曹懌男 李浩 陳夢

【摘 要】隨著食品冷鏈、生鮮電商的蓬勃發(fā)展，冷藏保溫運(yùn)輸市場逐漸擴(kuò)大需求。在疫情之下，“最后一公里”配送服務(wù)遭受巨大考驗，配送安全成為首要問題。文章研究了冷鏈物流“最后一公里”配送發(fā)展現(xiàn)狀，針對當(dāng)前存在的貨損率高和配送成本高等問題，設(shè)計研發(fā)了新一代智能冷裝箱。該產(chǎn)品采用半導(dǎo)體制冷，相對于市場上其他同類商品，具有智能控溫、成本低、能耗少、可循環(huán)利用等優(yōu)勢。

【關(guān)鍵詞】冷鏈物流;“最后一公里”;智能冷裝箱;半導(dǎo)體制冷

【中圖分類號】TP273 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）03-0030-03

0 引言

冷鏈物流的發(fā)展?jié)M足了人們對生鮮產(chǎn)品長途保鮮運(yùn)送的需求，使產(chǎn)品在運(yùn)輸途中盡量減少損失和浪費(fèi)，但是配送成本較高、原有設(shè)備落后等問題嚴(yán)重制約著我國冷鏈物流行業(yè)，尤其是“最后一公里”配送的發(fā)展。國內(nèi)外常將大中型的普通貨車改裝成冷藏車輛進(jìn)行長途冷鏈運(yùn)送，但這類車輛的體積較大，并且部分城市對貨車限行，導(dǎo)致在市內(nèi)的冷鏈配送比較困難。此外，在中短途冷藏配送方面，有些地區(qū)采用“棉被+冰塊”的方式，但溫度控制效果較差，容易造成食品變質(zhì)等問題，其運(yùn)輸工具也常采用商務(wù)車改裝成的小型冷藏車，但其改裝工作較為復(fù)雜，需在車廂內(nèi)添加隔熱保溫層并裝設(shè)小型的制冷機(jī)組，不僅成本高，而且經(jīng)過改裝后車輛用途變得單一，用戶滿意度較低[1]。因此，實現(xiàn)“最后一公里”高質(zhì)、高效配送的冷藏設(shè)備缺乏，是當(dāng)前冷鏈物流市場亟待解決的一大難題。本研究的科技成果是面向各線城市中小規(guī)模生鮮運(yùn)輸物流公司與冷藏冷凍食品商戶的新一代智能冷裝箱設(shè)備，以迎合市場需求，幫助企業(yè)解決“最后一公里”配送難題。

1 冷鏈物流行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

近年來，我國政府高度重視國內(nèi)冷鏈物流市場的發(fā)展，相繼頒布《關(guān)于加快發(fā)展冷鏈物流保障食品安全促進(jìn)消費(fèi)升級的實施意見》《關(guān)于推動物流高質(zhì)量發(fā)展促進(jìn)形成強(qiáng)大國內(nèi)市場的意見》等多個文件支持冷鏈基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，規(guī)劃物流體系相關(guān)流程，推動冷鏈物流市場健康、有序發(fā)展。此外，2020年7月1日實施的《食品低溫配送中心規(guī)劃設(shè)計指南》進(jìn)一步完善了冷鏈物流行業(yè)的運(yùn)輸和配送標(biāo)準(zhǔn)。隨著行業(yè)發(fā)展環(huán)境的改善和市場需求的提高，我國冷鏈物流行業(yè)的市場規(guī)模逐年擴(kuò)大。2019年，我國冷鏈物流行業(yè)的市場規(guī)模約3 391億元，比2018年增長了505.2億元，同比增長17.60%。2020年底，市場規(guī)模已突破4 000億元，年復(fù)合增速超過20%。預(yù)計到2025年，冷鏈物流行業(yè)的市場規(guī)模將會突破5 500億元。目前，冷鏈物流主要服務(wù)于生鮮市場和醫(yī)藥市場，這兩類市場對冷運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)備的需求均呈現(xiàn)大幅增長的趨勢[2]。

2 “最后一公里”冷運(yùn)設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀分析

2.1 冷鏈設(shè)施投入成本高

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前歐美國家冷鏈成本占全部環(huán)節(jié)總成本的比重約50%，利潤率在20%～30%，而我國當(dāng)前冷鏈成本占總成本的比重卻高達(dá)70%，利潤率僅在8%左右且呈現(xiàn)下降趨勢?！白詈笠还铩迸渌褪俏覈滏湲a(chǎn)業(yè)鏈的核心痛點(diǎn)，其相關(guān)成本占據(jù)總成本的30%～50%[3]。為實現(xiàn)在可控成本范圍內(nèi)能夠保障生鮮產(chǎn)品高質(zhì)、高效地送達(dá)顧客手中，冷鏈物流設(shè)施在“最后一公里”的建設(shè)和應(yīng)用面臨更為嚴(yán)苛的要求和選擇，相關(guān)企業(yè)面臨更多關(guān)于冷鏈投資回報率的問題，而冷運(yùn)設(shè)備的制冷、溫控技術(shù)方面仍處于需要進(jìn)一步研發(fā)突破的階段，冷鏈物流“最后一公里”配送的發(fā)展也因此受到較大的限制。

2.2 生鮮配送設(shè)備性能不完善

隨著生鮮電商的不斷發(fā)展，加之產(chǎn)品種類繁多，生鮮配送條件對冷運(yùn)設(shè)備的性能具有更多方面、更高水平的要求。大多數(shù)生鮮產(chǎn)品不能像普通商品那樣進(jìn)行混合裝運(yùn)，不同種類的產(chǎn)品需要采用不同的冷藏方式和低溫處理方式。例如，水果類要采用保鮮紙箱配送，水產(chǎn)品要采用塑料布袋裝水充氧配送或根據(jù)顧客需求進(jìn)行宰殺清洗后再使用冰袋進(jìn)行冷凍配送，蔬菜需要將其根部泥土清洗干凈后用保鮮膜包裝才可與其他品類混裝配送，即配送時要為不同生鮮產(chǎn)品提供不同的儲存環(huán)境，因此對設(shè)備性能要求較高[4]。不同的配送條件更加需要冷運(yùn)設(shè)備具有極佳的溫控效果和續(xù)航能力，而當(dāng)前“最后一公里”生鮮配送大多采用小型泡沫保溫箱或簡單改裝后的普通冷藏箱，制冷保溫效果差，容易導(dǎo)致產(chǎn)品變質(zhì)問題。

2.3 低貨損率冷鏈終端設(shè)備緊缺

近年來，我國冷藏保溫車輛的需求不斷增長，2019年我國冷藏車銷量達(dá)4.82萬輛。近期雖受疫情短暫影響，但我國冷藏車的銷量在呈逐漸恢復(fù)增長的趨勢。然而，冷藏車的推廣應(yīng)用并不能解決冷鏈末端配送問題。首先，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡及區(qū)域氣候差異等因素造成我國冷藏車增長量分布不均衡，從而無法保障不同區(qū)域的冷鏈物流設(shè)施的建設(shè)和使用情況。其次，從冷藏車本身的要求來看，冷藏車對溫度的要求較高，耗電較大，而目前國內(nèi)比較看好的新能源冷藏車成本較高，對生產(chǎn)或應(yīng)用該類冷藏車的企業(yè)來說投資回報率較低。因此，冷藏車在“最后一公里”的推廣應(yīng)用存在更大的困難。由于缺少用于末端配送的冷藏車輛，因此很多快遞公司通常會采用“干線冷鏈運(yùn)輸+末端普通配送”的方式完成對生鮮產(chǎn)品的配送。普通的運(yùn)輸設(shè)備溫控效果較差，甚至缺少必要的溫控功能，造成“最后一公里”配送的貨損率較高。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，通過供應(yīng)鏈到達(dá)零售商戶的蔬菜或水果約有15%的損壞率，而新鮮肉類部門則被認(rèn)為是最大的廢物制造部門，其損壞率高達(dá)25%[5]。低貨損率冷鏈終端設(shè)備的緊缺問題已成為大多數(shù)生鮮電商的致命痛點(diǎn)，也是我國冷鏈物流行業(yè)亟待解決的問題。

3 新一代冷裝箱產(chǎn)品信息介紹

冷鏈物流行業(yè)亟須性能完善、便攜易控的冷運(yùn)設(shè)備滿足生鮮產(chǎn)品“最后一公里”嚴(yán)苛的配送條件，需要應(yīng)用高性價比的冷運(yùn)設(shè)備從供應(yīng)鏈末端降低配送成本，并實現(xiàn)生鮮產(chǎn)品配送過程中的較低貨損率。本研究設(shè)計研發(fā)了新一代智能冷裝箱產(chǎn)品，以期改善冷鏈物流“最后一公里”冷運(yùn)設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀。

3.1 產(chǎn)品介紹

本研究設(shè)計的智能冷裝箱，是針對冷鏈物流行業(yè)“最后一公里”配送服務(wù)而研發(fā)的產(chǎn)品。該產(chǎn)品具有制冷功能，采用半導(dǎo)體材料制成，配用聚合物電池，外觀以立方體形狀設(shè)計，以容積大小分為不同規(guī)格。該產(chǎn)品具有智能控溫、可長時間續(xù)航、無震動、無噪音、無污染、壽命長、體積小（可定制）、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。同時，該產(chǎn)品可以應(yīng)用到多個領(lǐng)域，為消費(fèi)者創(chuàng)造更多附加價值。在該系列冷裝箱產(chǎn)品中，小規(guī)格冷裝箱（219 mm×138 mm×138 mm）因體積較小，實現(xiàn)了可隨身攜帶，除用于冷鏈物流行業(yè)，也適合在家庭、辦公室等處用以果蔬、飲用水等的冷藏保存或消費(fèi)者購物、旅行、野餐等外出活動時攜帶保存食品或飲品，以及用于醫(yī)院某些藥物的低溫和避光保存等。冷裝箱樣品圖、分解結(jié)構(gòu)圖分別如圖1、圖2所示。

3.2 產(chǎn)品設(shè)計原理

本產(chǎn)品采用半導(dǎo)體制冷冰箱的設(shè)計理念，它是利用“帕爾貼效應(yīng)”的一種制冷方法?！芭翣栙N效應(yīng)”的物理原理如下：電荷載體在導(dǎo)體中運(yùn)動形成電流，由于電荷載體在不同的材料中會處于不同的能級，因此當(dāng)它從高能級向低能級運(yùn)動時，會釋放出多余熱量。反之，則需要從外界吸收熱量，從而實現(xiàn)降低環(huán)境溫度，即表現(xiàn)為制冷?！鞍雽?dǎo)體電子制冷”的效果主要取決于電荷載體運(yùn)動所處的兩類導(dǎo)體材料的能級差，即電勢差。半導(dǎo)體材料具有極高的熱電勢，因此可以成功用來做電子冰箱。該類電子冰箱結(jié)構(gòu)相對簡單，即用“P”形半導(dǎo)體、“N”形半導(dǎo)體、銅板和導(dǎo)線連接成一個回路，并由12 V直流電供電，在接通電流后，其中一個接點(diǎn)接冰箱內(nèi)部，另一個接點(diǎn)接散熱器。此外，該產(chǎn)品所采用的聚合物蓄電池實現(xiàn)了相對更為持久的制冷續(xù)航。蓄電池維持制冷效果持續(xù)時間見表1。

3.3 產(chǎn)品核心優(yōu)勢

在性能方面，相比于市面上的競爭產(chǎn)品，該冷裝箱具有以下競爭優(yōu)勢。

第一，可控制冷區(qū)間突破性擴(kuò)大。該冷裝箱產(chǎn)品實現(xiàn)了-10～10 ℃范圍的可控制冷;也可實現(xiàn)10～20 ℃的保溫;而物流行業(yè)其他冷裝箱產(chǎn)品一般可控保冷范圍在2～8 ℃。該冷裝箱在實現(xiàn)冷藏保溫范圍增大的同時，滿足了物流行業(yè)特殊商品的一般冷凍需求。

第二，續(xù)航能力在短距物流服務(wù)上處于領(lǐng)先水平。該冷裝箱產(chǎn)品具有高續(xù)航能力，保溫時間最長可超24 h，在短距物流冷裝箱產(chǎn)品中處于領(lǐng)先水平，使“最后一公里”冷鏈物流得到更安全、有效的保障。

第三，智能溫控系統(tǒng)實現(xiàn)更精準(zhǔn)控溫，并減少人力和物力成本。該冷裝箱產(chǎn)品的智能溫控系統(tǒng)是對傳統(tǒng)產(chǎn)品技術(shù)前所未有的突破，實現(xiàn)了更精準(zhǔn)、更穩(wěn)定的溫度控制，由此產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益，減少了人工操作和保冷材料的使用，最大限度地減少了人力和物力成本。

第四，產(chǎn)品附加價值多樣，應(yīng)用范圍更廣泛。該冷裝箱產(chǎn)品具有不同規(guī)格的設(shè)計，具有多樣化的使用價值，產(chǎn)品的諸多特性使其應(yīng)用范圍更加廣泛，適用于不同用戶群體的物流服務(wù)、日常生活服務(wù)等，能滿足顧客差異化的需求。

4 產(chǎn)品應(yīng)用推廣建議

本研究設(shè)計制造的冷裝箱產(chǎn)品面向的用戶主要包括兩類：核心用戶是具有直接需求的物流公司和銷售冷鮮商品的個體商戶，表現(xiàn)為商品保冷配送問題亟須解決，具有從配送設(shè)備上減少配送成本的需求;次要用戶是具有潛在需求的物流公司和銷售冷鮮商品的個體商戶，表現(xiàn)為公司或商戶可在物流配送設(shè)備上擴(kuò)大盈利，但該部分群體普遍對此認(rèn)知不夠，需要進(jìn)一步刺激其消費(fèi)。此外，部分消費(fèi)群體期望享受冷裝箱產(chǎn)品附加功能和價值，表現(xiàn)為可接受通過該產(chǎn)品來享受家居冷藏果蔬、外出購物或旅行時保冷食品等服務(wù)，也可作為潛在的用戶群體。

總之，對于冷鏈物流“最后一公里”配送中存在的設(shè)施投放成本高、冷運(yùn)設(shè)備性能不完善、高貨損率等問題，冷鮮食品個體商戶或通過委托第三方物流公司更換冷運(yùn)設(shè)備的生鮮電商可以通過使用本研究設(shè)計制造的智能冷裝箱，在“最后一公里”配送過程中，為每位配送員配備一個車載冷裝箱，實現(xiàn)對生鮮產(chǎn)品高質(zhì)、高效的保護(hù)和溫控，從而降低生鮮產(chǎn)品的貨損率和配送成本。

參 考 文 獻(xiàn)

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