人因视角下重大装备安全人岗匹配逆优化方法

摘要

随着重大装备大型化、集成化、智能化程度日益增强，给其“人员-任务”安全匹配带来了前所未有的挑战，表现在不同任务复杂度的差异化，不同人员心理及行为胜任水平的不同，引发不同“人-岗”指派情况对于人因废品损失、人因停机损失、人工工资等成本影响很大。基于此，引入人因可靠性概念及度量模型解决安全匹配问题，融合行为科学、运筹优化等多学科理论，提出基于强弱结构综合评价的人员与岗位相结合的人因废品率的概念及影响函数，将其引入人因安全及工资成本最小且满足订单、预算、人岗指派等要求的优化模型。然而不同的人在不同岗位上的人因停机时间难以直接测量，而企业人因的停机时间、废品、人力成本的综合值却在企业进行目标管理时已经获取。因此，本文运用逆优化方法，以人因停机时间为调整优化参数，构建使得系统的总损失达到预期目标的逆最优化模型，针对模型特点，提出改进的启发式算法求解模型。通过应用实例验证了方法的有效性和可行性。本文的主要研究工作如下： (1)重大装备安全人岗逆优化匹配理论分析框架构建。界定人因可靠度、重大装备安全运行及人岗匹配逆优化概念，概述现有人岗匹配方法及逆优化匹配理论基础，构建安全人岗逆优化匹配决策分析框架。 (2)人因视角下重大装备安全人岗匹配模型研究。采用人因要素强弱结构综合评价法，最大化的认可人员胜任力及任务复杂度，建立人员胜任力和任务复杂度相结合的人因废品函数，将其引入重大装备安全人岗匹配0-1规划模型，实现人因停机时间损失、人因废品损失及人因工资成本最小的人岗指派方案。 (3)重大装备安全人岗逆最优化模型与算法研究。不同人员在不同岗位的人因时间难以测量，而相关人因成本综合值在企业进行目标管理时已经获取，因此，以人因停机时间为调整优化参数，构建人因相关成本达到理想值的逆最优化模型，根据模型特点提出混合单亲遗传粒子群智能算法，实现模型求解。 (4)应用实例研究。结合鞍钢大型冶金成套设备开展应用研究，验证了本文构建的逆最优化模型对重大装备安全人岗匹配问题研究的有效性和科学性。 通过行为学、运筹学及计算机科学等学科交叉，为破解重大装备安全可靠运行的资源配置难题提供新方法、新思路，为行为科学与优化相结合的复杂问题的建模求解拓展新途径，为重大装备的安全可靠运行提供人-岗匹配方法的支持。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 相关研究现状

1.2.1 人因可靠度研究现状

1.2.2 安全匹配决策研究现状

1.2.3 逆优化研究现状

1.2.4 相关文献综述小结

1.3 研究方法与研究框架

2 基于人因可靠度的安全人岗逆优化匹配决策分析框架

2.1 相关概念界定

2.1.1 人因可靠度

2.1.2 重大装备安全运行

2.1.3 人岗匹配逆优化

2.2 人岗匹配方法分析

2.2.1 人岗匹配的原则

2.2.2 人岗匹配方法

2.3 安全人岗逆优化匹配的理论基础

2.4 安全人岗逆优化匹配的研究框架

2.5 本章小结

3 人因视角下重大装备人-岗安全匹配方法

3.1 模型假设及数学符号界定

3.1.1 模型假设

3.1.2 数学符号界定

3.2 人因要素强弱结构识别综合评价方法

3.2.1 被分析对象多属性强弱结构识别

3.2.2 基于强弱结构的综合评价方法

3.3 考虑人因可靠度的重大装备人-岗匹配数学模型

3.3.1 人因可靠度的计算

3.3.2 模型目标函数的确定

3.3.3 约束条件的分析

3.3.4 模型建立

3.4 基于人因可靠度的重大装备安全人岗匹配遗传算法

(1) 编码方案

(2) 适应度函数

(3) 遗产算子

(4) 算法求解过程

3.5 本章小结

4 重大装备安全人岗逆最优化匹配模型与算法

4.1 问题描述

4.2 逆优化模型的构建

4.3 重大装备安全人岗匹配逆最优化模型的求解算法

4.3.1 算法求解思路

4.3.2 混合单亲遗传粒子群算法

4.3.3 混合单亲遗传粒子群算法流程

4.4 逆最优化的应用流程

4.5 本章小结

5 应用实例

5.1 案例信息

5.1.1 问题背景概述

5.1.2 人员胜任力与岗位复杂度综合评价值计算

5.2 优化模型的应用

5.3 逆最优化模型的应用

5.4 结果分析与研究启示

5.4.1 结果分析

5.4.2 研究启示

5.5 本章小结

结论

参 考 文 献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

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