某航天企业安全生产培训效果评价研究

李珍珍 王志勇 韩晋伟 陈文瑛

（1.首都经济贸易大学 管理工程学院，北京 100070；2.中国空间技术研究院，北京 100094）

0 引言

人的不安全行为是导致事故发生的最主要原因，有效的安全培训可以提升工作人员的安全素质，增强安全意识，从根本上预防事故发生，为确保安全培训的有效性就需要对安全培训效果进行评价。

国内学者关于安全培训效果的研究主要有：陈娇等人提出了ISM-联系熵安全培训效果评价体系，验证得到该体系能较客观地反映安全培训的效果[1-2]。汤伟伟建立基于柯氏理论的企业培训效果评价指标体系，并运用灰色关联分析法对企业培训效果进行评价[3]。贺龙等人基于柯氏理论构建了安全培训效果评估模型，便于企业查找安全培训存在的不足、制定针对性改进措施[4]。李宇静等人将模糊数学分析评价与柯氏模型结合判断安全培训是否有效[5]。

国外学者的研究主要集中于VR技术在安全生产培训中的应用。其中包括：Jaselskis等人鼓励使用VR技术作为工人培训的方法，应用于拖运卡车的预检和输送系统操作程序，来降低事故率，提高生产率，提高工作质量[6]。Chen等人提出让受训人员利用VR系统参与培训互动，完成多个包含指令和任务的培训模块，能更好地识别现场危害，强化对事故严重性的认识，从而提高学员安全意识[7]。

国内学者对于安全培训效果模型的研究较多，但将VR技术用于安全生产培训的效果研究较少。国外学者将VR技术应用于安全生产培训，但缺乏对其培训效果的详细研究。本研究采用层次分析法、可拓优度评价模型，对某航天企业VR技术安全培训及传统的安全培训的效果进行评价，从而可以为企业的安全培训模式和培训机制的创新提供了有效的指导和理论支撑，为企业更好的考核安全生产培训效果提供了评价依据和标准。

1 安全培训效果评价指标构建

为了有效评估VR技术安全培训效果与传统安全培训效果的优劣，对该企业在VR技术培训和传统方式安全培训过程中影响培训效果的关键因素进行实际调研和分析的基础上，综合考虑得出影响企业吊装作业及厢式作业安全培训效果的关键指标。应企业实际要求，由于吊装作业比厢式作业对员工操作要求更高，吊装作业安全培训效果评价指标中对员工操作准确率、上岗速度、隐患排查能力、操作流程熟悉程度进行了重点考察。吊装作业评价指标较多，为便于权重确定，分为了两级指标，见表1、2。

表1 吊装作业安全培训效果评价指标体系Tab.1 Evaluation index system of safety training effect for lifting operation

表2 厢式电梯安全培训效果评价指标体系Tab.2 Evaluation index system of safety training effect for van elevator experience personnel.

2 确定安全培训效果评价各指标权重

采用问卷调查的形式发放给20位专家（包括该企业5名总工程师、10名安全工程师、5名安全培训专家组成）进行打分，收回后利用采用层次分析法[8]计算每一位专家的判断矩阵结果，取平均值作为安全培训各评价指标的综合权重。安全培训效果评价指标权重计算结果，见表3、4。

表3 吊装作业安全培训效果评价指标权重计算结果Tab.3 Weight calculation results of the safety training evaluation effect index for lifting operation

表4 厢式电梯安全培训效果评价指标权重计算结果Tab.4 Weight calculation results of the safety training evaluation effect index for van elevator experience personnel.

3 基于可拓优度安全培训效果评价方法建模

可拓学是蔡文等人于1983年创立的一门新学科，其中优度分析法是可拓学中重要的分析方法，可从定量和定性的角度对事物进行评价，其基本步骤如下[9]：

（1）确定评价指标SI，划分安全培训效果评价结果等级，建立经典域R0j、节域Rp、待评价物元R及权重矩阵λ。

令评价指标SI={SI1，SI2，…，SIn}，其中SI1=（cj,voj）是特征元，cj是评价特征，Voj是数量化的量值域，（a0j,b0j），j=1,2,...m。

根据设定的评价等级标准，将安全培训评价结果划分为y个等级，则经典域可表示为：

式中：

N0j—安全培训评价等级；

V0j—等级j在第k个指标上的值域；

（a0jk,b0jk）—指标ck取值范围的上限和下限，j=1,2,...m，k=1,2,...n。

建立节域模型为：

式中：

Np—物元系统中安全培训评价等级的全体；

Vpk—指标ck的值域；

（apk,bpk）—指标ck取值范围的上限和下限，其中p=1,2,...m；k=1,2,...n。

待评物元可表示为：

式中：

N—安全培训评价等级；

Vp—评级等级N所能得到的评价指标ck的量值，其中k=1,2,...n。

权系数记为λ=λ1，λ2，λn。

（2）计算安全培训评价指标的关联度，计算安全培训评价指标的规范关联度；判定安全培训效果评价等级。

评价指标的关联度计算公式为：

其中：

式中：

δ（Vk，V0jk）—量值Vk与V0jk区间的距；

δ（Vk，Vpk）—量值Vk与Vpk区间的距。

为了获得最合适的优度，需要将Zj关于各评价特征的关联度进行规范化，得到规范关联度Kij，其计算公式如下：

待评价对象对于Zj的优度可以由下式计算，即

4 实例分析

4.1 背景介绍

某航天企业为更有效提升员工安全生产培训质量，减少生产安全事故发生，引进虚拟现实技术VR，结合科研生产实际，建立厢式电梯乘坐和吊装作业地面操作人员两个互动体验式系统，采用可拓优度模型对VR技术和传统方法两种培训方式的安全培训进行效果评价，有利于企业更好的考核安全生产培训的效果，从而推动VR技术在安全生产领域的应用和发展。

传统安全培训以传统的授课模式给作业人员讲授相关安全知识以达到增强其安全隐患排查能力及事故处理能力的目的。VR技术安全培训通过VR技术对企业中的具体作业场景进行模拟虚拟还原，让操作人员在虚拟的作业场景中进行互动感知，发现作业环境中的安全隐患，并对安全隐患进行排查、消除。VR技术培训场景，如下图。

图 吊装作业VR技术安全培训场景Fig. Safety training scene for lifting operation using VR technology

4.2 问卷调查

根据吊装作业安全培训效果评价的各单因素评价指标及评分标准，设计调查问卷分别对企业中接受传统安全培训、VR技术安全培训的人员进行问卷调查。最终得到有效传统安全培训调查问卷143份（共发放150份），有效VR技术安全培训调查问卷34份（共发放40份）。

对传统安全培训问卷与VR技术安全培训问卷进行信度分析，结果表明其量表信度理想（传统安全培训总信度为0.930，VR技术安全培训总信度为0.982），适合进行研究，每一题项删除后，总信度值均低于未删除任何题项的总信度值，说明各题项均能反应安全培训效果某些方面内容，不需要进行删减。之后进行效度分析（使用SPSS18.0软件对数据进行KMO检验KMO＞0.7，Bartlett检验P＜0.05且数据分析中提取的成分解释方差的累计数值大于50%时，数据可以进行效度分析且符合效度要求），该研究中传统安全培训KMO=0.769＞0.7，P＜0.05，提取的2个成分可以解释方差的累计贡献率为79.985%＞50%；VR技术安全培训KMO=0.832＞0.7，P＜0.05，提取的一个成分可以解释方差的累计贡献率为82.302%＞50%，结果表明量表具有较好的效度，适合进行研究分析。

4.3 可拓优度模型应用与计算

（1）安全培训效果等级划分。

根据安全生产培训效果评价的经验和企业安全培训的特点，由各单因素评价指标将安全培训效果分为5个等级[5]，见表5、6。

表5 吊装作业安全培训效果评价等级分类及各指标参数值表（无量纲化）Tab.5 Rating classification and parameter value of safety training effect evaluation for lifting operation (dimensionless)

表6 厢式电梯安全培训效果评价等级分类及各指标参数值表（无量纲化）Tab.6 Rating classification and parameter value of safety training effect evaluation for van elevator experience personnel (dimensionless)

（2）吊装作业安全培训效果等级计算。

吊装作业传统安全培训有效调查问卷共143份，整理出各二级指标参数值的平均值即为该评价指标所对应的参数值（下同），见表 7。

表7 吊装作业传统安全培训各评价指标参数值Tab.7 Parameter values of evaluation indicators of traditional safety training for lifting operation

吊装作业VR技术安全培训有效调查问卷共34份，整理出各二级指标参数值的平均值即为该评价指标所对应的参数值，见表8 。

表8 吊装作业VR技术安全培训各评价指标参数值Tab.8 Parameter values of evaluation indicators of VR technical safety training for lifting operation

建立物元经典域R以及节域RP与吊装作业传统安全培训待评价物元R0、吊装作业VR技术安全培训待评价物元R1。

由表3得吊装作业安全培训评价指标权重为：λ1= 0.133，λ2= 0.065，λ3= 0.064，λ4= 0.094，λ5= 0.072，λ6= 0.033，λ7= 0.254，λ8= 0.285。

根据公式（8）、公式（9），计算每个等级评价指标的优度值，见表9、10。

表9 吊装作业传统安全培训优度评价结果Tab.9 Excellent evaluation results of traditional safety training for lifting operation

由以上的计算结果可以看出吊装作业传统安全培训效果C（Z3）＞C（Z2）＞C（Z4）＞C（Z5）＞C（Z1）其效果等级为一般级别。

表10 吊装作业VR技术安全培训优度评价结果Tab.10 Excellent evaluation results of traditional safety training lifting operation

由以上的计算结果可以看出吊装作业VR技术安全培训效果为C（Z2）＞C（Z1）＞C（Z3）＞C（Z4）＞C（Z5）其效果等级为较好级别。

（3）厢式电梯安全培训效果等级的计算。

厢式电梯传统安全培训有效调查问卷共143份，整理出各二级指标参数值的平均值即为该评价指标所对应的参数值，见表11。

表11 厢式电梯传统安全培训各评价指标的参数值Tab.11 Parameter values of evaluation indicators of traditional safety training for van elevator

厢式电梯VR技术安全培训有效调查问卷共143份，整理出各二级指标参数值的平均值即为该评价指标所对应的参数值，见表12。

表12 厢式电梯VR技术安全培训各评价指标的参数值Tab.12 Parameter values of evaluation indicators of traditional safety training for van elevator

对于厢式电梯培训建立物元经典域R以及节域RP与厢式电梯传统安全培训待评价物元R2、厢式电梯传统安全培训待评价物元R3。

由表4得厢式电梯安全培训评价指标权重为：λ1= 0.185，λ2= 0.156，λ3= 0.161，λ4= 0.271，λ5= 0.227。

根据公式（8）、公式（9），计算每个等级评价指标的关联度和优度值，见表13、14。

表13 厢式电梯传统安全培训优度评价结果Tab.13 Evaluation results of traditional safety training for van elevator

由以上的计算结果可以看出厢式电梯传统安全培训效果为C（Z2）＞C（Z3）＞C（Z4）＞C（Z1）＞C（Z5）其效果等级为较好级别。

表14 厢式电梯VR安全培训优度评价结果Tab.14 Evaluation results of t VR technical safety training for van elevator

由以上的计算结果可以看出厢式电梯VR技术安全培训效果为C（Z2）＞C（Z3）＞C（Z1）＞C（Z4）＞C（Z5）其效果等级也为较好级别。

（4）效果评价的综合分析。

由以上计算结果汇总结果，见表15。

表15 安全培训效果评价结果汇总Tab.15 Evaluation results summary of safety training effect

由表15可以得出：

①从培训内容上看，对于传统培训而言，厢式电梯最终的优度（较好0.468）比吊装作业的优度（一般0.143）要好。对于VR技术培训而言，厢式电梯最终的优度（较好0.743）与吊装作业最终的优度（较好0.713）非常接近。因此，VR技术安全培训对于两种作业方式都比较适用且培训效果相近。两种培训方式的厢式电梯的优度都比吊装作业的优度要高，特别是在传统培训方式中厢式电梯的效果要比吊装作业好的多。

②从培训方式上看，吊装作业VR技术培训的优度等级与优度值都明显好于吊装作业传统安全培训。厢式电梯VR技术安全培训与其传统安全培训相比，优度等级相同但其优度值明显更高。所以VR技术安全培训效果在一定程度上要比传统安全生产培训效果更好。

5 结论

本研究通过对某航天企业运用VR技术和传统方法两种培训方式对吊装作业人员和厢式电梯体验人员的安全培训进行效果评价，结果表明，VR技术安全培训的效果总体上比传统安全培训好，企业在进行安全培训时，应尽可能采用VR技术进行安全培训。但鉴于企业技术环境以及安全培训的时间和成本，对企业员工进行安全生产培训时，可以采取不同培训方式相结合的方式进行安全生产培训，对于类似厢式电梯安全培训的理论性较强的培训应更多采用传统安全培训的方式，对于类似吊装作业安全培训的实操性强的培训应尽可能用现场模拟演练的方式进行培训，使培训效果更好，企业收获更大。