基于大數(shù)據(jù)的餐館外賣行業(yè)原材料置辦及管理方法

曹啟鵬 潘雨澄

（北京工業(yè)大學(xué)理學(xué)部，北京100000）

1 問題的提出與分析

時下很多餐館采購出現(xiàn)供不應(yīng)求或者供大于求的現(xiàn)象。如果供大于求，不僅會導(dǎo)致食材的浪費(fèi)，儲存久的食材還會口感欠佳，客戶數(shù)量下降；如果供不應(yīng)求，則無法滿足顧客的需要，進(jìn)而使顧客對該餐館的評價降低。那么能否對未來一段時間食材的采購量做出合理的預(yù)測從而使經(jīng)濟(jì)效益最大化呢？

此外，影響食材采購量的因素多種多樣，能否對這些因素的重要性（即對食材采購量影響的大小）進(jìn)行排序呢？

對于此我們做出以下假設(shè)：

半年內(nèi)朝陽區(qū)顧客整體飲食口味不發(fā)生變化，即不同菜的訂單量之比不變。

半年內(nèi)朝陽區(qū)顧客對蔬菜、肉類等食材的需求量之比不變；

半年內(nèi)顧客對某一家餐飲企業(yè)的評分不變；

半年內(nèi)某一家餐飲企業(yè)周邊2 km范圍內(nèi)每日平均人口活動密度不發(fā)生改變。表1為本文中用到的一些記號。

表1 符號定義與說明

2 模型的建立與求解

2.1 指標(biāo)精煉模型

2.1.1 主成分分析法的優(yōu)勢

由于研究小組提出的影響某快餐店食材采購量的5個因素（快餐店優(yōu)惠活動力度、該區(qū)域內(nèi)人群活動密度、顧客評分、食材購置成本、訂單數(shù)）某兩個之間會有相關(guān)性，從而在一定程度上會有部分信息重疊（即含有重復(fù)的信息），如果直接用該5個因素進(jìn)行分析預(yù)測會使結(jié)果產(chǎn)生誤差。為了消除因素之間相關(guān)性對結(jié)果的影響，我們采用主成分分析法進(jìn)行處理，原因在于主成分分析法得到的新變量兩兩之間是不相關(guān)的。此外，主成分分析法會得到少數(shù)幾個新變量，變量數(shù)降低，可以起到降維的作用。

2.1.2 主成分分析法模型建立[1]

（1）設(shè)有n個樣本，m個指標(biāo)的數(shù)據(jù)矩陣，

其中

（3）把原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，即~xij記進(jìn)而構(gòu)造出樣本相關(guān)矩陣

（4）最后便是求R^的特征根λ1≥λ2≥…≥λm≥0以及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)正交化的特征向量u1，u2，...，um，可得主成分為yi=UTi·x，i=1,2，...，m；

此外，為了定量描述利用主成分分析法所得的新變量包含原變量的信息量大小，引入如下貢獻(xiàn)率的概念：

研究組取累計貢獻(xiàn)率85%為包含信息量足夠多的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.3 數(shù)據(jù)的采集處理

（1）快餐店優(yōu)惠力度：由“美團(tuán)外賣”App得出。易知，平均折扣越大，優(yōu)惠活動力度越小（既商家打85折的優(yōu)惠力度小于商家打6折的力度）。

（2）區(qū)域內(nèi)人群活動密度：利用“邊界獵手App”可以得出不同時間段區(qū)域得人口數(shù)量統(tǒng)計數(shù)據(jù)以某一家中小餐飲企業(yè)為圓心，2 km為半徑作圓，定義人群活動密度為：2 km內(nèi)的人口數(shù)量/半徑為2 km的圓的面積

以朝陽區(qū)朝陽路的韋記螺獅粉為例，圖1為該餐館周邊2 km內(nèi)的人口數(shù)量。

圖1 人群活動面積示意圖

該餐飲企業(yè)周邊的人口活動密度為：

（3）客戶的評價：由美團(tuán)外賣App可收集客戶的評分星級，對評分做如下定義：

（4）食材購置成本：實(shí)地調(diào)查走訪朝陽區(qū)中小餐館，計算獲得平均每天所需的食材成本。

（5）訂單量：研究組借助美團(tuán)等App，結(jié)合實(shí)地調(diào)查的方式，獲取每天的訂單量。

2.1.4 模型求解

用matlab求解結(jié)果可知，特征根3.709 01與0.724 248對應(yīng)的累計貢獻(xiàn)率為：（0.741 8+0.144 8）×100%=88.66%＞85%，故有兩個主成分y1與y2。并且有：

2.2 制定未來采購量的模型

2.2.1 多元線性回歸模型的建立

多元線性回歸模型是建立隨機(jī)變量Z與影響它取值的若干確定性因素y1，y2，...，yp之間相互關(guān)系的模型。一旦關(guān)系確立，可以針對新的因素狀態(tài)預(yù)測目標(biāo)變量的取值。

針對本文的研究背景，假設(shè)有p個主成分，即y1，y2，...，yp，通過線性回歸模型可以得出食材采購量Z與該p個因素的線性關(guān)系：

2.2.2 常用預(yù)測模型的比較

常用的預(yù)測模型主要有灰色預(yù)測模型、時間序列模型以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。對于灰色模型中常見的GM（1，1）模型而言，采用該模型的前提是原始數(shù)據(jù)為指數(shù)函數(shù)序列。將收集的餐館訂單量、人群活動密度繪制成散點(diǎn)圖，易見并不服從指數(shù)分布，故不能采用GM（1，1）模型。對于時間模型中常用的簡單移動平均法和加權(quán)移動平均法而言，當(dāng)時間序列出現(xiàn)直線增加或減少的變化趨勢時，若用二者進(jìn)行預(yù)測會出現(xiàn)滯后偏差，故不采用該模型。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的自學(xué)習(xí)功能對數(shù)據(jù)預(yù)測有非常重要的意義[2，3]，鑒于此研究組采用NAR神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對未來一段時間餐館訂單量、人群活動密度進(jìn)行預(yù)測。

2.2.3 NAR神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的建立與模型的求解

由于研究組收集到的預(yù)測模型的樣本數(shù)據(jù)是由1個輸出變量構(gòu)成的，所以輸出層的神經(jīng)元個數(shù)為1[4]。研究組劃分訓(xùn)練，測試和驗證數(shù)據(jù)的比例分別為70%、15%、15%。此外，將隱藏神經(jīng)元個數(shù)設(shè)置為10。

采用如下網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練函數(shù)：[net，tr]=train（net，inputs，targets）。其中net為返回后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對象；tr為訓(xùn)練跟蹤數(shù)據(jù)；inputs為n×M矩陣；n為輸入變量個數(shù)，M為樣本數(shù)；targets為m×M矩陣；m為輸出變量個數(shù)[5]。

利用NAR神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型可以預(yù)測出未來一段時間新指標(biāo)y1，y2，...，yp的數(shù)值，代入中，便可預(yù)測出未來一段時間的采購量大小。

通過計算得出食材采購量與五個因素間的定量關(guān)系式：

并采取預(yù)先保留未使用的餐館數(shù)據(jù)對該式進(jìn)行檢驗。

2.3 對原指標(biāo)重要性比較的模型

2.3.1 模型的建立

2.3.2 結(jié)論

5個因素對中小型餐飲業(yè)食材采購量的影響程度大小依次為：

訂單量＞優(yōu)惠活動力度＞顧客評分＞食材采購成本＞人口活動密度，且重要性所占權(quán)重依次為：

由此可見加大優(yōu)惠活動力度可以吸引更多的顧客來就餐，提升菜品可以讓顧客滿意，二者比餐館周圍是否有更多的人口重要的多。而控制食材的采購成本也可以有效地使得該餐館在保證食材的質(zhì)量與安全性的前提下使用較少資金購買同等需求量的食材。

3 模型評價

優(yōu)點(diǎn)一：有效避免了各因素之間的相關(guān)性對回歸模型造成的影響；

優(yōu)點(diǎn)二：可操作性強(qiáng)，各餐飲企業(yè)只需要將5個因素的數(shù)值代入表達(dá)式即可得到最佳食材采購量，比較簡便；

缺點(diǎn)一：在預(yù)測未來一段時間的最佳食材采購量的模型中，認(rèn)為食材采購成本不變，事實(shí)上菜價會有波動，會對結(jié)果產(chǎn)生影響。

4 餐飲食材實(shí)際置辦管理方法

4.1 餐飲食材采購管理

4.1.1 食材采購管理目標(biāo)形式

1.2.2 確定合理采光屋面角：采光屋面角，即溫室最高透光點(diǎn)到前底角的直線與地面間的夾角。合理時段采光設(shè)計，即前屋面采光角為當(dāng)?shù)氐乩砭暥葴p去6.5度。

（1）目標(biāo)：餐飲食材采購管理的目標(biāo)包括以下幾方面：

①明確質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：保證食材質(zhì)量符合一定的使用規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)。

②確定采購數(shù)量：保證可以為廚房提供適當(dāng)數(shù)量的食材。

③保證采購的價格最為優(yōu)惠，使成本處于最理想的狀態(tài)。

④選擇適當(dāng)?shù)墓?yīng)商。

（2）形式：對于中小型餐館的餐飲原材料采購的主要形式包括以下幾方面：

②招標(biāo)采購：餐館將所需食材及相應(yīng)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)以招標(biāo)形式公之于眾，供貨商收到通知后寄送投標(biāo)書，餐館在對投標(biāo)書進(jìn)行評定后選擇各方面較優(yōu)的供貨商作為選中單位（中標(biāo)單位）。招標(biāo)采購一般適用批量大、數(shù)量多、價格高的餐飲食材。

③定點(diǎn)采購：餐館選定供貨商并與之簽訂長期供貨合同，用以保證食材的采購，一般適用于緊缺原料和特殊原料。

4.1.2 餐飲食材采購方法及程序

（1）原材料采購方法

采購方法主要有集中大批量訂貨，建立長期購銷合同，組建購買集團(tuán)等方法達(dá)到盡量減少成本的目的。

采購過程中，餐館應(yīng)盡量減少采購中間商，通過減少中間環(huán)節(jié)來降低成本。此外，在流動資金允許時，最好采用貨到即付款的方法，這樣既可以保證供貨商及時收到貨款，也可以保證原料質(zhì)量。

（2）原材料采購程序

食品原材料采購大致分如下幾步驟：

①由原材料使用加工部門（后廚人員）制訂采購計劃，將所需材料分類后做出進(jìn)貨量需求報表，并交由話事人（經(jīng)理或老板）審核通過。

②采購員制訂采購計劃和市場調(diào)查，選擇供應(yīng)商后與該單位進(jìn)行談判磋商，簽訂供貨合同或訂單。

③供貨單位按照合同約定及時送貨至指定地點(diǎn)，由餐館采購員及后廚人員驗收貨物。

④驗收合格后收入倉庫做好儲藏管理，并向供貨商付款結(jié)賬。

4.1.3 采購質(zhì)量的控制

餐館在進(jìn)貨時必須對于采購的質(zhì)量進(jìn)行必要的控制把關(guān)。因此，對于所需原材料的規(guī)格控制便極為重要，需要在采購前對原材料制定采購規(guī)格書，這樣既有助于采購員明確食品原材料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，減少與供貨商可能存在的矛盾，便于采購工作的順利進(jìn)行。

采購規(guī)格書：以書面形式對本店要采購的食品原料等規(guī)定具體的質(zhì)量、規(guī)格等要求的采購書面標(biāo)準(zhǔn)。

4.1.4 采購數(shù)量的控制

歷來控制原材料的進(jìn)貨數(shù)量是各商家的最大的難題之一，進(jìn)貨數(shù)量少難以滿足顧客需求，造成潛在利益損失，進(jìn)貨數(shù)量太多即難以保存或儲藏花銷過大，又容易造成易變質(zhì)食材的浪費(fèi)，因此，做到既可以滿足顧客要求又可以減少成本避免浪費(fèi)得進(jìn)貨是各餐飲業(yè)商家所盡力解決的問題，店家習(xí)慣于依照過去的銷售經(jīng)驗決定該時間段的進(jìn)貨量，可結(jié)果卻不盡如人意，尤其在2020疫情的影響下反差極大，而上文所建立的模型可以較好地為這樣的問題提供借鑒。

由本文2.2.3中我們已經(jīng)計算并且驗證了食材采購量與5個主要因素間的定量關(guān)系式，某餐館可以輕易地將所需數(shù)據(jù)代入上式從而計算出該時間段每日所需的食材總量。其中所需未知量分別為優(yōu)惠活動力度、人群活動密度、顧客評分、食材成本、訂單數(shù)。

（1）公式使用方法

①將上述五個未知量代入公式中，得出數(shù)為該日餐館所需所有原材料的總斤數(shù)。

②該餐館根據(jù)自己店內(nèi)各種“特色菜”以及“冷門菜”的被點(diǎn)單的比例計算出每樣菜在日銷中的占比。

③將每樣菜大致需要的各原料比例算出，合并同類原材料的總斤數(shù)算出具體的材料要求。

（2）注意事項

①上述公式算出的結(jié)果僅是每日所需各原材料所需大致用量，僅供參考，具體購買斤數(shù)仍可由商家根據(jù)情況靈活處理。

②由于不同食材所需保存措施以及保存器材不同，因此購買周期也應(yīng)相適應(yīng)餐館保存能力，如冷凍、冷藏空間過小，則不能過多地采購易變質(zhì)得生鮮類原料；除濕能力低或設(shè)備差則不能采購過多的干貨；若采購點(diǎn)遠(yuǎn)，可以適當(dāng)增加批量減少批次，采購點(diǎn)近可減少批量增加批次。

③市場供求狀況的穩(wěn)定程度也在一定情況下影響采購數(shù)量，當(dāng)市場原料供應(yīng)穩(wěn)定時，可采用“勤進(jìn)快銷”的方式，當(dāng)原料的市場供應(yīng)不穩(wěn)定時，為避免斷貨情況的出現(xiàn)，可以一次性加大采購量。

4.2 餐飲食材庫房管理

4.2.1 原料驗收入庫管理

（1）原料驗收：根據(jù)與商家提前約定好的合同或規(guī)格書，對各種原材料的質(zhì)量，數(shù)量，體積等進(jìn)行核對，在確認(rèn)一致無誤后，按照提前商定好的價格進(jìn)行交付。

（2）驗收人員將各原料加上標(biāo)簽，標(biāo)記驗收日期及驗收數(shù)量，以便之后的取用發(fā)放，并將驗收成果做成報表上交餐館經(jīng)理或老板以留記錄。

（3）入庫存放：

若條件允許，不同食材應(yīng)根據(jù)不同的性質(zhì)及存儲條件要求放入不同庫房。

根據(jù)倉庫的布局，科學(xué)合理的規(guī)劃不同原料的擺放區(qū)域，并對分好類的食材進(jìn)行統(tǒng)一的編號，標(biāo)出它們分別對應(yīng)的庫房、貨架、層號、位置號等。

如表2寫出了一般食材最適宜的冷藏溫度和相對濕度。

表2 食物最適宜的冷藏溫度和相對濕度表

4.2.2 原料保存管理

（1）清潔管理：對于食材倉庫的清潔工作應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：

及時通風(fēng)，保持倉庫干燥。

對于儲藏室定期清理，冷藏室定期清洗。

對倉庫內(nèi)食品質(zhì)量定期檢查，每日檢查易變質(zhì)食品，若發(fā)生變質(zhì)腐爛則盡快取走處理，并將原處清洗干凈。

注意檢查房內(nèi)老鼠及蟲害情況，請專人采取不會污染到原料的方法進(jìn)行殺蟲滅鼠工作。

按照國家規(guī)定衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，周期性對儲藏室進(jìn)行衛(wèi)生檢查。

（2）安全管理

配備專用安全鎖，由專人保管，備用鑰匙保管妥善防止丟失，在進(jìn)行入庫或清潔工作時，保證有持有鑰匙的人在場，庫房使用完畢后注意及時上鎖。

經(jīng)常檢查庫房內(nèi)數(shù)量，定期盤點(diǎn)。

在條件允許的情況下加裝監(jiān)控系統(tǒng)。