鮮切即食果蔬脫水加工成本管控模型構(gòu)建

李巖，趙卓

1.華南理工大學(xué)廣州學(xué)院管理學(xué)院（廣州 510800）；2.廣東財(cái)經(jīng)大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院（廣州 510320）

在加工制品中，除速凍加工和發(fā)酵加工外，大部分制品因加工工藝方式不同，導(dǎo)致可溶性物質(zhì)外滲，改變食品原有風(fēng)味；或因長(zhǎng)時(shí)間加熱降低營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[1]。果蔬脫水加工產(chǎn)品具有耐貯藏、營(yíng)養(yǎng)損失較少，且使用方便、運(yùn)輸方便、體積小等優(yōu)勢(shì)，具有良好的發(fā)展前景[2]。鮮切即食果蔬脫水加工是將果蔬中存在的水分通過先進(jìn)的加工技術(shù)，快速降至1%～3%。脫水的果蔬經(jīng)過復(fù)水后，通常能恢復(fù)原始風(fēng)味和新鮮度[3]。果蔬干制與果蔬脫水加工存在一定差異。果蔬干制通過太陽能實(shí)現(xiàn)自然干制，如蘿卜、紅棗、海帶、柿餅等的干制；果蔬脫水加工通過設(shè)置干燥條件，促進(jìn)果蔬中水分蒸發(fā)，包括輻射、對(duì)流、傳導(dǎo)等傳熱方式或利用真空、微波、超聲波等技術(shù)在減壓或常壓環(huán)境中使制品干燥[4]。果蔬脫水加工的成本較高，影響果蔬加工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化。因此，對(duì)果蔬脫水加工成本進(jìn)行管控具有重要意義。

傳統(tǒng)成本管控模型包括蟻群算法的成本管控模型[5]、質(zhì)量成本函數(shù)模型[6]及組合權(quán)重法的成本分?jǐn)偰Ｐ蚚7]等。這些模型均可有效降低加工過程中的成本，對(duì)成本控制具有一定作用。但傳統(tǒng)模型對(duì)成本管控的精度欠佳，考慮加工過程中影響因素較少。因此，提出鮮切即食果蔬脫水加工成本管控模型構(gòu)建。通過分析鮮切即食果蔬脫水加工過程中所需成本，包括脫水加工成本的構(gòu)成及成本管理層次；采用灰色預(yù)測(cè)方法構(gòu)建果蔬脫水加工成本管控模型，完成鮮切即食果蔬脫水加工成本管控模型構(gòu)建。結(jié)果表明，采用試驗(yàn)?zāi)Ｐ涂刂萍庸ず篚r切即食果蔬成本較低，且控制精度較高。

1 鮮切即食果蔬脫水加工成本分析

1.1 鮮切即食果蔬脫水加工成本構(gòu)成

鮮切即食果蔬脫水過程是以間斷生產(chǎn)等多個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)，每經(jīng)過一個(gè)加工步驟原材料發(fā)生改變，轉(zhuǎn)化為不同半成品，下一步驟中加工對(duì)象即為上一步驟中的半成品，直到完成最后一個(gè)步驟才能實(shí)現(xiàn)果蔬的脫水[8]。為實(shí)現(xiàn)鮮切即食果蔬加工成本的分級(jí)管理及核算，需要對(duì)不同加工步驟進(jìn)行成本管理。

通常情況下，鮮切即食果蔬加工企業(yè)設(shè)有泵房、農(nóng)務(wù)科、發(fā)電車間、壓榨車間、鍋爐車間和制煉車間等生產(chǎn)部門[9]。不同生產(chǎn)部門間根據(jù)物料運(yùn)輸產(chǎn)生聯(lián)系，如圖1所示。

圖1 鮮切即食果蔬加工企業(yè)生產(chǎn)部門關(guān)系

利用分布法對(duì)汽、電、水的單位成本進(jìn)行計(jì)算，可通過水電氣耗用的形式，將泵房、發(fā)電車間和鍋爐車間的費(fèi)用轉(zhuǎn)移到制煉車間和壓榨車間的加工成本中[10]，鮮切即食果蔬加工企業(yè)加工成本構(gòu)成如圖2。

圖2 鮮切即食果蔬加工企業(yè)生產(chǎn)成本構(gòu)成

1.2 鮮切即食果蔬脫水加工成本管理層次

根據(jù)鮮切即食果蔬脫水加工的實(shí)際需求，將果蔬脫水加工成本管理劃分為3個(gè)層次，如圖3所示。

圖3 鮮切即食果蔬脫水加工成本管理層次

在成本管理層次中，輔助決策層為最高層，包括分析數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)及模型運(yùn)算，可提供車間班組考核、生產(chǎn)成本、計(jì)劃修正和經(jīng)營(yíng)效果等方面分析，以及輔助決策信息，可為決策者提供相關(guān)統(tǒng)計(jì)檢測(cè)數(shù)據(jù)，決策者可根據(jù)獲取的信息做出相關(guān)決策，也是果蔬脫水加工成本管控過程的最終目標(biāo)[11-12]。

中間層為數(shù)據(jù)處理層，具有圖形輸出、數(shù)據(jù)檢索、報(bào)表輸出和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等數(shù)據(jù)處理功能。通常由職能不同的子系統(tǒng)構(gòu)成，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，實(shí)現(xiàn)鮮切即食果蔬脫水加工的成本管控。

基礎(chǔ)層為基本數(shù)據(jù)管理和共享層，包括不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、重組、校驗(yàn)、擴(kuò)充、插入、維護(hù)、修改和刪除等。

根據(jù)鮮切即食果蔬脫水加工成本管理層次劃分，將鮮切即食果蔬脫水加工成本管控的總體構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)劃分，如圖4所示。

圖4 脫水加工成本管控總體構(gòu)成

2 鮮切即食果蔬脫水加工成本管控模型構(gòu)建

在果蔬脫水加工成本分析基礎(chǔ)上，利用灰色預(yù)測(cè)方法構(gòu)建果蔬脫水加工成本管控模型。

獲取鮮切即食果蔬脫水加工數(shù)據(jù)。通過會(huì)計(jì)核算獲取鮮切即食果蔬脫水加工歷史數(shù)據(jù)，考慮鮮切即食果蔬脫水加工過程中存在的未知性和不確定性，用區(qū)間數(shù)的形式表示采集的果蔬脫水加工數(shù)據(jù)[13-14]，獲得區(qū)間型脫水加工成本歷史數(shù)據(jù)序列X。

式中：x(n)、x1(n)分別為果蔬脫水加工數(shù)據(jù)集中的第n個(gè)加工數(shù)據(jù)。

將區(qū)間數(shù)據(jù)進(jìn)行不確定性處理：設(shè)置參數(shù)ρ(y)為該區(qū)間內(nèi)的核心參數(shù)，對(duì)區(qū)間數(shù)進(jìn)行不確定性處理，可得式（2）。

式中：Y為二階弱化時(shí)間序列。

將加工的時(shí)間序列進(jìn)行不確定性處理：假設(shè)獲得時(shí)間序列f(0)D2為

通過一次累加獲得時(shí)間序列f(1)D2，其表達(dá)式如式（5）。

通過式（6）計(jì)算參數(shù)a、u，對(duì)加工成本參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，即

其中：

在白化時(shí)間響應(yīng)函數(shù)中引入確定的成本加工參數(shù)，獲得

一次累減獲得的白化模擬，獲得最終的果蔬脫水加工成本時(shí)間序列模擬數(shù)值為

設(shè)Δ代表二階弱化后時(shí)間序列與模擬數(shù)值之間的平均相對(duì)誤差，其計(jì)算如式（11）。

平均相對(duì)誤差小于3%時(shí)，通過精度校驗(yàn)。

令t=n+1,n+2, …,n+k，并在白化時(shí)間響應(yīng)函數(shù)中引入?yún)?shù)t：

通過獲取的一次累減通過白化時(shí)間響應(yīng)函數(shù)獲得模擬數(shù)值，構(gòu)建果蔬脫水加工成本管控模型G。

鮮切即食果蔬脫水加工成本的管理和控制密切相關(guān)，有效控制果蔬脫水加工成本是構(gòu)建果蔬脫水加工成本管控模型的目標(biāo)，而加工企業(yè)正常資金流通需要有效成本管控進(jìn)行保障[15]。在整個(gè)鮮切即食果蔬脫水加工過程中。在鮮切及時(shí)果蔬脫水加工成本管控過程中，存在未知和不確定的影響因素，在影響因素的基礎(chǔ)上管控果蔬脫水加工成本。

3 試驗(yàn)分析

為驗(yàn)證試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目茖W(xué)有效性，進(jìn)行一次仿真試驗(yàn)分析。

3.1 試驗(yàn)環(huán)境

試驗(yàn)選擇本地某食品加工企業(yè)的鮮切即食果蔬脫水加工部門進(jìn)行，采用多層帶式干燥機(jī)對(duì)甘藍(lán)進(jìn)行脫水加工，具體試驗(yàn)環(huán)境如圖5所示。

圖5 試驗(yàn)環(huán)境

3.2 試驗(yàn)參數(shù)

試驗(yàn)參數(shù)如表1所示。

表1 試驗(yàn)參數(shù)

在試驗(yàn)環(huán)境和試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置下，采用對(duì)比試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⑾伻核惴ǖ某杀竟芸啬Ｐ图敖M合權(quán)重法的成本分?jǐn)偰Ｐ偷某杀究刂凭?、時(shí)間序列與模擬數(shù)值之間平均相對(duì)誤差及樣品成品后的成本進(jìn)行分析。

3.3 結(jié)果與分析

3.3.1 不同模型成本控制的精度分析

為驗(yàn)證試驗(yàn)方法的科學(xué)有效性，試驗(yàn)分析試驗(yàn)?zāi)Ｐ?、蟻群算法的成本管控模型及組合權(quán)重法的成本分?jǐn)偰Ｐ蛯?duì)樣品生產(chǎn)成本控制的精度，結(jié)果如圖6所示。

圖6 不同模型成本控制精度對(duì)比

分析圖6可知，隨著迭代次數(shù)的不斷變化，3種模型的成本控制精度隨之發(fā)生變化。其中，試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目刂凭茸罡呒s98%，蟻群算法的成本管控模型及組合權(quán)重法的成本分?jǐn)偰Ｐ偷目刂凭茸罡呒s79%和62%，相較之下，試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷某杀究刂凭容^高。這是由于試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)鮮切即食果蔬脫水的成本構(gòu)成和管理層次進(jìn)行分析，進(jìn)而提高成本控制精度。

3.3.2 不同模型時(shí)間序列與模擬數(shù)值之間平均相對(duì)誤差

為驗(yàn)證試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目尚行?，?duì)比試驗(yàn)?zāi)Ｐ?、蟻群算法的成本管控模型及組合權(quán)重法的成本分?jǐn)偰Ｐ蜁r(shí)間序列與模擬數(shù)值之間平均相對(duì)誤差，其中，小于3%時(shí)精度較高。試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

圖7 不同模型時(shí)間序列與模擬數(shù)值之間平均相對(duì)誤差

分析圖7可以看出，3種模型的時(shí)間序列與模擬數(shù)值之間平均相對(duì)誤差存在一定差異。其中，試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕^對(duì)誤差率始終低于3%，而其他2種模型的誤差率雖呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但其絕對(duì)誤差率高于試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀＿@是由于試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)二階弱化后時(shí)間序列與模擬數(shù)值之間的平均相對(duì)誤差進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而提升模型精度。

3.3.3 不同模型產(chǎn)品成品后成本分析

為進(jìn)一步驗(yàn)證試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目茖W(xué)有效性，采用3種模型控制樣品脫水后的成本，結(jié)果如表2所示。

表2 樣本成本控制結(jié)果 單位：元

分析表2中數(shù)據(jù)可以看出，生產(chǎn)同樣質(zhì)量的產(chǎn)品所需成本存在一定差別。其中，采用試驗(yàn)?zāi)Ｐ涂刂坪蟪善返某杀据^低，加工10 000 kg產(chǎn)品需要3 200元，而采用其他2種模型控制后的成品成本高于試驗(yàn)方法，驗(yàn)證試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷挠行?，提升加工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

提出構(gòu)建鮮切即食果蔬脫水加工成本管控模型，通過分析鮮切即食果蔬脫水加工過程中所需成本，包括脫水加工成本的構(gòu)成及成本管理層次；在此基礎(chǔ)上，采用灰色預(yù)測(cè)方法構(gòu)建果蔬脫水加工成本管控模型，完成鮮切即食果蔬脫水加工成本管控模型構(gòu)建。與傳統(tǒng)模型相比，試驗(yàn)?zāi)Ｐ途哂幸韵聝?yōu)勢(shì)。

1) 采用試驗(yàn)?zāi)＿M(jìn)行成本控制的精度最高可達(dá)約98%，具有一定可靠性。

2) 采用試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)時(shí)間序列與模擬數(shù)值之間平均相對(duì)誤差值始終小于3%，驗(yàn)證試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目尚行浴?/p>

3) 采用試驗(yàn)?zāi)Ｐ涂刂萍赢a(chǎn)品的成本較低，生產(chǎn)10 000 kg樣品，成本僅需3 200元。