感知礦山建設(shè)可行性預(yù)評(píng)估研究：基于模糊綜合評(píng)價(jià)的實(shí)證分析

張長(zhǎng)魯，譚章祿

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)管理學(xué)院，北京 100083；2.煤炭資源與安全開(kāi)采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083)

伴隨物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煤炭行業(yè)的應(yīng)用，感知礦山建設(shè)越來(lái)越受到煤炭企業(yè)的關(guān)注，國(guó)內(nèi)很多礦山如同煤塔山礦、潞安司馬礦、夾河礦等都進(jìn)行了感知礦山建設(shè)實(shí)踐，旨在通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山運(yùn)作中安全、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理等各類(lèi)數(shù)據(jù)的全面獲取，并以先進(jìn)的管理理念為指導(dǎo)，通過(guò)信息技術(shù)、云計(jì)算手段，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)信息的有效集成和可視化展示，最終實(shí)現(xiàn)礦山的安全生產(chǎn)和高效運(yùn)作[1-3]。感知礦山建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，具有技術(shù)領(lǐng)域廣、建設(shè)周期長(zhǎng)、管理難度大、資金投入多等特點(diǎn)，其建設(shè)本身具有很大的風(fēng)險(xiǎn)性，煤炭企業(yè)只有真正具備實(shí)施感知礦山的條件才能夠確保感知礦山的成功建設(shè)。因此在進(jìn)行感知礦山前，煤礦應(yīng)對(duì)自身所處的宏觀環(huán)境及自身?xiàng)l件進(jìn)行充分評(píng)估，科學(xué)的進(jìn)行決策，避免貿(mào)然進(jìn)行感知礦山建設(shè)。

1 感知礦山建設(shè)預(yù)評(píng)估因素分析

感知礦山建設(shè)的上述特點(diǎn)決定了它不僅受到煤礦所處外部宏觀環(huán)境的影響同時(shí)又受自身所具備的條件限制，因此對(duì)感知礦山可行性的預(yù)評(píng)估應(yīng)從宏觀環(huán)境和微觀環(huán)境兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。

根據(jù)PEST理論，宏觀環(huán)境分析主要從政策、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和技術(shù)四個(gè)層面考慮，政策因素主要是指國(guó)家、行業(yè)和各地區(qū)對(duì)感知礦山建設(shè)的支持程度，當(dāng)前來(lái)看我國(guó)對(duì)感知礦山建設(shè)的政策支持力度較大，黨的十八大報(bào)告提出“要堅(jiān)持走中國(guó)特色新型工業(yè)化及信息化道路，推動(dòng)信息化和工業(yè)化的深度融合”[4]、同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展也已納入國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展高度，因此當(dāng)前感知礦山建設(shè)的政策環(huán)境較好；經(jīng)濟(jì)因素主要是指國(guó)民經(jīng)濟(jì)總體發(fā)展及煤炭行業(yè)所處經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，伴隨國(guó)家放緩經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度、調(diào)整經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)構(gòu)逐步實(shí)行，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量將得到優(yōu)化，但發(fā)展速度將有所放緩，因此對(duì)煤炭的需求量將有所降低，煤炭企業(yè)收入將受到很大影響；社會(huì)因素主要體現(xiàn)在社會(huì)群體對(duì)能源消費(fèi)的態(tài)度上，當(dāng)前人們?cè)絹?lái)越關(guān)注降低碳排放、改善生態(tài)環(huán)境等問(wèn)題，國(guó)家更加重視風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能等新能源的利用，降低煤炭在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重，因此煤炭消費(fèi)將受到一定的沖擊；技術(shù)因素是指當(dāng)前感知礦山建設(shè)所需的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、信息通訊技術(shù)的可靠性、先進(jìn)性及更新速度等，由于當(dāng)前各類(lèi)技術(shù)在煤炭企業(yè)的集成應(yīng)用處于探索階段且各類(lèi)設(shè)備、技術(shù)更新?lián)Q代快，因此應(yīng)充分考慮技術(shù)因素對(duì)感知礦山建設(shè)的影響。

感知礦山建設(shè)的微觀環(huán)境因素主要是從煤炭企業(yè)自身角度考慮。首先，由于感知礦山建設(shè)周期長(zhǎng)、涉及部門(mén)廣、技術(shù)難度大、管理復(fù)雜等特點(diǎn)，感知礦山建設(shè)需要高層的大力支持及全體員工的積極配合，同時(shí)對(duì)員工的信息化素質(zhì)也有很高的要求；第二，感知礦山建設(shè)所需的資金量大且需要長(zhǎng)期投入，因此煤炭企業(yè)不僅要保證當(dāng)前的資金充足且應(yīng)該有穩(wěn)定的預(yù)期收入做支撐；第三，感知礦山建設(shè)一般而言應(yīng)該充分利用先前投資，通過(guò)對(duì)已有系統(tǒng)的改造集成逐步實(shí)現(xiàn)，因此煤炭企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)集成度、管理信息化普及度及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施影響到感知礦山建設(shè)的工程投資和進(jìn)度；第四，感知礦山無(wú)論是在建設(shè)過(guò)程中還是交付使用后，其運(yùn)行情況的好壞均受到煤炭企業(yè)業(yè)務(wù)流程規(guī)范化程度、管理機(jī)構(gòu)及制度體系完善程度的影響，一個(gè)好的系統(tǒng)如果沒(méi)有規(guī)范化的業(yè)務(wù)流程為基礎(chǔ)，沒(méi)有合理的組織體系和管理制度作支撐，其作用很難發(fā)揮，因此管理因素也是感知礦山建設(shè)必須考慮的因素。根據(jù)以上分析得出影響感知礦山建設(shè)的企業(yè)內(nèi)部因素為“人、財(cái)、物、管”四方面：人的因素包括企業(yè)高層領(lǐng)導(dǎo)特別是一把手對(duì)感知礦山建設(shè)的支持程度、企業(yè)員工的信息化素質(zhì)、企業(yè)員工對(duì)感知礦山建設(shè)的支持度；財(cái)務(wù)因素是指企業(yè)現(xiàn)有資金的充裕度以及對(duì)未來(lái)營(yíng)業(yè)收入的預(yù)期；物的因素是指煤炭企業(yè)原有的各類(lèi)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)集成度、管理信息化普及度及網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等基礎(chǔ)設(shè)施情況；管理因素主要包括業(yè)務(wù)流程規(guī)范化程度、組織機(jī)構(gòu)設(shè)置合理程度和管理制度體系完善程度。

綜上，感知礦山建設(shè)可行性預(yù)評(píng)估因素如表1所示。

表1 感知礦山建設(shè)可行性評(píng)估體系

2 感知礦山可行性預(yù)評(píng)估方格論

根據(jù)以上感知礦山建設(shè)預(yù)評(píng)估體系可知，評(píng)價(jià)感知礦山建設(shè)可行性的因素較多且不易量化處理，因此擬采用模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)宏觀環(huán)境和微觀環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出評(píng)價(jià)結(jié)果分別為好、中、差三種情況，根據(jù)宏觀和微觀環(huán)境評(píng)價(jià)情況，構(gòu)建預(yù)評(píng)估方格，并給出方格各區(qū)域感知礦山建設(shè)策略。

2.1 感知礦山建設(shè)可行性模糊綜合評(píng)價(jià)

模糊綜合評(píng)價(jià)是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法，根據(jù)隸屬度理論將定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)，能較好的解決模糊的、難以量化的問(wèn)題，根據(jù)問(wèn)題復(fù)雜程度可分為單層模糊綜合評(píng)價(jià)和多層模糊綜合評(píng)價(jià)[5]。針對(duì)宏觀環(huán)境，由于指標(biāo)體系僅有一層，采用單層模糊綜合評(píng)價(jià)可得出評(píng)判結(jié)果，針對(duì)微觀環(huán)境，由于評(píng)價(jià)指標(biāo)體系含兩層，故采用多層模糊綜合評(píng)價(jià)。

1)確定評(píng)價(jià)對(duì)象。感知礦山建設(shè)可行性評(píng)價(jià)對(duì)象分為宏觀環(huán)境和微觀環(huán)境兩個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象，記為O={O1,O2}。

3)確定評(píng)語(yǔ)集。根據(jù)感知礦山可行性評(píng)判實(shí)際情況，對(duì)宏微觀環(huán)境對(duì)象的評(píng)判采用同一評(píng)語(yǔ)集，宏微觀環(huán)境都采用差、中、好三個(gè)等級(jí)。評(píng)語(yǔ)集記為V={V1,V2,V3}。

5)構(gòu)建模糊評(píng)價(jià)矩陣。模糊評(píng)價(jià)矩陣是評(píng)價(jià)對(duì)象的各指標(biāo)因素對(duì)評(píng)語(yǔ)集的隸屬度映射，即U→V的映射，可通過(guò)對(duì)煤炭企業(yè)主要負(fù)責(zé)人進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查獲取。對(duì)宏觀環(huán)境評(píng)判對(duì)象O1和微觀環(huán)境評(píng)判對(duì)象O2，記評(píng)價(jià)矩陣分別記為R1、R2，如式(1)所示。

(1)

6)模糊綜合評(píng)價(jià)。對(duì)宏觀環(huán)境對(duì)象O1和微觀環(huán)境O2做出最終評(píng)價(jià)，公式為B=W·R，根據(jù)最大隸屬度原則確定宏觀環(huán)境和微觀環(huán)境所處的狀態(tài)。

2.2 感知礦山建設(shè)可行性評(píng)判方格論

根據(jù)管理方格理論[6]的思想，以橫軸表示煤炭企業(yè)微觀環(huán)境狀態(tài)，以縱軸表示其所處的宏觀環(huán)境狀態(tài)，構(gòu)建感知礦山建設(shè)可行性預(yù)評(píng)估方格如圖1所示。

圖1 感知礦山建設(shè)預(yù)評(píng)估方格

圖1分為9個(gè)小區(qū)域，九個(gè)區(qū)域可分為三種情況。第一種情況(Δ標(biāo)注)為適宜建設(shè)區(qū)，宏微觀環(huán)境狀態(tài)分別為(好，好)、(好，中)和(中，好)三個(gè)區(qū)域，處于該區(qū)域的煤炭企業(yè)所處的外部宏觀環(huán)境有利于感知礦山的建設(shè)，且企業(yè)內(nèi)部也具備感知礦山建設(shè)的條件，此時(shí)煤炭企業(yè)應(yīng)充分把握感知礦山建設(shè)機(jī)遇，調(diào)動(dòng)內(nèi)部資源進(jìn)行感知礦山的建設(shè)。第二種情況(○標(biāo)注)為選擇建設(shè)區(qū)，宏微觀環(huán)境狀況分別為(差，好)、(好，差)和(中，中)，選擇建設(shè)區(qū)是指煤炭企業(yè)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況判定建設(shè)與否：當(dāng)其處于(差，好)區(qū)域時(shí)，此時(shí)宏觀環(huán)境條件較差，不利于感知礦山建設(shè)，但自身具備充分的實(shí)施感知礦山的條件，煤炭企業(yè)可以進(jìn)行感知礦山建設(shè)但建設(shè)過(guò)程中必須密切關(guān)注各種宏觀環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)并對(duì)其加以規(guī)避，也可以暫不進(jìn)行感知礦山建設(shè)而等待宏觀環(huán)境改善，建設(shè)與否取決于自身感知礦山建設(shè)的迫切程度；當(dāng)其處于(好，差)區(qū)域時(shí)，表明宏觀環(huán)境條件有利于感知礦山建設(shè)，但自身嚴(yán)重缺乏感知礦山建設(shè)的條件，此時(shí)不應(yīng)進(jìn)行感知礦山建設(shè)，而應(yīng)盡快改善自身的劣勢(shì)，待具備實(shí)施感知礦山的條件時(shí)再進(jìn)行感知礦山建設(shè)；當(dāng)其處于(中，中)區(qū)域時(shí)，表明外部宏觀環(huán)境和自身?xiàng)l件都處于適中狀態(tài)，此時(shí)煤炭企業(yè)可以進(jìn)行感知礦山建設(shè)，就宏觀環(huán)境而言既有機(jī)遇也存在一定風(fēng)險(xiǎn)，就自身?xiàng)l件而言既有優(yōu)勢(shì)也有不足，因此在建設(shè)過(guò)程中應(yīng)注意識(shí)別內(nèi)外風(fēng)險(xiǎn)加以規(guī)避。第三種情況(×標(biāo)注)為不宜建設(shè)區(qū)，宏微觀環(huán)境包括(差，差)、(中、差)和(差、中)，處于此區(qū)域的煤炭企業(yè)所處宏觀環(huán)境一般或差，不利于感知礦山建設(shè)，且自身感知礦山建設(shè)所具備的條件也不成熟，此時(shí)貿(mào)然進(jìn)行感知礦山建設(shè)存在很大的失敗風(fēng)險(xiǎn)，煤炭企業(yè)應(yīng)等待宏觀環(huán)境的改善同時(shí)不斷完善自身感知礦山建設(shè)所必需的條件，向第二中情況區(qū)域轉(zhuǎn)變。感知礦山建設(shè)預(yù)評(píng)估方格區(qū)域劃分及優(yōu)化方向見(jiàn)圖1。

3 感知礦山建設(shè)可行性評(píng)判實(shí)例

現(xiàn)假設(shè)某礦要進(jìn)行感知礦山建設(shè)可行性評(píng)價(jià)，首先采用AHP法確定宏微觀環(huán)境指標(biāo)要素的權(quán)重集；其次由該礦主要領(lǐng)導(dǎo)組成評(píng)價(jià)小組，將各指標(biāo)要素因素對(duì)評(píng)價(jià)集的隸屬度進(jìn)行評(píng)價(jià)，構(gòu)建評(píng)價(jià)矩陣；第三，對(duì)宏觀環(huán)境和微觀環(huán)境進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)計(jì)算，確定宏觀環(huán)境和微觀環(huán)境所處的狀態(tài)；最后，定位自身在評(píng)判方格中所處的位置，據(jù)此做出最終決策。

3.1 基于AHP的權(quán)重集確定

由煤炭行業(yè)專(zhuān)家針對(duì)宏觀環(huán)境因素和微觀環(huán)境各指標(biāo)要素的相對(duì)重要程度進(jìn)行對(duì)比打分，構(gòu)造判斷矩陣并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。對(duì)宏觀環(huán)境各影響因素權(quán)重的計(jì)算如表2所示，最終確定權(quán)重集W1=(0.586,0.205,0.102,0.107)。

表2 宏觀環(huán)境各指標(biāo)要素權(quán)重計(jì)算

表3 微觀環(huán)境一級(jí)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

表4 人因指標(biāo)影響因素權(quán)重計(jì)算

表5 財(cái)務(wù)指標(biāo)影響因素權(quán)重計(jì)算

表6 物因指標(biāo)影響因素權(quán)重計(jì)算

表7 管理指標(biāo)影響因素權(quán)重計(jì)算

3.2 評(píng)價(jià)矩陣構(gòu)建

3.3 模糊綜合評(píng)價(jià)計(jì)算

對(duì)宏觀環(huán)境O1來(lái)說(shuō)，經(jīng)單層模糊綜合評(píng)價(jià)可得出評(píng)估值，計(jì)算如式(2)所示。

B1=W1·R1=

(0.182,0.490,0.328)

(2)

根據(jù)最大隸屬度原則，宏觀環(huán)境對(duì)應(yīng)“中等”的隸屬度為0.49，因此宏觀環(huán)境評(píng)價(jià)結(jié)果為一般。

對(duì)微觀環(huán)境O2來(lái)說(shuō)，首先應(yīng)進(jìn)行一級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)，以人因評(píng)價(jià)為例，見(jiàn)式(3)。

=(0.128,0.420,0.452)

(3)

同理可得

(4)

最后，對(duì)微觀環(huán)境進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)(式(5))。

B2=W2·R2

(5)

根據(jù)最大隸屬度原則，微觀環(huán)境對(duì)應(yīng)“中等”隸屬度為0.443，微觀環(huán)境也處于一般狀態(tài)。

3.4 自身定位與決策

根據(jù)對(duì)宏觀環(huán)境O1和微觀環(huán)境O2的模糊綜合評(píng)價(jià)，得出該煤礦企業(yè)感知礦山建設(shè)可行性評(píng)價(jià)結(jié)果為(中，中)，處于圖1中的“選擇建設(shè)區(qū)”，即該煤炭企業(yè)可以進(jìn)行感知礦山的建設(shè)，但在建設(shè)過(guò)程中注意規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、把握機(jī)會(huì)。從宏觀環(huán)境來(lái)說(shuō)，在技術(shù)選型上應(yīng)兼顧技術(shù)的先進(jìn)性和成熟穩(wěn)定性，避免盲目追求新技術(shù)而忽略其更新?lián)Q代帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，也應(yīng)考慮技術(shù)在未來(lái)一定時(shí)限內(nèi)不被淘汰；在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)放緩和社會(huì)呼吁降低碳排放的背景下，勢(shì)必會(huì)影響煤炭銷(xiāo)售，煤炭企業(yè)應(yīng)通過(guò)加強(qiáng)內(nèi)部管理、降低運(yùn)營(yíng)成本等措施確保營(yíng)業(yè)收入；在國(guó)家、地方和行業(yè)要求煤炭安全避險(xiǎn)六大系統(tǒng)和支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的背景下，煤炭企業(yè)應(yīng)充分把握這種政策優(yōu)勢(shì)；從微觀環(huán)境來(lái)說(shuō)，煤炭企業(yè)應(yīng)根據(jù)評(píng)估結(jié)果盡快找出自身存在的不足，規(guī)范業(yè)務(wù)流程、完善管理制度、動(dòng)員全員參與，從而確保感知礦山建設(shè)的成功實(shí)施。

4 結(jié)論

感知礦山建設(shè)有利于煤炭企業(yè)實(shí)現(xiàn)兩化融合，保障礦山的安全生產(chǎn)。但煤炭企業(yè)在感知礦山建設(shè)前應(yīng)充分對(duì)其可行性進(jìn)行評(píng)估，由于影響感知礦山建設(shè)的因素有很多，既有企業(yè)所處的宏觀環(huán)境也有企業(yè)自身的微觀環(huán)境，故文章根據(jù)PEST理論構(gòu)建宏觀環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，從“人、財(cái)、物、管”四大要素構(gòu)建微觀環(huán)境評(píng)價(jià)體系，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)宏微觀環(huán)境分別進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)管理方格論的思想，以宏微觀環(huán)境評(píng)價(jià)結(jié)果為坐標(biāo)軸構(gòu)建感知礦山可行性預(yù)評(píng)估方格，并對(duì)各區(qū)域的感知礦山建設(shè)策略進(jìn)行分析。最后以某礦感知礦山建設(shè)可行性評(píng)估為例對(duì)該方法進(jìn)行運(yùn)用，對(duì)該礦感知礦山建設(shè)所處的狀態(tài)進(jìn)行定位并給出建設(shè)建議。

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