大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的安全績效管理模式研究

康良國，吳 超

（1.中南大學資源與安全工程學院；2.中南大學安全理論創(chuàng)新與促進研究中心，湖南長沙 410083）

1 研究背景

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，尤其是工業(yè)4.0 背景下萬物互聯(lián)的發(fā)展，數(shù)據(jù)已滲透到每一個行業(yè)并成為其重要的生產(chǎn)要素，在繁雜、無序的海量數(shù)據(jù)中挖掘有價值的信息以滿足實踐需求顯得尤為迫切，大數(shù)據(jù)技術(shù)由此孕育而生，并逐漸在公共管理、零售業(yè)、醫(yī)療服務(wù)、制造業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，帶來巨大的研究與創(chuàng)新機遇，并促使以定性、定量、仿真為代表的社會科學研究范式向以大數(shù)據(jù)為代表的第四研究范式轉(zhuǎn)變［1-2］。

得益于互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和云計算等信息技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是5G 網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模商用，績效管理也步入大數(shù)據(jù)時代［3-4］。在此背景下，從宏觀層面的公共績效管理到微觀層面的企業(yè)績效管理，其模式都已發(fā)生本質(zhì)變化［5］。諸多學者對基于大數(shù)據(jù)帶來的績效管理變革進行理論研究與實踐研究，例如，何勤［6］基于集團企業(yè)財務(wù)，構(gòu)建大數(shù)據(jù)驅(qū)動的財務(wù)共享中心績效管理框架模型；周鵬等［7］基于教育云平臺大數(shù)據(jù)，設(shè)計教育云服務(wù)績效評價方法體系；徐輝［8］針對當前公共部門人員績效管理困境，提出構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動的人員績效管理體系。大數(shù)據(jù)被認為是解決公共多元復雜問題的有效方式，在安全科學領(lǐng)域，學者利用大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全管理模型以指導安全生產(chǎn)實踐［9-10］。安全績效是衡量安全工作情況的有力指標，也是改進安全管理薄弱點的重要抓手［11］。但是，大數(shù)據(jù)在安全績效管理方面的應(yīng)用創(chuàng)新遠落后于安全科學領(lǐng)域，幾乎處于空白階段，亟待構(gòu)建相應(yīng)的框架結(jié)構(gòu)與理論體系，以順應(yīng)信息時代下安全績效管理的變革浪潮。此外，面向大數(shù)據(jù)的安全績效管理研究，有助于從海量安全數(shù)據(jù)中挖掘有價值的績效信息，且數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全績效管理將大幅度降低績效考核所需的人力、物力與財力。

基于此，本研究根據(jù)數(shù)據(jù)驅(qū)動的內(nèi)涵、外延及其對安全績效管理的影響，探討數(shù)據(jù)驅(qū)動下安全績效管理的結(jié)構(gòu)與特征，并提出適應(yīng)于大數(shù)據(jù)時代背景下企業(yè)層面的安全績效管理框架模型，旨在為大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于安全科學績效管理領(lǐng)域提供理論支撐。

2 數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全績效管理概述

2.1 數(shù)據(jù)驅(qū)動概述

數(shù)據(jù)驅(qū)動是在大數(shù)據(jù)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展演化而來，也是大數(shù)據(jù)應(yīng)用于實踐的具體體現(xiàn)。數(shù)據(jù)驅(qū)動是指信息系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)軟件或硬件收集海量數(shù)據(jù)，通過構(gòu)建相應(yīng)的自動化決策模型挖掘有價值的信息，指導或影響生產(chǎn)實踐活動，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)反饋4 個閉環(huán)過程。數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策則是一個復雜的數(shù)據(jù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)整合過程［12］。其核心思想類似于Ackhoff［13］提出的“數(shù)據(jù)→信息→知識→智慧”的金字塔模式，如圖1 所示，金字塔越往上，越有助于人類判斷外界事物發(fā)展變化狀況，進而作出正確的反應(yīng)與行動，以貼合或修正事物的運動軌跡。其中，數(shù)據(jù)處于金字塔模型的底部，是進行數(shù)據(jù)驅(qū)動決策的基礎(chǔ)；信息與知識是處理海量數(shù)據(jù)的中間產(chǎn)物，根據(jù)應(yīng)用情況仍有進一步開發(fā)的價值以滿足生產(chǎn)實踐需求；智慧是對已有知識的靈活運用，也是決策者利用數(shù)據(jù)驅(qū)動決策方法的最終目的。

圖1 數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策價值鏈

2.2 數(shù)據(jù)驅(qū)動與安全績效管理的關(guān)聯(lián)

安全績效是指根據(jù)安全目標，在安全工作方面取得可測量的結(jié)果。大數(shù)據(jù)技術(shù)突破了傳統(tǒng)統(tǒng)計軟件計算能力的限制，可實時處理不同類型的海量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對安全工作情況的數(shù)據(jù)化測量。通過信息系統(tǒng)分析或挖掘企業(yè)員工安全績效數(shù)據(jù)的規(guī)律，可對企業(yè)安全績效情況進行實時監(jiān)督與反饋，幫助決策者糾正人員操作習慣、改善環(huán)境狀況和發(fā)現(xiàn)設(shè)施設(shè)備缺陷，進而提高安全生產(chǎn)管理水平。數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全績效管理促使組織的安全管理架構(gòu)變得更為扁平化，有利于消除因繁雜與冗余的組織管理結(jié)構(gòu)帶來的信息偏差或誤差，提高績效數(shù)據(jù)傳遞的速度與質(zhì)量。此外，通過信息系統(tǒng)分析安全績效數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)之間的潛在聯(lián)系，可辨識導致安全績效變化的原因，并制定針對性解決方案，提高員工的安全工作效能。

在信息技術(shù)的硬件與軟件設(shè)施支撐下，決策者通過挖掘安全績效數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，對安全決策模型進行修正與優(yōu)化，有助于形成數(shù)據(jù)驅(qū)動為導向的安全績效反饋流程，具體如圖2 所示。當信息系統(tǒng)分析的安全績效結(jié)果達到?jīng)Q策者設(shè)定的安全績效目標值時，系統(tǒng)形成對應(yīng)的安全記錄，一方面作為安全績效考核與獎賞的依據(jù)，另一方面對數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全決策模型形成正反饋，以提高安全決策模型的科學性與準確性。當安全績效結(jié)果未達到?jīng)Q策者設(shè)定的安全績效目標值時，將考核結(jié)果自動發(fā)送給當事人，以人工方式進行檢查修正；績效結(jié)果錯誤時，系統(tǒng)形成負反饋，對信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集方式、數(shù)據(jù)挖掘模型或數(shù)學算法進行優(yōu)化或修正；績效結(jié)果正確時，對于簡單的微小隱患則責令當事人立即改正，對于復雜的重大隱患則責令當事人限期改正。

圖2 數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全績效反饋流程

3 數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全績效管理結(jié)構(gòu)與特征

3.1 數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全績效管理結(jié)構(gòu)

1969 年Hall［14］通過總結(jié)大量的工程實踐，提出系統(tǒng)工程著名的“三維結(jié)構(gòu)”模型，為梳理復雜的組織或管理問題提供一種重要思想方法。參照Hall 的三維結(jié)構(gòu)模型，提出數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全績效管理三維結(jié)構(gòu)，如圖3 所示。該結(jié)構(gòu)由時間維、邏輯維和領(lǐng)域維3 個維度構(gòu)成，有助于明晰數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全績效管理內(nèi)涵。

圖3 數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全績效管理三維結(jié)構(gòu)

（1）時間維。時間維是指安全績效管理的各個階段。與傳統(tǒng)的安全績效評價相比，安全績效管理則是一個類似PDCA 循環(huán)過程，其目的是持續(xù)提升個人、部門或組織的安全績效，體現(xiàn)以人為本的管理理念。為提高員工的安全承諾度，以更好地完成安全生產(chǎn)目標，決策者與被決策者共同參與安全績效目標與計劃的制定和安全績效監(jiān)督與溝通的實施、安全績效的定期考核與評價以及安全績效評價結(jié)果的應(yīng)用反饋等過程，這也為改善企業(yè)安全生產(chǎn)狀況提供方向。

（2）邏輯維。邏輯維是指安全績效數(shù)據(jù)分析與處理的內(nèi)在邏輯。數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全決策是大數(shù)據(jù)應(yīng)用行業(yè)的體現(xiàn)。首先，業(yè)務(wù)端、客戶端、可穿戴設(shè)備、傳感器等設(shè)施產(chǎn)生大量的安全績效相關(guān)數(shù)據(jù)，這為數(shù)據(jù)驅(qū)動下安全決策提供寶貴的資料庫。根據(jù)設(shè)置的安全績效目標，利用數(shù)據(jù)建模為解決數(shù)據(jù)預處理與數(shù)據(jù)存儲提供解決方案，通過數(shù)學算法，統(tǒng)計、分析、挖掘海量安全績效數(shù)據(jù)，提供有價值的信息，并以可視化方式呈現(xiàn)績效評估結(jié)果。績效評估結(jié)果通過“機”界面?zhèn)鬟f到“人”界面，自動作出最佳決策以指導安全工作，進而提高安全生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（3）領(lǐng)域維。領(lǐng)域維是指運用數(shù)據(jù)驅(qū)動進行安全績效管理的領(lǐng)域。傳統(tǒng)的安全科學研究大多從生產(chǎn)安全領(lǐng)域視角出發(fā)，隨著安全科學的發(fā)展，安全科學研究對象逐漸擴散到“大安全觀”領(lǐng)域。根據(jù)總體國家安全觀，安全績效管理應(yīng)用領(lǐng)域分為資源安全、文化安全、經(jīng)濟安全、生態(tài)安全、科技安全、信息安全等11 個一級領(lǐng)域，基于此，安全績效應(yīng)用領(lǐng)域細分為二級領(lǐng)域、三級領(lǐng)域甚至四級領(lǐng)域，如圖4 所示。以常見的社會安全一級領(lǐng)域為例，可細分生產(chǎn)安全、社會治安、交通安全、消防安全、公共衛(wèi)生安全等二級領(lǐng)域；生產(chǎn)安全二級領(lǐng)域可細分為建筑企業(yè)生產(chǎn)安全、化工企業(yè)生產(chǎn)安全、礦山企業(yè)生產(chǎn)安全、危化品企業(yè)生產(chǎn)安全、煙花爆竹企業(yè)生產(chǎn)安全等三級領(lǐng)域。在企業(yè)生產(chǎn)層面，安全績效也可分為組織、部門、個人3 個層面，且這3 個層面互相作用、相互影響。

圖4 安全績效管理應(yīng)用領(lǐng)域

3.2 數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全績效管理特征

從科學哲學層面分析，大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)促進學科研究范式的轉(zhuǎn)變，即數(shù)據(jù)密集型科學發(fā)現(xiàn)［15］。在此背景下，總結(jié)數(shù)據(jù)驅(qū)動下安全績效管理的6 個研究特征，如表1 所示。

表1 數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全績效管理特征

4 數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全績效管理框架模型

4.1 框架模型構(gòu)建

大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的安全績效管理可使績效評估流程更加標準化，為實現(xiàn)組織各部門間的安全資源共享、多方聯(lián)動、協(xié)調(diào)發(fā)展提供指導，在保障安全管理目標的前提下避免重復的績效監(jiān)督與考核工作，可降低安全績效評估所需的人力與物力。運用數(shù)據(jù)科學、安全科學、管理科學的知識，構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動下企業(yè)層面的安全績效管理框架模型，如圖5 所示。該模型主要分為5 個層級，分別為用戶層、指導層、數(shù)據(jù)驅(qū)動決策層、業(yè)務(wù)層、基礎(chǔ)設(shè)施層。

圖5 數(shù)據(jù)驅(qū)動下企業(yè)層面的安全績效管理框架模型

4.2 框架模型解析

4.2.1 用戶層

用戶層包括利用數(shù)據(jù)驅(qū)動決策進行安全績效管理的考核對象。以企業(yè)層面為例，安全績效考核對象分為組織、部門與個人3 個層面，如以個人層面為例，生產(chǎn)企業(yè)人員分為生產(chǎn)操作人員、生產(chǎn)輔助人員、生產(chǎn)管理人員、職能管理人員、技術(shù)人員等類型，且不同工種或崗位的安全績效考核內(nèi)容存在巨大的差異性。在實踐應(yīng)用時，根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)工藝特點，將既定的安全績效管理目標層層分解，并落實到各個分公司、生產(chǎn)部門和員工，通過安全工作量化管理方式使其明確安全生產(chǎn)的責任與義務(wù)。

4.2.2 指導層

指導層包括指導大數(shù)據(jù)技術(shù)分析安全績效數(shù)據(jù)的價值傳遞鏈、考核方法、應(yīng)用流程。首先，海量數(shù)據(jù)并不等于大數(shù)據(jù)，只有經(jīng)過數(shù)據(jù)抽取、集成、分析、解釋等數(shù)據(jù)挖掘過程，為安全績效的考核、評估與改進提供有價值的信息，才能成為績效測量的數(shù)據(jù)資源庫。

（1）數(shù)據(jù)驅(qū)動決策的價值鏈表現(xiàn)為“安全績效數(shù)據(jù)→安全績效信息→安全績效知識→安全績效智慧”，其具體含義如表2 所示。安全績效信息是一定時間內(nèi)衡量安全工作成效的體現(xiàn)，具有時效性；而安全績效知識與安全績效智慧是總結(jié)當前安全工作成效的規(guī)律，具有一定預測功能，可用于測量類似行業(yè)背景下的安全工作狀況。安全是免除了不可接受風險的狀態(tài)，需限定在一定的時間與空間范圍內(nèi)，因此，安全工作也具有一定的時效性，更需安全績效信息揭露安全管理、安全教育、安全技術(shù)存在的缺陷，并及時向當事人發(fā)送風險預警信息。安全績效知識與安全績效智慧可以預測風險因素變化對安全系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，有助于持續(xù)提升安全工作水平。

表2 數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全績效管理價值鏈節(jié)點內(nèi)涵

（2）安全績效測量方法是指導安全工作所采取的手段與行為方式，常見績效考核方法有關(guān)鍵業(yè)績指標法、目標與關(guān)鍵成果法、平衡計分法、360 度考核法，各方法代表解決安全績效考核問題的思路。例如，關(guān)鍵業(yè)績指標法的標桿基準法大量應(yīng)用于不同國家或地區(qū)的安全績效對比［18］，適用于安全標準難以定量化的情境；360 度考核法的特點是評價維度的多元化，能較為全面衡量安全工作情況，適用于微觀系統(tǒng)或指標易量化的情景。

（3）安全績效管理流程則為數(shù)據(jù)驅(qū)動下安全決策的反饋提供指導。只有明確安全績效目標如何制定、實施、評估與改善，才能在數(shù)據(jù)挖掘過程中賦予安全特征化，也為組織、部門、個人的安全績效管理提供導航。在具體實施過程中可進行相應(yīng)細化，例如，安全績效目標制定→安全績效目標分解→安全績效監(jiān)督與預警→安全績效問題分析→安全績效考核與激勵→安全績效結(jié)果總結(jié)與改善。

4.2.3 數(shù)據(jù)驅(qū)動決策層

數(shù)據(jù)驅(qū)動決策層是大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于安全績效管理的具體體現(xiàn)。數(shù)據(jù)驅(qū)動決策一般分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)反饋4 個閉環(huán)過程。

（1）數(shù)據(jù)采集來源于傳感器數(shù)據(jù)（記錄生產(chǎn)工藝參數(shù)與設(shè)備運行狀況）、人員活動數(shù)據(jù)（可穿戴設(shè)備記錄）、監(jiān)控數(shù)據(jù)（視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)，識別“三違”行為）、客戶端數(shù)據(jù)（線上安全教育、安全記錄與安全檔案）、人工錄入數(shù)據(jù)等。

（2）數(shù)據(jù)建模是對收集到的數(shù)據(jù)進行預處理與存儲的過程，包括數(shù)據(jù)預處理、語義轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)存儲、任務(wù)調(diào)度等模型，關(guān)乎下一流程中數(shù)據(jù)分析的復雜程度。

（3）數(shù)據(jù)分析是數(shù)據(jù)驅(qū)動決策的核心，在滿足成本、時間與質(zhì)量要求情況下，借助相應(yīng)數(shù)據(jù)挖掘算法（有監(jiān)督學習算法或無監(jiān)督學習算法），構(gòu)建決策模型識別風險類型與風險程度，并以可視化的形式及時提醒當事人。

（4）數(shù)據(jù)反饋是把數(shù)據(jù)分析結(jié)果從“機”界面?zhèn)鬏數(shù)健叭恕苯缑妫纬煞答佔饔靡詢?yōu)化安全績效管理系統(tǒng)的信度與效度。根據(jù)生產(chǎn)需求，對數(shù)據(jù)結(jié)果進行分類以整合成不同的子模塊，例如，風險預警模塊（風險是否偏離警戒線）、安全獎懲模塊（基于人員的安全工作情況形成獎懲體系）、管理節(jié)點提升模塊（安全管理、教育、制度存在的漏洞）、績效優(yōu)化模塊（安全績效指標、內(nèi)容、評估過程的優(yōu)化）。

4.2.4 業(yè)務(wù)層

業(yè)務(wù)層是評估安全工作可測量結(jié)果的系統(tǒng)，主要分為安全基礎(chǔ)管理、安全教育管理、生產(chǎn)安全管理、安全事故現(xiàn)場管理、應(yīng)急管理5 個考核系統(tǒng)，每個考核系統(tǒng)可細分相應(yīng)的評價指標，通過計算可得到安全績效總分。計算公式如下：

式（2）中：E表示各考核系統(tǒng)評定總分；Ei表示第i考核系統(tǒng)的得分；pi表示第i考核系統(tǒng)的權(quán)重；Xij表示第i考核系統(tǒng)的第j指標的得分；qij表示第i考核系統(tǒng)的第j指標的權(quán)重；n表示考核系統(tǒng)數(shù)量；ni表示第i考核系統(tǒng)的指標數(shù)。

4.2.5 基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施層是支撐數(shù)據(jù)驅(qū)動決策應(yīng)用于安全績效管理的信息系統(tǒng)組成要素，包含智能終端、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、傳感器、可穿戴設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)等硬件或軟件設(shè)施。這些設(shè)施可以采集企業(yè)“人-機-環(huán)”系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并應(yīng)用于數(shù)據(jù)驅(qū)動決策層。

5 結(jié)論

數(shù)據(jù)驅(qū)動是大數(shù)據(jù)應(yīng)用于實踐的具體體現(xiàn)，是指信息系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)軟件或硬件收集海量數(shù)據(jù)，通過構(gòu)建相應(yīng)自動化決策模型挖掘有價值的信息，指導或影響生產(chǎn)實踐活動。數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全績效管理促使組織的安全管理架構(gòu)變得更為扁平化，幫助企業(yè)決策者對人員操作習慣、環(huán)境狀況和設(shè)施設(shè)備缺陷等安全問題進行量化管理，有助于形成數(shù)據(jù)導向的安全績效反饋流程。

為明晰數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全績效管理內(nèi)涵，本研究構(gòu)建了數(shù)據(jù)驅(qū)動下安全績效管理三維結(jié)構(gòu)，由時間維、邏輯維和領(lǐng)域維等3 個維度構(gòu)成，且應(yīng)用領(lǐng)域可細分為一級、二級、三級甚至四級領(lǐng)域。數(shù)據(jù)驅(qū)動下安全績效管理具有安全績效分析綜合化、安全績效管理定制化、安全績效評估精準化、安全績效管理實時化、安全績效過程預測化、安全績效管理信息化6 個特征。

根據(jù)用戶層、指導層、數(shù)據(jù)驅(qū)動決策層、業(yè)務(wù)層、基礎(chǔ)設(shè)施層5 個層級，本研究構(gòu)建了數(shù)據(jù)驅(qū)動下企業(yè)層面的安全績效管理框架模型。該模型可使績效管理流程更加標準化，降低安全績效考核所需的人力與物力，實現(xiàn)各部門組織間的安全資源共享、多方聯(lián)動、協(xié)調(diào)發(fā)展。