基于AHP的炼化设备管理模糊综合评价模型研究

许 可，许述剑，屈定荣，邱志刚，刘曦泽

(中石化安全工程研究院有限公司，山东青岛 266104)

目前炼化企业设备管理不再只是对现场跑冒滴漏的治理，内容覆盖影响设备运行的诸多因素，如领导引领作用发挥、目标计划制定、故障分析等。炼化企业设备完整性管理体系有效覆盖诸多内容，但在用的加权平均数据处理方法不能有效反映各要素复杂的逻辑关系，且结果受评审人员主观影响较大，因此需要一套更为科学的定性与定量评价方法。

针对上述情况，本文采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)进行量化模型的建立。层次分析法可将目标分解成多层次的指标，并逐层对指标进行逻辑运算进而反映目标整体情况。该方法能有效将定性问题进行定量分析，可充分考虑各指标的特有属性。

1 模糊综合评价模型研发

1.1 评价指标体系构建

设备管理包含设备管理领导作用发挥、设备管理目标计划的制定与实施、设备管理活动资源的分析、设备全生命周期运行保障、承包商服务质量考核、故障(事故)分析深度等内容。各内容看似独立，实则在设备管理业务中相互交叉重叠，为避免指标内容评价过程中的重叠造成结果的偏差，充分反映内容建设与实施效果，有效得出各项内容结论，评价指标的设置依据设备完整性管理体系各要素，因素层级为5级，最基层为四级要素下检查项。设定

U

为因素集，则：

一级要素因素集

U

={

u

，

u

，

u

，

u

，

u

，

u

，

u

}

(1)

二级要素因素集

U

={

u

1，

u

2，

u

3，

u

4，…，

u

，…，

u

} (

i

=1～7)

(2)

式中：

U

——第

i

个一级要素；

m

——第

i

个一级要素下第

m

个二级要素。

同理，各层因素集依此建立。

各指标权重依据炼化企业设备管理现状，通过体系专家问卷调查，初步确定要素及各检查项的权重。表1为设备管理评价指标体系权重关系。

表1 企业设备管理指标体系

1.2 指标权重验证

层次结构反映了因素间的逻辑关系，不同的层次间各指标所占的比例各不相同，在确定影响某个因素的比例时，主要困难是比例不容易量化或量化后难以满足一致性检验。为避免分级过度带来的误差，获取可信的比例数据，本次采用九级标度进行一致性检验，通过一致性检验(

CR

<0.1)的判断矩阵判定设置合理。九级标度说明见表2。

表2 九级标度说明

对一级指标构建判断矩阵得到表3，该判断矩阵阶数n=7，可知

RI

=1.36，通过计算得出矩阵最大特征值为7，则由

CR

=

CI/RI

=0<0.1，指标权重计算满足一致性要求，权重设置合理。同样对各2、3级指标进行验证

CR

均小于0.1，满足一致性要求，权重设置合理。

表3 一级指标评价矩阵

1.3 评价标准集建立

模糊综合评价能将定性评价转化为定量评价，主要借助于评价标准集的建立。通过定性评价标准区间的建立，有效降低了主观评价误差。设备管理评价标准集即各要素、各检查项所属等级，设定定性等级为4级，设评价标准集为

V

，则检查项评价标准集：

V

={

a

，

b

，

c

，

d

}

(3)

a

级：优秀。已建立(或涉及)，完善度(符合要求程度)高(80<得分≤100)；

b

级：良好。已建立(或涉及)，完善度(符合要求程度)较高(60<得分≤80)；

c

级：初级。部分建立(或部分涉及)，完善度(符合要求程度)一般(40<得分≤60)；

d

级：很差。未建立(或未涉及)，完善度(符合要求程度)低(0≤得分≤40)。

1.4 评价矩阵设定

设备管理评价指标为5级指标体系，低层级指标综合决定高一层次指标，设定低一层级第

j

个因素

u

对评价标准集

V

中第

p

各元素

Vp

的隶属度为

r

。令低一层级的单因素评价矩阵为

R

，则：

(4)

将单因素评判矩阵

R

与权重作用，得到一级模糊综合评价集为：

(5)

1.5 结论判定方法设置

模糊综合评价法结论判定可采用加权平均法、最大隶属度法和模糊分布法。根据设备完整性管理体系结构特点，需考虑各要素、各检查项情况，因此本次采用加权平均法进行结论判定。加权平均法是将二级模糊综合评价向量的评判因素作为权数，对评价标准集

v

进行加权平均得到的值作为最后评判结果。

(6)

2 模型应用分析

设备完整性管理体系由7个一级要素，32个二级要素组成。各一级要素下属层级为5级结构，即“一级要素-二级要素-三级要素-四级要素-检查项”，模糊综合评价法中最小单元为检查项。

(7)

基于模糊综合评价算法，对于各一级要素进行逐层计算，如表4为要素4组织环境评价指标，该要素层级为3级，根据模糊评价法：

表4 要素组织环境评价准则

(8)

B

=

A

·

R

=

(9)

要素4组织环境管理水平

(10)

表明对于要素4组织环境要求内容，企业开展了少量工作，未达到设备完整性管理体系要求，偏差较大。

根据上述计算方式可得各要素得分情况，见表5。通过对表5中数据分析，该企业设备管理水平处于B级，表明企业目前设备管理已与设备完整性管理要求内容较为相近，初步达到体系管理要求。要素4、要素6、要素8、要素9尚处于c级，对于该要素下管理内容还未达到体系要求，需要对标体系进行完善建设，具体改进措施：①识别企业设备管理范围，界定设备管理与其他体系界面；②加强计划、策略制定后的审查；③对设备全生命周期运行管控环节进行识别，重视日常设备运行监测，加强现场巡检；④针对绩效，重点分析未达标绩效原因，基于实际动态调整绩效指标。

表5 各要素模糊综合评价值

3 结论

通过模糊综合评价法在企业设备管理评价中的应用，得出模糊综合评价法更能反映各层级、各组成因素的重要程度，避免一级或二级要素评价结果为零，进而完全否定企业工作情况。同时通过层层模糊计算降低了主观因素造成的结果误差，数据处理方式更加具有合理性。