基于层次分析法的桥式起重机评估方法

摘要：传统桥式起重机安全评估方案存在复杂、主观性强的缺点，文中将层次分析法运用到起重机的评估方案上，通过将起重机评估方案拆解进行定性和定量分析，得出较为准确的评价结果。文中参照文献、专家、现场技术人员判定等方式来选取桥式起重机安全评估方案的准则层和指标层的元素，建立针对桥式起重机的评估模型，再通过专家的判断矩阵，计算出桥式起重机安全评估方案的准则层和指标层次权重，最后通过现场评估技术人员的评估确定评价矩阵，并对整个桥式起重机系统进行加权计算，得出直观的评估结果。实例应用在某单梁桥式起重机安全评估方案上。

关键词：层次分析法；桥式起重机安全评估方案

Safety Evaluation Method for Bridge Cranes Based on Analytic Hierarchy Process

ZHOU Tongxin1， WANG Yijuan2

（1 Zhangzhou Branch of Fujian Special Equipment Inspection and Research Institute， Zhangzhou 363000， Fujian， China）

（ 2 Zhangzhou Branch of Fujian Boiler and Pressure Vessel Inspection" Institute， Zhangzhou 363000， Fujian， China）

Abstract： The traditional safety evaluation schemes for bridge cranes have the drawbacks of complexity and strong subjectivity. This article applies the Analytic Hierarchy Process to the evaluation scheme of cranes， decomposes the crane evaluation scheme for qualitative and quantitative analysis， and obtains more accurate evaluation results. Firstly， the elements of the criterion layer and indicator layer of the safety evaluation scheme for bridge cranes are selected from literature， experts， and on-site technical personnel， and an evaluation model for bridge cranes is established. Then， through the judgment matrix of experts， the weights of the criterion layer and indicator layer of the safety evaluation scheme for bridge cranes are calculated. Finally， the evaluation matrix is determined through the evaluation of on-site technical personnel， perform weighted calculations on the entire bridge crane system to obtain intuitive evaluation results. The method is applied to the safety evaluation scheme of a single-girder bridge crane as an example.

Key Words：" Analytic hierarchy process; Safety assessment schemes of bridge crane

0引言

起重机械是将货物垂直吊起，再水平运输到另一个位置的机械设备，在工业生产中运用广泛。目前，一大批“高龄”起重机械“带病”坚持工作，暗藏安全隐患，因此对起重机械的安全进行评估很有必要。现阶段最新的起重机械评估标准是GB/T 41510-2022《起重机械安全评估规范通用要求》。但国内传统的起重机械评估方法是评估人员现场对每一台起重机械进行检验，并对其每一项风险等级进行评估，最后得出结论。但起重机械的风险等级完全基于现场评估人员的想法，具有较大的主观性和经验性，因此缺乏一种公认较为有效的评估方案。文中结合层次分析法评估桥式起重机安全等级，期望能为业界带来一些思考。

1层次分析法简介

层次分析法（Analytic Hierarchy Process，以下简称“AHP”）是由美国运筹学家匹兹堡大学教授萨迪于20世纪70年代初提出的一种方法，主要是将一个复杂的决策问题分解成目标层、准则层和方案层等层次，再通过在每层次之间和每个层次之中进行定性和定量的分析，最后得出结论。

陈路、李生茂等将模糊层次分析法应用在老旧电梯风险评估中，建立了一套电梯评估模型[1]。王小平等将模糊层次分析法运用在起重机械的腐蚀评估中，为湿热盐雾环境中起重机械的腐蚀防护措施选择提供了理论依据[2]。敖维川基于层次分析与模糊综合评判方法对建筑起重机械现场安全评价体系进行了研究[3]。

2层次分析法在桥式起重机评估中的应用

2.1桥式起重机评价指标体系的建立

评价指标的选择应该是独立且合理的，每个层级的指标选取之和要能客观反映出上一层级的属性及状态。文中在建立桥式起重机评估方案时建立了目标层、准则层和指标层三次层次，具体指标的选取参照了文献、国家标准、产品质量证明书，并请教了专业技术人员得出如图1所示的指标[4-5]，即具体评价层（起重机械整体状况评价），准则层（基本情况、主要部件系统、功能试验、主梁情况），指标层[故障及维修、零部件更换及供应、日常运行记录、主要金属构件（U型槽、侧板、工字钢等）、主要零部件（车轮、减速机、大车电机等）、升降系统、电气系统、空载试验、额载试验、静载试验、动载试验、上拱度测量、运行啃轨情况、主梁水平方向弯曲度]。

2.2指标层级各权重的计算

专家对照指标层各参数进行判断后按照表1中所示的标度值建立判断矩阵，求解矩阵的特征向量，其值为指标层的指标权重，最后还需进行一致性检验，过程如下：

当时，即认为一致性通过，相反，即说明评价矩阵不符合事实逻辑需重新评价。其中，值从表2获取。

重复上述方法即可确定指标层的集合，记为。

2.3准则层指标的确定

根据上述指标层的权重值确定方法，通过计算准则层的权重集，记为。

2.4整机评估级别评定

将安全评估的评分及对应等级进行划分，即将准则层的评估等级划分为四个，并将对应的评估分数值和对应的评估表现对应起来，如表3所示。组织两位检验评估人员对方案层的各指标进行评估，取平均值得出指标层各指标的评价矩阵，记为。

查询表4及表5，可得到此单梁桥式起重机的整体评估结果为良好，维修后继续使用。

4结论

文中在对桥式起重机的评估模型的研究中，运用层次分析法将评估方案分解成若干个目标元素，建立了一套针对桥式起重机的评估模型，并确定了各层级的权重，最后通过一个单梁桥式起重的实例应用，证实层次分析法在桥式起重机的评估中具有一定的可行性。但起重机械种类较多，没有一套完全适用所有类型起重机的评估方案，其他类型的起重机评估方案进还需进一步研究。

参考文献

[1]周振龙，林正.基于多层次模糊综合评价法的电梯安全评估[J].中国电梯，2018，29（19）：34-36.

[2]王小平，何炅，陈昆，等.层次分析法在起重机械腐蚀评估中的应用[J].装备制造技术，2020（01）：51-54+85.

[3]敖维川.基于层次分析与模糊综合评判的建筑起重机械现场安全评价体系研究[D].西南交通大学，2019.DOI：10.27414/d.cnki.gxnju.2019.002536.

[4]杨付龙，刘懿，邹海涛，等.浅谈老旧起重机械安全评估[J].中国新技术新产品，2019（17）：136-137.DOI：10.13612.

[5]门智峰，彭琳.桥式起重机整机安全和寿命评估方法研究[J].中国设备工程，2017（22）：82-83.

收稿日期：2023-08-29

作者简介：周同新，男，福建省特种设备检验研究院漳州分院，助理工程师，硕士

王艺娟，女，福建省锅炉压力容器检验研究院漳州分院，助理工程师