基于DEA方法的化工企业安全投资效率分析

查京民，马 保

基于DEA方法的化工企业安全投资效率分析

查京民，马 保

（天津大学，天津 300072）

随着全国经济发展以及企业安全意识的提高，化工安全已经越来越受到重视。从安全投入产出角度，分析了化工企业安全投资现状，并对安全投资的分类和安全投资效益的计算进行了全新界定；同时将DEA模型引入企业的安全投资分析中，构建了企业安全投资 CCR模型以评价化工企业安全投资效率，最后通过实证分析验证了 DEA模型应用的有效性，并发现合理的投资比例能有效提高企业安全投资效率。本研究为安全投资决策提供了一个崭新的分析角度，对安全投资决策的科学制定和安全投资结构的优化都有一定的帮助，对化工企业进行安全管理和安全投资决策提供了理论指导。

化工企业；DEA模型；安全投资；安全效益

化工生产具有易燃、易爆、高温、高压等特点，而且原材料和产品多为有毒有害物质。因此在生产过程中存在着大量的安全隐患，任何装置缺陷、管理疏漏、个人违章等，都有可能造成安全事故。化工企业想要提高安全生产效益，就必须减少因事故造成的停产、人生伤亡、职业病等损失。这些都依赖于企业的安全投资来实现。所以，深入分析安全投资，树立决策者的安全经济观，调整投资比例，提高安全投资效率，已成为安全生产的关键因素影响和制约着企业的发展。

对于化工企业安全生产，国内外多名学者做了分析。Meei-shia Chen等[1]针对国内职工健康安全管理体制，讨论了在职工劳动安全卫生投入方面，工厂管理者的影响因素；李健等[2]针对 2011-2013中国危险化学品事故做了统计分析；赵雯蔚等[3]对化工企业节能减排的投资效率做了分析；张杰等[4]对安全投入和安全效益的关联关系做了定性分析；王晓颖等[5]将 DEA模型应用建筑业安全管理效率评价；杨波[6]等用DEA模型对企业安全投资做了分析。从已研究可以看出，将 DEA模型应用的到安全生产，从安全投资比例角度研究化工企业安全投资效率较为欠缺。所以，作者通过DEA方法研究化工企业安全投资效率，使管理者直接认识到安全生产的效益，对于提高安全生产效率，降低安全生产损失有重要意义。

1 化工企业安全投资现状分析

化工企业安全生产的目的首先是避免或减少人员的伤亡及职业病的发生[7]；其次是使生产设备免遭毁坏以及提高劳动生产效率；再次是消除或减少环境危害，使我们的生存环境免遭破坏，从而增加人类的整体利益。然而对于一个企业来讲，从企业利益角度出发，它考虑的是如何实现经济利益的最大化，如果安全投资之后，能够改善劳动条件，提高劳动生产效率，产生明显安全效益，经营者是很愿意进行这种投资的。但是安全投资属于隐性成本，与企业的其他经营性投资不同，经济效益不能直接反应出来，有时一项安全投资的效率不能在当年产生，例如化工企业某年进行工业防毒防尘工程建设，属于安全技术投资，主要用于各类事故和职业病的预防，其安全投资效率肯定不会在当年产生。所以很多化工企业在安全投资方面都不愿意给予足够的投资。从目前安全生产形势上分析，导致企业这种安全投资现状的主要原因如下所示[8]：

（1）安全投资意愿不足。管理者在安全生产方面的态度即安全投资意愿，也就是说管理者为了防止事故的发生，合理的增加安全投资的意愿。我国安全事故频发，事故总量居高不下，重大安全事故在一些不发达的地区也时有发生，主要原因是长期以来企业安全欠账，安全投入严重不足。由此我们不难发现引发安全事故的主要根源之一是安全欠账。

（2）安全投资能力差。企业决策者通过安全经营活动对安全投资进行分析、规划、实施和审核的能力即为安全投资能力。安全投资能力差主要表现在投资结构不合理，没有有效的、方便的安全投资结构分析方法使得安全投资的方向非常的困难。目前AHP分析法、灰色系统关联分析法等都是安全投资方向决策分析的主要方法，但是这些分析法远远不能满足实际工作中人们的需求。因此在实际工作中人们往往依赖于历史经验和主观偏好来进行安全投资决策，这样必然不能合理的把握投资结构，也不能使得资源充分利用。也就是说企业有一定的安全投资，但事故的发生的概率仍然很高。

（3）安全投资效益差。安全投资的效益具有潜在性、间接性、长效性、滞后性、等复杂特性[9]，加上安全投入产出率低，经济效益差，因此很难引起一个决策者的投资兴趣。企业都是以盈利为目的的，不可能无限制的对安全做出投资，安全投资的效益是投资者必须要考虑的问题。但是即使投资者知道安全投资的诸多特性，在长期不佳的投资情况下，导致安全投资效益低下，大大降低了投资者的投资意愿。

2 化工企业安全投资模型的构建

Charnes和W.W.Copper等人于1978年提出了一种评价多指标的决策单元效率的方法，即数据包络分析[10]。在处理多指标决策单元效率的问题上DEA与其它统计方法相比有很明显的优势，首先不需考虑各指标之间的函数关系，其次不需做任何人为的权重假设，再次不需预先估计参数，而且评价结果只依赖于输入与输出数据，无需考虑量纲，这样就解决了层次分析处理主观性的弊病[11,12]。

2.1 化工企业安全投资和安全投资效益构成

化工企业安全投资是指企业在安全生产活动中所投入的人力、物力、财力的总和。但是对此说法我国学者尚未达成统一观点。笔者在总结现有文献的基础上，并考虑多方面因素，如统计数据收集等，对化工企业安全投资进行了全新的界定，确定化工企业安全投资项目为安全技术措施投资、安全卫生投资、安全教育投资以及劳动防护用品投资[13]。

化工企业安全投资效益指的是在企业生产经营活动中，管理者为了防止和减少事故发生、降低职业病的发生和降低经济损失，由安全投资所带来的各种收益[14]。但是安全投资效益不同于企业其他经营性投资效益，往往是长期的潜在的隐性效益。我们在实际数据的统计中，只能得到一组事故发生的经济损失值。因此，我们利用收集到的经济损失值中的最大值减去其它数值，这样就得到一组新的数据，可以将这组新数据视为经济减少额，我们可以用这组数据作为安全投资效益的代理变量，即安全效益[15]。

上述安全投资因素与安全投资效益关系很复杂，分别从不同的方面影响着企业的安全投资效益。因为相同额度的安全投资，由于投资项目分配比例不同，其投资效益差别非常大。因此，通过DEA方法找出不同的投资比例对投资效益的影响，能够有效的提高化工企业安全投资效率。在DEA模型的选择上，笔者考虑要定量分析安全投入与产出的值，所以最终择选了基于输出的DEA模型。

2.2 DEA模型的建立

（1）假定有n个决策单元（DMUJ) ，每一个决策单元都有s种类型投资输入和m种类型投资输出。用mjx 表示DMUJ第s项投资输入，sjy 表示DMUJ第m项投资输出，则每一个DMUJ的相对有效性分别用输入向量和输出向量表示为

（2）以全部决策单元加权后的投入与产出之比小于1作为约束条件，并且以一个决策单元加权后的投入与产出之比最大作为目标，建立企业安全投资的C2R 模型：

利用Charnes-Cooper变换，令：

则分式规划转化为线性规划的最优化模型：

其对偶规划模型（加入松弛变量S+及S-）：

（3）用dea-solver5.0软件对公式（4）中各数据求解。

（4）针对化工企业安全生产的实际问题，我们需要对θ的大小进行分析。根据决策单元值θ的大小，为安全投资的合理性进行判断，为安全投资觉得提供依据。

从求解结果我们不难看出假若某一个决策单元的θ= 1，则表示这个决策单元为DEA有效。其有效的经济意义是除非改变其他类型的输入输出大小，或者增大其他类型的输入或者减少其他类型的输出，否则安全产出不可能再增加。

3 实例分析

3.1 数据来源

根据界定的化工企业安全投入产出指标体系，搜集了某厂2004-2012年间安全分项投资和事故经济损失的相关数据如表1所示。

表1 某厂安全分项投资及安全效益数据统计表 (万元)Table 1 A factory safety subentry investment and safety benefit data statistics

为了更直观的反应上表各数据之间的关系，我们将各年的安全总投资和安全效益反应在一个折线图中，如图1。

图1 安全总投资与安全效益对比折线图Fig.1 Total investment and safety benefit contrast line chart

从上图中能够看出，该企业从04年到12年的安全总投资走势，每年的投资额度都有所增加，但安全效益曲线却有着起伏变化，其中2007，2009，2011年安全效益有所降低。

3.2 实证结果分析

根据表1的数据，利用dea-solver5.0软件计算出基于DEA模型的化工企业安全管理效率，其分析结果如表2所示。

（1）从表2的数据结果看出，从2004年到2012年中，效率值为1的决策单元共两个，分别是2008年、2010年。说明这两年DEA模型C2R有效，其各项安全投资得到了较为合理组合配置，安全投资效率处于先进水平。从安全效益的角度分析，2008年的安全效益为65.7万元，而2010年仅为28.7万元，明显2008年各项投资比例要优于10年，因此，投资者应该更关注2008年投资比例，给今后的安全生产带来一定的参考价值。

表2 C2R模型分析结果Table 2 C2R model analysis results

（2）2011年，其分析结果为0.230，为DEA无效，但是其总投资却高达164.4万元，说明该年度各项安全投资的分布结构不合理。由实际数据分析，造成这种结果的原因为该年的安全卫生投资为14.2万元及安全教育为9.7，为历史最低水平。首先说明化工企业属于高污染行业，其原材料及产品多为有毒有害物质，因此安全卫生投资对安全效益尤为重要。其次说明化工企业安全生产经营活动中，安全教育的重要性，因为在整个生产活动过程中,人是第一要素，如果安全生产教育不到位，将大大增加事故发生的概率。

（3）2007年效率值为0.548，2009年效率值为0.871，这两组数据都没有处于有效生产的前沿上，所以安全效益值出现了明显的低谷。说明安全投资没有得到充分的利用,投资比例不合理。

4 结 论

（1）本文研究的重点是安全投资能否发挥应有的效益，笔者通过构建化工企业安全投资指标体系，并且应用DEA方法中的CCR模型对某化工企业近十年安全投资的相对有效性进行了实证分析。从实证结果可以看出将 DEA模型引入到化工企业安全投资分析中，能够直观明显的反应出各年投资比例，投资者可以根据历年数据分析结果，安排下一年安全投资结构，具有广阔的应用前景。

（2）通过分析化工企业的安全投资现状，可知大多数企业安全投资意识薄弱、投资效率低下、投资意愿不足。化工企业要想提高企业竞争力，实现综合效益最大化，就必须选择科学的投资方法，确定正确的投资方向，以及增强安全投资的意识和能力。

（3）建立DEA中的C2R模型，可以利用θ的大小来比较化工企业安全投资相对有效性，并通过改善投资的比例，来提高安全管理效率，对化工企业安全投资有一定的指导意义。

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Analysis on the Safety Investment Efficiency of Chemical Enterprise Based on DEA Method

ZHA Jing-min，MA Bao
（Tianjin University, Tianjin 300072，China）

With the economic development and safety awareness improving, chemical safety has been obtained increasing attention. In this paper, from the view of security input-output, status of chemical enterprise security investment was analyzed, the classification of the security investment and the calculation method of effective security investment were discussed. In order to evaluate the chemical enterprise security investment efficiency, DEA model was introduced into the safe investment analysis to build enterprise security investments CCR model. The result shows that reasonable investment ratio can effectively improve the efficiency of enterprise security investment. This article provides a new analytical perspective to the safe investment decision, and can help chemical companies to improve security management.

Chemical companies; DEA model; Security investment; Security benefit

TQ 086

： A

： 1671-0460（2015）04-0744-04

2014-11-07

查京民（1955-），男，江苏南京人，天津大学管理与经济学部副教授，主要从事职业健康与安全&项目管理等方面的研究。E-mail：zjmtju@tju.edu.cn。