湖北省智能制造业人才需求预测研究.pdf

第2 5 卷第3 期2023年6 月黄冈职业技术学院学报Journal of Huanggang PolytechnicVol.25 No.3Jun.2023湖北省智能制造业人才需求预测研究邵晓锋，夏继军（黄冈职业技术学院，湖北黄冈43 8 0 0 2）摘要：做好人才需求预测是给湖北智能制造业快速、持续发展提供人才保障的基础。在运用层次分析法得出影响智能制造业人才需求的三个关键因素的基础上，采用灰色GM（1,1）模型预测出2 0 2 3 一2 0 3 0 年智能制造业人才需求的关键影响因素值，运用多元线性回归预测方法预测了2 0 2 3 一2 0 3 0 年湖北省智能制造业人才需求总量，预测出从2 0 2 4年开始，湖北省智能制造业人才需求总量上升幅度越来越小，逐步趋向平衡，2 0 3 0 年约为40 9 2 3 42 人。分析得出未来制造业人才缺口比例较大，提出了相关解决建议。最后分析了研究存在的优势与不足，对后期研究工作做了展望。关键词：智能制造业；影响因素分析；人才需求量预测；灰色预测；多元线性回归分析中图分类号：G719.21D0l:10.3969/j.issn.1672-1047.2023.03.042015年1 2 月湖北省人民政府印发的中国制造2025湖北行动纲要指出“湖北必须抢抓机遇，顺势而为，主动融入国家战略，坚定不移推进由制造大省向制造强省转变，力争在新一轮发展中抢占先机、赢得主动、赢得未来。”纲要将发展智能制造视为首要任务，提出“实施互联网+制造行动计划，促进信息技术与制造业的深度融合，打造全国智能制造发展高地。”要发展湖北智能制造业，就必须提供足够的人才保障，做好人才需求预测工作是基础。目前关于人才需求的定量预测方法较多，主要有线性回归分析、时间序列分析、层次分析法、灰色预测G（1,1）、残差自回归模型等，不少研究将多种预测方法组合使用，便于利用不同模型的优点，组合形成优势互补的预测模型，进一步提高预测的精度。而关于制造业人才需求的预测研究不多，主要有：李慧、徐强构建GM（1，1）模型，预测了未来十年江苏制造业的人才需求；苏小凤、江强运用GM（1,1）和残差自回归的组合模型，对“十三五”期间福建省制造业人才的需求量进行预测。本文将在已有研究的基础上，首先运用层次分析法分析出湖北省智能制造业人才需求的主要影响因素，然后采用灰色预测与多元线性回归相结合的方法，预测出2 0 2 3 至2 0 3 0 年人才需求总量，并分析主要影响因素对人才需求的影响。1基于层次分析法的湖北省智能制造业人才需求影响因素分析为了预测湖北省智能制造业人才需求总量，首先运用层次分析法确定主要影响因素，作为预测的自变量。收稿日期：2 0 2 3-0 5-0 1基金项目：湖北省职业教育学会科学研究重点课题“基于精准教学理念的高等数学与专业课融通教学研究一一以高职智能制造专业群为例”（Z J G A 2 0 2 1 2 1）；黄冈职业技术学院教学研究重点课题“湖北省智能制造人才需求预测模型研究”（2 0 2 1 C2041108）。作者简介：邵晓锋，女，湖北英山人，副教授，公共课部副主任。研究方向：应用数学，高职教育和教学管理。文献标志码：A文章编号：1 6 7 2-1 0 47（2 0 2 3）0 3-0 0 1 7-0 51.1智能制造业人才需求影响因素体系的确定通过广泛的调研和咨询专家，确定影响湖北省智能制造业人才需求总量的因素主要包括政策、经济、社会三个方面，每个因素都有若干子指标。政治因素主要是国家政策、劳动力管理相关法令法规。经济因素主要包括地区生产总值、智能制造业从业人员数量、固定资产投资额、行业性质等。社会因素包括人口因素、教育水平及劳动力供给三个方面，人口因素包括人口总数、人口密度、人口结构等；教育水平指的是学历层次、技能水平等 ，进一步分析得到智能制造业人才需求影响因素指标体系，建立如下层次结构模型。表1 智能制造业人才需求影响因素层次结构模型目标层指标层(0)A政策因素A1政策法令B1地区生产总值B2智能制造业固定资产投资智能制B丝经济因素B3造业人B4智能制造业总产值才需求B5智能制造业行业性质影响因C1人口规模素C社会因素C2学历层次C3技能水平C4劳动力供给1.2模型的求解先通过广泛调研和查阅文献构造判断矩阵，再利用MATLAB编程求出指标层对目标层和子指标层对指标层的权重并进行一致性检验，最后进行整个层次结构的组合一致性检验，并求出组合权重。17子指标层智能制造业从业人员数量第3 期1.2.1指标层对目标层的判断矩阵及权重的确定（如表2)。表2 指标层对目标层的判断矩阵0AA1B5C2权向量为W=(0.1341,0.6518,0.2142)，一致性比率为 CRi=0.01190.1。1.2.2子指标层对指标层的判断矩阵及权重的确定(如表3、表4）。表3 子指标层B1-B5对指标层B的判断矩阵BB1B11B21/3B31/4B41/3B51/2权向量为：W2=(0.3957,0.1778,0.0739,0.2199,0.1328)T,一致性比率为CR22=-0.10130.1。表4子指标层C1-C4对指标层C的判断矩阵CC1C11C21/2C31/2C41/3权向量为：W22=(0.4333,0.2167,0.2428,0.1073)，一致性比率为 CR2=0.04100.1。从上面结果可以看出，各层一致性比率都小于0.1，均通过一致性检验。1.2.3子指标层对目标层的权重的计算整个层次结构模型的组合一致性比率为CR*=-0.0597社会因素(C)政治因素(A)，尤其是经济因素，权重BC1/41/2131/41B2B333121/21231/33C2C32211111/21/3B1B20.25790.1159C1C20.09280.0464第2 5 卷由以上权重数据可以看出，（1）智能制造业人达到0.6 5 1 8，所以把经济因素作为智能制造人才需求预测时主要考虑因素，符合我国经济发展特点；（2）子指标层权重较大的是湖北省地区生产总值（B1）、智能制造业固定资产投资额（B2）、智能制造业总产值（B4），说明这些因素与智能制造业人才需求量密切相关。因此，本文选择湖北省地区生产总值、智能制造业固定资产投资额、智能制造业总产值这三个关键影响因素作为预测智能制造业人才需求总量时的B4B5421/231/31/2121/21C44231B3B40.04820.1433C3C40.05200.0230自变量。2关键影响因素值的预测模型2.1原始数据的搜集与处理基于湖北省目前处于传统制造业向智能制造业转型阶段，本文所需智能制造业往年相关数据与制造业相关数据相同。查阅湖北省2 0 1 0 一2 0 2 0 年统计年鉴，得到三个关键影响因素和制造业从业人员数量值（如表6）。表6 三个关键影响因素与制造业从业人员数量原始值地区生产制造业固定年份总值资产投资额（亿元）（亿元）201016226.94201119942.45201222590.89201325378.01201428242.13201530344.00201633353.00201737235.00201842021.95201945428.96202043443.46由上表数据可以看出，2 0 2 0 年的相关数据均有明显的下降，这与新冠疫情的影响密不可分，考虑到新冠疫情对经济发展的影响是短期的，疫情期间各行业相关经济数据受政策调控和疫情影响较大，所以在进行预测时，去除相关影响年份的数据，假设影响年份以三年为期，即去除2 0 2 0 年的数据，不预测2 0 2 1年和2 0 2 2 年的相关数据，预测时间区间为2 0 2 3 至2030年，同时，假设2 0 2 0 至2 0 3 0 年，除疫情影响经济发展之外再无其他影响经济发展的重大突发事制造业总产值（百万元）3244.4319334.314759.9025422.216484.8330278.738219.2636221.969633.9740330.3010783.1642770.5110522.4045809.5711257.4842773.6612163.9042721.0613380.2944339.8610102.1239886.07制造业从业人员数(人）22562812778580282506332629053326015331213133982463365697334980733742412568094第3 期故发生。根据上表数据，去除异常值（2 0 2 0 年三个关键影响因素值和2 0 1 6 年制造业总产值）后，得到如散点图1。从图1 可以看出，正常情况下，2 0 1 0 至2 0 1 9 年三个关键因素观测值随着年份的变化均呈现明显上升的趋势，可用GM（1，1）灰色模型进行预测。三个关键影响因素观测值500004500040000350003000025000200001500010000500002008201020122014201620182020图1三个关键影响因素观测值散点图2.2湖北省地区生产总值的GM（1，1）灰色预测计算结果均由MATLAB编程运行得到。具体为：第一步：由表3 得到2 0 1 0 一2 0 1 9 年原始数据序列xo=x1,x2.,X10 =16226.94,19942.45,22590.89,25378.01,28242.13,30344.00,33353.00,37235,42021.95,45428.96)由=xkl=Z/=1 x(k=2,3,10)求得x1=(x1,x2,x10)16226.94,36169.39,58760.28,84138.29,112380.42,(142724.42,176077.42,213312.42,255334.37,300763.33)第二步，令Z1=221,z31,Z10)，0.5(xx1+xk-1),k=2,3,10)对参数a,b，按算式T=(a,b)计算。其中,-Z2111B=-231111求得a=-0.1007,b=17774.3480.第三步，将a,b的值代入得GM(1,1)的灰微分方程模型的白化方程为-0.1007X1=17774.3480,求dt得x+1=192734.8645e0.1007t-176507.9245得预测方程为：t+1+1=331172.4630e 0.1007t得到拟合还原序列为：x0-81,8 2.,1 0)16226.94，2 0 41 8.41 2 4，2 2 5 8 0.9 41 3，2 49 7 2.5 0 5 3,27617.3614，3 0 5 42.3 3 6 3，3 3 7 7 7.0 9 7 4，3 7 3 5 4.45 44,413106.9190，45 6 8 5.9 3 7 4，5 0 5 2 4.5 6 8 3，5 5 8 7 5.6 6 2,61793.4942，6 8 3 3 8.0 8 8 2，7 5 5 7 5.8 2 49，8 3 5 8 0.1 1 5 5,湖北省智能制造业人才需求预测研究相对误差(如表7)。表7 湖北省地区生产总值原始值与预测值年份原始值201016226.9416226.9400201119942.45201222590.8922580.9413一地区生产总值（亿201325378.0124972.5053元）201428242.1327617.3614一制造业固定资产投资额（亿元）一制造业总产值（百万元）(Zkl=1(BTB)BTYnx21Y10 x1092432.1464，1 0 2 2 2 1.7 0 2 4第2 5 卷第四步，检验。利用公式：e;=x;-x;和 i=，(i=1,2,10)得2 0 1 0 至2 0 1 9 年原始数据、预测数据的残差和相对误差预测值残差020418.4124475.96249.9487405.5047624.7685201530344.0030542.3363201633353.00201737235.0037354.4544201842021.9541310.6900201945428.9645685.9374由上表可以看出所有预测结果的相对误差均小于0.1，预测结果很好。湖北省地区生产总值预测图11K10109876543215利用公式c=,（S 1：残差序列均方差，S2：原序列均方差），得预测模型的后验差C=0.02590.35，所以模型精度为“优”。湖北省地区生产总值预测图如图2，可以看出，预测值的拟合度很高。因此，可以用方程（1）对湖北省2 0 2 3 至2 0 3 0年地区生产总值进行中短期预测，预测结果见表5。2.3湖北省制造业固定资产投资额和制造业总产值的GM（1,1）灰色预测(1)运用2.2 同样的方法，对湖北省制造业固定资产投资额和制造业总产值进行灰色预测。2.3.1湖北省制造业固定资产投资额的GM（1,1）灰色预测类似2.2，利用MATLAB编程得制造业固定资产投资额的GM(1,1)的灰微分方程模型为：x0.0953Zk=5842.2239,（%）02.38660.04401.59782.2121198.33630.653633777.0974424.0974119.4544-711.2580256.9773原始值预测值24图2湖北省地区生产总值预测图1.27150.3208-1.69250.565668101214161819第3 期预测方程为：Xt+10=40802.0599e0.0953t，(t=1,2,.)后验差检验数为C=0.16800.35，模型精度为优。并且2 0 1 0 至2 0 1 9 年原始值与预测值的相对误差只有2 0 1 1 年大于0.2，其余均小于0.1 2。湖北省制造业固定资产投资预测图如图3，可以看出，预测值的拟合度较高。湖北省制造业固定资产投资预测图2.521.510.5图3湖北省制造业固定资产投资预测图湖北省制造业总产值预测图原始值预测值765432图4湖北省制造业总产值预测图因此，预测模型通过检验，可以用方程（2）来预测湖北省制造业2 0 2 3 至2 0 3 0 年固定资产投资额，预测结果见表5。2.3.2湖北省制造业总产值的GM（1，1）灰色预测同理，利用MATLAB编程得制造业总产值的GM(1,1)的灰微分方程模型为：xk 0.0524Zk1=29536.9813,预测方程为：+1 36856.98200524t,(=,.)对于制造业总产值灰色预测的后验差检验数为C=0.2165F的值|t的值分别为0.0 2 9 2、0.0024、F It10.02920.0024.0001第3 期年份预测值3.2预测结果分析及对策建议由表6 和表9 的数据作折线图如图5，年份1-1 8依次为2 0 1 0 至2 0 1 9 年（数据为原始值）和2 0 2 3 至2030年（数据为预测值）：湖北省制造业人才需求总量4500000400000350000030000025000002000001500000100000500000123456789101112131415161718年份图5 制造业人才需求总量原始值与预测值从图5 可看出，智能制造业人才需求量预测值呈现上升趋势。（1）2 0 2 3 年人才需求量数据较比2 0 1 9 年上升了2 9 7 3 2 3 人，上升幅度为8.8%，从2 0 2 4年到2 0 3 0年上升幅度逐年降低，从2 0 2 4年的2.3%到2 0 3 0 年的0.7%，即从2 0 2 4年开始，数据上升幅度越来越小，逐步趋向平衡。（2）正常情况下，当疫情过去，第一年经济必然大幅回暖，所以疫情后第一年的制造业人才需求量较比疫情前有较大上升幅度，之后随着经济的不断恢复，传统制造向智能制造的转化，制造业企业由劳动密集型向技术密集型过度，所以制造业人才需求量应小幅度平稳上升，随着经济的进一步发展，所需从业人员数将逐步趋向稳定。因此，预测结果符合实际，可以将多元线性回归预测值作为2 0 2 3 至2 0 3 0 年湖北省制造业人才需求量的预测值。（3）由模型（4）可以看出，三个关键影响因素中，地区生产总值、制造业总产值与制造业的人才需求量正相关，地区生产总值、制造业总产值增加会促进制造业人才需求量的增加。而制造业固定资产投资额与人才需求量负相关，增加固定资产投资额会使得人才需求量相对减少，原因是现代企业增加固定资产投资更多用于设备更新、研发投入等，加快企业智能化和信息化步伐，向技术密集型企业转化，从而使得人才需求总量减少。（4）随着技术密集型企业的不断增加，技术技湖北省智能制造业人才需求预测研究表9 22023至2 0 3 0 年智能制造业人才需求预测值2023202436715643756111第2 5 卷2025202638348583906557能型人才需求量将大幅增加，据制造业人才发展规划指南统计，预计到2 0 2 5 年，全国制造业重点领域人才缺口将接近3 0 0 0 万人，湖北省作为中部崛起省份，缺口比例相对较大，各级政府、企业和相关院校都应该重视智能制造业人才的培养，发挥湖北省丰富的院校资源优势，同时加强智能制造业的就业宣传，出台吸引智能制造业人才就业湖北的利好政策，助推湖北省智能制造业快速健康发展。4结语在经济全球化飞速发展时代，科技与经济的竞争实质是人才的竞争。科学有效的人才需求预测可以为有关部门制定人才政策、吸引各类急需人才提供依据。本文用层次分析法，将影响人才需求的定性和定量因素合在一起运用定量方法进行系统分析，从而确定影响人才需求的主要因素，较好地减少了个人主观意识的影响，使得主要影响因素的确定更加科学。运用GM（1，1）灰色预测模型，充分利用了灰色系统进行中短期预测的可靠性。多元线性回归预测利用多个自变量的最优组合共同预测或估计因变量，并能用统计来检验预测模型的准确性，使得预测更有效。本文不足之处在于GM（1，1）灰色预测模型不适用于中长期预测，另外，本文只对湖北省智能制造业人才需求总量进行了预测，鉴于数据收集的难度较大，没有对人才学历结构、年龄结构和技术结构等进行预测，需要后期设计更加科学的调研途径和方法，收集数据，采取适当的方法进行预测。参考文献：1李慧,徐强.基于灰色系统 GM(1,1)模型的制造业人才需求预测一一以江苏省为例 .石家庄经济学院学报，2014,37(6):1-4.2苏小凤,江强,徐文菲,等.福建省制造业转型升级人才需求预测分析 .福建农林大学学报(哲学社会科学版),2 0 1 9,22(1):44-51.3李立维.福建物流业人才需求预测研究 D.福州大学,2013:32-43.4汪晓银,周保平.数学建模与数学实验(第二版)M.科学出版社,2 0 1 2:1-5+2 7 4-2 7 8.5司守奎,孙玺菁.数学建模算法与应用(第3 版)M.国防工业出版社,2 0 2 1:47 4-47 6.责任编辑:张克新2120273969811202840230562029406454820304092342教风采邵晓锋女，1 9 7 5 年6 月生，湖北英山人，教授。黄冈职业技术学院公共课部副主任，湖北省工业与应用数学学会理事。邵教授主讲高等数学、数学建模、概率论与数理统计等课程，长期致力于课程“三教”改革，取得了良好的效果。指导学生参加全国大学生数学建模竞赛获得国家二等奖4项，省一等奖1 项，省二等奖5 项，省三等奖5 项；2 0 1 1 年、2 0 2 1年，两次被评为全国大学生数学建模竞赛湖北赛区优秀指导教师。2 0 1 3 年获得学校“三育人模范”荣誉称号。教科研方面成果丰硕。主编“十四五”职业教育国家规划教材1 部，参编教材2部；获教育部第一届全国职业院校文化素质教育教学成果二等奖1 项，学校第二、三届教学成果二等奖各1 项。主持省部级教科研课题3 项、校级教科研课题4项，参与完成省部级及以上教科研课题4项，获得新型实用专利1 项、软件著作权1项，发表学术论文近3 0 篇。其中学术论文获黄冈市第五届自然科学优秀成果二等奖1 项，黄冈市职业教育优秀论文高职组三等奖1 项。担任公共课部副主任以来，邵教授要花大量的时间和精力进行教学管理和师资队伍建设工作，成绩突出，多次获评学校“优秀共产党员”“先进工作者”“优秀教师”