食品和农产品构成了很多家庭送货上门的商品,这些商品必须严格控制温度,以确保这些食品的质量和安全性。 通过实施MTJD,可将经过调理的食品和农产品与诸如书本,3C产品和家具之类的常温物品一起运输。 MTJD系统可以满足多温度需求和一站式物流的需求。
4.2. 拟议框架
为了解决我们研究的3PL中的上述困难,提出的基于MTJD的模型将上述四个过程集成到两个主要模块中,即服务集成模块和资源集成模块(请参见图8),其描述如下。
4.2.1. 服务整合模块
该模块标准化了快速仓库,配送仓库,冷藏仓库和环境温度仓库中的物流服务流程,以满足各种客户的需求。为了在快速交付和商品多样化之间取得平衡,标准化的服务流程不仅要进行大规模定制,而且要高效且具有成本效益。
4.2.2. 资源整合模块
该模块集成了后勤活动的后台资源。 它主要在转运中心运营,旨在以经济规模,效率和最低成本实现资源整合。通过服务集成模块和资源集成模块,建议的基于MTJD的物流服务是一种创新的Hub and Spoke模型。 该模型的核心引擎是运输资源计划系统,该系统进一步集成了多温度管理系统和移动技术,以确保冷链中的食品安全和质量,并提高信息可视性以改善运输计划(图9)。该移动技术系统包括各种功能,例如实时信息,实时跟踪,订单跟踪,温度监控等。 这些功能可以通过射频识别(RFID)技术的出现而主要启用。RFID可以用于许多应用和行业。在食物链中,RFID可用于跟踪,识别,召回等。 尤其是RFID已成为食品采购中的一项重要技术,因为从2005年开始,美国和欧盟对食品可追溯性的政府法规得到了广泛而严格的提高。 根据对英国牛肉行业的研究,Cox,Chicksand和Yang(2007)得出结论,食品服务公司需要制定积极的上游采购策略以成功确保安全的供应,以协助其更发达的下游营销和品牌策略。 通过RFID等先进技术,可以建立供应链协作以无缝交换实时物流信息。因此,通过此技术可以正确地汇总,管理,访问和路由供应链合作伙伴。 提议
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