化工企业安全管理体系评估指标集的构建及实证分析

付 净,聂方超,刘 虹,张海燕,王泽恒

(1.吉林化工学院资源与环境工程学院，吉林 吉林 132022；2.中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院，北京 100083；3.盘锦辽东湾新区管理委员会，辽宁 盘锦 124221)

为了进一步遏制化工行业事故，提高企业安全生产绩效，安全管理控制策略不应局限于个人行为的控制或技术装备措施的改善，而应更多地关注组织管理效能的发挥[1]。安全管理体系作为组织为实现安全目标而形成的系统化管理方法，评估其结构适用性及实施运行效果，对于改善企业安全管理现状，提升事故预防效果具有重要意义[2]。2008年，国家颁布了《危险化学品从业单位安全标准化通用规范》(AQ 3013—2008)，该标准化通用规范侧重于技术层面的要求和规范，具有较好的可操作性。但随着国际先进管理理念的涌入和标准的不断更新，PSM理念及框架的应用和ISO 45001《职业健康安全管理体系标准》的颁布，化工企业安全管理体系评估标准中还需要考虑纳入一些崭新的元素，以增强对管理理念和方法的指导[3]。

目前，针对安全管理体系多数学者更关注于通用评估模型的构建，如邬长城[4]根据成熟度模型设计了基于事故致因理论的安全管理体系评估框架，涉及安全文化、组织结构、管理运行方案等内容；Li等[5]和佟瑞鹏等[6]分别根据文献统计建立了不同的通用安全管理体系评估模型，但未考虑行业应用的差异性。为了更好地提升事故预防的效果和风险干预的时效性，安全管理体系评估模型的构建需要充分考虑行业特征和管理实践，保证两者紧密有序的联系，并在突出技术规范要求和理念指导的同时具备不断更新和优化的机制。

因此，本文基于独立、穷尽思想，利用枚举分析法，以《危险化学品从业单位安全标准化通用规范》(AQ 3013—2008)为参照，从安全管理体系的有关评估工具、通用框架和行业法规标准项要素中析出关键要素，确定了化工企业安全管理体系评估指标集的构成维度、要素和观测指标，采用信息熵法确定各维度和要素的权重，并利用区间可拓方法进一步评估化工企业安全管理体系评估指标集的效用，定量化地展示评估过程，确定关键控制要素。该研究结果可为化工企业安全管理体系建设、完善以及优化措施的制定提供参考。

1 化工企业安全管理体系评估指标集的构建

1.1 化工企业安全管理体系维度和要素的提取

安全管理体系是具有多模块、多层次结构的复杂系统，完善的安全管理体系需同时具有控制风险、持续改进的效用，以及遵守相关标准和管理制度的适用性[7]。安全管理体系评估维度和要素的提取应遵循两种方式：一是评估工具及体系要素的梳理，以获取典型通用维度和要素，可适用于不同行业；二是化工行业相关标准要素的提取，发挥标准对体系运行的约束性，获取行业特色的维度和要素。本文列举典型评估方法一级指标和二级指标的项数，见图1(a)。其中，涉及国际标准化组织最新颁布的ISO 45001职业健康安全管理体系标准[8]，Marcelo等提出的基于弹性工程的安全管理体系评估方法(MAHs)[9]，国际职业安全协会的NOSA五星安全管理体系[10],职业健康安全评价项目组的职业健康安全评价系列(OHSAS)标准[11-12]，以及相关学者如Hale[13-15]的通用评估框架。此外，考虑行业特色要素的提取，基于AQ 3013—2008及其相配套的评审标准等国内现行的安全管理体系评估方法，筛选出适合于化工行业安全管理的维度和要素。化工行业作为典型的过程工业，通过建立过程安全管理体系，可实现有效预防过程安全事故(Process Safety Incident，PSI)的目的，因此化工企业安全管理体系评估维度和要素需吸纳过程安全管理体系标准的要素，主要参照《化工企业工艺安全管理实施导则》(AQ/T 3034—2010)，均遵循PDCA循环模式，具体标准的要素分布见图1(b)。其中，有关图1中维度和要素符号的图例说明见表1。

图1 化工企业安全管理体系主要参照维度和要素Fig.1 Main reference dimensions and elements of the safety management system of chemical enterprises

表1 化工企业安全管理体系维度和要素符号的图例说明

注：代码中英文大写字母为对应标准缩写的首字母；图例中箭头方向均指向一级要素。

1.2 化工企业安全管理体系评估指标集的构建

采用枚举分析法(MECE)对安全管理体系的维度和要素进行整合、增补和剔除[16]，确定化工企业安全管理体系评估指标集的2层级、8维度和29要素的基本结构，详见表2。原标准中若存在多级要素，可作为构建安全化工企业管理体系评估指标集中的观测变量。化工企业安全管理体系评估指标集维度和要素与提取文献及相关标准的关联性见图2，按维度前编码进行关联。

表2 化工企业安全管理体系评估指标集的维度和要素

注：表中括号内数字代表观测变量的数量。

图2 化工企业安全管理体系评估指标集维度和 要素与提取文献及相关标准的关联性Fig.2 Relevance of the dimensions and elements of the evaluation index set of the safety management system of chemical enterprises with the extraction of literature and related standards

由表2和图2可见，构建的化工企业安全管理体系评估指标集涵盖了AQ 3013—2008所有的基本要素，同时包含OHSAS、MAHS、NOSA等评估工具要素以及Hale提出的通用评估框架要素，兼顾了技术规范、管理理念和方法的指导作用，使原有的评估体系得到进一步的优化。

2 实证分析

2.1 基于区间可拓方法的某化工企业安全管理体系运行状况评估

本文应用构建的化工企业安全管理体系评估指标集，采用区间可拓评价法对某化工企业的安全管理体系运行现状进行评价。该化工企业主要生产乙二醇、环氧乙烷等产品，设有SD乙二醇装置和新增环氧乙烷精细单元。具体的评估过程如下。

2.1.1 确定经典域、节域和待评物元

根据能力成熟度模型(Capability Maturity Model，CMM)，组织管理水平的程度由低到高通常划分为4～6个等级[17]，同时汲取NOSA评级系统区间赋值思想，并参照文献[18]和[19]，确定化工企业安全管理体系等级域U为{差，中，良，优}，分别对应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 4个级别，其对应分值分别为{[0,59]、[60,74]、[75,89]、[90,100]},将上述值代入下式确定其经典域和节域(见表3)：

(1)

式中：R0j为经典域;U为等级域;Vj为评价指标cn关于等级Uj所规定的取值范围，ajn、bjn为其上、下限；RU为节域；VU为评价指标cn关于等级域U所规定的取值范围，aUn、bUn为其上、下限；Ri为待评物元；Ni为待评对象；Vin为Ni关于cin的取值，gin、lin为其上、下限。

本文中，等级变量j=1，2，3，4；一级指标变量i=1，2，…，8；二级指标cin中n值随i变化，如当i=1时n=1，2，…，5，当i=2时n=1，2，3，4，以此类推，根据表2中数据信息可确定不同的n值。

表3 化工企业安全管理体系维度的经典域和节域

综合参考RBI《风险管理手册》和《危险化学品从业单位安全标准化通用规范》的具体评分项，同时参照MAHS的因子定量法，对体系中各维度和要素指标进行定量赋值[4,20]。考虑到体系维度和要素指标提取来源的多样化以及实际赋值难以精确量化的问题，各维度和要素指标的赋值采取百分制区间赋值法，确定的待评物元即指标分值，见表4[19-21]。

表4 化工企业安全管理体系等级评价参数

2.1.2 建立关联函数

待评价指标cin关于化工企业安全管理体系等级j的关联度Kj(cin)为

(2)

式中：待评价物元区间值Vin与经典域区间值Vj的距为ρ(Vin,Vj)，即：

(3)

同理,可确定待评价物元区间值Vin与节域物元区间值VU的距ρ(Vin,VU)。

以一级指标中的首个二级指标c11关于等级Ⅰ(差)的关联度K1(c11)计算过程为例，由公式(3)可计算得ρ(V11,V1)为

同理,可计算得ρ(V11,VU)为

将ρ(V11,V1)与ρ(V11,VU)代入公式(2)，可计算评价指标c11关于Ⅰ等级(差)的关联度K1(c11):

同理,可计算各二级指标关于化工企业安全管理体系等级的关联度，其计算结果见表4中要素指标关联度Kj(cin)。

2.1.3 采用信息熵确定评价指标的权重

本文采用信息熵法确定评价指标的权重。信息熵可度量信息的无序程度，信息熵越大，信息无序程度越高，信息量越小，指标权重也就越小[22]。采用信息熵法计算各评价指标权重的步骤如下：

(1) 构建评价指标关于各评价等级的关联度计算矩阵：

(4)

(2) 计算各评价指标的熵:

(5)

式中：Ei为全部指标中第i个评价指标的熵；fji为全部二级指标中第i个评价指标关于等级j的特征比重,其计算公式为

(6)

(3) 计算各评价指标的权重

(7)

式中：Wi为第i个评价指标在全部二级指标中所占的权重。

由表4中要素指标关联度矩阵{Kj(cin)}转置后可得到计算矩阵R(4×29)。以二级指标c11为例，由公式(6)计算其关于等级Ⅰ(差)的特征比重f11:

=0.136

同理,可计算得f21=0.214,f31=0.428,f41=0.223，将上述值代入公式(5)，可计算得到评价指标c11的熵E1:

同理，可计算得到各个评价指标的熵Ei。将全部指标的熵代入公式(7)计算各要素指标的权重，计算结果见表4中要素指标权重。

2.1.4 计算评价指标的综合关联度

评价指标的综合关联度计算公式为

(8)

式中：Kj(ci)为一级指标ci关于等级j的关联度;Win为第i个一级指标下第n个二级指标的权重。

根据公式(8)，由表4中各二级评价指标(cin)的权重向量与对应的关联度矩阵{Kj(cin)}相乘，可计算得到一级指标(ci)的综合关联度矩阵{Kj(ci)}。同理，由表4中各一级评价指标(ci)的权重向量与对应的关联度矩阵{Kj(ci)}相乘可计算得到综合关联度矩阵K(N)={(K1(N)，…，Km(N))}，若最大项为Kj(N),则待评价对象N为j级，其计算结果见表5。

由表5可见，K(N)中最大值为K3(N)=0.008 6，说明该化工企业的安全管理体系运行状况整体评估等级为良好。

2.1.5 计算等级变量特征值

等级变量特征值j*可反映评价对象偏向临近等级的程度，其计算公式为

(9)

(10)

=2.818 2

由表5中维度指标关联度矩阵，同理可计算各维度指标等级变量特征值j*，其计算结果见表5。

表5 某化工企业安全管理体系综合评价结果

2.2 讨论

2.2.1 企业运行特征与评估指标集匹配性讨论

化工生产具有高危性，实际生产过程中的风险管控尤为重要。随着技术的革新及管理理念的提升，化工企业应在制定合理安全方针、明确发展方向的前提下，遵循具有反馈、更新、完善特点的PDCA管理模式，提升安全管理体系的执行力，以便实现安全、稳定、持续的发展。为了更有效地测量化工企业安全管理体系的效用，本文构建的化工企业安全管理体系评估指标集融合了国内外通用标准、行业标准和代表性学术理论，采用区间可拓方法定量化地展示出该评估指标集构成维度项的重要程度，并进行排序，其排序结果为：A(0.253)>C(0.193)>H(0.127)>G(0.118)>B(0.109)>E(0.090)>D(0.067)>F(0.043)，突出了方针、计划、承诺、风险管理、支持、反馈、学习的重要性，并关注事故与应急、作业过程和监督检查等环节，且机构及人员管理和审计与评估等过程同样不可忽视。该评估指标集维度和要素的重要度排序与企业的实际运行特征基本符合。

2.2.2 评估方法讨论

针对化工企业安全管理体系的评估可采用AHP、模糊综合评价、灰色预测、结构方程、可拓理论、突变理论、风险矩阵、弹性理论等模型和方法[4-6,23-25]，每种评估方法在实际应用过程中均各具特点，如AHP和模糊综合评价方法可对评估指标进行横纵双向比较及动态分析；结构方程模型可反映各评估指标重要性存在差异的实际评估情况；可拓方法可针对层次结构复杂、指标属性多样的对象进行评估，并可有效消除数据的主观影响，对评估复杂和不确定系统具有动态的灵活性，其中区间可拓方法将评价指标由具体值转为区间值，能够更全面地反映评价指标归属等级的程度，符合化工行业的过程管理特性。此外，可拓方法还被广泛应用于对企业应急能力、安全管理能力、风险预警能力、人员行为能力等方面的评估[26-27]，通过对煤矿、建筑、民航、港口等企业部门的安全管理体系进行评估，评估结果均表明该方法能综合有效地反映企业安全管理能力现状及指标间的相互关系，具有良好的适用性和稳定性。

2.2.3 实证分析结果讨论

实证研究的某化工企业安全管理体系维度项评估等级确定为A(良)、B(良)、C(良)、D(中)、E(良)、F(中)、G(良)、H(中)；由等级变量特征值j*可判定该化工企业安全管理体系各维度项的运行效果排序为G>A>C>B>E>D>F>H，表明评估企业在事故调查与应急方面的重视程度较高，运行效果较好，但对于安全管理体系的反馈、学习和持续改进方面亟待加强；维度指标综合关联度K(N)中最大值为0.008 6，表明该化工企业安全管理体系运行状况的综合评估等级为Ⅲ，属于良好。该评价结果与企业安全管理体系的实际运行情况较为一致，表明建立的化工企业安全管理体系评估指标集以及可拓方法的应用具有一定的可靠性。

3 结 论

(1) 本文基于比较科学的相似融合性理念，依据AQ 3013—2008规范，将ISO 45001、OHSAS、MAHS等体系评估工具要素，以及Hale等提出的通用框架要素和AQ/T 3034—2010过程安全管理要素相融合，优化得到了化工企业安全管理体系评估指标集指标，包括8个维度项、29个要素和162个观测变量，突出了对安全管理体系持续改进及程序指导的要求，兼顾技术规范和理念引导的完整性。

(2) 本文通过实证研究，利用区间可拓方法确定了某化工企业安全管理体系的综合评估等级为Ⅲ级，属于良好，关键维度项为：A方针、计划、承诺，C风险管理，H反馈、学习与持续改进。因此，该评估企业应对安全管理体系进行持续改进，并加强反馈、学习。可见，基于可拓方法的安全管理体系评估可以直观地量化评定等级，发现安全管理体系运行过程中的薄弱环节，将潜在“管理漏洞”与具体维度要素对应，便于调整策略的制定，从而提高企业的安全管理效能。

(3) 建议化工企业在标准化建设的同时，可考虑使用该评估指标集进行自查，建立自我完善机制，以促进安全管理体系的进一步优化和提升。