螞蟻算法在中小型企業人力資源指派中的研究

[摘要] 將螞蟻算法應用于求解人力資源指派問題，并提出了改進算法用以提高全局搜索能力，文章介紹了基于螞蟻算法的人力資源指派策略，給出求解問題的數學描述，最后通過實例對算法進行仿真測試。

[關鍵詞] 人力資源指派 螞蟻算法 正反饋問題 自適應擾動機制

中小型企業是我國市場經濟中一個重要的市場主體，在國民經濟中占有越來越大的比重，成為我國經濟發展新的增長點，然而，眾多的中小型企業在依靠其靈活機制不斷取得效益的同時，也遇到了不少問題。其中，人力資源指派就是一個常常讓企業領導層感到棘手的問題。人力資源指派（assignment problem），是一類典型的組合優化問題，在工作分配、生產安排等方面都有廣泛的應用。在現實生活中，有各種性質的指派問題，例如有若干項工作需要分配給若干人（或部門）來完成；有若干臺機器被指派來完成若干項目等等。它們的基本要求是在滿足特定的指派要求條件下，使指派方案的總體效果最佳。文章提出了一種改進的螞蟻算法，通過實證分析，可以合理地協調諸如此類的NP—Complete問題。

一、中小型企業人力資源指派存在的問題

隨著我國經濟體系的逐步完善，國內商業氣氛日趨成熟，同時在我國加入WTO后經濟的進一步騰飛，使得許多企業也應運而生，同時帶來的還有機遇與挑戰。由于我國中小型企業的發展過快，缺乏相應的戰略上的深思熟慮，具體表現：

其一，人力資源配置不科學。配置不科學是目前中小型企業人力資源指派存在的主要問題。在人員配置上，存在人員富余，從事經營管理、科研開發、技能操作的拔尖人才和專一多能人才不足；在配制方式上，存在任人唯親，而不是任人唯賢。

其二，機制落后，造成人力資源浪費。在指派中，不注意人力資源的戰略性調配，不考慮企業長遠發展的需要，沒有合理的指派機制，不重視員工的職業生涯設計，導致企業人才的嚴重浪費。

其三，人力資源管理人員角色定位不準。人力資源指派的工作很容易被理解為“誰能做誰就去做”，因而在指派任務時，或者是隨便安排一位非技術人員，或者是將不適合某一崗位的人暫且調動去完成被指派任務。許多企業的人力資源管理人員沒有將工作的重點放在戰略性規劃、管理技術協調和人力資源指派上，角色定位嚴重不準。

在對人力資源這一核心競爭力的任用和培養上缺乏可塑性，多為任人為親或通過關系來任用人，造成從業者素質不高、職業化行為程度低，專業知識、技巧缺乏。同時還由于缺乏規范化的運作，缺乏專業分工、依靠經驗、感覺運作，造成了企業社會誠信度低、公益形象弱的問題。從而導致在現代商業竟爭環境日趨惡劣的情況下，企業往往顯得有些舉步維艱。

二、問題的解決方案

中小型企業由于其存在的特殊性，管理者往往在人力資源指派方面給予的關注不夠。只重視生產，而沒有充分考慮到企業人力資源合理調度上的重要性，這就造成了中小型企業不能很好地事盡其才、人盡其用。

螞蟻算法具有正反饋、分布式計算和建設以及的貪婪的啟發式等特點，是一種新的通用的啟發式算法，能夠合理地解決中小型企業優化配置的問題。目前研究最多的是將其用于求解TSP（traveling salesman problem）問題以及其他一些問題，尚未有人將其應用于解決人力資源調度問題。筆者將其應用于求解一類人力資源調度問題，并提出了一種改進的螞蟻算法，以提高其全局搜索能力。

1.螞蟻算法概述

螞蟻算法（ant algorithm），又稱蟻群算法，是一種源于大自然生物世界中的新的仿生物算法。初步研究表明螞蟻算法在求解復雜組合優化問題方面具有并行化、正反饋等先天優點。

人力資源指派問題就是：指派n個人去完成n項工作的同時尋找出一個最優指派方案，屬于一類資源優化組合的問題。我們應用螞蟻算法，指派螞蟻去完成以前完成過并且績效較好的工作，并以正反饋的方式，逐漸形成最優或近似最優的指派方案。（在螞蟻算法中，我們不關心螞蟻種群的仿真問題，只是使用人工螞蟻作為一種優化工具，本文中的螞蟻指代的是人力資源指派中人的因素。）

初始時刻隨機放置n只螞蟻到n個任務上，每只螞蟻僅能承擔n項工作中的一項，每項工作僅能由一只螞蟻來完成。在本問題上，引入作為各個人的啟發因子、表示在第i只螞蟻完成第j項工作的熟悉程度（信息素）、表示在被指派人完成項目的概率。則有：

其中為可調系數，分別表示與先前工作的循環中由第i只螞蟻完成第j項工作的熟悉程度的量及第i只螞蟻完成第j項工作的相關系數。

2.算法改進

(1)信息素（熟悉程度）會隨著時間的推移而逐漸衰減，也就是說螞蟻完成任務的熟悉程度會隨時間的推移而衰減，用表示信息素的持久性。所以，經過n個時刻，螞蟻完成所有工作，即完成了一次循環。此時，需要根據下式對各路徑上的信息素進行調整：

表示第k只螞蟻在本次循環中對任務和任務之間的熟悉程度的增量，其計算方法根據具體的計算模型而。在最常用的ant cycle system模型中:為一常數，為第k只螞蟻在本次循環中所走路徑的效率。

（2）由于螞蟻算法使用了局部搜索法，很可能陷入局部極大值（或局部極小值）的陷阱，而得不到問題的最優解，因此引入“自適應擾動機制”，即對算法進行調整，使其在一定范圍內只接受優化迭代的準則，從而跳出了局部極值的怪圈。為了增大搜索空間，人為地對模型加一定的擾動，其模型改進為：

g為擾動強度，根據每次循環的最優解的情況對其進行調整，為最大擾動強度。

三、實證分析

案例：假設某公司指派4人去完成四項工作，分別為：任務1、任務2、任務3、任務4。每個人僅限完成一項工作，其耗時為：

如何進行指派可使耗時最短？

首先，隨機指派一人完成一項工作，從而達到局部最優。然后，不考慮任何擾動因素對其他任務進行指派，其時間矩陣為：

經過螞蟻算法運算所得指派矩陣為:，此時總耗時為73。

然后，考慮擾動因素對指派的干擾，從而對整個指派環節進行調整，經過優化后的螞蟻算法得指派矩陣為:，總耗時為70。

結論：所得最優指派為員工A去完成任務1，員工B去完成任務4，員工C去完成任務3，員工D去完成任務2。

四、結束語

螞蟻算法作為一種新型的啟發式隨機搜索算法，雖然出現的時間不長。但是它是人們對自然界中真實的蟻群集體行為的啟發和提煉。單個螞蟻的行為很簡單，能力也很有限，但是就是這樣簡單拿到個體所組成的螞蟻群體卻顯示出驚人的尋優潛力，能過完成復雜的任務，而且能夠適應環境的變化，不斷的調整自己，最終顯示了它在求解NP—Complete問題上的優勢。可以從根本上幫助企業從高層管理者到基層操作者要在思想根源上認識到科學化管理對企業發展的重要性，以及以此進一步提高企業經濟效益和社會效益的重要性；完善企業信息化建設的運作機制以及科學化管理和建設工作。

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