（管理科学与工程专业论文）基于粗集—小波神经网络的煤炭企业管理研究.pdf

基于粗集一小波神经网络的煤炭企业 管理研究 r s - w n n - b a s e ds t u d yo fc o a le n t e r p r i s e s m a n a g e m e n t 一级学科：萱堡型堂皇工程 学科专业： 萱理型堂量王猩 研究生：基运禹 指导教师： 签至逻熬握 天津大学管理学院 二零零七年十二月 中文摘要 本文针对煤炭企业发展的三个关键问题，即成本管理、安全管理和环保管理， 进行了系统的分析与研究。在充分分析我国煤炭企业发展现状的基础上，提出了 目前适用的管理模式。论文将粗集理论、小波神经网络等理论引入到煤炭企业成 本管理中，分析了成本构成及影响因素，建立了生产成本指标体系，得出了影响 煤炭企业成本的主要因素集，提出预测和控制的新方法。结合案例企业实际开发 了基于m a t l a b 的智能管理系统，实现了不同开采条件和管理水平下，煤炭企 业生产成本的预测，得到了理想的预测结果，从预测结果和各指标权重分析出发， 提出了成本控制措施，对煤炭企业管理水平和成本管理水平进行了评价，从而提 升了煤炭企业生产成本的现有管理水平。基于粗集小波神经网络的成本管理新 方法为目标成本制定、成本控制和成本评价提供科学依据。 基于安全管理在煤炭企业中的重要地位，从最重要的安全控制环节入手，建 立了生产工作面安全指标体系和评价模型，利用小波神经网络理论对其安全性进 行预测和评价，预测了生产工作面的安全状况并分析了主要影响因素。在案例企 业实际应用中，该方法与未确知a h m 的综合评价结果相比更加准确和客观，为 煤炭企业安全管理提供了科学评价新方法。 最后，根据我国环保管理和节能减排政策，本文分析了煤炭企业环保工作存 在的主要问题，提出了绿色开采的理念和所涉及的技术体系，并针对案例企业现 有污染源，提出了可行的技术措施和建议。 关键词：煤炭企业管理成本预测粗集小波神经网络安全评价环保管 理 a bs t r a c t s o m ek e yi s s u e si nc o a le n t e r p r i s ed e v e l o p m e n t ，i n c l u d i n gc o s tm a n a g e m e n t ， s a f e t ym a n a g e m e n ta n de n v i r o n m e n tp r o t e c t i n gm a n a g e m e n t a r ea n a l y z e da n d i n v e s t i g a t e di nd e t a i l , a n d ，t h u s ，as u i t a b l em a n a g e m e n tm o d ef o rc o a le n t e r p r i s e sm c h i n aa r ep r o p o s e di nt h i sd i s s e r t a t i o n t ot a c k l ec o s tm a n a g e m e n t1 1 1c o a le n t e m n s e s t h er o u g hs e tt h e o r ya n daw a v e l e tn e u r a ln e t w o r ka r ei n t r o d u c e d ，c o s tf o r m a t i o nw i t h i t si n f l u e n c e df a c t o r sa r ea n a l y z e d ，a n da l li n d e xs y s t e mo fp r o d u c t i o nc o s ti ss e tu p ， w i t has e to ff a c t o r si n f l u e n c i n gc o s to fc o a lp r o d u c t i o no b t a i n e da n dan e w m e t h o dt o f o r e c a s ta n dc o n t r o lc o a lp r o d u c t i o nc o s tp r o p o s e d b a s e do na r e a l w o r l dc a s es t u d y , am a t l a b b a s e di n t e l l i g e n tf o r e c a s ts y s t e mi sd e v e l o p e d ，a n df o r e c a s to fp r o d u c t i o n c o s ti nc o a le n t e r p r i s e si sm a d eu n d e rd i f f e r e n tm i n i n gc o n d i t i o n sa n dd i f f e r e n t m a n a g e m e n tm o d e sw i t hs a t i s f a c t o r yr e s u l t s a s ar e s u l t ，m e a s u r e sf o rc o s tc o n t r o la r e p r o p o s e db a s e do nf o r e c a s ta n da n a l y s i so f i n d e xw e i g h t s ，t h em a n a g e m e n tl e v e la n d c o s tm a n a g e m e n tl e v e la r ee v a l u a t e d ，t h e r e b yt h ee x i s t i n gc o s tm a n a g e m e n tl e v e la r e i m p r o v e d t h ep r o p o s e dm e t h o d b a s e do nt h er o u g h - s e ta n dw a v e l e tn e u r a ln e t w o r k 1 s o fan e wc o s tc o n t r o l , w h i c hc a nb eas c i e n t i f i cr e f e r e n c eo ff o r m a t i o no ft a r g e tc o s t ， c o s tc o n t r o la n dc o s te v a l u a t i 0 1 l i nv i e wo ft h ei m p o r t a n tr o l eo fs a f e t ym a n a g e m e n ti nc o a le n t e r p r i s e ，s t a r t i n g 舶mt h em o s ti m p o r t a n tl i n k , t h a ti ss a f e t yc o n t r o l l i n g ，t h es a f e t yi n d e xs y s t e mo f f u l l m a c h i n e m i n i n ga r e a sa n da l l e v a l u t i o nm o d e la r es e tu p ，a n d f o r e c a s ta n d e v a l u a t i o no fm i n i n ga r e as a f e t yw i t hi t si n f l u e n c ef a c t o r si sp e r f o r m e db a s e do na w a v e l e tn e u r a ln e t w o r k i na d d i t i o n , i nar e a l w o r l dc a s es t u d ye v a l u a t i o nc o m p a r i s o n b e t w e e nt h en e w l yp r o p o s e dm e t h o d s h o w i n gt h a tt h ef o r m e ro u t p e r f o r m st h e a n de x i s t i n gm e t h o d ，i e a h m , i sm a d e ， l a t t e ra n dd e l i v e r i n gan e wm e t h o df o rs a f e t y m a n a g e m e n ti nc o a le n t e r p r i s e s f i n a l l y , b a s e do ne n v i r i o n m e n tp r o t e c t i o na n dm a n a g e m e n t ，e n e r g ys a v i n ga n d d i s c h a r g er e d u c t i o n , s o m ei s s u e so fe n v i r i o n m e n tp r o t e c t i o na n dm a n a g e m e n ta r e a n a l y z e da n d ，t h e r e f o r e ，b a s e do nr e s u l t so ft h ec a s es t u d ym e a s u r e s i nc o n n e c t i o n w i t hg r e e nm i n i n ga n dp o l l u t i o nr e d u c t i o na r ep r o p o s e di nt h i sd i s s e r t a t i o n k e yw o r d s ：c o a le n t e r p r i s em a n a g e m e n t ，c o s tf o r e c a s t ，r o u g hs e tt h e o r y , w a v e l e tn e u r a ln e t w o r k ，s a f e t ye v a l u a t i o n , e n v i r o n m e n t p r o t e c t i n gm a n a g e m e n t 表1 - 1 表3 1 表3 - 2 表3 3 表4 1 表5 一l 表5 2 表5 3 表5 4 表5 5 表5 6 表5 7 表5 8 表5 9 表5 - 1 0 表5 - 1 3 表5 - 1 4 表6 一l 表目录 2 0 0 2 年世界一次能源消费构成1 煤炭企业成本核算3 7 原煤生产成本项目分类4 5 生产工作面安全性评价指标的分级4 9 小波神经网络预测结果7 9 煤矿管理水平指标体系9 0 专家得分表9 0 未确知测度矩阵表9 1 煤矿成本历史数据9 2 离散化的决策表9 5 定性指标的离散化处理9 6 约简后的历史数据9 7 权重值9 9 预测结果1 0 2 峰峰集团某矿2 0 0 8 年财务预算表1 0 2 两种算法迭代2 0 0 的误差比较1 0 3 煤炭生产成本主要因素1 0 4 生产工作面人员、设备、作业环境和地质环境的原始数据1 0 8 2 图1 1 图1 2 图l 一3 图2 1 图2 2 图3 1 图3 2 图3 3 图3 4 图3 5 图3 6 图3 7 图4 1 图4 2 图5 1 图5 2 图5 3 图5 - 4 图5 5 图目录 1 9 9 5 - - 2 0 0 6 年全国煤炭总产量变化趋势示意2 1 9 9 3 2 0 0 5 年全国煤矿事故及死亡人数统计3 技术路线1 5 目标成本管理与作业成本管理的集成2 1 煤矿绿色开采技术体系3 2 影响煤炭开采成本的固有因素3 9 衡量技术装备水平的因素4 0 衡量管理因素的因素指标4 2 影响煤炭生产的社会环境因素4 3 生产规模因素分析4 3 煤炭企业成本指标体系4 6 综合评价指标体系4 8 基于小波神经网络的煤炭生产成本预测控制系统5 0 粗集与小波神经网络系统5 7 系统总体结构8 4 隐层节点数对网络误差的影响9 8 局部放大9 8 误差曲线9 9 网络训练结果。9 9 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤盗叁鲎或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 签字日期：2 们 年占月易日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解苤盗盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权丞盗盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 一繇番韬 签字日期：砌彦年彩月名日 天津大学博士学位论文 1 1选题背景与意义 第一章绪论 1 1 1 煤炭重要地位 ( 1 ) 煤炭是全球最重要的化石能源 在经济全球化的浪潮中，能源仍是经济、社会进步的主要物质基础。由表 1 - 1 可见，化石能源的消耗在一次能源消耗中占9 0 以上，核电和水电由于自身 的约束条件和发展历史等原因，所占比例分别仅为7 5 和2 5 。 表1 12 0 0 2 年世界一次能源消费构成【1 1 单位：( ) ( 2 ) 煤炭在中国经济发展中有着特别重要的地位和作用 中国的能源结构决定了在相当长的时期内煤炭仍然是重要的能源和原料。与 全世界相比，在中国的能源结构中，煤炭占有特别重要的地位：在一次消耗能源 中，煤炭是水电的9 7 倍，是石油和天然气总量的2 6 倍，占消耗总量的6 7 ； 在化石能源资源中，煤炭占9 4 3 ，见表卜2 。 表1 - 2中国能源资源的种类分布【2 】 单位：( ) 通过对近年来中国一次能源消费量、煤炭消费量及其它一次能源消耗的资料 统计，并计算各消费比例，如表1 - 3 所示。在我国一次能源生产和消费结构中， 煤炭一直占到7 0 左右，煤炭消费在一次能源中始终居于主导的地位，而且从预 测和分析来看，在未来相当长的时期内这种状况不会改变。 表1 - 3 我国一次能源消费构成p 】 ( 4 ) 近年煤炭产量情况 第一章绪论 中国是世界第一产煤大国，煤炭是我国的主体能源，煤炭工业是关系国家经 济命脉的重要基础产业。煤炭年产量由1 9 4 9 年的4 8 0 0 多万吨、1 9 8 3 年的5 7 亿吨、1 9 9 0 年的1 0 亿吨，增加到2 0 0 2 年的1 4 5 5 亿吨、2 0 0 3 年的1 7 3 6 亿吨、 2 0 0 5 年的2 1 9 亿吨、2 0 0 6 年的2 3 2 5 亿吨，见图卜1 副。煤炭产量的逐年增加 保证了经济和社会发展的需要，煤炭工业支撑着国民经济的快速发展。 万吨2 5 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 1 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 一一r 。j 一7 一 r 一一、一。b 一一奢7 j 。， 1 9 9 5 1 9 9 61 9 9 7 1 9 9 8 1 9 9 92 0 0 02 0 0 12 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 52 0 0 6 年份 图1 1 19 9 卜2 0 0 6 年全国煤炭总产量变化趋势示意 1 1 2 煤炭形势分析 ( 1 ) 煤炭产供需基本平衡中偏紧，产能增长较快，若不能理性调整，煤炭 产量将会面临过剩压力。 我国煤炭需求继续增长，2 0 0 7 年全国煤炭需求增量在1 5 亿吨左右。中国 煤炭运销协会对国有重点煤矿和部分地方煤矿的资源情况及重点用户行业的需 求情况进行调研的结果显示，2 0 0 7 年全国煤炭实际需求量在2 5 亿吨左右，主要 是电力行业的用煤量增加。而2 0 0 7 年中国煤炭企业可提供的资源量在2 5 3 亿吨 左右，供需基本平衡。 近几年来，中国煤炭需求的高速增长，激发了煤矿投资的热情，盲目投资建 设的问题突出。尽管2 0 0 6 年以来煤炭行业固定资产投资增幅日渐回落，但多年 来积累下来的投资总量仍然居高不下，必将在未来1 3 年内得到集中释放。 同时，中国从2 0 0 6 年9 月1 5 日开始取消了执行近l o 年的煤炭出口退税政 策，从2 0 0 6 年1 1 月1 日起以暂定税率形式对炼焦煤、焦炭等产品加征5 出口 关税，对煤炭的进口税率由3 一6 降低为0 3 。预计煤炭出口数量将大幅 减少，进口量将继续增加，必将加剧煤炭供大于求的严峻形势。 ( 2 ) 煤炭安全生产形势不容乐观。 目前，我国煤矿安全生产形势依然严峻，由1 9 9 3 年至2 0 0 6 年煤矿发生事故 起数和死亡人数统计来看，尽管略有下降，但下降幅度不大，见图卜2 。由于我 国煤矿条件复杂、采煤机械化程度较低，从业人员素质较低，这导致了我国煤矿 天津大学博士学位论文 产量占世界的3 3 ，但煤矿死亡人数却占了世界煤矿死亡人数的7 9 9 6 。2 0 0 5 年全 国煤矿共发生死亡事故3 3 4 1 起、死亡5 9 8 6 人，重大事故2 1 0 起、死亡8 8 6 人， 全国煤矿百万吨死亡率为2 8 3 6 ，1 0 人以上特大事故5 8 起、死亡1 7 3 9 人。2 0 0 6 年煤矿百万吨死亡率是2 0 4 1 ，是波兰、印度、南非等国家的4 倍，是美国、澳 大利亚等国家的5 0 倍左右。煤矿安全事故频发，重大矿难多发，伤亡人数之多， 给遇难者家庭造成巨大的心理创伤，给国家、行业和个人造成了巨大的经济损失： 这已经让世界震惊，而其对内对外带来的政治影响难以估计，成为社会不和谐的 一大因素。 8 0 0 0 7 0 0 0 o o 5 0 0 0 4 0 0 0 3 0 0 0 2 0 1 0 0 1 31 9 9 41 9 9 51 9 9 61 9 9 71 9 9 8 1 9 9 92 0 0 02 l2 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 42 0 0 5 2 0 0 6 图1 - 219 9 3 - 2 0 0 5 年全国煤矿事故及死亡人数统计曲线图 ( 3 ) 煤矿沉陷区治理等环保形势严峻 根据对4 6 8 家国有大中型煤矿企业用地情况的条件结果分析，塌陷区是煤矿 主要破坏土地的一种方式，地下开采万吨煤塌陷土地大约2 1 5 公顷( 3 2 2 5 亩) ， 全国每年采煤造成的平原地区塌陷面积达1 万亩以上，这既是严重的环境问题， 也是严重的社会问题。如开滦矿区经过1 2 0 余年的开采，已形成6 0 多平方公里 的采空区，全矿区塌陷面积1 3 9 7 2 7 亩，其中积水面积2 0 0 0 余亩。 煤矿开采造成的地表塌陷还使煤层上面城镇、村庄以及大面积的地面建筑物 和城市规划遭到破坏。煤矿采空区在塌落过程中，不但会造成生态环境和地表资 源的破坏，还会使与煤炭伴生的资源和其他地下资源遭到破坏( 如地下水、粘土、 石灰岩、残留的煤层等) 。土地塌陷后，塌陷区水体增加，潜水位相对提高，造 成土壤次生盐渍化现象普遍。 采煤排放大量煤矸石，国内矸石排出量为原煤的1 5 - 2 0 左右，据此推算， 每年全国工业的固体废弃物排放约3 5 亿吨，造成矸石山大量占地局面。还严 重污染环境破坏生态平衡。 ( 4 ) 煤炭价格高位趋稳，但生产成本大幅增加，成本增幅大于价格上涨， 第一章绪论 煤炭企业经济效益或将走低。 煤炭价格继续上涨。2 0 0 7 年卜9 月，国内市场商品煤价格呈现不同程度的上 扬。原中央财政煤炭企业商品煤平均价格3 2 2 0 9 元吨，比去年同期增加1 6 6 9 元吨，上升5 5 。但是，煤炭成本增长更快。2 0 0 7 年1 - 9 月份，原中央财政煤炭 企业原选煤单位成本2 1 1 5 2 元吨，同比增加1 7 0 8 元吨，增长8 8 。 近年来，煤炭企业的生产成本显菩提高，主要的推动因素包括：国家政簧调 整，导致安全维简费标准提高，资源税提高，以及出口退税率下调等。包括山西 在内的全国8 个主要产煤省区还将全面实施煤炭资源有偿使用试点改革。这一系 列改革将足额核算安全成本、资源成本、环境成本、劳动力成本、转产成本等， 逐步使煤炭开采外部成本内在化，使煤炭价格逐步靠近其真实价值。国家出台的 8 项政策性成本增支因素，综合测算将使吨煤成本增加7 0 一8 0 元左右，煤炭企 业生产成本将大幅提高。 除了这种政策性的成本推动因素之外，由于近年来煤炭市场形势好转，煤炭 行业的职工工资也水涨船高。2 0 0 4 年，1 2 家煤炭类上市公司为职工支付的现金 达到了5 6 1 7 5 亿元，比2 0 0 3 年上涨了3 4 8 8 。另外，钢铁、电力、木材价格 有所上升，特别是钢材价格大幅上涨，使得煤炭生产的材料和动力成本都有所上 升。 1 1 3 选题意义 从以上分析可以看出，煤炭在国内外能源中的主体地位不会改变，且随着经 济高速发展对煤炭需求的快速增长，我国煤炭生产迎来了新世纪前所未有的发展 时期，煤价大幅提高，供求旺盛。 但同时也要看到，随着一批国家重点煤矿新建和改扩建项目的陆续投产，煤 炭供不应求的局面在1 - 3 年内就会扭转，且随着国家出口、安全、环保和煤炭资 源等政策的相继出台和加强，煤炭成本会大幅升高，煤炭市场竞争将从当前一时 宽松逐渐进入到理性的激烈竞争。 煤炭企业要想在竞争中占据有利位置，必须从过去粗放型增长的管理模式过 渡到科学管理上来，企业的发展离不开管理，管理既是手段，也是灵魂。一个成功 的企业必然有自己的一套独特的管理模式和方法。在激烈竞争的市场大潮中，企 业之间拼的是实力，也拼的是管理，谁能遵循和坚持科学的管理，谁就能昂然屹立 经济的潮头，并潇洒地搏击风浪。煤炭企业亦是如此。 但是，由于历史和现实的多方面原因，造成我国煤炭企业管理存在诸多问题， 主要包括： ( 1 ) 管理模式落后 4 天津大学博士学位论文 在社会主义市场经济条件下，煤炭企业要成为自主经营、自负盈亏、自我约 束、自我发展的法人财产实体和市场竞争主体，企业的内部管理对其自身的生存 和发展起着极其重要的作用。因此，要想取得最佳的管理效果，就必须根据客观经 济、政治环境和自身特点确定有利于自身和社会发展的管理模式u 剖。 但是，我国的煤炭企业长期处在国家计划经济体制内，无须关注产品销售和 价格，煤炭企业还处在传统计划经济或有计划的商品经济阶段，随着社会主义市 场经济的发展和国家对煤炭企业自主权的日益扩大，目前管理模式已无法满足企 业发展和市场竞争的要求。 ( 2 ) 成本管理方式落后 以最低的生产成本，取得最大的经济效益，是企业追求的主要目标，因此， 成本管理在企业管理中处于十分重要的地位。 随着能源、信息和制造业的迅猛发展，以及我国经济体制改革的深入和市场 经济的逐步发展，煤炭企业面临的竞争环境同样也发生了明显的变化。在我国现 有的市场结构中，单个煤炭企业无法左右市场，只是市场价格的接受者，而不是 决定者，煤炭产品的价格取决于市场供应总量和价格的波动周期。因此，在煤炭 价格既定的情况下，生产成本的高低在市场中的意义就显得尤为重要。在新的竞 争条件下，煤炭企业要生存和发展，成本优势是企业现在和未来较长时间里的比 较竞争优势，降低成本是煤炭企业追求经济效益最大化的唯一出路。是提高企业 竞争力的重要因素。 ( 3 ) 生产成本不完全 原煤成本就是煤炭企业在原煤生产中所发生的一切费用，是反映企业工作质 量的一个综合性指标，是制约煤炭企业竞争力的关键因素，是促使煤矿企业成本 管理上新台阶的迫切要求。 长期以来我国对煤炭产业的生产投入认识不足，煤炭生产成本费用核算不全 面，价格与真实价值背离，煤炭产品价格长期低迷，生产成本仅指井下成本，对于 安全状况、环保情况等反映不够全面，只是按照国家政策提取，搞一刀切，没有 结合矿井实际条件进行。随着可持续发展观和科学发展观的提出，对自然环境、 人类社会、经济发展提出了协调发展的要求，尤其是科学发展观的提出，要求树立 以人为本、节约资源、保护环境、人与自然和谐发展的观念：强调坚持以人为本， 全面、协调、可持续的发展观，促进经济社会和人的全面发展。从科学发展观的 角度重新审视煤炭开采成本的核算，可以发现煤炭开采成本的开支范围很不全面， 也因此限制了煤炭产业的健康发展n l l 8 1 。 ( 4 ) 预测和控制方法有局限性 成本预测是成本管理的首要环节和基础。我国大多数煤矿还停留在构成法估 第一章绪论 算生产成本，存在影响成本的指标体系构建不科学、成本预测方法求得的结果往 往不能令人满意等问题。原因在于：煤矿成本是受地质条件、技术条件和国家政 策等多种因素综合影响，传统的预测方法多以确定性模型为基础进行预测，这仅 局限在一种或几种影响因素；传统的建模预测方法，只限于差分方程和离散模型 反映事物的短过程。在实际工作中，往往只知道不同时期成本的部分影响因素情 况，而有些影响因素的情况却不徭丽知，因而采用俘：；：三：亨法则难以准确预测旦 预测结果一般为不完全生产成本。 ( 5 ) 安全管理和环境保护工作形势严峻 2 0 世纪9 0 年代开始的一段时间，我国煤炭工业遭遇了严重的发展低潮，煤 炭供大于求，企业恶性竞争，煤矿亏损严重。对于安全和环境保护的投入相对很 少。据不完全统计，截止2 0 0 5 年底，国有重点煤矿安全欠账高达6 8 9 亿元。安 全投入严重不足，安全管理工作滞后，是重特大事故频发的根源。 由于煤炭企业成本的不完全，包括沉陷区治理、地下水保护、矸石山绿化等 工作迟迟难以展开工作，随着国家环保政策的逐渐严格，企业必将加大投入和科 技研发力度，切实担负起环境保护的社会责任。 煤炭企业要想处于市场竞争的有利地位，必须依靠科技进步和企业科学管理 阳】。为此，本文从建立煤炭企业的管理模式入手，形成以成本和利润为导向的煤 炭企业管理模式；借助粗集、未确知测度、小波分析和神经网络这些先进的数学 方法，综合分析煤炭企业成本构成、建立影响成本的指标体系，进行智能预测和 管理水平评价，并根据预测结果采取合理手段进行成本控制；针对煤炭企业高危 行业特点，建立了工作面安全性指标体系，并利用小波神经网络理论对其安全性 做出评价，分析权重因素，有针对性的提出管理措施，从而解决长期困扰煤炭企 业成本和安全成本居高不下的难题；面对煤炭企业的环保问题，提出绿色开采理 念和所涉及的技术体系。论文针对煤炭企业特点和目前形势，从成本、安全和环 保三方面进行系统分析和研究，从而使得煤炭企业管理更加系统化、科学化。可 见，论文选题不仅具有重要的理论价值，而且对于煤炭企业的管理实践具有重大 的现实意义。 1 2国内外研究现状 1 2 1 煤炭企业管理模式研究 煤炭企业管理模式经历了三个发展阶段：第一阶段，在传统高度集中计划经 济体制下，煤炭企业管理基本目标是完成上级下达的生产计划，其管理导向模式 是生产管理导向模式。第二阶段，有计划商品经济阶段，管理方式变为生产经营 6 天津大学博士学位论文 型，这是煤炭企业管理模式的第一次飞跃。这一阶段是以生产经营为导向的管理 模式；第三阶段，利润导向型煤炭企业管理，是煤炭企业管理模式导向的第二次 飞跃1 制。 西方企业管理的发展，其导向模式大体上有三种：其一是以生产管理要素为 导向的管理模式；其二是以质量、利润为导向的管理模式；其三是以财务为中心 的导向模式。 谢添博士从企业管理模式一般理论谈起，指出建立现代企业制度是当前国有 大型煤炭企业的管理模式，并对如何真正建立现代企业制度展开论述n 引。 栾庆伟博士对传统成本管理模式、作业成本管理模式、成本企划模式和成本 位置管理模式进行了详细阐述，并提出了主要包括成本核算新模式和成本控制新 模式构成的成本管理新模式引。 1 2 2 煤炭企业成本构成研究 煤炭开采成本是煤炭企业为开采煤炭产品所发生的相关支出费用。我国煤炭 企业成本核算的基本框架是1 9 9 1 年国家“两则两制”颁布后，由原能源部结合 煤炭产业的实际情况制定的。总体上讲，基本上反映的是制造成本。根据会计总 则的要求，生产成本与期间费用分开核算。煤炭生产的实际情况细分为：“原材 料、工资、职工福利费、电力、折旧费、井巷工程基金、维简费、修理费、地面 蹋陷赔偿费和其他支出”等十项要素分别进行核算。十几年来，只对个别项目的 提取标准由政府部门进行了小幅度的调整，核算内容并没有实质性的变化。 张桢涛概述了煤炭开采企业成本的基本理论，对煤炭开采企业的环境成本、 安全成本与资源成本予以分析，并据此提出针对煤炭企业成本足额补偿的若干思 考和建议引。 张晓明通过管理学理论，运用工业工程的原理对煤矿材料消耗情况进行了分 析研究1 。 1 2 3 煤炭企业安全管理与环境保护 ( 1 ) 安全管理 安全成本就是与安全有关的费用总和，即安全成本是为保证安全而支出的一 切费用和因安全问题而产生的一切损失费用的总和心1 | 。 煤矿的安全成本产生于整个生产经营的全过程，涉及到生产和管理工作的各 个方面，有的产生于技术设计、经营、管理等过程；有的产生于生产、供销过程。 因此安全成本与安全决策、安全管理与组织、安全设计、安全保证措施等方面有 关，它是煤炭企业产品生产的一种附加性成本。 第一章绪论 姚士国、张士强等人认为安全成本由保证性安全成本和损失性安全成本构 成，确定了经济安全保证水平、优化了安全工作水平和安全工作条件。马红伟等 建立了包括安全成本率、安全保证程度、利税事故成本率作为安全成本分析的指 标综合体系。黄盛仁博士从安全科学和经济学的角度出发，系统研究了安全与经 济发展的关系、安全的投入产出规律等，建立了评价安全经济效益的指标体系 【2 2 2 3 0 ( 2 ) 环境保护 环境资源不但是煤炭企业开展生产活动的基础支撑条件，并且是煤炭企业组 织生产的基本要素。煤炭环境成本的构成要素和变化规律具有自身的特殊性。 联合国审计署在1 9 9 3 年发布的“环境与经济综合核算体系”中，将环境成 本定义为：( 1 ) 因自然数量消耗和质量减退而造成的经济损失；( 2 ) 环保方面的 实际支出，即为了防止环境污染而发生的各种费用和造成的为了改善环境、恢复 自然资源的数量和质量而发生的各种支出汹1 。 美国环境管理委员会把环境成本界定为环境损耗成本、环境保护成本、环境 事物成本和环境污染消除费用啪。 加拿大特许会计师协会对环境成本做出两大基本分类，即环境对策成本与环 境损失成本。此外欧洲和日本对环境成本的界定也都做了大量的有益的探索和实 践2 7 ，2 引。 盖建平以峰峰集团为例，探讨了煤炭开采与环境协调发展、矿山环境综合治 理的一些措施途径及预期的社会、经济效果吨劓。 王素辉运用现有环境成本研究成果，合理确定煤炭环境成本的构成要素，运 用数学统计分析方法，构建煤炭环境成本函数。 1 2 4 煤炭行业成本控制方法 成本控制的研究分为两个方面，一方面是理论的研究，另一方面是控制模型 的研究。随着信息技术的发展和先进生产制造技术的应用，出现了许多先进的控 制理论，包括：战略成本管理( s t r a t e g yc o s tm a n a g e m e n t ) 、作业成本管理啼2 1 ( a c t i v i t y - b a s e dc o s tm a n a g e m e n t ，a b c m ) 、价值链分析b 副、全面成本管理旧町 以及供应链成本管理汹3 等。成本控制模型的研究方面：应用本量利模型辅助成本 控制，应用软计算方法仿真监控成本控制状态哺1 ，应用马尔可夫模型优化成本控 制b 7 。，k a p l a n 提出应用统计过程控制中的c u s u m 控制图判断成本差异是否处于 受控状态嘲。 将在工程技术领域十分有效的自动控制技术应用于经济系统的研究已经是 一门十分成熟的学科1 。许多学者试图将自动控制领域的新成果应用于经济和管 天津大学博士学位论文 理领域，如：模糊理论h 剖、模糊可拓理论和预测控制等。 成本控制是煤炭企业成本管理的重要环节，也是煤炭企业全方位管理的最基 本环节，其直接结果是降低成本，增加利润，从而提升企业管理水平，增强企业 核心竞争力。近年来，煤炭企业生产成本控制的研究主要集中在以下方面：产品 目标成本确定、产品目标成本分解、成本预测、成本分析、成本控制方法等方面。 煤炭企业成本的控制方法大体上有标准成本控制、目标成本控制、作业成本 控制等h 。 目前煤炭企业主要采用目标成本法核算成本，其具体过程为n 3 1 ： ( 1 ) 明确目标成本 选择某一低成本作为目标成本，标准可以是国内的，也可是国外同行业的， 也可以是本企业历史上最低的。 根据预计销售收入和目标利润计算出来。即 目标成本= 预计销售收入x ( 卜预计综合税率) 一目标利润 其中，目标利润可以利用同类企业平均销售利润率乘以预计销售收入来计 算，也可以在现有的基础上，预计未来市场的变动和自身的情况，用本企业上年 利润增长率来计算。 ( 2 ) 审核目标成本 目标成本初步确定后还需要对可行性进行进一步的分析和判断。可以利用往 年的产品成本资料，参考本年相应成本因素的增减因素，根据本企业实际成本的 变化趋势，充分考虑本企业的内在潜力，对本期的成本总水平做出预计，并与目 标成本相比较。经过测算，如果预计目标成本可行，就可以将目标成本分解、下 达。如果经过反复的测算、挖潜，仍然不能达到目标成本，就应考虑是否放弃或 限定其产量，以避免发生亏损。 ( 3 ) 目标成本分解 目标成本确定后，按照企业的组织结构逐级分解，纵向分解以车间为主，实 行归口管理。具体分解时，应充分考虑到煤炭生产工艺流程的特点，要根据成本 内容把产品成本按变动成本和固定成本进行科学的划分，将属于基层单位控制的 目标成本尽量分解。 姚林利用目标成本法建立了鞍钢新轧公司目标成本控制体系，包括目标成本 的制定、核算、控制、分析和考评。 1 2 5 煤炭企业成本预测方法 煤炭企业成本预测方法主要包括定性预测和定量预测两种方法h h 4 1 。 ( 1 ) 煤炭企业成本定性预测法 第一章绪论 定性的预测方法也称直观预测方法，是一种古典预测方法。是指对预测对象 未来一般变化方向所作的预测，如对象发展的总趋势，事情发生的可能性及其造 成的影响等。定性预测侧重于对事物性质的分析和预见。定性预测方法特别适合 于有关预测对象的数据资料不足，或由于影响因素复杂难以用数学描述，或对主 要影响难以进行定量分析的情况。 定性分析预测方法主要有：专家预测法、德尔菲法、主观概率法等。专家预 测法又包括个人判断预测法，专家会议法和头脑风暴法。 成本定性预测法要求各二级单位要综合考虑内外部环境，结合工作任务下达 情况、地质条件变化情况、人员调动情况等，按本单位下达的标准定额测算费用 发生，然后汇总至预算管理办公室，测算全矿成本，完成由经济活动预算到财务 预算的过程。 这种方法在预算制定过程中，矿预算办公室和下属各二级单位共同参与，通 过上下各级人员的沟通和磋商，制定出适宜的预算方案。这一方法博采自上而下 计划下达式预算法和自下而上预算法两式之长，经历上、下反复，达到较好效果。 这种方法的主要优点是既能够有效保证企业总目标的实现，体现出公正、公平的 原则。使各责任单位的资源、状况与企业预算目标相匹配，避免了预算过程中的 讨价还价、宽打窄用，避免资源的浪费，提高了预算编制效率。在预算编制过程 中还体现了人格化，注重人本化，使管理从传统的集权管理向现代的分权管理过 渡。各责任部门通过预算编制，明确了“应该完成什么，应该完成多少”的问题。 ( 2 ) 煤炭企业成本定量预测法 定量预测是对预测对象未来数量方面的特征所作的预测。定量预测主要依靠 历史统计资料，运用科学的方法建立数学模型，并利用这一模型来预测对象可能 表现的数量。数量预测从未来状态的估计上讲，可分为点预测和区间预测。 定量预测的优点是：偏重于数量方面的分析，重视预测对象的变化程度，能 做出变化程度在数量上的准确描述；主要把历史统计数据和客观实际数据作为预 测的依据，运用数学的方法进行处理分析，受主观因素的影响小；可以利用计算 机，进行大量的计算工作和数据处理。定量预测的缺点是：比较机械，不易灵活 掌握，对信息资料质量要求较高。 定量预测的方法有很多种，比较常用的主要有：时间序列预测法、回归分析 法、灰色预测法等等。 随着市场经济的发展，企业对成本的重视程度日益加强。许多学者对原煤生 产成本的预测进行了研究。汪应宏、汪云甲教授从统计稳健的角度综合考虑成本 影响因素进行了原煤成本预测的研究，周梅华教授从系统论的角度对回采工作面 成本预测进行了研究，吕芳则利用灰色理论对原煤成本进行了预测。另外，许多 1 0 天津大学博士学位论文 学者还从不同的角度对原煤成本预测提出了相应的方法。 1 2 6 存在问题 ( 1 ) 煤炭企业的管理模式 我国煤炭行业在经历了长期的计划经济体制、转型发展困难时期后，目前现 代企业制度正在初步建立，但煤炭企业既具有般企业的市场竞争特点，同时又 受到国家宏观政策调控影响较大，例如煤炭价格机制还未完全建立，为此，煤炭 企业管理要结合行业特点，合理选择管理模式。 ( 2 ) 煤炭企业的成本构成 煤炭企业的成本管理和成本控制的前提是对目标成本的预测，而煤炭企业的 成本构成不全面，无法反映其实际成本，目前基本只包括重点在井口以下的投入 费用，也就是产品的制造成本部分，这一部分占煤炭企业全部成本的7 0 - 8 0 ， 是煤炭企业成本的重中之重。但是，诸如资源、安全、环保等成本的核算和价格 反映还无法真正体现，影响完全成本的因素，如地质条件、技术条件和国家政策 的分析还不系统，指标体系尚未建立。 ( 3 ) 煤炭企业成本预测 已有的预测和控制方法对原煤成本的考虑都是基于一个整体的，且一般针对 开采成本。即从整体上来预测原煤的生产成本。但仔细分析原煤成本因素可以发 现：在构成原煤成本的因素中，并不是每一个因素都需要进行预测，有些因素本 身就是确定的，不需要预测，主要受到国家政策影响。如果采用相应的方法进行 测算，反而使其产生了不应有的偏差。在原煤生产成本因素中，有些因素是与煤 炭生产的地质状况有关，有些是与原煤生产的时间有关，而有些则是与国家的财 务核算政策有关。因此，将原煤成本首先进行分类，根据其特点选用适当的预测 方法，才能保证预测的准确性。 从国内外的研究现状来看，煤炭企业成本估算现在大都采用定额估算法。这 种方法在施工过程中的确发挥着很重要的作用，它可以根据施工的进度情况估算 原材料的仓储，在另一方面也是进行成本控制的一项措施。但是，这种方法有其 致命的弱点：用它进行估算时需要计算工程的工程量，这不但是一项巨大、复杂 和易出错的工作，而且在计算工程量的同时又增加了成本。随着计算机的进一步 的普及，这种方法必将逐渐被淘汰。 ( 4 ) 煤炭企业成本管理 综观国内外的研究现状，其中煤炭企业管理，特别是成本管理不乏有一些科 学、准确的方法。但是这些方法往往是只适合在某一企业内部使用，或只适合在 某一类产品中使用，不具有通用性。 第一章绪论 ( 5 ) 煤矿安全形势 目前煤炭企业安全形势严峻，一方面是煤矿管理者没有认识到事故伤亡会大 大增加企业成本，另一方面也与没有对危险有害因素提前识别和评价，采取行之 有效的措施有关。剖析安全与成本和效益的关系，并对伤亡事故较多的生产工作 面的危险因素进行分析评价，是煤矿安全管理的重点和关键。 1 3 主要研究内容 煤炭企业管理的关键内容是企业成本、安全和环保管理。煤炭企业的成本是 与地质条件、开采条件和国家政策等密切相关的复杂系统问题，同时受到安全生 产状况和管理水平的较大影响，煤炭成本应是真实反映其实际价值的完全成本， 其中成本管理的重点是原煤成本，难点是安全管理。本文的主要工作是将粗集理 论、小波神经网络等智能方法等应用到生产成本和安全生产状况的建模和管理 中，分析煤炭企业适用的管理模式、成本的构成，建立成本影响指标体系和安全 状况评价指标体系，形成科学精确的预测模型并开发软件系统，针对预测结果进 行生产成本管理评价，从而提出措施和建议，并应用于峰峰集团工程管理实际。 具体内容包括： ( 1 ) 煤炭企业管理模式及内容 根据所收集的国内外有关资料，分析生产企业特别是煤炭企业管理模式的发 展历程和各自特点，结合我国煤炭企业管理现状，提出适用于现阶段我国煤炭企 业情况的管理模式。并重点对成本管理、安全管理和环保管理予以分析研究。 在分析和对比现行成本管理模式的基础之上，提出现阶段适合煤炭企业成本 管理的有效模式及在煤炭企业中的应用。 ( 2 ) 生产成本和安全状况指标体系 生产成本和安全状况指标体系的建立是利用粗集一小波神经网络进行生产成 本管理的基础。 分析煤炭成本构成，提出完全成本的构成，并论述各组成部分结构和特点； 根据国内外煤炭生产过程成本构成的实际，将影响成本的主要因素进行分析