制造業(yè)多職能工培訓(xùn)的多目標(biāo)約束模型構(gòu)建

制造業(yè)多職能工培訓(xùn)的多目標(biāo)約束模型構(gòu)建

吳朋，殷秀清， 萬里洋， 張峰

(山東理工大學(xué) 商學(xué)院， 山東 淄博 255012)

摘要：多職能工的培養(yǎng)受多方面因素制約，因此目前在企業(yè)中實施較少.基于多職能工培養(yǎng)的必要性，通過分析多職能工培養(yǎng)的成本目標(biāo)、效率目標(biāo)及安全生產(chǎn)目標(biāo)，構(gòu)建了多職能工培養(yǎng)多目標(biāo)約束模型，并由此結(jié)合模型，提出培養(yǎng)多職能工的對策.為現(xiàn)代化制造業(yè)實現(xiàn)降低成本，發(fā)展精益生產(chǎn)提供思想借鑒.

關(guān)鍵詞：多職能工；培養(yǎng)；約束模型；對策

中圖分類號：F273 文獻標(biāo)志碼：A

收稿日期：2014-11-17

作者簡介：萬里洋，男，396721653@qq.com; 通信作者： 董會忠，男，wlyboy2012@163.com

文章編號：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，受全球經(jīng)濟發(fā)展因素的影響，國內(nèi)制造業(yè)的發(fā)展面臨著重大挑戰(zhàn).資源采購價格、人力成本、物流費用等都大幅度增長，現(xiàn)有的制造業(yè)經(jīng)濟發(fā)展水平難以滿足日益增長的成本需求，導(dǎo)致部分中小型企業(yè)退出市場，部分大型制造企業(yè)轉(zhuǎn)移至國外生產(chǎn).該趨勢下，一方面加劇了工人失業(yè)率，區(qū)域經(jīng)濟增長更加緩慢，另一方面威脅到國內(nèi)其它行業(yè)發(fā)展的穩(wěn)定性.降低制造成本成為企業(yè)存活及發(fā)展的必要途徑.其中，如何有效控制人力成本，是緩解制造業(yè)成本增速的關(guān)鍵點之一.針對此問題，有學(xué)者提出通過培養(yǎng)多職能工，使員工可在不同崗位輪換作業(yè)，實現(xiàn)企業(yè)人員數(shù)量精簡化，提升人員作業(yè)飽和度，此外，能夠降低員工的作業(yè)疲勞度，提升其積極性，有助于推動安全生產(chǎn).但是現(xiàn)階段該途徑未能受到制造業(yè)的普遍重視，相關(guān)研究匱乏.基于以上狀況，本文論證了培養(yǎng)多職能工的必要性，通過構(gòu)建多職能工培養(yǎng)約束模型，分析其中存在的問題，并提出促進多職能工培養(yǎng)的相關(guān)對策.

1多職能工培養(yǎng)的必要性分析

多職能工是指有至少一項專業(yè)技能，具備操作多項工序能力的復(fù)合型員工.培養(yǎng)此類員工能夠消除技能與作業(yè)需求間的差距，降低單一作業(yè)疲勞度，提升作業(yè)效率.

(1)安全生產(chǎn)的需求.傳統(tǒng)的現(xiàn)場操作工人作業(yè)單一化現(xiàn)象嚴重，動作重復(fù)率高，易導(dǎo)致作業(yè)人員思維固定、行為僵化，嚴重時可導(dǎo)致意外事故出現(xiàn).多職能工可在不同崗位進行輪換作業(yè)，避免工作枯燥化，維持對崗位的好奇度與高效率作業(yè)水平.

(2)降低生產(chǎn)成本，提升作業(yè)效率的需求.多職能工具有高度的適應(yīng)能力，短時間內(nèi)可在各崗位快速作業(yè).一方面降低了事故率，節(jié)省處理意外事故的成本；另一方面提升了工作效率，產(chǎn)品的產(chǎn)出率提升，企業(yè)相對利潤增大.

(3)適應(yīng)外部市場環(huán)境的需求.各制造型企業(yè)都逐漸推行精益生產(chǎn)模式，以滿足多品種、小批量的市場需求，這要求企業(yè)能夠?qū)κ袌鲎龀隹焖夙憫?yīng)，增加企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)的快速化、準確化和提升產(chǎn)品的質(zhì)量，而多職能工可匹配此類要求，滿足企業(yè)與市場的需求.

(4)以人為中心的需求[1].任何作業(yè)活動都需要以人為本，生產(chǎn)活動在實現(xiàn)企業(yè)盈利的同時，更要注重內(nèi)部員工的切身利益.通過對多職能工的正確培養(yǎng)，可使員工具備專業(yè)技術(shù)，提升自我認知能力，樹立正確的價值觀，降低失業(yè)率.

綜上，多職能工的培養(yǎng)符合現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求，特別是對規(guī)模較大，制造型企業(yè)具有重要意義.

2構(gòu)建多職能工培養(yǎng)約束模型

2.1　多職能工培訓(xùn)的成本目標(biāo)分析

企業(yè)的目標(biāo)是獲取利潤，而多職能工的培訓(xùn)需要投入一定的資本，能否獲取決策者的傾向還需要結(jié)合實際情況進行博弈過程.通過王篤鵬、姜啟軍[2]和謝芳[3]分別對企業(yè)效用函數(shù)的內(nèi)涵及規(guī)模報酬遞增理論的研究，發(fā)現(xiàn)企業(yè)效用函數(shù)不僅存在規(guī)模報酬遞增的現(xiàn)象，而且影響企業(yè)內(nèi)部的規(guī)模報酬遞增的因素較多.據(jù)此，本文提出以下假設(shè)：

(1)

式中，i=1,2,3,…,n，表示企業(yè)中參與多職能工培訓(xùn)部門的數(shù)量；pi表示企業(yè)各部門為培訓(xùn)多職能工的投入； 且當(dāng)α+β>1時，可實現(xiàn)規(guī)模報酬的遞增.

(2)

式中，s.gi表示企業(yè)部門取得的培訓(xùn)成效；Ui、P、xi、pi與假設(shè)1及公式(1)中所對應(yīng)的變量含義相同.通過引入拉格朗日乘數(shù)λ，求最優(yōu)化解：

(3)

推出結(jié)果：

(4)

由上式可知，要取得最優(yōu)化解的條件是使得投入單位成本之比等于投入邊際效應(yīng)比值.進一步講，若有N個均衡條件，則可構(gòu)成培訓(xùn)博弈的Nash均衡：

(5)

(6)

代入s.gi約束條件可求得反應(yīng)函數(shù)：

i=1,2,3,…,n

(7)

s.t. pi≥0

(8)

假設(shè)4多職能工的培訓(xùn)成本主要包括直接成本Cd、間接成本Ci和員工流動成本Ce.直接成本主要是針對多職能工培訓(xùn)所需要的直接投入，包括人力、物資和財力；間接成本指受訓(xùn)人員的人力成本(工資、福利、獎金等)和由于受訓(xùn)所造成的機會成本；員工流動成本主要是指由于受訓(xùn)者在培訓(xùn)后的“跳槽”導(dǎo)致，從而產(chǎn)生崗位空缺等.綜上，培訓(xùn)總成本Tc的計算公式為

(9)

(10)

假設(shè)5企業(yè)在保證多職能工培訓(xùn)質(zhì)量的前提下，盡可能降低培訓(xùn)成本，即：

(11)

2.2　多職能工培訓(xùn)的效率目標(biāo)分析

多職能工的培訓(xùn)目標(biāo)是在安全操作的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)操作人員工作的高效性.為對操作人員的工作能力進行定量分析，給出如下定義：

定義1操作人員i對作業(yè)任務(wù)j的完成能力稱為操作性能，用pvij表示，其公式如下：

(12)

式中cij為操作成本；μ為培訓(xùn)系數(shù)，表示培訓(xùn)投入在性能提升中的作用程度；tij包括準備時間和操作時間；a、b表示相對重要系數(shù)，若認為cij和tij同等重要，則取值a=b=1.

定義2eij為培訓(xùn)人員中受訓(xùn)效果最差人員完成操作j所提供的工作效率，其值為操作性能最小值與受訓(xùn)人員i的操作性能值的比值.若A為受訓(xùn)人員的集合，則：

(13)

在生產(chǎn)運作中，通常用單位時間內(nèi)人均產(chǎn)量upph衡量效率的指標(biāo)，可設(shè)日工作時間為tθ，日產(chǎn)量為qθ，則upph計算公式為

(14)

(15)

假設(shè)6企業(yè)在保障安全生產(chǎn)的條件下，盡可能的提升人均產(chǎn)量，即

(16)

2.3　多職能工培訓(xùn)的安全生產(chǎn)目標(biāo)分析

2.3.1　構(gòu)建疲勞度計算模型

多職能工的導(dǎo)入在提升作業(yè)效率方面有極大的促進作用，但該目標(biāo)的實現(xiàn)是建立在安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)上.現(xiàn)階段疲勞生產(chǎn)不僅嚴重影響到設(shè)備的正常運作，而且使操作人員的安全受到威脅.因此本文參照文獻[4]所定義的工序疲勞指標(biāo)，做如下假設(shè).

假設(shè)7多職能工作業(yè)需要在保障任務(wù)質(zhì)量的前提下，盡可能降低疲勞度.

(17)

式中，Lzt為操作人員疲勞程度；zij為各工序疲勞指標(biāo)值；m指疲勞度指標(biāo)數(shù)量；wij指各疲勞指標(biāo)的綜合權(quán)重系數(shù)，0

2.3.2　計算疲勞指標(biāo)綜合權(quán)重系數(shù)w ij

疲勞指標(biāo)值受到設(shè)備、人員和環(huán)境等多種因素的影響，不因企業(yè)決策者的主觀因素而有大幅度的波動，需要利用客觀數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，因而，此類指標(biāo)權(quán)重的計算采用熵值法較為合適[4].對公式(17)賦權(quán)重值后，需借助血氧實驗對其進行實證檢驗，由于篇幅原因，此處不再贅述.

a.可行性分析

b.數(shù)據(jù)規(guī)范處理

設(shè)第j工序的第i評價指標(biāo)規(guī)范處理后的值為tij，則：

(18)

c.計算特征比重pij

(19)

d.計算熵值δi(δi>0)

(20)

e.計算指標(biāo)熵權(quán)wi

(21)

分析上式，對于某指標(biāo)，xij差異性越大，δi越小，在方案比較中，該指標(biāo)所起作用越大，則可設(shè)gi為差異性系數(shù)，其值越大，指標(biāo)的重要程度越大.對于構(gòu)建起多層疲勞度評價指標(biāo)體系中，可運用層次分析法和熵值法構(gòu)建量化模型[5]，利用公式(21)計算所得熵權(quán)構(gòu)造判斷矩陣，求得矩陣特征值，進行歸一化處理，并對其進行一致性檢驗.

f.求取綜合權(quán)重

即各級指標(biāo)層因子相對于目標(biāo)層的重要度[6]：

(22)

g.計算單位時間作業(yè)疲勞度

(23)

2.3.3　構(gòu)建多職能工培養(yǎng)約束模型

綜上所述，假設(shè)式(5)、式(6)和式(7)共同組成了多職能工培養(yǎng)約束模型，即

(24)

在特定的作業(yè)環(huán)境下，可通過統(tǒng)計相關(guān)作業(yè)數(shù)據(jù)，輸入至模型中，計算約束值，構(gòu)建該模型的價值更多的在于為多職能工培養(yǎng)過程中所出現(xiàn)的問題提供解決思路.

3基于模型求解的多職能工培養(yǎng)對策

在上述多目標(biāo)約束模型中，可發(fā)現(xiàn)成本與效率形成了顯著背反關(guān)系.式(9)與式(10)體現(xiàn)了多職能工培養(yǎng)的成本構(gòu)成，假設(shè)αi=1，即專家都認為各類成本重要程度相同，則可進一步求解：

(25)

從式(25)可以發(fā)現(xiàn)，降低培訓(xùn)成本的關(guān)鍵在于解決人員流失問題.

對策2注重企業(yè)5S(Seiri、Seiton、Seiso、Seiketso、Shitsoke)應(yīng)用[9]，加強理論與實踐結(jié)合力度.操作成本的提升并不是指單純的投入大量資金，做到操作流程的規(guī)范化與標(biāo)準化，消除作業(yè)中浪費，使成本投入至合理的地方；μ的增大是需要培訓(xùn)的過程中，做好培訓(xùn)計劃，針對實際問題進行現(xiàn)場改善，提升操作熟練度.式(23)體現(xiàn)了疲勞指標(biāo)與其權(quán)重的結(jié)合方式，pvij盡可能提升的情況下，會在一定程度上影響疲勞度上升速度，而多職能工的作業(yè)需要有效控制疲勞度，所以降低疲勞度的重點在于疲勞度指標(biāo)zij的選取.

對策3不斷改善作業(yè)，提升現(xiàn)代化作業(yè)水平.疲勞度指標(biāo)系數(shù)wij表明各指標(biāo)使用的難易程度，基于人因工效學(xué)[10]的考慮，作業(yè)的簡單化、便捷化可有效降低復(fù)雜疲勞度指標(biāo)的使用，通過合理的作業(yè)模式可延長多職能工的作業(yè)時間，而該目標(biāo)的實習(xí)需要企業(yè)全體職員協(xié)助改善部門進行適時的作業(yè)優(yōu)化.

此外，綜合模型(23)，還需要注意以下幾點.

(1)合理分配工作崗位及時間.考慮到多職能工在崗位工作時期，需要綜合人體的生理指標(biāo)與設(shè)備操作情況進行協(xié)調(diào)分析，使兩者在配合作業(yè)階段處在效率的高端期[10]，這需要安排各多職能工在規(guī)定的崗位、規(guī)定的時間內(nèi)完成相應(yīng)的工作，使效率達到最優(yōu).

(2)加強多職能工與企業(yè)高層間的雙向溝通.良好的溝通是促進工作展開的有效措施，不僅讓高層管理者把握各員工的作業(yè)情況，同時也需要使各職員了解企業(yè)管理層的目標(biāo)及方向，特別是使其感受到高層對自己目前所從事的工作的重視程度，且針對不斷出現(xiàn)的特殊性問題，雙方能夠通過有效的渠道進行溝通解決.

(3)充分利用現(xiàn)有資源[11].在成本與效率的背反關(guān)系下，解決兩者之間的矛盾需要有一個良好的過渡期.考慮在多職能工的引入與后期高效作業(yè)之間，存在中間因子，而現(xiàn)有的人力、物資構(gòu)成了該因子集.即企業(yè)可從目前擁有的人員中選拔優(yōu)秀人才進行定向培養(yǎng)，充分利用現(xiàn)有的設(shè)備滿足培訓(xùn)需求，有效實現(xiàn)兩者的過渡.

4結(jié)束語

本文結(jié)合現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展精益生產(chǎn)的實際情況，在安全生產(chǎn)、降低成本、適應(yīng)市場環(huán)境變化和以人為中心需求的層面上分析了導(dǎo)入多職能工的必要性.而通過多職能工培養(yǎng)多目標(biāo)約束模型可見，目前多職能工的培養(yǎng)過程中會遇到多方面因素的限制，要實現(xiàn)效率提升與成本降低、工人疲勞度降低的目標(biāo)，需要采取有效的應(yīng)對策略.所提出的相關(guān)渠道是為制造型企業(yè)培養(yǎng)多職能工提供參考，還需要進一步挖掘，但是基于上述分析可知，發(fā)展多職能工是制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢，應(yīng)受到相關(guān)業(yè)界的重視與關(guān)注.

參考文獻：

[1] 齊二石,石學(xué)剛,李曉梅.現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)研究綜述[J].工業(yè)工程,2010,13(5):1-6.

[2] 楊克.中國制造業(yè)多元制技能人才培養(yǎng)模式研究[D].武漢: 武漢理工大學(xué),2009.

[2] 王篤鵬,姜啟軍.企業(yè)效用最大化與企業(yè)社會責(zé)任行為分析[J].企業(yè)經(jīng)濟,2009,(7):104-107.

[3] 謝芳.規(guī)模報酬遞增理論的文獻綜述[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2009,(10):19-20.

[4] 李普紅.基于作業(yè)疲勞度的活塞生產(chǎn)線規(guī)劃研究[D].濟南：山東大學(xué),2012.

[5] Philipp Gubler,Naoki Yamamoto.Single-particle spectral density of the unitary Fermi gas:Novel approach based on the operator product expansion,sum rules and the maximum entropy method [J].Annals of physics,2015,356:467-497.

[6] Giagkiozis I,Purshouse R C.Generalized decomposition and cross entropy methods for many-objective optimzation[J].Information Sciences,2014,282:363-387.

[7] 羅以洪,邵云飛.基于TRIZ及BSC的企業(yè)信息系統(tǒng)規(guī)劃架構(gòu)設(shè)計研究[J].管理科學(xué)學(xué)報,2012(9):20-35.

[9] 唐永科.基于5S管理的轉(zhuǎn)向機分裝改善研究[J].物流工程與管理,2013,35(1):149-150.

[10] 沙全友,施進發(fā).現(xiàn)代制造定置管理可視化服務(wù)研究[J].現(xiàn)代制造工程,2013(4):15-17.

[11] Anacleto P, Maulvault L, Barrento S,etal. Physiological responses to depuration and transport of native and exotic clams at different temperatures [J].Aquaculture,2013，408-409:136-146.

(編輯：劉寶江)