某航天企業(yè)安全生產(chǎn)培訓(xùn)效果評價研究

李珍珍 王志勇 韓晉偉 陳文瑛

（1.首都經(jīng)濟貿(mào)易大學(xué) 管理工程學(xué)院，北京 100070；2.中國空間技術(shù)研究院，北京 100094）

0 引言

人的不安全行為是導(dǎo)致事故發(fā)生的最主要原因，有效的安全培訓(xùn)可以提升工作人員的安全素質(zhì)，增強安全意識，從根本上預(yù)防事故發(fā)生，為確保安全培訓(xùn)的有效性就需要對安全培訓(xùn)效果進行評價。

國內(nèi)學(xué)者關(guān)于安全培訓(xùn)效果的研究主要有：陳嬌等人提出了ISM-聯(lián)系熵安全培訓(xùn)效果評價體系，驗證得到該體系能較客觀地反映安全培訓(xùn)的效果[1-2]。湯偉偉建立基于柯氏理論的企業(yè)培訓(xùn)效果評價指標體系，并運用灰色關(guān)聯(lián)分析法對企業(yè)培訓(xùn)效果進行評價[3]。賀龍等人基于柯氏理論構(gòu)建了安全培訓(xùn)效果評估模型，便于企業(yè)查找安全培訓(xùn)存在的不足、制定針對性改進措施[4]。李宇靜等人將模糊數(shù)學(xué)分析評價與柯氏模型結(jié)合判斷安全培訓(xùn)是否有效[5]。

國外學(xué)者的研究主要集中于VR技術(shù)在安全生產(chǎn)培訓(xùn)中的應(yīng)用。其中包括：Jaselskis等人鼓勵使用VR技術(shù)作為工人培訓(xùn)的方法，應(yīng)用于拖運卡車的預(yù)檢和輸送系統(tǒng)操作程序，來降低事故率，提高生產(chǎn)率，提高工作質(zhì)量[6]。Chen等人提出讓受訓(xùn)人員利用VR系統(tǒng)參與培訓(xùn)互動，完成多個包含指令和任務(wù)的培訓(xùn)模塊，能更好地識別現(xiàn)場危害，強化對事故嚴重性的認識，從而提高學(xué)員安全意識[7]。

國內(nèi)學(xué)者對于安全培訓(xùn)效果模型的研究較多，但將VR技術(shù)用于安全生產(chǎn)培訓(xùn)的效果研究較少。國外學(xué)者將VR技術(shù)應(yīng)用于安全生產(chǎn)培訓(xùn)，但缺乏對其培訓(xùn)效果的詳細研究。本研究采用層次分析法、可拓優(yōu)度評價模型，對某航天企業(yè)VR技術(shù)安全培訓(xùn)及傳統(tǒng)的安全培訓(xùn)的效果進行評價，從而可以為企業(yè)的安全培訓(xùn)模式和培訓(xùn)機制的創(chuàng)新提供了有效的指導(dǎo)和理論支撐，為企業(yè)更好的考核安全生產(chǎn)培訓(xùn)效果提供了評價依據(jù)和標準。

1 安全培訓(xùn)效果評價指標構(gòu)建

為了有效評估VR技術(shù)安全培訓(xùn)效果與傳統(tǒng)安全培訓(xùn)效果的優(yōu)劣，對該企業(yè)在VR技術(shù)培訓(xùn)和傳統(tǒng)方式安全培訓(xùn)過程中影響培訓(xùn)效果的關(guān)鍵因素進行實際調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上，綜合考慮得出影響企業(yè)吊裝作業(yè)及廂式作業(yè)安全培訓(xùn)效果的關(guān)鍵指標。應(yīng)企業(yè)實際要求，由于吊裝作業(yè)比廂式作業(yè)對員工操作要求更高，吊裝作業(yè)安全培訓(xùn)效果評價指標中對員工操作準確率、上崗速度、隱患排查能力、操作流程熟悉程度進行了重點考察。吊裝作業(yè)評價指標較多，為便于權(quán)重確定，分為了兩級指標，見表1、2。

表1 吊裝作業(yè)安全培訓(xùn)效果評價指標體系Tab.1 Evaluation index system of safety training effect for lifting operation

表2 廂式電梯安全培訓(xùn)效果評價指標體系Tab.2 Evaluation index system of safety training effect for van elevator experience personnel.

2 確定安全培訓(xùn)效果評價各指標權(quán)重

采用問卷調(diào)查的形式發(fā)放給20位專家（包括該企業(yè)5名總工程師、10名安全工程師、5名安全培訓(xùn)專家組成）進行打分，收回后利用采用層次分析法[8]計算每一位專家的判斷矩陣結(jié)果，取平均值作為安全培訓(xùn)各評價指標的綜合權(quán)重。安全培訓(xùn)效果評價指標權(quán)重計算結(jié)果，見表3、4。

表3 吊裝作業(yè)安全培訓(xùn)效果評價指標權(quán)重計算結(jié)果Tab.3 Weight calculation results of the safety training evaluation effect index for lifting operation

表4 廂式電梯安全培訓(xùn)效果評價指標權(quán)重計算結(jié)果Tab.4 Weight calculation results of the safety training evaluation effect index for van elevator experience personnel.

3 基于可拓優(yōu)度安全培訓(xùn)效果評價方法建模

可拓學(xué)是蔡文等人于1983年創(chuàng)立的一門新學(xué)科，其中優(yōu)度分析法是可拓學(xué)中重要的分析方法，可從定量和定性的角度對事物進行評價，其基本步驟如下[9]：

（1）確定評價指標SI，劃分安全培訓(xùn)效果評價結(jié)果等級，建立經(jīng)典域R0j、節(jié)域Rp、待評價物元R及權(quán)重矩陣λ。

令評價指標SI={SI1，SI2，…，SIn}，其中SI1=（cj,voj）是特征元，cj是評價特征，Voj是數(shù)量化的量值域，（a0j,b0j），j=1,2,...m。

根據(jù)設(shè)定的評價等級標準，將安全培訓(xùn)評價結(jié)果劃分為y個等級，則經(jīng)典域可表示為：

式中：

N0j—安全培訓(xùn)評價等級；

V0j—等級j在第k個指標上的值域；

（a0jk,b0jk）—指標ck取值范圍的上限和下限，j=1,2,...m，k=1,2,...n。

建立節(jié)域模型為：

式中：

Np—物元系統(tǒng)中安全培訓(xùn)評價等級的全體；

Vpk—指標ck的值域；

（apk,bpk）—指標ck取值范圍的上限和下限，其中p=1,2,...m；k=1,2,...n。

待評物元可表示為：

式中：

N—安全培訓(xùn)評價等級；

Vp—評級等級N所能得到的評價指標ck的量值，其中k=1,2,...n。

權(quán)系數(shù)記為λ=λ1，λ2，λn。

（2）計算安全培訓(xùn)評價指標的關(guān)聯(lián)度，計算安全培訓(xùn)評價指標的規(guī)范關(guān)聯(lián)度；判定安全培訓(xùn)效果評價等級。

評價指標的關(guān)聯(lián)度計算公式為：

其中：

式中：

δ（Vk，V0jk）—量值Vk與V0jk區(qū)間的距；

δ（Vk，Vpk）—量值Vk與Vpk區(qū)間的距。

為了獲得最合適的優(yōu)度，需要將Zj關(guān)于各評價特征的關(guān)聯(lián)度進行規(guī)范化，得到規(guī)范關(guān)聯(lián)度Kij，其計算公式如下：

待評價對象對于Zj的優(yōu)度可以由下式計算，即

4 實例分析

4.1 背景介紹

某航天企業(yè)為更有效提升員工安全生產(chǎn)培訓(xùn)質(zhì)量，減少生產(chǎn)安全事故發(fā)生，引進虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR，結(jié)合科研生產(chǎn)實際，建立廂式電梯乘坐和吊裝作業(yè)地面操作人員兩個互動體驗式系統(tǒng)，采用可拓優(yōu)度模型對VR技術(shù)和傳統(tǒng)方法兩種培訓(xùn)方式的安全培訓(xùn)進行效果評價，有利于企業(yè)更好的考核安全生產(chǎn)培訓(xùn)的效果，從而推動VR技術(shù)在安全生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。

傳統(tǒng)安全培訓(xùn)以傳統(tǒng)的授課模式給作業(yè)人員講授相關(guān)安全知識以達到增強其安全隱患排查能力及事故處理能力的目的。VR技術(shù)安全培訓(xùn)通過VR技術(shù)對企業(yè)中的具體作業(yè)場景進行模擬虛擬還原，讓操作人員在虛擬的作業(yè)場景中進行互動感知，發(fā)現(xiàn)作業(yè)環(huán)境中的安全隱患，并對安全隱患進行排查、消除。VR技術(shù)培訓(xùn)場景，如下圖。

圖 吊裝作業(yè)VR技術(shù)安全培訓(xùn)場景Fig. Safety training scene for lifting operation using VR technology

4.2 問卷調(diào)查

根據(jù)吊裝作業(yè)安全培訓(xùn)效果評價的各單因素評價指標及評分標準，設(shè)計調(diào)查問卷分別對企業(yè)中接受傳統(tǒng)安全培訓(xùn)、VR技術(shù)安全培訓(xùn)的人員進行問卷調(diào)查。最終得到有效傳統(tǒng)安全培訓(xùn)調(diào)查問卷143份（共發(fā)放150份），有效VR技術(shù)安全培訓(xùn)調(diào)查問卷34份（共發(fā)放40份）。

對傳統(tǒng)安全培訓(xùn)問卷與VR技術(shù)安全培訓(xùn)問卷進行信度分析，結(jié)果表明其量表信度理想（傳統(tǒng)安全培訓(xùn)總信度為0.930，VR技術(shù)安全培訓(xùn)總信度為0.982），適合進行研究，每一題項刪除后，總信度值均低于未刪除任何題項的總信度值，說明各題項均能反應(yīng)安全培訓(xùn)效果某些方面內(nèi)容，不需要進行刪減。之后進行效度分析（使用SPSS18.0軟件對數(shù)據(jù)進行KMO檢驗KMO＞0.7，Bartlett檢驗P＜0.05且數(shù)據(jù)分析中提取的成分解釋方差的累計數(shù)值大于50%時，數(shù)據(jù)可以進行效度分析且符合效度要求），該研究中傳統(tǒng)安全培訓(xùn)KMO=0.769＞0.7，P＜0.05，提取的2個成分可以解釋方差的累計貢獻率為79.985%＞50%；VR技術(shù)安全培訓(xùn)KMO=0.832＞0.7，P＜0.05，提取的一個成分可以解釋方差的累計貢獻率為82.302%＞50%，結(jié)果表明量表具有較好的效度，適合進行研究分析。

4.3 可拓優(yōu)度模型應(yīng)用與計算

（1）安全培訓(xùn)效果等級劃分。

根據(jù)安全生產(chǎn)培訓(xùn)效果評價的經(jīng)驗和企業(yè)安全培訓(xùn)的特點，由各單因素評價指標將安全培訓(xùn)效果分為5個等級[5]，見表5、6。

表5 吊裝作業(yè)安全培訓(xùn)效果評價等級分類及各指標參數(shù)值表（無量綱化）Tab.5 Rating classification and parameter value of safety training effect evaluation for lifting operation (dimensionless)

表6 廂式電梯安全培訓(xùn)效果評價等級分類及各指標參數(shù)值表（無量綱化）Tab.6 Rating classification and parameter value of safety training effect evaluation for van elevator experience personnel (dimensionless)

（2）吊裝作業(yè)安全培訓(xùn)效果等級計算。

吊裝作業(yè)傳統(tǒng)安全培訓(xùn)有效調(diào)查問卷共143份，整理出各二級指標參數(shù)值的平均值即為該評價指標所對應(yīng)的參數(shù)值（下同），見表 7。

表7 吊裝作業(yè)傳統(tǒng)安全培訓(xùn)各評價指標參數(shù)值Tab.7 Parameter values of evaluation indicators of traditional safety training for lifting operation

吊裝作業(yè)VR技術(shù)安全培訓(xùn)有效調(diào)查問卷共34份，整理出各二級指標參數(shù)值的平均值即為該評價指標所對應(yīng)的參數(shù)值，見表8 。

表8 吊裝作業(yè)VR技術(shù)安全培訓(xùn)各評價指標參數(shù)值Tab.8 Parameter values of evaluation indicators of VR technical safety training for lifting operation

建立物元經(jīng)典域R以及節(jié)域RP與吊裝作業(yè)傳統(tǒng)安全培訓(xùn)待評價物元R0、吊裝作業(yè)VR技術(shù)安全培訓(xùn)待評價物元R1。

由表3得吊裝作業(yè)安全培訓(xùn)評價指標權(quán)重為：λ1= 0.133，λ2= 0.065，λ3= 0.064，λ4= 0.094，λ5= 0.072，λ6= 0.033，λ7= 0.254，λ8= 0.285。

根據(jù)公式（8）、公式（9），計算每個等級評價指標的優(yōu)度值，見表9、10。

表9 吊裝作業(yè)傳統(tǒng)安全培訓(xùn)優(yōu)度評價結(jié)果Tab.9 Excellent evaluation results of traditional safety training for lifting operation

由以上的計算結(jié)果可以看出吊裝作業(yè)傳統(tǒng)安全培訓(xùn)效果C（Z3）＞C（Z2）＞C（Z4）＞C（Z5）＞C（Z1）其效果等級為一般級別。

表10 吊裝作業(yè)VR技術(shù)安全培訓(xùn)優(yōu)度評價結(jié)果Tab.10 Excellent evaluation results of traditional safety training lifting operation

由以上的計算結(jié)果可以看出吊裝作業(yè)VR技術(shù)安全培訓(xùn)效果為C（Z2）＞C（Z1）＞C（Z3）＞C（Z4）＞C（Z5）其效果等級為較好級別。

（3）廂式電梯安全培訓(xùn)效果等級的計算。

廂式電梯傳統(tǒng)安全培訓(xùn)有效調(diào)查問卷共143份，整理出各二級指標參數(shù)值的平均值即為該評價指標所對應(yīng)的參數(shù)值，見表11。

表11 廂式電梯傳統(tǒng)安全培訓(xùn)各評價指標的參數(shù)值Tab.11 Parameter values of evaluation indicators of traditional safety training for van elevator

廂式電梯VR技術(shù)安全培訓(xùn)有效調(diào)查問卷共143份，整理出各二級指標參數(shù)值的平均值即為該評價指標所對應(yīng)的參數(shù)值，見表12。

表12 廂式電梯VR技術(shù)安全培訓(xùn)各評價指標的參數(shù)值Tab.12 Parameter values of evaluation indicators of traditional safety training for van elevator

對于廂式電梯培訓(xùn)建立物元經(jīng)典域R以及節(jié)域RP與廂式電梯傳統(tǒng)安全培訓(xùn)待評價物元R2、廂式電梯傳統(tǒng)安全培訓(xùn)待評價物元R3。

由表4得廂式電梯安全培訓(xùn)評價指標權(quán)重為：λ1= 0.185，λ2= 0.156，λ3= 0.161，λ4= 0.271，λ5= 0.227。

根據(jù)公式（8）、公式（9），計算每個等級評價指標的關(guān)聯(lián)度和優(yōu)度值，見表13、14。

表13 廂式電梯傳統(tǒng)安全培訓(xùn)優(yōu)度評價結(jié)果Tab.13 Evaluation results of traditional safety training for van elevator

由以上的計算結(jié)果可以看出廂式電梯傳統(tǒng)安全培訓(xùn)效果為C（Z2）＞C（Z3）＞C（Z4）＞C（Z1）＞C（Z5）其效果等級為較好級別。

表14 廂式電梯VR安全培訓(xùn)優(yōu)度評價結(jié)果Tab.14 Evaluation results of t VR technical safety training for van elevator

由以上的計算結(jié)果可以看出廂式電梯VR技術(shù)安全培訓(xùn)效果為C（Z2）＞C（Z3）＞C（Z1）＞C（Z4）＞C（Z5）其效果等級也為較好級別。

（4）效果評價的綜合分析。

由以上計算結(jié)果匯總結(jié)果，見表15。

表15 安全培訓(xùn)效果評價結(jié)果匯總Tab.15 Evaluation results summary of safety training effect

由表15可以得出：

①從培訓(xùn)內(nèi)容上看，對于傳統(tǒng)培訓(xùn)而言，廂式電梯最終的優(yōu)度（較好0.468）比吊裝作業(yè)的優(yōu)度（一般0.143）要好。對于VR技術(shù)培訓(xùn)而言，廂式電梯最終的優(yōu)度（較好0.743）與吊裝作業(yè)最終的優(yōu)度（較好0.713）非常接近。因此，VR技術(shù)安全培訓(xùn)對于兩種作業(yè)方式都比較適用且培訓(xùn)效果相近。兩種培訓(xùn)方式的廂式電梯的優(yōu)度都比吊裝作業(yè)的優(yōu)度要高，特別是在傳統(tǒng)培訓(xùn)方式中廂式電梯的效果要比吊裝作業(yè)好的多。

②從培訓(xùn)方式上看，吊裝作業(yè)VR技術(shù)培訓(xùn)的優(yōu)度等級與優(yōu)度值都明顯好于吊裝作業(yè)傳統(tǒng)安全培訓(xùn)。廂式電梯VR技術(shù)安全培訓(xùn)與其傳統(tǒng)安全培訓(xùn)相比，優(yōu)度等級相同但其優(yōu)度值明顯更高。所以VR技術(shù)安全培訓(xùn)效果在一定程度上要比傳統(tǒng)安全生產(chǎn)培訓(xùn)效果更好。

5 結(jié)論

本研究通過對某航天企業(yè)運用VR技術(shù)和傳統(tǒng)方法兩種培訓(xùn)方式對吊裝作業(yè)人員和廂式電梯體驗人員的安全培訓(xùn)進行效果評價，結(jié)果表明，VR技術(shù)安全培訓(xùn)的效果總體上比傳統(tǒng)安全培訓(xùn)好，企業(yè)在進行安全培訓(xùn)時，應(yīng)盡可能采用VR技術(shù)進行安全培訓(xùn)。但鑒于企業(yè)技術(shù)環(huán)境以及安全培訓(xùn)的時間和成本，對企業(yè)員工進行安全生產(chǎn)培訓(xùn)時，可以采取不同培訓(xùn)方式相結(jié)合的方式進行安全生產(chǎn)培訓(xùn)，對于類似廂式電梯安全培訓(xùn)的理論性較強的培訓(xùn)應(yīng)更多采用傳統(tǒng)安全培訓(xùn)的方式，對于類似吊裝作業(yè)安全培訓(xùn)的實操性強的培訓(xùn)應(yīng)盡可能用現(xiàn)場模擬演練的方式進行培訓(xùn)，使培訓(xùn)效果更好，企業(yè)收獲更大。