基于物元可拓的民航機務維修部門安全管理能力評價

高 揚，甘茂麗，張相和，李敬強

（中國民航大學民航安全研究所，天津 300300）

民航機務維修部門是航空公司安全管理的基本單位，維修差錯是誘發或直接導致民航飛行事故最重要原因之一。根據國際航空運輸協會的統計，航空維修差錯引起的航空事故所占的比例已經由20世紀初的20%上升到20 世紀90 年代的80%［1］。民航局為了有效控制維修導致的飛行事故，要求各機務維修部門實施《維修安全管理體系》，以提高安全管理水平。作為改善民航安全管理狀況的關鍵，機務維修部門安全管理能力的提高有助于完善部門的規章制度、優化部門安全管理資源配置、提高機務維修人員整體水平，因此需全面、正確地衡量和評價民航機務維修部門安全管理能力。

目前，國內外針對安全管理能力的研究主要分為正反兩方面：正面研究成果包括“安全效能”［2］、“安全績效”［3］、“安全管理效能”［4］，強調能力構成要素以及能力提升；反面的研究成果主要集中在“組織錯誤”，從“不安全因素”的角度探討安全管理能力的影響因素，并且研究對象多集中在煤礦［5-6］、電力［7］、建筑［8］等高危行業，針對民航業安全管理能力的研究還未見報道。鑒于此，本文將在上述研究的基礎上，以“不安全因素”為出發點，從能力構成要素方面探討民航機務維修部門安全管理能力，并進行安全管理能力評價。但由于民航維修事故具有數據少、危險源潛伏期長、樣本數據動態變化等特點，導致利用傳統分析方法對機務維修部門安全管理能力進行評價時不夠準確，也過于片面。為了更好地把握能力構成要素變化的過程，正確反映質與量之間的關系，本文基于物元可拓方法對民航機務維修部門安全管理能力進行評價，以期為提升機務維修部門安全管理能力提供決策依據。

1 民航機務維修部門安全管理能力分析

本文在對企業安全管理能力概念［9］進行分析的基礎上，提出了民航機務維修部門安全管理能力的概念。民航機務維修部門安全管理能力是指在維修作業過程中，對由機務人員、設備航材、制度、維修環境等安全資源組成的安全系統進行組織、協調和控制而積累起來的一組知識和技能的集合，是系統安全運行的內在推動力。民航機務維修部門安全管理能力應從以下兩個方面來考察：安全管理能力的靜態特性，即機務維修人員、設備航材、制度、維修環境四個要素組成的安全系統的知識和技能情況；安全管理能力的動態特性［10］，即安全系統要素的動態改善能力［6］。因此，民航機務維修部門安全管理能力可分為以下四個方面：①制度規章及程序安全狀態；②員工安全作業能力；③設備航材安全性能；④環境安全狀態。

本文從組織系統的角度將Reason的思想融入安全管理能力上述四個方面，來探尋民航機務維修部門安全管理能力的具體評價指標。通過Reason模型對事故進行分析（見圖1）可知，任何事故都是由人的不安全行為以及物的不安全狀態導致的［11］，將人的不安全行為與物的不安全狀態稱為顯性失效，顯性失效折射出現實安全管理能力；而人的不安全行為與物的不安全狀態是由不安全行為前提、管理因素、組織因素一連串的失效導致的，因此將不安全行為前提、管理因素、組織因素稱為隱性失效，隱性失效折射出潛在安全管理能力。

圖1 基于Reason模型的事故分析Fig.1 Analysis of accidents based on Reason model

根據指標體系的系統性、科學性、可比性和可行性原則，并結合Reason模型的事故分析，本文利用一種改進的層次分析法（G1法）［12］構建民航機務維修部門安全管理能力評價指標體系，即根據G1法要求設計專家咨詢問卷，通過14位專家意見反饋得到以民航機務維修部門安全管理能力為目標層，以規章制度及程序安全狀態、員工安全作業能力、設備航材安全性能、環境安全狀態為要素層的評價指標體系，詳見圖2。

2 民航機務維修部門安全管理能力評價的物元可拓模型

民航機務維修部門安全管理能力物元可拓評價方法［13-16］是以物元理論和可拓集合作為理論基礎，將安全管理能力、各個評價指標和評價指標的量值組成一個整體來研究，同時結合機務維修部門安全管理能力實際情況，考慮到各評價指標在安全管理能力中的重要性差異，將G1法引入到可拓學理論中來確定各評價指標的權重，并通過計算綜合關聯度和等級變量特征值得出安全管理能力四個主要組成要素的等級以及總體水平。

2.1 確定經典域、節域與待評價物元

物元是以事物、特征以及事物關于該特征的量值三者組成的有序三元組，記為R=（事物，特征，量值）=（N，C，V）。根據物元理論，將經典域物元定義如下：

圖2 民航機務維修部門安全管理能力評價指標體系Fig.2 Evaluation index system for the safety management capacity of aircraft maintenance department in civil aviation

式中：Rj為機務維修部門安全管理能力第j 個同征物元；Nj為機務維修部門安全管理能力的第j 個等級（j=1，2，3，4，5）；ci為機務維修部門安全管理能力的第i 個評價指標（i=1，2，…，n；本文n=25）；vji=（aji，bji）為Nj關于指標ci的量值范圍，即為機務維修部門安全管理能力經典域，其中aji、bji分別為j 等級下ci量值域的上限值和下限值。

取各指標全體等級取值范圍的最大值和最小值，即構成安全管理能力節域物元Rp：

式中：Np為機務維修部門安全管理能力各指標的全體評價等級的量值范圍；vpi=（api，bpi）為Np關于指標ci的量值范圍，即Np的節域，其中api、bpi分別為全體級別中各指標量值取值范圍的最大值和最小值。

對待評價機務維修安全管理能力N0，將所收集的數據信息和分析結果用物元表示，即可得到待評價物元R0：

式中：vi為N0關于ci的量值，即待評價指標的具體數值。

2.2 計算各評價指標的關聯度

關聯度kj（vi）又叫關聯度系數，是一種能夠描述事物之間隸屬關系的量化工具，它可反映待評機務維修部門安全管理能力各指標隸屬于某一等級的程度。待評價事物第i個評價指標關于第j 個評價等級的關聯度為

式中：vi為待評價物元的量值；vji為經典域物元的量值范圍；vpi為節域物元的量值范圍；ρ（vi，vji）為點vi與有限區間vji的距離；ρ（vi，vpi）為點vi與有限區間vpi的距離。

2.3 應用G1法確定各指標的權重

G1法［12］是由東北大學郭亞軍教授提出的一種層次分析法（AHP法）的改進方法，是一種主觀賦權方法，具有計算簡便、直觀、便于應用以及對同一層次中元素的個數沒有限制等優點。G1法確定各指標權重的步驟如下：

（1）專家確定評價指標的序關系：

式中：“＞”的經濟學含義為其左邊的指標相對于某評價準則的重要性程度大于（或不小于）右邊的指標；m 為評價指標相對于某評價準則的個數。

（2）專家給出相鄰指標相對重要程度rk的理性賦值：

（3）計算評價指標的G1法權重：

式中：rt為相鄰指標相對重要程度；wk為第k 個評價指標的G1 法權重；wk-1為第k-1 個評價指標的G1法權重。

2.4 計算綜合關聯度和等級變量特征值

待評價機務維修部門安全管理能力綜合關聯度為

式中：n 為總的評價指標個數；j＊為等級變量特征值，從j＊數值的大小可以判斷出相同等級條件下待評價對象偏向相鄰等級的程度。

2.5 判斷機務維修部門安全管理能力等級

根據關聯度最大識別原則，取綜合關聯度最大值所對應的等級為機務維修部門安全管理能力所屬等級j0：

j0作為機務維修部門安全管理能力整體等級，充分考慮了隸屬關系及安全管理能力組成要素對整個能力評價的影響，從而保證了安全管理能力評價的客觀性和準確性。

3 實例分析

本文以我國某家航空公司機務維修部門為例，對其安全管理能力進行評價。具體評價過程如下：

3.1 確定機務維修部門安全管理能力經典域、節域及待評價物元

依據所掌握的民航機務維修差錯數據，綜合專家意見，并借鑒能力等級劃分的相關研究成果，將機務維修安全管理能力等級設為Nj=｛高、較高、一般、低、很低｝，并采用五分制表示各指標等級。根據式（1），可計算得出某航空公司機務維修部門安全管理能力的經典域物元為

根據式（2），可計算得出該機務維修部門安全管理能力的節域物元為

通過對該航空公司機務維修部門的調研，確定了該機務維修部門安全管理能力各評價指標的物元值，詳見表1。

表1 某機務維修部門安全管理能力各評價指標的物元值Table 1 Matter-element matrix of the safety management capability of an aircraft maintenance department

3.2 計算各評價指標的關聯度

根據式（4）、（5）、（6），可計算得出該機務維修部門安全管理能力各評價指標關于各等級的關聯度，見表2。

表2 安全管理能力各評價指標關于各等級的關聯度Table 2 Indexes of safety management capability and correlation degrees between each level

由表2可以看出，對于待評價機務維修部門安全管理能力而言，指標c14、c22、c23處于“一般”等級；指標c3、c4、c8、c11、c12、c16、c18、c19處于“高”等級；其余指標處于“較高”等級，其結果符合實際情況。

3.3 確定各評價指標的權重

3.4 計算待評價機務維修部門安全管理能力及其四要素的綜合關聯度

根據式（11）至式（14），計算得出待評價機務維修部門安全管理能力及其四個組成要素的綜合關聯度，見表3。

表3 待評價機務維修部門安全管理能力及其四要素的綜合關聯度Table 3 Safety management capability of an aircraft maintenance department and the comprehensive correlation degrees of the four elements

根據最大關聯度識別原則，判斷該機務維修部門安全管理能力四個組成要素的評價等級分別為“高”、“高”、“較高”和“較高”；由等級變量特征值j＊可以判斷該機務維修部門在安全管理能力四個方面的管理水平為B1＞B2＞B3＞B4。待評價機務維修部門總體安全管理能力等級為“較高”，最大綜合關聯度為0.003，說明該機務維修部門整體安全管理水平較高。其評價結果與該航空公司機務維修部門的實際維修差錯率基本一致，說明建立的評價指標體系和評價模型具有可靠性。

雖然待評價機務維修部門安全管理能力等級較高，但仍有部分指標處于不安全狀態（見表2），若不改善“一般”和“低”等級指標項的狀態，將導致機務維修事故發生，從而降低維修部門整體安全管理能力。因此，管理者應高度重視評價等級較低的指標項，發現評價等級有向“低”方向轉變的趨勢時，應立即采取措施加以控制；同時還應加大關鍵要素的安全投入，完善安全管理能力增長機制，從根本上提升機務維修部門的安全管理能力。

4 結論

（1）從組織系統的角度將“Reason”的思想融入到安全管理能力中，挖掘潛在安全管理能力，從機務維修部門安全管理能力組成要素的角度建立了民航機務維修部門安全管理能力評價指標體系。

（2）物元可拓模型是一個多指標的評價系統，可從定性和定量兩個角度描繪機務維修部門安全管理能力，并且采用G1法確定評價指標的權重，考慮了指標的差異性，從而避免了指標權重分配的主觀隨意性，提高了評價的科學性。

（3）應用物元可拓模型進行安全管理能力評價，不僅可以得到總體安全管理能力等級，還可以得到各關鍵指標的等級，可為民航機務維修部門安全管理能力總體評價以及縱向安全管理工作水平的深入評價提供參考。此外，該模型能直觀地體現潛在安全管理能力的量化等級和管理工作中的薄弱環節，有利于監管部門根據評價結果加大對薄弱環節的關注與資源投入，從安全管理能力組成要素方面改善安全管理能力，落實民航機務維修部門的安全管理體系，以提高監管效率。

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