基于LUBA模型的煤炭礦山企業定額編制研究

譚章祿，蔡曉梅，邱碩涵

(中國礦業大學(北京)，北京 100083)

1 智慧礦山定額編制特征概述

智慧礦山的定額編制與傳統的定額編制存在差異，但必定以傳統的定額編制方式為基礎[1]。傳統的定額編制主要采用的方式是經驗統計、技術實驗和類比推論[2]。經驗統計的方式受到主觀因素影響過于嚴重，統計樣本數量不足，分析計算能力有限，會導致定額存在較大的誤差[3]。技術實驗的方式無法模擬企業全生命周期的所有環節，而可以模擬的環節也會因為難以完全復刻實際的生產情況而造成較大的誤差[4]。類比推論是采用相近的環節進行推論，只能獲取一個模糊的定額概念。另外傳統的編制方法需要龐大的人力、物力對多方面數據進行整合，編制周期非常漫長。

在智慧礦山提出的精準、高效、智能的煤炭企業管理理念下，智慧礦山企業的運營管理要求定額更加精確地反應實際情況以降低管理誤差，要求定額的構成更加詳盡以保證管理的效率，要求定額的變更更加靈活以保證企業的管理調節能力[5]?；诖?，本文認為智慧礦山的定額編制可以采用大數據采集分析的技術提高樣本數量和數據的分析處理能力，降低主觀因素導致的定額誤差，彌補傳統經驗統計方式的不足。利用計算機模擬實驗的方式降低技術實驗方式編制定額時面臨的高成本及難以復刻實際情況的問題。利用智慧礦山的智能化系統，實現定額的自動編制，大大降低定額編制周期，加強定額的靈活性與契合性。為了實現上述目標，則必須清楚地認知智慧礦山定額編制的原則和特征[6]。

1.1 煤炭企業智慧礦山定額編制原則

客觀全面原則?？陀^全面原則是對定額的客觀性和全面性兩方面提出明確的要求?？陀^性指煤炭企業智慧礦山的定額的制定必須滿足客觀現實[7]。全面性指的是在客觀現實的要求下，定額必須覆蓋煤炭企業全壽命周期中的每一個環節，對每一個環節有準確的定義和全面的考量[8]。

靈活適應原則。靈動適應原則要求定額的編制具備足夠的靈活性和適應性。靈活性考慮的是當定額受到生產環境、市場環境、技術環境和管理環境的影響時，根據時間線的推進，隨時能夠進行調整[9]。另外，定額需要具備強大的適應能力，因為不同環節的特性會導致定額編制的要求產生區別。

規范嚴謹原則。定額直接影響生產情況的預測、生產計劃的制定和生產策略的判斷等重要過程。同時定額種類多，細化程度高，其信息極盡詳細、復雜。因此，要求定額需要足夠嚴謹且按照一定的規范進行編制，以保證定額的查閱、使用[10]。

1.2 煤炭企業智慧礦山定額制定特征

1.2.1 智慧礦山企業全定額聯動

智慧礦山的定額需要滿足整個礦山從管理、生產、建設及運營等全面智能控制監管的需求。因此，本文認為智慧礦山在管理、生產、建設和運營中涉及到的定額都具備聯動關系。智慧礦山定額的編制不再單獨區分為獨立的，毫無關聯的單一定額，例如生產定額和建設施工定額。而是通過宏觀和微觀的雙重定額的控制來保證定額的準確性及與企業情況的契合性。

1.2.2 智慧礦山定額的編制基礎來源于數據庫

智慧礦山定額的編制規則是將抽象的經驗數據化、規范化以降低定額中的誤差，使定額能夠與礦山的實際情況更加契合。數據庫是智慧礦山定額編制的基礎，數據庫對數據的采集整理能力及對數據資源的分析處理能力是傳統的以人工為主導的定額編制方式所不具備的。這種方式能夠更加全面地考慮市場、環境、人為等因素對定額的影響，確保定額的科學合理性。

1.2.3 智慧礦山定額更替周期受到技術、市場和生產狀況的影響

定額是通過費用和工程量兩種方式對企業的資源進行描述的，而費用和工程量受到市場情況、技術更替及生產實際情況的影響最為嚴重。這三種因素的變化情況難以預測，導致傳統的定額常常與實際的情況相脫節，誤差較大。智慧礦山定額為解決該情況，對于數據庫數據的采集不僅僅來源于生產過程的數據，還將導入實時的市場、技術、生產實際的數據，實現多方數據的聯動分析，提高定額的準確性。

2 基于LUBA的煤炭企業智慧礦山定額框架

2.1 LUBA模型概述

LUBA模型是以管理會計的理念為基礎產生的一種新型管理理念。LUBA的核心理念是將復雜系統模塊化，通過將復雜系統劃分為若干個小系統的方式進行重新組合，以達到清晰目標系統的構成、明確模塊之間的管理關系，整理模塊信息，降低系統誤差的目的[11]。

智慧礦山的定額是一個涵蓋煤炭企業全壽命周期管理的復雜系統。作為一個復雜系統，需要各個子系統相互協作，互聯互通，這就要求煤炭企業的各個定額子系統模塊要具備完善的聯動體系和邏輯體系以支撐整個定額系統運行的完整性、高效性和靈活性。但是在當前的煤炭企業定額的管理中，該系統雜亂無章，各個模塊關聯不明，相互獨立、各自為戰，不能形成統一高效的整體。而LUBA模型對復雜系統的梳理和協調能力在解決智慧礦山定額編制系統的協調問題上具備巨大的優勢。LUBA模型能夠根據各個子系統的特性對所有子系統模塊進行層級化分類管理，明確各個子系統之間的關聯關系，確立各個層級子系統之間的聯動體系。利用LUBA模型可以很好的對煤炭企業的各個定額模塊進行整理分析，對其進行分類歸納并明確各個定額模塊之間的關聯關系，確保煤炭定額復雜系統的完整性，使其能夠高效運作，靈活調控，符合本文對煤炭企業定額的基本要求。因此，本文認為可以利用LUBA模型分析煤炭企業的定額信息，形成基于LUBA模型的、適用于智慧礦山背景的定額框架。

2.2 基于LUBA的定額框架

構建基于LUBA的定額框架的前提是清晰煤炭企業的定額組成?；贚UBA模型的理念，可以將整個復雜系統劃分為若干個層級，通過層級的細分清晰系統的構成。智慧礦山的定額涉及企業的全生命周期，因此必須考慮到企業戰略管理及運用層面的宏觀定額控制和企業的建設和生產層面的微觀定額控制?；诖?，本文認為智慧礦山的定額的第一層級可以分為宏觀層面的全局管理模塊和微觀層面的細節調控模塊。

2.2.1 宏觀層面的定額管理

宏觀層面的定額管理是站在企業的運營管理層面對定額的編制進行調整。宏觀層面的定額管理不在意實際生產的細節控制，其主要的定額組成是企業的資金流動和資產損耗方面的定額。根據LUBA將復雜系統模塊化的理念，宏觀層面的定額組成如圖1所示。

圖1 宏觀定額框架圖

宏觀定額(A)是按照社會平均經濟效率，對企業實行定額管理，以達到節約資金、降低成本、增加凈產值，合理分配工資和利潤，從而使企業穩步發展的目的。根據煤炭企業的資產組成分析，煤炭企業的資產以無形資產(以采礦權為主)，流動資產和固定資產為主。煤炭企業在通過定額對企業自身進行宏觀控制的過程中，由于煤炭企業的無形資產的特殊性(煤炭企業的無形資產以采礦權為主，采礦權具備長期穩定性，不涉及過多的定額控制)，煤炭企業主要的定額管理集中在流動資產和固定資產上。煤炭企業的流動資產一般涉及到儲備資產、生產資產、成品資產、結算資產和貨幣資產，而定額對這些資產的控制主要集中在流動資產的消耗上，通常以流動資金進行統一核算。在流動資產的核算中，流動資金平均占用定額指標是對煤炭企業在一定時期所占用流動資金的平均數進行規范調控，其能規范煤炭企業在一定時期內流動資金的消耗和使用的情況，所以流動資金平均占用定額是煤炭企業對流動資產進行定額管理時的重要指標。煤炭企業的固定資產作為另一大主要資產構成之一，煤炭企業的固定資產維護和損耗也會為煤炭企業的運營帶來巨額的成本和費用，因此需要配備完備的固定資產定額對其固定資產的維護和損耗進行規范。因此，本文認為煤炭企業的宏觀定額的下一層級模塊涵蓋流動資金平均占用定額B1和固定資產定額兩方面定額B2，如圖1所示。

根據煤炭企業流動資產的組成規則，流動資金平均占用定額B1可以進一步細分為針對儲備資產的儲備資金平均占用定額模塊U11、針對生產資產的生產資金平均占用定額模塊U12和針對成品資產的成品資金平均占用定額U13。儲備資金平均占用定額U11是保證煤炭企業正常的生產經營活動所占用的儲備資金，其主要包括原材料、輔助材料、燃料等消耗性物資，因此體現為消耗定額。生產資金平均占用額U12是企業從投入生產到產品完成交庫這一段時間占用的資金，其包括產品、半成品和待攤費用等，在定額中體現為費用定額和勞動定額。成品資金平均占用額U13是在完成產品生產到產品完成銷售這一段時間所消耗的資金，主要為產品的倉儲費用和運輸費用，在定額中體現為倉儲定額和運輸定額。

固定資產定額B2是企業對自身固定資產損耗和利用的相關定額標準的集合。根據固定資產的特性，固定資產存在使用屬性、折舊屬性及維護屬性。所以固定資產定額模塊B2可以細分為資產利用率定額模塊U21、固定資產折舊定額模塊U22和設備維護定額模塊U23。

2.2.2 微觀層面的定額框架

微觀層面的定額框架描述的是煤炭企業實際建設和生產過程中所涉及的定額的組成。因此可以將建設和生產過程中的各個環節利用LUBA模型將微觀定額模塊a進行細分。另外建設和生產過程的每一個環節幾乎都存在人工、材料和相關費用的消耗，所以可以作為線模塊L。因此，微觀定額的LUBA模型框架如圖2所示。

由圖2可知，微觀定額模塊a可以劃分為工程定額模塊b1，生產定額模塊b2和倉儲定額模塊b3，同時在該劃分層次中三種定額模塊都涉及勞動定額、消耗定額和費用定額，即定義為穿插于該層級所有模塊之間的線模塊L。以此為基礎，工程定額模塊b1、生產定額模塊b2和倉儲定額模塊b3能夠根據自身的特性和涉及的具體環節進一步劃分為若干個子模塊uhg，在該層次中，各模塊之間仍然存在包含勞動定額、消耗定額和費用定額的線模塊L。

圖2 微觀層面定額框架圖

2.3 智慧礦山定額編制邏輯

本文認為煤炭企業的定額編制不僅要考慮兩種定額作用層次的不同所導致的編制方法的不同，還要體現定額間的關聯性。

煤炭企業宏觀定額的編制是在考慮行業行情、政策環境和市場環境等外部環境因素的影響情況下，結合煤炭企業的歷史運營情況等內部數據進行確定的。因此，需要利用數據庫記錄歷史的數據和實時的外部環境數據進行綜合分析編制最終的宏觀定額。其具體過程如圖3宏觀定額邏輯部分所示。

煤炭企業微觀定額的編制同樣是在對歷史數據進行整理分析的基礎上，考慮自然環境、市場環境和技術環境等外部環境因素對定額的影響所編制而成的。但與宏觀定額不同的是微觀定額的編制會受到宏觀定額管理的制約，微觀定額在最后進行預算時要與宏觀定額的定額值相符合才能滿足企業的實際要求。因此，微觀定額的編制首先需要從微觀數據庫中提取外部因素的相關數據和以歷史數據為主的內部數據，進行清潔整理之后獲得與目標定額相關的外部因素數據和定額的源數據，綜合分析后獲得初始的定額數據。獲得初始定額數據之后結合宏觀定額進行判別分析。如若不能符合宏觀定額的調控要求，重置定額數據分析整理的規則，重新進行上述步驟；反之則導出最終微觀定額，如圖3所示。

圖3 智慧礦山定額編制邏輯圖

3 基于LUBA的智慧礦山定額編制方法

根據上述智慧礦山定額編制邏輯可知，在企業實際運營過程中，要獲得與企業現實狀況相契合的定額，就必須在智慧礦山的定額編制中同時考慮宏觀定額、微觀定額及宏觀定額對微觀定額的調控三個部分。

3.1 宏觀定額編制算法

宏觀定額是綜合考慮外部因素和內部歷史數據形成的。因此在計算宏觀定額過程中首先需要通過對歷史數據的分析獲得近期的平均定額情況。以流動資金平均占用定額為例，假設定額編制周期為1個月，則其近期的平均定額的計算如下：

(1)

式(1)中，DP為若干個月流動資金月平均占用定額的均值，y為第y個月，D為月流動資金月平均占用定額。

在確定近期的流動資金月平均占用定額的均值后，需要考慮當前的外部因素對定額編制造成的影響，根據外部因素的不同，外部因素的衡量方式與影響程度也會存在差異，通過設定外部因素指數β流的概念來統一描述外部因素對企業的影響程度。煤炭企業的外部因素指數β流與影響煤炭企業的外部因素相關，例如政策因素、市場因素等。根據市場調研、政策研究、預測分析等方式能夠確定外部因素對煤炭企業的影響趨勢及程度，例如馬宇等研究的政策因素對煤炭企業的影響的方式[12]，裴曉鵬研究新經濟環境對煤炭企業的影響的方式[13]。通過上述分析方法，可以確定不同外部因素對煤炭企業的影響趨勢及程度指標系數β，而外部因素指數β流為各種外部因素對煤炭企業綜合影響的指標系數，所以β流=β政策+…+β市場。

在確定外部因素指數β流后，可以根據該指標獲取外部因素修正系數α流，以此對流動資金月平均占用定額的均值進行修正，獲取最終的流動資金平均占用定額，其計算方式如式(2)所示。

(2)

式(2)中，β流現為當前狀態下的流動資金平均占用定額的外部因素指數；β流i為第i個月的流動資金平均占用定額的外部因素指數。在獲得外部因素修正α流之后可以通過式(3)獲取最終的流動資金平均占用定額DB1。

DB1=DP(1+α)

(3)

如上述計算方式所示，所有宏觀定額的編制計算都與上述計算方式相同。

3.2 微觀定額編制算法

微觀定額的編制分為兩個階段，第一個階段為單模塊初始定額的編制，第二個階段是宏觀定額對單模塊初始定額的調控階段。根據上述智慧礦山定額編制邏輯可知，宏觀定額的單模塊定額編制的方式和微觀定額的單模塊定額的編制方式相同。因此，在微觀定額編制的第一階段的單模塊初始定額的編制算法與宏觀定額的單模塊定額編制算法相同。

在微觀定額編制的第二階段，想要實現宏觀定額對微觀定額的調控，首先要明確微觀定額各層級模塊之間的關系。根據上述LUBA模型框架可知，低層次定額模塊的組合形成高層次定額模塊，所以微觀定額的組成方式如公式(4)所示。

(4)

根據式(4)可知，微觀定額各層級之間存在包含關系，高層級定額模塊是低層級定額模塊和該層級線定額模塊的組合，即可以根據高層級定額模塊的需要從低層級定額模塊中自由提取相關模塊組合成高層級的定額模塊。因此，可以找到與宏觀定額模塊中等價的微觀定額模塊組合，從而實現宏觀定額對微觀定額的調控。

另外，由于定額本身的特殊性，無法將兩個模塊的定額直接進行對比，但是可以根據定額核算的工程量或者費用結果進行對比，以此實現宏觀定額對微觀定額的調控。

以儲備資金平均占用定額為例，根據該宏觀定額模塊的定義，該模塊與所有微觀定額模塊中的涉及原材料、輔助材料、燃料等消耗性物資的定額模塊存在關聯關系。因此一方面需要計算當前企業的儲備資金平均占用額度，即為S(U11)。另一方面需要計算企業當前情況下從事建設和生產活動可能消耗的原材料、輔助材料、燃料等消耗性物資的額度，即為S消耗(Db1消耗+Db2消耗+Db3消耗+L消耗)。并將兩者進行對比判別。

如若S(U11)

如若S(U11)≥S消耗(Db1消耗+Db2消耗+Db3消耗+L消耗)則認為當前微觀定額符合企業宏觀定額中儲備資金平均占用定額的調控規則，可以作為當前的最終定額使用。

在實際的調控中需要保證微觀的定額符合宏觀定額中每一個層級的任何模塊的定額調控規則，使得編制的微觀定額處于最優的狀態。

4 結 語

隨著智慧礦山建設的推進，煤礦的建設和生產愈加智能化，使得生產過程愈加高效、精細，對建設和生產的工程量、成本、費用等控制的要求也越來越高。造成煤炭企業對自身定額編制的準確性、適應性、靈活性、全面性和規范性都有了更高的要求。另外，煤炭企業智慧礦山體系建設的理論基礎并不完善，特別是針對定額管理等復雜管理系統的理論和方法的研究較為匱乏，很難支撐智慧礦山的建設和運營?；诖?，本文提出了利用智慧礦山系統的特性自動編制煤礦定額的思路。從智慧礦山的建設和運營層面，本文研究能夠最大程度利用智慧礦山的數據處理和挖掘能力，實現智能化定額編制的目的。同時，智慧礦山的全面控制能力也能保障定額編制的全面性。在理論層面，本文研究提供了一種構建智能化定額編制體系的方案, 填補了智慧礦山在復雜系統體系架構上的研究缺失。在研究中，本文提出智慧礦山的定額編制不能局限于單個定額模塊的編制，還需要考慮企業宏觀層面定額和微觀層面定額的相互調控作用。因此，本文借鑒了LUBA模型的研究理念構建煤炭企業智慧礦山定額框架，從宏觀定額和微觀定額兩個方面解析了煤炭企業的定額構成，并提出基于智慧礦山的煤炭企業定額編制的思路及算法，以期為煤炭企業的定額編制研究提供一條可行的思路。