国民经济动员中心动员潜力测度
——基于系统动力学的建模与仿真
2016-09-23张苏阳
张苏阳
(神华集团有限责任公司 博士后科研工作站,北京 100011)
国民经济动员中心动员潜力测度
——基于系统动力学的建模与仿真
张苏阳
(神华集团有限责任公司博士后科研工作站,北京 100011)
国民经济动员中心是一个在常态下的国民经济动员准备、危机状态下的国民经济动员实施,以及国民经济动员实施过程中的辐射与扩散基地为目标建设起来的组织形式。结合国民经济动员中心的特点,提出基于系统动力学的国民经济动员中心动员潜力测度理论。运用iThink计算机仿真软件平台,以生产型国民经济动员中心为例,构建基于系统动力学的生产型国民经济动员中心的潜力测度模型,运用动员潜力弹性和动员潜力测度系数两个创新性指标进行分析,并依据潜力测度结果为国民经济动员中心今后的潜力建设和管理提供具体的、可操作性强的相关政策和建议。
国民经济动员中心;动员潜力;动员政策;iThink仿真
国民经济动员是面对应战应急等紧迫需求,在既定经济资源约束条件下,通过改变生产、供给和服务的组织程序和技术手段,实现应战应急资源超常规供给的过程。这种超常规供给能力,主要以潜力的形式存在,它包括但不限于系统瞬时扩展能力、平战平危转型的技术和战略储备等能力。当非常规突发事件发生时,国民经济动员的主要任务就是促使蕴藏于国民经济体系的潜在能力适时释放,以满足应战应急对资源的需求[1]。如果国民经济体系没有这种潜在的能力或者国民经济动员机构抓不住国民经济体系内蕴藏的潜在能力,将无法实现应急应战的资源保障,从而造成巨大的损失[2]。
国民经济动员中心,作为我国国民经济动员领域特有的国民经济动员组织形式,是指为了满足危机状态下对应战应急资源的需求,依托具有法人资格的企业或事业单位,建立的具有平战转换能力,能够承担国民经济动员准备和义务的微观组织[3]。国民经济动员中心作为动员潜力的组织载体,它全方位地体现国民经济动员事业的各个方面,是国民经济动员科学研究和学科建设的最好的样本。
本文选取国民经济动员中心为研究样本,深入分析和研究动员潜力的测度问题,这将丰富国民经济动员理论,促进国民经济动员科学研究和学科建设,并有助于制定更加合理的国民经济动员战略规划,优化社会经济资源配置。
一、国民经济动员潜力测度方法
(一)国民经济动员中心动员潜力弹性
国民经济动员中心的动员潜力受到多方面因素的影响,由此,本文将引入国民经济动员潜力弹性的概念来解释国民经济动员潜力受其影响因素变化反应的敏感程度[4]。由于单个因素和多个因素的组合都会对国民经济动员潜力产生不同程度的影响,本文将国民经济动员潜力弹性分为国民经济动员单因素潜力弹性和多因素潜力弹性两类。
1.单因素潜力弹性
单因素潜力弹性,是指就国民经济动员中心动员潜力的系统中单个不确定因素的变动对国民经济动员中心最终完成动员任务效果的影响程度。在分析方法上类似于数学上多元函数的偏微分,即在计算某个因素的变动对动员效果指标的影响时,假定其他因素均不发生变化,用公式可以表示为
其中,e表示动员潜力弹性;ΔF表示动员潜力的变化量;F表示动员潜力的初始量;ΔT表示特定因素的变化量;T表示特定因素初始量。
2.多因素潜力弹性
多因素潜力弹性,是指国民经济动员中心动员潜力的系统中两个或两个以上不确定因素同时发生改变时对国民经济动员中心最终完成动员任务效果的影响程度。分析多因素潜力弹性时需要合理选择两个因素或者多个因素的组合,确保因素之间是相互独立的。多因素潜力弹性用公式可以表示为
其中,多因素的选取应当满足各因素之间相互独立的原则,假设A、B为两个相互独立的因素,那么应当满足P(A∩B)=P(A)×P(B)。
设A,B,…,X是影响国民经济动员中心动员潜力的各内部因素;Y是最终的动员量;A0,B0,…,X0表示各因素的初始值;Y0表示初始动员量;ΔA,ΔB,…,ΔX是各因素相应的变化值;ΔY则是最终动员量的变化值,则
(二)国民经济动员中心动员潜力测度系数
不仅国民经济中心动员潜力的系统内部各因素会对国民经济动员潜力产生不同程度的影响,在国民经济中心动员潜力的系统内部各因素条件不变的情况下,各类型国民经济动员中心对动员强度的反应也不相同[5]。由此本文将引入动员潜力测度系数的概念来阐述不同类型的国民经济动员中心与动员强度之间的关系。
动员潜力测度系数,是指针对国民经济动员中心动员潜力系统的内部各因素不变的条件下,不同类型国民经济动员中心对外部因素的敏感程度。动员潜力测度系数用公式可以表示为
其中,C表示动员潜力测度系数。设X1,X2,…,Xn是影响国民经济动员中心的各外部因素;Y是最终的动员量;X10,X20,…,Xn0表示各因素的初始值;Y0表示初始动员量;ΔX1,ΔX2,…,ΔXn是各因素相应的变化值;ΔY是最终动员量的变化值。因此
其中i=1,2,…,n;j=1,2,…,n;k=1,2,…,n;且i≠j≠…≠k;Xi,Xj,…,Xk相互独立。
例如,对于动员强度这个因素而言,它是由国民经济动员主管部门直接根据突发事件的危机程度进行判定的。它是指依据突发公共事件发生的程度不同所采取相应的动员措施的力度[6]。依据中国突发公共事件的分级标准,本研究将动员强度设定为5级,分别为:1级(较轻)、2级(一般)、3级(较大)、4级(大)和5级(非常大)。国民经济动员中心动员潜力是动员强度的表函数,表示的是不同动员强度下国民经济动员中心动员潜力的大小,即动员潜力=GRAPH(mobilization strength),根据上述定义可得C动员强度=Y动员潜力/X外部因素。
根据上文对动员潜力测度系数的定义,按照测度所得动员潜力测度系数绝对值的大小来描述外部因素对国民经济动员中心动员潜力释放的程度,绝对值越大,表明其对动员潜力释放的程度越大。
二、基于系统动力学的生产型国民经济动员中心动员潜力测度模型
下面以生产型国民经济动员中心为例,构建生产型国民经济动员中心动员潜力的系统模型,着重运用案例研究的方法对生产型国民经济动员中心的动员潜力进行测度研究,并在相应测度结论的基础上进行分析。
(一)生产型国民经济动员中心动员潜力系统建模假设
在实际的动员工作中,应急产品原材料的筹集、应急产品的生产等环节都会对生产型国民经济动员中心的动员潜力释放产生不同程度的影响[7]。为了使研究更加集中在关键问题上,需要对模型做一些界定和假设。假设如下:
1.模型假设所有的原材料、半成品、成品只有一种类型,不涉及多种类的原材料、半成品采购及成品加工问题。
2.模型假设在接收到动员任务后,系统就立刻开始运作,不存在另外的时间延迟。
3.国民经济动员具有快速响应能力,模型假设生产型国民经济动员中心运作的各环节不存在信息反馈延迟,同时信息传递也没有任何错误。
4.模型假设以完成动员时间最短为最终目的,不考虑整个生产型国民经济动员中心的动员成本。
5.受某些原材料时间周期影响,如面粉加工,其所需的原材料——小麦是有生长周期的,无法依据需求进行无限供给,因此模型假设生产系统中市场上的原材料是有最大限制的[8]。即如果短期动员需求骤增,将有可能采购不到全部原材料,也就是说生产型国民经济动员中心的潜力释放将会受到原材料采购短缺的影响。
6.模型假设生产系统中各批动员任务的调整时间不存在延迟,即在上一批任务完成后,直接进入下一批任务的生产中。
(二)生产型国民经济动员中心动员潜力的系统分析
1.生产型国民经济动员中心动员潜力的系统边界划定。生产型国民经济动员中心动员潜力的系统内部边界应包括分布在动员中心内部所有部门的全部生产要素。系统边界应当起于国民经济动员中心动员潜力的系统的原材料上游供应,经过生产、加工、合格率检验等一系列流程,最终转化为动员时所需的应急保障物资离开生产型国民经济动员中心[9]。
2.生产型国民经济动员中心动员潜力的系统因素分析。对于生产型国民经济动员中心来说,危机状态下生产型国民经济动员中心动员潜力的系统各要素之间因果关系如图1所示。
(三)生产型国民经济动员中心动员潜力的系统模型
按照生产型国民经济动员中心的生产流程,将生产型国民经济动员中心动员潜力的系统分为动员任务子模型、原材料子模型和动员产品生产子模型。本文采用iThink 8.1版本的系统仿真软件对生产型国民经济动员中心动员潜力的系统进行模型构建,系统运行环境为Windows 7。
1.动员任务子模型
生产型国民经济动员中心任务由动员中心任务量及动员任务的完成时间两个因素构成[10]。本模型中的动员中心任务仅表示系统外部赋予动员潜力的系统任务数量,无法表示动员任务的开始时间。鉴于此,通过订单提交时间来表示动员任务的开始时间,进而通过改变系统中的订单提交时间,实现动员任务分配的离散化。动员任务子模型如图2所示。
2.原材料子模型
当动员任务下达时,会将订单所需原材料与原材料库存进行比对,如果原材料库存充足,则直接将原材料出库,如果原材料库存不足,则向市场采购原材料。
当动员对动员产品的需求量较大时,如果市场上能够采购的原材料小于动员时生产动员产品所需的原材料,则进行半成品采购,以保证动员任务的顺利完成。本文中的原材料出库方式为按照阶段分批出库,在系统中根据每一批的动员任务完成量来调整各批次的原材料数量,以满足动员产品的生产需求,原材料子模型如图3所示。
3.动员产品生产子模型
动员产品的生产环节是生产型国民经济动员中心的核心业务。在系统的动员产品生产子模型中,生产型国民经济动员中心依据动员强度对动员产品生产过程中的相关参数进行调整和控制,从而达到实现高效动员的目的。模型中结合动员工作的实际,针对成品设计了对成品进行检查的环节,经过检查之后的合格品数量即为动员任务的完成量。对在生产环节中产生的不合格品经过一次返工处理,返工合格之后也成为合格品一并计入合格品数量,返工处理后仍然不合格的产品则直接弃用。
本模型设计了未完成的动员任务量,并通过任务量变动,也就是总完成量与动员任务量之差来进行调节与控制。对各批动员任务完成时间,模型通过动员活动完成流进行记录,并与规定的动员任务完成时间进行对比,进而对下一批动员任务的时间期限偏差进行修正。如图4所示。
(四)应用案例
河南省某粮油集团股份有限公司是位于河南省驻马店市的一家生产型国民经济动员中心,公司主要从事粮食仓储、面粉加工和面制品的深加工业务,具备战(急)时为军队提供食品保障的能力。
1.某粮油集团公司情景构建
在本案例中,根据对该粮油集团公司动员预案中动员产品生产业务流程的分析,在全面研究了动员情景不确定要素的基础上,最终确定了关键不确定要素为“动员中心任务”,并在此基础上构建了3个不同情景。日生产能力是按照人工工作时长和机器运转时长这两个因素确定的。在人工工作时长和机器运转时长均采用一班制(8小时)、两班制(16小时)和三班制(24小时)的情况下,该粮油集团公司的日生产能力分别为2 500吨、5 500吨和8 000吨。因此,本文据此将动员情景划分为3类,如表1所示。
表1 某粮油集团公司动员情景构建
在该集团公司的实际生产情况和相关历史统计数据或统计资料基础上,并加入定性分析和调查假设,可以得到进行仿真实验参数设置的相关数据,如表2所示。
表2 生产型动员中心模型运行参数设置表
3.系统动员潜力弹性和潜力测度系数分析
本研究将运用上文中构建的生产型国民经济动员中心动员潜力的系统模型,对该粮油集团公司作为生产型国民经济动员中心的动员潜力进行测度。根据系统模型设置的参数,运行系统模型,通过改变单个变量或者变量组合的数值,并设置系统运行时间为31天,得到不同的仿真运行结果,并对其做动员潜力弹性和动员测度系数分析。
1)单因素动员潜力弹性。前文中对单因素动员潜力弹性的概念和计算公式做出了界定,根据系统模型的运行结果,分析以下不同因素对该集团公司动员潜力系统产生的影响,如表3所示。
表3 单因素动员潜力弹性
2)多因素动员潜力弹性分析。选取因果关系图中没有因果关系的动员中心内部影响因素,通过同时调整仿真模型中这些因素不同组合的初始值,来分析其对动员潜力的系统的影响,如表4所示。3)单因素动员测度系数分析,如表5所示。4)多因素动员潜力测试,如表6所示。
表4 多因素动员潜力弹性
表5 单因素动员潜力测度系数
表6 多因素动员潜力测度系数
表7 生产型国民经济动员中心动员潜力测度结果
三、关于生产型国民经济动员中心潜力建设的建议
在基于河南某粮油集团建立的生产型国民经济动员中心动员潜力进行测度的基础上,对所得出动员潜力测度结果按照对生产型国民经济动员中心动员潜力释放的影响程度进行排序,如表7所示。
在得到上述仿真测度结果的基础上,按照各因素或因素的组合对生产型国民经济动员中心动员潜力释放的影响程度排序来看,在今后对于生产型国民经济动员中心的潜力建设和管理方面应该更加关注以下几方面的问题:
第一,单位成品所需原材料和单位半成品所需原材料的组合对生产型国民经济动员中心动员潜力释放的影响程度最大,由于这两个因素的大小由生产型国民经济动员中心的上游——包括原材料供应商等一系列上游企业所控制,而不由生产型国民经济动员中心本身决定,因而根据仿真结果,对于生产型动员中心本身来说,要尽量调高采购单位成品所需原材料的比例,降低采购单位半成品所需原材料的比例,能够获得更大的动员潜力释放。
第二,单位产品工时数这个因素对生产型国民经济动员中心动员潜力释放的影响程度较大,因而在今后对于生产型这一类动员中心的建设中,应当通过各种途径,努力提高单位产品工时数。最有效和直接的方案就是要在生产型动员中心常规状态和危机状态下建立标准工时。
第三,对于原材料损毁率这个因素而言,对动员潜力释放的影响程度也较大。生产型国民经济动员中心在原材料的保存、运输、加工等环节应当对原材料加强管理,尽量降低原材料的损毁率。对于合格率和返工合格率的组合对动员潜力释放的影响程度来看,生产型国民经济动员中心要在原材料进料控制、制程质量控制、最终检查验证和出货质量控制方面不断完善,根据一次合格率和返工合格率对动员潜力释放的影响程度不同,要首先在努力提高动员产品的一次合格率的基础上,通过加强返工检查等方式努力提高动员产品的返工合格率。
第四,出库时间和原材料从购买至到货所用时间这两个因素和因素的组合都会不同程度地影响生产型国民经济动员中心动员潜力的释放,并且这两个因素和动员潜力释放呈负相关关系。因此,在今后对于生产型国民经济动员中心的建设方面,要努力缩短出库时间和原材料从购买至到货所用时间。
四、结论
本文提出了基于系统动力学的国民经济动员中心动员潜力测度理论,将国民经济动员中心动员潜力弹性和动员潜力测度系数作为潜力测度指标,并以生产型国民经济动员中心为例,构建了包括动员任务子模型、原材料子模型和动员产品生产子模型的生产型国民经济动员中心动员潜力的系统模型;依据该模型,以河南某国民经济动员中心为研究对象,进行了动员潜力弹性分析和动员潜力测度系数分析。根据测度结果,针对生产型这一类国民经济动员中心今后的建设和改进方案提出了尽量调高采购单位成品所需原材料的比例,降低采购单位半成品所需原材料的比例,努力提高单位产品工时数,降低原材料的损毁率等政策与建议。
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[责任编辑:孟青]
Research on Potential Measurement of National Economy Mobilization Center —Based on System Dynamics Modeling and Simulation
ZHANG Suyang
(Postdoctoral Work Station,Shenhua Group Corporation Limited,Beijing 100011,China)
National economy mobilization centers are organizations built with three goals which are the national economy mobilization preparation under normal conditions,the national economy mobilization implementation under crisis conditions and the radiation and diffusion of bases in the process of implementing the national economy mobilization.Based on the system dynamic method,the manufacturing national economy mobilization centers’potential measure model is established applying the iThink computer simulation software platform.Two innovative indexes,elasticity and measure coefficient of mobilization potential,are used to analyze the potential condition.Based on the above analysis,the related policies and suggestions which are specific and easy to be manipulated are put forward for the potential construction and management of national economy mobilization centers.
national economy mobilization center;mobilization potential;mobilization strategy;iThink simulation
F224
A
1009-3370(2016)03-0098-07
10.15918/j.jbitss1009-3370.2016.0313
2015-12-14
张苏阳(1985—),男,管理学博士,神华集团有限责任公司博士后工作站和清华大学经济管理学院博士后流动站博士后,E-mail:ext00002180@shenhua.cc