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灰色综合评价法在造船企业本质安全评价中的应用

范文

姬龙康杨家其

【摘要】为提高造船企业生产安全管理水平，将本质安全理念引入造船企业，根据本质安全相关理论，结合造船企业安全管理的特点，设定造船企业本质安全评价指标，运用层次分析法和灰色综合评价模型构建造船企业本质安全综合评价模型。以某船厂为例，对其本质安全水平进行综合评价，评价结果与企业实际情况基本符合。将本质安全理论引入造船企业安全管理评价是对现有造船企业的安全评价技术及安全质量标准化的继承和创新，为本质安全型造船企业的创建提供理论支持。

【关键词】造船企业;本质安全;安全评价;层次分析法;灰色综合评价

0 引言

造船业是高风险性行业，船舶建造过程中有大量专业性强、危险性大的切割焊接作业、高空作业、密闭空间作业和起重作业等，建造过程中还涉及油漆、乙炔、工业用液化气等多种有毒易燃易爆危险品。船舶的大型化发展给造船企业的安全管理带来了新的挑战。探讨将本质安全概念引入船舶建造企业，不仅是对造船业安全管理方式的创新，也是当前造船企业安全管理的实际需要。

1 造船企业本质安全的内涵

造船企业生产系统是由人、机、环境、管理等要素组成的复杂系统，只有当其中各要素均具备本质安全属性，且要素间形成统一互补的配合关系和相互监督的约束关系时，才能从整体上和本质上实现系统的安全性。造船企业本质安全管理是指在船舶建造过程中，以危险源辨识和评估分级为基础，以最小化、替代、缓和、简化等原则，通过预防、预控手段实现造船企业人、机、环境、管理的最佳匹配。造船企业本质安全管理的重点是预防人的不安全行为和消除物的不安全状态，尽可能避免各类事故的发生;在发生事故时，可将其造成的损失控制在可承受范围内。造船企业本质安全管理是一个以保证生产安全为目的的管理闭环，包括人、机、环境、管理等要素。本质安全以预防为根本，覆盖船舶建造过程的人、机、环境和管理，是一种积极的自主管理，是实现“零事故”目标的最有效途径。

2 造船企业本质安全评价体系指标

本文选取人员本质安全、设备本质安全、环境本质安全和管理本质安全等4个一级指标构建造船企业本质安全评价体系，各一级指标下又各有4～6个二级指标，见图1。

图1 管理本质安全评价指标

2.1 人员本质安全评价指标

在造船企业的“人机环境管理”系统中，各要素相辅相成、相互约束，但其中起主导作用的始终是“人”，“人”是造船企业安全生产的根本要素，更是实现本质安全的关键。

造船企业作业人员本质安全化就是要求作业人员具有良好的安全意识和安全技能，能在主动辨识危险源的基础上规范个人行为，在遭遇事故时具备较好的应急能力。

作业人员本质安全化是要从根源上消除作业人员的不安全行为，确保作业人员的可靠性，形成“我要安全”的观念。当前，造船企业作业人员流动性较大，大量的新员工缺乏工作经验和安全意识;造船企业为了节省人力成本，将大量作业交给外包人员，在对外包人员的管理上存在缺陷。因此，对作业人员的不安全行为进行管控是造船企业安全管理的重点和难点。

2.2 设备本质安全评价指标

设备本质安全是指在技术系统失效、作业人员操作失误或判断错误时，设备自动恢复安全状态的功能，即设备具有故障检测、人员保护功能。

设备本质安全化就是要消除设备对人员或环境带来的危害，因此必须充分考虑设备的可靠性，掌握设备的故障模式。以船舶建造过程中本质安全技术应用较为广泛的设施设备为对象，设定设备本质安全评价指标。

2.3 环境本质安全评价指标

造船企业生产环境具有作业工种多、危险源多的特点。环境本质安全化是指厂区平面布置的合理性以及作业环境的适工性，其中厂区平面布置包括作业区域及空间设计、厂区道路状况、供电线路设置、安全警示标示设置等。在施工作业前，作业人员必须对与岗位相关的环境风险进行辨识，采取一定措施使之达到国家标准、行业标准及企业规定。

2.4 管理本质安全评价指标

人、机和环境等子系统的管理疏漏是导致船舶建造企业事故的最深层次原因，因此，科学良好的管理是实现造船企业本质安全的基础。

管理本质安全化应以安全生产责任制、安全管理措施和安全管理组织机构为主体，辅以严格的安全教育培训、良好的安全文化宣传和稳定的安全教育投入。

3 造船企业本质安全评价模型的建立

3.1 以层次分析法计算指标权重

层次分析法（AHP）通常用于判断同一级别的评价因子对于上级因子影响程度的优劣。首先建立同级指标间的判断矩阵，然后计算最大特征值 max和其特征向量W，并进行一致性检验，检验通过后对特征向量进行归一化处理得到权重。本文以一级指标为例，演示其权重的计算方法。

（1）在设计造船企业本质安全评价指标体系的基础上，吸取专家学者和行业技术人员的意见，构造一级指标判断矩阵

（2）根據公式BW= maxW，运用MATLAB计算出判断矩阵B的最大特征值 max=4.051，特征向量W=（1.414，0.841，0.359，2.340）。

（3）根据公式CR= （CR为一致性比率，CI为一致性指标，RI为随机一致性指标），对计算的 max进行一致性检验，当CR≤0.1时检验通过。其中，CI=，RI为随机一致性指标，其值的大小见表1。

判断矩阵的阶数n=4，CI==? ? ? ? =0.017，RI=0.89，判断矩阵的检验系数CR===0.019≤0.1，因此 max的一致性良好，即判断矩阵B的设置较为合理。

（4）一致性检验通过后，对步骤（2）得到的特征向量W进行归一化处理，得到各一级指标的权重U=（0.285，0.170，0.073，0.472）。

根据上述计算步骤，可计算各二级指标的权重，结果为

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 灰色综合评价模型的建立

（1）确定各级指标权重。指标权重反映各个指标对评价对象的重要程度，是影响最终评价结果的重要因素。根据结构方程模型计算得指标权重，各级权重的表现形式为U=（U1，U2，…，Ui）， Ui=（Ui1，Ui2，…，Uij）? （i为一级指标个数，i=1，2，3，4; j为二级指标个数， j=1，2，…，4或6）。

（2）制定指标评分标准。由于造船企业本质安全评价指标体系中存在大量定性指标，必须通过制定体系评分等级标准，对各个指标的安全等级赋予不同数值而将其转化为定量指标。本文按5分制对各级指标进行打分（即评价分数E），赋值1、2、3、4、5，分别对应危险、较危险、中等、较安全和安全，介于两相邻评价等级之间的评分分别为1.5、2.5、3.5和4.5。

（3）确定评分矩阵。根据上述的评分标准，聘请m位相关领域的专家学者及行业技术人员进行打分。设专家的序号为k，则k=1，2，…，m;设专家k的评分为bijk，据此可以分别得到各级指标评价样本矩阵

（4）确定评价灰类。根据上文对造船企业本质安全评价等级的划分，将评价灰类设定为h （h=1，2，3，4，5），根据常见的白化权函数形式，将各灰类的白化函数设置如下：

灰类h=1，灰数 ∈[0，1，2]，其白化权函数为

f1（bijk）=（1）

灰类h=2，灰数 ∈[0，2，4]，其白化权函数为

f2（bijk）=（2）

灰类h=3，灰数 ∈[0，3，6]，其白化权函数为

f3（bijk）=（3）

灰类h=4，灰数 ∈[0，4，8]，其白化权函数为

f4（bijk）=（4）

灰类h=5，灰数 ∈[0，5，10]，其白化权函数为

f5（bijk）=（5）

（5）计算灰色评价系数。将收集的专家打分表进行汇总后，对于评价指标Uij，属于第h个灰类的灰色评价系数记为Cijh，各评价灰类的总评价系数为Cij，其计算式分别为

Cijh=∑fh （Cijl）（6）

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

（6）计算灰色評价权矩阵。对评价指标Uij，属于第h个灰类的灰色评价权记为

dijh=Cijh / Cij（8）

指标Uij属于各灰类的灰色评价权向量记为

dij=（dij1，dij2，dij3，dij4，dij5）（9）

将每个一级指标Ui下的所有二级指标Uij的各个评价权向量集合起来，形成Ui的评价权矩阵

Di==

（7）综合评价。准则层的评价结果记为

Zi=Ui ？Di=（zi1，zi2，zi3，zi4，zi5）（10）

对准则层指标进行综合评价得到目标层的最终得分 Z=U譊=（z1，z2，z3，z4，z5）（11）

4 实证分析

本次研究以某船厂为评价对象，该厂的船舶建造工艺和管理标准在国内处于先进水平，其生产安全管理水平在国内首屈一指。此次调查共聘请了5名某造船企业的管理人员，对某造船企业的本质安全现状进行评估。

根据5位专家的打分表，得到指标层的评分矩阵B如下：

BT=

根据式（1）～（4），计算各一级指标的灰色权矩阵：

D1=

D2=

D3=

D4=

对各一级指标进行综合评价，结果如下：

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）。

综上可知，某船厂本质安全评价的总灰色评价权矩阵D为：

对目标层进行综合评价，其结果为

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

某船厂最终的综合评价值为

A=Z ET

=（0，0.086 2，0.295 0，0.325 9，0.265 9）

（1，2，3，4，5）T

=3.69

某船厂综合评价值为3.69，因此某船厂的本质安全等级为良好，而某船厂的安全管理水平一直处于我国船舶制造业的前列，此次评价结果符合预期值。

5 结语

将本质安全理论引入造船企业安全管理评价是对现有造船企业的安全评价技术及安全质量标准化的继承和创新，是为本质安全型造船企业的创建提供理论支持。本文运用层次分析法和灰色综合评价模型评估某船厂的本质安全管理现状，结果显示，该模型不仅能直观地反映船厂的本质安全程度，而且可针对评分较低的指标制定相应的措施，具有较高的实用性。

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