化工企業安全管理體系評估指標集的構建及實證分析

付 凈,聶方超,劉 虹,張海燕,王澤恒

(1.吉林化工學院資源與環境工程學院，吉林 吉林 132022；2.中國礦業大學(北京)應急管理與安全工程學院，北京 100083；3.盤錦遼東灣新區管理委員會，遼寧 盤錦 124221)

為了進一步遏制化工行業事故，提高企業安全生產績效，安全管理控制策略不應局限于個人行為的控制或技術裝備措施的改善，而應更多地關注組織管理效能的發揮[1]。安全管理體系作為組織為實現安全目標而形成的系統化管理方法，評估其結構適用性及實施運行效果，對于改善企業安全管理現狀，提升事故預防效果具有重要意義[2]。2008年，國家頒布了《危險化學品從業單位安全標準化通用規范》(AQ 3013—2008)，該標準化通用規范側重于技術層面的要求和規范，具有較好的可操作性。但隨著國際先進管理理念的涌入和標準的不斷更新，PSM理念及框架的應用和ISO 45001《職業健康安全管理體系標準》的頒布，化工企業安全管理體系評估標準中還需要考慮納入一些嶄新的元素，以增強對管理理念和方法的指導[3]。

目前，針對安全管理體系多數學者更關注于通用評估模型的構建，如鄔長城[4]根據成熟度模型設計了基于事故致因理論的安全管理體系評估框架，涉及安全文化、組織結構、管理運行方案等內容；Li等[5]和佟瑞鵬等[6]分別根據文獻統計建立了不同的通用安全管理體系評估模型，但未考慮行業應用的差異性。為了更好地提升事故預防的效果和風險干預的時效性，安全管理體系評估模型的構建需要充分考慮行業特征和管理實踐，保證兩者緊密有序的聯系，并在突出技術規范要求和理念指導的同時具備不斷更新和優化的機制。

因此，本文基于獨立、窮盡思想，利用枚舉分析法，以《危險化學品從業單位安全標準化通用規范》(AQ 3013—2008)為參照，從安全管理體系的有關評估工具、通用框架和行業法規標準項要素中析出關鍵要素，確定了化工企業安全管理體系評估指標集的構成維度、要素和觀測指標，采用信息熵法確定各維度和要素的權重，并利用區間可拓方法進一步評估化工企業安全管理體系評估指標集的效用，定量化地展示評估過程，確定關鍵控制要素。該研究結果可為化工企業安全管理體系建設、完善以及優化措施的制定提供參考。

1 化工企業安全管理體系評估指標集的構建

1.1 化工企業安全管理體系維度和要素的提取

安全管理體系是具有多模塊、多層次結構的復雜系統，完善的安全管理體系需同時具有控制風險、持續改進的效用，以及遵守相關標準和管理制度的適用性[7]。安全管理體系評估維度和要素的提取應遵循兩種方式：一是評估工具及體系要素的梳理，以獲取典型通用維度和要素，可適用于不同行業；二是化工行業相關標準要素的提取，發揮標準對體系運行的約束性，獲取行業特色的維度和要素。本文列舉典型評估方法一級指標和二級指標的項數，見圖1(a)。其中，涉及國際標準化組織最新頒布的ISO 45001職業健康安全管理體系標準[8]，Marcelo等提出的基于彈性工程的安全管理體系評估方法(MAHs)[9]，國際職業安全協會的NOSA五星安全管理體系[10],職業健康安全評價項目組的職業健康安全評價系列(OHSAS)標準[11-12]，以及相關學者如Hale[13-15]的通用評估框架。此外，考慮行業特色要素的提取，基于AQ 3013—2008及其相配套的評審標準等國內現行的安全管理體系評估方法，篩選出適合于化工行業安全管理的維度和要素。化工行業作為典型的過程工業，通過建立過程安全管理體系，可實現有效預防過程安全事故(Process Safety Incident，PSI)的目的，因此化工企業安全管理體系評估維度和要素需吸納過程安全管理體系標準的要素，主要參照《化工企業工藝安全管理實施導則》(AQ/T 3034—2010)，均遵循PDCA循環模式，具體標準的要素分布見圖1(b)。其中，有關圖1中維度和要素符號的圖例說明見表1。

圖1 化工企業安全管理體系主要參照維度和要素Fig.1 Main reference dimensions and elements of the safety management system of chemical enterprises

表1 化工企業安全管理體系維度和要素符號的圖例說明

注：代碼中英文大寫字母為對應標準縮寫的首字母；圖例中箭頭方向均指向一級要素。

1.2 化工企業安全管理體系評估指標集的構建

采用枚舉分析法(MECE)對安全管理體系的維度和要素進行整合、增補和剔除[16]，確定化工企業安全管理體系評估指標集的2層級、8維度和29要素的基本結構，詳見表2。原標準中若存在多級要素，可作為構建安全化工企業管理體系評估指標集中的觀測變量。化工企業安全管理體系評估指標集維度和要素與提取文獻及相關標準的關聯性見圖2，按維度前編碼進行關聯。

表2 化工企業安全管理體系評估指標集的維度和要素

注：表中括號內數字代表觀測變量的數量。

圖2 化工企業安全管理體系評估指標集維度和 要素與提取文獻及相關標準的關聯性Fig.2 Relevance of the dimensions and elements of the evaluation index set of the safety management system of chemical enterprises with the extraction of literature and related standards

由表2和圖2可見，構建的化工企業安全管理體系評估指標集涵蓋了AQ 3013—2008所有的基本要素，同時包含OHSAS、MAHS、NOSA等評估工具要素以及Hale提出的通用評估框架要素，兼顧了技術規范、管理理念和方法的指導作用，使原有的評估體系得到進一步的優化。

2 實證分析

2.1 基于區間可拓方法的某化工企業安全管理體系運行狀況評估

本文應用構建的化工企業安全管理體系評估指標集，采用區間可拓評價法對某化工企業的安全管理體系運行現狀進行評價。該化工企業主要生產乙二醇、環氧乙烷等產品，設有SD乙二醇裝置和新增環氧乙烷精細單元。具體的評估過程如下。

2.1.1 確定經典域、節域和待評物元

根據能力成熟度模型(Capability Maturity Model，CMM)，組織管理水平的程度由低到高通常劃分為4～6個等級[17]，同時汲取NOSA評級系統區間賦值思想，并參照文獻[18]和[19]，確定化工企業安全管理體系等級域U為{差，中，良，優}，分別對應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 4個級別，其對應分值分別為{[0,59]、[60,74]、[75,89]、[90,100]},將上述值代入下式確定其經典域和節域(見表3)：

(1)

式中：R0j為經典域;U為等級域;Vj為評價指標cn關于等級Uj所規定的取值范圍，ajn、bjn為其上、下限；RU為節域；VU為評價指標cn關于等級域U所規定的取值范圍，aUn、bUn為其上、下限；Ri為待評物元；Ni為待評對象；Vin為Ni關于cin的取值，gin、lin為其上、下限。

本文中，等級變量j=1，2，3，4；一級指標變量i=1，2，…，8；二級指標cin中n值隨i變化，如當i=1時n=1，2，…，5，當i=2時n=1，2，3，4，以此類推，根據表2中數據信息可確定不同的n值。

表3 化工企業安全管理體系維度的經典域和節域

綜合參考RBI《風險管理手冊》和《危險化學品從業單位安全標準化通用規范》的具體評分項，同時參照MAHS的因子定量法，對體系中各維度和要素指標進行定量賦值[4,20]。考慮到體系維度和要素指標提取來源的多樣化以及實際賦值難以精確量化的問題，各維度和要素指標的賦值采取百分制區間賦值法，確定的待評物元即指標分值，見表4[19-21]。

表4 化工企業安全管理體系等級評價參數

2.1.2 建立關聯函數

待評價指標cin關于化工企業安全管理體系等級j的關聯度Kj(cin)為

(2)

式中：待評價物元區間值Vin與經典域區間值Vj的距為ρ(Vin,Vj)，即：

(3)

同理,可確定待評價物元區間值Vin與節域物元區間值VU的距ρ(Vin,VU)。

以一級指標中的首個二級指標c11關于等級Ⅰ(差)的關聯度K1(c11)計算過程為例，由公式(3)可計算得ρ(V11,V1)為

同理,可計算得ρ(V11,VU)為

將ρ(V11,V1)與ρ(V11,VU)代入公式(2)，可計算評價指標c11關于Ⅰ等級(差)的關聯度K1(c11):

同理,可計算各二級指標關于化工企業安全管理體系等級的關聯度，其計算結果見表4中要素指標關聯度Kj(cin)。

2.1.3 采用信息熵確定評價指標的權重

本文采用信息熵法確定評價指標的權重。信息熵可度量信息的無序程度，信息熵越大，信息無序程度越高，信息量越小，指標權重也就越小[22]。采用信息熵法計算各評價指標權重的步驟如下：

(1) 構建評價指標關于各評價等級的關聯度計算矩陣：

(4)

(2) 計算各評價指標的熵:

(5)

式中：Ei為全部指標中第i個評價指標的熵；fji為全部二級指標中第i個評價指標關于等級j的特征比重,其計算公式為

(6)

(3) 計算各評價指標的權重

(7)

式中：Wi為第i個評價指標在全部二級指標中所占的權重。

由表4中要素指標關聯度矩陣{Kj(cin)}轉置后可得到計算矩陣R(4×29)。以二級指標c11為例，由公式(6)計算其關于等級Ⅰ(差)的特征比重f11:

=0.136

同理,可計算得f21=0.214,f31=0.428,f41=0.223，將上述值代入公式(5)，可計算得到評價指標c11的熵E1:

同理，可計算得到各個評價指標的熵Ei。將全部指標的熵代入公式(7)計算各要素指標的權重，計算結果見表4中要素指標權重。

2.1.4 計算評價指標的綜合關聯度

評價指標的綜合關聯度計算公式為

(8)

式中：Kj(ci)為一級指標ci關于等級j的關聯度;Win為第i個一級指標下第n個二級指標的權重。

根據公式(8)，由表4中各二級評價指標(cin)的權重向量與對應的關聯度矩陣{Kj(cin)}相乘，可計算得到一級指標(ci)的綜合關聯度矩陣{Kj(ci)}。同理，由表4中各一級評價指標(ci)的權重向量與對應的關聯度矩陣{Kj(ci)}相乘可計算得到綜合關聯度矩陣K(N)={(K1(N)，…，Km(N))}，若最大項為Kj(N),則待評價對象N為j級，其計算結果見表5。

由表5可見，K(N)中最大值為K3(N)=0.008 6，說明該化工企業的安全管理體系運行狀況整體評估等級為良好。

2.1.5 計算等級變量特征值

等級變量特征值j*可反映評價對象偏向臨近等級的程度，其計算公式為

(9)

(10)

=2.818 2

由表5中維度指標關聯度矩陣，同理可計算各維度指標等級變量特征值j*，其計算結果見表5。

表5 某化工企業安全管理體系綜合評價結果

2.2 討論

2.2.1 企業運行特征與評估指標集匹配性討論

化工生產具有高危性，實際生產過程中的風險管控尤為重要。隨著技術的革新及管理理念的提升，化工企業應在制定合理安全方針、明確發展方向的前提下，遵循具有反饋、更新、完善特點的PDCA管理模式，提升安全管理體系的執行力，以便實現安全、穩定、持續的發展。為了更有效地測量化工企業安全管理體系的效用，本文構建的化工企業安全管理體系評估指標集融合了國內外通用標準、行業標準和代表性學術理論，采用區間可拓方法定量化地展示出該評估指標集構成維度項的重要程度，并進行排序，其排序結果為：A(0.253)>C(0.193)>H(0.127)>G(0.118)>B(0.109)>E(0.090)>D(0.067)>F(0.043)，突出了方針、計劃、承諾、風險管理、支持、反饋、學習的重要性，并關注事故與應急、作業過程和監督檢查等環節，且機構及人員管理和審計與評估等過程同樣不可忽視。該評估指標集維度和要素的重要度排序與企業的實際運行特征基本符合。

2.2.2 評估方法討論

針對化工企業安全管理體系的評估可采用AHP、模糊綜合評價、灰色預測、結構方程、可拓理論、突變理論、風險矩陣、彈性理論等模型和方法[4-6,23-25]，每種評估方法在實際應用過程中均各具特點，如AHP和模糊綜合評價方法可對評估指標進行橫縱雙向比較及動態分析；結構方程模型可反映各評估指標重要性存在差異的實際評估情況；可拓方法可針對層次結構復雜、指標屬性多樣的對象進行評估，并可有效消除數據的主觀影響，對評估復雜和不確定系統具有動態的靈活性，其中區間可拓方法將評價指標由具體值轉為區間值，能夠更全面地反映評價指標歸屬等級的程度，符合化工行業的過程管理特性。此外，可拓方法還被廣泛應用于對企業應急能力、安全管理能力、風險預警能力、人員行為能力等方面的評估[26-27]，通過對煤礦、建筑、民航、港口等企業部門的安全管理體系進行評估，評估結果均表明該方法能綜合有效地反映企業安全管理能力現狀及指標間的相互關系，具有良好的適用性和穩定性。

2.2.3 實證分析結果討論

實證研究的某化工企業安全管理體系維度項評估等級確定為A(良)、B(良)、C(良)、D(中)、E(良)、F(中)、G(良)、H(中)；由等級變量特征值j*可判定該化工企業安全管理體系各維度項的運行效果排序為G>A>C>B>E>D>F>H，表明評估企業在事故調查與應急方面的重視程度較高，運行效果較好，但對于安全管理體系的反饋、學習和持續改進方面亟待加強；維度指標綜合關聯度K(N)中最大值為0.008 6，表明該化工企業安全管理體系運行狀況的綜合評估等級為Ⅲ，屬于良好。該評價結果與企業安全管理體系的實際運行情況較為一致，表明建立的化工企業安全管理體系評估指標集以及可拓方法的應用具有一定的可靠性。

3 結 論

(1) 本文基于比較科學的相似融合性理念，依據AQ 3013—2008規范，將ISO 45001、OHSAS、MAHS等體系評估工具要素，以及Hale等提出的通用框架要素和AQ/T 3034—2010過程安全管理要素相融合，優化得到了化工企業安全管理體系評估指標集指標，包括8個維度項、29個要素和162個觀測變量，突出了對安全管理體系持續改進及程序指導的要求，兼顧技術規范和理念引導的完整性。

(2) 本文通過實證研究，利用區間可拓方法確定了某化工企業安全管理體系的綜合評估等級為Ⅲ級，屬于良好，關鍵維度項為：A方針、計劃、承諾，C風險管理，H反饋、學習與持續改進。因此，該評估企業應對安全管理體系進行持續改進，并加強反饋、學習。可見，基于可拓方法的安全管理體系評估可以直觀地量化評定等級，發現安全管理體系運行過程中的薄弱環節，將潛在“管理漏洞”與具體維度要素對應，便于調整策略的制定，從而提高企業的安全管理效能。

(3) 建議化工企業在標準化建設的同時，可考慮使用該評估指標集進行自查，建立自我完善機制，以促進安全管理體系的進一步優化和提升。