基于FAHP的电力装备制造企业安全标准化研究

宋兵?刘宁?杨立新

摘要：为了合理评价电力装备制造企业的安全标准化等级，参考“国家电网装备制造企业安全生产标准化管理规范”，提取18个一级指标和84个二级指标，建立了相应的评价指标体系，并采用层次分析法和模糊综合评判法有机结合的方式，建立了基于模糊层次分析法（FAHP）的电力装备制造企业安全标准化评价体系，从而提升了电力装备制造企业的安全标准化管理水平。最后通过对某电力装备制造企业的安全标准化体系进行模糊综合评价，验证其可行。

关键词：电力装备制造企业；安全标准化；模糊层次分析；模糊综合评价

作者简介：宋兵（1960-），男，江苏南通人，南京南瑞集团公司安全质量部副主任，高级工程师；刘宁（1978-），男，江苏南京人，南京南瑞集团公司安全质量部安全监察处安全主管，工程师。（江苏 南京 211102）

中图分类号：F273 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）15-0184-03

电力装备制造企业经过近几年的快速发展，经营范围及产品类别在不断扩大，单位和员工数量随之不断增加，研发的产品及服务对电网安全稳定运行的影响也越来越明显。电力装备制造企业具有以下特点：领域和地域非常分散；危险源的分布及安全风险各不相同；企业安全理念及生产管理模式存在巨大差异；员工素质有差异；企业技术装备水平差异性较大。上述特点导致目前对电力装备制造企业安全标准化管理水平的评价不够客观和全面，以致出现严重的层次差别，严重影响了行业安全的规范化管理。为此，本文以“国家电网装备制造企业安全生产标准化管理规范”为依据，[1]提取并建立相应的评价指标体系，采用将层次分析法及模糊综合评判法相结合的模糊层次分析法（FAHP）来确定各级指标的权重值，最终建立了基于FAHP的电力装备制造企业安全标准化评价模型。

一、层次分析法

层次分析法（Analytic Hierarchy Process，简称AHP）是将半定性、半定量问题转化为定量问题的有效途径，它将各种因素层次化，并逐层比较多种关联因素，为分析和预测事物的发展提供可靠的定量依据。[2]层次分析法（AHP）的基本思路是：将复杂的问题分解成多个组成要素，将这些因素按照一定的规则进一步分解，主要是按照目标层、准则层、指标层进行排列组合，形成有序的梯级层次结构，将问题条理化、层次化，对每一层次的各要素進行两两比较，并引入0，1，3简单比率标度法构造出判断矩阵，[3]通过计算判断矩阵的最大特征值及特征向量，得到各层次要素对上层次某要素的重要性次序，从而建立权重向量。

1.层次模型

本文根据体系结构，建立了由18个一级指标和84个二级指标组成的层级模型。

第一，安全生产方针、目标和计划（0.02）：安全生产方针、目标和计划的制定C1；目标的分解与落实C2；目标的监督与考核C3。第二，组织机构和职责（0.03）：安全生产委员会C4；安全生产监督管理机构和人员C5；安全生产责任制C6。第三，安全管理例行工作（0.05）：安全生产例会C7；安全数据报送C8；安全生产监督检查C9；安全性评价C10；安全简报C11。第四，安全生产投入（0.03）：安全生产投入的提取C12；安全生产投入计划C13；安全生产费用的使用和监督C14。第五，法律法规与安全生产规章制度（0.05）：法律法规与标准规范C15；安全生产规章制度C16；安全操作规程C17；评估和修订C18；文件和档案管理C19。第六，教育培训（0.05）：教育培训管理C20；各级人员安全教育培训C21；安全文化建设C22。第七，车间、班组安全管理（0.05）：车间安全管理C23；班组安全管理C24。第八，相关方安全管理（0.02）。第九，设备设施安全管理（0.12）：生产设备设施管理C25；安全设备设施管理C26；特种设备管理C27；设备设施安全要求C28。第十，作业安全（0.15）：作业安全管理C29；作业环境管理C30；作业风险控制一般要求C31；典型作业风险控制C32；交通安全C33；餐饮安全C34；安全保卫C35；基建安全C36；消防安全C37；电气安全C38；安全标志标识C39。第十一，危险源管理（0.03）：一般要求C40；重大危险源管理C41。第十二，安全隐患管理（0.05）：一般要求C42；隐患分级C43；隐患排查C44；隐患治理C45；信息报送C46；督办机制C47。第十三，职业健康（0.05）：职业健康管理C48；职业危害告知和警示C49；职业危害作业管理C50；职业健康防护措施C51；职业健康监护C52；职业危害申报C53；劳动防护用品C54；工伤管理C55；职业病管理C56。第十四，应急管理（0.05）：应急管理与投入C57；生产应急机构和队伍C58；应急预案C59；应急设施、装备、物资C60；应急培训、演练与评估C61；事故救援C62。第十五，产品质量安全（0.10）：一般要求C63；一、二次设备产品质量安全管理C64；软件产品质量安全管理C65；产品质量安全管理的监督检查C66。第十六，信息安全（0.10）：一般要求C67；规章制度C68；信息安全管理责任制C69；人员管理C70；设备管理C71；信息机房建设、管理要求C72；通信和操作管理C73；信息系统访问控制C74；信息系统安全开发和维护C75；保密管理C76；信息安全审计与督察C77。第十七，事故信息报送和调查处理（0.03）：基本要求C78；事故报告C79；事故调查C80；信息报送C81。第十八，安全绩效评定和持续改进（0.02）：安全绩效考核C82；安全生产奖惩C83；持续改进C84。

2.构造判断矩阵

根据所建立的层次模型，采用0，1，3简单标度法（见表1），将同一目标下的同一层指标因素对于上一层目标因素的重要度进行两两比较，建立判断矩阵。该判断矩阵反映了各个因素相对于上一层目标的重要性。

表1 0，1，3简单标度法取值的含义

标度 含义

0 两个要素相比，前者没有后者重要

1 两个要素相比，同等重要

3 两个要素相比，前者比后者重要

3.权重计算及一致性检验[4]

（1）权重值计算步骤：

求判断矩阵各行元素之积Mi：

计算Mi的n次方根：

归一化处理：

即为所求的特征向量，分别为各指标的权重系数。

（2）一致性检验步骤：

计算判断矩阵的最大特征值：

计算一致性指标：

计算随机一致性比例：

式中：RI为判断矩阵的平均随机一致性指标。当CR<0.1时，所建立的矩阵符合一致性。

国网公司内部已给出18个一级指标的权重系数，因此，本文根据以上步骤直接研究二级指标的权重系数，现以作业安全的二级指标层为例，某位专家对11个因素的重要性进行两两比较，认为C29>C30>C31>C34>C32>C33>C35>C36>C37>C38>C39，将数据加工处理后，可得初始判断矩阵及其积分。根据各指标所得积分，得到作业安全层的积分行矩阵：

将所得的积分行矩阵C输入到MATLAB程序中。计算结果如下：

根据程序运算结果，判断矩阵的一致性满足要求，则B10二级指标层权重为：

对3位专家给出的初始判断矩阵，进行上述计算过程可以得到每个指标的11个权重数，取平均值即得每个指标的最终权重值，见表2。

表2 作业安全层二级指标平均权重计算表（W10）

权重 C29 C30 C31 C32 C33 C34 C35 C36 C37 C38 C39

专家1 0.143 0.179 0.057 0.071 0.011 0.046 0.070 0.044 0.025 0.208 0.146

专家2 0.168 0.214 0.077 0.032 0.038 0.041 0.033 0.045 0.022 0.199 0.131

专家3 0.156 0.181 0.081 0.046 0.029 0.051 0.048 0.039 0.032 0.174 0.163

平均權重 0.156 0.191 0.072 0.05 0.026 0.046 0.05 0.043 0.026 0.194 0.146

二、模糊综合评价

模糊综合评价是模糊数学的一种具体应用方法。[5]模糊综合评价就是考虑与被评价事物相关的各个因素，对其所作的综合评价。该方法的优点是：数学模型简单，容易掌握，对多因素、多层次的复杂问题评判效果比较好，是别的数学分支和模型难以代替的方法。下面对模糊综合评价的指标集、评价集、以及一级模糊综合评价和二级模糊综合评价进行了介绍。

1.建立指标集

指标集即与被评价对象相关的各种指标的集合，是对应于层次分析结构中目标因素下各子因素的集合。

2.建立评价集

评价集是评价对象评语的集合。专家对电力装备制造企业安全标准化体系进行评价时，把评价等级分为：“一级”“二级”“三级”“不合格”，相对应的分数段为：大于等于90，小于100；大于等于80，小于90；大于等于70，小于80；小于70，即评价集V=（一级，二级，三级，不合格）。

3.构造评判矩阵隶属度

（1）

式中，Ri表示对i个因素的评价结果；Rij表示i个评价因素对第j个评价等级的隶属度，即i因素具有j的程度，它反映了评价因素与评价等级之间用隶属度表示的模糊关系；n表示评语集中评价等级的数目；m表示被评价因素的数目。

4.一级模糊综合评价

一级模糊综合评价是对一级指标的综合评价，其评价步骤为：通过专家打分，得到一级指标单因素的一级评判矩阵Ri（i=1，2，…..18）；将所得的Ri与Wi进行模糊矩阵运算。公式如下：

（2）

式中：i=1，2，…..18；●是模糊算子；yi为一级指标单因素的评价向量。

5.二级模糊综合评价

二级模糊综合评价是基于一级模糊综合评价结果，对二级指标的综合评价。[6]其评价步骤为：通过一级模糊综合评价，得到二级评判矩阵R；将所得R与第一层次的权重进行模糊矩阵运算，得到目标层对于评价集的评价值Y。公式如下：

（3）

三、实例

现组织10位专家按照安全标准化管理体系的84个二级指标，针对某电力装备制造企业安全标准化体系的建立和运行情况进行评价。并根据专家评价法给出的每个指标评语等级，将结果归一化后求出不同评语等级的隶属度。例如，专家根据作业安全实施的实际情况，对其二级指标层进行评定，结果见表3。

表3 作业安全二级指标层评价表（R10）

一级指标 权重 二级指标 安全等级

好 较好 一般 差

10.作业安全 0.15 作业安全管理 0.2 0.2 0.4 0.2

作业环境管理 0.1 0.2 0.5 0.2

作业风险控制一般要求 0 0.3 0.4 0.3

典型作业风险控制 0.1 0.1 0.6 0.2

交通安全 0.4 0.3 0.3 0

餐饮安全 0.3 0.3 0.3 0.1

安全保卫 0.2 0.6 0.2 0

基建安全 0.3 0.3 0.4 0

消防安全 0 0.4 0.5 0.1

电气安全 0.1 0.3 0.2 0.4

安全标志标识 0.2 0.4 0.3 0.1

根据二级指标权重Wi和一级评判矩阵Ri，进行一级模糊综合评价。

同理，由式（1）和二级指标的权重可得其余一级指标评价等级的隶属度。

利用一級模糊评价的结果，进行二级模糊综合评价，由（3）式得：

按照最大隶属度原则，上述结果表明，该电力装备制造企业的安全等级为“较好”。为了便于比较，把上述综合评价结果转换成分值，根据V={一级，二级，三级，不合格}={90～100，80～90，70～80，0～70}={95 85 75 35}（取中位数），则评价结果的分值为：

V=0.270×95+0.385×85+0.243×75+0.102×35=80.17

根据模糊综合评价，该企业的得分为80.17分，由体系的评价等级可知，该企业为安全标准化二级企业。这与“安全标准化考核评分标准”所得的结果是相符的，也反映了该企业的实际安全生产管理现状。

四、结论

第一，模糊综合评价法和层次分析法的数学模型在电力装备制造企业安全生产标准化评价体系中的应用研究，充分考虑了实际生产中的每个不安全指标，明确了各级指标在体系中的重要程度，并最终将所有指标量化，体现了此评价方法的模糊性，符合电力装备制造企业的实际情况。

第二，通过实际案例证明了安全标准化体系的合理性，说明安全标准化体系的建设和运行有助于提高企业的安全管理水平和管理绩效。

参考文献：

[1]国家电监会.关于印发《电网企业安全生产标准化规范及达标评级标准》的通知（2012）[EB/OL].http：//www.12398.gov.cn/html/information/717803214/717803214201200111.shtml.

[2]张武，王宇峰，苏振宇，等.AHP在电力职工培训项目质量测评中的应用[J].中国电力教育，2013，（2）.

[3]谭小群.基于风险的化工园区安全容量评估模型及应用研究[D].广州：华南理工大学机械与汽车工程学院，2011.

[4]袁梅，张义平，王作强.基于层次分析法的非煤矿山安全标准化评价体系[J].矿业与开发，2010，30（3）：99-102.

[5]姜鹏程，李元戎.火电厂企业文化建设成果的模糊综合评价模型[J].中国电力教育，2009，（2）.

[6]董韬.基于二级模糊综合评价的电网规划项目经济风险评价[J].中国电力教育，2007，（4）.

（责任编辑：孙晴）