人工定额的系统动力学模型研究

朱盼盼+黄东兵

【摘 要】 人工定额管理水平对于提高企业生产率，降低成本有着重要的作用。文章运用系统动力学理论，构建复烤企业的人工定额系统动力学模型，以某复烤企业为例，深入探讨模型中参数的选择和变量的数学函数，并借助系统动力学软件Vensim，进行计算机仿真模拟，确定复烤企业的人工定额。实证研究表明，运用系统动力学理论研究复烤企业的人工定额极大地丰富了定额理论，具有很强的实践价值。

【关键词】 复烤企业; 人工定额; 系统动力学

中图分类号：F234.2;C93  文献标识码：A  文章编号：1004-5937（2014）34-0029-03

一、前言

人工定额指单个劳动力完成单位产品需要的劳动时间，或者是单位时间内单个劳动力生产的产品数量。对应的表达方式有两种：时间定额和产量定额。它是用来衡量企业劳动效率的尺度，是合理、科学组织生产劳动的依据及考评工人劳动贡献的标准。法国的波拉勒特在1760年制定了每分钟制造494支6号别针的产量定额;美国的查理在1830年确定了11号别针的工时定额;工业工程之父泰勒在1898年通过不断做实验、制定劳动定额，形成了科学管理的思想，极大地推动了生产力的发展，在1911年公开发表了论文《管理科学原理》，开创了“时间研究”的先河。

国内外的专家学者对于人工定额已经作了大量的研究和探索。Southern Polytechnic State University的Lawrence S. Aft（1988）将计算机软件运用在标准工时的制定中。Spec ware Inc（2001）研发的Digital Don是工时管理的专业软件。Niebel和Freivalds（2004）介绍了一些时间研究的相关软件。唐俊（2006）通过回归分析和神经网络方法，借助复杂度概念计算劳动定额。在同一年，张磊运用MATLAB语言建立标准工时的神经网络计算模型。白丽杰（2007）借助MODAPTS法制定标准工时。董巧英、阐树林等（2009）采用基元分解的方法制定人工定额，并将其运用在实际企业中。吕凌楠（2011）将定额理论运用到电网企业的大修成本管理中，强化了大修成本的全过程管控。

综观相关文献可以发现，国内外对于人工定额的研究已有一定的深度和广度，分别运用数学模型或统计方法来确定人工定额。这些方法在一定程度上促进了人工定额的发展，但是对模型参数求解过程复杂，效率较低。本文将系统动力学理论引入到定额的制定中，运用现代计算机高效的运算性能，通过Vensim软件对人工定额问题进行建模并仿真模拟，研究结果在复烤企业的实际运营中收到了良好的效果，提高了生产率，降低了成本。

二、复烤企业的人工定额系统动力学分析

（一）复烤企业生产作业链

复烤企业涉及六个环节，分别是原烟仓储环节、烟叶挑选环节、复烤加工环节、成品片烟仓储环节、采购环节及职能管理环节，其生产作业链如图1所示。

原烟仓储环节是指原烟在运送至复烤厂之后，挑选复烤之前所经历的时间段，该环节不仅可以使烟叶自然醇化改善其品质，还可以减缓烟叶的供需矛盾，在复烤厂整个生产作业流程中起着至关重要的作用。烟叶是农副产品，质量参差不齐，依国家对烟叶等级质量标准的规定，在其打叶复烤之前要进行分级与挑选，只有通过挑选加工才能进一步提高烟叶的纯度和使用价值，满足卷烟生产配方的需要，保证成品片烟的质量。初烤烟经过复烤加工，进行第二次烟叶水分调整，成为卷烟生产的真正原料。在烟叶复烤加工、预压打包之后是成品片烟的仓储，该环节的作用和原烟仓储环节的作用类似，既可再次自然醇化，进一步改善其品质，也可调节生产与销售之间存在的时间差。

（二）复烤企业的人工定额系统动力学流图

复烤企业的生产系统中涉及多个变量，各变量之间存在着非线性的内在逻辑关系，其系统动力学流图如图2所示。

从系统观的角度出发，将生产和销售联系起来，设立人工定额变量，它将满足生产需要的人工和满足销售需要的人工结合起来，在数值上等于生产和销售两方面对劳动力要求之和。销售人工定额等于成品片烟出库量/人工劳动生产率;生产人工定额即满足库存需要的劳动力，在数值上等于（期望库存-成品片烟仓储）/人工劳动生产率×库存调整时间。这样建立系统动力学模型将生产与销售联系在一起，相互影响，相互制约。模型中的变量关系如图3、图4和图5所示。

（三）复烤企业的人工定额系统动力学模型

某复烤有限责任公司近三年成品片烟产量平均值为4万吨/年，生产周期为0.5个月，公司现有职工1 800人，从有新进劳动力需求到培训达到工作要求标准的劳动力调节时间为0.5个月，库存调整时间为1个月，人工劳动生产率为5吨/月。根据该复烤企业的实际情况，构建人工定额的系统动力学模型，研究在现行市场情况及公司生产能力下的公司人员定额，用以检验目前公司的人员配备是否合理，模型中各变量的数学模型如表1所示。

三、人工定额的系统动力学模型模拟与结果分析

将各变量的数学模型及参数代入到系统动力学模型中，运用计算机Vensim软件进行模拟仿真，得到模拟结果如图6所示。

图6为成品片烟仓储及其影响因素模拟结果，图形横轴为模拟时间，单位为月;纵轴分别为影响成品片烟的成品片烟出库量及成品片烟产量，单位为吨。成品片烟的出库量在第一个月的月底从1 000吨开始逐渐增加，为满足市场需求，成品片烟产量随之上升。初期，成品片烟产量的增加速率小于成品片烟出库量的增加速率，因此库存下降，但随着成品片烟产量的增加，成品片烟产量的增加速率大于成品片烟出库量的增加速率，库存增加。经过5个月的系统内部调整，成品片烟产量和出库量趋于平稳，分别为4 800吨和4 000吨，此时库存稳定在800吨。相对应的人工消耗状况如图7和图8所示。

图7和图8为人工定额及其影响因素模拟结果，横轴为模拟时间，单位为月;纵轴为影响人工定额的销售人工和生产人工以及人工定额本身，单位为个。模拟结果显示，当市场需求发生变化时，成品片烟的出库量和产量都随之发生变化，因此，企业满足出库和入库所需的人工也需做相应的调整。当成品片烟的出库量和产量分别达到稳定值4 800吨和4 000吨时，即库存为800吨时，所需的人工定额为1 500人。该模拟结果显示，本复烤企业现有职工过多，存在着人力资源的浪费，需裁员到1 500人。

四、小结

1.国内外围绕定额管理已经作了大量的研究，取得了丰硕的成果，随着社会经济及科技的发展，以及企业的需要，将定额研究与现代计算机模拟技术相结合起来显得十分重要。本文运用系统动力学理论，确定复烤企业的人工定额。

2.系统动力学模型基于“系统观”和“发展观”的视角，将定量分析与定性分析相结合，考虑目标系统内各变量之间的逻辑关系，结合系统动力学的特点研究定额管理，可操作性强。

3.本文以某复烤企业为例，建立复烤企业人工定额的系统动力学模型，选择模型中各变量的数学模型及参数，借助Vensim软件进行仿真模拟，确定复烤企业的人工定额，提高了人力资源的利用率，降低了成本，成功地实现了系统动力学理论在定额确定中的应用。●

【参考文献】

[1] 唐优泉，程诗莉.时间研究在中小制造企业的运用分析[J].桂林航天工业高等专科学校学报，2011（4）：463-465.

[2] 路琨.工业工程知识体系研究[D].天津大学硕士学位论文，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.敏捷制造环境下的时间研究[D].西安理工大学硕士学位论文，2006.

[7] 张磊.注塑模具CAPP系统工时定额标准工时研究与开发[D].大连理工大学硕士学位论文，2006.

[8 ]白丽杰.基于MODAPTS的计算机辅助标准工时管理系统的研究与开发[D].大连交通大学硕士学位论文，2007.

[9] 董巧英，阚树林，桂元坤，尉玉峰.基于基元分解的多工位金加工生产线工时估算研究[J].机械科学与技术，2009，28（8）：1072-1076.

[10] 吕凌楠. 电网企业设备大修成本定额管理的探讨[J].会计之友，2011（36）：106-108.

图7和图8为人工定额及其影响因素模拟结果，横轴为模拟时间，单位为月;纵轴为影响人工定额的销售人工和生产人工以及人工定额本身，单位为个。模拟结果显示，当市场需求发生变化时，成品片烟的出库量和产量都随之发生变化，因此，企业满足出库和入库所需的人工也需做相应的调整。当成品片烟的出库量和产量分别达到稳定值4 800吨和4 000吨时，即库存为800吨时，所需的人工定额为1 500人。该模拟结果显示，本复烤企业现有职工过多，存在着人力资源的浪费，需裁员到1 500人。

四、小结

1.国内外围绕定额管理已经作了大量的研究，取得了丰硕的成果，随着社会经济及科技的发展，以及企业的需要，将定额研究与现代计算机模拟技术相结合起来显得十分重要。本文运用系统动力学理论，确定复烤企业的人工定额。

2.系统动力学模型基于“系统观”和“发展观”的视角，将定量分析与定性分析相结合，考虑目标系统内各变量之间的逻辑关系，结合系统动力学的特点研究定额管理，可操作性强。

3.本文以某复烤企业为例，建立复烤企业人工定额的系统动力学模型，选择模型中各变量的数学模型及参数，借助Vensim软件进行仿真模拟，确定复烤企业的人工定额，提高了人力资源的利用率，降低了成本，成功地实现了系统动力学理论在定额确定中的应用。●

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[8 ]白丽杰.基于MODAPTS的计算机辅助标准工时管理系统的研究与开发[D].大连交通大学硕士学位论文，2007.

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[10] 吕凌楠. 电网企业设备大修成本定额管理的探讨[J].会计之友，2011（36）：106-108.

图7和图8为人工定额及其影响因素模拟结果，横轴为模拟时间，单位为月;纵轴为影响人工定额的销售人工和生产人工以及人工定额本身，单位为个。模拟结果显示，当市场需求发生变化时，成品片烟的出库量和产量都随之发生变化，因此，企业满足出库和入库所需的人工也需做相应的调整。当成品片烟的出库量和产量分别达到稳定值4 800吨和4 000吨时，即库存为800吨时，所需的人工定额为1 500人。该模拟结果显示，本复烤企业现有职工过多，存在着人力资源的浪费，需裁员到1 500人。

四、小结

1.国内外围绕定额管理已经作了大量的研究，取得了丰硕的成果，随着社会经济及科技的发展，以及企业的需要，将定额研究与现代计算机模拟技术相结合起来显得十分重要。本文运用系统动力学理论，确定复烤企业的人工定额。

2.系统动力学模型基于“系统观”和“发展观”的视角，将定量分析与定性分析相结合，考虑目标系统内各变量之间的逻辑关系，结合系统动力学的特点研究定额管理，可操作性强。

3.本文以某复烤企业为例，建立复烤企业人工定额的系统动力学模型，选择模型中各变量的数学模型及参数，借助Vensim软件进行仿真模拟，确定复烤企业的人工定额，提高了人力资源的利用率，降低了成本，成功地实现了系统动力学理论在定额确定中的应用。●

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[10] 吕凌楠. 电网企业设备大修成本定额管理的探讨[J].会计之友，2011（36）：106-108.