楊海明,白 元,阿米熱·夏布哈提

(新疆維吾爾自治區(qū)安全科學技術(shù)研究院,新疆 烏魯木齊 830002)

0 引言

工貿(mào)企業(yè)安全生產(chǎn)基礎(chǔ)相對薄弱,開展雙重預(yù)防體系建設(shè)可有效防范化解生產(chǎn)安全事故的發(fā)生,其建設(shè)質(zhì)量的評估工作不容忽視[1-2]。當前工貿(mào)企業(yè)雙重預(yù)防體系建設(shè)效果評估工作大多是采用查看建設(shè)資料檔案、詢問活動作業(yè)現(xiàn)場人員、企業(yè)負責人匯報相結(jié)合的方式,最后由專家組對企業(yè)雙重預(yù)防體系建設(shè)工作進行現(xiàn)場評估。具體評估方法是專家組對照地方建設(shè)標準,按照標準所賦分值,進行打分量化評估。以本文研究的企業(yè)對象為例,該工貿(mào)企業(yè)作為雙重預(yù)防體系建設(shè)試點單位,建設(shè)成果通過專家組評審后綜合評價得分為92.5分,評估建設(shè)等級為“優(yōu)秀”。由于評估方法缺乏深層次的理論支撐依據(jù),企業(yè)的安全管理還只是局限在標準制定與執(zhí)行層面[3],導(dǎo)致評估結(jié)果可能有一定的主觀性,不足以準確反映企業(yè)雙重預(yù)防體系實際建設(shè)情況。

本文基于層次分析法(AHP)和可拓學理論,將可拓數(shù)學與關(guān)聯(lián)函數(shù)的綜合評價方法應(yīng)用于安全風險評估領(lǐng)域。選取該工貿(mào)行業(yè)試點單位,由專家組對照評估標準對各個階段的二級指標分別進行打分,通過建立物元模型、AHP指標權(quán)重計算、綜合關(guān)聯(lián)度定量研究,對該企業(yè)雙重預(yù)防體系建設(shè)效果開展定量評估,如圖1所示。研究結(jié)果將各指標與其建設(shè)質(zhì)量等級相聯(lián)系,用數(shù)字化形式體現(xiàn)出指標建設(shè)等級的分布規(guī)律,量化出企業(yè)安全風險管理存在的不足,同時該方法評估結(jié)果與專家組評審的結(jié)果具有一致性,表明該評價方法科學合理、客觀實用,更精準地反映了企業(yè)雙重預(yù)防體系建設(shè)狀況,實現(xiàn)了對企業(yè)風險點的定量管控,達到了關(guān)口前移、預(yù)防為主的目的。

圖1 物元可拓模型評價示意圖

1 可拓學理論背景

可拓學是數(shù)學、哲學與工程學交叉的一門新興的橫斷學科,它用形式化模型研究事物拓展的可能性和開拓創(chuàng)新的規(guī)律與方法,并用于處理矛盾問題[4]。通過可拓轉(zhuǎn)換使看似矛盾雙方轉(zhuǎn)化為相互統(tǒng)一的一面,化不相容為相容[5],可拓學以物元為基礎(chǔ)建立物元模型來描述矛盾問題,以物元可拓性為依據(jù),以物元變換作為解決矛盾問題的手段,在可拓集合中,通過建立關(guān)聯(lián)函數(shù)對事物的量變和質(zhì)變過程進行定量描述[6]。

確定待評價物元。本文依據(jù)雙重預(yù)防體系建設(shè)評估標準開展現(xiàn)場調(diào)研評估,得到各指標的數(shù)據(jù),用物元R表示:

(1)

式中,N為事物研究對象(工貿(mào)企業(yè)雙重預(yù)防體系建設(shè)效果),CK為特征(雙重預(yù)防體系建設(shè)效果具體指標),VK為量值(雙重預(yù)防體系建設(shè)指標數(shù)值),其中k=1,2,3…,p,而p為指標數(shù)目。

確定經(jīng)典域。雙重預(yù)防體系建設(shè)的經(jīng)典域即:

(2)

式中,Rj為特征Ci的第j個等級,(aji,bji)是Nj關(guān)于特征Ci的取值范圍,其中i=1,2,3…,n.

確定節(jié)域。其中P為雙重預(yù)防體系評價等級的全體,用矩陣可表示為:

(3)

式中,(aip,bip)為評價指標C1在P條件下的取值范圍,即節(jié)域,其中i=1,2,3…,n.

計算關(guān)聯(lián)度函數(shù)。在可拓數(shù)學中,用關(guān)聯(lián)函數(shù)來描述論域中的元素具有某種性質(zhì)的程度,能真實定量地描述元素具有某種性質(zhì)的程度及其量變和質(zhì)變的過程[7]。將關(guān)聯(lián)函數(shù)可表示為:

(4)

式中,|Xij|=|aij-bij|;

(5)

(I=1,2,3,…,n;j=1,2,3,…,m)

計算綜合關(guān)聯(lián)度。綜合關(guān)聯(lián)度反映的是待評價對象對于不同等級的接近程度。待評價對象對于Nj屬于j類等級的關(guān)聯(lián)度K(Nj)為:

(6)

式中,ai為評價指標的權(quán)重系數(shù),K(Nj)為待評價對象各指標關(guān)于各等級的關(guān)聯(lián)度在考慮指標重要程度情況下的組合值,表示待評價對象在評價等級的程度值。若K(Nm)=max[K(Nj)]. ( j=1,2,3…,m),則對象Nm較優(yōu),即待評對象屬于等級Nm。

2 可拓學在雙重預(yù)防體系建設(shè)效果評估

2.1 確定指標權(quán)重

依據(jù)國務(wù)院安委會辦公室關(guān)于實施遏制重特大事故工作指南構(gòu)建雙重預(yù)防機制的意見、關(guān)于印發(fā)《自治區(qū)標本兼治遏制重特大事故工作實施方案》的通知等文件的具體要求,參照雙重預(yù)防體系建設(shè)評估工作內(nèi)容,制定出新疆自治區(qū)工貿(mào)行業(yè)雙重預(yù)防控制評估標準。評估要點包括:基本要求、風險分級管控體系、隱患排查治理體系等5個一級指標;組織機構(gòu)、全員培訓(xùn)、體系文件、責任考核等21個二級指標,見表1。

表1 雙重預(yù)防體系建設(shè)指標權(quán)重及評分

采用層次分析法確定出各指標的權(quán)重[8-9],通過構(gòu)造兩兩判斷矩陣,求出判斷矩陣最大特征值,將其對應(yīng)特征向量歸一化之后計算出一級指標權(quán)重(見表1)。同理,可計算出各一級指標(b1、b2、b3、b4、b5)下包含的各二級指標(c1～c21)權(quán)重(見表1),經(jīng)檢驗,計算出檢驗系數(shù)CR值均小于0.1,符合一致性檢驗要求。

2.2 確定評價物元

根據(jù)雙重預(yù)防控制評估標準,以專家組評估打分形式,得到該企業(yè)各指標的實際分數(shù)(見表1),確定雙重預(yù)防體系建設(shè)效果待評價物元為:

(7)

通過對企業(yè)不同評估因子的分析,結(jié)合實際建設(shè)的可操作性,將每個指標評估劃分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級,分別代表“優(yōu)秀”、“良好”、“合格”、“不合格”四個相應(yīng)的等級評定標準。其中Ⅰ等級:得分區(qū)間在85-100分;Ⅱ等級:得分區(qū)間在75-85分;Ⅲ等級:得分區(qū)間在60-75分;Ⅳ等級:得分區(qū)間在0-60分(見表2)。

表2 雙重預(yù)防體系建設(shè)效果等級劃分

2.3 確定經(jīng)典域和節(jié)域

根據(jù)公式(2)和(3),得到雙重預(yù)防體系不同評價等級的經(jīng)典域和節(jié)域。

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

2.4 計算關(guān)聯(lián)度,可拓性評價

結(jié)合矩陣運算方法,運用Matlab軟件編程,針對關(guān)聯(lián)度函數(shù)進行計算,實現(xiàn)各指標與不同評價等級的關(guān)聯(lián)度,編程處理過程具體如下:

(1) 構(gòu)造21×4矩陣。

A=[85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;

85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;

85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;

85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;]

(13)

B=[100,85,75,60;100,85,75,60;100,85,75,60;100,85,75,60;100,85,75,60;

100,85,75,60;100,85,75,60;100,85,75,60;100,85,75,60;100,85,75,60;

100,85,75,60;100,85,75,60;100,85,75,60;100,85,75,60;100,85,75,60;

100,85,75,60;100,85,75,60;100,85,75,60;100,85,75,60;100,85,75,60;

100,85,75,60;]

(14)

(2) 構(gòu)造不同等級區(qū)間上下限的21×4求和矩陣C、求差矩陣D。

C=A+B

(15)

D=B-A

(16)

(3) 分別構(gòu)造待評價物元值、權(quán)重值的1×21矩陣

R=[86,90,88,91,92,87,93,90,86,89,95,91,96,95,94,86,80,81,79,83,74]

(17)

W=[0.0200,0.0400,0.0100,0.0100,0.0308,0.1440,0.0786,0.1453,0.0853,0.0288,0.0186,0.0186,0.0500,0.0200,0.1000,0.0500,0.0500,0.0029,0.0200,0.0300,0.0100 ]

(18)

(4) 定義兩個21×4空矩陣P和Q

K=zeros(21,4)

(19)

P=K

(20)

Q=K

(21)

(5) 構(gòu)造節(jié)域上下限的和與差的1×21矩陣(此處節(jié)域的和與差值大小相等)。

E=[100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100]

(22)

(6) 計算所有K值和綜合關(guān)聯(lián)度T

Matlab程序如下:

for j=1:4;

for i=1:21

P(i,j)=abs(R(1,i)-C(i,j)/2)-D(i,j)/2;

if R(1,i)>=A(i,j)&R(1,i)<=B(i,j)

K(i,j)=-P(i,j)/D(i,j);

else

Q(i,j)=abs(R(1,i)-E(1,i)/2)-E(1,i)/2;

K(i,j)=P(i,j)/(Q(i,j)-P(i,j));

end

end

T=W*K;

數(shù)據(jù)處理結(jié)果見表3。

表3 雙重預(yù)防體系建設(shè)指標與各評價等級關(guān)聯(lián)度結(jié)果

由可拓學關(guān)聯(lián)度準則分析可知,關(guān)聯(lián)函數(shù)中正值代表集合內(nèi)的元素與該集合的關(guān)系,數(shù)值越大表示具有某種性質(zhì)的程度越大,數(shù)值越小表示具有某種性質(zhì)的程度越小;負值則代表集合外的元素與該集合的關(guān)系,數(shù)值越大表示越容易轉(zhuǎn)變?yōu)樵撔再|(zhì),數(shù)值越小表示越不容易轉(zhuǎn)變?yōu)樵撔再|(zhì)[10]。據(jù)此可知,表3中各二級指標(c1～c21)建設(shè)情況評估如下:c1～c16指標關(guān)聯(lián)度對應(yīng)建設(shè)等級為Ⅰ級(優(yōu)秀),c17～c20指標關(guān)聯(lián)度對應(yīng)建設(shè)等級為Ⅱ級(良好),c21指標關(guān)聯(lián)度對應(yīng)建設(shè)等級為Ⅲ級(合格)。該研究結(jié)果刻畫出各個指標的建設(shè)質(zhì)量,指出了企業(yè)雙重預(yù)防體系建設(shè)的當前存在的薄弱環(huán)節(jié)。

鑒于該企業(yè)實際研究情況,結(jié)合新疆工貿(mào)企業(yè)雙重預(yù)防體系建設(shè)現(xiàn)狀,進一步分析原因如下:c17指標建設(shè)薄弱是由于工貿(mào)企業(yè)規(guī)模小,涉及重大危險源數(shù)量少,發(fā)生重特大事故相對少,事故頻率低,關(guān)注程度比高危行業(yè)低,企業(yè)思想認識不到位,導(dǎo)致隱患排查比較粗放,工作不深入,安全監(jiān)管力量投入少,對行業(yè)重點工藝環(huán)節(jié)、重大危險源的監(jiān)管要求不高。c18指標是由于中小型工貿(mào)企業(yè)受經(jīng)濟效益、廠區(qū)規(guī)模、生產(chǎn)工藝等因素影響,不愿意投入較多資金自建雙重預(yù)防體系信息管理平臺,大部分企業(yè)依托當?shù)貞?yīng)急管理部門創(chuàng)建的隱患排查治理上報系統(tǒng)進行信息化管理。c19～c21指標屬于持續(xù)改進指標包括的評審、更新以及溝通機制,因為新疆大部分工貿(mào)企業(yè)是首次開展雙重預(yù)防體系建設(shè)質(zhì)量評估工作,沒有形成統(tǒng)一的評估標準,缺乏相應(yīng)的經(jīng)驗,企業(yè)之間對建設(shè)質(zhì)量溝通交流較少,大多數(shù)工貿(mào)企業(yè)忙于追求經(jīng)濟效益,參加評估后的更新建設(shè)工作也難以持續(xù)進行。

最后,將二級指標權(quán)重向量與對應(yīng)的不同等級關(guān)聯(lián)度矩陣相乘,即可得到該試點企業(yè)雙重預(yù)防體系建設(shè)質(zhì)量關(guān)于各評價等級的綜合關(guān)聯(lián)度矩陣T,結(jié)果如下:

Tj=[0.2086,-0.2513,-0.5375,-0.6972] (j=1,2,3,4)

(23)

綜合關(guān)聯(lián)度矩陣Tj(N)的數(shù)值大小可定量的反映企業(yè)雙重預(yù)防體系建設(shè)質(zhì)量在不同評價等級的程度,其中0≤Tj(N)≤1表示被評價對象符合該評價等級的要求,并且其值越大,符合程度越高,-1≤Tj(N)<0表示被評價對象不符合該評價等級的要求,但具備轉(zhuǎn)化為該級標準的條件,并且其值越大,越容易轉(zhuǎn)化。綜上可知綜合關(guān)聯(lián)度最大值為:

max{Tj(N)}=0.2086

(24)

即表示該工貿(mào)企業(yè)雙重預(yù)防體系建設(shè)質(zhì)量總體評價等級j=1,相對應(yīng)的建設(shè)質(zhì)量為Ⅰ級(優(yōu)秀),該結(jié)果從可拓學理論角度出發(fā),運用數(shù)學模型,定量研究出的結(jié)果與評審專家組的評定結(jié)果相一致,是一次有益的探索研究。

3 結(jié)論

(1) 運用可拓學原理對工貿(mào)企業(yè)雙重預(yù)防體系建設(shè)質(zhì)量進行評價,通過評估各個建設(shè)指標,結(jié)果反映出該企業(yè)在信息化管理、持續(xù)改進等指標建設(shè)上還需要進一步加強建設(shè),同時也暴露出對重大事故隱患治理建設(shè)方面還存在薄弱環(huán)節(jié),需引起重視,做到防患于未然。

(2) 通過構(gòu)造物元模型、指標權(quán)重定量化、計算綜合關(guān)聯(lián)度,將可拓數(shù)學原理及方法應(yīng)用在企業(yè)安全風險評估領(lǐng)域,并開展了定量研究,準確地反映了企業(yè)雙重預(yù)防體系的各指標建設(shè)質(zhì)量情況,最終評估結(jié)果與以往專家組評審結(jié)論保持一致,使其評估結(jié)果更具有信服力,有一定的科學應(yīng)用價值,為各類企業(yè)安全風險評估提供了新的思路與方法。