基于DEA方法的化工企業安全投資效率分析

查京民，馬 保

基于DEA方法的化工企業安全投資效率分析

查京民，馬 保

（天津大學，天津 300072）

隨著全國經濟發展以及企業安全意識的提高，化工安全已經越來越受到重視。從安全投入產出角度，分析了化工企業安全投資現狀，并對安全投資的分類和安全投資效益的計算進行了全新界定；同時將DEA模型引入企業的安全投資分析中，構建了企業安全投資 CCR模型以評價化工企業安全投資效率，最后通過實證分析驗證了 DEA模型應用的有效性，并發現合理的投資比例能有效提高企業安全投資效率。本研究為安全投資決策提供了一個嶄新的分析角度，對安全投資決策的科學制定和安全投資結構的優化都有一定的幫助，對化工企業進行安全管理和安全投資決策提供了理論指導。

化工企業；DEA模型；安全投資；安全效益

化工生產具有易燃、易爆、高溫、高壓等特點，而且原材料和產品多為有毒有害物質。因此在生產過程中存在著大量的安全隱患，任何裝置缺陷、管理疏漏、個人違章等，都有可能造成安全事故。化工企業想要提高安全生產效益，就必須減少因事故造成的停產、人生傷亡、職業病等損失。這些都依賴于企業的安全投資來實現。所以，深入分析安全投資，樹立決策者的安全經濟觀，調整投資比例，提高安全投資效率，已成為安全生產的關鍵因素影響和制約著企業的發展。

對于化工企業安全生產，國內外多名學者做了分析。Meei-shia Chen等[1]針對國內職工健康安全管理體制，討論了在職工勞動安全衛生投入方面，工廠管理者的影響因素；李健等[2]針對 2011-2013中國危險化學品事故做了統計分析；趙雯蔚等[3]對化工企業節能減排的投資效率做了分析；張杰等[4]對安全投入和安全效益的關聯關系做了定性分析；王曉穎等[5]將 DEA模型應用建筑業安全管理效率評價；楊波[6]等用DEA模型對企業安全投資做了分析。從已研究可以看出，將 DEA模型應用的到安全生產，從安全投資比例角度研究化工企業安全投資效率較為欠缺。所以，作者通過DEA方法研究化工企業安全投資效率，使管理者直接認識到安全生產的效益，對于提高安全生產效率，降低安全生產損失有重要意義。

1 化工企業安全投資現狀分析

化工企業安全生產的目的首先是避免或減少人員的傷亡及職業病的發生[7]；其次是使生產設備免遭毀壞以及提高勞動生產效率；再次是消除或減少環境危害，使我們的生存環境免遭破壞，從而增加人類的整體利益。然而對于一個企業來講，從企業利益角度出發，它考慮的是如何實現經濟利益的最大化，如果安全投資之后，能夠改善勞動條件，提高勞動生產效率，產生明顯安全效益，經營者是很愿意進行這種投資的。但是安全投資屬于隱性成本，與企業的其他經營性投資不同，經濟效益不能直接反應出來，有時一項安全投資的效率不能在當年產生，例如化工企業某年進行工業防毒防塵工程建設，屬于安全技術投資，主要用于各類事故和職業病的預防，其安全投資效率肯定不會在當年產生。所以很多化工企業在安全投資方面都不愿意給予足夠的投資。從目前安全生產形勢上分析，導致企業這種安全投資現狀的主要原因如下所示[8]：

（1）安全投資意愿不足。管理者在安全生產方面的態度即安全投資意愿，也就是說管理者為了防止事故的發生，合理的增加安全投資的意愿。我國安全事故頻發，事故總量居高不下，重大安全事故在一些不發達的地區也時有發生，主要原因是長期以來企業安全欠賬，安全投入嚴重不足。由此我們不難發現引發安全事故的主要根源之一是安全欠賬。

（2）安全投資能力差。企業決策者通過安全經營活動對安全投資進行分析、規劃、實施和審核的能力即為安全投資能力。安全投資能力差主要表現在投資結構不合理，沒有有效的、方便的安全投資結構分析方法使得安全投資的方向非常的困難。目前AHP分析法、灰色系統關聯分析法等都是安全投資方向決策分析的主要方法，但是這些分析法遠遠不能滿足實際工作中人們的需求。因此在實際工作中人們往往依賴于歷史經驗和主觀偏好來進行安全投資決策，這樣必然不能合理的把握投資結構，也不能使得資源充分利用。也就是說企業有一定的安全投資，但事故的發生的概率仍然很高。

（3）安全投資效益差。安全投資的效益具有潛在性、間接性、長效性、滯后性、等復雜特性[9]，加上安全投入產出率低，經濟效益差，因此很難引起一個決策者的投資興趣。企業都是以盈利為目的的，不可能無限制的對安全做出投資，安全投資的效益是投資者必須要考慮的問題。但是即使投資者知道安全投資的諸多特性，在長期不佳的投資情況下，導致安全投資效益低下，大大降低了投資者的投資意愿。

2 化工企業安全投資模型的構建

Charnes和W.W.Copper等人于1978年提出了一種評價多指標的決策單元效率的方法，即數據包絡分析[10]。在處理多指標決策單元效率的問題上DEA與其它統計方法相比有很明顯的優勢，首先不需考慮各指標之間的函數關系，其次不需做任何人為的權重假設，再次不需預先估計參數，而且評價結果只依賴于輸入與輸出數據，無需考慮量綱，這樣就解決了層次分析處理主觀性的弊病[11,12]。

2.1 化工企業安全投資和安全投資效益構成

化工企業安全投資是指企業在安全生產活動中所投入的人力、物力、財力的總和。但是對此說法我國學者尚未達成統一觀點。筆者在總結現有文獻的基礎上，并考慮多方面因素，如統計數據收集等，對化工企業安全投資進行了全新的界定，確定化工企業安全投資項目為安全技術措施投資、安全衛生投資、安全教育投資以及勞動防護用品投資[13]。

化工企業安全投資效益指的是在企業生產經營活動中，管理者為了防止和減少事故發生、降低職業病的發生和降低經濟損失，由安全投資所帶來的各種收益[14]。但是安全投資效益不同于企業其他經營性投資效益，往往是長期的潛在的隱性效益。我們在實際數據的統計中，只能得到一組事故發生的經濟損失值。因此，我們利用收集到的經濟損失值中的最大值減去其它數值，這樣就得到一組新的數據，可以將這組新數據視為經濟減少額，我們可以用這組數據作為安全投資效益的代理變量，即安全效益[15]。

上述安全投資因素與安全投資效益關系很復雜，分別從不同的方面影響著企業的安全投資效益。因為相同額度的安全投資，由于投資項目分配比例不同，其投資效益差別非常大。因此，通過DEA方法找出不同的投資比例對投資效益的影響，能夠有效的提高化工企業安全投資效率。在DEA模型的選擇上，筆者考慮要定量分析安全投入與產出的值，所以最終擇選了基于輸出的DEA模型。

2.2 DEA模型的建立

（1）假定有n個決策單元（DMUJ) ，每一個決策單元都有s種類型投資輸入和m種類型投資輸出。用mjx 表示DMUJ第s項投資輸入，sjy 表示DMUJ第m項投資輸出，則每一個DMUJ的相對有效性分別用輸入向量和輸出向量表示為

（2）以全部決策單元加權后的投入與產出之比小于1作為約束條件，并且以一個決策單元加權后的投入與產出之比最大作為目標，建立企業安全投資的C2R 模型：

利用Charnes-Cooper變換，令：

則分式規劃轉化為線性規劃的最優化模型：

其對偶規劃模型（加入松弛變量S+及S-）：

（3）用dea-solver5.0軟件對公式（4）中各數據求解。

（4）針對化工企業安全生產的實際問題，我們需要對θ的大小進行分析。根據決策單元值θ的大小，為安全投資的合理性進行判斷，為安全投資覺得提供依據。

從求解結果我們不難看出假若某一個決策單元的θ= 1，則表示這個決策單元為DEA有效。其有效的經濟意義是除非改變其他類型的輸入輸出大小，或者增大其他類型的輸入或者減少其他類型的輸出，否則安全產出不可能再增加。

3 實例分析

3.1 數據來源

根據界定的化工企業安全投入產出指標體系，搜集了某廠2004-2012年間安全分項投資和事故經濟損失的相關數據如表1所示。

表1 某廠安全分項投資及安全效益數據統計表 (萬元)Table 1 A factory safety subentry investment and safety benefit data statistics

為了更直觀的反應上表各數據之間的關系，我們將各年的安全總投資和安全效益反應在一個折線圖中，如圖1。

圖1 安全總投資與安全效益對比折線圖Fig.1 Total investment and safety benefit contrast line chart

從上圖中能夠看出，該企業從04年到12年的安全總投資走勢，每年的投資額度都有所增加，但安全效益曲線卻有著起伏變化，其中2007，2009，2011年安全效益有所降低。

3.2 實證結果分析

根據表1的數據，利用dea-solver5.0軟件計算出基于DEA模型的化工企業安全管理效率，其分析結果如表2所示。

（1）從表2的數據結果看出，從2004年到2012年中，效率值為1的決策單元共兩個，分別是2008年、2010年。說明這兩年DEA模型C2R有效，其各項安全投資得到了較為合理組合配置，安全投資效率處于先進水平。從安全效益的角度分析，2008年的安全效益為65.7萬元，而2010年僅為28.7萬元，明顯2008年各項投資比例要優于10年，因此，投資者應該更關注2008年投資比例，給今后的安全生產帶來一定的參考價值。

表2 C2R模型分析結果Table 2 C2R model analysis results

（2）2011年，其分析結果為0.230，為DEA無效，但是其總投資卻高達164.4萬元，說明該年度各項安全投資的分布結構不合理。由實際數據分析，造成這種結果的原因為該年的安全衛生投資為14.2萬元及安全教育為9.7，為歷史最低水平。首先說明化工企業屬于高污染行業，其原材料及產品多為有毒有害物質，因此安全衛生投資對安全效益尤為重要。其次說明化工企業安全生產經營活動中，安全教育的重要性，因為在整個生產活動過程中,人是第一要素，如果安全生產教育不到位，將大大增加事故發生的概率。

（3）2007年效率值為0.548，2009年效率值為0.871，這兩組數據都沒有處于有效生產的前沿上，所以安全效益值出現了明顯的低谷。說明安全投資沒有得到充分的利用,投資比例不合理。

4 結 論

（1）本文研究的重點是安全投資能否發揮應有的效益，筆者通過構建化工企業安全投資指標體系，并且應用DEA方法中的CCR模型對某化工企業近十年安全投資的相對有效性進行了實證分析。從實證結果可以看出將 DEA模型引入到化工企業安全投資分析中，能夠直觀明顯的反應出各年投資比例，投資者可以根據歷年數據分析結果，安排下一年安全投資結構，具有廣闊的應用前景。

（2）通過分析化工企業的安全投資現狀，可知大多數企業安全投資意識薄弱、投資效率低下、投資意愿不足。化工企業要想提高企業競爭力，實現綜合效益最大化，就必須選擇科學的投資方法，確定正確的投資方向，以及增強安全投資的意識和能力。

（3）建立DEA中的C2R模型，可以利用θ的大小來比較化工企業安全投資相對有效性，并通過改善投資的比例，來提高安全管理效率，對化工企業安全投資有一定的指導意義。

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Analysis on the Safety Investment Efficiency of Chemical Enterprise Based on DEA Method

ZHA Jing-min，MA Bao
（Tianjin University, Tianjin 300072，China）

With the economic development and safety awareness improving, chemical safety has been obtained increasing attention. In this paper, from the view of security input-output, status of chemical enterprise security investment was analyzed, the classification of the security investment and the calculation method of effective security investment were discussed. In order to evaluate the chemical enterprise security investment efficiency, DEA model was introduced into the safe investment analysis to build enterprise security investments CCR model. The result shows that reasonable investment ratio can effectively improve the efficiency of enterprise security investment. This article provides a new analytical perspective to the safe investment decision, and can help chemical companies to improve security management.

Chemical companies; DEA model; Security investment; Security benefit

TQ 086

： A

： 1671-0460（2015）04-0744-04

2014-11-07

查京民（1955-），男，江蘇南京人，天津大學管理與經濟學部副教授，主要從事職業健康與安全&項目管理等方面的研究。E-mail：zjmtju@tju.edu.cn。