钢厂短流程轧钢生产线改造项目风险评估

王禄明

上海电气上重碾磨特装设备有限公司 上海 200245

1 项目背景

短流程轧钢是以液态金属为原料,不经连铸、加热、热轧等生产工序,直接生产薄带坯的新技术。东北大学在该领域的研究处于国内领先水平[1-2]。笔者选取某钢厂与东北大学共同开发的短流程轧钢生产线,对该生产线改造项目进行风险评估。该生产线在试生产期间出现带钢跑偏、卷边不齐等问题,针对以上问题,钢厂决定对生产线进行升级改造。

近年来,国内学术界对改造项目的风险研究主要集中在建筑和交通等领域。陶凯等[3]关注建筑节能改造项目,利用解释结构方法构建风险层次结构模型,探讨风险因素间的层次结构与关联机理,利用层次分析法计算权重,得出不同层次风险因素具有传导性,同一层次风险因素具有关联性的结论。周米娜等[4]以重庆市某广场道路改造项目为例,建立模糊综合评价模型,利用模糊综合评价法评估风险,得到高风险因素,并给出相应对策。徐强等[5]结合加油站罐体改造项目,运用贝叶斯理论推理功能对各施工事故和事故后果进行概率更新,实现风险动态分析,为制定风险防控措施提供参考。王川宁[6]分析各风险评价技术的优缺点,采用半定量分析法中的模糊综合评价方法对燃气管道改造项目进行风险评估,给出风险管理措施和建议。

在轧钢领域,改造项目的风险研究滞后于上述行业[7]。轧钢生产线设备定制化程度高,排列紧密,改造难度大,并且改造项目在工期、质量等方面有更高要求[8],因此对轧钢领域改造项目进行风险评估十分有必要。

笔者结合实际项目,列出项目实施过程中可能出现的风险因素清单,建立模糊综合评价模型,利用模糊综合评价法对风险因素进行评估。

2 项目概况

短流程轧钢生产线是所属钢厂实现产品向中高端转型升级的重要支撑,但该生产线在试生产期间出现带钢跑偏、卷边不齐等一系列问题。针对以上问题,钢厂决定利用生产线检修的时间改造现有对中装置,并新建夹送纠偏装置。一家专业提供冶金产品的老牌国企是该钢厂现有生产线设备的主要供应商,再次中标该改造项目。中标企业在轧钢产品设计、制造、服务方面均具备一定优势,但现场施工的管理经验不足。

轧钢生产线是钢厂的关键设备,使用频率高,生产任务重。对生产线改造将面临很多风险,主要归纳为三大类。

(1)工期风险。改造项目工期无法更改,设计、制造、采购周期是否可控,施工方案能否满足客户要求,调试方案是否可行,将对项目工期产生非常大的影响。

(2)施工风险。轧钢生产线各设备排列紧凑,管道密布,可操作空间小,场地受限,设备拆除和安装难度大。前期土建施工与正常生产同时进行,土建施工不能影响正常生产。

(3)技术风险。改造项目新增夹送纠偏装置的纠偏距离远小于传统轧钢生产线,纠偏方案的效果直接决定项目的成败。另外,全套设备全程处于高于1 000 ℃的高温环境中,冷却方案能否有效保护设备免受热辐射影响,关系到设备的运行安全和使用寿命。

3 综合评价指标体系

风险因素决定项目的风险等级。为了全面评价改造项目的风险,按照层次化、条理化梳理问题的原则,逐层分解风险因素,最终构造一个四层级、多指标风险因素综合评价指标体系,见表1。

表1 风险因素综合评价指标体系

风险因素综合评价指标体系的最上层为目标层。第二层为准则层,包含工期风险、施工风险、技术风险共3项风险源。第三层为指标层,包括9项较大的风险事件。第四层为细化指标层,包含25项细化指标。

笔者采用德尔菲法设计调查表格,经过两轮专家打分,确定了项目风险因素和风险评价三级指标的权重。共征询十名专家的意见,包括设计工程师两名、生产主管两名、采购经理一名、装配工一名、销售经理一名、业主方代表一名、施工方代表两名。

4 模糊评价矩阵

划分风险等级,并建立评语集。风险等级包括低风险、中风险、高风险、严重风险、高危风险[9],风险等级从低到高。

统计十名专家对三级指标风险等级的评价,见表2。对各三级指标的专家评价进行归一化处理,分别计算单项风险等级。以生产部门支持为例,风险等级评价人次集为{2 6 2 0 0},归一化处理后可得风险评价矩阵为[0.2 0.6 0.2 0 0][10]。最终可得三级指标风险评价矩阵,见表3。

表2 风险等级评价

表3 三级指标风险评价矩阵

5 风险等级

对改造项目的二级指标进行风险评价,最终可得二级指标风险等级,见表4。由表4可见,方案可行是严重风险,人员风险和设备风险是高风险,调试周期介于高风险和中风险之间。

表4 二级指标风险等级

对改造项目的一级指标进行风险评价,最终可得一级指标风险等级,见表5。由表5可见,施工风险和技术风险是高风险,工期风险是中风险。

6 风险模糊综合评价

根据表1可得风险因素综合评价指标体系第二层权重集A为:

A=[0.432 0.272 0.296]

根据表5可得风险因素综合评价指标体系第二层评价矩阵R:

表5 一级指标风险等级

运用模糊矩阵合成运算,可得改造项目的模糊综合评价集S为:

上述计算结果最大项为0.342,由此可得改造项目的风险等级判定为中风险,属于风险可控。

虽然改造项目整体风险等级一般,但施工风险和技术风险属于高风险,有必要采取相应预防措施。通常而言,改造项目比新建项目困难。改造项目的设备排列密布,受场地限制,不宜使用大型施工设备,施工人员工作量大,施工风险较高。改造项目是产学研成果转化项目,全线采用大量新技术、新设备、新工艺,存在一定技术风险。

鉴于上述原因,在改造项目施工期间,有必要对施工人员进行相关设备知识培训,合理排班以限制进场人数,施工工地划出重点区域,加强重点区域的监督管理。设计期间,设计人员需与用户加强沟通,借鉴现场工作经验,重点关注原有纠偏设备试生产期间发现的问题,尽力降低技术风险。

7 结束语

笔者结合某钢厂短流程轧钢生产线改造项目,利用德尔菲法建立风险因素综合评价指标体系,建立模糊评价矩阵,应用模糊综合评价法对风险因素进行评估,得出主要风险因素,进而得出项目整体风险可控的结论,同时分析施工风险和技术风险产生的原因,并给出应对措施,对轧钢行业改造项目风险评估有一定参考价值。在风险评估中发现,各打分专家侧重的研究领域不同,业务水平也存在高低,后续研究重点考虑增加专家权重因子。