食堂就餐系統優化方法研究
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摘要：高校食堂是為學生提供飯菜的地方，完整的就餐過程主要包括排隊和進餐兩個過程。本文主要分析出傳統打飯機制的瓶頸，通過對本校食堂的打飯時長和米飯浪費量的研究得出的數據，建立了排隊論模型和平滑指數模型，從而得出了本項目提出的智能打飯機的優點，形成一個全新智能的打飯機制。關鍵詞：食堂系統；浪費現象；排隊模型；自動打飯機 1 前言在當代大學生的生活中，食堂工作變得越來越重要。據查，大約有85%的高校大學生選擇在食堂吃飯。為此，為了提高學生的身體素質使得他們更加強壯，同時給學生創造出良好的學習環境，正確有效的優化食堂用餐系統，讓學生在最短時間內打到飯菜的同時又不損失食堂的利益，是擺在眼前的一個非?，F實的問題。通常情況下，整個餐飲過程提供排隊打飯和就餐吃飯兩個主要服務。在人們排隊的過程中，早中晚三餐時間就是學校食堂的高峰期，學生人數較多。如果服務窗口較少，學生會抱怨等待時間太長，或者因為隊長太長，直接尋找其他服務（如外出吃或外賣等）；但相反的，如果打飯窗口太多，就會造成一定的浪費，不利于食堂的發展。在人們打到飯找座位吃飯的過程中，又存在著食堂大廳的座位不夠，米飯浪費嚴重等情況。因此，如何兩個過程中尋求一種平衡，這對學生和食堂都是必不可少的。探究學生排隊過程中的一般模型為權重分析權重模型和排隊論模型。權重分析權重模型簡單易懂，但排隊論模型更具有科學性。本文從排隊用餐時間和米飯浪費量兩個方面來研究食堂用餐系統的瓶頸，通過對傳統的多服務窗口混合制M/M/C排隊模型更加深入的研究，提出自動打飯機，該打飯機在實際運用的過程中表現為M/D/1排隊模型。2 模型建立模型求解分為以下三個階段：階段1：通過K-S檢驗已知數據服從泊松分布，建立模型——排隊模型，計算用餐者們排隊的平均排隊時間與平均逗留時間，得到用餐者們完成打飯服務后的所需服務時長。階段2：增加自動取飯機讓用餐者們自助打飯，緩解現有窗口的服務過度狀態，減少用餐者們排隊等待服務的時長，并且讓用餐者們按自己的需求進行打飯。階段3：建立指數平滑預測模型，對運用打飯機后的食堂米飯的浪費情況進行統計預測，與使用自動取飯機之前的食堂米飯浪費情況進行對比，比較食堂米飯的浪費情況是否得到緩解。最后對模型進行完善、推廣。2.1 排隊模型的建立進行模型建立前，首先對歷史觀測數據進行分析處理，觀察時間序列的變化趨勢。如果變動不明顯，使用一次指數平滑法；如果呈現線性趨勢，則用2次指數平滑法；如果變動更加猛烈，呈現二次曲線趨勢，則使用3次指數平滑法。在指數平滑模型建立中，保證其預測值精準得到預期預測效果的關鍵是對平滑指數的選取，平滑指數決定了新數據和原預測值所占的比重?，F有的研究中，一般是根據經驗估計和試算法來選取平滑指數值。經驗法是根據時間序列的變化波動來選取，波動比較大，則平滑指數取大一些，如0.6-0.9，波動比較小，則平滑指數取小一些，如0.1-0.3。然后取不同值進行試算，選取誤差最小的指數平滑值作為最優值。2.2 指數平滑模型的建立指數平滑法又稱指數加權平均法，它是在移動平均法的基礎上發展起來的，通過計算指數指數平滑之來對時間序列的未來趨勢進行預測。其基本思想是：對需要預測的數據加以觀察，并對這些數據進行賦值加權處理；這些數據新產生的數據賦值大一些，原來的舊數據賦值小一點，計算加權和，所得結果就是預測值。代入數據后可以發現對食堂打飯方式進行改進以后，人均浪費米飯量減少，同理根據以上模型可以預測出各個平滑系數下各食堂的浪費量。2.3 自動打飯機原理自動打飯機，顧名思義，是一種不需要工作人員幫忙打飯，而是可以自主打飯的機器。我國最先引進自主打飯機的是華南理工大學。2014年6月11日，華理大學為了學生日常生活更為多彩，引進兩臺智能打飯機。它的體積與平時我們見到的自動飲料售貨機相似，外殼為不銹鋼[12]。其中間偏下的部位有一個可以放飯盤的卡槽，當學生刷卡后，根據自己的飯量選擇出飯量，打飯機就會“吐”出香噴噴的白米飯。打飯機的問世解放了人類雙手，展現了現在生活的科技性，本節主要介紹了打飯機的原理。該打飯機主要采用了RFID技術即射頻識別技術。它主要是通過磁場或電磁場，利用無線射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到識別目的并交換數據，可識別高速運動物體并可同時識別多個目標的自動識別技術。當學生需要打飯時，首先會按照自己需要的飯量選擇事先設定好的分量，再將餐盤放在預定的出飯口，然后用一卡通刷卡之后，打飯機就會打包好對應分量的米飯放入餐盤中。3 預想結論由于時間有限，沒有收集數據經行模擬仿真，但本文章的大體思路就是利用排隊論模型和平滑指數模型，構建出打飯機的基本模型，并未安裝打飯機之前經行對比，其結果應該是有所改善的。但考慮打飯機的資金和材料設備等，是否能夠做出安全無害的設備還有待考究。另外，其建成成本是否合理還有待進一步的考究。參考文獻[1]張東，安玉娥，傅 娟.數學的實踐與認識[J].2013，43（5）：20-28.[2]李子華.大學生飲食浪費行為的心理學分析[J].安徽工業大學學報（社會科學版），2014，31（5）： 131-134.[3]張 妍.基于排隊論的高校食堂優化管理[J].行政管理，2015： 252-256.[4]李 欣，肖芳園，楊牡丹.高校食堂排隊模型的研究[J].現代物業·新建設，2012，11（10）：37-39.[5]亓曉同，胡軍浩.不同理性兩學生食堂最優供應模型研究[J].信陽師范學院學報（自然科學版），2014，27（2）：176-180.[6]樊 琦，劉夢蕓，李 霜.湖北大學食堂糧食浪費影響因素實證研究[J].糧油食品科技，2016，6（24）：109-113.[7]王長江.指數平滑法中平滑系數的選擇研究[J].中北大學學報（自然科學版），2007，06.
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