基于Flexsim仿真的快餐厅系统改进研究

何恒 胡钟敏 张顶立

摘    要：快餐厅在用餐高峰期经常会存在排队队伍长、等餐时间长等问题.这些问题不仅会影响餐厅效益，还会影响顾客满意率.为了解决这些问题，运用系统仿真工具Flexsim对快餐厅系统进行建模与仿真，为系统的改进提供参考依据.将快餐厅系统分为订餐、备餐和用餐3个子系统，系统的绩效则取决于3个子系统的综合作用.以某快餐厅为例进行了实例验证，基于系统仿真先后对点餐子系统和备餐子系统进行了改进，仿真表明：该快餐厅系统的顾客排队问题得到改善，同时顾客的接待量也得到了提高.

关键词：快餐厅;服务系统;Flexsim;仿真

中图分类号：O22       DOI： 10.16375/j.cnki.cn45-1395/t.2019.03.012

引言

随着我国社会经济的快速发展，餐饮业在国民经济中的地位日益显著，在扩内需、促消费、稳增长、惠民生方面作用强劲. 2018年，全国餐饮收入42 716亿元，同比增长9.5%，高于同期社会消费品零售总额增速（9%），餐饮消费成为国内消费市场的重要力量[1].目前，高端消费比例下降，百姓消费成为主流，以快餐、团餐、火锅、小吃等业态为代表的新餐饮成为行业创新的主要驱动力. 因此，研究如何提高快餐厅的运营绩效和服务质量对餐饮业的健康发展具有重要意义.

近年来，许多学者将研究重点聚焦在餐饮业运营管理方面.Chou等[2]认为，顾客接受服务的等待时间成为决胜快餐店的关键品质之一.因此建立了一个应用于某快餐店排队系统的仿真模型，仿真结果表明，餐厅管理者应该在高峰时段再增加一个服务台，可以优化该餐厅服务流程，减少客户的等待时间.Hwang等[3]调查了餐桌分配政策对等待时间性能的影响以及关键需求特征对最佳策略选择的影响，提出了一种有效的餐桌管理运营策略用于缩短顾客等待时间，提高座位周转率，并提高客户满意度.张琦琮等[4]针对超市顾客等候过久问题，基于Agent范型，建立了顾客排队系统仿真模型，通过不同Agent之间的交互仿真运行超市排队系统，减少了顾客平均等待时间，降低了超市运营成本.Guerriero等[5]从战略和经营两个角度论述了饭店收入管理问题，提出根据订单限额和服务价格来制定服务提供能力的策略，该策略最终带来了更高的收益.陈健洋[6]利用Arena软件建立基于工业工程方法的A餐厅运营流程的系统模型，结合实际参数，对模型输出的仿真结果进行分析，优化了餐厅运行效率，降低了运营成本.杨玮等[7]使用Flexsim仿真软件对某大型医药物流中心进行建模仿真，分析模型運行结果，找出了瓶颈，优化拣货流程，提高了拣货作业效率，缩短了拣货时间.余晗[8]基于排队论，运用Flexsim仿真某餐厅的排队就餐系统，通过调整餐厅的各类型餐桌数目，优化餐厅布局，改善了餐厅的排队现象.孙影慧等[9]借助Flexsim软件对服装单件生产流水线的优化与仿真模拟进行研究，通过改变生产编排和人员安排等方法优化了生产线，提升流水线优化和预测效率.吴艳等[10]为了提高餐饮行业的服务质量与管理水平，设计了一款无线掌上点菜系统.研究结果表明，该系统具有开发成本低、操作简单、响应速度快、试用效果良好的特点.张奥多等[11]为节省客户点餐时间，试图将关联规则与餐饮服务相结合，通过引入FP-tree关联规则算法，最终以移动方式推送给顾客，实现了菜品动态推荐服务.

无论运用何种方法对系统进行优化，都要求提高系统的运营绩效，而对于餐厅排队服务系统，较为合理的优化方法是通过建模与仿真来测量和改进系统绩效.相比基于排队论的系统建模方法，基于三维仿真软件的系统建模具有界面友好、直观、简便易行、适于处理系统的复杂关系等优点.因此，本文尝试基于Flexsim建立快餐厅系统模型，根据模型的仿真结果，对顾客排队队长和后厨备餐效率进行优化，从而提高餐厅的运营效率和服务质量.

1    快餐厅系统建模

1.1   快餐厅系统的构成

在快餐厅系统的运营当中，餐厅的前台与后台的活动是相互配合、相互影响的.前台的活动包括顾客订餐和顾客就餐.后台的活动则包括厨房中的备餐.前、后台的活动共同决定了整个系统的运营绩效.而已有的研究通常省略后台的流程细节，对其进行黑箱处理，这样不利于发现后台所引起的问题.因此，本研究中的快餐厅系统包括了3个子系统：点餐子系统、备餐子系统和就餐子系统.

快餐厅系统包含了以下系统资源：餐桌（座位）、前台服务员、后台服务员、食物.

一个快餐厅的服务流程如图1所示.

1.2   顾客和顾客类型

相比其他服务系统的顾客，餐厅的顾客具有其显著特点：前者单独接受服务，而餐厅顾客是按照顾客团体的方式接受服务的.因此，本研究中快餐厅的顾客以团体方式出现.按照顾客团体的大小可以将顾客团体的类型分为：1人团体、2人团体、……、6人团体.对于快餐厅来说，7人以上的团体出现的概率很小（<1%），因此忽略不计.

为了简化模型，顾客团体模型仅以一个人的形象代替，用不同的颜色代表不同的团体类型.

1.3   点餐子系统

顾客到达餐厅首先要找空闲的餐桌，如果没有空桌则需要排队等座，如果有空闲的餐桌则首先定座，然后再点餐.餐桌的空闲或占用状态采用Flexsim的一个名为GT_Tables的全局表来记录.

基于一定的人均消费水平，一个合理的订单所包含的餐品数量应该与顾客团体的大小相关，但是每个订单的内容又会有所不同.为此制定了一个订单生成规则——轮盘赌订单生成法.

将快餐厅餐品分为M类.统计每类餐品的人均消费量ci（i=1，2，…，M）.

令顾客团体大小为N人.对于第j名顾客（j=1，2，…，N），令其在选择餐品i时以轮盘赌的形式判断其是否选择该餐品.即系统随机生成一个随机数rij，如果rij≤ci则选中一次该餐品i.

统计顾客团体所有成员的餐品选择结果，得到该顾客团体的点餐订单.每份订单的编号及其内容采用Flexsim的一个名为GT_Orders的全局表来记录.顾客点餐后前台服务员生成订单，并将订单传到后厨.在Flexsim中，这是通过Sendmessage（）命令来实现的.

1.4   备餐子系统

订单处理的时间取决于订单的大小、 排队订单的队长和处理订单的员工数.为了简化建模工作，省略了食材的制作过程，假定所有食材已经制作完成并且保证供应.因此，备餐子系统中的活动实际上只包含了配餐过程.系统中有若干个配餐员工，每份订单都由一位员工负责，按照订单内容将餐品配齐.

空闲的员工则在订单队列中寻找最靠前的订单进行处理.新订单进入后厨时，如果所有的配餐员工都忙，则订单进入订单队列排队等候处理.订单的状态采用GT_Orders全局表来记录.

一个订单处理完毕，备餐员工在传送餐盘的同时会向相应的顾客发送一个信息，通知顾客开始取餐.

1.5   就餐子系统

就餐子系统由若干餐桌构成，在Flexsim中它是由Rack实体实现，采用平铺式的Rack，每一个Rack的置物单元就当作一个餐桌.点餐完毕，顾客去到他定好的餐桌上等餐.当订单制备完毕，即顾客收到备餐子系统发来的信息时，顾客取回餐品，用餐开始.经过一段时间，用餐结束，顾客离开餐厅.这时相应的餐桌的状态由“占用”被修改为“空闲”.

2    快餐厅系统仿真与优化实例

2.1   快餐厅模型的建立

某快餐厅A拥有40个餐桌，前臺服务员2名，后厨备餐员工2名.餐厅的餐品类别可以分为汉堡、饮料、薯条和零食4大类，每类餐品的制备时间、人均消费率如表1所示.点餐所花费的时间服从均值为   90 s，标准差为10 s的正态分布.

餐厅就餐高峰时段为中午11点到下午1点，历时2 h.在就餐高峰期顾客（团体）到达餐厅的时间间隔服从均值为45 s的负指数分布.不同类别的顾客团体占比如表2所示.每个顾客团体的就餐时间服从均值为   1 800 s，标准差为200 s的正态分布.

根据系统参数，建立该快餐厅系统模型，如图2所示.

2.2   快餐厅系统仿真

设置运行模型2 h，观察系统仿真输出的数据，得到点餐子系统输出结果如图3所示.整理各个子系统运行数据，得到系统运营绩效的相关指标值：

1）进入快餐厅系统的顾客（团体）数量为160个，完成订餐的为149个，11个在排队，最大队长为13，平均队长为5.07.

2）从全局表GT_Orders可知，后厨一共接到149份订单，已处理完成订单144份，3份订单正在接受处理，2份订单还处于排队等待处理状态.

3）就餐系统中，还有6张餐桌空余.

2.3   仿真结果分析与改进建议

根据仿真结果可知：从前台情况看，点餐队列比较长;从就餐情况看，餐桌仍有剩余;从后厨情况看，订单排队问题不严重.说明前台点餐的能力有待提高，而且通过改善点餐过程既可以降低队长，提高服务满意率，又可以接待更多顾客，提高餐厅的收益.故提出技术建议：增加一个点餐服务台.

根据上述建议，重新改进了模型，得到新的模型效果图，如图4所示.重新运行系统，点餐子系统的软件输出结果如图5所示.

系统仿真结果如下：进入快餐厅系统的顾客（团体）数量为159个，完成订餐的为158个，1个在排队，平均队长为0.33;后厨一共接到158份订单，已处理完成订单143份，2份订单正在接受处理，13份订单还处于排队等待处理状态;就餐系统中，餐桌没有空闲，全部得到使用.

改进前、后的点餐子系统和备餐子系统仿真结果对比如表3、表4所示.由表3可知，点餐系统已完成处理订单数从149份增加到158份，效率提高了6.04%，平均排队队长由5.07降低到0.33，平均等待时间缩短了211.31 s，使前台点餐的效率提高了.

2.4     仿真结果分析及再次改进建议

从表3和表4的结果可知，提出的改进建议使前台点餐的效率提高了，但是后厨的订单处理能力没有相应提高，主要体现在后厨等待处理的订单数量增加了11份，待处理订单数量的增加意味着顾客等待用餐的时间增加，制约了系统的整体效率，会使顾客满意率下降.因此建议再做改进：即增加一组备餐台.

对备餐系统做出第二次改进后，模型效果如图6所示.

系统仿真结果如下：后厨一共接到158份订单，已处理完成订单152份，3份订单正在接受处理，3份订单还处于排队等待处理状态;就餐系统中，所有餐桌都被占用.再次对比改进前、后方案的仿真结果如表5所示.

从表5，可知后厨完成处理订单数由143份增加到152份，效率提高了6.29%;待处理的订单数由13份减少到3份，说明后厨备餐的效率得到了提高，这将会使得顾客的等餐时间缩短，满意率提高.

2.5    管理方面的建议

对于餐饮服务行业，既要考虑成本，又要兼顾餐饮系统绩效.结合这两方面理论，运用一系列的方法从系统整体角度出发，设法降低企业的成本，保证系统绩效提升，为此提出一些“软”建议：①不论是餐厅管理者，还是厨师，甚至于服务员，都需要不断学习和提升，如果可以在空闲时间组织大家进行诸如精益生产等专业学习，让精益思想和文化为服务指引方向，这样既能提高所有员工的专业素质，又能在一定程度上提升工作效率;②在考虑快餐类食品保存期限和食用最佳期限的情况下，在营业高峰时段，可以适当的保持某些类食品一定数量的成品水平，比如汉堡的数量，使得系统不会因为订单过多过大而处于严重挤压的情况，也有益于充分利用闲暇期的工作人员的时间资源;③管理者往往提出以人为本的理念，这个“人”既指工作人员，也指顾客.为了让员工给企业（餐饮业）创造更高效益，从餐厅服务人员角度，可以考虑运用适当的奖励方式去激发大家的工作热情;而对于顾客，要尽可能在高峰期争取以最快的时间，最好的服务质量呈现给大家.因为只有好的服务质量才可以让顾客忠诚于你的品牌.

3    结论与展望

本文利用Flexsim软件对快餐厅系统进行建模与仿真，并基于仿真结果对系统进行改进.最后通过实例验证这种系统改进方法的有效性.研究得出以下结论：

1）该方法通过系统仿真可以直观的反映系统运营绩效，从而为系统改进提供可靠的依据;

2）该方法通过对前台的订餐子系统、就餐子系统以及后台的备餐子系统的仿真，合理的配置了各个子系统的资源，既改善了系统排队队伍过长的问题，又保障了系统能够及时有效地处理更多的订单.

但是为了更好地模拟真实系统，为系统改进做出有效的决策依据，该系统模型有待进一步完善和细化.例如：建立具有不同座位组合功能的子系统，以及增加后厨备餐系统当中的食材制作过程模型等.

参考文献

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Abstract： Long queues and waiting time for food in the rush hours of fast food restaurants will lead to lower efficiency and customer satisfaction. To solve the problem， the fast food restaurant system is modeled and simulated with a system simulation tool - Flexsim to support the decision making of system improvement. The system is divided into three subsystems： ordering system， preparing system and dinning system. A fast food restaurant is taken as an example in this paper to demonstrate the method. Based on the system simulation， the ordering system and the preparing system are improved successively. The simulation results show that the queuing problem is improved， and the customer reception quantity is also increased.

Key words： fast food restaurant; service system; Flexsim; simulation

（责任编辑：黎  娅）