石化企业HSE管理体系专项审核要素权重赋值方法研究

辛一男

(中石化安全工程研究院有限公司，山东青岛 266104)

0 前言

HSE管理是一个由众多要素组成的有机整体，事故频发并非简单的单个因素的失效导致，而是要素在运行过程中出现了管控不当、衔接失效、执行与实施脱离企业实际、未能持续改进等问题。传统的“运动式”HSE管理不能解决目前存在的问题，需要通过系统化的思想和手段来开展新时期下的HSE管理工作。HSE管理体系全面审核是由一次活动完成体系全要素审核，其关注点是体系整体的符合性。而专项审核是由某一个或多个专项业务活动为主题的审核，其关注点是体系中某个或者某些与其相关联的要素的符合性，相对全要素审核更加节省审核资源，对于发现和解决体系运行的薄弱环节更具针对性和实效性。因此，当企业发生具有重大影响的HSE事故时，及时开展有针对性的HSE管理体系专项审核，能够更快发现HSE管理问题，提高事故企业HSE管理水平[1]。

1 HSE管理体系审核要素设置及权重赋值存在的问题

现阶段，事故企业HSE管理体系专项审核要素设置、权重赋值，往往依赖专家主观经验判断，缺少科学的理论依据，导致存在以下问题需解决：如何通过建立事故根原因和HSE管理体系要素之间的联系？如何确定各审核要素的指标权重，并进行科学赋值?企业近年的事故结果性指标对HSE管理体系审核结果有何影响？结合以上问题，在调研国际知名石油化工企业HSE管理体系审核方法的基础上，开展事故根原因与HSE管理体系审核要素关联分析，采用熵权法确定各审核要素的权重，克服传统层次分析法主观性强的缺点，研发一套适用于石化企业事故企业HSE管理体系专项审核权重赋值方法，进一步提高了审核结果的可信度，实现对石化企业HSE管理水平的准确评估和定级[2-3]。

2 事故企业HSE管理体系专项审核方法研发

某石化公司结合新时期发展的需求，吸取国内外先进企业优秀做法，2021年发布HSE管理体系系列文件，同时配套编制了HSE管理体系全要素量化审核工具，紧紧围绕体系6大部分，34个要素，设置审核要素的指标项，保障HSE管理体系的有效运行，提高HSE管理的有效性和穿透力[4]。

2.1 事故样本的筛选与分类分级

HSE管理手段(制度、体系、标准、规程)是在总结事故经验教训的基础上制定的，因此HSE管理体系审核技术的研发要从事故着手。105起事故样本来自某石化公司2009—2019年HSE事故事件数据库，按照时间阶段、事故等级、事故企业类型、事故类型等进行分类划分，其中事故等级根据事故报导的人员伤害、财产损失和声誉影响分为5个等级，分别赋值100，70，50，30，10，分值越高事故影响越大，如表1所示。

表1 事故后果矩阵

2.2 事故根原因与审核要素关联分析

首先运用逻辑树或者检查表法分析105起事故案例的根原因，然后将每个事故案例的根原因事件与HSE要素审核指标进行关联，判断每条审核要素的指标项内容是否是事故原因，并通过标记确定事故与检查内容的关系：1代表检查内容与事故无关；2、3、4代表检查内容与事故相关，分别代表间接原因、直接次要原因、直接主要原因[5]。数字越大代表相关性越大，即该检查内容对事故的重要度等级越高，或该问题项对事故发生的影响越大。从而得到m(m=33)个问题项为行n(n=105)起事故为列的矩阵Amn，某问题项i与某事故j的原因事件Exy(x=5，4，3，2)相关时，则该矩阵元素Aij=x(x=4，3，2)，不相关时该矩阵元素取值为1。对该矩阵进行分析可以得到指标项与事故的相关联程度，如表2所示。

表2 审核要素指标项与事故案例的关联关系

然后将相关指标项进行分类集成，最终形成事故企业HSE专项审核要素指标集合，共计12项，见图1。其中基础要素5个，体现了对当前企业安全管理的综合评价，包括：F1领导引领力、F2组织机构和职责、F3风险识别与评估、F4隐患排查治理、F5能力和培训；专业要素7个，体现了石化企业的风险特点，是重大风险分布的关键领域，包括：F6项目建设管理、F7生产运行管理、F8设备设施管理、F9施工作业管理、F10承包商管理、F11变更管理、F12应急管理。

图1 事故根原因与HSE审核要素关联分析

2.3 审核要素指标权重确定

层次分析法这种传统确定权重的方法主观性强，会对评估效果产生一定影响。而熵权法能够克服传统方法中主观思维缺陷及判断矩阵一致性较差等问题，能有效提高评估的可信度[6]。熵权法主要考虑选取样本的质量、样本代表案例的时间因素、样本代表的事故的危害度因素、样本的各指标项的值、样本的数量等因素[7，8]，总体思路如下。

a) 样本的时间赋值应遵循离现在越近，对运算权重的影响越大，事故j的时间权重为：

(1)

式中：∂——定值(10年)，a；

t——发生时间距离当前时间，a。

b) 事故等级越高，其影响权重Ui越大。

Ui=事故等级分值/100

(2)

c) 选取的样本与体系审核要素的关联程度越高，则对指标运算的影响越大，采用信息熵计算通过人工评判的样本质量，事故j的关联分析对应矩阵A的第j列数据，信息熵为：

(3)

式中：pk——矩阵A第j列中某个数值k(k=1,2,3,4)出现的次数在所有数值出现次数(m=33)中的比例。

d) 结合以上3个因素后矩阵Amn转化为Bmn

(4)

(5)

基于样本分析，审核项i的权重为

(6)

各审核要素的权重根据其所包含的审核指标项的权重加和来确定，经归一化处理后得到事故企业HSE管理体系审核要素权重，按照总分10 000分进行赋值，各要素赋分情况如图2所示。

图2 事故企业HSE专项审核要素权重及赋分

2.4 结果性绩效指标修正方法

2.4.1 修正方法

事故事件作为一项重要的HSE结果性绩效指标，能够直接反映企业一段时间内HSE管理状况，因此企业HSE管理体系审核量化打分评级时，还应该综合考虑企业近期一段时间内事故事件结果指标的影响。将事故事件结果指标作为企业HSE绩效的表征，并构建修正因子，对企业HSE管理评估结果进行适当修正[9]。具体方法如下：

a) 选定企业5年内发生事故的情况作为结果指标，事故级别按照某石化公司事故管理规定划分。

b) 事故级别和发生事故数量构建矩阵，在矩阵中将修正级别分为4级，级别越高代表发生的事故越严重、事故数量越多，如图3所示。

图3 结果指标修正

c) 采用熵权法确定每个级别的修正因子，对安全管理评估结果进行修正。

2.4.2 方法应用

将近5年内发生的事故样本按照某石化公司事故管理规定中事故等级划分原则做分级统计，并计算各级别事故的熵值，将熵值统计计算后，做归一化处理确定，计算得出修正因子k1绿色区域(0.98)；k2蓝色区域(0.93)；k3黄色区域(0.71)；k4红色区域(0.37)。选择企业过去5年内发生各级别事故的次数，确定各级别事故的修正因子，选择其中修正因子级别最高的确定为该企业的修正因子。由于各项事故指标的影响程度不同，因此需要对死亡、重伤、损失、次数4项指标赋权，以便能够更加合理的对级别水平进行评价[4]，如表3所示。应用熵权法确定修正因子计算过程如下：

a) 根据上述内容建立级别与事故指标的原始矩阵。

(7)

表3 事故指标分级

b) 指标的归一化处理。

根据公式：

(8)

对矩阵进行归一化处理得到矩阵pij。

(9)

c) 计算各项指标的熵值。

求各指标的信息熵：

根据公式：Ej=-Kpijln(pij)

(10)

式中：K=-1/ln(n),n=4，计算得K=-0.721 347 52，求得Ej，见表4。

表4 信息熵计算值

d) 计算信息熵冗余度(差异)Dj=1-Ej，见表5。

表5 冗余度计算值

表6 各项指标权重

表7 综合得分

3 结论

a) 通过分析某石化公司HSE事故事件样本根原因，统计其中哪些属于出现的频率较高，风险容易失控，组织关注的薄弱关键问题，将这些问题与34个HSE审核要素进行关联，识别出事故紧密关联的12个审核要素，基于熵权法确定各要素权重并进行科学赋值，提出事故结果指标修正因子，修正最终的审核结果，从而开发一套适用于石化企业HSE管理体系专项审核赋值方法。目前该方法已在8家试点企业应用，确定各企业的HSE管理水平得分与等级排名，取得不错的效果。

b) 下一步研究将增加OSHA事件和未遂事件，充实事故事件样本库，深入剖析根原因事件链，建立基于事故事件预防的HSE审核指标体系；探索根据某企业的事故特点定制化体系审核方法或调整HSE要素权重以帮助企业有针对性地改善管理水平；探讨HSE管理体系审核结果能够给企业带来什么指导和启示，基于HSE管理体系审核结果能否预测事故发生原因等问题。