Finding the best cost-efficient food assortment for a non-for-profit firm

Abstract

Consider a non-profit firm that provides food to consumers (e.g. schools cafeterias) where operational costs are highly affected by the assortment to offer. The food items offered in the assortment belong to one or more categories and must comply or exceed with daily nutritional standards established by the United States Department of Agriculture (USDA); which are measured by the quantity per serving per food category. Furthermore, the demand of such assortment is uncertain and influenced by the presence of other items within the assortment. In order to find the most cost-efficient assortment for these firms, we developed a mathematical formulation to minimize operational costs while the assortment composition is satisfied. Also, the model allows for some sources of revenue. To verify the model and describe the structure of an optimal assortment, we used a numerical study inspired in the Puerto Rico School Meal Program (PRSMP) who offers services to public and private schools in Puerto Rico.

Considera una empresa sin fines de lucro que provee alimento a los consumidores (ej. los comedores escolares), donde los costos operacionales son altamente afectados por el surtido a ofrecer. Los alimentos ofrecidos en el surtido pertenecen a una o más categorías y deben cumplir o exceder los estándares diarios de nutrición que son establecidos por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA, por sus siglas en inglés); los cuales son medidos en cantidades por servicio por categoría de alimento. Además, se considera que la demanda de este surtido es incierta y está influenciada por la presencia de otros productos en el surtido. Con el fin de encontrar el surtido más costo-eficiente para estas empresas, desarrollamos una formulación matemática para minimizar los costos operacionales mientras la composición del surtido es satisfecha. En adición, el modelo permite algunas fuentes de ingresos. Para verificar el modelo y describir la estructura de un surtido óptimo, utilizamos un estudio numérico inspirado en el Programa de Comedores Escolares de Puerto Rico, el cual ofrece servicios a escuelas públicas y privadas en Puerto Rico.