譚章祿，蔡曉梅，邱碩涵

(中國礦業(yè)大學(xué)(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(tǒng)的定額編制存在差異，但必定以傳統(tǒng)的定額編制方式為基礎(chǔ)[1]。傳統(tǒng)的定額編制主要采用的方式是經(jīng)驗統(tǒng)計、技術(shù)實驗和類比推論[2]。經(jīng)驗統(tǒng)計的方式受到主觀因素影響過于嚴重，統(tǒng)計樣本數(shù)量不足，分析計算能力有限，會導(dǎo)致定額存在較大的誤差[3]。技術(shù)實驗的方式無法模擬企業(yè)全生命周期的所有環(huán)節(jié)，而可以模擬的環(huán)節(jié)也會因為難以完全復(fù)刻實際的生產(chǎn)情況而造成較大的誤差[4]。類比推論是采用相近的環(huán)節(jié)進行推論，只能獲取一個模糊的定額概念。另外傳統(tǒng)的編制方法需要龐大的人力、物力對多方面數(shù)據(jù)進行整合，編制周期非常漫長。

在智慧礦山提出的精準(zhǔn)、高效、智能的煤炭企業(yè)管理理念下，智慧礦山企業(yè)的運營管理要求定額更加精確地反應(yīng)實際情況以降低管理誤差，要求定額的構(gòu)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(yè)的管理調(diào)節(jié)能力[5]。基于此，本文認為智慧礦山的定額編制可以采用大數(shù)據(jù)采集分析的技術(shù)提高樣本數(shù)量和數(shù)據(jù)的分析處理能力，降低主觀因素導(dǎo)致的定額誤差，彌補傳統(tǒng)經(jīng)驗統(tǒng)計方式的不足。利用計算機模擬實驗的方式降低技術(shù)實驗方式編制定額時面臨的高成本及難以復(fù)刻實際情況的問題。利用智慧礦山的智能化系統(tǒng)，實現(xiàn)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(xiàn)上述目標(biāo)，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(yè)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(yè)智慧礦山的定額的制定必須滿足客觀現(xiàn)實[7]。全面性指的是在客觀現(xiàn)實的要求下，定額必須覆蓋煤炭企業(yè)全壽命周期中的每一個環(huán)節(jié)，對每一個環(huán)節(jié)有準(zhǔn)確的定義和全面的考量[8]。

靈活適應(yīng)原則。靈動適應(yīng)原則要求定額的編制具備足夠的靈活性和適應(yīng)性。靈活性考慮的是當(dāng)定額受到生產(chǎn)環(huán)境、市場環(huán)境、技術(shù)環(huán)境和管理環(huán)境的影響時，根據(jù)時間線的推進，隨時能夠進行調(diào)整[9]。另外，定額需要具備強大的適應(yīng)能力，因為不同環(huán)節(jié)的特性會導(dǎo)致定額編制的要求產(chǎn)生區(qū)別。

規(guī)范嚴謹原則。定額直接影響生產(chǎn)情況的預(yù)測、生產(chǎn)計劃的制定和生產(chǎn)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(fù)雜。因此，要求定額需要足夠嚴謹且按照一定的規(guī)范進行編制，以保證定額的查閱、使用[10]。

1.2 煤炭企業(yè)智慧礦山定額制定特征

1.2.1 智慧礦山企業(yè)全定額聯(lián)動

智慧礦山的定額需要滿足整個礦山從管理、生產(chǎn)、建設(shè)及運營等全面智能控制監(jiān)管的需求。因此，本文認為智慧礦山在管理、生產(chǎn)、建設(shè)和運營中涉及到的定額都具備聯(lián)動關(guān)系。智慧礦山定額的編制不再單獨區(qū)分為獨立的，毫無關(guān)聯(lián)的單一定額，例如生產(chǎn)定額和建設(shè)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(zhǔn)確性及與企業(yè)情況的契合性。

1.2.2 智慧礦山定額的編制基礎(chǔ)來源于數(shù)據(jù)庫

智慧礦山定額的編制規(guī)則是將抽象的經(jīng)驗數(shù)據(jù)化、規(guī)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(shù)據(jù)庫是智慧礦山定額編制的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)的采集整理能力及對數(shù)據(jù)資源的分析處理能力是傳統(tǒng)的以人工為主導(dǎo)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(huán)境、人為等因素對定額的影響，確保定額的科學(xué)合理性。

1.2.3 智慧礦山定額更替周期受到技術(shù)、市場和生產(chǎn)狀況的影響

定額是通過費用和工程量兩種方式對企業(yè)的資源進行描述的，而費用和工程量受到市場情況、技術(shù)更替及生產(chǎn)實際情況的影響最為嚴重。這三種因素的變化情況難以預(yù)測，導(dǎo)致傳統(tǒng)的定額常常與實際的情況相脫節(jié)，誤差較大。智慧礦山定額為解決該情況，對于數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的采集不僅僅來源于生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)，還將導(dǎo)入實時的市場、技術(shù)、生產(chǎn)實際的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多方數(shù)據(jù)的聯(lián)動分析，提高定額的準(zhǔn)確性。

2 基于LUBA的煤炭企業(yè)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(chǔ)產(chǎn)生的一種新型管理理念。LUBA的核心理念是將復(fù)雜系統(tǒng)模塊化，通過將復(fù)雜系統(tǒng)劃分為若干個小系統(tǒng)的方式進行重新組合，以達到清晰目標(biāo)系統(tǒng)的構(gòu)成、明確模塊之間的管理關(guān)系，整理模塊信息，降低系統(tǒng)誤差的目的[11]。

智慧礦山的定額是一個涵蓋煤炭企業(yè)全壽命周期管理的復(fù)雜系統(tǒng)。作為一個復(fù)雜系統(tǒng)，需要各個子系統(tǒng)相互協(xié)作，互聯(lián)互通，這就要求煤炭企業(yè)的各個定額子系統(tǒng)模塊要具備完善的聯(lián)動體系和邏輯體系以支撐整個定額系統(tǒng)運行的完整性、高效性和靈活性。但是在當(dāng)前的煤炭企業(yè)定額的管理中，該系統(tǒng)雜亂無章，各個模塊關(guān)聯(lián)不明，相互獨立、各自為戰(zhàn)，不能形成統(tǒng)一高效的整體。而LUBA模型對復(fù)雜系統(tǒng)的梳理和協(xié)調(diào)能力在解決智慧礦山定額編制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)問題上具備巨大的優(yōu)勢。LUBA模型能夠根據(jù)各個子系統(tǒng)的特性對所有子系統(tǒng)模塊進行層級化分類管理，明確各個子系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，確立各個層級子系統(tǒng)之間的聯(lián)動體系。利用LUBA模型可以很好的對煤炭企業(yè)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(guān)聯(lián)關(guān)系，確保煤炭定額復(fù)雜系統(tǒng)的完整性，使其能夠高效運作，靈活調(diào)控，符合本文對煤炭企業(yè)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(yè)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(gòu)建基于LUBA的定額框架的前提是清晰煤炭企業(yè)的定額組成?；贚UBA模型的理念，可以將整個復(fù)雜系統(tǒng)劃分為若干個層級，通過層級的細分清晰系統(tǒng)的構(gòu)成。智慧礦山的定額涉及企業(yè)的全生命周期，因此必須考慮到企業(yè)戰(zhàn)略管理及運用層面的宏觀定額控制和企業(yè)的建設(shè)和生產(chǎn)層面的微觀定額控制。基于此，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(jié)調(diào)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(yè)的運營管理層面對定額的編制進行調(diào)整。宏觀層面的定額管理不在意實際生產(chǎn)的細節(jié)控制，其主要的定額組成是企業(yè)的資金流動和資產(chǎn)損耗方面的定額。根據(jù)LUBA將復(fù)雜系統(tǒng)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(jīng)濟效率，對企業(yè)實行定額管理，以達到節(jié)約資金、降低成本、增加凈產(chǎn)值，合理分配工資和利潤，從而使企業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的目的。根據(jù)煤炭企業(yè)的資產(chǎn)組成分析，煤炭企業(yè)的資產(chǎn)以無形資產(chǎn)(以采礦權(quán)為主)，流動資產(chǎn)和固定資產(chǎn)為主。煤炭企業(yè)在通過定額對企業(yè)自身進行宏觀控制的過程中，由于煤炭企業(yè)的無形資產(chǎn)的特殊性(煤炭企業(yè)的無形資產(chǎn)以采礦權(quán)為主，采礦權(quán)具備長期穩(wěn)定性，不涉及過多的定額控制)，煤炭企業(yè)主要的定額管理集中在流動資產(chǎn)和固定資產(chǎn)上。煤炭企業(yè)的流動資產(chǎn)一般涉及到儲備資產(chǎn)、生產(chǎn)資產(chǎn)、成品資產(chǎn)、結(jié)算資產(chǎn)和貨幣資產(chǎn)，而定額對這些資產(chǎn)的控制主要集中在流動資產(chǎn)的消耗上，通常以流動資金進行統(tǒng)一核算。在流動資產(chǎn)的核算中，流動資金平均占用定額指標(biāo)是對煤炭企業(yè)在一定時期所占用流動資金的平均數(shù)進行規(guī)范調(diào)控，其能規(guī)范煤炭企業(yè)在一定時期內(nèi)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(yè)對流動資產(chǎn)進行定額管理時的重要指標(biāo)。煤炭企業(yè)的固定資產(chǎn)作為另一大主要資產(chǎn)構(gòu)成之一，煤炭企業(yè)的固定資產(chǎn)維護和損耗也會為煤炭企業(yè)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(chǎn)定額對其固定資產(chǎn)的維護和損耗進行規(guī)范。因此，本文認為煤炭企業(yè)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(chǎn)定額兩方面定額B2，如圖1所示。

根據(jù)煤炭企業(yè)流動資產(chǎn)的組成規(guī)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(chǎn)的儲備資金平均占用定額模塊U11、針對生產(chǎn)資產(chǎn)的生產(chǎn)資金平均占用定額模塊U12和針對成品資產(chǎn)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(yè)正常的生產(chǎn)經(jīng)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(xiàn)為消耗定額。生產(chǎn)資金平均占用額U12是企業(yè)從投入生產(chǎn)到產(chǎn)品完成交庫這一段時間占用的資金，其包括產(chǎn)品、半成品和待攤費用等，在定額中體現(xiàn)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(chǎn)品生產(chǎn)到產(chǎn)品完成銷售這一段時間所消耗的資金，主要為產(chǎn)品的倉儲費用和運輸費用，在定額中體現(xiàn)為倉儲定額和運輸定額。

固定資產(chǎn)定額B2是企業(yè)對自身固定資產(chǎn)損耗和利用的相關(guān)定額標(biāo)準(zhǔn)的集合。根據(jù)固定資產(chǎn)的特性，固定資產(chǎn)存在使用屬性、折舊屬性及維護屬性。所以固定資產(chǎn)定額模塊B2可以細分為資產(chǎn)利用率定額模塊U21、固定資產(chǎn)折舊定額模塊U22和設(shè)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(yè)實際建設(shè)和生產(chǎn)過程中所涉及的定額的組成。因此可以將建設(shè)和生產(chǎn)過程中的各個環(huán)節(jié)利用LUBA模型將微觀定額模塊a進行細分。另外建設(shè)和生產(chǎn)過程的每一個環(huán)節(jié)幾乎都存在人工、材料和相關(guān)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(chǎn)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(chǔ)，工程定額模塊b1、生產(chǎn)定額模塊b2和倉儲定額模塊b3能夠根據(jù)自身的特性和涉及的具體環(huán)節(jié)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(yè)的定額編制不僅要考慮兩種定額作用層次的不同所導(dǎo)致的編制方法的不同，還要體現(xiàn)定額間的關(guān)聯(lián)性。

煤炭企業(yè)宏觀定額的編制是在考慮行業(yè)行情、政策環(huán)境和市場環(huán)境等外部環(huán)境因素的影響情況下，結(jié)合煤炭企業(yè)的歷史運營情況等內(nèi)部數(shù)據(jù)進行確定的。因此，需要利用數(shù)據(jù)庫記錄歷史的數(shù)據(jù)和實時的外部環(huán)境數(shù)據(jù)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(yè)微觀定額的編制同樣是在對歷史數(shù)據(jù)進行整理分析的基礎(chǔ)上，考慮自然環(huán)境、市場環(huán)境和技術(shù)環(huán)境等外部環(huán)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(yù)算時要與宏觀定額的定額值相符合才能滿足企業(yè)的實際要求。因此，微觀定額的編制首先需要從微觀數(shù)據(jù)庫中提取外部因素的相關(guān)數(shù)據(jù)和以歷史數(shù)據(jù)為主的內(nèi)部數(shù)據(jù)，進行清潔整理之后獲得與目標(biāo)定額相關(guān)的外部因素數(shù)據(jù)和定額的源數(shù)據(jù)，綜合分析后獲得初始的定額數(shù)據(jù)。獲得初始定額數(shù)據(jù)之后結(jié)合宏觀定額進行判別分析。如若不能符合宏觀定額的調(diào)控要求，重置定額數(shù)據(jù)分析整理的規(guī)則，重新進行上述步驟；反之則導(dǎo)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(jù)上述智慧礦山定額編制邏輯可知，在企業(yè)實際運營過程中，要獲得與企業(yè)現(xiàn)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(diào)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(nèi)部歷史數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shè)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(dāng)前的外部因素對定額編制造成的影響，根據(jù)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(shè)定外部因素指數(shù)β流的概念來統(tǒng)一描述外部因素對企業(yè)的影響程度。煤炭企業(yè)的外部因素指數(shù)β流與影響煤炭企業(yè)的外部因素相關(guān)，例如政策因素、市場因素等。根據(jù)市場調(diào)研、政策研究、預(yù)測分析等方式能夠確定外部因素對煤炭企業(yè)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(yè)的影響的方式[12]，裴曉鵬研究新經(jīng)濟環(huán)境對煤炭企業(yè)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(yè)的影響趨勢及程度指標(biāo)系數(shù)β，而外部因素指數(shù)β流為各種外部因素對煤炭企業(yè)綜合影響的指標(biāo)系數(shù)，所以β流=β政策+…+β市場。

在確定外部因素指數(shù)β流后，可以根據(jù)該指標(biāo)獲取外部因素修正系數(shù)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(xiàn)為當(dāng)前狀態(tài)下的流動資金平均占用定額的外部因素指數(shù)；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(shù)。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(diào)控階段。根據(jù)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(xiàn)宏觀定額對微觀定額的調(diào)控，首先要明確微觀定額各層級模塊之間的關(guān)系。根據(jù)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(jù)式(4)可知，微觀定額各層級之間存在包含關(guān)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(jù)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(guān)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(xiàn)宏觀定額對微觀定額的調(diào)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(jù)定額核算的工程量或者費用結(jié)果進行對比，以此實現(xiàn)宏觀定額對微觀定額的調(diào)控。

以儲備資金平均占用定額為例，根據(jù)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(guān)聯(lián)關(guān)系。因此一方面需要計算當(dāng)前企業(yè)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(yè)當(dāng)前情況下從事建設(shè)和生產(chǎn)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(dāng)前微觀定額符合企業(yè)宏觀定額中儲備資金平均占用定額的調(diào)控規(guī)則，可以作為當(dāng)前的最終定額使用。

在實際的調(diào)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(diào)控規(guī)則，使得編制的微觀定額處于最優(yōu)的狀態(tài)。

4 結(jié) 語

隨著智慧礦山建設(shè)的推進，煤礦的建設(shè)和生產(chǎn)愈加智能化，使得生產(chǎn)過程愈加高效、精細，對建設(shè)和生產(chǎn)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(yè)對自身定額編制的準(zhǔn)確性、適應(yīng)性、靈活性、全面性和規(guī)范性都有了更高的要求。另外，煤炭企業(yè)智慧礦山體系建設(shè)的理論基礎(chǔ)并不完善，特別是針對定額管理等復(fù)雜管理系統(tǒng)的理論和方法的研究較為匱乏，很難支撐智慧礦山的建設(shè)和運營?；诖?，本文提出了利用智慧礦山系統(tǒng)的特性自動編制煤礦定額的思路。從智慧礦山的建設(shè)和運營層面，本文研究能夠最大程度利用智慧礦山的數(shù)據(jù)處理和挖掘能力，實現(xiàn)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(gòu)建智能化定額編制體系的方案, 填補了智慧礦山在復(fù)雜系統(tǒng)體系架構(gòu)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(yè)宏觀層面定額和微觀層面定額的相互調(diào)控作用。因此，本文借鑒了LUBA模型的研究理念構(gòu)建煤炭企業(yè)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(yè)的定額構(gòu)成，并提出基于智慧礦山的煤炭企業(yè)定額編制的思路及算法，以期為煤炭企業(yè)的定額編制研究提供一條可行的思路。