制造业多职能工培训的多目标约束模型构建

制造业多职能工培训的多目标约束模型构建

吴朋，殷秀清， 万里洋， 张峰

(山东理工大学 商学院， 山东 淄博 255012)

摘要：多职能工的培养受多方面因素制约，因此目前在企业中实施较少.基于多职能工培养的必要性，通过分析多职能工培养的成本目标、效率目标及安全生产目标，构建了多职能工培养多目标约束模型，并由此结合模型，提出培养多职能工的对策.为现代化制造业实现降低成本，发展精益生产提供思想借鉴.

关键词：多职能工；培养；约束模型；对策

中图分类号：F273 文献标志码：A

收稿日期：2014-11-17

作者简介：万里洋，男，396721653@qq.com; 通信作者： 董会忠，男，wlyboy2012@163.com

文章编号：1672-6197(2015)05-0074-05

Research on training countermeasures formultiple

functions of workers in manufacturing industry

WU Peng, YIN Xiu-qing, WAN Li-yang, ZHANG Feng

(School of Business, Shandong University of Technology, Zibo 255012, China)

Abstract:Multiple functions of workers' training is conditioned by many factors, and implemented less in the enterprise. This article analyzed the necessity of multiple functions work culture and the objectives of a target cost, efficiency and safety production, and then discussed the implementation of multiple functions works' training scheme of multi-objective problem, and combining with the model, put forward some countermeasures to develop more functions work. For modern manufacturing industry to achieve lower costs, it provides ideas to the development of lean production.

Key words: multiple functions of workers; cultivate; constraint model; countermeasures

目前，受全球经济发展因素的影响，国内制造业的发展面临着重大挑战.资源采购价格、人力成本、物流费用等都大幅度增长，现有的制造业经济发展水平难以满足日益增长的成本需求，导致部分中小型企业退出市场，部分大型制造企业转移至国外生产.该趋势下，一方面加剧了工人失业率，区域经济增长更加缓慢，另一方面威胁到国内其它行业发展的稳定性.降低制造成本成为企业存活及发展的必要途径.其中，如何有效控制人力成本，是缓解制造业成本增速的关键点之一.针对此问题，有学者提出通过培养多职能工，使员工可在不同岗位轮换作业，实现企业人员数量精简化，提升人员作业饱和度，此外，能够降低员工的作业疲劳度，提升其积极性，有助于推动安全生产.但是现阶段该途径未能受到制造业的普遍重视，相关研究匮乏.基于以上状况，本文论证了培养多职能工的必要性，通过构建多职能工培养约束模型，分析其中存在的问题，并提出促进多职能工培养的相关对策.

1多职能工培养的必要性分析

多职能工是指有至少一项专业技能，具备操作多项工序能力的复合型员工.培养此类员工能够消除技能与作业需求间的差距，降低单一作业疲劳度，提升作业效率.

(1)安全生产的需求.传统的现场操作工人作业单一化现象严重，动作重复率高，易导致作业人员思维固定、行为僵化，严重时可导致意外事故出现.多职能工可在不同岗位进行轮换作业，避免工作枯燥化，维持对岗位的好奇度与高效率作业水平.

(2)降低生产成本，提升作业效率的需求.多职能工具有高度的适应能力，短时间内可在各岗位快速作业.一方面降低了事故率，节省处理意外事故的成本；另一方面提升了工作效率，产品的产出率提升，企业相对利润增大.

(3)适应外部市场环境的需求.各制造型企业都逐渐推行精益生产模式，以满足多品种、小批量的市场需求，这要求企业能够对市场做出快速响应，增加企业内部生产的快速化、准确化和提升产品的质量，而多职能工可匹配此类要求，满足企业与市场的需求.

(4)以人为中心的需求[1].任何作业活动都需要以人为本，生产活动在实现企业盈利的同时，更要注重内部员工的切身利益.通过对多职能工的正确培养，可使员工具备专业技术，提升自我认知能力，树立正确的价值观，降低失业率.

综上，多职能工的培养符合现代化生产的需求，特别是对规模较大，制造型企业具有重要意义.

2构建多职能工培养约束模型

2.1　多职能工培训的成本目标分析

企业的目标是获取利润，而多职能工的培训需要投入一定的资本，能否获取决策者的倾向还需要结合实际情况进行博弈过程.通过王笃鹏、姜启军[2]和谢芳[3]分别对企业效用函数的内涵及规模报酬递增理论的研究，发现企业效用函数不仅存在规模报酬递增的现象，而且影响企业内部的规模报酬递增的因素较多.据此，本文提出以下假设：

(1)

式中，i=1,2,3,…,n，表示企业中参与多职能工培训部门的数量；pi表示企业各部门为培训多职能工的投入； 且当α+β>1时，可实现规模报酬的递增.

(2)

式中，s.gi表示企业部门取得的培训成效；Ui、P、xi、pi与假设1及公式(1)中所对应的变量含义相同.通过引入拉格朗日乘数λ，求最优化解：

(3)

推出结果：

(4)

由上式可知，要取得最优化解的条件是使得投入单位成本之比等于投入边际效应比值.进一步讲，若有N个均衡条件，则可构成培训博弈的Nash均衡：

(5)

(6)

代入s.gi约束条件可求得反应函数：

i=1,2,3,…,n

(7)

s.t. pi≥0

(8)

假设4多职能工的培训成本主要包括直接成本Cd、间接成本Ci和员工流动成本Ce.直接成本主要是针对多职能工培训所需要的直接投入，包括人力、物资和财力；间接成本指受训人员的人力成本(工资、福利、奖金等)和由于受训所造成的机会成本；员工流动成本主要是指由于受训者在培训后的“跳槽”导致，从而产生岗位空缺等.综上，培训总成本Tc的计算公式为

(9)

(10)

假设5企业在保证多职能工培训质量的前提下，尽可能降低培训成本，即：

(11)

2.2　多职能工培训的效率目标分析

多职能工的培训目标是在安全操作的基础上，实现操作人员工作的高效性.为对操作人员的工作能力进行定量分析，给出如下定义：

定义1操作人员i对作业任务j的完成能力称为操作性能，用pvij表示，其公式如下：

(12)

式中cij为操作成本；μ为培训系数，表示培训投入在性能提升中的作用程度；tij包括准备时间和操作时间；a、b表示相对重要系数，若认为cij和tij同等重要，则取值a=b=1.

定义2eij为培训人员中受训效果最差人员完成操作j所提供的工作效率，其值为操作性能最小值与受训人员i的操作性能值的比值.若A为受训人员的集合，则：

(13)

在生产运作中，通常用单位时间内人均产量upph衡量效率的指标，可设日工作时间为tθ，日产量为qθ，则upph计算公式为

(14)

(15)

假设6企业在保障安全生产的条件下，尽可能的提升人均产量，即

(16)

2.3　多职能工培训的安全生产目标分析

2.3.1　构建疲劳度计算模型

多职能工的导入在提升作业效率方面有极大的促进作用，但该目标的实现是建立在安全生产的基础上.现阶段疲劳生产不仅严重影响到设备的正常运作，而且使操作人员的安全受到威胁.因此本文参照文献[4]所定义的工序疲劳指标，做如下假设.

假设7多职能工作业需要在保障任务质量的前提下，尽可能降低疲劳度.

(17)

式中，Lzt为操作人员疲劳程度；zij为各工序疲劳指标值；m指疲劳度指标数量；wij指各疲劳指标的综合权重系数，0

2.3.2　计算疲劳指标综合权重系数w ij

疲劳指标值受到设备、人员和环境等多种因素的影响，不因企业决策者的主观因素而有大幅度的波动，需要利用客观数据进行统计分析，因而，此类指标权重的计算采用熵值法较为合适[4].对公式(17)赋权重值后，需借助血氧实验对其进行实证检验，由于篇幅原因，此处不再赘述.

a.可行性分析

b.数据规范处理

设第j工序的第i评价指标规范处理后的值为tij，则：

(18)

c.计算特征比重pij

(19)

d.计算熵值δi(δi>0)

(20)

e.计算指标熵权wi

(21)

分析上式，对于某指标，xij差异性越大，δi越小，在方案比较中，该指标所起作用越大，则可设gi为差异性系数，其值越大，指标的重要程度越大.对于构建起多层疲劳度评价指标体系中，可运用层次分析法和熵值法构建量化模型[5]，利用公式(21)计算所得熵权构造判断矩阵，求得矩阵特征值，进行归一化处理，并对其进行一致性检验.

f.求取综合权重

即各级指标层因子相对于目标层的重要度[6]：

(22)

g.计算单位时间作业疲劳度

(23)

2.3.3　构建多职能工培养约束模型

综上所述，假设式(5)、式(6)和式(7)共同组成了多职能工培养约束模型，即

(24)

在特定的作业环境下，可通过统计相关作业数据，输入至模型中，计算约束值，构建该模型的价值更多的在于为多职能工培养过程中所出现的问题提供解决思路.

3基于模型求解的多职能工培养对策

在上述多目标约束模型中，可发现成本与效率形成了显著背反关系.式(9)与式(10)体现了多职能工培养的成本构成，假设αi=1，即专家都认为各类成本重要程度相同，则可进一步求解：

(25)

从式(25)可以发现，降低培训成本的关键在于解决人员流失问题.

对策2注重企业5S(Seiri、Seiton、Seiso、Seiketso、Shitsoke)应用[9]，加强理论与实践结合力度.操作成本的提升并不是指单纯的投入大量资金，做到操作流程的规范化与标准化，消除作业中浪费，使成本投入至合理的地方；μ的增大是需要培训的过程中，做好培训计划，针对实际问题进行现场改善，提升操作熟练度.式(23)体现了疲劳指标与其权重的结合方式，pvij尽可能提升的情况下，会在一定程度上影响疲劳度上升速度，而多职能工的作业需要有效控制疲劳度，所以降低疲劳度的重点在于疲劳度指标zij的选取.

对策3不断改善作业，提升现代化作业水平.疲劳度指标系数wij表明各指标使用的难易程度，基于人因工效学[10]的考虑，作业的简单化、便捷化可有效降低复杂疲劳度指标的使用，通过合理的作业模式可延长多职能工的作业时间，而该目标的实习需要企业全体职员协助改善部门进行适时的作业优化.

此外，综合模型(23)，还需要注意以下几点.

(1)合理分配工作岗位及时间.考虑到多职能工在岗位工作时期，需要综合人体的生理指标与设备操作情况进行协调分析，使两者在配合作业阶段处在效率的高端期[10]，这需要安排各多职能工在规定的岗位、规定的时间内完成相应的工作，使效率达到最优.

(2)加强多职能工与企业高层间的双向沟通.良好的沟通是促进工作展开的有效措施，不仅让高层管理者把握各员工的作业情况，同时也需要使各职员了解企业管理层的目标及方向，特别是使其感受到高层对自己目前所从事的工作的重视程度，且针对不断出现的特殊性问题，双方能够通过有效的渠道进行沟通解决.

(3)充分利用现有资源[11].在成本与效率的背反关系下，解决两者之间的矛盾需要有一个良好的过渡期.考虑在多职能工的引入与后期高效作业之间，存在中间因子，而现有的人力、物资构成了该因子集.即企业可从目前拥有的人员中选拔优秀人才进行定向培养，充分利用现有的设备满足培训需求，有效实现两者的过渡.

4结束语

本文结合现代制造业发展精益生产的实际情况，在安全生产、降低成本、适应市场环境变化和以人为中心需求的层面上分析了导入多职能工的必要性.而通过多职能工培养多目标约束模型可见，目前多职能工的培养过程中会遇到多方面因素的限制，要实现效率提升与成本降低、工人疲劳度降低的目标，需要采取有效的应对策略.所提出的相关渠道是为制造型企业培养多职能工提供参考，还需要进一步挖掘，但是基于上述分析可知，发展多职能工是制造业发展的必然趋势，应受到相关业界的重视与关注.

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(编辑：刘宝江)