基于灰色理論的化工廠安全管理評價分析

鄒小軍

（廣西中國—東盟青年產(chǎn)業(yè)園管理委員會，廣西崇左532100）

化工廠施工具有技術(shù)水平要求較高、工藝多種多樣的特點，且大多數(shù)安全控制只是單純通過經(jīng)驗，導致安全管理中的不確定性增加。針對化工廠施工及安全管理特點，形成覆蓋化工廠施工及管理全過程的指標體系，并利用科學方法將定性的安全管理經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為定量的數(shù)據(jù)進行分析，找出安全管理短板，改善安全管理現(xiàn)狀。

1 構(gòu)建化工廠安全管理指標體系

影響化工廠安全的因素大體可以分為4類：人、機械設(shè)備、環(huán)境以及管理［1］。其中，環(huán)境包括企業(yè)內(nèi)部小環(huán)境和企業(yè)外部的大環(huán)境。5種影響因素之間的相互影響以及包含關(guān)系見圖1。

圖1影響化工廠安全的因素及其相互關(guān)系

1.1 影響化工廠安全的因素分析

1.1.1 人員因素據(jù)統(tǒng)計，人為因素及管理缺陷導致的安全事故占事故總數(shù)的80%以上［2］，人員的安全思想素質(zhì)、生產(chǎn)技術(shù)水平、生理及心理素質(zhì)、團隊協(xié)作精神是影響安全的主要因素。

1.1.2 設(shè)備因素 機械設(shè)備是除人以外影響安全的最主要因素，其各種工作特性也成為了影響化工廠安全的關(guān)鍵因素。特性包括運行時的可靠性、故障時的可維修性、人員對機械的可操作性，同時還包括機械可運行的時長、以及日常保養(yǎng)[3]。

1.1.3 環(huán)境因素 環(huán)境因素有內(nèi)部作業(yè)環(huán)境、內(nèi)部社會環(huán)境、外部自然環(huán)境以及外部社會環(huán)境4個方面［4］。內(nèi)部作業(yè)環(huán)境包含作業(yè)場所溫度、濕度、噪聲等；內(nèi)部社會環(huán)境包含經(jīng)濟、文化、家庭等；外部自然環(huán)境包含自然災(zāi)害、季節(jié)因素、時間因素等；外部社會環(huán)境包含政治、經(jīng)濟、文化等。

1.1.4 管理因素 在安全事故中，管理因素從表面上看是造成事故的間接原因，但歸根結(jié)底是安全管理上的疏忽造成的［5］。影響化工廠安全的管理因素可從安全組織如方針目標、行政管理；安全文化如價值觀、安全氛圍；安全法規(guī)如規(guī)章制度、作業(yè)標準；安全教育如職工培訓、安全宣傳；安全信息如指令信息、反饋信息等方面進行考慮。

1.2 構(gòu)建化工廠安全管理指標體系

結(jié)合安全管理現(xiàn)狀，通過問卷調(diào)查及統(tǒng)計方法，選出管理人員及施工人員認為更貼近于影響化工廠安全實際的因素，并將其歸類［6］，見圖2。

圖2化工廠安全管理指標體系

2 安全管理評價模型的構(gòu)建

首要任務(wù)是將影響化工廠安全的因素重要性思維量化［7］，其次是利用科學的方法將主觀的安全管理經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為定量的數(shù)據(jù)進行分析［8］，從而找出安全管理短板。

2.1 安全管理評價模型可行性分析

文中利用層次分析法與灰色理論相結(jié)合構(gòu)建安全管理評價模型，首先利用層次分析法確定安全管理因素權(quán)重，然后通過灰色理論評價安全管理水平，找出安全管理短板。層次分析法是一個將多指標、多層次、定性的目標系統(tǒng)模糊量化，測算出各個層次權(quán)重，最終對目標系統(tǒng)作出優(yōu)化決策的方法。適用于多層次交錯指標且目標值難以定量描述的目標系統(tǒng)［9］。層次分析法雖然也可以對多層次機構(gòu)的目標系統(tǒng)作出最終的優(yōu)化決策，但對于需要詳之又細的安全管理，評價結(jié)果還稍顯粗糙。而灰色理論不僅可以更細致地給出目標系統(tǒng)的評價結(jié)果，更能追溯到影響目標結(jié)果的源頭，同時該方法也彌補了對信息判斷非黑即白、部分信息已知部分信息未知的評價方法的缺憾，消減定性指標轉(zhuǎn)化為定量指標過程中的不確定性[10]。因此，文中僅利用層次分析法確定權(quán)重，再通過評價方式更細膩的灰色理論來對安全管理水平進行評價具有可行性。

2.2 層次分析法確定安全管理評價指標權(quán)重

利用層次分析法確定指標權(quán)重步驟如下：

2.2.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型 層次結(jié)構(gòu)模型見圖6。

2.2.2 確定第3層指標的權(quán)重假設(shè)第2層指標Bi所對應(yīng)的第3層指標Ci1，Ci2，…，Cin權(quán)重為wij(j=1，2，…，n），第3層指標Cij兩兩比較重要程度為djp（p=1，2，…，n）。

（1）構(gòu)建判斷矩陣 所謂判斷矩陣，可以看作所有指標之間兩兩重要程度比較的集合。安全管理指標兩兩比較時,用1-9來量化2者同樣重要到1個指標比另1個指標極端重要程度。對比結(jié)果得到判斷矩陣D。

（2）確定第3層指標的權(quán)重 計算第3層指標的權(quán)重實際可看作，第3層指標之間兩兩重要程度比較的集合所形成的特征矩陣所對應(yīng)的最大特征值λmax，以及特征值相對應(yīng)的歸一化特征向量W，使其滿足DW=λmaxW。計算步驟如下：（1）計算矩陣D的每行數(shù)據(jù)乘積Mi；（2）計算乘積Mi的n次方根Wˉi；（3）歸一化處理向量Wˉi；（4）計算最大特征值λmax；（5）檢驗判斷矩陣一致性指標CI；（6）一致性判斷。

綜上，可計算得到第1層指標權(quán)向量W1、W2、W3、W4、W5、W6。

2.2.3 確定第2層指標的權(quán)重參照以上方法，計算出第2層指標權(quán)向量W。

2.3 構(gòu)建灰色理論模型

2.3.1 確定評分等級文中將指標完成程度分成5個等級，評分區(qū)間1-10分。

2.3.2確定評價矩陣k名化工廠技術(shù)人員、管理人員及專家針對化工廠的具體情況,針對安全管理指標體系的第3層指標的完成程度進行評價,由評分組成評價矩陣Gk。

2.2.3 確定白化函數(shù) 目前確定白化函數(shù)的方法均是根據(jù)實際情況，或者參考標準、規(guī)范，依靠經(jīng)驗來判斷。文中通過累計百分率法來確定白化函數(shù)，降低在確定白化函數(shù)過程中的主觀風險。安全管理水平、累積百分率及對應(yīng)的分數(shù)見表1。

表2管理水平、字母表示、累計百分率、分數(shù)的對應(yīng)關(guān)系

白化函數(shù)表達式如下：

第1灰類：e=1、安全管理水平“很低”，白化函數(shù)表達式：

第2灰類：e=2、安全管理水平“較低”，白化函數(shù)表達式：

第3灰類：e=3、安全管理水平“一般”，白化函數(shù)表達式：

第4灰類：e=4、安全管理水平“較高”，白化函數(shù)表達式：

第五灰類：e=5、安全管理水平“很高”，白化函數(shù)表達式：

2.3.4 計算灰色評價系數(shù)評價者針對第3層指標Cij的評價結(jié)果，屬于第e灰類的評價系數(shù)記為Xijk，則該指標的總灰色評價系數(shù)Xij為各灰類評價系數(shù)之和。

2.3.5 計算灰色權(quán)向量及權(quán)矩陣評價者針對第3層指標Cij的評價結(jié)果，屬于第e灰類的灰色評價權(quán)重為得到該指標的灰色評價權(quán)向量為rij。由此得到該指標各灰類的權(quán)向量的集合，即灰色評價權(quán)矩陣Ri。

2.3.6 計算決策權(quán)向量 第2層指標的權(quán)向量為：Bi=Wi×Ri，同理可得化工廠安全管理評價的決策權(quán)向量（第1層向量）為第2層指標權(quán)重與其對應(yīng)權(quán)向量A=W×B。

2.3.7 判斷化工廠安全管理水平所屬灰類 比較決策權(quán)向量A中各元素之間的大小，當aj≥an(n=1,2,3,4,5)時，則管理水平所屬灰類為第j灰類。

2.3.8 安全管理短板分析比較第2層指標權(quán)向量Bi=（bi1,bi1,…,bi5）中bi1,bi1,…,bi5之間的大小，當bij≥bin(n=1,2,3,4,5)時，則第2層指標Bi的管理水平所屬灰類為第j灰類。

3 結(jié)論

針對構(gòu)建了安全管理指標體系，利用層次分析法將主觀的安全管理轉(zhuǎn)化為定量的數(shù)據(jù)，再通過灰色理論對數(shù)據(jù)進行分析，找出安全管理短板，通過實例證實其可行性。該化工廠安全管理評價方法實際的管理工作存在一定的指導作用。