人工定額的系統動力學模型研究

朱盼盼+黃東兵

【摘 要】 人工定額管理水平對于提高企業生產率，降低成本有著重要的作用。文章運用系統動力學理論，構建復烤企業的人工定額系統動力學模型，以某復烤企業為例，深入探討模型中參數的選擇和變量的數學函數，并借助系統動力學軟件Vensim，進行計算機仿真模擬，確定復烤企業的人工定額。實證研究表明，運用系統動力學理論研究復烤企業的人工定額極大地豐富了定額理論，具有很強的實踐價值。

【關鍵詞】 復烤企業; 人工定額; 系統動力學

中圖分類號：F234.2;C93 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1004-5937（2014）34-0029-03

一、前言

人工定額指單個勞動力完成單位產品需要的勞動時間，或者是單位時間內單個勞動力生產的產品數量。對應的表達方式有兩種：時間定額和產量定額。它是用來衡量企業勞動效率的尺度，是合理、科學組織生產勞動的依據及考評工人勞動貢獻的標準。法國的波拉勒特在1760年制定了每分鐘制造494支6號別針的產量定額;美國的查理在1830年確定了11號別針的工時定額;工業工程之父泰勒在1898年通過不斷做實驗、制定勞動定額，形成了科學管理的思想，極大地推動了生產力的發展，在1911年公開發表了論文《管理科學原理》，開創了“時間研究”的先河。

國內外的專家學者對于人工定額已經作了大量的研究和探索。Southern Polytechnic State University的Lawrence S. Aft（1988）將計算機軟件運用在標準工時的制定中。Spec ware Inc（2001）研發的Digital Don是工時管理的專業軟件。Niebel和Freivalds（2004）介紹了一些時間研究的相關軟件。唐俊（2006）通過回歸分析和神經網絡方法，借助復雜度概念計算勞動定額。在同一年，張磊運用MATLAB語言建立標準工時的神經網絡計算模型。白麗杰（2007）借助MODAPTS法制定標準工時。董巧英、闡樹林等（2009）采用基元分解的方法制定人工定額，并將其運用在實際企業中。呂凌楠（2011）將定額理論運用到電網企業的大修成本管理中，強化了大修成本的全過程管控。

綜觀相關文獻可以發現，國內外對于人工定額的研究已有一定的深度和廣度，分別運用數學模型或統計方法來確定人工定額。這些方法在一定程度上促進了人工定額的發展，但是對模型參數求解過程復雜，效率較低。本文將系統動力學理論引入到定額的制定中，運用現代計算機高效的運算性能，通過Vensim軟件對人工定額問題進行建模并仿真模擬，研究結果在復烤企業的實際運營中收到了良好的效果，提高了生產率，降低了成本。

二、復烤企業的人工定額系統動力學分析

（一）復烤企業生產作業鏈

復烤企業涉及六個環節，分別是原煙倉儲環節、煙葉挑選環節、復烤加工環節、成品片煙倉儲環節、采購環節及職能管理環節，其生產作業鏈如圖1所示。

原煙倉儲環節是指原煙在運送至復烤廠之后，挑選復烤之前所經歷的時間段，該環節不僅可以使煙葉自然醇化改善其品質，還可以減緩煙葉的供需矛盾，在復烤廠整個生產作業流程中起著至關重要的作用。煙葉是農副產品，質量參差不齊，依國家對煙葉等級質量標準的規定，在其打葉復烤之前要進行分級與挑選，只有通過挑選加工才能進一步提高煙葉的純度和使用價值，滿足卷煙生產配方的需要，保證成品片煙的質量。初烤煙經過復烤加工，進行第二次煙葉水分調整，成為卷煙生產的真正原料。在煙葉復烤加工、預壓打包之后是成品片煙的倉儲，該環節的作用和原煙倉儲環節的作用類似，既可再次自然醇化，進一步改善其品質，也可調節生產與銷售之間存在的時間差。

（二）復烤企業的人工定額系統動力學流圖

復烤企業的生產系統中涉及多個變量，各變量之間存在著非線性的內在邏輯關系，其系統動力學流圖如圖2所示。

從系統觀的角度出發，將生產和銷售聯系起來，設立人工定額變量，它將滿足生產需要的人工和滿足銷售需要的人工結合起來，在數值上等于生產和銷售兩方面對勞動力要求之和。銷售人工定額等于成品片煙出庫量/人工勞動生產率;生產人工定額即滿足庫存需要的勞動力，在數值上等于（期望庫存-成品片煙倉儲）/人工勞動生產率×庫存調整時間。這樣建立系統動力學模型將生產與銷售聯系在一起，相互影響，相互制約。模型中的變量關系如圖3、圖4和圖5所示。

（三）復烤企業的人工定額系統動力學模型

某復烤有限責任公司近三年成品片煙產量平均值為4萬噸/年，生產周期為0.5個月，公司現有職工1 800人，從有新進勞動力需求到培訓達到工作要求標準的勞動力調節時間為0.5個月，庫存調整時間為1個月，人工勞動生產率為5噸/月。根據該復烤企業的實際情況，構建人工定額的系統動力學模型，研究在現行市場情況及公司生產能力下的公司人員定額，用以檢驗目前公司的人員配備是否合理，模型中各變量的數學模型如表1所示。

三、人工定額的系統動力學模型模擬與結果分析

將各變量的數學模型及參數代入到系統動力學模型中，運用計算機Vensim軟件進行模擬仿真，得到模擬結果如圖6所示。

圖6為成品片煙倉儲及其影響因素模擬結果，圖形橫軸為模擬時間，單位為月;縱軸分別為影響成品片煙的成品片煙出庫量及成品片煙產量，單位為噸。成品片煙的出庫量在第一個月的月底從1 000噸開始逐漸增加，為滿足市場需求，成品片煙產量隨之上升。初期，成品片煙產量的增加速率小于成品片煙出庫量的增加速率，因此庫存下降，但隨著成品片煙產量的增加，成品片煙產量的增加速率大于成品片煙出庫量的增加速率，庫存增加。經過5個月的系統內部調整，成品片煙產量和出庫量趨于平穩，分別為4 800噸和4 000噸，此時庫存穩定在800噸。相對應的人工消耗狀況如圖7和圖8所示。

圖7和圖8為人工定額及其影響因素模擬結果，橫軸為模擬時間，單位為月;縱軸為影響人工定額的銷售人工和生產人工以及人工定額本身，單位為個。模擬結果顯示，當市場需求發生變化時，成品片煙的出庫量和產量都隨之發生變化，因此，企業滿足出庫和入庫所需的人工也需做相應的調整。當成品片煙的出庫量和產量分別達到穩定值4 800噸和4 000噸時，即庫存為800噸時，所需的人工定額為1 500人。該模擬結果顯示，本復烤企業現有職工過多，存在著人力資源的浪費，需裁員到1 500人。

四、小結

1.國內外圍繞定額管理已經作了大量的研究，取得了豐碩的成果，隨著社會經濟及科技的發展，以及企業的需要，將定額研究與現代計算機模擬技術相結合起來顯得十分重要。本文運用系統動力學理論，確定復烤企業的人工定額。

2.系統動力學模型基于“系統觀”和“發展觀”的視角，將定量分析與定性分析相結合，考慮目標系統內各變量之間的邏輯關系，結合系統動力學的特點研究定額管理，可操作性強。

3.本文以某復烤企業為例，建立復烤企業人工定額的系統動力學模型，選擇模型中各變量的數學模型及參數，借助Vensim軟件進行仿真模擬，確定復烤企業的人工定額，提高了人力資源的利用率，降低了成本，成功地實現了系統動力學理論在定額確定中的應用。●

【參考文獻】

[1] 唐優泉，程詩莉.時間研究在中小制造企業的運用分析[J].桂林航天工業高等專科學校學報，2011（4）：463-465.

[2] 路琨.工業工程知識體系研究[D].天津大學碩士學位論文，2004.

[3] Lawrence S. Aft. Work Measurement in the Computer Age [J].I I E Solutions，1998（4）：40-41.

[4] Carl R.Lindenmeyer. How to Design and Conduct a Computer一Integrated Time Study with Active Element Performance Rating.http：//www.c-four. com，2001.

[5] Benjamin W. Niebel and AndrisFreivalds.Methods， Standards， and Work Design [M].Boston McGraw Hill，1999：134-178.

[6] 唐俊.敏捷制造環境下的時間研究[D].西安理工大學碩士學位論文，2006.

[7] 張磊.注塑模具CAPP系統工時定額標準工時研究與開發[D].大連理工大學碩士學位論文，2006.

[8 ]白麗杰.基于MODAPTS的計算機輔助標準工時管理系統的研究與開發[D].大連交通大學碩士學位論文，2007.

[9] 董巧英，闞樹林，桂元坤，尉玉峰.基于基元分解的多工位金加工生產線工時估算研究[J].機械科學與技術，2009，28（8）：1072-1076.

[10] 呂凌楠. 電網企業設備大修成本定額管理的探討[J].會計之友，2011（36）：106-108.

圖7和圖8為人工定額及其影響因素模擬結果，橫軸為模擬時間，單位為月;縱軸為影響人工定額的銷售人工和生產人工以及人工定額本身，單位為個。模擬結果顯示，當市場需求發生變化時，成品片煙的出庫量和產量都隨之發生變化，因此，企業滿足出庫和入庫所需的人工也需做相應的調整。當成品片煙的出庫量和產量分別達到穩定值4 800噸和4 000噸時，即庫存為800噸時，所需的人工定額為1 500人。該模擬結果顯示，本復烤企業現有職工過多，存在著人力資源的浪費，需裁員到1 500人。

四、小結

1.國內外圍繞定額管理已經作了大量的研究，取得了豐碩的成果，隨著社會經濟及科技的發展，以及企業的需要，將定額研究與現代計算機模擬技術相結合起來顯得十分重要。本文運用系統動力學理論，確定復烤企業的人工定額。

2.系統動力學模型基于“系統觀”和“發展觀”的視角，將定量分析與定性分析相結合，考慮目標系統內各變量之間的邏輯關系，結合系統動力學的特點研究定額管理，可操作性強。

3.本文以某復烤企業為例，建立復烤企業人工定額的系統動力學模型，選擇模型中各變量的數學模型及參數，借助Vensim軟件進行仿真模擬，確定復烤企業的人工定額，提高了人力資源的利用率，降低了成本，成功地實現了系統動力學理論在定額確定中的應用。●

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[10] 呂凌楠. 電網企業設備大修成本定額管理的探討[J].會計之友，2011（36）：106-108.

圖7和圖8為人工定額及其影響因素模擬結果，橫軸為模擬時間，單位為月;縱軸為影響人工定額的銷售人工和生產人工以及人工定額本身，單位為個。模擬結果顯示，當市場需求發生變化時，成品片煙的出庫量和產量都隨之發生變化，因此，企業滿足出庫和入庫所需的人工也需做相應的調整。當成品片煙的出庫量和產量分別達到穩定值4 800噸和4 000噸時，即庫存為800噸時，所需的人工定額為1 500人。該模擬結果顯示，本復烤企業現有職工過多，存在著人力資源的浪費，需裁員到1 500人。

四、小結

1.國內外圍繞定額管理已經作了大量的研究，取得了豐碩的成果，隨著社會經濟及科技的發展，以及企業的需要，將定額研究與現代計算機模擬技術相結合起來顯得十分重要。本文運用系統動力學理論，確定復烤企業的人工定額。

2.系統動力學模型基于“系統觀”和“發展觀”的視角，將定量分析與定性分析相結合，考慮目標系統內各變量之間的邏輯關系，結合系統動力學的特點研究定額管理，可操作性強。

3.本文以某復烤企業為例，建立復烤企業人工定額的系統動力學模型，選擇模型中各變量的數學模型及參數，借助Vensim軟件進行仿真模擬，確定復烤企業的人工定額，提高了人力資源的利用率，降低了成本，成功地實現了系統動力學理論在定額確定中的應用。●

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