灰色綜合評價法 在造船企業本質安全評價中的應用

姬龍康 楊家其

【摘 要】 為提高造船企業生產安全管理水平，將本質安全理念引入造船企業，根據本質安全相關理論，結合造船企業安全管理的特點，設定造船企業本質安全評價指標，運用層次分析法和灰色綜合評價模型構建造船企業本質安全綜合評價模型。以某船廠為例，對其本質安全水平進行綜合評價，評價結果與企業實際情況基本符合。將本質安全理論引入造船企業安全管理評價是對現有造船企業的安全評價技術及安全質量標準化的繼承和創新，為本質安全型造船企業的創建提供理論支持。

【關鍵詞】 造船企業;本質安全;安全評價;層次分析法;灰色綜合評價

0 引 言

造船業是高風險性行業，船舶建造過程中有大量專業性強、危險性大的切割焊接作業、高空作業、密閉空間作業和起重作業等，建造過程中還涉及油漆、乙炔、工業用液化氣等多種有毒易燃易爆危險品。船舶的大型化發展給造船企業的安全管理帶來了新的挑戰。探討將本質安全概念引入船舶建造企業，不僅是對造船業安全管理方式的創新，也是當前造船企業安全管理的實際需要。

1 造船企業本質安全的內涵

造船企業生產系統是由人、機、環境、管理等要素組成的復雜系統，只有當其中各要素均具備本質安全屬性，且要素間形成統一互補的配合關系和相互監督的約束關系時，才能從整體上和本質上實現系統的安全性。造船企業本質安全管理是指在船舶建造過程中，以危險源辨識和評估分級為基礎，以最小化、替代、緩和、簡化等原則，通過預防、預控手段實現造船企業人、機、環境、管理的最佳匹配。造船企業本質安全管理的重點是預防人的不安全行為和消除物的不安全狀態，盡可能避免各類事故的發生;在發生事故時，可將其造成的損失控制在可承受范圍內。造船企業本質安全管理是一個以保證生產安全為目的的管理閉環，包括人、機、環境、管理等要素。本質安全以預防為根本，覆蓋船舶建造過程的人、機、環境和管理，是一種積極的自主管理，是實現“零事故”目標的最有效途徑。

2 造船企業本質安全評價體系指標

本文選取人員本質安全、設備本質安全、環境本質安全和管理本質安全等4個一級指標構建造船企業本質安全評價體系，各一級指標下又各有4～6個二級指標，見圖1。

圖1 管理本質安全評價指標

2.1 人員本質安全評價指標

在造船企業的“人 機 環境 管理”系統中，各要素相輔相成、相互約束，但其中起主導作用的始終是“人”，“人”是造船企業安全生產的根本要素，更是實現本質安全的關鍵。

造船企業作業人員本質安全化就是要求作業人員具有良好的安全意識和安全技能，能在主動辨識危險源的基礎上規范個人行為，在遭遇事故時具備較好的應急能力。

作業人員本質安全化是要從根源上消除作業人員的不安全行為，確保作業人員的可靠性，形成“我要安全”的觀念。當前，造船企業作業人員流動性較大，大量的新員工缺乏工作經驗和安全意識;造船企業為了節省人力成本，將大量作業交給外包人員，在對外包人員的管理上存在缺陷。因此，對作業人員的不安全行為進行管控是造船企業安全管理的重點和難點。

2.2 設備本質安全評價指標

設備本質安全是指在技術系統失效、作業人員操作失誤或判斷錯誤時，設備自動恢復安全狀態的功能，即設備具有故障檢測、人員保護功能。

設備本質安全化就是要消除設備對人員或環境帶來的危害，因此必須充分考慮設備的可靠性，掌握設備的故障模式。以船舶建造過程中本質安全技術應用較為廣泛的設施設備為對象，設定設備本質安全評價指標。

2.3 環境本質安全評價指標

造船企業生產環境具有作業工種多、危險源多的特點。環境本質安全化是指廠區平面布置的合理性以及作業環境的適工性，其中廠區平面布置包括作業區域及空間設計、廠區道路狀況、供電線路設置、安全警示標示設置等。在施工作業前，作業人員必須對與崗位相關的環境風險進行辨識，采取一定措施使之達到國家標準、行業標準及企業規定。

2.4 管理本質安全評價指標

人、機和環境等子系統的管理疏漏是導致船舶建造企業事故的最深層次原因，因此，科學良好的管理是實現造船企業本質安全的基礎。

管理本質安全化應以安全生產責任制、安全管理措施和安全管理組織機構為主體，輔以嚴格的安全教育培訓、良好的安全文化宣傳和穩定的安全教育投入。

3 造船企業本質安全評價模型的建立

3.1 以層次分析法計算指標權重

層次分析法（AHP）通常用于判斷同一級別的評價因子對于上級因子影響程度的優劣。首先建立同級指標間的判斷矩陣，然后計算最大特征值 max和其特征向量W，并進行一致性檢驗，檢驗通過后對特征向量進行歸一化處理得到權重。本文以一級指標為例，演示其權重的計算方法。

（1）在設計造船企業本質安全評價指標體系的基礎上，吸取專家學者和行業技術人員的意見，構造一級指標判斷矩陣

B=

（2）根據公式BW= maxW，運用MATLAB計算出判斷矩陣B的最大特征值 max=4.051，特征向量W=（1.414，0.841，0.359，2.340）。

（3）根據公式CR= （CR為一致性比率，CI為一致性指標，RI為隨機一致性指標），對計算的 max進行一致性檢驗，當CR≤0.1時檢驗通過。其中，CI=，RI為隨機一致性指標，其值的大小見表1。

判斷矩陣的階數n=4，CI==? ? ? ? =0.017，RI=0.89，判斷矩陣的檢驗系數CR===0.019≤0.1，因此 max的一致性良好，即判斷矩陣B的設置較為合理。

（4）一致性檢驗通過后，對步驟（2）得到的特征向量W進行歸一化處理，得到各一級指標的權重U=（0.285，0.170，0.073，0.472）。

根據上述計算步驟，可計算各二級指標的權重，結果為

U1=（0.055，0.227，0.309，0.073，0.144，0.192），

U2=（0.361，0.183，0.159，0.129，0.121，0.047），

U3=（0.261，0.422，0.092，0.225），

U4=（0.209，0.274，0.183，0.167，0.096，0.071）。

3.2 灰色綜合評價模型的建立

（1）確定各級指標權重。指標權重反映各個指標對評價對象的重要程度，是影響最終評價結果的重要因素。根據結構方程模型計算得指標權重，各級權重的表現形式為U=（U1，U2，…，Ui）， Ui=（Ui1，Ui2，…，Uij）? （i為一級指標個數，i=1，2，3，4; j為二級指標個數， j=1，2，…，4或6）。

（2）制定指標評分標準。由于造船企業本質安全評價指標體系中存在大量定性指標，必須通過制定體系評分等級標準，對各個指標的安全等級賦予不同數值而將其轉化為定量指標。本文按5分制對各級指標進行打分（即評價分數E），賦值1、2、3、4、5，分別對應危險、較危險、中等、較安全和安全，介于兩相鄰評價等級之間的評分分別為1.5、2.5、3.5和4.5。

（3）確定評分矩陣。根據上述的評分標準，聘請m位相關領域的專家學者及行業技術人員進行打分。設專家的序號為k，則k=1，2，…，m;設專家k的評分為bijk，據此可以分別得到各級指標評價樣本矩陣

B=

（4）確定評價灰類。根據上文對造船企業本質安全評價等級的劃分，將評價灰類設定為h （h=1，2，3，4，5），根據常見的白化權函數形式，將各灰類的白化函數設置如下：

灰類h=1，灰數 ∈[0，1，2]，其白化權函數為

f1（bijk）=（1）

灰類h=2，灰數 ∈[0，2，4]，其白化權函數為

f2（bijk）=（2）

灰類h=3，灰數 ∈[0，3，6]，其白化權函數為

f3（bijk）=（3）

灰類h=4，灰數 ∈[0，4，8]，其白化權函數為

f4（bijk）=（4）

灰類h=5，灰數 ∈[0，5，10]，其白化權函數為

f5（bijk）=（5）

（5）計算灰色評價系數。將收集的專家打分表進行匯總后，對于評價指標Uij，屬于第h個灰類的灰色評價系數記為Cijh，各評價灰類的總評價系數為Cij，其計算式分別為

Cijh=∑fh （Cijl）（6）

Cij=∑Cijh=Cij1+Cij2+Cij3+Cijj4+Cij5（7）

（6）計算灰色評價權矩陣。對評價指標Uij，屬于第h個灰類的灰色評價權記為

dijh=Cijh / Cij（8）

指標Uij屬于各灰類的灰色評價權向量記為

dij=（dij1，dij2，dij3，dij4，dij5）（9）

將每個一級指標Ui下的所有二級指標Uij的各個評價權向量集合起來，形成Ui的評價權矩陣

Di==

（7）綜合評價。準則層的評價結果記為

Zi=Ui ？Di=（zi1，zi2，zi3，zi4，zi5）（10）

對準則層指標進行綜合評價得到目標層的最終得分 Z=U譊=（z1，z2，z3，z4，z5）（11）

4 實證分析

本次研究以某船廠為評價對象，該廠的船舶建造工藝和管理標準在國內處于先進水平，其生產安全管理水平在國內首屈一指。此次調查共聘請了5名某造船企業的管理人員，對某造船企業的本質安全現狀進行評估。

根據5位專家的打分表，得到指標層的評分矩陣B如下：

BT=

根據式（1）～（4），計算各一級指標的灰色權矩陣：

D1=

D2=

D3=

D4=

對各一級指標進行綜合評價，結果如下：

Z1=U1稤1=（0，0.146 1，0.322 6，0.294 5，0.236 8）;

Z2=U2稤2=（0，0.057 6，0.291 4，0.355 0，0.296 0）;

Z3=U3稤3=（0，0.143 3，0.317 2，0.297 9，0.241 6）;

Z4=U4稤4=（0，0.059 9，0.294 6，0.355 6，0.289 9）。

綜上可知，某船廠本質安全評價的總灰色評價權矩陣D為：

D=

對目標層進行綜合評價，其結果為

Z=U稤=（0，0.086 2，0.295 0，0.325 9，0.265 9）

某船廠最終的綜合評價值為

A=Z ET

=（0，0.086 2，0.295 0，0.325 9，0.265 9）

（1，2，3，4，5）T

=3.69

某船廠綜合評價值為3.69，因此某船廠的本質安全等級為良好，而某船廠的安全管理水平一直處于我國船舶制造業的前列，此次評價結果符合預期值。

5 結 語

將本質安全理論引入造船企業安全管理評價是對現有造船企業的安全評價技術及安全質量標準化的繼承和創新，是為本質安全型造船企業的創建提供理論支持。本文運用層次分析法和灰色綜合評價模型評估某船廠的本質安全管理現狀，結果顯示，該模型不僅能直觀地反映船廠的本質安全程度，而且可針對評分較低的指標制定相應的措施，具有較高的實用性。