對某中小型?；髽I安全投資—效益關系模型的研究

王文立， 李亞斐， 張樂

(1. 中國平煤神馬集團河南神馬氯堿化工股份有限公司，河南 平頂山 467200；2.河南省平頂山市新華區香山街小學，河南 平頂山 467047)

化工企業是以物料的合成、反應得到新的生成物為基礎的企業，在我國國民經濟生產中具有十分重要的作用。但是鑒于化工生產具有高溫、高壓、易燃易爆且有毒性的獨有生產特性，一旦發生事故，便會發生重大安全事故，造成的影響與損失無法估量，其災難后果的長久性更是企業與國家所難以承受的。而我國的國情所致，中小型的危化企業占據了我國化工行業的半壁江山，且分布廣泛，給國家的安全管理帶來了巨大的困難和挑戰[1]。因此，我國的中小型?；髽I內部管理應加強對化工生產安全管理的重視，而化工企業安全管理控制中最重要的一環就是安全投入。這是決定企業安全生產水平高低的關鍵要素。而安全投入不足，恰恰是我國中小型危化工企業普遍存的問題，究其本質這也是我國危化行業事故發生率居高不下的主因之一。

1 中小型?；髽I事故致因的安全投入

根據海因里希事故致因理論，我國中小型危化企業安全事故的事故致因可以從人、物、環境、管理4個方面來進行總結分析(詳見表1)。

表1 事故致因整理和事故致因對應投入Table 1 Accident causation factors and corresponding investment

研究發現：通過合理、有針對性的加強安全投資，是可以消除相應的事故致因的。

2 中小型危險化工企業安全投入與效益分析

2.1 中小型危險化工企業安全投入分析

筆者根據《企業安全生產費用提取和使用管理辦法》對化工生產企業安全投資的使用規定并通過調研中小型?；髽I安全投資的實際情況,把中小型危化企業的安全投資分為6大類：①勞動防護用品投資；②安全評價、檢測支出；③安全宣傳教育投資；④完善、改造和維護安全防護設備、設施支出；⑤危險源、事故隱患檢查、評估、監控、整改投資；⑥應急演練救援費。

2.2 化工企業安全效益分析

調研發現，目前我國中小型?；髽I在進行安全投資過程中出現如下問題。①某些企業不愿意在安全生產方面投入過多的資金，認為會占用有限的生產投入資源；②有些企業領導對于安全特別重視，認為應該投入大量的資金來保障企業的安全生產且具有規劃性；③還有些企業在進行安全投資時沒有規劃性，而是憑借著所謂的經驗之談，致使我國中小型化工企業安全事故頻頻發生，災害后果讓人觸目驚心，給國家和人民造成巨大的損失。因此，如何利用有限的資源，處理企業安全與生產之間的關系這一矛盾共存體，如何精準地量化決策安全投資、實現最大安全經濟效益，成為中小型?；髽I掌舵人最為關心的問題。

筆者通過建立安全投入的減損產出模型和增值產出模型來量化中小型?；髽I的安全經濟效益，并確定最優的安全投入，企業決策時給予一定的指導。

3 化工企業安全產出分析

3.1 安全投入減損產出

安全經濟損失不僅與安全投入大小有關，而且與安全投入結構有關[2]，用Cobb-Douglas生產函數形式建立安全投入與事故經濟損失的函數關系，因此中小型?；髽I安全投資優化前事故損失金額模型為：

(1)

中小型?；髽I安全投資優化后，事故損失金額模型為：

(2)

中小型?；髽I安全投資與事故損失的關系函數模型成立條件如下。

(1)f>0,故參數m>0。

(2) 系數αi<0(i=1，2，…，6)，說明只考慮改變某一類的安全投資而固定其余的安全投資，帶來的影響就是事故損失的改變。

(3)由于ai<0,則極限lim(i=1,2,…,6),說明各安全分項投資的重要性都是極大的。

(4)設定企業勞動力這個投入要素為恒定。

(5)不考慮工藝技術改變的影響。

故中小型危化企業安全損失減少量為：

(3)

3.2 安全投入增值產出模型

企業產品總產值B與原料投資A0和對產品產量造成影響的事故有著緊密的關系[3]。根據企業產品總產值B與進行生產的投資和對產品產量造成影響的事故的函數關系可建立如下函數數學模型。

(1)中小型?；髽I安全投資優化前產出模型

(4)

(2)中小型?；髽I安全投資優化后產出模型

(5)

模型成立條件分析如下。

3.3 中小型?；髽I安全經濟效益優化模型

中小型?；髽I安全經濟效益優化模型

(6)

對于建立的模型(6)，運用偏導數求極值的數學方法及使用Matlab中有限制的非線性規劃最大值命令fmincon求解，從而確定了企業各項最優的安全投資金額。

4 案例分析

以某企業為例，統計的歷年投資及產值如表2所示。

根據該企業所統計的歷年數據，確定各分項安全投資對該企業事故損失的影響程度以及計算，2018年計劃生產投資為5 152.2萬元時，企業決策安全投資能獲得最大的安全經濟效益。

利用SPSS軟件對企業安全投入與事故經濟損失進行多元線性回歸，得到安全減損量為：

I1=f0-f=

63.355 77-1 302.305 83

擬合得出企業總產值與生產性投入和事故損失的模型，得出安全增值產出為：

得出安全經濟效益模型化簡為：

5 855.690 09-6 374.459 69k-0.974 9+

7 253.659 69e-19.123 38k-0.974 9-0.974 9k。

在Matlab軟件里有求極值的命令功能，該模型求極值可是使用Matlab軟件通過編寫M源文件導入到優化工具箱中使用有限制的非線性規劃最大值命令fmincon[4]，求出最優解k為199.57，即A1∶A2∶A3∶A4∶A5∶A6=23.786 95∶27.476 92∶11.794 76∶47.119 17∶66.295 99∶10.916 33。

因此，當該化工企業2018年度生產投資為5 152.2元時，按上述模型計算的最優分配比例，該年度企業安全效益最大值為416.089 7萬元，最優的安全投資為187.390 12萬元。

優化后的各項安全投入比例與原決策方案下各項安全投入比例對比如圖1和圖2所示。圖1為原方案安全投資結構圖，圖2為優化后安全投資結構圖。

表2 企業歷年投資及產值表Table 2 Enterprise investment and output value in recent years 元

注：2019年數據因其他原因未公開。

圖1 原方案安全投資結構圖Fig.1 Structure of safety investment of original scheme

圖2 優化后安全投資結構圖Fig.2 Optimized structure of safety investment

為判斷中小型化工生產企業安全投資是否合理的方法，引用由美國Firth、Graham和Kinney依據“環境危險性LEC評價法”分析得出的安全投資的綜合評分決策法[5]。根據該方法，該企業優化安全投資后，事故后果的嚴重性R依然為15分；員工們依舊要經常暴露于危險作業條件下，危險作業程度E為6分。

改變安全投資決策方向后事故只有意外或巧合才能發生，事故發生的可能性P的分值為3分；安全投資優化后金額為187.498 28萬元，按照1人民幣=0.147 1美元的匯率折算，則安全投入費用約為27.58萬美元，經費指標C的分值為10。通過優化，有針對性的改善安全投資大大地降低了事故發生的可能性，減少了下次發生類似事故的概率，事故糾正程度得以提升，預計可以降低險情為50%～75%。因此糾正程度D的取分值為2分。將這些取值代入公式：

投入合理度=

得：投資合理度=

(15×6×3)÷(10×2)=13.5>10。

由此可以得出結論：優化后的安全投資資金是合理的。

5 結語

(1)運用SPSS、Matlab軟件對該企業的安全經濟效益最優模型求解,該企業于2018年度生產投資為5 152.2萬元時,安全投資的最優比例為:23.79∶27.48∶11.79∶47.11∶66.29∶10.92。優化安全投資結構后可實現的安全效益最大值為416.089 7萬元，最優的安全投資約187.39萬元。

(2)該企業在2010年與2011年的安全投資是基本持平的，但是事故損失卻呈現了較大的不同。對比圖1，圖2可知：該廠在2011年的安全投資結構中減小了危險源、事故隱患檢查、評估、監控、整改投資的比例，正確解釋了為什么2011年出現了比2010年更大的事故損失。

(3)2013—2014年，該廠雖然增加了安全總投資，但是事故損失仍舊增大。對比圖1，圖2的分析可知：是因為減小了危險源、事故隱患檢查、評估、監控、整改投資以及安全設施檢測及安全評價支出的比例。

(4)2016—2018年間，危險源、事故隱患檢查、評估、監控、整改投資的比例是依次降低的，對比表2里2012年與2018年的各項數據，在改造和維護安全防護設備設施支出比例基本不變，勞動防護投資所占比例有所增加的情況下，企業的事故損失還是出現了大幅度的上升，這正是企業降低危險源、事故隱患檢查、評估、監控、整改投資比例的效果。

(5)基于該企業的歷年統計數據分析和模型優化結果分析，該企業在進行安全投入決策時，應將有限的安全投入資源優先投入到危險源、事故隱患檢查、評估、監控、整改投資方面。