基于可拓学的工贸企业双重预防体系建设质量评价

2023-06-02杨海明阿米热夏布哈提

华北科技学院学报 2023年3期

杨海明,白元,阿米热·夏布哈提

(新疆维吾尔自治区安全科学技术研究院,新疆乌鲁木齐 830002)

0 引言

工贸企业安全生产基础相对薄弱,开展双重预防体系建设可有效防范化解生产安全事故的发生,其建设质量的评估工作不容忽视[1-2]。当前工贸企业双重预防体系建设效果评估工作大多是采用查看建设资料档案、询问活动作业现场人员、企业负责人汇报相结合的方式,最后由专家组对企业双重预防体系建设工作进行现场评估。具体评估方法是专家组对照地方建设标准,按照标准所赋分值,进行打分量化评估。以本文研究的企业对象为例,该工贸企业作为双重预防体系建设试点单位,建设成果通过专家组评审后综合评价得分为92.5分,评估建设等级为“优秀”。由于评估方法缺乏深层次的理论支撑依据,企业的安全管理还只是局限在标准制定与执行层面[3],导致评估结果可能有一定的主观性,不足以准确反映企业双重预防体系实际建设情况。

本文基于层次分析法(AHP)和可拓学理论,将可拓数学与关联函数的综合评价方法应用于安全风险评估领域。选取该工贸行业试点单位,由专家组对照评估标准对各个阶段的二级指标分别进行打分,通过建立物元模型、AHP指标权重计算、综合关联度定量研究,对该企业双重预防体系建设效果开展定量评估,如图1所示。研究结果将各指标与其建设质量等级相联系,用数字化形式体现出指标建设等级的分布规律,量化出企业安全风险管理存在的不足,同时该方法评估结果与专家组评审的结果具有一致性,表明该评价方法科学合理、客观实用,更精准地反映了企业双重预防体系建设状况,实现了对企业风险点的定量管控,达到了关口前移、预防为主的目的。

图1 物元可拓模型评价示意图

1 可拓学理论背景

可拓学是数学、哲学与工程学交叉的一门新兴的横断学科,它用形式化模型研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律与方法,并用于处理矛盾问题[4]。通过可拓转换使看似矛盾双方转化为相互统一的一面,化不相容为相容[5],可拓学以物元为基础建立物元模型来描述矛盾问题,以物元可拓性为依据,以物元变换作为解决矛盾问题的手段,在可拓集合中,通过建立关联函数对事物的量变和质变过程进行定量描述[6]。

确定待评价物元。本文依据双重预防体系建设评估标准开展现场调研评估,得到各指标的数据,用物元R表示:

(1)

式中,N为事物研究对象(工贸企业双重预防体系建设效果),CK为特征(双重预防体系建设效果具体指标),VK为量值(双重预防体系建设指标数值),其中k=1,2,3…,p,而p为指标数目。

确定经典域。双重预防体系建设的经典域即:

(2)

式中,Rj为特征Ci的第j个等级,(aji,bji)是Nj关于特征Ci的取值范围,其中i=1,2,3…,n.

确定节域。其中P为双重预防体系评价等级的全体,用矩阵可表示为:

(3)

式中,(aip,bip)为评价指标C1在P条件下的取值范围,即节域,其中i=1,2,3…,n.

计算关联度函数。在可拓数学中,用关联函数来描述论域中的元素具有某种性质的程度,能真实定量地描述元素具有某种性质的程度及其量变和质变的过程[7]。将关联函数可表示为:

(4)

式中,|Xij|=|aij-bij|;

(5)

(I=1,2,3,…,n;j=1,2,3,…,m)

计算综合关联度。综合关联度反映的是待评价对象对于不同等级的接近程度。待评价对象对于Nj属于j类等级的关联度K(Nj)为:

(6)

式中,ai为评价指标的权重系数,K(Nj)为待评价对象各指标关于各等级的关联度在考虑指标重要程度情况下的组合值,表示待评价对象在评价等级的程度值。若K(Nm)=max[K(Nj)]. ( j=1,2,3…,m),则对象Nm较优,即待评对象属于等级Nm。

2 可拓学在双重预防体系建设效果评估

2.1 确定指标权重

依据国务院安委会办公室关于实施遏制重特大事故工作指南构建双重预防机制的意见、关于印发《自治区标本兼治遏制重特大事故工作实施方案》的通知等文件的具体要求,参照双重预防体系建设评估工作内容,制定出新疆自治区工贸行业双重预防控制评估标准。评估要点包括:基本要求、风险分级管控体系、隐患排查治理体系等5个一级指标;组织机构、全员培训、体系文件、责任考核等21个二级指标,见表1。

表1 双重预防体系建设指标权重及评分

采用层次分析法确定出各指标的权重[8-9],通过构造两两判断矩阵,求出判断矩阵最大特征值,将其对应特征向量归一化之后计算出一级指标权重(见表1)。同理,可计算出各一级指标(b1、b2、b3、b4、b5)下包含的各二级指标(c1～c21)权重(见表1),经检验,计算出检验系数CR值均小于0.1,符合一致性检验要求。

2.2 确定评价物元

根据双重预防控制评估标准,以专家组评估打分形式,得到该企业各指标的实际分数(见表1),确定双重预防体系建设效果待评价物元为:

(7)

通过对企业不同评估因子的分析,结合实际建设的可操作性,将每个指标评估划分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级,分别代表“优秀”、“良好”、“合格”、“不合格”四个相应的等级评定标准。其中Ⅰ等级:得分区间在85-100分;Ⅱ等级:得分区间在75-85分;Ⅲ等级:得分区间在60-75分;Ⅳ等级:得分区间在0-60分(见表2)。

表2 双重预防体系建设效果等级划分

2.3 确定经典域和节域

根据公式(2)和(3),得到双重预防体系不同评价等级的经典域和节域。

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

2.4 计算关联度,可拓性评价

结合矩阵运算方法,运用Matlab软件编程,针对关联度函数进行计算,实现各指标与不同评价等级的关联度,编程处理过程具体如下:

(1) 构造21×4矩阵。

A=[85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;

85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;

85,75,60,0;85,75,60,0;85,75,60,0;]

(13)

B=[100,85,75,60;100,85,75,60;100,85,75,60;100,85,75,60;100,85,75,60;

100,85,75,60;100,85,75,60;100,85,75,60;100,85,75,60;100,85,75,60;

100,85,75,60;]

(14)

(2) 构造不同等级区间上下限的21×4求和矩阵C、求差矩阵D。

C=A+B

(15)

D=B-A

(16)

(3) 分别构造待评价物元值、权重值的1×21矩阵

R=[86,90,88,91,92,87,93,90,86,89,95,91,96,95,94,86,80,81,79,83,74]

(17)

W=[0.0200,0.0400,0.0100,0.0100,0.0308,0.1440,0.0786,0.1453,0.0853,0.0288,0.0186,0.0186,0.0500,0.0200,0.1000,0.0500,0.0500,0.0029,0.0200,0.0300,0.0100 ]

(18)

(4) 定义两个21×4空矩阵P和Q

K=zeros(21,4)

(19)

P=K

(20)

Q=K

(21)

(5) 构造节域上下限的和与差的1×21矩阵(此处节域的和与差值大小相等)。

E=[100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100,100]

(22)

(6) 计算所有K值和综合关联度T

Matlab程序如下:

for j=1:4;

for i=1:21

P(i,j)=abs(R(1,i)-C(i,j)/2)-D(i,j)/2;

if R(1,i)>=A(i,j)&R(1,i)<=B(i,j)

K(i,j)=-P(i,j)/D(i,j);

else

Q(i,j)=abs(R(1,i)-E(1,i)/2)-E(1,i)/2;

K(i,j)=P(i,j)/(Q(i,j)-P(i,j));

end

T=W*K;

数据处理结果见表3。

表3 双重预防体系建设指标与各评价等级关联度结果

由可拓学关联度准则分析可知,关联函数中正值代表集合内的元素与该集合的关系,数值越大表示具有某种性质的程度越大,数值越小表示具有某种性质的程度越小;负值则代表集合外的元素与该集合的关系,数值越大表示越容易转变为该性质,数值越小表示越不容易转变为该性质[10]。据此可知,表3中各二级指标(c1～c21)建设情况评估如下:c1～c16指标关联度对应建设等级为Ⅰ级(优秀),c17～c20指标关联度对应建设等级为Ⅱ级(良好),c21指标关联度对应建设等级为Ⅲ级(合格)。该研究结果刻画出各个指标的建设质量,指出了企业双重预防体系建设的当前存在的薄弱环节。

鉴于该企业实际研究情况,结合新疆工贸企业双重预防体系建设现状,进一步分析原因如下:c17指标建设薄弱是由于工贸企业规模小,涉及重大危险源数量少,发生重特大事故相对少,事故频率低,关注程度比高危行业低,企业思想认识不到位,导致隐患排查比较粗放,工作不深入,安全监管力量投入少,对行业重点工艺环节、重大危险源的监管要求不高。c18指标是由于中小型工贸企业受经济效益、厂区规模、生产工艺等因素影响,不愿意投入较多资金自建双重预防体系信息管理平台,大部分企业依托当地应急管理部门创建的隐患排查治理上报系统进行信息化管理。c19～c21指标属于持续改进指标包括的评审、更新以及沟通机制,因为新疆大部分工贸企业是首次开展双重预防体系建设质量评估工作,没有形成统一的评估标准,缺乏相应的经验,企业之间对建设质量沟通交流较少,大多数工贸企业忙于追求经济效益,参加评估后的更新建设工作也难以持续进行。

最后,将二级指标权重向量与对应的不同等级关联度矩阵相乘,即可得到该试点企业双重预防体系建设质量关于各评价等级的综合关联度矩阵T,结果如下:

Tj=[0.2086,-0.2513,-0.5375,-0.6972] (j=1,2,3,4)

(23)

综合关联度矩阵Tj(N)的数值大小可定量的反映企业双重预防体系建设质量在不同评价等级的程度,其中0≤Tj(N)≤1表示被评价对象符合该评价等级的要求,并且其值越大,符合程度越高,-1≤Tj(N)<0表示被评价对象不符合该评价等级的要求,但具备转化为该级标准的条件,并且其值越大,越容易转化。综上可知综合关联度最大值为:

max{Tj(N)}=0.2086

(24)

即表示该工贸企业双重预防体系建设质量总体评价等级j=1,相对应的建设质量为Ⅰ级(优秀),该结果从可拓学理论角度出发,运用数学模型,定量研究出的结果与评审专家组的评定结果相一致,是一次有益的探索研究。

3 结论

(1) 运用可拓学原理对工贸企业双重预防体系建设质量进行评价,通过评估各个建设指标,结果反映出该企业在信息化管理、持续改进等指标建设上还需要进一步加强建设,同时也暴露出对重大事故隐患治理建设方面还存在薄弱环节,需引起重视,做到防患于未然。

(2) 通过构造物元模型、指标权重定量化、计算综合关联度,将可拓数学原理及方法应用在企业安全风险评估领域,并开展了定量研究,准确地反映了企业双重预防体系的各指标建设质量情况,最终评估结果与以往专家组评审结论保持一致,使其评估结果更具有信服力,有一定的科学应用价值,为各类企业安全风险评估提供了新的思路与方法。