复杂网络视域下的陶瓷企业生产危险因素分析

段在鹏，李蓉蓉，杨 臻，王如一

(福州大学环境与资源学院，福建 福州 350116)

陶瓷企业在我国经济中占有重要地位，但近几年陶瓷企业生产事故频发，安全问题日渐凸显，安全生产现状亟待进一步提高，安全技术标准尚未形成系统配套，安全管理标准较缺乏。目前针对陶瓷企业安全生产层面的研究匮乏，大多研究侧重于从消防安全和职业病防治等方面单独考虑陶瓷企业的安全生产。如陈媛媛等[1]从安全生产的监管和关键工艺技术安全性等方面，提出了加强建筑卫生陶瓷行业安全生产建设的建议；赵淑忠等[2]从日用陶瓷生产工艺入手，研究了日用陶瓷产品铅镉溶出量超标风险及其防范措施；胡淑双等[3]提出在建筑卫生陶瓷行业实施安全生产标准化建设的建议。

陶瓷企业生产过程中所隐含的危险因素错综复杂，危险因素之间的关系难以用清晰的层次关系表达，如窑炉的安全受到人的不安全因素和物的不安全因素的影响，因此有必要将陶瓷企业错综复杂的危险因素明朗化。网络层次分析法(Analytic Network Process,ANP)适用于在复杂系统中考虑层次内部元素的依存和下层元素对上层元素的反馈影响[4]，通过构建危险因素的网络关系，可清晰地呈现各危险因素之间的相互影响关系。目前ANP法在安全评价研究领域应用广泛。如张晓全等[5]开创性地将ANP法应用于研究航空维修关键人为因素之间的相互作用；Gómez-Navarro等[6]首次通过ANP法汇总并解释了环境压力指数中的指标；王永刚等[7]创新性地引入ANP法建立了航空公司安全水平评价模型；郭海东等[8]运用ANP法及三元区间数建立了建筑企业安全管理能力成熟度评价模型；杨虎等[9]采用ANP法对飞行训练机构的威胁与差错管理能力进行了评价；许葭等[10]建立了基于ANP法的网络脆弱性评价模型，用于判定地铁网络中各个站点的安全现状；Soota[11]创新性地采用ANP法对产品开发问题进行了评估，以实现客户最满意的设计。

基于上述研究，本文采用鱼骨图分析法找出陶瓷企业生产过程中的危险因素，并结合ANP法建立了陶瓷企业生产危险因素网络层次分析模型，利用超级决策软件计算出各危险因素的权重，并对重要危险因素提出防控措施，以切断重要性高且难以修正的危险因素之间的网络联系，从而降低重要性高的危险因素的权重，最大限度地减少或杜绝生产事故的发生。

1 陶瓷企业生产危险因素分析

通过调研分析可知，造成陶瓷企业安全生产事故的直接原因有4个方面：人的不安全因素、物的不安全因素、环境的不安全因素以及管理上的失误，本文采用鱼骨图分析法找出所有可能导致陶瓷企业生产危险的因素，详见图1。

图1 陶瓷企业生产危险因素鱼骨图Fig.1 Fish bone diagram of risk factors in ceramic enterprises

本文采用鱼骨图分析法分析判断，得到陶瓷企业生产的危险因素有22个，但无法说明各危险因素之间是如何相互影响的。例如：危险因素——工人文化素质低和工人安全教育培训不足，都能导致工人安全意识薄弱，造成许多事故隐患；危险因素——燃气系统故障与气体输送管道漏气之间相互影响，陶瓷企业管道输送的气体均为易燃气体，在燃气系统发生故障或管道发生泄漏的情况下，遭遇明火后将会发生燃烧或爆炸事故。且在鱼骨图分析过程中，人的定性判断起主要作用，对决策结果难以直接准确计量，不能直观地反映危险因素之间的关系。

2 陶瓷企业生产危险因素关系建模

ANP法适合于对非定量的场合进行定量分析，通过构建危险因素之间的网络关系，能够清晰地呈现各危险因素之间的相互影响关系，因此本文基于鱼骨图分析的结果，采用ANP法对陶瓷企业生产危险因素关系进行建模、分析与计算。

2. 1 网络关系分析

基于鱼骨图分析的结果，本文采用ANP法找出陶瓷企业生产过程中各危险因素之间存在的复杂关系，将鱼骨图关系转化为网络关系图，见图2。

对比图1和图2可见，图2体现了二级指标间的相互关系，与现实更为相符，如危险因素“燃气系统故障”和“气体输送管道漏气”是相互指向，即说明其危险性存在相互联系，具体网络关系说明见表1。

图2 陶瓷企业生产危险因素网络关系图Fig.2 Network diagram of risk factors in ceramic enterprises注：单向箭头“→”表示两个危险因素为因果关系，由原因指向结果；双向箭头“↔”表示两个危险因素互为因果关系，两者互相影响。

表1 网络关系说明表

一级指标：人的不安全因素B1、物的不安全因素B2、环境的不安全因素B3以及管理上的失误B4；第一类二级指标：工人安全意识薄弱c1、工人文化素质低c2、工人技术水平参差不齐c3、工人疲劳作业c4、烧窑工人违章操作c5、彩绘工人未佩戴防护用品c6；第二类二级指标：窑炉的安全装置失效c7、修胚工具缺陷c8、燃气系统故障c9、气体输送管道漏气c10、破碎系统带故障运行c11；第三类二级指标：原料加工车间的粉尘c12、生产车间通风不良c13、烧结系统的高温c14、施釉原料的重金属c15、刻花车间照度不足c16；第四类二级指标：工人安全教育培训不足c17、窑炉动火作业管理制度缺乏c18、各级车间安全责任划分模糊c19、车间管理人员安全监督失误c20、应急预案未完善c21、劳动组织不合理c22。

2. 2 基于SD软件的ANP模型构建

ANP法涉及到的元素较多，计算过程复杂且计算量大，Satty教授开发了专门用于ANP法计算的超级决策软件(Super Decisions，SD)，解决了复杂的计算问题。

本文以福建省德化县典型的陶瓷企业为研究对象，根据陶瓷企业生产危险因素和ANP法运算规则编写了专家调查问卷，先依照SD软件的使用方法创建目标、准则和元素，再以元素集和元素的形式输入到SD软件中，即可得到陶瓷企业生产危险因素网络层次分析(ANP)模型，见图3。

图3 陶瓷企业生产危险因素网络层次分析(ANP)模型Fig.3 ANP model diagram of risk factors for ceramic enterprises

2. 3 ANP判断矩阵的构造及指标权重计算

本次邀请在专业上颇有建树的专家通过对陶瓷企业生产各危险因素的相对重要性进行打分，得到各危险因素的重要性赋值，并构造危险因素之间的判断矩阵。以一级指标和第一类二级指标为例，构造的各危险因素之间两两比较的判断矩阵见表2和表3,其在SD软件中判断矩阵的赋值界面见图4和图5。构造的判断矩阵中分别有行因素和列因素，其中行因素代表的是准则，列因素代表的是次准则；判断矩阵中所得到数值的含义表示行因素与列因素比较的相对重要性程度。标度为1表示因素a与因素b比较同等重要，标度为3表示因素a比因素b稍微重要，标度为5表示因素a比因素b较强重要，标度为2.4为两相邻标度的中间值。

表2 构造到一级指标间两两比较的判断矩阵

表3 构造的第一类二级指标间两两比较的判断矩阵

图4 SD软件中一级指标间两两比较的判断矩阵赋值界面Fig.4 Interface of assigning the judgment matrix values of the second-level index of the first class in SD software

图5 SD软件中第一类二级指标间两两比较的判断矩阵赋值界面Fig.5 Interface of assigning the values of the first class of the second-level index judgment matrix in SD software

其余二级指标的权重计算方法同上，将各二级指标对应的判断矩阵输入SD软件中进行运算，即可计算得到各二级指标的权重值,见表4。

表4 二级指标的权重值

由表4可知，对陶瓷企业安全生产影响最大的3个危险因素分别为燃气系统故障c9、气体输送管道漏气c10、破碎系统带故障运行c11，各指标权重值均为0.127。因此，陶瓷企业在日常生产中应着重注意这些环节，找出不足之处，并提出防控措施。

3 基于网络“隔断”思维的防控措施

图6 切断陶瓷企业生产危险因素网络关系示意图Fig.6 Diagram of the risk factors for cutting off the network relationship in ceramic enterprises

3.1 切断“工人文化素质低”与“工人安全意识薄弱”的网络联系

由陶瓷企业生产各危险因素的权重可知，工人的文化素质对陶瓷企业安全生产的影响也较大，而陶瓷企业工人总体上受教育水平不高，难以在短时间内改变现状，所以直接从提高工人文化素质入手来促进企业安全生产和提高工人安全意识的难度较大。但从网络关系的角度，可以通过增强工人安全教育培训与工人安全意识的联系，从而切断“工人文化素质低”与“工人安全意识薄弱”的网络联系。

受教育程度和安全培训水平对工人安全意识的作用较大，管理者的情绪智力及企业对安全生产的重视程度次之[12]。在安全管理中，企业是安全管理的责任主体，安全生产规章制度的真正执行主要还是要依靠责任主体来落实[13]。当陶瓷企业严格落实工人安全教育培训，确保履职到位，做到“凡事有人负责”、“凡事有人监督”，把反违章操作的着眼点放在寻找影响企业全局安全工作的关键环节上时，工人文化素质对陶瓷企业安全生产的影响就减弱了，其与工人安全意识相应的关系也切断了，各危险因素重要性的赋值就发生了变化，见表5。通过SD软件计算得到网络隔断后各第一类二级指标的权重值，见表6。

表6 网络隔断后各第一类二级指标的权重值

由表6可知，工人文化素质低的权重从0.052降低至0.029，所以可以从加强工人安全教育培训和提高企业对安全重视程度的角度，提高员工安全意识与安全执行力，切断文化素质对安全意识的影响，减弱工人文化素质低对陶瓷企业安全生产的影响；而危险因素——工人疲劳作业、彩绘工人未佩戴防护用品、烧窑工人违章操作的权重值皆有所上升，从而引起相关管理者对这些潜在危险因素的重视。

3.2 切断“燃气系统故障”与“气体输送管道漏气”的网络联系

火灾与爆炸是近几年陶瓷企业频发的安全事故，而燃气系统故障和气体输送管道漏气是导致陶瓷企业火灾与爆炸事故的主要危险因素，加强对燃气系统和气体输送管道的质量控制是急需解决的问题，所以采取措施切断“燃气系统故障”与“气体输送管道漏气”的联系具有重要意义。可考虑在燃气系统与气体输送管道之间设置连锁装置，当燃气系统出现故障时，自动关闭气体输送管道，以此减弱燃气系统和气体输送管道危险因素的重要性，切断两个危险因素间的联系；再由专家分别为危险因素进行重要性赋值，确定判断矩阵，并由SD软件计算得到网络隔断后燃气系统故障和气体输送管道漏气的全局权重值都减小为0.109(见表7)，即危险因素重要性降低，安全性提升；而危险因素——窑炉的安全装置失效的权重值升高，能够引起相关管理者重视，促使其积极采取措施对窑炉的安全装置进行控制。

表7 网络隔断后各第二类二级指标的权重

4 结 论

(1) 利用鱼骨图基于复杂的陶瓷企业生产危险因素分析，采用ANP法将危险因素指标体系分为二级指标，找出22个危险因素、15对相互关系，构建了陶瓷产业生产危险因素ANP模型。

(2) 运用SD软件计算得出陶瓷企业生产各危险因素的全局权重，从而得到危险性大且难以控制的4个危险因素，分别为燃气系统故障、气体输送管道漏气、工人文化素质低、工人安全意识薄弱，即为陶瓷企业生产过程中需要重点控制的危险因素。

(3) 基于陶瓷企业生产危险因素之间的网络关系，从网络“隔断”思维出发，采取措施切断“燃气系统故障”与“气体输送管道漏气”、“工人文化素质低”与“工人安全意识薄弱”等危险性高且难以控制的危险因素间的网络联系，以降低这些难以修正的危险因素的全局权重，同时将易于控制的工人疲劳作业、破碎系统带故障运行等危险因素提升至重要性较高的位置，以引起相关管理者的重视，促使其采取相应的措施进行控制，从而达到促进陶瓷企业安全生产的目的。