石油企業(yè)HSE審核權(quán)重賦分方法
——基于G1法和熵權(quán)法

李昊陽(yáng) 欒國(guó)華 宋云娟 儲(chǔ)勝利 秦 夢(mèng)

1. 中國(guó)石油大學(xué)(北京)機(jī)械與儲(chǔ)運(yùn)學(xué)院, 北京 102249; 2. 中國(guó)石油安全環(huán)保技術(shù)研究院, 北京 102249; 3. 中國(guó)石油冀東油田分公司開發(fā)技術(shù)公司, 河北 唐山 063200

0 前言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,中國(guó)工業(yè)生產(chǎn)安全水平也逐步提高。以中國(guó)石油集團(tuán)公司為代表的石油企業(yè)引用吸收HSE管理技術(shù)，規(guī)范企業(yè)安全生產(chǎn)管理,并發(fā)布實(shí)施了Q/SY 1002.1《健康、安全與環(huán)境管理體系第一部分:規(guī)范》等系列化企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[1]。HSE管理體系運(yùn)行內(nèi)涵是基于“計(jì)劃(Plan)-實(shí)施(Do)-評(píng)審(Check)-改進(jìn)(Action)”的PDCA循環(huán)管理,而作為循環(huán)管理的重要環(huán)節(jié),“評(píng)審”對(duì)于完善HSE管理體系的作用非常關(guān)鍵。近年來(lái),中國(guó)石油集團(tuán)公司在下屬企業(yè)推行了一年兩次的HSE量化審核工作,取得了良好的實(shí)踐效果[2-5]。隨著HSE量化審核工作的逐步推進(jìn),在審核指標(biāo)體系權(quán)重設(shè)計(jì)上發(fā)現(xiàn)存在“指標(biāo)重點(diǎn)不突出、賦權(quán)重方法單一”等技術(shù)問(wèn)題,阻礙了HSE量化審核工作的完善提升。本文在對(duì)比分析多層級(jí)評(píng)估指標(biāo)體系賦分權(quán)重的基礎(chǔ)上,提出了一種集主客觀賦權(quán)法優(yōu)點(diǎn)的G1法和熵權(quán)法相結(jié)合的權(quán)重賦分方法,在此基礎(chǔ)上給出了新方法及其計(jì)算流程,并在石油企業(yè)HSE量化審核中進(jìn)行了應(yīng)用,實(shí)踐效果良好[6-8]。

1 權(quán)重賦分方法分析

從多指標(biāo)賦權(quán)方法的角度,權(quán)重賦分方法可分為主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法。主觀賦權(quán)法是根據(jù)決策者的主觀信息進(jìn)行賦權(quán)的一種方法,主要評(píng)估方法包括德爾菲法、層次分析法(AHP)、模糊層次評(píng)價(jià)法、G1法、可拓優(yōu)度法、專家調(diào)查法等;客觀賦權(quán)法不需要決策者提供任何信息,可根據(jù)一定規(guī)則自動(dòng)賦權(quán),主要評(píng)估方法包括多目標(biāo)規(guī)劃法、熵權(quán)法、主成分分析法等[9-15]。

根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研可知,竇站等人[8]提出了應(yīng)用AHP和模糊評(píng)價(jià)法相結(jié)合的方法去評(píng)估化工園區(qū)的應(yīng)急能力,效果良好;李龍清等人[10]提出了應(yīng)用G1法對(duì)煤礦企業(yè)信息化水平進(jìn)行權(quán)重賦分,取得了較好效果。8種常用權(quán)重賦分評(píng)估方法的優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比見表1。

本文針對(duì)HSE量化審核指標(biāo)體系的特點(diǎn),計(jì)算分析并對(duì)比了主觀賦權(quán)法、客觀賦權(quán)法等權(quán)重賦分方法的優(yōu)缺點(diǎn),提出了結(jié)合G1法和熵權(quán)法的權(quán)重賦分方法,兼具主客觀賦權(quán)法的優(yōu)勢(shì),在多家企業(yè)應(yīng)用過(guò)程中取得了良好的實(shí)踐效果[16]。

表1 8種常用權(quán)重賦分的評(píng)估方法的優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比

評(píng)估方法優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)德爾菲法觀點(diǎn)權(quán)重相同,實(shí)施方便,具有廣泛性過(guò)程復(fù)雜,花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)層次分析法系統(tǒng)性的分析方法,所需定量數(shù)據(jù)信息較少不適用于因素眾多、規(guī)模較大的問(wèn)題,一致性要求難以滿足模糊層次評(píng)價(jià)法通過(guò)精確的數(shù)字手段處理模糊評(píng)價(jià)對(duì)象,做出較科學(xué)、合理、貼近實(shí)際的量化評(píng)價(jià)計(jì)算復(fù)雜,對(duì)指標(biāo)權(quán)重矢量的確定主觀性較強(qiáng)G1法無(wú)需一致性檢驗(yàn),在指標(biāo)數(shù)量較多情況下,計(jì)算量相對(duì)較少主觀性較強(qiáng),精確性較低可拓優(yōu)度法可以明確反應(yīng)事物與數(shù)量之間的關(guān)系,確切表示了客觀事物變化過(guò)程,把定性和定量分析很好地結(jié)合在了一起對(duì)指標(biāo)權(quán)重矢量的確定主觀性較強(qiáng)多目標(biāo)規(guī)劃法精度高,可解決多目標(biāo)問(wèn)題計(jì)算極其復(fù)雜,運(yùn)算量較大熵權(quán)法相對(duì)主觀賦值法,其精度較高,客觀性更強(qiáng),可以與其他方法組合使用計(jì)算量較大,不適用于因素眾多、規(guī)模較大的問(wèn)題主成分分析法可消除評(píng)估指標(biāo)之間的影響,可減少指標(biāo)選擇的工作量主成分的解釋其含義帶有模糊性

2 HSE量化評(píng)估指標(biāo)構(gòu)建

本文依據(jù)Q/SY 1002.1《健康安全與環(huán)境管理體系第一部分:規(guī)范》等系列標(biāo)準(zhǔn),借鑒國(guó)內(nèi)外HSE量化審核相關(guān)領(lǐng)域的研究成果,結(jié)合石油企業(yè)HSE量化審核工作實(shí)際,將石油企業(yè)HSE量化評(píng)估指標(biāo)劃分為27個(gè)一級(jí)指標(biāo),70個(gè)二級(jí)指標(biāo),見表2[17-22]。

3 HSE量化審核指標(biāo)權(quán)重設(shè)計(jì)

影響HSE量化評(píng)估的因素很多,HSE量化評(píng)估指標(biāo)及其權(quán)重的確定是否合理,會(huì)直接影響HSE評(píng)價(jià)的結(jié)果。通過(guò)表1常用權(quán)重賦分的評(píng)估方法的優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比分析,本文將采用主觀賦權(quán)法的G1法和客觀賦權(quán)法的熵值法相結(jié)合的方式來(lái)確定各指標(biāo)項(xiàng)的權(quán)重,最終評(píng)價(jià)結(jié)果由主客觀評(píng)價(jià)的線性組合來(lái)表示。

表2HSE量化評(píng)估指標(biāo)體系

序號(hào)一級(jí)指標(biāo)二級(jí)指標(biāo)序號(hào)一級(jí)指標(biāo)二級(jí)指標(biāo)1領(lǐng)導(dǎo)和承諾B 12HSE方針B 23危害辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和控制措施B 3HSE管理責(zé)任C 11個(gè)人安全行動(dòng)計(jì)劃C 12安全定點(diǎn)聯(lián)系C 13HSE承諾C 14HSE方針C 21生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)防控C 31環(huán)境因素識(shí)別與風(fēng)險(xiǎn)防控C 32隱患排查治理C 33重大危險(xiǎn)源管理C 3414污染防治B 1415清潔生產(chǎn)B 1516生產(chǎn)運(yùn)行B 16污染物達(dá)標(biāo)排放C 141固體廢物管理C 142放射性污染防治C 143排污許可C 144總量控制C 145土壤及地下水質(zhì)量調(diào)查評(píng)估C 146清潔生產(chǎn)C 151綠色基層單位創(chuàng)建C 152-4合規(guī)性管理B 4法規(guī)收集和應(yīng)用C 41合規(guī)性評(píng)價(jià)C 42“三同時(shí)”管理C 4317變更管理B 17工藝變更C 171設(shè)備變更C 172人員變更C 1735目標(biāo)指標(biāo)和方案B 56機(jī)構(gòu)、職責(zé)和安全環(huán)保投入B 67能力培訓(xùn)和意識(shí)B 78制度和規(guī)程B 8HSE目標(biāo)指標(biāo)及責(zé)任書C 51HSE規(guī)劃、計(jì)劃和方案C 52HSE績(jī)效考核C 53機(jī)構(gòu)設(shè)置C 61人員配備C 62安全環(huán)保責(zé)任制C 63安全環(huán)保投入C 64安全環(huán)保履職能力評(píng)估C 71HSE培訓(xùn)C 72宣傳教育C 73管理制度C 81操作規(guī)程C 8218應(yīng)急管理B 1819消防安全B 1920道路交通安全B 2021危化品管理B 21應(yīng)急組織與職責(zé)C 181應(yīng)急預(yù)案制修訂與備案管理C 182應(yīng)急物資與裝備C 183應(yīng)急培訓(xùn)、訓(xùn)練與演練C 184應(yīng)急預(yù)警、處置救援、響應(yīng)與恢復(fù)C 185志愿消防隊(duì)伍C 191消防設(shè)施管理C 192滅火和應(yīng)急疏散預(yù)案C 193駕駛員管理C 201車輛管理C 202運(yùn)行管理C 203危險(xiǎn)化學(xué)品管理C 2119協(xié)商與溝通B 9外部溝通C 91內(nèi)部溝通與員工協(xié)商C 92HSE信息系統(tǒng)C 9322標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)B 22安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化達(dá)標(biāo)建設(shè)C 221基層站隊(duì)HSE標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)C 222班組安全活動(dòng)C 22310設(shè)備設(shè)施B 1011承包商與供應(yīng)方B 11-承包商管理C 111供應(yīng)方管理C 11223安全監(jiān)督檢查B 23安全監(jiān)督C 231專業(yè)檢查C 232基層日常檢查C 23312作業(yè)許可B 1213職業(yè)健康管理B 13作業(yè)許可管理C 121職業(yè)病危害場(chǎng)所管理C 131職業(yè)健康監(jiān)護(hù)C 132勞動(dòng)保護(hù)用品管理C 133職業(yè)健康檔案管理C 13424環(huán)境監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)與考核B 2425事故事件B 2526內(nèi)部審核B 2627管理評(píng)審B 27環(huán)境監(jiān)測(cè)C 241環(huán)境統(tǒng)計(jì)C 242環(huán)境信息公開C 243事故管理C 251事件管理C 252內(nèi)部審核管理C 261管理評(píng)審C 271

3.1 采用G1法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)主觀權(quán)重

G1法在確定各指標(biāo)權(quán)重的過(guò)程中無(wú)需構(gòu)造矩陣,也無(wú)需進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，通過(guò)G1法可以按照主觀排序反映指標(biāo)的重要程度。

3.1.1 確定各指標(biāo)順序關(guān)系

設(shè)同級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)為{x1,x2,…,xm},按照以下規(guī)則確定順序關(guān)系:

表3指標(biāo)間相對(duì)重要程度關(guān)系

rk指標(biāo)說(shuō)明1.0x*k-1與x*k同樣重要1.1x*k-1與x*k之比介于同樣重要和稍微重要之間1.2x*k-1比x*k稍微重要1.3x*k-1與x*k之比介于稍微重要和明顯重要之間1.4x*k-1比x*k明顯重要1.5x*k-1與x*k之比介于明顯重要和強(qiáng)烈重要之間1.6x*k-1比x*k強(qiáng)烈重要1.7x*k-1與x*k之比介于強(qiáng)烈重要和極端重要之間1.8x*k-1比x*k極端重要

3.1.3 確定各項(xiàng)權(quán)重系數(shù)

(k=m,m-1,…,2).

(1)

式中:wm、wk為第k個(gè)指標(biāo)的權(quán)重,ri、rk為指標(biāo)間相對(duì)重要程度。

3.2 采用熵權(quán)法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)客觀權(quán)重

熵權(quán)法是一種客觀賦權(quán)法,可用于度量信息論中的信息量,即一個(gè)系統(tǒng)越有序,信息熵就越低;反之,信息熵就越高。因此,信息熵也可以說(shuō)是系統(tǒng)無(wú)序程度的一個(gè)度量。在評(píng)價(jià)過(guò)程中,獲得信息的大小是評(píng)價(jià)精度和可靠性的決定因素之一,如果指標(biāo)信息熵越小,則該指標(biāo)提供的信息量越大,在綜合評(píng)價(jià)中所起作用也越大,權(quán)重也越高。用熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重步驟如下:

3.2.1 計(jì)算信息熵

(2)

3.2.2 計(jì)算指標(biāo)信息熵權(quán)重

(3)

3.3 確定評(píng)價(jià)指標(biāo)組合權(quán)重

(4)

3.4 確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)最終得分

設(shè)si為第i個(gè)復(fù)合指標(biāo)的得分,由第i個(gè)指標(biāo)的第j個(gè)子指標(biāo)得分pij可以得出:

(5)

4 實(shí)例應(yīng)用

應(yīng)中國(guó)石油集團(tuán)公司要求組織了某石油企業(yè)的HSE量化評(píng)估工作,按照本文提出的基于G1法和熵權(quán)法的HSE量化評(píng)估指標(biāo)和權(quán)重模型進(jìn)行評(píng)估。考慮到提出的HSE量化評(píng)估指標(biāo)較多,在這里以27個(gè)一級(jí)指標(biāo),即領(lǐng)導(dǎo)和承諾、HSE方針、危害辨識(shí)、合規(guī)性管理、目標(biāo)指標(biāo)和方案機(jī)構(gòu)、職責(zé)和安全環(huán)保投入、管理評(píng)審等為例,給出其權(quán)重計(jì)算過(guò)程,二級(jí)指標(biāo)計(jì)算過(guò)程類似。

4.1 利用G1法計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)主觀權(quán)重

根據(jù)G1法的基本步驟,專家組經(jīng)過(guò)研究討論后對(duì)27個(gè)一級(jí)指標(biāo)項(xiàng)進(jìn)行重要程度排序,并且參考表3給出各指標(biāo)項(xiàng)與相鄰后一指標(biāo)項(xiàng)的重要程度比值,最終得到專家組給定的排序結(jié)果:B 2>B 4>B 1>B 3>B 6>B 5>……>B 27(>表示前者比后者重要)。為了方便計(jì)算,按照排序關(guān)系將B 2、B 4、B 1、B 3……B 27分別記為x1,…x27，同時(shí)給出各指標(biāo)與相鄰后一指標(biāo)的重要程度比值,分別記為r1,…r27，根據(jù)式(1)～(5)可計(jì)算得一級(jí)指標(biāo)項(xiàng)主觀權(quán)重,見表4。

表4一級(jí)指標(biāo)項(xiàng)主觀權(quán)重

指標(biāo)項(xiàng)B 1B 2B 3B 4B 5B 6……B 27權(quán)重Wgj0.0620.1850.0250.0590.0310.019……0.031

4.2 利用熵權(quán)法計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)客觀權(quán)重

先將各一、二級(jí)指標(biāo)的滿分都記為100分,采用專家打分的方法對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估打分,27個(gè)一級(jí)指標(biāo)項(xiàng)得分見表5。

表5一級(jí)指標(biāo)項(xiàng)得分

指標(biāo)項(xiàng)B 1B 2B 3B 4B 5B 6……B 27得分/分89.5685.6281.2584.3887.2276.40……83.37

按照熵權(quán)法的基本步驟,根據(jù)式(2)～(3)可計(jì)算得各項(xiàng)指標(biāo)客觀權(quán)重,見表6。

表6一級(jí)指標(biāo)項(xiàng)客觀權(quán)重

指標(biāo)項(xiàng)B 1B 2B 3B 4B 5B 6……B 27權(quán)重wsk0.0370.0210.1050.2620.0490.016……0.052

4.3 確定各指標(biāo)組合權(quán)重

當(dāng)主觀系數(shù)a=0.5時(shí),可以根據(jù)評(píng)估指標(biāo)的組合權(quán)重獲得B 1、B 2、B 3……B 27的真實(shí)組合權(quán)重,見表7。其二級(jí)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算方法類似。

表7各指標(biāo)組合權(quán)重

指標(biāo)項(xiàng)B 1B 2B 3B 4B 5B 6……B 27權(quán)重Wk0.0450.1030.0650.1610.0400.017……0.041

4.4 最終得分

為了便于劃分HSE量化評(píng)估等級(jí),按照表8的劃分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)HSE量化審核結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表8 HSE量化評(píng)估得分評(píng)價(jià)等級(jí)

得分/分100～9090～8080～7070～6060～0評(píng)價(jià)優(yōu)秀良好中等及格不及格

5 結(jié)論

石油企業(yè)HSE量化審核評(píng)估工作開展時(shí)間短,目前尚處于摸索階段。為提高石油企業(yè)HSE量化審核評(píng)估工作的準(zhǔn)確性和實(shí)用性,本文建立了石油企業(yè)HSE量化評(píng)估指標(biāo)體系,并對(duì)指標(biāo)體系的權(quán)重賦分方法進(jìn)行了研究。

本文通過(guò)借鑒HSE量化審核相關(guān)領(lǐng)域的研究成果,結(jié)合石油企業(yè)HSE量化審核工作實(shí)際,建立了石油企業(yè)HSE量化評(píng)估指標(biāo)體系,包含27個(gè)一級(jí)指標(biāo),70個(gè)二級(jí)指標(biāo)。

基于多種常見權(quán)重賦分法對(duì)比分析的結(jié)果,本文采用主觀賦權(quán)法的G1法和客觀賦權(quán)法的熵權(quán)法相結(jié)合的方式來(lái)確定各指標(biāo)項(xiàng)的權(quán)重,計(jì)算量較傳統(tǒng)的層次分析法大幅度減少,方法可操作性強(qiáng),便于使用,且該方法評(píng)價(jià)結(jié)果客觀合理、準(zhǔn)確可靠。

本文以某石油企業(yè)為例,進(jìn)行了案例分析,進(jìn)一步檢驗(yàn)和驗(yàn)證了結(jié)合G1法和熵權(quán)法建立的權(quán)重賦分方法的實(shí)用性和準(zhǔn)確性,對(duì)提高石油企業(yè)HSE量化評(píng)估方法的針對(duì)性、有效性和全面性具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。