吳曉蒙, 李 想, 劉 楠, 褚澤軍, 沈 群, 胡小松,

(1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院, 北京 100083; 2.四川旅游學(xué)院 烹飪學(xué)院,四川 成都 610100; 3.中國人民解放軍陸軍勤務(wù)學(xué)院 軍需采購系, 重慶 401331;4. 四川成都中農(nóng)大現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)研究院, 四川 成都 611430)

餐飲業(yè)是拉動經(jīng)濟增長和提高人民生活水平的重要行業(yè),數(shù)據(jù)顯示,2023年1～4月全國餐飲收入15 888億元,同比增長19.8%[1]。我國餐飲業(yè)發(fā)展至今經(jīng)歷了4個典型階段,一是高度依賴人工的傳統(tǒng)餐飲1.0階段,二是基于單機操作的機械化餐飲2.0階段,三是以標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化為代表的工業(yè)化餐飲3.0階段,四是融合了新型食品科學(xué)技術(shù)與人工智能技術(shù)的智慧餐飲4.0階段。我國目前已經(jīng)步入老齡化社會,餐飲相關(guān)的公共衛(wèi)生服務(wù)的進一步完善和老年營養(yǎng)餐服務(wù)市場的發(fā)展已成為亟待關(guān)注的問題[2];因此,多元化、專業(yè)化、智能化的智慧餐飲4.0是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

1 餐飲業(yè)的發(fā)展與食品工業(yè)息息相關(guān)

餐飲業(yè)是指通過即時加工制作、商業(yè)銷售和服務(wù)性勞動等手段,向消費者提供食品、消費場所和設(shè)施的食品生產(chǎn)經(jīng)營行業(yè)[3]。餐飲業(yè)是促進我國經(jīng)濟發(fā)展、增加就業(yè)機會和提高人民生活水平的重要領(lǐng)域。國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示[4],2022年全國餐飲收入47 645億元,同比增長1.6%。

食品工業(yè)是餐飲行業(yè)的上游支柱產(chǎn)業(yè),不僅可為餐飲業(yè)提供成品、半成品原料,更為其提供了必不可少的技術(shù)支撐。2017—2021年間,我國食品工業(yè)及餐飲業(yè)產(chǎn)值見圖1。2021年我國規(guī)模以上食品工業(yè)企業(yè)總收入10.35萬億元,餐飲業(yè)總收入4.68萬億元,兩者共計占國內(nèi)生產(chǎn)總值的13.14%。食品工業(yè)的發(fā)展不斷推動餐飲業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,二者已深度融合。

圖1 我國食品工業(yè)及餐飲業(yè)產(chǎn)值Fig.1 Output value of China’s food industry and catering industry

食品工業(yè)推動餐飲業(yè)的轉(zhuǎn)型,集中體現(xiàn)在烹飪裝備和相關(guān)技術(shù)的迭代升級上。我國餐飲業(yè)的發(fā)展歷程及階段劃分見圖2。傳統(tǒng)餐飲1.0以手工操作為主,全部依靠人工經(jīng)驗,效率低、勞動強度大、工作環(huán)境惡劣、品質(zhì)不穩(wěn)定、安全問題頻發(fā)。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的進步,20世紀(jì)后期,切菜機、和面機等簡單的食品加工機械設(shè)備在餐飲行業(yè)應(yīng)用和普及,使我們進入了機械化餐飲2.0時代,提升了部分工作效率,同時也降低了部分勞動強度[5]。隨著中央廚房的出現(xiàn),建成了集中規(guī)模采購、安全生產(chǎn)的綜合系統(tǒng)工程[6],機械化餐飲2.0完成了向以標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化為代表的工業(yè)化餐飲3.0的躍升。如全自動的包餃子生產(chǎn)線[7],從和面到包餃子再到入庫全部自動化控制,極大地提高了工作效率和食品安全水平。工業(yè)化餐飲3.0原料標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)程式化,滿足了人民群眾對日常飲食的基本需求。隨著生活水平的提高,消費者對飲食個性化需求不斷增強,并且由于中餐的獨特性,工業(yè)化餐飲3.0已無法滿足行業(yè)進一步發(fā)展的需求,尤其是無法解決食品安全、個性化膳食方面的瓶頸問題,因此行業(yè)向著智慧餐飲4.0的轉(zhuǎn)型升級迫在眉睫。

圖2 我國餐飲業(yè)的發(fā)展歷程Fig.2 Development history of catering industry

2 智慧餐飲4.0的內(nèi)涵、構(gòu)架與外延

智慧餐飲是伴隨新一代信息技術(shù)發(fā)展而產(chǎn)生的新概念,目前仍在不斷探索發(fā)展中,學(xué)術(shù)界尚無準(zhǔn)確定義。本研究認(rèn)為智慧餐飲概念的內(nèi)涵應(yīng)是以滿足餐飲監(jiān)管者、操作者和消費者三者的需求為主要目標(biāo),充分運用信息技術(shù)手段,通過體系化設(shè)計和集成化部署軟硬件設(shè)備,改造完善基礎(chǔ)設(shè)施條件,將食品科學(xué)技術(shù)和人工智能技術(shù)運用于餐飲活動的全過程和供應(yīng)的全鏈條,以達到降低操作者勞動強度、改善消費者就餐體驗、提升監(jiān)管者管理水平的目的。智慧餐飲4.0的內(nèi)涵構(gòu)架與外延見圖3。

圖3 智慧餐飲4.0的內(nèi)涵、構(gòu)架與外延Fig.3 Connotation, structure and extension of Smart Catering 4.0

作為餐飲發(fā)展的4.0版本,智慧餐飲的核心有三層構(gòu)架:一是決策層,需要利用配餐調(diào)度、烹飪專家、營養(yǎng)專家等管理系統(tǒng)針對不同用戶、不同場景對餐飲過程進行自學(xué)習(xí)、自決策;二是功能層,需要對烹飪過程中視覺、觸覺、成熟度等多維信息進行自感知,并利用多功能一體化烹飪裝備針對非標(biāo)食材、個性需求的復(fù)雜烹飪?nèi)蝿?wù)進行自適應(yīng),實現(xiàn)加工過程柔性調(diào)整;三是應(yīng)用層,需要消費終端具備點餐、取餐、送餐、支付等核心功能,并可以對設(shè)備的異常狀態(tài)實現(xiàn)自愈合和產(chǎn)供銷一體化的智運維。

此外,還可將智慧餐飲外延出“六化”。1)個性化膳食制作,在中餐標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)基礎(chǔ)上,結(jié)合數(shù)字孿生、人臉識別等技術(shù)快速分析顧客歷史行為和個人偏好等信息,推薦并制作符合消費者喜好的個性菜品。2)精準(zhǔn)化營養(yǎng)配餐,通過制訂食譜提高配餐的計劃性,對菜肴營養(yǎng)成分進行分析。應(yīng)用稱重取餐等個體數(shù)據(jù)采集手段,提高膳食攝入數(shù)據(jù)采集的精準(zhǔn)度并進行智能化評估。3)柔性化烹飪加工,針對非標(biāo)食材、個性需求的復(fù)雜烹飪?nèi)蝿?wù)進行分析,并根據(jù)食材特征差異進行工藝參數(shù)的柔性與自適應(yīng)調(diào)整。4)人性化就餐服務(wù),通過就餐環(huán)節(jié)人機交互,提高選餐、配餐速度,減少就餐者等待時間,以菜肴評價、點贊等方式收集就餐人員意見,反饋給管理端以便進一步改進。5)可視化運營監(jiān)管,應(yīng)用計算機視覺識別、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器等技術(shù),自動采集餐飲過程信息,建立后廚“明廚亮灶”,實現(xiàn)設(shè)備自動化控制,為開展精細管理提供技術(shù)手段。6)智能化分析決策,記錄分析餐飲環(huán)境數(shù)據(jù)和運營過程數(shù)據(jù),實現(xiàn)集體配餐方案、物料消耗預(yù)測、監(jiān)管重點預(yù)警等輔助決策功能。

3 智慧餐飲技術(shù)的應(yīng)用

3.1 智慧餐飲技術(shù)在食材智能預(yù)處理方面的應(yīng)用

運用食品科學(xué)技術(shù)與人工智能技術(shù)對食物原料進行預(yù)制是提高原料利用率和加工自動化程度的關(guān)鍵一步?，F(xiàn)今國內(nèi)外一般采用多光譜成像技術(shù)、近紅外光譜技術(shù)和計算機視覺技術(shù)[8-10]等技術(shù)結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法、經(jīng)典圖像處理等手段[11-12],進行原料的品質(zhì)分級、安全控制和標(biāo)準(zhǔn)化切割。

3.1.1食品原料品質(zhì)智能分級

對食品原料的品質(zhì)信息進行快速無損獲取,是保證食品品質(zhì)、滿足消費者需要的前提條件。Zhang等[13]將近紅外高光譜成像技術(shù)與深度卷積生成對抗神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DCGAN)結(jié)合,對玉米籽粒含油量進行預(yù)測,利用DCGAN可以同時對光譜數(shù)據(jù)和含油量數(shù)據(jù)進行擴展,增加模型的準(zhǔn)確度。Momeny等[14]使用基于深度學(xué)習(xí)的機器視覺系統(tǒng)檢測藏紅花品質(zhì),開發(fā)了一種包含Inception-v4卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(LAⅡ-v4 CNN)的學(xué)習(xí)增強技術(shù),可以非常有效地對藏紅花進行品質(zhì)分級。孫瀟鵬等[15]使用近紅外透射光譜與機器視覺相結(jié)合的方法對蜜柚進行分級檢測。

3.1.2食品原料安全智能控制

在食品加工前對食品原料進行嚴(yán)格的把控,是食品安全控制的重要手段。然而傳統(tǒng)技術(shù)需要的時間長、費用昂貴、對操作人員要求高,利用了人工智能技術(shù)的智慧餐飲可以有效解決這些問題。劉翠玲等[16]建立了基于云計算的食品品質(zhì)實時在線光譜檢測系統(tǒng),保障食品安全。此外,周向陽等[17]利用近紅外光譜倍頻區(qū)的特征信息,結(jié)合差譜及導(dǎo)數(shù)處理,對20余種葉菜類蔬菜中有機磷農(nóng)藥殘留的鑒別進行了系統(tǒng)研究,吻合率高達97.50%。房俊龍等[18]采用計算機視覺技術(shù)獲取番茄圖像,并利用遺傳算法的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)番茄生理病害果的自動識別,準(zhǔn)確率可達100%。

3.1.3食品原料智能切分

對食品原料進行品質(zhì)分級與安全控制后,分割也是關(guān)鍵的一環(huán)。目前,食品切割裝置中的刀片易攜帶腐敗和致病微生物,容易導(dǎo)致交叉污染。中國科學(xué)院廣州能源研究所發(fā)明的一種利用水射流清洗和切割果蔬的機電設(shè)備[19],利用脈沖水射流沖洗掉果蔬表面的灰塵、泥土等,與使用新銳化的刀片切割相比,水刀切割不會改變鮮切菊苣的生理狀況和微生物質(zhì)量[20]。Wang等[21]利用鹽顆粒作為磨料,采用超高壓磨料水刀切割純?nèi)夂凸穷^,其效果更優(yōu)于普通水刀切割。孫鑫[22]基于計算機視覺技術(shù)、機器人、運動控制等關(guān)鍵技術(shù),構(gòu)建了面向豬肉胴體自動分割的6-DOF混聯(lián)機器人機構(gòu),實現(xiàn)了畜禽原料的智能切分。

3.2 智慧餐飲技術(shù)在智能烹飪方面的應(yīng)用

烹飪是餐飲行業(yè)中最為重要的環(huán)節(jié),是復(fù)雜而有規(guī)律地將食材轉(zhuǎn)化為食物的加工過程。智能烹飪能夠?qū)崿F(xiàn)菜肴的自動制作,提高烹飪效率,降低制作成本,同時確保食品的安全、質(zhì)量和品質(zhì)。智能加工技術(shù)和設(shè)備的搭配組合,可以實現(xiàn)食物的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),重構(gòu)餐飲產(chǎn)業(yè)生態(tài),達到快速、標(biāo)準(zhǔn)化運營的目的,對整個餐飲業(yè)的發(fā)展有重大影響。

3.2.1數(shù)字化烹飪關(guān)鍵技術(shù)

中餐的烹飪過程涉及炒、煎、煮、烤、蒸等多元化的烹飪技藝。其中,炒是中餐最具代表性的特征烹飪技術(shù),但是炒菜過程異常復(fù)雜,因此傳統(tǒng)烹飪中菜肴的質(zhì)量主要取決于廚師的技藝水平。烹飪數(shù)字化是通過邀請各菜系烹飪大師為烹飪機器人提供菜肴烹飪樣本,將他們的烹飪經(jīng)驗數(shù)據(jù)化,擴建數(shù)據(jù)庫,完善機器人菜譜,以實現(xiàn)烹飪品種多樣化。張貴元等[23]采用了閉環(huán)設(shè)計方案,設(shè)計了一種應(yīng)用于烹飪機器人的液態(tài)調(diào)料自動添加系統(tǒng),實現(xiàn)液態(tài)調(diào)料的快速精確添加,減少了掀蓋時鍋內(nèi)熱量的散失以及溫度控制的誤差。趙庭霞[24]構(gòu)建了烹飪爆炒過程熱/質(zhì)傳遞全局?jǐn)?shù)學(xué)模型并對豬里脊肉爆炒過程開展數(shù)值模擬,研究了爆炒過程中烹飪品質(zhì)隨傳遞特征的變化規(guī)律,實現(xiàn)了同時模擬溫度及各組分全局變化。在傳感器-算法系統(tǒng)基礎(chǔ)上采集手工烹飪數(shù)據(jù),可構(gòu)建出能夠映射手工烹飪數(shù)據(jù)的烹飪機器人實體裝備及控制軟件,完成廣譜的烹飪廚藝數(shù)字孿生和烹飪程序信息數(shù)據(jù)庫建立[25]。

3.2.2菜肴品質(zhì)智能感知與擬人控制

盡管智能烹飪機器人已經(jīng)能夠利用烹飪數(shù)字化制備標(biāo)準(zhǔn)化的菜肴,但是由于烹飪數(shù)據(jù)庫來自經(jīng)驗數(shù)據(jù),且中餐具有食材廣泛性以及烹飪復(fù)雜性的特點,設(shè)備對烹飪過程中火候、產(chǎn)品品質(zhì)等關(guān)鍵指標(biāo)的控制仍舊不足,無法實現(xiàn)實時動態(tài)和智能化調(diào)整。因此,需要更多基于多維傳感和控制的技術(shù)來實現(xiàn)智能感知與擬人控制。He等[26]發(fā)明了一種結(jié)合了紅外陣列傳感器與濕度傳感器的智能微波爐,具備除霜和再熱的智能控制功能,可以一鍵加熱或解凍不同食物。Abdanan[27]設(shè)計了基于圖像處理的智能烤箱,可以通過實時監(jiān)測烘焙產(chǎn)品的顏色和紋理特征,動態(tài)調(diào)節(jié)和優(yōu)化烹飪溫度和時間,大大節(jié)約了能耗并提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

3.2.3烹飪設(shè)備自主清潔

烹飪后的自主清潔是最后一個關(guān)鍵步驟,有利于菜肴連續(xù)加工過程中的品質(zhì)控制。Vong[28]將食品進料、食品放置和設(shè)備清潔集成于一個加工系統(tǒng),在菜肴烹飪完成后,機器會自動將烹飪?nèi)萜餍D(zhuǎn)至清洗室進行清洗,最終實現(xiàn)高效烹飪。李東煒等[29]也設(shè)計了采用可編程邏輯控制器(programmable logic controller,PLC)控制的清洗烹飪機器人內(nèi)腔的壁面自動清洗機構(gòu),具有高可靠性、強抗干擾、安裝簡單、維修擴展方便等優(yōu)點。

3.3 智慧餐飲技術(shù)在消費端的應(yīng)用

智慧餐飲技術(shù)在消費端的應(yīng)用主要有3個方面:餐廳智能管理、就餐體驗數(shù)字化及智能售賣終端應(yīng)用(圖4)。

圖4 智慧餐飲技術(shù)實現(xiàn)智能就餐Fig.4 Smart catering technologies for smart dining experience

3.3.1智能點餐、取餐、送餐關(guān)鍵技術(shù)

智慧餐飲4.0在消費端的應(yīng)用主要體現(xiàn)在餐廳的智能管理中,具體分為智能點餐、智能送餐和智能取餐3個環(huán)節(jié)。

智慧餐廳通過SAAS(software as a service)模式,將用戶瀏覽、預(yù)訂、預(yù)點餐、就餐和支付的整個餐飲流程一體化[30],并可采用協(xié)同過濾推薦算法[31-32]、自然語言處理[33]、人臉識別[34]等技術(shù),實現(xiàn)對顧客身份信息的快速識別,以及對歷史行為和個人偏好等信息的精準(zhǔn)分析,不僅可以推薦最合適的餐廳,還可以幫助顧客更快速地找到自己喜歡的菜品或推薦相似的菜品,進而為用戶提供個性化的產(chǎn)品或向顧客服務(wù)推薦。而對于諸如老年人等特殊人群,智慧餐飲系統(tǒng)能夠從飲食管理、營養(yǎng)評估與健康管理等方面,全方位進行膳食結(jié)構(gòu)優(yōu)化,引導(dǎo)老年人合理膳食[35]。在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)改造升級的智慧餐廳,師生進門取托盤后進行標(biāo)識與信息綁定,便可根據(jù)自己需求,自由搭配菜品,使攝入的營養(yǎng)物質(zhì)更加多樣、均衡,取餐過程中,屏幕實時顯示取餐分量與金額,取餐結(jié)束后的云端無感支付提高了就餐整體體驗。

智能點餐系統(tǒng)可實現(xiàn)消費者的自助點餐,如馮毅[36]基于機器學(xué)習(xí)有機融入關(guān)聯(lián)度預(yù)測算法、協(xié)同過濾推薦算法等設(shè)計了一套智能點餐系統(tǒng),并可根據(jù)消費者口味推薦針對性菜品。智能送餐需要使用送餐機器人接收用戶給予的目標(biāo)指令,快速高效做出反應(yīng),規(guī)劃合理路徑,到達送餐地點。武啟明[37]通過對路徑規(guī)劃算法進行分析,并融合優(yōu)化A*算法和并行TEB算法進行路徑規(guī)劃,實現(xiàn)了送餐機器人的合理路徑規(guī)劃。智能取餐主要是使用取餐機器人代替人眼實現(xiàn)菜品的識別和選取。汪聰[38]基于機器視覺技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)圖像識別技術(shù)與深度學(xué)習(xí)圖像識別技術(shù),設(shè)計了一種菜品智能識別系統(tǒng),通過對工業(yè)相機拍攝的圖片進行處理,利用圖像處理技術(shù)對菜品區(qū)域進行檢測定位,實現(xiàn)了菜品種類及所在區(qū)域的有效識別,提升了機器人取餐的準(zhǔn)確性。

此外,智慧餐廳還可根據(jù)就餐數(shù)據(jù),進行就餐人數(shù)的預(yù)測,及時補充菜品、調(diào)整食譜等,提升就餐人員的就餐體驗,降低餐廳的管理成本,促進餐飲企業(yè)提高銷售量和客戶滿意度。

3.3.2數(shù)字化就餐體驗

隨著互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的發(fā)展,服務(wù)行業(yè)與移動網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系更加緊密,智慧餐廳逐漸發(fā)展壯大。在傳統(tǒng)的就餐方式以外,還可以采用多感官協(xié)同的方式豐富顧客的用餐體驗,提高過程的趣味性[39]。智慧餐廳可以通過VR(virtual reality)、AR(augmented reality)等技術(shù)將交互性嵌入就餐環(huán)境中,將氣、聲、景融入用餐過程,從視覺、聽覺、觸覺等多個感官層面提升空間的環(huán)境氛圍,滿足消費者的用餐審美體驗與情感需求[40]。例如在智慧餐廳的就餐區(qū)被360度環(huán)繞立體投影包圍,在白云藍天中吃著熱乎的火鍋,耳邊回蕩著舒緩的音樂,通過聲光電科技帶來“沉浸式”火鍋就餐新體驗。采用VR技術(shù),通過虛擬點餐[41]、多元環(huán)境模擬、廚房模擬[42]等功能,在豐富用戶用餐體驗的同時,提高餐廳的運營效率。在點餐系統(tǒng)中設(shè)計AR交互點餐、用戶口碑評價,可以更直觀地呈現(xiàn)餐品,并為顧客和餐廳提供更具參考價值的餐品評價體系。

3.3.3智能售賣終端技術(shù)升級

智能售賣終端作為新型售賣方式,正在成為一種蓬勃發(fā)展的新興服務(wù)方式,在人們的生活中占據(jù)越來越重要的地位,也是未來智能化生活的潮流。相較于傳統(tǒng)的人工服務(wù)就餐店,智能售賣終端無就餐時間限制。此外,智能售賣終端體積較小,可安置在任何有電力供應(yīng)的地點,擴大了服務(wù)區(qū)域。

一般來講,智能售賣終端應(yīng)包含以下7個模塊[43]:1)儲存[冷藏(凍)];2)加工(復(fù)熱);3)包裝;4)遞送;5)人機交互界面;6)遠程通信;7)自潔殺菌。陳付磊等[44]基于STM32單片機控制,使煎餅馃子機器實現(xiàn)從原料面糊到加熱至熟,加蛋、加調(diào)料,放置油條或者馃子,最后折疊裝袋的全自動化過程。使用ESP8266物聯(lián)網(wǎng)鏈接云服務(wù)器,實現(xiàn)煎餅馃子機器從制作到販?zhǔn)鄣囊惑w化過程。張?zhí)筟45]通過研究面條成型方式、設(shè)計關(guān)鍵機構(gòu)型式,對面條售賣機內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)進行方案創(chuàng)新與設(shè)計,實現(xiàn)面條的自動定量制作與煮制撈取。張操等[46]研制了一種新型三明治自動制作與售賣系統(tǒng),融合PLC、多電機協(xié)同、WiFi通信、多點通信總線(multi-drop bus,MDB)等技術(shù),實現(xiàn)觸摸屏自助選餐、自動投幣找零及移動支付、溫濕度控制、傳動機構(gòu)故障診斷、上位機和手機App遠程監(jiān)控等功能,完成自動點餐及售賣。智能售賣作為傳統(tǒng)餐廳堂食模式的重要補充,迎合了新時代人們零散化的就餐時間、多樣化的就餐模式、快節(jié)奏的就餐需求,具有良好的發(fā)展前景。

3.4 智慧餐飲技術(shù)在管理系統(tǒng)方面的應(yīng)用

機關(guān)、高校食堂等集體膳食單位通常采用餐飲管理信息系統(tǒng)制訂食譜,通過就餐人數(shù)計算用料量,生成采購計劃,提升膳食計劃性,控制成本?；诖髷?shù)據(jù)和人工智能算法的智慧餐飲管理信息可以綜合膳食營養(yǎng)知識、個人點菜信息和就餐評價信息,提高食譜的適用性;也可將就餐記錄和個人健康檔案相結(jié)合,提高配餐的科學(xué)性和針對性。大數(shù)據(jù)智能引擎產(chǎn)品基于用戶屬性數(shù)據(jù)、口味偏好數(shù)據(jù)、行為軌跡數(shù)據(jù)等建立綜合概率匹配算法,對海量數(shù)據(jù)進行多維度交互式異構(gòu)分析,動態(tài)建立餐飲場景下的用戶行為預(yù)測模型及產(chǎn)品傾向性數(shù)據(jù)模型,實現(xiàn)知識圖譜和用戶畫像標(biāo)簽,為大型餐廳實現(xiàn)智慧管理提供技術(shù)支撐。智能配餐系統(tǒng)采用了改進的加權(quán)隨機抽樣算法智能化選取不同種類的食物,利用多元線性回歸模型及優(yōu)化求解算法,通過反饋機制自動判別配餐結(jié)果的合理性并進行修正,保證了配餐質(zhì)量和飲食的均衡性[47]。結(jié)合多目標(biāo)規(guī)劃模型和改進遺傳算法設(shè)計的新型智能化營養(yǎng)配餐系統(tǒng),做到了多營養(yǎng)平衡[48]。

此外,在原料供應(yīng)環(huán)節(jié),通過專業(yè)采購網(wǎng)絡(luò)平臺組織采購,實時掌握物資供應(yīng)狀態(tài)。在物資驗收和出入庫環(huán)節(jié),多采用電子秤稱重記錄方式,以拍照、視頻方式記錄驗收過程,運用二維碼、視覺識別等技術(shù)自動獲取物資信息,提高物資管理的準(zhǔn)確性。通過在餐廳、后廚、庫房等區(qū)域建立網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng),掌握運行過程信息,并運用物聯(lián)網(wǎng)傳感器監(jiān)控水、電、燃氣、溫濕度等環(huán)境狀態(tài)。食品藥品監(jiān)管部門也建立了餐飲監(jiān)管平臺,采用傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等手段將食品留樣、餐具消毒等食品安全記錄納入管理,提升餐飲業(yè)整體質(zhì)量及安全水平。

4 總結(jié)與展望

當(dāng)今食品工業(yè)與餐飲業(yè)的深度融合,促進了傳統(tǒng)餐飲1.0向基于單元操作的機械化餐飲2.0和基于標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化的工業(yè)化餐飲3.0升級。近年來,隨著人工智能等技術(shù)在食品生產(chǎn)及餐飲業(yè)中的應(yīng)用,餐飲業(yè)向著多元化、專業(yè)化、智能化的方向發(fā)展,為向智慧餐飲4.0轉(zhuǎn)型奠定了基礎(chǔ)。智慧餐飲4.0相關(guān)的智慧餐飲技術(shù)見圖5。例如采用協(xié)同過濾推薦算法、自然語言處理、人臉識別等技術(shù),可以對消費者身份信息快速識別,提供個性化的產(chǎn)品或服務(wù)推薦;通過VR、AR等技術(shù),提升了空間的環(huán)境氛圍,建立了多感官的用戶體驗。全面推進我國智慧餐飲4.0發(fā)展,促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、先進制造業(yè)、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)深度融合,推動一二三產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展,助力鄉(xiāng)村振興,是時代發(fā)展的必然趨勢。

圖5 基于智慧餐飲技術(shù)的智慧餐飲4.0的轉(zhuǎn)型升級Fig.5 Transformation and upgrading of Smart Catering 4.0 based on technology smart catering

餐飲轉(zhuǎn)型升級的背后是相關(guān)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進步,同時也是中華飲食文化的傳承與創(chuàng)新。五千年的中華文明產(chǎn)生了底蘊深厚的中國飲食文化,國人對美食有著極高的要求,因此餐飲業(yè)的轉(zhuǎn)型升級還應(yīng)滿足飲食文化的需求。打造具有我國特色的智慧餐飲4.0,不僅是滿足人民群眾對于美食的高要求和對美好生活的向往的重要手段,更是傳承并弘揚中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、助力“健康中國2030”戰(zhàn)略實施的重要抓手。未來餐飲的發(fā)展方向一定是以健康為導(dǎo)向、以美味為基礎(chǔ)、以文化為內(nèi)核。食品科技工作者以及餐飲行業(yè)從業(yè)者要“樹立大食物觀”,積極探索智慧餐飲4.0的科學(xué)發(fā)展途徑,擔(dān)負起時代賦予的神圣使命。