基于層次分析法的特種設(shè)備監(jiān)檢任務(wù)評(píng)價(jià)研究

陳 卓 張 雷 郝永剛 呂 瀟

（重慶市特種設(shè)備檢測(cè)研究院 重慶 401121）

基于層次分析法的特種設(shè)備監(jiān)檢任務(wù)評(píng)價(jià)研究

陳 卓 張 雷 郝永剛 呂 瀟

（重慶市特種設(shè)備檢測(cè)研究院 重慶 401121）

針對(duì)特種設(shè)備監(jiān)檢工作量判定方法不合理的問題，提出了一種基于層次分析法的任務(wù)評(píng)價(jià)策略。利用其量化關(guān)系明確、層次結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)分析科學(xué)的特點(diǎn)，結(jié)合特種設(shè)備監(jiān)檢任務(wù)流程，構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，并給出了相應(yīng)算法，確定了任務(wù)評(píng)價(jià)主要影響因素的權(quán)重值，進(jìn)一步研究了幾種典型產(chǎn)品監(jiān)檢任務(wù)評(píng)價(jià)過程，得出了比較合理的評(píng)價(jià)結(jié)果，有利于提高特種設(shè)備監(jiān)檢工作的公平性和積極性，對(duì)特種設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)的控制具有積極意義。

層次分析法 特種設(shè)備監(jiān)檢 任務(wù)評(píng)價(jià) 權(quán)重

在特種設(shè)備監(jiān)檢過程中，管理者一般會(huì)根據(jù)相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)來判斷不同設(shè)備的監(jiān)檢工作量，并以此為依據(jù)給予不同的任務(wù)分值以及分配日常監(jiān)檢任務(wù)。目前，區(qū)域性的特種設(shè)備監(jiān)檢產(chǎn)品種類較多且情況復(fù)雜，日常任務(wù)量較大，只依據(jù)經(jīng)驗(yàn)并不能很好地衡量監(jiān)檢工作量，容易造成統(tǒng)計(jì)的工作量與實(shí)際工作情況有一定差別，這個(gè)差別會(huì)累積下去，若不及時(shí)糾正，會(huì)直接影響工作質(zhì)量及工作積極性，增加特種設(shè)備監(jiān)檢工作的安全風(fēng)險(xiǎn)［1］。因此，需要通過科學(xué)的方法對(duì)特種設(shè)備監(jiān)檢任務(wù)進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)，以提高任務(wù)統(tǒng)計(jì)和分配的公平性。

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡(jiǎn)稱AHP）是一種利用較少的定量信息使決策思維的過程數(shù)學(xué)化，從而為多目標(biāo)、多準(zhǔn)則或無結(jié)構(gòu)特性的復(fù)雜決策問題提供簡(jiǎn)便的決策方法。它根據(jù)問題的性質(zhì)和要達(dá)到的目標(biāo)分解出問題的組成因素，并按因素間的相互關(guān)系將因素層次化，組成一個(gè)層次結(jié)構(gòu)模型，然后按層分析，最終獲得最低層因素對(duì)于最高層（總目標(biāo)）的重要性權(quán)值［2］。AHP比較適合于具有分層交錯(cuò)評(píng)價(jià)指標(biāo)的目標(biāo)系統(tǒng)，而且目標(biāo)值又難于定量描述的決策問題。有學(xué)者運(yùn)用AHP研究特種設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)管理和安全評(píng)價(jià)體系［3，4］，取得了良好的效果。鑒于此，筆者引入AHP研究特種設(shè)備監(jiān)檢任務(wù)評(píng)價(jià)過程，以便更好地解決工作量統(tǒng)計(jì)及分配問題［5］。

筆者利用AHP量化關(guān)系明確、層次結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)分析科學(xué)的特點(diǎn)，與特種設(shè)備監(jiān)檢任務(wù)過程有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建了體現(xiàn)目標(biāo)、對(duì)象、因素三者關(guān)系的層次結(jié)構(gòu)模型，通過問卷調(diào)查和統(tǒng)計(jì)計(jì)算，建立了層次間的判斷矩陣，進(jìn)一步求得相關(guān)矩陣的最大特征值及其所對(duì)應(yīng)的特征向量，確定了監(jiān)檢任務(wù)主要影響因素的權(quán)重系數(shù)以及幾種典型產(chǎn)品監(jiān)檢任務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)果，為特種設(shè)備監(jiān)檢任務(wù)的統(tǒng)計(jì)和派遣策略提供科學(xué)的評(píng)價(jià)方法。

1 監(jiān)檢任務(wù)評(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)建模

依據(jù)AHP對(duì)特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)任務(wù)進(jìn)行分析。首先根據(jù)監(jiān)檢任務(wù)過程，將影響工作的主要因素進(jìn)行歸納、梳理，并結(jié)合不同的任務(wù)對(duì)象，形成一個(gè)完整的層次結(jié)構(gòu)模型，然后利用AHP原理和方法，將系統(tǒng)分析歸為層次間的重要性排隊(duì)問題，并通過統(tǒng)計(jì)、矩陣運(yùn)算，最終得出監(jiān)檢任務(wù)的評(píng)價(jià)結(jié)果［6］。

AHP層次結(jié)構(gòu)建立的原理是將決策的目標(biāo)、考慮的因素（決策準(zhǔn)則）和決策對(duì)象按它們之間的相互關(guān)系分為目標(biāo)層（最高層）、準(zhǔn)則層（中間層）和方案層（最低層）。所有的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、計(jì)算分析都是以層次結(jié)構(gòu)模型為基礎(chǔ)，它構(gòu)件的是否科學(xué)，直接影響最后結(jié)論的合理性［7］。

層次結(jié)構(gòu)模型的建模過程，實(shí)際上就是將特種設(shè)備監(jiān)檢任務(wù)系統(tǒng)化、層次化、模型化的過程，如圖1所示［8］。筆者首先以任務(wù)評(píng)價(jià)為目標(biāo)層；然后經(jīng)過對(duì)特種設(shè)備監(jiān)檢任務(wù)流程的分析，結(jié)合實(shí)際工作情況，在深入研究、歸納的基礎(chǔ)上，本著合理性、通用性的基本原則，將準(zhǔn)則層分為5個(gè)方面：任務(wù)執(zhí)行過程、任務(wù)準(zhǔn)備過程、任務(wù)持續(xù)時(shí)間、任務(wù)檢查情況、任務(wù)完成質(zhì)量，這一層代表了監(jiān)檢任務(wù)的主要影響因素［9，10］。最低層代表的是不同的監(jiān)檢對(duì)象，筆者以起重機(jī)械分類為例，將其中的塔式起重機(jī)、施工升降機(jī)、橋門式起重機(jī)、廠內(nèi)機(jī)動(dòng)車輛以及簡(jiǎn)易升降機(jī)列為方案層元素，這幾種產(chǎn)品都具有典型的代表意義，且根據(jù)經(jīng)驗(yàn)難以給出較為準(zhǔn)確的任務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)論。

圖1 層次結(jié)構(gòu)模型

其中，針對(duì)特種設(shè)備起重機(jī)械的監(jiān)檢任務(wù)流程，準(zhǔn)則層具體說明如下：任務(wù)執(zhí)行過程C1：現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)檢過程的復(fù)雜性及難易程度，還包括發(fā)現(xiàn)問題的多少等；任務(wù)準(zhǔn)備過程C2：任務(wù)所涉及的資料審查、核實(shí)、整理及報(bào)告撰寫等內(nèi)容；任務(wù)持續(xù)時(shí)間C3：從接到任務(wù)到提交報(bào)告經(jīng)歷的時(shí)間，影響任務(wù)效率；任務(wù)檢查情況C4：及發(fā)現(xiàn)問題的概率、整改后現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、資料核查等情況；任務(wù)完成質(zhì)量C5：涉及報(bào)告審查過程，報(bào)告出現(xiàn)錯(cuò)誤多少及嚴(yán)重程度影響對(duì)任務(wù)過程的判定。

2 評(píng)價(jià)權(quán)值參數(shù)確定

2.1 構(gòu)建準(zhǔn)則層與目標(biāo)層之間的比較矩陣

依據(jù)AHP的分析過程，要求得準(zhǔn)則層的五個(gè)因素對(duì)目標(biāo)層重要度的權(quán)重排序，需要建立因素間對(duì)目標(biāo)層的成對(duì)比較矩陣，得出其特征向量，并驗(yàn)證以及歸一化處理。通過對(duì)監(jiān)檢過程進(jìn)行大量的調(diào)研和分析，參照AHP數(shù)量標(biāo)度表，以調(diào)查問卷形式，使一線工作人員對(duì)起重機(jī)械監(jiān)檢過程的各構(gòu)成部分的相對(duì)重要性進(jìn)行了表達(dá)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)后，建立了以下成對(duì)比較矩陣A。

通過矩陣運(yùn)算可得到矩陣A的最大特征值λmax=5.1993；相應(yīng)的特征向量W=［0.8664，0.4314，0.0765，0.1959，0.1381］T。

用最大特征值對(duì)應(yīng)的特征向量作為被比較因素對(duì)上層因素影響程度的權(quán)向量，其不一致程度越大，引起的判斷誤差越大。因此，比較矩陣最大特征向量求得后，需要進(jìn)行一致性驗(yàn)證，以確保各構(gòu)成部分的相對(duì)重要性表述是可靠的。根據(jù)AHP，可以用λmax-n數(shù)值的大小來衡量A的不一致程度，當(dāng)每個(gè)比較矩陣的隨機(jī)一致性比率CR都滿足CR小于0.10時(shí)，比較矩陣一致性驗(yàn)證通過［11］。一致性驗(yàn)證公式如下：

式（1）代入λmax后得CI=0.049825；隨機(jī)一致性指標(biāo)查表得RI=1.12，根據(jù)式（2），得CR=0.044＜0.1，通過一致性檢驗(yàn)。對(duì)特征向量值W進(jìn)行歸一化處理得到的權(quán)向量W0=［0.5072，0.2420，0.0448，0.1147，0.0808］T，W0即為任務(wù)影響因素對(duì)目標(biāo)影響程度的權(quán)重值。

2.2 構(gòu)建方案層與準(zhǔn)則層之間的比較矩陣

同樣以調(diào)查問卷形式，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，構(gòu)建了分別以準(zhǔn)則層元素為基礎(chǔ)，方案層元素之間的成對(duì)比較矩陣B1～B5，并分別計(jì)算矩陣，得出相應(yīng)的最大特征值和特征向量，再根據(jù)式（1）和式（2）進(jìn)行經(jīng)過一致性驗(yàn)證，CR都小于0.1，通過一致性驗(yàn)證，然后對(duì)特征向量進(jìn)行歸一化處理，計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 矩陣計(jì)算結(jié)果匯總

（續(xù)表）

其中，W1～W5即為方案層元素起重設(shè)備對(duì)準(zhǔn)則層任務(wù)影響因素影響程度的權(quán)向量，再根據(jù)任務(wù)影響因素對(duì)目標(biāo)影響程度的權(quán)向量W0，最終求得方案層元素對(duì)目標(biāo)Z影響程度的權(quán)向量Wz=［0.4621，0.2290，0.1914，0.0418，0.0649］T。

2.3 權(quán)重的歸一化及修約

為了更加簡(jiǎn)潔清楚地表達(dá)方案層元素起重設(shè)備對(duì)目標(biāo)Z影響程度的權(quán)值，需要對(duì)Wz進(jìn)行歸一化處理，重新計(jì)算得到權(quán)向量Wz=［11.5，5.75，4.75，1，1.5］T，進(jìn)一步修正后可得到起重機(jī)械監(jiān)檢任務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)果，如表2所示。

經(jīng)專業(yè)人員討論，一致認(rèn)為該評(píng)價(jià)結(jié)果較為合理地表達(dá)了監(jiān)檢任務(wù)，比依據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的方法更加能夠說明實(shí)際工作情況，該評(píng)價(jià)方法也可以應(yīng)用到其它監(jiān)檢任務(wù)評(píng)價(jià)過程中。

表2 起重機(jī)械監(jiān)檢任務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)果

3 結(jié)論

本文根據(jù)特種設(shè)備相關(guān)起重機(jī)械的監(jiān)檢過程特點(diǎn)，利用層次分析法，研究了相應(yīng)的監(jiān)檢任務(wù)評(píng)價(jià)方法，通過確定任務(wù)持續(xù)時(shí)間、任務(wù)資料審查及報(bào)告撰寫、任務(wù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)檢等準(zhǔn)則層主要因素，建立了詳細(xì)的層次分析模型，并通過問卷方式統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，構(gòu)造各層次的判斷矩陣，最后計(jì)算出任務(wù)權(quán)重比值，該結(jié)果受到相關(guān)專家及工作人員的認(rèn)可，證明了該方法的科學(xué)性和合理性，對(duì)監(jiān)檢任務(wù)的分配和統(tǒng)計(jì)具有很高的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)特種設(shè)備安全風(fēng)險(xiǎn)的控制具有積極意義。

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［10］ TSG Q7015—2008 起重機(jī)定期檢驗(yàn)規(guī)則［S］.

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Study on Mission Evaluation of the Special Equipment Supervision and Inspection Based on AHP

Chen Zhuo Zhang Lei Hao Yonggang Lv Xiao
（Chongqing Special Equipment Inspection and Research Institute Chongqing 401121）

Aiming at the unreasonable evaluation of the special equipment supervision and inspection work，a mission evaluation method based on analytic hierarchy process （AHP） is proposed. According to the characteristics of clear quantitative relationship simple structure and science of systematic analysis， and combining with the mission fl ow， the layer structure model is established. Through analyzing the corresponding algorithm， the weights of the main infl uence factors of the mission evaluation is given. In further research on the process of evaluation of several typical products inspection work， the fi nal evaluation results is considered more reasonable， which show that the method can help to improve the fairness and the enthusiasm of special equipment supervision and inspection work，and to provide the positive signifi cance of special equipment safety risk control.

AHP Special equipment inspection Mission evaluation Weights

X941

B

1673-257X（2015）05-53-03

10.3969/j.issn.1673-257X.2015.05.011

陳卓（1984～），男，碩士，檢驗(yàn)員，主要從事機(jī)電類特種設(shè)備檢測(cè)技術(shù)工作。

2014-12-24）