感知礦山建設可行性預評估研究：基于模糊綜合評價的實證分析

張長魯，譚章祿

(1.中國礦業大學(北京)管理學院，北京 100083；2.煤炭資源與安全開采國家重點實驗室，北京 100083)

伴隨物聯網技術在煤炭行業的應用，感知礦山建設越來越受到煤炭企業的關注，國內很多礦山如同煤塔山礦、潞安司馬礦、夾河礦等都進行了感知礦山建設實踐，旨在通過物聯網核心技術的應用，實現對礦山運作中安全、生產、經營、管理等各類數據的全面獲取，并以先進的管理理念為指導，通過信息技術、云計算手段，實現各類信息的有效集成和可視化展示，最終實現礦山的安全生產和高效運作[1-3]。感知礦山建設是一項復雜的系統工程，具有技術領域廣、建設周期長、管理難度大、資金投入多等特點，其建設本身具有很大的風險性，煤炭企業只有真正具備實施感知礦山的條件才能夠確保感知礦山的成功建設。因此在進行感知礦山前，煤礦應對自身所處的宏觀環境及自身條件進行充分評估，科學的進行決策，避免貿然進行感知礦山建設。

1 感知礦山建設預評估因素分析

感知礦山建設的上述特點決定了它不僅受到煤礦所處外部宏觀環境的影響同時又受自身所具備的條件限制，因此對感知礦山可行性的預評估應從宏觀環境和微觀環境兩個方面進行考慮。

根據PEST理論，宏觀環境分析主要從政策、經濟、社會和技術四個層面考慮，政策因素主要是指國家、行業和各地區對感知礦山建設的支持程度，當前來看我國對感知礦山建設的政策支持力度較大，黨的十八大報告提出“要堅持走中國特色新型工業化及信息化道路，推動信息化和工業化的深度融合”[4]、同時物聯網技術的發展也已納入國家戰略發展高度，因此當前感知礦山建設的政策環境較好；經濟因素主要是指國民經濟總體發展及煤炭行業所處經濟形勢，伴隨國家放緩經濟發展速度、調整經濟發展結構逐步實行，我國經濟發展質量將得到優化，但發展速度將有所放緩，因此對煤炭的需求量將有所降低，煤炭企業收入將受到很大影響；社會因素主要體現在社會群體對能源消費的態度上，當前人們越來越關注降低碳排放、改善生態環境等問題，國家更加重視風能、太陽能、核能等新能源的利用，降低煤炭在能源消費結構中的比重，因此煤炭消費將受到一定的沖擊；技術因素是指當前感知礦山建設所需的物聯網技術、云計算技術、信息通訊技術的可靠性、先進性及更新速度等，由于當前各類技術在煤炭企業的集成應用處于探索階段且各類設備、技術更新換代快，因此應充分考慮技術因素對感知礦山建設的影響。

感知礦山建設的微觀環境因素主要是從煤炭企業自身角度考慮。首先，由于感知礦山建設周期長、涉及部門廣、技術難度大、管理復雜等特點，感知礦山建設需要高層的大力支持及全體員工的積極配合，同時對員工的信息化素質也有很高的要求；第二，感知礦山建設所需的資金量大且需要長期投入，因此煤炭企業不僅要保證當前的資金充足且應該有穩定的預期收入做支撐；第三，感知礦山建設一般而言應該充分利用先前投資，通過對已有系統的改造集成逐步實現，因此煤炭企業綜合自動化系統集成度、管理信息化普及度及網絡基礎設施影響到感知礦山建設的工程投資和進度；第四，感知礦山無論是在建設過程中還是交付使用后，其運行情況的好壞均受到煤炭企業業務流程規范化程度、管理機構及制度體系完善程度的影響，一個好的系統如果沒有規范化的業務流程為基礎，沒有合理的組織體系和管理制度作支撐，其作用很難發揮，因此管理因素也是感知礦山建設必須考慮的因素。根據以上分析得出影響感知礦山建設的企業內部因素為“人、財、物、管”四方面：人的因素包括企業高層領導特別是一把手對感知礦山建設的支持程度、企業員工的信息化素質、企業員工對感知礦山建設的支持度；財務因素是指企業現有資金的充裕度以及對未來營業收入的預期；物的因素是指煤炭企業原有的各類綜合自動化系統集成度、管理信息化普及度及網絡存儲等基礎設施情況；管理因素主要包括業務流程規范化程度、組織機構設置合理程度和管理制度體系完善程度。

綜上，感知礦山建設可行性預評估因素如表1所示。

表1 感知礦山建設可行性評估體系

2 感知礦山可行性預評估方格論

根據以上感知礦山建設預評估體系可知，評價感知礦山建設可行性的因素較多且不易量化處理，因此擬采用模糊綜合評價方法對宏觀環境和微觀環境進行評價，得出評價結果分別為好、中、差三種情況，根據宏觀和微觀環境評價情況，構建預評估方格，并給出方格各區域感知礦山建設策略。

2.1 感知礦山建設可行性模糊綜合評價

模糊綜合評價是一種基于模糊數學的綜合評價方法，根據隸屬度理論將定性評價轉化為定量評價，能較好的解決模糊的、難以量化的問題，根據問題復雜程度可分為單層模糊綜合評價和多層模糊綜合評價[5]。針對宏觀環境，由于指標體系僅有一層，采用單層模糊綜合評價可得出評判結果，針對微觀環境，由于評價指標體系含兩層，故采用多層模糊綜合評價。

1)確定評價對象。感知礦山建設可行性評價對象分為宏觀環境和微觀環境兩個評價對象，記為O={O1,O2}。

3)確定評語集。根據感知礦山可行性評判實際情況，對宏微觀環境對象的評判采用同一評語集，宏微觀環境都采用差、中、好三個等級。評語集記為V={V1,V2,V3}。

5)構建模糊評價矩陣。模糊評價矩陣是評價對象的各指標因素對評語集的隸屬度映射，即U→V的映射，可通過對煤炭企業主要負責人進行問卷調查獲取。對宏觀環境評判對象O1和微觀環境評判對象O2，記評價矩陣分別記為R1、R2，如式(1)所示。

(1)

6)模糊綜合評價。對宏觀環境對象O1和微觀環境O2做出最終評價，公式為B=W·R，根據最大隸屬度原則確定宏觀環境和微觀環境所處的狀態。

2.2 感知礦山建設可行性評判方格論

根據管理方格理論[6]的思想，以橫軸表示煤炭企業微觀環境狀態，以縱軸表示其所處的宏觀環境狀態，構建感知礦山建設可行性預評估方格如圖1所示。

圖1 感知礦山建設預評估方格

圖1分為9個小區域，九個區域可分為三種情況。第一種情況(Δ標注)為適宜建設區，宏微觀環境狀態分別為(好，好)、(好，中)和(中，好)三個區域，處于該區域的煤炭企業所處的外部宏觀環境有利于感知礦山的建設，且企業內部也具備感知礦山建設的條件，此時煤炭企業應充分把握感知礦山建設機遇，調動內部資源進行感知礦山的建設。第二種情況(○標注)為選擇建設區，宏微觀環境狀況分別為(差，好)、(好，差)和(中，中)，選擇建設區是指煤炭企業應根據實際情況判定建設與否：當其處于(差，好)區域時，此時宏觀環境條件較差，不利于感知礦山建設，但自身具備充分的實施感知礦山的條件，煤炭企業可以進行感知礦山建設但建設過程中必須密切關注各種宏觀環境風險并對其加以規避，也可以暫不進行感知礦山建設而等待宏觀環境改善，建設與否取決于自身感知礦山建設的迫切程度；當其處于(好，差)區域時，表明宏觀環境條件有利于感知礦山建設，但自身嚴重缺乏感知礦山建設的條件，此時不應進行感知礦山建設，而應盡快改善自身的劣勢，待具備實施感知礦山的條件時再進行感知礦山建設；當其處于(中，中)區域時，表明外部宏觀環境和自身條件都處于適中狀態，此時煤炭企業可以進行感知礦山建設，就宏觀環境而言既有機遇也存在一定風險，就自身條件而言既有優勢也有不足，因此在建設過程中應注意識別內外風險加以規避。第三種情況(×標注)為不宜建設區，宏微觀環境包括(差，差)、(中、差)和(差、中)，處于此區域的煤炭企業所處宏觀環境一般或差，不利于感知礦山建設，且自身感知礦山建設所具備的條件也不成熟，此時貿然進行感知礦山建設存在很大的失敗風險，煤炭企業應等待宏觀環境的改善同時不斷完善自身感知礦山建設所必需的條件，向第二中情況區域轉變。感知礦山建設預評估方格區域劃分及優化方向見圖1。

3 感知礦山建設可行性評判實例

現假設某礦要進行感知礦山建設可行性評價，首先采用AHP法確定宏微觀環境指標要素的權重集；其次由該礦主要領導組成評價小組，將各指標要素因素對評價集的隸屬度進行評價，構建評價矩陣；第三，對宏觀環境和微觀環境進行模糊綜合評價計算，確定宏觀環境和微觀環境所處的狀態；最后，定位自身在評判方格中所處的位置，據此做出最終決策。

3.1 基于AHP的權重集確定

由煤炭行業專家針對宏觀環境因素和微觀環境各指標要素的相對重要程度進行對比打分，構造判斷矩陣并進行一致性檢驗。對宏觀環境各影響因素權重的計算如表2所示，最終確定權重集W1=(0.586,0.205,0.102,0.107)。

表2 宏觀環境各指標要素權重計算

表3 微觀環境一級指標權重計算

表4 人因指標影響因素權重計算

表5 財務指標影響因素權重計算

表6 物因指標影響因素權重計算

表7 管理指標影響因素權重計算

3.2 評價矩陣構建

3.3 模糊綜合評價計算

對宏觀環境O1來說，經單層模糊綜合評價可得出評估值，計算如式(2)所示。

B1=W1·R1=

(0.182,0.490,0.328)

(2)

根據最大隸屬度原則，宏觀環境對應“中等”的隸屬度為0.49，因此宏觀環境評價結果為一般。

對微觀環境O2來說，首先應進行一級模糊綜合評價，以人因評價為例，見式(3)。

=(0.128,0.420,0.452)

(3)

同理可得

(4)

最后，對微觀環境進行模糊綜合評價(式(5))。

B2=W2·R2

(5)

根據最大隸屬度原則，微觀環境對應“中等”隸屬度為0.443，微觀環境也處于一般狀態。

3.4 自身定位與決策

根據對宏觀環境O1和微觀環境O2的模糊綜合評價，得出該煤礦企業感知礦山建設可行性評價結果為(中，中)，處于圖1中的“選擇建設區”，即該煤炭企業可以進行感知礦山的建設，但在建設過程中注意規避風險、把握機會。從宏觀環境來說，在技術選型上應兼顧技術的先進性和成熟穩定性，避免盲目追求新技術而忽略其更新換代帶來的風險，也應考慮技術在未來一定時限內不被淘汰；在經濟增長放緩和社會呼吁降低碳排放的背景下，勢必會影響煤炭銷售，煤炭企業應通過加強內部管理、降低運營成本等措施確保營業收入；在國家、地方和行業要求煤炭安全避險六大系統和支持物聯網應用的背景下，煤炭企業應充分把握這種政策優勢；從微觀環境來說，煤炭企業應根據評估結果盡快找出自身存在的不足，規范業務流程、完善管理制度、動員全員參與，從而確保感知礦山建設的成功實施。

4 結論

感知礦山建設有利于煤炭企業實現兩化融合，保障礦山的安全生產。但煤炭企業在感知礦山建設前應充分對其可行性進行評估，由于影響感知礦山建設的因素有很多，既有企業所處的宏觀環境也有企業自身的微觀環境，故文章根據PEST理論構建宏觀環境評價指標體系，從“人、財、物、管”四大要素構建微觀環境評價體系，運用模糊綜合評價法對宏微觀環境分別進行評價，根據管理方格論的思想，以宏微觀環境評價結果為坐標軸構建感知礦山可行性預評估方格，并對各區域的感知礦山建設策略進行分析。最后以某礦感知礦山建設可行性評估為例對該方法進行運用，對該礦感知礦山建設所處的狀態進行定位并給出建設建議。

[1] 張雷,許云良,李剛.感知礦山物聯網在夾河煤礦的建設及應用[J].中國礦業,2012,21(S1):133-135.

[2] 王建強.物聯網在感知礦山建設中的應用研究[J].中國安全生產科學技術,2012(5):178-183.

[3] 張申,趙小虎.論感知礦山物聯網與礦山綜合自動化[J].煤炭科學技術,2012,40(1):83-86.

[4] 十八大報告學習輔導百問編寫組.十八大報告學習輔導百問[M].北京:人民出版社,2012.

[5] 康燕燕.基于模糊綜合評判的企業信息化項目風險評價模型[J].技術經濟與管理研究,2009(5):28-30.

[6] 周三多.管理學[M].北京：高等教育出版社,2010.