基于灰色理论的化工厂安全管理评价分析

邹小军

（广西中国—东盟青年产业园管理委员会，广西崇左532100）

化工厂施工具有技术水平要求较高、工艺多种多样的特点，且大多数安全控制只是单纯通过经验，导致安全管理中的不确定性增加。针对化工厂施工及安全管理特点，形成覆盖化工厂施工及管理全过程的指标体系，并利用科学方法将定性的安全管理经验转化为定量的数据进行分析，找出安全管理短板，改善安全管理现状。

1 构建化工厂安全管理指标体系

影响化工厂安全的因素大体可以分为4类：人、机械设备、环境以及管理［1］。其中，环境包括企业内部小环境和企业外部的大环境。5种影响因素之间的相互影响以及包含关系见图1。

图1影响化工厂安全的因素及其相互关系

1.1 影响化工厂安全的因素分析

1.1.1 人员因素据统计，人为因素及管理缺陷导致的安全事故占事故总数的80%以上［2］，人员的安全思想素质、生产技术水平、生理及心理素质、团队协作精神是影响安全的主要因素。

1.1.2 设备因素 机械设备是除人以外影响安全的最主要因素，其各种工作特性也成为了影响化工厂安全的关键因素。特性包括运行时的可靠性、故障时的可维修性、人员对机械的可操作性，同时还包括机械可运行的时长、以及日常保养[3]。

1.1.3 环境因素 环境因素有内部作业环境、内部社会环境、外部自然环境以及外部社会环境4个方面［4］。内部作业环境包含作业场所温度、湿度、噪声等；内部社会环境包含经济、文化、家庭等；外部自然环境包含自然灾害、季节因素、时间因素等；外部社会环境包含政治、经济、文化等。

1.1.4 管理因素 在安全事故中，管理因素从表面上看是造成事故的间接原因，但归根结底是安全管理上的疏忽造成的［5］。影响化工厂安全的管理因素可从安全组织如方针目标、行政管理；安全文化如价值观、安全氛围；安全法规如规章制度、作业标准；安全教育如职工培训、安全宣传；安全信息如指令信息、反馈信息等方面进行考虑。

1.2 构建化工厂安全管理指标体系

结合安全管理现状，通过问卷调查及统计方法，选出管理人员及施工人员认为更贴近于影响化工厂安全实际的因素，并将其归类［6］，见图2。

图2化工厂安全管理指标体系

2 安全管理评价模型的构建

首要任务是将影响化工厂安全的因素重要性思维量化［7］，其次是利用科学的方法将主观的安全管理经验转化为定量的数据进行分析［8］，从而找出安全管理短板。

2.1 安全管理评价模型可行性分析

文中利用层次分析法与灰色理论相结合构建安全管理评价模型，首先利用层次分析法确定安全管理因素权重，然后通过灰色理论评价安全管理水平，找出安全管理短板。层次分析法是一个将多指标、多层次、定性的目标系统模糊量化，测算出各个层次权重，最终对目标系统作出优化决策的方法。适用于多层次交错指标且目标值难以定量描述的目标系统［9］。层次分析法虽然也可以对多层次机构的目标系统作出最终的优化决策，但对于需要详之又细的安全管理，评价结果还稍显粗糙。而灰色理论不仅可以更细致地给出目标系统的评价结果，更能追溯到影响目标结果的源头，同时该方法也弥补了对信息判断非黑即白、部分信息已知部分信息未知的评价方法的缺憾，消减定性指标转化为定量指标过程中的不确定性[10]。因此，文中仅利用层次分析法确定权重，再通过评价方式更细腻的灰色理论来对安全管理水平进行评价具有可行性。

2.2 层次分析法确定安全管理评价指标权重

利用层次分析法确定指标权重步骤如下：

2.2.1 建立层次结构模型 层次结构模型见图6。

2.2.2 确定第3层指标的权重假设第2层指标Bi所对应的第3层指标Ci1，Ci2，…，Cin权重为wij(j=1，2，…，n），第3层指标Cij两两比较重要程度为djp（p=1，2，…，n）。

（1）构建判断矩阵 所谓判断矩阵，可以看作所有指标之间两两重要程度比较的集合。安全管理指标两两比较时,用1-9来量化2者同样重要到1个指标比另1个指标极端重要程度。对比结果得到判断矩阵D。

（2）确定第3层指标的权重 计算第3层指标的权重实际可看作，第3层指标之间两两重要程度比较的集合所形成的特征矩阵所对应的最大特征值λmax，以及特征值相对应的归一化特征向量W，使其满足DW=λmaxW。计算步骤如下：（1）计算矩阵D的每行数据乘积Mi；（2）计算乘积Mi的n次方根Wˉi；（3）归一化处理向量Wˉi；（4）计算最大特征值λmax；（5）检验判断矩阵一致性指标CI；（6）一致性判断。

综上，可计算得到第1层指标权向量W1、W2、W3、W4、W5、W6。

2.2.3 确定第2层指标的权重参照以上方法，计算出第2层指标权向量W。

2.3 构建灰色理论模型

2.3.1 确定评分等级文中将指标完成程度分成5个等级，评分区间1-10分。

2.3.2确定评价矩阵k名化工厂技术人员、管理人员及专家针对化工厂的具体情况,针对安全管理指标体系的第3层指标的完成程度进行评价,由评分组成评价矩阵Gk。

2.2.3 确定白化函数 目前确定白化函数的方法均是根据实际情况，或者参考标准、规范，依靠经验来判断。文中通过累计百分率法来确定白化函数，降低在确定白化函数过程中的主观风险。安全管理水平、累积百分率及对应的分数见表1。

表2管理水平、字母表示、累计百分率、分数的对应关系

白化函数表达式如下：

第1灰类：e=1、安全管理水平“很低”，白化函数表达式：

第2灰类：e=2、安全管理水平“较低”，白化函数表达式：

第3灰类：e=3、安全管理水平“一般”，白化函数表达式：

第4灰类：e=4、安全管理水平“较高”，白化函数表达式：

第五灰类：e=5、安全管理水平“很高”，白化函数表达式：

2.3.4 计算灰色评价系数评价者针对第3层指标Cij的评价结果，属于第e灰类的评价系数记为Xijk，则该指标的总灰色评价系数Xij为各灰类评价系数之和。

2.3.5 计算灰色权向量及权矩阵评价者针对第3层指标Cij的评价结果，属于第e灰类的灰色评价权重为得到该指标的灰色评价权向量为rij。由此得到该指标各灰类的权向量的集合，即灰色评价权矩阵Ri。

2.3.6 计算决策权向量 第2层指标的权向量为：Bi=Wi×Ri，同理可得化工厂安全管理评价的决策权向量（第1层向量）为第2层指标权重与其对应权向量A=W×B。

2.3.7 判断化工厂安全管理水平所属灰类 比较决策权向量A中各元素之间的大小，当aj≥an(n=1,2,3,4,5)时，则管理水平所属灰类为第j灰类。

2.3.8 安全管理短板分析比较第2层指标权向量Bi=（bi1,bi1,…,bi5）中bi1,bi1,…,bi5之间的大小，当bij≥bin(n=1,2,3,4,5)时，则第2层指标Bi的管理水平所属灰类为第j灰类。

3 结论

针对构建了安全管理指标体系，利用层次分析法将主观的安全管理转化为定量的数据，再通过灰色理论对数据进行分析，找出安全管理短板，通过实例证实其可行性。该化工厂安全管理评价方法实际的管理工作存在一定的指导作用。