基于SD-GA的外賣餐飲安全影響因素分析及對策研究

李天然，李墨瀟，唐 攀，劉杰鑫，賽爾達(dá)爾·艾克拜爾

(1.武漢理工大學(xué) 中國應(yīng)急管理研究中心，湖北 武漢 430070；2.武漢理工大學(xué) 安全科學(xué)與應(yīng)急管理學(xué)院，湖北 武漢 430070；3.暨南大學(xué) 公共管理學(xué)院，廣東 廣州 510632)

當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)+餐飲運營模式發(fā)展迅速，國內(nèi)外賣消費人群已經(jīng)突破4.6億人，網(wǎng)絡(luò)外賣為人們的飲食提供了便捷的消費途徑，也提供了更多的餐品類型、多元化的選擇空間，極大促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和就業(yè)水平[1]。由于該營銷模式是多方協(xié)作的結(jié)果，消費者難以直觀了解食品的制作過程，容易導(dǎo)致消費信息不對稱，難以掌握食品質(zhì)量水平[2]。因此，如何提高外賣餐飲安全質(zhì)量是亟待解決的現(xiàn)實問題。

自網(wǎng)絡(luò)訂餐模式盛行以來，外賣餐飲安全成為學(xué)者研究的熱點內(nèi)容。SONG等[3]通過對微博話題貼進(jìn)行民意分析，發(fā)現(xiàn)公眾認(rèn)為政府規(guī)制外賣食品行業(yè)是促進(jìn)其健康發(fā)展的有利途徑。HU等[4]對外賣食品消費者進(jìn)行滿意度實證分析，得出消費者對在線訂購的滿意度遠(yuǎn)低于線下服務(wù)的主要原因是在線訂購的安全性較低，且其食品質(zhì)量、服務(wù)質(zhì)量、物流質(zhì)量得不到保證。陳麗[5]從法律角度指出當(dāng)前中國網(wǎng)絡(luò)食品行業(yè)的監(jiān)管模式還存在模糊性、對第三方平臺的審查缺乏內(nèi)部動機(jī)等問題，需完善法律法規(guī)，堅持“社會共治”理念以發(fā)揮第三方平臺的監(jiān)管效用。SHEN等[6]通過構(gòu)建在線餐飲安全治理、單一治理、共同治理3種模式探索治理效果，得出平臺單一治理模式的效果不理想，在社會共治模式下，政府監(jiān)管對促進(jìn)外賣餐飲安全能夠發(fā)揮更大作用。馬元[7]通過博弈分析，提出網(wǎng)絡(luò)訂餐要堅持依法治理和技術(shù)治理相結(jié)合，構(gòu)建行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)社會共治。

1 外賣餐飲安全動力學(xué)分析與建模

外賣食品營銷過程是一個動態(tài)的、多方合作的系統(tǒng)動作，有相對固定的平臺和賣家，面對大量的消費者終端，內(nèi)部是不斷調(diào)整變化的[8]，相較于傳統(tǒng)餐飲模式而言，存在自發(fā)性、盲目性、逐利性等特點[9]。分析該運營模式的食品安全影響因素機(jī)制，需要一個動態(tài)模型進(jìn)行概括[10]。系統(tǒng)動力學(xué)作為定性和定量相結(jié)合的研究方法，可以適當(dāng)?shù)慕鉀Q外賣系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中難以界定的邏輯關(guān)系，客觀的解釋外賣餐飲安全的影響因素作用機(jī)理[11]。

1.1 外賣餐飲安全影響因素研究分析

食品加工制作的全過程主要由3種方式保障安全，質(zhì)量投入、供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的資源整合以達(dá)到內(nèi)部約束、完善的食品安全可追溯體系[12]。外賣食品從原材料進(jìn)貨、食品初次加工、再加工、成品包裝、騎手遞送，最后到消費者食用，這條服務(wù)鏈上至少需要4方人員參與工作才能完成[2]。結(jié)合其他學(xué)者的研究，將全面質(zhì)量管理理論和人機(jī)環(huán)管理論交叉結(jié)合應(yīng)用[13]，分析外賣食品產(chǎn)出的全過程，將食品安全系統(tǒng)劃分為人、機(jī)、料、管、環(huán)5大指標(biāo)。以人的安全行為、設(shè)備的安全動作、環(huán)境的安全可靠性、管理措施的安全全面性、物料的安全可靠性作為對照原則[14]，構(gòu)建因果關(guān)系圖，如圖1所示。

圖1 外賣餐飲安全因果關(guān)系圖

(1)人因子系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，參與外賣食品“買賣”動作的有兩部分人。一是員工，包括餐廳工作人員和外賣遞送人員；二是消費者。該子系統(tǒng)的安全風(fēng)險由兩類參與者的相關(guān)特性決定。員工素質(zhì)水平、消費者食品安全意識等對食品安全產(chǎn)生直接影響。再者，經(jīng)濟(jì)能力、消費習(xí)慣會影響消費者對風(fēng)險信息的感知力，進(jìn)而影響食品安全。

(2)機(jī)因子系統(tǒng)。主要分析參與食品加工制作的機(jī)器設(shè)備的相關(guān)安全參數(shù)，通過描述設(shè)備運行水平和設(shè)備維護(hù)水平兩大要素來反映該子系統(tǒng)的安全水平。

(3)物料因子系統(tǒng)。食材質(zhì)量、加工和儲存環(huán)境是影響物料安全的關(guān)鍵因素，食品制作工藝、添加劑、食品特性等都會影響食品的質(zhì)量，需要綜合考量物料因子系統(tǒng)的安全水平[15]。

(4)管因子系統(tǒng)。作為過程監(jiān)控者，是人因子系統(tǒng)的另一體現(xiàn)。模型中將管理分為餐廳管理、外賣平臺建設(shè)和法制管理3部分。餐廳管理水平是決定餐廳發(fā)展水平的重要因素，會直接影響食品安全性。外賣平臺是消費者和商家的紐帶，是保證消費信息對稱性的管理者，互聯(lián)網(wǎng)交互平臺的建設(shè)水平涉及到商家入駐、消費評價、投訴舉報等機(jī)制，都會對該系統(tǒng)安全水平造成影響。從宏觀市場角度來看，相關(guān)法制建設(shè)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等也是食品安全管控的有力措施，立法監(jiān)督管理、處罰是保證行業(yè)健康發(fā)展的前提[16]。

(5)環(huán)因子系統(tǒng)。食品加工環(huán)境、市場環(huán)境和法制環(huán)境是該營銷模式得以發(fā)展的大前提。小到廚房衛(wèi)生水平，大到外賣市場競爭力度，都能直接或間接影響系統(tǒng)的安全水平。

經(jīng)過上述分析，繪制系統(tǒng)動力學(xué)流圖，如圖2所示。為保證系統(tǒng)的動態(tài)性和連續(xù)性，在模型中加入“安全資金投入”為輔助變量，通過資金投入對各個子系統(tǒng)的分配來量化相應(yīng)影響因素，將“餐廳發(fā)展水平”嵌入系統(tǒng)，與安全資金投入、外賣食品系統(tǒng)安全水平等影響因素構(gòu)成反饋閉環(huán)。經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，整合出外賣餐飲安全影響因子變量集，如表1所示。

圖2 外賣餐飲安全系統(tǒng)動力學(xué)流圖

表1 外賣餐飲安全影響因子變量集

1.2 系統(tǒng)動力學(xué)方程

結(jié)合上述相關(guān)影響因素分析，構(gòu)建各因素之間的動力學(xué)方程：

(1)水平變量

L.K=∑(Li.K×QZi)

(1)

∑(QZi)=1

(2)

Li.K=Li.J+DT×Ri(t)

(3)

(2)速率變量

Ri(t)=∑(Aij×QZij)+∑(YXij)

(4)

(3)輔助變量

AF.K=AF.J+(L×YX61+YX51)

(5)

ATR=AF.K×31.25%

(6)

TRi=ATR×BFi

(7)

A11=TR1×ZH11

(8)

A12=(TR31×ZH12+A11×YX15)×

YX14×YX13×YX44

(9)

A2j=TR2×ZH2j

(10)

A31=TR32×ZH31×YX31×YX32

(11)

A41=(TR4×ZH41+AF×YX43+

A11×YX42) ×YX41

(12)

A41=(TR4×ZH41+AF×YX43+

A11×YX42) ×YX41

(13)

式中：DT為仿真模擬的時間步長；Li.J、Li.K分別為J時刻、K時刻系統(tǒng)的安全水平；QZi為各輔助變量在系統(tǒng)中所占比重。

2 系統(tǒng)動力學(xué)模型仿真及分析

2.1 模擬仿真參數(shù)選取

現(xiàn)選取武漢一家經(jīng)營外賣和堂食的飯店作為分析對象，總資產(chǎn)約為90萬元，日均業(yè)務(wù)流水約為1萬元，投入費用約占營業(yè)額的67%，在該模型中5個子系統(tǒng)涉及的資金投入約占營業(yè)額的31.25%。經(jīng)充分了解該餐廳的經(jīng)營狀況后，得出各子系統(tǒng)的安全水平初始值如表2所示。

表2 子系統(tǒng)安全水平初始值及權(quán)重

通過權(quán)重分析、猶豫模糊評估等方法，計算出相關(guān)因素對該餐廳的系統(tǒng)安全水平的影響系數(shù)。個別數(shù)值通過中國飯店協(xié)會、美團(tuán)研究院等網(wǎng)站獲取，由于篇幅有限，相關(guān)過程不做羅列。在此基礎(chǔ)上計算出該餐廳的系統(tǒng)安全水平初值為L0=51.161 4，設(shè)定系統(tǒng)安全水平及格值為60，目標(biāo)值為90，理想狀態(tài)值為100，其他相關(guān)參數(shù)值設(shè)置如表3～表5所示。

表3 輔助變量對系統(tǒng)的影響系數(shù)

表4 轉(zhuǎn)化率參數(shù)值

表5 常量參數(shù)值

2.2 模型假設(shè)

由于環(huán)境衛(wèi)生、員工素質(zhì)等都存在模糊性，模型不能將所有風(fēng)險因素囊括，因此需要做邊界設(shè)定：①假設(shè)該飯店按照理想狀態(tài)運營，不會發(fā)生嚴(yán)重影響營業(yè)收入的黑天鵝事件；②假設(shè)飯店運營過程中的人、機(jī)、料、管、環(huán)各子系統(tǒng)都按照規(guī)定狀態(tài)運行，相關(guān)參數(shù)不會發(fā)生變化；③假設(shè)系統(tǒng)安全水平隨時間發(fā)展可以達(dá)到理想狀態(tài)值100，且不大于100。

2.3 基于遺傳算法的資金投入最優(yōu)解

系統(tǒng)動力學(xué)通過解釋系統(tǒng)內(nèi)部相關(guān)因素間的因果關(guān)系，從內(nèi)部研究問題發(fā)生的源頭，但VENSIM軟件不能直接給出各子系統(tǒng)的安全資金投入最優(yōu)分配比例，因此采用遺傳算法實現(xiàn)該目標(biāo)，運用Matlab編程將該問題轉(zhuǎn)化成組合優(yōu)化問題，在實際情況約束下求出最優(yōu)解。

2.3.1 遺傳算法

遺傳算法是JOHN HOLLAND提出的一種根據(jù)模擬自然進(jìn)化過程搜索最優(yōu)解的方法[17]。其計算原理如圖3所示。

圖3 遺傳算法概述

2.3.2 目標(biāo)函數(shù)

(14)

(15)

式中：L為外賣系統(tǒng)安全水平值；L0為系統(tǒng)安全水平初值；Li0為子系統(tǒng)的安全水平初值；Li為各子系統(tǒng)的安全水平值；QZi為各子系統(tǒng)相對于總系統(tǒng)的相對權(quán)重值；i為運行的次數(shù)，單位為月；x1～x5為資金投入的比例；t為運行時間，單位為月。

2.3.3 模型最優(yōu)解運算結(jié)果

相關(guān)參數(shù)如下：種群大小N=600，淘汰概率pc=0.8，保護(hù)概率pm=0.05，遺傳進(jìn)化代數(shù)G=300。通過200次循環(huán)計算得出最優(yōu)解為52個月。截取前5組數(shù)據(jù)，如表6所示。

2.4 SD模擬仿真實驗結(jié)果對比分析

將各組解按系統(tǒng)安全水平值降序排列，選取第一組數(shù)據(jù)代入Vensim PLE運行檢驗，得出在第12個月時達(dá)到及格水平值60.05，第52個月時系統(tǒng)安全水平值為90.53。為了比較資金投入方案對系統(tǒng)安全水平的影響情況，設(shè)置最優(yōu)比例資金投入、均分比例資金投入、無資金投入3種方式進(jìn)行對比分析，并將相關(guān)參數(shù)代入系統(tǒng)動力學(xué)模型中模擬運行53個月，模擬結(jié)果如圖4所示。

表6 資金分配比例及系統(tǒng)水平值

由圖4可知，系統(tǒng)安全水平逐漸升高，最優(yōu)比例資金投入的圖像明顯高于其他二者。將3種資金分配方案分別代入Vensim PLE運行，得到系統(tǒng)水平值如表7所示?？芍?種方案分別在第12、16、28個月達(dá)到及格水平，系統(tǒng)運行第52個月時，最優(yōu)分配方案達(dá)到目標(biāo)值90。

圖4 外賣食品系統(tǒng)安全水平

各子系統(tǒng)對總系統(tǒng)的影響程度不同，平均分配資金投入會使安全效益低下。外賣模型屬于開放系統(tǒng)，外賣市場環(huán)境、法制水平等因素的變動會引起安全水平發(fā)生變化[18]。無投入方式下，系統(tǒng)安全水平會隨社會發(fā)展緩慢上升，但相較前兩種方式而言，系統(tǒng)安全發(fā)展?fàn)顩r不容樂觀。不同投入方式對子系統(tǒng)安全水平的增益效果不同。在人、物、管、環(huán)子系統(tǒng)中，3種投入方式都能對安全水平起到正向影響，這是由于消費者安全意識、消費習(xí)慣、法制水平等與投入無關(guān)的影響因素對系統(tǒng)具有促進(jìn)作用[19]。資金投入作為機(jī)因子系統(tǒng)中唯一提高安全水平的措施，無投入情況下安全水平不會發(fā)生變化。為了比較投入方式對各子系統(tǒng)安全水平的影響，繪制的反饋圖如圖5～圖9所示。

圖5 人因子系統(tǒng)安全水平

圖6 機(jī)因子系統(tǒng)安全水平

圖7 物因子系統(tǒng)安全水平

圖8 管因子系統(tǒng)安全水平

圖9 環(huán)因子系統(tǒng)安全水平

由圖5～圖9可知，在人因子系統(tǒng)中，最優(yōu)比例方案在14個月時達(dá)到及格水平，而均分、無投入方案分別需要18、31個月才可以達(dá)到及格水平，這是資金投入對員工培訓(xùn)正向作用較大導(dǎo)致的。在機(jī)因子系統(tǒng)中，由于設(shè)備運行維護(hù)受資金投入的制約，無投入情況下系統(tǒng)安全將保持低水平，投入資金后該系統(tǒng)安全水平明顯提升。在物料子系統(tǒng)中，資金投入對食品質(zhì)量的影響作用較小，物料的安全水平在市場環(huán)境的影響下呈現(xiàn)上升趨勢。在管理子系統(tǒng)中，只有餐廳管理水平受資金投入的影響，員工素質(zhì)提升受人因子系統(tǒng)資金投入影響，外賣平臺建設(shè)、法制水平占有較大權(quán)重卻不受資金投入影響，這使該系統(tǒng)呈現(xiàn)上升趨勢。在環(huán)因子系統(tǒng)中，外賣市場環(huán)境、法制水平從外部角度對安全水平施加影響，而食品加工環(huán)境會受到資金投入的影響且對安全狀況的影響力大，因此在均分、無投入方案中對安全水平有顯著促進(jìn)作用，并在無投入方案中處于緩慢上升的狀態(tài)。

為了更好的描述資金投入對子系統(tǒng)安全水平的影響程度，對各圖像線性回歸擬合，得出各曲線的回歸系數(shù)來比較資金投入對安全水平的影響力[20]。

(16)

(17)

式中：a為縱截距；b為回歸系數(shù)。

在回歸方程的基礎(chǔ)上，通過設(shè)置參數(shù)M、N來描述系統(tǒng)水平變化的差異性，參數(shù)估計值如表8所示。其中，M表示系統(tǒng)中最優(yōu)方案與均分方案擬合曲線回歸系數(shù)的差值；N表示系統(tǒng)中最優(yōu)方案與無投入擬合曲線回歸系數(shù)的差值。M值越大，表明資金合理分配對于系統(tǒng)安全水平提升越重要；N值越大，表明投入對系統(tǒng)安全水平的增益效果越明顯。

表8 回歸參數(shù)估計值

由表8可知，M(L2)>M(L1)>M(L)>M(L5)>M(L3)>M(L4)，表明資金分配方式對機(jī)因子系統(tǒng)的影響最顯著，物因子系統(tǒng)較弱，這是由各影響因素間的構(gòu)造關(guān)系所決定的。由于管因子系統(tǒng)對總系統(tǒng)的影響權(quán)重較低，最優(yōu)方案對該子系統(tǒng)的資金投入少于均分方案，導(dǎo)致前者的增益效果低于后者，M呈現(xiàn)負(fù)值，屬于合理情況。N(L2)>N(L1)>N(L)>N(L5)>N(L3)>N(L4)，表明資金投入對機(jī)因子系統(tǒng)安全水平增益最大，由于該系統(tǒng)的安全狀況主要由資金投入決定，充足的投入才能保證設(shè)備更新和維護(hù)；資金投入對總系統(tǒng)、人因子系統(tǒng)、環(huán)因子系統(tǒng)的安全水平有顯著的正向影響，三者對于資金投入的波動較為敏感，是由資金投入對輔助變量的安全作用轉(zhuǎn)化率所決定的。

3 結(jié)論

從食品生產(chǎn)過程中風(fēng)險致因因素出發(fā)，以資金投入作為系統(tǒng)安全水平的主要控制因素構(gòu)建動力學(xué)模型，通過遺傳算法找出各子系統(tǒng)得最優(yōu)投入分配比例，用Vensim PLE模擬出6個系統(tǒng)的安全水平變化情況。得出以下結(jié)論：

(1)由影響因素權(quán)重可得各子系統(tǒng)對食品安全水平的影響力排序：人>料>機(jī)>管>環(huán)。

(2)人、機(jī)、料、管、環(huán)5個子系統(tǒng)的投入比例為0.35：0.35：0.01：0.04：0.25時，系統(tǒng)安全水平增長速率最快，12個月時達(dá)到及格水平。

(3)機(jī)因子系統(tǒng)對投入的敏感度最高。最優(yōu)投入方式下，15個月的安全水平增幅可達(dá)31.3%。提升該子系統(tǒng)的安全投入比例能有效提升整體安全水平。

(4)由于外賣平臺建設(shè)、法制水平等外部環(huán)境的影響，管因子系統(tǒng)在最優(yōu)和無投入方式下的系統(tǒng)安全水平曲線斜率差值僅為0.08，因此提高平臺管理水平，加強(qiáng)社會共治體系建設(shè)能有效保障外賣餐飲安全。