层次分析法在长城钻探公司审核标准中的应用

张永娟 魏夕原 申伟平 郑 辉 张 鑫 杨正龙

(1.中国石油集团安全环保技术研究院有限公司；2.中国石油集团长城钻探工程有限公司)

0 引 言

长城钻探公司的主营业务是钻井生产施工，由于钻井施工作业有其固有的特点，存在着井喷失控或着火爆炸的重大危险，施工区域的地理环境、气候、地方病等，对钻井员工的身心造成一定的伤害[1-4]。除此之外，受地质条件、技术水平、管理规范等因素的限制，同时受错综复杂的海外市场的政治局势等各种风险因素和外界因素影响，HSE风险越来越大[5-8]。钻井事故一般都是大型事故，一旦发生后果不堪设想，生命财产受损失的同时，带来严重的社会负面影响，加强钻井工程作业过程的安全管理势在必行[9-12]。因此，实施HSE管理体系对安全生产等方面有极其重要的意义[13-19]，而HSE体系审核标准又是确保体系得以正确实施的关键。

HSE管理体系指标(即审核主题和审核项)定量化的作用就是利用审核对公司HSE管理情况进行量化。管理必须审核，有助于推动持续改进；督促落实上级和自身年度HSE管理政策和要求；指导和帮助企业查找HSE管理短板和薄弱环节，提出对策措施和改进建议；发现和总结HSE管理的典型经验和有效做法，锻炼、培养HSE骨干人员。

为了更好地评估长城钻探公司指标分配合理性，更客观准确的评价各下属单位HSE管理现状，确保HSE管理体系审核标准的有效性，使HSE管理体系真正起到减少事故发生的作用，提出将层析分析法应用于长城钻探公司的HSE管理体系审核标准现状分析，并把层次分析结果运用在安全管理过程，通过设定风险警戒线提前干预；通过设定目标值，将主要安全管理重点放在促进落后单位和加强管理中游水平的单位，不断完善并提高长城钻探公司HSE管理的能力。

1 层次分析法原理

层次分析是一个多层次的分析结构模型，根据问题的性质和要达到的总目标，将问题分解为不同的组成因数，并按因数间的相互关系以及隶属关系将因数按照不同层次组合，将需要分析的问题层次化[20-21]。

层次分析法一般按照以下4个步骤进行：

第一步，建立层次结构模型。层次分析法首先要求决策者将决策问题根据其性质和隶属关系分解成目标层(审核标准)、准则层(审核主题)和方案层(审核项)，建立递阶层次架构。从本案例来说，目标层是确定HSE管理体系定量化指标，准则层是各体系具体要素指标，最底层是方案各要素详细指标[22-23]，建立长城钻探公司审核标准层次模型，见图1。

图1 长城钻探公司审核标准层次模型

第二步，标度及两两比较矩阵。层次结构反应了因数之间的关系，但各准则在目标评价中所占的重要程度往往不同。相对重要性标度是指运用两两比较的方法来确定各准则所占的比重。标度是表示两两要素之间相对重要性的尺度，结果见表1。

表1 标度及定义

标度是对因数进行两两比较，以确定互相之间的相对重要性，以得出两两比较矩阵。

(1)

第三步，层次单排序及一致性检验。层次单排序：对判断矩阵A求其最大特征根AW=λmaxW，λmax所对应的特征向量W经过统一化处理后，得到同一层次相应因数对于上一层次某一因数相对重要性的排序权值。

检验一致性指标来判断偏离程度是否可接受。

一致性指标：

(2)

式中：n为比较因数的数目。然后，查找相应的随机一致性指标，n=1，2，3…9时的RI值，见表2。

表2 随机一致性指标

一致性比率：

(3)

CR<0.1，则层次单排序的结果具有满意的一致性；CR≥0.1，则需要对判断矩阵进行必要的修正。

第四步，层次总排序及一致性检验。

第一层次A包含A1，A2，Am等m个因数，其层次总排序权值分别为a1，a2，am，第二层次B包含B1，B2，Bn等n个因数，它们对于因数A1的层次单排序权值分别为b1j，b2j，bnj。

层次总排序做一致性检验。如果B层某些因数对于Aj单排序的一致性指标为CIj，相应的平均随机一致性指标为RIj，则B层总排序随机一致性比率为CR：

(4)

CR<0.1，层次总排序结果具有满意的一致性；CR≥0.1，则需要重新调整判断矩阵元素的取值，直到满意为止。

2 建立基于层次分析法的定量化指标完善体系

2.1 准则层对于目标层的判断矩阵计算

经与各部门专家多次探讨，选取5个相对权重较大审核主题，形成两两比较矩阵，见表3。

表3 审核主题的两两比较矩阵

标准两两比较矩阵，以图1第2列的计算过程为例：

1/18=0.056

3/18=0.167

6/18=0.333

4/18=0.222

4/18=0.222

标准两两矩阵每一行的平均值即为相应准则对于目标层的权值W1，计算结果见表4。

表4 审核主题的权重值

2.2 特征根计算及一致性检验

第一步，由两两比较矩阵和权值向量相乘，获得赋权和向量如下：

(5)

第二步，每个赋权和向量分别除以对应的权值：

1.522/0.375=4.059

7.58/1.215=6.239

10.03/1.71=5.865

5.39/0.91=5.923

5.39/0.91=5.923

第三步，取第二步结果的平均值即为最大特征根λmax，

λmax=(4.059+6.239+5.865+5.923+5.923)/5=5.602

第四步，计算一致性指标CI

(6)

n为进行两两比较的因数的数目，在此n=5。

第五步，进行一致性检验，查表得到RI=1.12，所以

(7)

CR>0.1，一致性检验未通过，所以此定量化赋值存在问题。

3 优化完善审核主题

经过研究分析后，重新对审核主题进行定量赋值，见表5～表9。

表5 消防安全

表6 领导和承诺

CR=0.058

表7 危化品管理

CR=0.007 5

表8 应急管理

CR=0.003

表9 事故事件

审核主题两两比较矩阵见表10。

表10 审核主题的两两比较矩阵

CR=0.006 25，一致性比率CR<0.1，通过一致性验证，因此表明此赋值合理，见表11。

表11 整体权重表

公司组织HSE管理体系审核时，各位审核人员分别对A公司、B公司、C公司3家下属单位HSE管理工作进行量化打分，取平均值后，结合指标权重，3家下属单位的最终得分及排序见表12。

表12 3家单位加权综合得分及排序

通过审核人员分别对3个单位HSE管理进行量化审核评分，然后使用加权综合，并运用层次分析法计算可知，从得分值上来说得分最高为B(104.92分)>A(100.47分)>C(97.51分)。

4 结 论

3个下属单位通过计算得出的排名与日常HSE综合管理考核排名一致，因此可认为此审核主题和审核项符合实际。通过层次分析法对审核主题和审核项进行分值权重重新分配，使得各分值更为合理，更能公平公正的量化下属单位的HSE管理水平。

将层次分析法运用于审核中，通过重新设计量化指标，并运用层次分析法对设计后的量化指标进行验证，解决了长城钻探公司之前在HSE管理体系定量化指标中一直存在的问题，进一步规范各专业深化HSE体系审核，量化评估HSE绩效，提升审核工作质量和效果。提升公司HSE管理，改变以往在实际工作中发生的状况，确保公司管理体系的系统性和科学性。通过量化更公正公平的评价各下属单位HSE管理水平。