基于物元可拓的民航机务维修部门安全管理能力评价

高 扬，甘茂丽，张相和，李敬强

（中国民航大学民航安全研究所，天津 300300）

民航机务维修部门是航空公司安全管理的基本单位，维修差错是诱发或直接导致民航飞行事故最重要原因之一。根据国际航空运输协会的统计，航空维修差错引起的航空事故所占的比例已经由20世纪初的20%上升到20 世纪90 年代的80%［1］。民航局为了有效控制维修导致的飞行事故，要求各机务维修部门实施《维修安全管理体系》，以提高安全管理水平。作为改善民航安全管理状况的关键，机务维修部门安全管理能力的提高有助于完善部门的规章制度、优化部门安全管理资源配置、提高机务维修人员整体水平，因此需全面、正确地衡量和评价民航机务维修部门安全管理能力。

目前，国内外针对安全管理能力的研究主要分为正反两方面：正面研究成果包括“安全效能”［2］、“安全绩效”［3］、“安全管理效能”［4］，强调能力构成要素以及能力提升；反面的研究成果主要集中在“组织错误”，从“不安全因素”的角度探讨安全管理能力的影响因素，并且研究对象多集中在煤矿［5-6］、电力［7］、建筑［8］等高危行业，针对民航业安全管理能力的研究还未见报道。鉴于此，本文将在上述研究的基础上，以“不安全因素”为出发点，从能力构成要素方面探讨民航机务维修部门安全管理能力，并进行安全管理能力评价。但由于民航维修事故具有数据少、危险源潜伏期长、样本数据动态变化等特点，导致利用传统分析方法对机务维修部门安全管理能力进行评价时不够准确，也过于片面。为了更好地把握能力构成要素变化的过程，正确反映质与量之间的关系，本文基于物元可拓方法对民航机务维修部门安全管理能力进行评价，以期为提升机务维修部门安全管理能力提供决策依据。

1 民航机务维修部门安全管理能力分析

本文在对企业安全管理能力概念［9］进行分析的基础上，提出了民航机务维修部门安全管理能力的概念。民航机务维修部门安全管理能力是指在维修作业过程中，对由机务人员、设备航材、制度、维修环境等安全资源组成的安全系统进行组织、协调和控制而积累起来的一组知识和技能的集合，是系统安全运行的内在推动力。民航机务维修部门安全管理能力应从以下两个方面来考察：安全管理能力的静态特性，即机务维修人员、设备航材、制度、维修环境四个要素组成的安全系统的知识和技能情况；安全管理能力的动态特性［10］，即安全系统要素的动态改善能力［6］。因此，民航机务维修部门安全管理能力可分为以下四个方面：①制度规章及程序安全状态；②员工安全作业能力；③设备航材安全性能；④环境安全状态。

本文从组织系统的角度将Reason的思想融入安全管理能力上述四个方面，来探寻民航机务维修部门安全管理能力的具体评价指标。通过Reason模型对事故进行分析（见图1）可知，任何事故都是由人的不安全行为以及物的不安全状态导致的［11］，将人的不安全行为与物的不安全状态称为显性失效，显性失效折射出现实安全管理能力；而人的不安全行为与物的不安全状态是由不安全行为前提、管理因素、组织因素一连串的失效导致的，因此将不安全行为前提、管理因素、组织因素称为隐性失效，隐性失效折射出潜在安全管理能力。

图1 基于Reason模型的事故分析Fig.1 Analysis of accidents based on Reason model

根据指标体系的系统性、科学性、可比性和可行性原则，并结合Reason模型的事故分析，本文利用一种改进的层次分析法（G1法）［12］构建民航机务维修部门安全管理能力评价指标体系，即根据G1法要求设计专家咨询问卷，通过14位专家意见反馈得到以民航机务维修部门安全管理能力为目标层，以规章制度及程序安全状态、员工安全作业能力、设备航材安全性能、环境安全状态为要素层的评价指标体系，详见图2。

2 民航机务维修部门安全管理能力评价的物元可拓模型

民航机务维修部门安全管理能力物元可拓评价方法［13-16］是以物元理论和可拓集合作为理论基础，将安全管理能力、各个评价指标和评价指标的量值组成一个整体来研究，同时结合机务维修部门安全管理能力实际情况，考虑到各评价指标在安全管理能力中的重要性差异，将G1法引入到可拓学理论中来确定各评价指标的权重，并通过计算综合关联度和等级变量特征值得出安全管理能力四个主要组成要素的等级以及总体水平。

2.1 确定经典域、节域与待评价物元

物元是以事物、特征以及事物关于该特征的量值三者组成的有序三元组，记为R=（事物，特征，量值）=（N，C，V）。根据物元理论，将经典域物元定义如下：

图2 民航机务维修部门安全管理能力评价指标体系Fig.2 Evaluation index system for the safety management capacity of aircraft maintenance department in civil aviation

式中：Rj为机务维修部门安全管理能力第j 个同征物元；Nj为机务维修部门安全管理能力的第j 个等级（j=1，2，3，4，5）；ci为机务维修部门安全管理能力的第i 个评价指标（i=1，2，…，n；本文n=25）；vji=（aji，bji）为Nj关于指标ci的量值范围，即为机务维修部门安全管理能力经典域，其中aji、bji分别为j 等级下ci量值域的上限值和下限值。

取各指标全体等级取值范围的最大值和最小值，即构成安全管理能力节域物元Rp：

式中：Np为机务维修部门安全管理能力各指标的全体评价等级的量值范围；vpi=（api，bpi）为Np关于指标ci的量值范围，即Np的节域，其中api、bpi分别为全体级别中各指标量值取值范围的最大值和最小值。

对待评价机务维修安全管理能力N0，将所收集的数据信息和分析结果用物元表示，即可得到待评价物元R0：

式中：vi为N0关于ci的量值，即待评价指标的具体数值。

2.2 计算各评价指标的关联度

关联度kj（vi）又叫关联度系数，是一种能够描述事物之间隶属关系的量化工具，它可反映待评机务维修部门安全管理能力各指标隶属于某一等级的程度。待评价事物第i个评价指标关于第j 个评价等级的关联度为

式中：vi为待评价物元的量值；vji为经典域物元的量值范围；vpi为节域物元的量值范围；ρ（vi，vji）为点vi与有限区间vji的距离；ρ（vi，vpi）为点vi与有限区间vpi的距离。

2.3 应用G1法确定各指标的权重

G1法［12］是由东北大学郭亚军教授提出的一种层次分析法（AHP法）的改进方法，是一种主观赋权方法，具有计算简便、直观、便于应用以及对同一层次中元素的个数没有限制等优点。G1法确定各指标权重的步骤如下：

（1）专家确定评价指标的序关系：

式中：“＞”的经济学含义为其左边的指标相对于某评价准则的重要性程度大于（或不小于）右边的指标；m 为评价指标相对于某评价准则的个数。

（2）专家给出相邻指标相对重要程度rk的理性赋值：

（3）计算评价指标的G1法权重：

式中：rt为相邻指标相对重要程度；wk为第k 个评价指标的G1 法权重；wk-1为第k-1 个评价指标的G1法权重。

2.4 计算综合关联度和等级变量特征值

待评价机务维修部门安全管理能力综合关联度为

式中：n 为总的评价指标个数；j＊为等级变量特征值，从j＊数值的大小可以判断出相同等级条件下待评价对象偏向相邻等级的程度。

2.5 判断机务维修部门安全管理能力等级

根据关联度最大识别原则，取综合关联度最大值所对应的等级为机务维修部门安全管理能力所属等级j0：

j0作为机务维修部门安全管理能力整体等级，充分考虑了隶属关系及安全管理能力组成要素对整个能力评价的影响，从而保证了安全管理能力评价的客观性和准确性。

3 实例分析

本文以我国某家航空公司机务维修部门为例，对其安全管理能力进行评价。具体评价过程如下：

3.1 确定机务维修部门安全管理能力经典域、节域及待评价物元

依据所掌握的民航机务维修差错数据，综合专家意见，并借鉴能力等级划分的相关研究成果，将机务维修安全管理能力等级设为Nj=｛高、较高、一般、低、很低｝，并采用五分制表示各指标等级。根据式（1），可计算得出某航空公司机务维修部门安全管理能力的经典域物元为

根据式（2），可计算得出该机务维修部门安全管理能力的节域物元为

通过对该航空公司机务维修部门的调研，确定了该机务维修部门安全管理能力各评价指标的物元值，详见表1。

表1 某机务维修部门安全管理能力各评价指标的物元值Table 1 Matter-element matrix of the safety management capability of an aircraft maintenance department

3.2 计算各评价指标的关联度

根据式（4）、（5）、（6），可计算得出该机务维修部门安全管理能力各评价指标关于各等级的关联度，见表2。

表2 安全管理能力各评价指标关于各等级的关联度Table 2 Indexes of safety management capability and correlation degrees between each level

由表2可以看出，对于待评价机务维修部门安全管理能力而言，指标c14、c22、c23处于“一般”等级；指标c3、c4、c8、c11、c12、c16、c18、c19处于“高”等级；其余指标处于“较高”等级，其结果符合实际情况。

3.3 确定各评价指标的权重

3.4 计算待评价机务维修部门安全管理能力及其四要素的综合关联度

根据式（11）至式（14），计算得出待评价机务维修部门安全管理能力及其四个组成要素的综合关联度，见表3。

表3 待评价机务维修部门安全管理能力及其四要素的综合关联度Table 3 Safety management capability of an aircraft maintenance department and the comprehensive correlation degrees of the four elements

根据最大关联度识别原则，判断该机务维修部门安全管理能力四个组成要素的评价等级分别为“高”、“高”、“较高”和“较高”；由等级变量特征值j＊可以判断该机务维修部门在安全管理能力四个方面的管理水平为B1＞B2＞B3＞B4。待评价机务维修部门总体安全管理能力等级为“较高”，最大综合关联度为0.003，说明该机务维修部门整体安全管理水平较高。其评价结果与该航空公司机务维修部门的实际维修差错率基本一致，说明建立的评价指标体系和评价模型具有可靠性。

虽然待评价机务维修部门安全管理能力等级较高，但仍有部分指标处于不安全状态（见表2），若不改善“一般”和“低”等级指标项的状态，将导致机务维修事故发生，从而降低维修部门整体安全管理能力。因此，管理者应高度重视评价等级较低的指标项，发现评价等级有向“低”方向转变的趋势时，应立即采取措施加以控制；同时还应加大关键要素的安全投入，完善安全管理能力增长机制，从根本上提升机务维修部门的安全管理能力。

4 结论

（1）从组织系统的角度将“Reason”的思想融入到安全管理能力中，挖掘潜在安全管理能力，从机务维修部门安全管理能力组成要素的角度建立了民航机务维修部门安全管理能力评价指标体系。

（2）物元可拓模型是一个多指标的评价系统，可从定性和定量两个角度描绘机务维修部门安全管理能力，并且采用G1法确定评价指标的权重，考虑了指标的差异性，从而避免了指标权重分配的主观随意性，提高了评价的科学性。

（3）应用物元可拓模型进行安全管理能力评价，不仅可以得到总体安全管理能力等级，还可以得到各关键指标的等级，可为民航机务维修部门安全管理能力总体评价以及纵向安全管理工作水平的深入评价提供参考。此外，该模型能直观地体现潜在安全管理能力的量化等级和管理工作中的薄弱环节，有利于监管部门根据评价结果加大对薄弱环节的关注与资源投入，从安全管理能力组成要素方面改善安全管理能力，落实民航机务维修部门的安全管理体系，以提高监管效率。

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