基于差異矩陣的石油工程HSE管理差異性分析*

熊靜宜 梁偉 張來(lái)斌 雷文章 萬(wàn)又鋮

1中國(guó)石油大學(xué)（北京） 機(jī)械與儲(chǔ)運(yùn)工程學(xué)院

2中國(guó)石油安全環(huán)保技術(shù)研究院

近些年中國(guó)石油海外業(yè)務(wù)不斷發(fā)展壯大，隨之體現(xiàn)出的與國(guó)際先進(jìn)石油公司的差距也越來(lái)越明顯[1]。找到國(guó)內(nèi)外石油公司HSE管理的差異，建立與國(guó)際慣例接軌的HSE體系，才能促進(jìn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展[2]。要尋求適應(yīng)海外的發(fā)展路徑，應(yīng)在了解外部環(huán)境的同時(shí)，從內(nèi)部形成完整的發(fā)展思路[3]。齊金酈等[4]通過(guò)對(duì)CNODC海外項(xiàng)目HSE管理人員學(xué)歷、國(guó)別等信息的調(diào)查研究，提出了設(shè)置海外項(xiàng)目HSE獨(dú)立總監(jiān)、加強(qiáng)HSE管理隊(duì)伍建設(shè)的措施。崔文彩等[5]將大數(shù)據(jù)作為分析工具應(yīng)用到海洋石油變更管理，從根本上提高了HSE的管理水平。王瑞文[6-8]等從HSE的管理模式、工作的布置落實(shí)、承包商管理等方面對(duì)國(guó)內(nèi)外石油企業(yè)HSE管理差異性進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)的整改意見。此外，常用的差異分析方法還有全差異矩陣法[9-10]（TDM）、歐氏距離法[11]以及對(duì)比分析法等。然而這些分析方法不夠形象直觀，不能同時(shí)從多維角度對(duì)差異性進(jìn)行分析，更難以形成規(guī)范化的工具，為安全管理提供決策支持。鑒于此，提出了具有嚴(yán)格圖形模型的基于差異矩陣（Difference Matrix，DM）的HSE管理差異性分析方法；結(jié)合HSE管理的特點(diǎn)和HSE體系的重點(diǎn)，研究當(dāng)前HSE管理差異性分析的關(guān)注點(diǎn)，確定差異矩陣的兩個(gè)指標(biāo)；以差異指標(biāo)的等級(jí)為基礎(chǔ)，確定差異度等級(jí)，給出不同差異度等級(jí)的特點(diǎn)，建立差異矩陣模型，以期可以從二維角度直觀地對(duì)HSE管理差異性進(jìn)行分析，并形成規(guī)范化的工具。

1 差異矩陣

1.1 差異指標(biāo)的確定

國(guó)際上倡導(dǎo)的HSE體系管理是要素管理模式[12]，由于國(guó)內(nèi)外企業(yè)進(jìn)行HSE體系管理時(shí)參照的標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)等不同，造成了HSE管理體系要素存在較大差異。以國(guó)際安全評(píng)級(jí)系統(tǒng)（ISRS）為例，共包含了15個(gè)要素和119個(gè)子要素[13]，這些要素綜合了ISO9001、ISO14001和OHSAS18001的要求，并且對(duì)不同評(píng)估等級(jí)必選的子要素做出了明確的說(shuō)明。中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中石油”）作為國(guó)內(nèi)最先引進(jìn)HSE理念的企業(yè)，結(jié)合國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，建立了Q-SY 1002.1企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為其國(guó)內(nèi)項(xiàng)目和海外項(xiàng)目的HSE管理依據(jù)，共包含7個(gè)要素和29個(gè)子要素。

HSE管理體系的要素管理模式，作為保證企業(yè)安全生產(chǎn)的有效手段，為企業(yè)的HSE管理提供了目標(biāo)和期望。一套科學(xué)合理、完善可靠的要素體系，才能夠評(píng)估企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和管理方法的合理性，為企業(yè)管理制度的原則提供決策依據(jù)，因此要素體系應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：①以戴明循環(huán)（PDCA）作為理論基礎(chǔ)，通過(guò)不斷的循環(huán)實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)，綜合反映HSE運(yùn)行現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)；②為方便進(jìn)行定量表征，HSE體系要素要可測(cè)量，并且應(yīng)在現(xiàn)有的技術(shù)條件下可以獲得和運(yùn)算，即可操作性強(qiáng)；③要素之間不應(yīng)是相互孤立的，應(yīng)將企業(yè)的職業(yè)健康、安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)等作為整體考慮，各級(jí)要素之間相互聯(lián)系、相互作用，系統(tǒng)全面地反映評(píng)價(jià)對(duì)象的多種特征。

由此，將評(píng)價(jià)企業(yè)的HSE體系要素與ISRS要素的差異作為差異矩陣的一個(gè)指標(biāo)，以標(biāo)定HSE管理在理念、管理方法等方面的差異。

建立全面、科學(xué)的HSE要素體系，還需要對(duì)HSE體系的運(yùn)行狀況進(jìn)行分析。學(xué)者們從領(lǐng)導(dǎo)的承諾、員工的意識(shí)和理念、組織機(jī)構(gòu)、培訓(xùn)和能力[14]，以及管理模式[15]等方面對(duì)國(guó)內(nèi)外HSE進(jìn)行對(duì)比分析，實(shí)際就是對(duì)HSE要素體系的實(shí)施運(yùn)行情況進(jìn)行分析[16]。明確HSE體系運(yùn)行的績(jī)效水平，可以充分了解當(dāng)前HSE各要素的實(shí)施狀況，找到管理短板，實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)。

依照上述內(nèi)容，定義決定差異度的兩個(gè)指標(biāo)：海外項(xiàng)目采用的HSE體系要素內(nèi)容與國(guó)際石油公司采用的先進(jìn)的HSE體系要素的差異度( )Sd；項(xiàng)目HSE評(píng)估得分與HSE體系要素標(biāo)準(zhǔn)分值的差異度(Ed)。

1.2 差異度計(jì)算

項(xiàng)目HSE評(píng)估得分與標(biāo)準(zhǔn)分值差異度的計(jì)算，首先需要評(píng)審專家結(jié)合經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)走訪勘查、和員工溝通、查閱相關(guān)文件記錄等程序，依照HSE體系要素的評(píng)估指南[13]，對(duì)項(xiàng)目的HSE運(yùn)行質(zhì)量進(jìn)行打分，記作Esi，HSE體系要素的標(biāo)準(zhǔn)分值記作Tsi，兩者之間的差異度采用歐氏距離[17]來(lái)描述。為了更好地反應(yīng)不同要素對(duì)結(jié)果不同程度的影響，在歐氏距離的計(jì)算過(guò)程中，引入要素的權(quán)重w，改進(jìn)后的歐氏距離的計(jì)算公式如下

式中：i=1，2，...，n，n是HSE子要素?cái)?shù)量。

項(xiàng)目采用的HSE體系要素與ISRS要素之間的差異度(S d)，是一個(gè)由定性指標(biāo)向定量分值的轉(zhuǎn)化過(guò)程。對(duì)該項(xiàng)進(jìn)行分析之前，首先要對(duì)兩個(gè)體系有足夠的認(rèn)知和了解，尤其明白項(xiàng)目的業(yè)務(wù)重點(diǎn)，才能有針對(duì)性地對(duì)兩者進(jìn)行比較，得到更加客觀的結(jié)果。計(jì)算海外項(xiàng)目采用的HSE體系要素內(nèi)容與ISRS的HSE體系要素內(nèi)容之間的差異時(shí)，由專家對(duì)其采用的7個(gè)要素和29個(gè)子要素與ISRS的15個(gè)要素和119個(gè)子要素進(jìn)行對(duì)比，并采用打分的方式得到對(duì)比結(jié)果：要素內(nèi)容及其包含的子要素內(nèi)容描述完全相同得1分，不含有要素及其子要素內(nèi)容得0分，含有要素內(nèi)容但是要素內(nèi)容并不完全相同，則按照子要素內(nèi)容的相似程度得分在（0，1）區(qū)間，得到項(xiàng)目HSE體系要素的差異度Sdi（i=1，2，...，15）。則最終項(xiàng)目HSE體系要素與ISRS體系要素的差異度計(jì)算式如下

1.3 差異矩陣

將差異矩陣定義為一個(gè)五元組：

Ed為項(xiàng)目得分與標(biāo)準(zhǔn)分值差異度；Sd為項(xiàng)目HSE要素與ISRS要素差異度；QE為Ed的差異度等級(jí)，QE=[卓越級(jí)，優(yōu)秀級(jí)，良好級(jí)，基礎(chǔ)級(jí)，啟動(dòng)級(jí)]；QS為Sd的差異度等級(jí)，QS=[極小，較小，一般，較大，極大]；D為綜合QE和QS得到的差異度等級(jí)，D=[Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ]。表1給出了一般的差異矩陣形式。

表1 差異矩陣模型Tab.1 Model of difference matrix

差異度分為五個(gè)等級(jí)，采用不同的顏色表征差異度的程度。

（1）Ⅰ級(jí)，采用綠色表征，表示低差異度等級(jí)。該等級(jí)說(shuō)明企業(yè)建立了較為健全的、科學(xué)的HSE要素體系，并且企業(yè)的各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和員工都能自覺地實(shí)現(xiàn)HSE管理要求，企業(yè)的HSE管理水平已與國(guó)際先進(jìn)水平處于同一等級(jí)。該等級(jí)需要采取一定的措施，使差異度維持在該范圍。

（2）Ⅱ級(jí)，采用青綠色表征，表示中差異度等級(jí)。該等級(jí)說(shuō)明建立的HSE要素體系可能不夠系統(tǒng)、健全，或者是企業(yè)的各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、員工能夠通過(guò)自覺的行為實(shí)現(xiàn)大部分HSE管理要求，企業(yè)一貫采用和堅(jiān)持了良好的HSE實(shí)踐做法，并得到了第三方審核機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。該等級(jí)需要采用一定的措施保證差異等級(jí)不繼續(xù)上升。

（3）Ⅲ級(jí)，采用黃色表征，表示較高差異度等級(jí)。該等級(jí)說(shuō)明企業(yè)建立了HSE要素體系，但是內(nèi)容不健全、不系統(tǒng)，存在一定缺陷，或者是企業(yè)的絕大部分人員落實(shí)了HSE的絕大部分要求，但HSE表現(xiàn)不盡如人意，部分管理要求需要依賴紀(jì)律來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者是二者兼具。該等級(jí)要求采取一定措施降低差異度等級(jí)。

（4）Ⅳ級(jí)，采用橙色表征，表示高差異度等級(jí)。該等級(jí)說(shuō)明企業(yè)建立的HSE體系要素內(nèi)容不夠完善、系統(tǒng)，或者是企業(yè)的人員清楚他們的職責(zé)、作用和權(quán)限，但缺乏以身作則的自覺性，部分HSE要求未能完全落實(shí)，或者二者兼具。該等級(jí)要求采取一定的措施使得差異度等級(jí)降低到可以接受水平。

（5）Ⅴ級(jí)，采用紅色表征，表示極高差異度等級(jí)。該等級(jí)說(shuō)明企業(yè)建立的HSE體系要素內(nèi)容不夠完善、系統(tǒng)，并且管理層只關(guān)注了HSE管理要求的幾個(gè)要素，缺乏全面提升HSE管理的計(jì)劃，體系文件不夠健全，HSE標(biāo)準(zhǔn)和制度還不夠系統(tǒng)，缺乏自覺執(zhí)行行為，員工基本依賴“本能”進(jìn)行作業(yè)。該等級(jí)要求必須采取措施降低差異度等級(jí)。

1.4 差異矩陣分析方法

輸入：QS各等級(jí)對(duì)應(yīng)的分值、QE各等級(jí)對(duì)應(yīng)的分值。

輸出：D。

采用DM進(jìn)行差異分析具體步驟如下：

（1）確定QS、QE不同等級(jí)對(duì)應(yīng)的分值范圍。

（2）對(duì)項(xiàng)目的HSE運(yùn)行情況進(jìn)行評(píng)分，采用歐氏距離進(jìn)行分析計(jì)算，得到Ed的等級(jí)。

（3）依據(jù)Sd的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)要素差異進(jìn)行分析，等到Sd的等級(jí)。

（4）綜合Ed和Sd的等級(jí)，結(jié)合建立的差異矩陣模型得到差異度D。

2 實(shí)例分析

以中石油海外某項(xiàng)目為例進(jìn)行差異分析。該項(xiàng)目屬于石油上游項(xiàng)目，主要從事石油天然氣勘探開發(fā)等工作。

項(xiàng)目采用的HSE要素及其分值如表2所示。

依據(jù)各要素的分值和歐氏距離的算法，給出QE 的分值區(qū)間： QE=[24，47，95，142，236]；依據(jù)項(xiàng)目采用的要素?cái)?shù)量和ISRS要素?cái)?shù)量，綜合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，確定QS的分值區(qū)間：QS=[3，6，9，12，15]。建立DM如表3所示。

由專家結(jié)合評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[11]對(duì)項(xiàng)目HSE體系運(yùn)行情況進(jìn)行評(píng)分，得到29個(gè)子要素運(yùn)行質(zhì)量數(shù)據(jù)：[290，60，140，50，55，40，105，97，87，50，35，40，170，100，20，50，120，80，80，380，90，120，120，50，20，40，30，105，110]。

表2 某項(xiàng)目HSE要素及分值Tab.2 Factors of HSE and corresponding values of a project

表3 某項(xiàng)目差異矩陣分析Tab.3 Difference matrix of a project

采用公式（1）進(jìn)行計(jì)算，得到Ed=53.01。結(jié)合QE的分值區(qū)間，得到項(xiàng)目HSE運(yùn)行得分與標(biāo)準(zhǔn)分值之間差異等級(jí)為“良好級(jí)”。

結(jié)合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，由專家判斷得到Sd1～Sd15的數(shù)值 ， Sdi=[0.8， 0.8， 1.0， 0.1， 0.9， 0.1， 0.8，0.6，0.7，0.8，0.9，0.9，0.7，0.9，0.9]，依據(jù)公式（2），得到Sd=10.9，由此可以判斷項(xiàng)目采用的HSE要素與ISRS要素的差異等級(jí)為“較小級(jí)”。綜合Sd和Ed，參照表1給出的差異矩陣模型，得到差異度D=Ⅱ。

差異度等級(jí)為“Ⅱ”，表明該項(xiàng)目建立了較為全面、系統(tǒng)的HSE管理體系，要素的內(nèi)容科學(xué)合理，可以反應(yīng)項(xiàng)目多方面的特征，但是，在執(zhí)行上還有一部分要素要求未落實(shí)，部分HSE要求員工沒有自覺實(shí)施，需要依賴紀(jì)律等強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)。在今后的管理中心需要結(jié)合要素評(píng)分找到管理短板，有針對(duì)性地制定措施，提高HSE管理效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

（1）針對(duì)當(dāng)前研究國(guó)內(nèi)外HSE管理差異方法不夠直觀，不能同時(shí)從多維角度對(duì)差異性進(jìn)行分析，未形成規(guī)范化工具的現(xiàn)狀，提出了基于差異矩陣HSE管理差異性分析方法。

（2）結(jié)合HSE管理的特點(diǎn)和HSE體系的重點(diǎn)，研究當(dāng)前HSE管理差異性分析的關(guān)注點(diǎn)，確定差異矩陣的兩個(gè)指標(biāo)Ed、Sd；以差異指標(biāo)的等級(jí)為基礎(chǔ)，確定差異度等級(jí)，結(jié)合差異矩陣模型描述不同差異度等級(jí)的特點(diǎn)。

（3）以中石油某海外項(xiàng)目為例，確定QS、QE不同等級(jí)對(duì)應(yīng)的分值，進(jìn)行差異分析結(jié)果表明，差異矩陣是一種直觀、有效的差異性分析方法，并且可以為HSE的持續(xù)改進(jìn)提供依據(jù)。