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食品分销的质量，安全和可持续性：量化作业管理的方法与挑战综述
摘要
无论是在实践中还是在科学论文中，食品分销网络的管理受到越来越多的关注。在本文中，我们回顾了食品分销管理的定量运营管理方法，并将其与行业面临的挑战联系起来。我们把重点放在食品质量，食品安全和可持续性发展三个方面。研究了三个决策层面的文献：战略网络设计，战术网络规划和运输计划。其中的每一项，我们都参照前人的研究贡献，讨论现有的技术，并确定未来研究中的挑战。
关键词：食品工业，配送管理，网络设计，网络规划，运输计划
1.绪论
食品分销与其他产品不同。直到最终消费，食品产品的质量在整个供应链中不断发生变化。因此，在食品分销方面，质量，环保和安全需要综合考虑。食品恐慌发生后，食品安全的重要性一再被热议。由于食用感染沙门氏菌的鸡肉或感染疯牛病的牛肉，导致了问题食品的召回，严重的人类疾病甚至是死亡情况。最后，食品分销在当前全球化经济下是社会和学术文献中的一个重要讨论点，在可持续发展中食品行业处于发展的前沿。
食品的有限保质期，对温湿度的要求，不同食品之间可能的相互影响，产品交付的时间窗口，过高的客户期望以及低利润率使食品分销管理变得具有挑战性，以致在最近的运营管理文献中受到越来越多的关注。
分销网络设计涉及对一个新网络的物理分布结构设计或现有网络重新设计的长期决策。包括仓库和交叉停靠点的位置，数量，大小以及与其相关的运输环节。分销网络设计是最重要的运营管理决策之一，因为它影响到客户服务的成本，时间和质量。
本文的主要目的是回顾食品分销管理的量化运作管理文献。此外，我们还探讨了这一领域的研究难题。在这里，我们选择专注于三个重要的食品行业具体挑战：（i）食品质量（ii）食品安全（iii）可持续性。这些问题主要涉及当前食品行业的社会讨论，以及报刊和贸易刊物上的报道。
本文降低了运营管理文献中公认的基于公理定量模型的运营管理研究的比重。在此类型的研究中开发的模型可以解释（部分）现实操作流程的各种行为，并针对管理者在现实操作流程中面临的决策问题（的一部分），从而做出设计，规划，控制和执行方面的决策。
在方法上，模型依靠a.o.数学规划，分析方法，还有模拟技术等方法。操作的变量，如运输数量或生产批量大小通常被称为决策变量，而性能变量（如物流成本或服务程度）将被称为目标。与食品行业相关的分析方法主要出现在易腐产品的库存管理方面。关于这一文献的讨论，我们参考了Nahmias（1982），Raafat（1991）和Goyal和Giri（2001）的创新论文，以及Karaesmen等人最近的综述。（2011）在最后的贡献中，关于多层次库存系统和物流的章节特别重要。应该指出的是，Karaesmenet等人所做的部分工作中提到的实际问题，主要涉及血液而不是食物。据我们所知，没有任何评论文章仍然依赖于陈旧的方法来处理食品分销管理问题。在本文中，我们重点关注食品行业的具体问题。这也意味着我们不会处理更多的一般问题，如物流成本或服务水平。
论文的结构如下。第二节根据食品分销系统的特点和行业的挑战，制定分类方案。第3至第6部分随后审查了关于战略，战术和动作水平的量化作战管理研究以及综合处理这些方面的研究。讨论涉及（i）涉及哪些规划决策，（ii）这些决定如何得到当前文献的支持，以及（iii）目前的知识体系仍然缺乏，特此确定进一步研究的方向。最后，在第7节，我们总结了结果，并讨论了进一步的研究方向。
2.食品配送管理
在本节中，更加详细地讨论食品分销管理。更具体地说，我们在分销管理方面讨论不同的连锁类型和决策过程，然后讨论特定于食品配送所面对的问题，从而形成一个框架，用于组织我们的文献综述。
2.1食品配送系统
食品供应链从农业生产者延伸到消费者，通常涉及制造阶段，以及食品服务或零售活动。分销管理通常是指产品从最终生产点到客户或最终用户的物理流动和存储（Rushton等，2006）。如此定义，食品分销不包括供应链的初始阶段—从农业生产者到制造商。食品制造商采购农业原料，并在进一步分配前对其进行处理。在这里，处理的范围被扩大化。从简单的新鲜食品包装到广泛的烹饪或保鲜操作。供应链之前，作物的生产和分配一直是其他审查的焦点，像最近的是Lowe和Preckel（2004），Ahumada和Villalobos（2009a）都提到了这一点。
许多食品配送系统的一个重要特征是对于温度的控制。对于各种产品，温度的控制对于控制食品质量和食品安全至关重要。然而，这会导致额外的能源消耗。因此，温度控制分布与讨论焦点的特定于食品的三个方面：质量，安全性和可持续性。在下文中，我们将更详细地介绍（i）食品分销链的两种主要类型，（ii）分销过程中的温度控制。
图1
在制造阶段之后，三个主要角色通过供应链将食品分配给最终消费者：批发商，餐饮企业和零售商（如图1所示）。由于这里的主要参与者是零售和餐饮服务，所以我们讨论这两种类型的配送系统。Eastham等人（2001）将零售和餐饮服务从消费者的角度区分开来，基本上是通过参照消费地点，分别在酒店内外进行。他们认为，这个边界越来越模糊，在零售店销售的即食食品的增加以及在零售商店内设立的餐馆都证明上述观点。对于整个链条，两个行业都在发展，例如使以出口分散，供货量为指标以及使用EDI（电子数据交换）或EPoS（电子销售点）等技术系统。
对于零售业来说，主要参与者有大型连锁超市，小型便利店和专卖店。行业已经出现了重大的整合和集中，导致大型零售商对市场的垄断（Dobson等，2001）。由于深度的产品分类和专注于高质量产品，专营店经常获得很大优势（Huddlestonetal2009）。然而，许多传统的大型零售商现在也提供更广泛的产品。近年来，网络零售量（Boyer和Hult，2005年）有所增加，这会导致不同的分销渠道，如从生产者直接运送到消费者（Agatz等，2008）。在这种在线零售商的分销系统中，特别注意例如，基于与预期路由成本相关的交付时间窗口的定价方案（Campbell和Savelsbergh，2006），或创建用于实现互联网客户订单的特殊配送中心（De Koster，2002）。在本文的其余部分，我们只包括专门讨论食品分销的研究，不包括更多的一般零售分销文献。有关这一文献的更多信息，我们将读者引用到例如Le Blanc等人（2006）。
餐饮业的主要行为者（或客户）是餐馆，咖啡馆，外卖店，街头小贩，医院，学校，监狱，住宅，饭店等食物即将消费的场所（Taylor，2008b）。餐饮业由中小企业（中小企业）主导，通常是小型生产单位，负责自己的分销网络。然而，该行业却经历了工业规模粮食生产的趋势（Engelund等，2009）。在可预见的将来，由于人口和生活方式的趋势，如老年人人数的增加，单亲家庭人数的增加和份额的增加，准备膳食的消费量在不断增加，并将继续增长的户外用餐（Buckleyetal，2007）。在一些食品服务链中，确定制造阶段并不简单，因为产品通常在几个阶段进行处理。例如，农业原料首先在食品制造商处理，然后在餐饮业务的厨房进一步加工。
在零售连锁店中，数据可用性的提高导致了行业的一些有效举措，如有效消费者响应（ECR），旨在提高生产者，经销商和零售商之间的协作效率，建立有效的产品流程。这通常通过基于依赖于EPoS数据的IT系统（Hoffman和Mehra，2000）创建拉动分配系统来实现。主导零售市场的大型零售商已经成为这一举措的领导者。对于餐饮业来说，没有如此大方面的改善，但是一些行业组织也采用了类似的举措，名为Efficient Foodservice Response（EFR）（Hill and Scudder，2002）。然而应该指出的是，由于ECR和EFR这样的倡议，食品分销系统中的不同行为者之间的整合可能性往往受到产品或生产特征的限制（Van Donketal，2008）或妨碍信息共享的障碍（Lee和Whang，2000）。
2.1.2温度控制分布
在食品分销方面，温控是一个重要因素。温度会影响产品质量，影响品质退化程度，影响产品安全性，影响潜在有害细菌（如沙门氏菌和大肠杆菌）的生长。此外，温度控制不足可能导致改变产品外观或纹理的化学反应。产品的这些不期望有的特性的变化决定了食品的保质期，因此食品质量通常与温度要求有关。
关于温度控制，我们基本上可以确定三种食品供应链：冷冻，冷藏和环境。对于冷冻和冷冻链，使用许多不同的温度。冷冻链主要运作在零下18°C，冰淇淋产品需要一个具有零下25℃甚至更低温度的冷冻链。对于冷链，温度范围从0℃到新鲜鱼到15℃。最后，环境链涉及不需要温度控制的产品，如罐头货物。冷冻和冷冻链中的确切温度水平对于所涉及的产品很重要，但是关于我们对食品分销管理文献的讨论，冷冻，冷藏和环境的基本分类就足够了。该分类反映了与温度控制和产品包装（例如冷却设备或绝缘包装材料）相关的生产和分配技术处理产品的主要模式。它也对应于处理质量下降的不同方式，在某些产品的冻结状态可能几乎停止。许多研究调查运输过程中的热传递和微生物生长。有关这种类型的建模工作的更多信息，我们参考James etal（2006）。对于从零售商处购买的冷藏产品，大部分的保质期必须留给最终消费者，因为大部分产品在家用冰箱中花费大量时间，其中温度通常高于推荐值（James etal，2008 ），会导致质量快速下降。
2.2分销管理决策流程
管理决策通常分为不同层次的决策，主要涉及这些决策的时间范围（参见例如Anthony，1965；Bitran和Tirupati，1993）。这通常导致长期，中期和短期规划之间的区别，或战略，战术和运营规划。在这种分层方法中，我们可以区分分销管理中的三个不同的规划层次：
- 分销网络设计，涉及物流配送结构的长期决策。这包括例如仓库和交叉停靠点的数量和大小以及相关的运输环节。
- 分销网络规划，涉及到满足需求（或预测）总体水平的中期分销计划决策。这包括例如整体产品流量和交货频率。
- 运输规划，涉及实际客户订单分配的短期规划。这包括例如车辆的装载和车辆路由。
对于每个规划级别，上面列出的一些典型的决策都被提及；在本文的其余部分中可以找到更广泛的讨论，通过对典型规划问题的更详细的讨论，介绍每个级别的文献综述。规划决策通常以成本或利润评估为基础（Shapiro，2007）。在基于成本或利润的目标下，有关资源利用，客户响应度或灵活性的考虑有时包括在分销管理文献中。对于不同决策层面的不同目标的详细讨论，我们参考最近的例子Melo等人（2009）和Mulaetal。（2010）对于我们的审查，除非涉及食品方面，否则我们不会讨论各种贡献的目标。上述规划级别不仅与不同的规划决策及其相关的规划期相关，而且还与（i）与组织中的层次关系密切相关;（ii）与开发和实施的模型有明显的不同在规划系统中支持这些决定。显然，其中的一些差异与时间方面的详细程度如何，如果包含在内。此外，时间分配经理花费在分析解决方案上有很大差异;战略和战术决策通常包括基于建模工作的广泛情景分析，而运营决策需要快速解决方案，并有可能在特别的基础上进行重新构建。
2.3分销管理中的食品问题
在本节的剩余部分中，我们将讨论本文重点关注的三个具体食品方面及其相互依存关系。如介绍所述，由于其在当今食品工业中的相关性，所选择的方面是（i）食品安全，（ii）食品质量和（iii）可持续性。
2.3.1食品安全性
食品安全通常是指预防因食用受污染食品而产生的疾病。行业对食品安全的越来越多的关注部分是由于在这个问题上产生了很多法规，但也具有其经济动机：食品安全（或相关信息）可以成为竞争因素，更重要的是，主要是食品安全失败的影响可能是商业上毁灭性的。这包括产品召回，声誉损害和惩罚性责任损害（Hobbs，2006）。美国食品安全危机的一个众所周知的例子是由于沙门氏菌的存在，召回的花生酱。这是美国历史上最大的产品召回事件，涉及供应链下游的200多家食品生产商—总共回收2100多种产品（Terreri，2009年）。除了这种众所周知的大型召回外，还有大量较小规模的召回，仍然会导致严重的疾病或死亡发生（Salinetal，2006）。
在食品安全方面，过去几十年来，制定了各种制度和标准。最著名的是危害分析关键控制点（HACCP）系统（FAO，2003），ISO 22000标准（ISO，2005）和英国BRC标准（British Retail Consortium，2004）。系统如HACCP被开发用于管理食品安全，基于风险管理原则，涵盖一系列生物，化学和物理危害。 HACCP系统背后的基本思想是提供一种结构化的方式来识别食品安全风险，并减少或消除这些风险。像ISO 22000和BRC这样的标准通常包括HACCP方面，同时也提供了将食品安全纳入组织的管理体系。尽管HACCP发展目前在大型食品制造商中相当广泛，但其在小型企业，特别是食品服务行业的使用仍然受到限制（Taylor，2008a）。必须指出的是，最近有一些活动通过开发（并验证）一系列针对餐饮部门的替代食品安全管理体系来改善这种情况的（Taylor，2008b；Taylor and Taylor，2008）。
此外，各国政府正在强制立法，在生产，加工和分配的各个阶段都强制追溯食品根源（例如欧洲议会和理事会，2002年）。尽管可追溯性至关重要，但现实情况是，在复杂的食品供应链网络中，完全可追溯性比规则更为例外（Miller，2009）。Schwauml;gele（2005）认为可追溯性必须在食品公司的利益，而不仅仅是被视为必须遵循的立法。最近的一些文献是通过讨论如何实际引入可追溯性来增加公司运营的价值（Wang et al，2009a）。与食品安全风险有关的几个因素直接与配送管理有关。在广泛的关键安全因素列表中，Van Asselt等（2010）
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