基于FAHP的電力裝備制造企業安全標準化研究

宋兵?劉寧?楊立新

摘要：為了合理評價電力裝備制造企業的安全標準化等級，參考“國家電網裝備制造企業安全生產標準化管理規范”，提取18個一級指標和84個二級指標，建立了相應的評價指標體系，并采用層次分析法和模糊綜合評判法有機結合的方式，建立了基于模糊層次分析法（FAHP）的電力裝備制造企業安全標準化評價體系，從而提升了電力裝備制造企業的安全標準化管理水平。最后通過對某電力裝備制造企業的安全標準化體系進行模糊綜合評價，驗證其可行。

關鍵詞：電力裝備制造企業；安全標準化；模糊層次分析；模糊綜合評價

作者簡介：宋兵（1960-），男，江蘇南通人，南京南瑞集團公司安全質量部副主任，高級工程師；劉寧（1978-），男，江蘇南京人，南京南瑞集團公司安全質量部安全監察處安全主管，工程師。（江蘇 南京 211102）

中圖分類號：F273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）15-0184-03

電力裝備制造企業經過近幾年的快速發展，經營范圍及產品類別在不斷擴大，單位和員工數量隨之不斷增加，研發的產品及服務對電網安全穩定運行的影響也越來越明顯。電力裝備制造企業具有以下特點：領域和地域非常分散；危險源的分布及安全風險各不相同；企業安全理念及生產管理模式存在巨大差異；員工素質有差異；企業技術裝備水平差異性較大。上述特點導致目前對電力裝備制造企業安全標準化管理水平的評價不夠客觀和全面，以致出現嚴重的層次差別，嚴重影響了行業安全的規范化管理。為此，本文以“國家電網裝備制造企業安全生產標準化管理規范”為依據，[1]提取并建立相應的評價指標體系，采用將層次分析法及模糊綜合評判法相結合的模糊層次分析法（FAHP）來確定各級指標的權重值，最終建立了基于FAHP的電力裝備制造企業安全標準化評價模型。

一、層次分析法

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP）是將半定性、半定量問題轉化為定量問題的有效途徑，它將各種因素層次化，并逐層比較多種關聯因素，為分析和預測事物的發展提供可靠的定量依據。[2]層次分析法（AHP）的基本思路是：將復雜的問題分解成多個組成要素，將這些因素按照一定的規則進一步分解，主要是按照目標層、準則層、指標層進行排列組合，形成有序的梯級層次結構，將問題條理化、層次化，對每一層次的各要素進行兩兩比較，并引入0，1，3簡單比率標度法構造出判斷矩陣，[3]通過計算判斷矩陣的最大特征值及特征向量，得到各層次要素對上層次某要素的重要性次序，從而建立權重向量。

1.層次模型

本文根據體系結構，建立了由18個一級指標和84個二級指標組成的層級模型。

第一，安全生產方針、目標和計劃（0.02）：安全生產方針、目標和計劃的制定C1；目標的分解與落實C2；目標的監督與考核C3。第二，組織機構和職責（0.03）：安全生產委員會C4；安全生產監督管理機構和人員C5；安全生產責任制C6。第三，安全管理例行工作（0.05）：安全生產例會C7；安全數據報送C8；安全生產監督檢查C9；安全性評價C10；安全簡報C11。第四，安全生產投入（0.03）：安全生產投入的提取C12；安全生產投入計劃C13；安全生產費用的使用和監督C14。第五，法律法規與安全生產規章制度（0.05）：法律法規與標準規范C15；安全生產規章制度C16；安全操作規程C17；評估和修訂C18；文件和檔案管理C19。第六，教育培訓（0.05）：教育培訓管理C20；各級人員安全教育培訓C21；安全文化建設C22。第七，車間、班組安全管理（0.05）：車間安全管理C23；班組安全管理C24。第八，相關方安全管理（0.02）。第九，設備設施安全管理（0.12）：生產設備設施管理C25；安全設備設施管理C26；特種設備管理C27；設備設施安全要求C28。第十，作業安全（0.15）：作業安全管理C29；作業環境管理C30；作業風險控制一般要求C31；典型作業風險控制C32；交通安全C33；餐飲安全C34；安全保衛C35；基建安全C36；消防安全C37；電氣安全C38；安全標志標識C39。第十一，危險源管理（0.03）：一般要求C40；重大危險源管理C41。第十二，安全隱患管理（0.05）：一般要求C42；隱患分級C43；隱患排查C44；隱患治理C45；信息報送C46；督辦機制C47。第十三，職業健康（0.05）：職業健康管理C48；職業危害告知和警示C49；職業危害作業管理C50；職業健康防護措施C51；職業健康監護C52；職業危害申報C53；勞動防護用品C54；工傷管理C55；職業病管理C56。第十四，應急管理（0.05）：應急管理與投入C57；生產應急機構和隊伍C58；應急預案C59；應急設施、裝備、物資C60；應急培訓、演練與評估C61；事故救援C62。第十五，產品質量安全（0.10）：一般要求C63；一、二次設備產品質量安全管理C64；軟件產品質量安全管理C65；產品質量安全管理的監督檢查C66。第十六，信息安全（0.10）：一般要求C67；規章制度C68；信息安全管理責任制C69；人員管理C70；設備管理C71；信息機房建設、管理要求C72；通信和操作管理C73；信息系統訪問控制C74；信息系統安全開發和維護C75；保密管理C76；信息安全審計與督察C77。第十七，事故信息報送和調查處理（0.03）：基本要求C78；事故報告C79；事故調查C80；信息報送C81。第十八，安全績效評定和持續改進（0.02）：安全績效考核C82；安全生產獎懲C83；持續改進C84。

2.構造判斷矩陣

根據所建立的層次模型，采用0，1，3簡單標度法（見表1），將同一目標下的同一層指標因素對于上一層目標因素的重要度進行兩兩比較，建立判斷矩陣。該判斷矩陣反映了各個因素相對于上一層目標的重要性。

表1 0，1，3簡單標度法取值的含義

標度 含義

0 兩個要素相比，前者沒有后者重要

1 兩個要素相比，同等重要

3 兩個要素相比，前者比后者重要

3.權重計算及一致性檢驗[4]

（1）權重值計算步驟：

求判斷矩陣各行元素之積Mi：

計算Mi的n次方根：

歸一化處理：

即為所求的特征向量，分別為各指標的權重系數。

（2）一致性檢驗步驟：

計算判斷矩陣的最大特征值：

計算一致性指標：

計算隨機一致性比例：

式中：RI為判斷矩陣的平均隨機一致性指標。當CR<0.1時，所建立的矩陣符合一致性。

國網公司內部已給出18個一級指標的權重系數，因此，本文根據以上步驟直接研究二級指標的權重系數，現以作業安全的二級指標層為例，某位專家對11個因素的重要性進行兩兩比較，認為C29>C30>C31>C34>C32>C33>C35>C36>C37>C38>C39，將數據加工處理后，可得初始判斷矩陣及其積分。根據各指標所得積分，得到作業安全層的積分行矩陣：

將所得的積分行矩陣C輸入到MATLAB程序中。計算結果如下：

根據程序運算結果，判斷矩陣的一致性滿足要求，則B10二級指標層權重為：

對3位專家給出的初始判斷矩陣，進行上述計算過程可以得到每個指標的11個權重數，取平均值即得每個指標的最終權重值，見表2。

表2 作業安全層二級指標平均權重計算表（W10）

權重 C29 C30 C31 C32 C33 C34 C35 C36 C37 C38 C39

專家1 0.143 0.179 0.057 0.071 0.011 0.046 0.070 0.044 0.025 0.208 0.146

專家2 0.168 0.214 0.077 0.032 0.038 0.041 0.033 0.045 0.022 0.199 0.131

專家3 0.156 0.181 0.081 0.046 0.029 0.051 0.048 0.039 0.032 0.174 0.163

平均權重 0.156 0.191 0.072 0.05 0.026 0.046 0.05 0.043 0.026 0.194 0.146

二、模糊綜合評價

模糊綜合評價是模糊數學的一種具體應用方法。[5]模糊綜合評價就是考慮與被評價事物相關的各個因素，對其所作的綜合評價。該方法的優點是：數學模型簡單，容易掌握，對多因素、多層次的復雜問題評判效果比較好，是別的數學分支和模型難以代替的方法。下面對模糊綜合評價的指標集、評價集、以及一級模糊綜合評價和二級模糊綜合評價進行了介紹。

1.建立指標集

指標集即與被評價對象相關的各種指標的集合，是對應于層次分析結構中目標因素下各子因素的集合。

2.建立評價集

評價集是評價對象評語的集合。專家對電力裝備制造企業安全標準化體系進行評價時，把評價等級分為：“一級”“二級”“三級”“不合格”，相對應的分數段為：大于等于90，小于100；大于等于80，小于90；大于等于70，小于80；小于70，即評價集V=（一級，二級，三級，不合格）。

3.構造評判矩陣隸屬度

（1）

式中，Ri表示對i個因素的評價結果；Rij表示i個評價因素對第j個評價等級的隸屬度，即i因素具有j的程度，它反映了評價因素與評價等級之間用隸屬度表示的模糊關系；n表示評語集中評價等級的數目；m表示被評價因素的數目。

4.一級模糊綜合評價

一級模糊綜合評價是對一級指標的綜合評價，其評價步驟為：通過專家打分，得到一級指標單因素的一級評判矩陣Ri（i=1，2，…..18）；將所得的Ri與Wi進行模糊矩陣運算。公式如下：

（2）

式中：i=1，2，…..18；●是模糊算子；yi為一級指標單因素的評價向量。

5.二級模糊綜合評價

二級模糊綜合評價是基于一級模糊綜合評價結果，對二級指標的綜合評價。[6]其評價步驟為：通過一級模糊綜合評價，得到二級評判矩陣R；將所得R與第一層次的權重進行模糊矩陣運算，得到目標層對于評價集的評價值Y。公式如下：

（3）

三、實例

現組織10位專家按照安全標準化管理體系的84個二級指標，針對某電力裝備制造企業安全標準化體系的建立和運行情況進行評價。并根據專家評價法給出的每個指標評語等級，將結果歸一化后求出不同評語等級的隸屬度。例如，專家根據作業安全實施的實際情況，對其二級指標層進行評定，結果見表3。

表3 作業安全二級指標層評價表（R10）

一級指標 權重 二級指標 安全等級

好 較好 一般 差

10.作業安全 0.15 作業安全管理 0.2 0.2 0.4 0.2

作業環境管理 0.1 0.2 0.5 0.2

作業風險控制一般要求 0 0.3 0.4 0.3

典型作業風險控制 0.1 0.1 0.6 0.2

交通安全 0.4 0.3 0.3 0

餐飲安全 0.3 0.3 0.3 0.1

安全保衛 0.2 0.6 0.2 0

基建安全 0.3 0.3 0.4 0

消防安全 0 0.4 0.5 0.1

電氣安全 0.1 0.3 0.2 0.4

安全標志標識 0.2 0.4 0.3 0.1

根據二級指標權重Wi和一級評判矩陣Ri，進行一級模糊綜合評價。

同理，由式（1）和二級指標的權重可得其余一級指標評價等級的隸屬度。

利用一級模糊評價的結果，進行二級模糊綜合評價，由（3）式得：

按照最大隸屬度原則，上述結果表明，該電力裝備制造企業的安全等級為“較好”。為了便于比較，把上述綜合評價結果轉換成分值，根據V={一級，二級，三級，不合格}={90～100，80～90，70～80，0～70}={95 85 75 35}（取中位數），則評價結果的分值為：

V=0.270×95+0.385×85+0.243×75+0.102×35=80.17

根據模糊綜合評價，該企業的得分為80.17分，由體系的評價等級可知，該企業為安全標準化二級企業。這與“安全標準化考核評分標準”所得的結果是相符的，也反映了該企業的實際安全生產管理現狀。

四、結論

第一，模糊綜合評價法和層次分析法的數學模型在電力裝備制造企業安全生產標準化評價體系中的應用研究，充分考慮了實際生產中的每個不安全指標，明確了各級指標在體系中的重要程度，并最終將所有指標量化，體現了此評價方法的模糊性，符合電力裝備制造企業的實際情況。

第二，通過實際案例證明了安全標準化體系的合理性，說明安全標準化體系的建設和運行有助于提高企業的安全管理水平和管理績效。

參考文獻：

[1]國家電監會.關于印發《電網企業安全生產標準化規范及達標評級標準》的通知（2012）[EB/OL].http：//www.12398.gov.cn/html/information/717803214/717803214201200111.shtml.

[2]張武，王宇峰，蘇振宇，等.AHP在電力職工培訓項目質量測評中的應用[J].中國電力教育，2013，（2）.

[3]譚小群.基于風險的化工園區安全容量評估模型及應用研究[D].廣州：華南理工大學機械與汽車工程學院，2011.

[4]袁梅，張義平，王作強.基于層次分析法的非煤礦山安全標準化評價體系[J].礦業與開發，2010，30（3）：99-102.

[5]姜鵬程，李元戎.火電廠企業文化建設成果的模糊綜合評價模型[J].中國電力教育，2009，（2）.

[6]董韜.基于二級模糊綜合評價的電網規劃項目經濟風險評價[J].中國電力教育，2007，（4）.

（責任編輯：孫晴）