鋼廠短流程軋鋼生產線改造項目風險評估

王祿明

上海電氣上重碾磨特裝設備有限公司 上海 200245

1 項目背景

短流程軋鋼是以液態金屬為原料,不經連鑄、加熱、熱軋等生產工序,直接生產薄帶坯的新技術。東北大學在該領域的研究處于國內領先水平[1-2]。筆者選取某鋼廠與東北大學共同開發的短流程軋鋼生產線,對該生產線改造項目進行風險評估。該生產線在試生產期間出現帶鋼跑偏、卷邊不齊等問題,針對以上問題,鋼廠決定對生產線進行升級改造。

近年來,國內學術界對改造項目的風險研究主要集中在建筑和交通等領域。陶凱等[3]關注建筑節能改造項目,利用解釋結構方法構建風險層次結構模型,探討風險因素間的層次結構與關聯機理,利用層次分析法計算權重,得出不同層次風險因素具有傳導性,同一層次風險因素具有關聯性的結論。周米娜等[4]以重慶市某廣場道路改造項目為例,建立模糊綜合評價模型,利用模糊綜合評價法評估風險,得到高風險因素,并給出相應對策。徐強等[5]結合加油站罐體改造項目,運用貝葉斯理論推理功能對各施工事故和事故后果進行概率更新,實現風險動態分析,為制定風險防控措施提供參考。王川寧[6]分析各風險評價技術的優缺點,采用半定量分析法中的模糊綜合評價方法對燃氣管道改造項目進行風險評估,給出風險管理措施和建議。

在軋鋼領域,改造項目的風險研究滯后于上述行業[7]。軋鋼生產線設備定制化程度高,排列緊密,改造難度大,并且改造項目在工期、質量等方面有更高要求[8],因此對軋鋼領域改造項目進行風險評估十分有必要。

筆者結合實際項目,列出項目實施過程中可能出現的風險因素清單,建立模糊綜合評價模型,利用模糊綜合評價法對風險因素進行評估。

2 項目概況

短流程軋鋼生產線是所屬鋼廠實現產品向中高端轉型升級的重要支撐,但該生產線在試生產期間出現帶鋼跑偏、卷邊不齊等一系列問題。針對以上問題,鋼廠決定利用生產線檢修的時間改造現有對中裝置,并新建夾送糾偏裝置。一家專業提供冶金產品的老牌國企是該鋼廠現有生產線設備的主要供應商,再次中標該改造項目。中標企業在軋鋼產品設計、制造、服務方面均具備一定優勢,但現場施工的管理經驗不足。

軋鋼生產線是鋼廠的關鍵設備,使用頻率高,生產任務重。對生產線改造將面臨很多風險,主要歸納為三大類。

(1)工期風險。改造項目工期無法更改,設計、制造、采購周期是否可控,施工方案能否滿足客戶要求,調試方案是否可行,將對項目工期產生非常大的影響。

(2)施工風險。軋鋼生產線各設備排列緊湊,管道密布,可操作空間小,場地受限,設備拆除和安裝難度大。前期土建施工與正常生產同時進行,土建施工不能影響正常生產。

(3)技術風險。改造項目新增夾送糾偏裝置的糾偏距離遠小于傳統軋鋼生產線,糾偏方案的效果直接決定項目的成敗。另外,全套設備全程處于高于1 000 ℃的高溫環境中,冷卻方案能否有效保護設備免受熱輻射影響,關系到設備的運行安全和使用壽命。

3 綜合評價指標體系

風險因素決定項目的風險等級。為了全面評價改造項目的風險,按照層次化、條理化梳理問題的原則,逐層分解風險因素,最終構造一個四層級、多指標風險因素綜合評價指標體系,見表1。

表1 風險因素綜合評價指標體系

風險因素綜合評價指標體系的最上層為目標層。第二層為準則層,包含工期風險、施工風險、技術風險共3項風險源。第三層為指標層,包括9項較大的風險事件。第四層為細化指標層,包含25項細化指標。

筆者采用德爾菲法設計調查表格,經過兩輪專家打分,確定了項目風險因素和風險評價三級指標的權重。共征詢十名專家的意見,包括設計工程師兩名、生產主管兩名、采購經理一名、裝配工一名、銷售經理一名、業主方代表一名、施工方代表兩名。

4 模糊評價矩陣

劃分風險等級,并建立評語集。風險等級包括低風險、中風險、高風險、嚴重風險、高危風險[9],風險等級從低到高。

統計十名專家對三級指標風險等級的評價,見表2。對各三級指標的專家評價進行歸一化處理,分別計算單項風險等級。以生產部門支持為例,風險等級評價人次集為{2 6 2 0 0},歸一化處理后可得風險評價矩陣為[0.2 0.6 0.2 0 0][10]。最終可得三級指標風險評價矩陣,見表3。

表2 風險等級評價

表3 三級指標風險評價矩陣

5 風險等級

對改造項目的二級指標進行風險評價,最終可得二級指標風險等級,見表4。由表4可見,方案可行是嚴重風險,人員風險和設備風險是高風險,調試周期介于高風險和中風險之間。

表4 二級指標風險等級

對改造項目的一級指標進行風險評價,最終可得一級指標風險等級,見表5。由表5可見,施工風險和技術風險是高風險,工期風險是中風險。

6 風險模糊綜合評價

根據表1可得風險因素綜合評價指標體系第二層權重集A為:

A=[0.432 0.272 0.296]

根據表5可得風險因素綜合評價指標體系第二層評價矩陣R:

表5 一級指標風險等級

運用模糊矩陣合成運算,可得改造項目的模糊綜合評價集S為:

上述計算結果最大項為0.342,由此可得改造項目的風險等級判定為中風險,屬于風險可控。

雖然改造項目整體風險等級一般,但施工風險和技術風險屬于高風險,有必要采取相應預防措施。通常而言,改造項目比新建項目困難。改造項目的設備排列密布,受場地限制,不宜使用大型施工設備,施工人員工作量大,施工風險較高。改造項目是產學研成果轉化項目,全線采用大量新技術、新設備、新工藝,存在一定技術風險。

鑒于上述原因,在改造項目施工期間,有必要對施工人員進行相關設備知識培訓,合理排班以限制進場人數,施工工地劃出重點區域,加強重點區域的監督管理。設計期間,設計人員需與用戶加強溝通,借鑒現場工作經驗,重點關注原有糾偏設備試生產期間發現的問題,盡力降低技術風險。

7 結束語

筆者結合某鋼廠短流程軋鋼生產線改造項目,利用德爾菲法建立風險因素綜合評價指標體系,建立模糊評價矩陣,應用模糊綜合評價法對風險因素進行評估,得出主要風險因素,進而得出項目整體風險可控的結論,同時分析施工風險和技術風險產生的原因,并給出應對措施,對軋鋼行業改造項目風險評估有一定參考價值。在風險評估中發現,各打分專家側重的研究領域不同,業務水平也存在高低,后續研究重點考慮增加專家權重因子。