王文立， 李亞斐， 張樂

(1. 中國平煤神馬集團(tuán)河南神馬氯堿化工股份有限公司，河南 平頂山 467200；2.河南省平頂山市新華區(qū)香山街小學(xué)，河南 平頂山 467047)

化工企業(yè)是以物料的合成、反應(yīng)得到新的生成物為基礎(chǔ)的企業(yè)，在我國國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中具有十分重要的作用。但是鑒于化工生產(chǎn)具有高溫、高壓、易燃易爆且有毒性的獨(dú)有生產(chǎn)特性，一旦發(fā)生事故，便會(huì)發(fā)生重大安全事故，造成的影響與損失無法估量，其災(zāi)難后果的長久性更是企業(yè)與國家所難以承受的。而我國的國情所致，中小型的?；髽I(yè)占據(jù)了我國化工行業(yè)的半壁江山，且分布廣泛，給國家的安全管理帶來了巨大的困難和挑戰(zhàn)[1]。因此，我國的中小型?；髽I(yè)內(nèi)部管理應(yīng)加強(qiáng)對化工生產(chǎn)安全管理的重視，而化工企業(yè)安全管理控制中最重要的一環(huán)就是安全投入。這是決定企業(yè)安全生產(chǎn)水平高低的關(guān)鍵要素。而安全投入不足，恰恰是我國中小型?；て髽I(yè)普遍存的問題，究其本質(zhì)這也是我國?；袠I(yè)事故發(fā)生率居高不下的主因之一。

1 中小型?；髽I(yè)事故致因的安全投入

根據(jù)海因里希事故致因理論，我國中小型?；髽I(yè)安全事故的事故致因可以從人、物、環(huán)境、管理4個(gè)方面來進(jìn)行總結(jié)分析(詳見表1)。

表1 事故致因整理和事故致因?qū)?yīng)投入Table 1 Accident causation factors and corresponding investment

研究發(fā)現(xiàn)：通過合理、有針對性的加強(qiáng)安全投資，是可以消除相應(yīng)的事故致因的。

2 中小型危險(xiǎn)化工企業(yè)安全投入與效益分析

2.1 中小型危險(xiǎn)化工企業(yè)安全投入分析

筆者根據(jù)《企業(yè)安全生產(chǎn)費(fèi)用提取和使用管理辦法》對化工生產(chǎn)企業(yè)安全投資的使用規(guī)定并通過調(diào)研中小型?；髽I(yè)安全投資的實(shí)際情況,把中小型?；髽I(yè)的安全投資分為6大類：①勞動(dòng)防護(hù)用品投資；②安全評價(jià)、檢測支出；③安全宣傳教育投資；④完善、改造和維護(hù)安全防護(hù)設(shè)備、設(shè)施支出；⑤危險(xiǎn)源、事故隱患檢查、評估、監(jiān)控、整改投資；⑥應(yīng)急演練救援費(fèi)。

2.2 化工企業(yè)安全效益分析

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前我國中小型?；髽I(yè)在進(jìn)行安全投資過程中出現(xiàn)如下問題。①某些企業(yè)不愿意在安全生產(chǎn)方面投入過多的資金，認(rèn)為會(huì)占用有限的生產(chǎn)投入資源；②有些企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)對于安全特別重視，認(rèn)為應(yīng)該投入大量的資金來保障企業(yè)的安全生產(chǎn)且具有規(guī)劃性；③還有些企業(yè)在進(jìn)行安全投資時(shí)沒有規(guī)劃性，而是憑借著所謂的經(jīng)驗(yàn)之談，致使我國中小型化工企業(yè)安全事故頻頻發(fā)生，災(zāi)害后果讓人觸目驚心，給國家和人民造成巨大的損失。因此，如何利用有限的資源，處理企業(yè)安全與生產(chǎn)之間的關(guān)系這一矛盾共存體，如何精準(zhǔn)地量化決策安全投資、實(shí)現(xiàn)最大安全經(jīng)濟(jì)效益，成為中小型?；髽I(yè)掌舵人最為關(guān)心的問題。

筆者通過建立安全投入的減損產(chǎn)出模型和增值產(chǎn)出模型來量化中小型?；髽I(yè)的安全經(jīng)濟(jì)效益，并確定最優(yōu)的安全投入，企業(yè)決策時(shí)給予一定的指導(dǎo)。

3 化工企業(yè)安全產(chǎn)出分析

3.1 安全投入減損產(chǎn)出

安全經(jīng)濟(jì)損失不僅與安全投入大小有關(guān)，而且與安全投入結(jié)構(gòu)有關(guān)[2]，用Cobb-Douglas生產(chǎn)函數(shù)形式建立安全投入與事故經(jīng)濟(jì)損失的函數(shù)關(guān)系，因此中小型?；髽I(yè)安全投資優(yōu)化前事故損失金額模型為：

(1)

中小型危化企業(yè)安全投資優(yōu)化后，事故損失金額模型為：

(2)

中小型危化企業(yè)安全投資與事故損失的關(guān)系函數(shù)模型成立條件如下。

(1)f>0,故參數(shù)m>0。

(2) 系數(shù)αi<0(i=1，2，…，6)，說明只考慮改變某一類的安全投資而固定其余的安全投資，帶來的影響就是事故損失的改變。

(3)由于ai<0,則極限lim(i=1,2,…,6),說明各安全分項(xiàng)投資的重要性都是極大的。

(4)設(shè)定企業(yè)勞動(dòng)力這個(gè)投入要素為恒定。

(5)不考慮工藝技術(shù)改變的影響。

故中小型?；髽I(yè)安全損失減少量為：

(3)

3.2 安全投入增值產(chǎn)出模型

企業(yè)產(chǎn)品總產(chǎn)值B與原料投資A0和對產(chǎn)品產(chǎn)量造成影響的事故有著緊密的關(guān)系[3]。根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品總產(chǎn)值B與進(jìn)行生產(chǎn)的投資和對產(chǎn)品產(chǎn)量造成影響的事故的函數(shù)關(guān)系可建立如下函數(shù)數(shù)學(xué)模型。

(1)中小型?；髽I(yè)安全投資優(yōu)化前產(chǎn)出模型

(4)

(2)中小型?；髽I(yè)安全投資優(yōu)化后產(chǎn)出模型

(5)

模型成立條件分析如下。

3.3 中小型危化企業(yè)安全經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)化模型

中小型?；髽I(yè)安全經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)化模型

(6)

對于建立的模型(6)，運(yùn)用偏導(dǎo)數(shù)求極值的數(shù)學(xué)方法及使用Matlab中有限制的非線性規(guī)劃最大值命令fmincon求解，從而確定了企業(yè)各項(xiàng)最優(yōu)的安全投資金額。

4 案例分析

以某企業(yè)為例，統(tǒng)計(jì)的歷年投資及產(chǎn)值如表2所示。

根據(jù)該企業(yè)所統(tǒng)計(jì)的歷年數(shù)據(jù)，確定各分項(xiàng)安全投資對該企業(yè)事故損失的影響程度以及計(jì)算，2018年計(jì)劃生產(chǎn)投資為5 152.2萬元時(shí)，企業(yè)決策安全投資能獲得最大的安全經(jīng)濟(jì)效益。

利用SPSS軟件對企業(yè)安全投入與事故經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行多元線性回歸，得到安全減損量為：

I1=f0-f=

63.355 77-1 302.305 83

擬合得出企業(yè)總產(chǎn)值與生產(chǎn)性投入和事故損失的模型，得出安全增值產(chǎn)出為：

得出安全經(jīng)濟(jì)效益模型化簡為：

5 855.690 09-6 374.459 69k-0.974 9+

7 253.659 69e-19.123 38k-0.974 9-0.974 9k。

在Matlab軟件里有求極值的命令功能，該模型求極值可是使用Matlab軟件通過編寫M源文件導(dǎo)入到優(yōu)化工具箱中使用有限制的非線性規(guī)劃最大值命令fmincon[4]，求出最優(yōu)解k為199.57，即A1∶A2∶A3∶A4∶A5∶A6=23.786 95∶27.476 92∶11.794 76∶47.119 17∶66.295 99∶10.916 33。

因此，當(dāng)該化工企業(yè)2018年度生產(chǎn)投資為5 152.2元時(shí)，按上述模型計(jì)算的最優(yōu)分配比例，該年度企業(yè)安全效益最大值為416.089 7萬元，最優(yōu)的安全投資為187.390 12萬元。

優(yōu)化后的各項(xiàng)安全投入比例與原決策方案下各項(xiàng)安全投入比例對比如圖1和圖2所示。圖1為原方案安全投資結(jié)構(gòu)圖，圖2為優(yōu)化后安全投資結(jié)構(gòu)圖。

表2 企業(yè)歷年投資及產(chǎn)值表Table 2 Enterprise investment and output value in recent years 元

注：2019年數(shù)據(jù)因其他原因未公開。

圖1 原方案安全投資結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure of safety investment of original scheme

圖2 優(yōu)化后安全投資結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Optimized structure of safety investment

為判斷中小型化工生產(chǎn)企業(yè)安全投資是否合理的方法，引用由美國Firth、Graham和Kinney依據(jù)“環(huán)境危險(xiǎn)性LEC評價(jià)法”分析得出的安全投資的綜合評分決策法[5]。根據(jù)該方法，該企業(yè)優(yōu)化安全投資后，事故后果的嚴(yán)重性R依然為15分；員工們依舊要經(jīng)常暴露于危險(xiǎn)作業(yè)條件下，危險(xiǎn)作業(yè)程度E為6分。

改變安全投資決策方向后事故只有意外或巧合才能發(fā)生，事故發(fā)生的可能性P的分值為3分；安全投資優(yōu)化后金額為187.498 28萬元，按照1人民幣=0.147 1美元的匯率折算，則安全投入費(fèi)用約為27.58萬美元，經(jīng)費(fèi)指標(biāo)C的分值為10。通過優(yōu)化，有針對性的改善安全投資大大地降低了事故發(fā)生的可能性，減少了下次發(fā)生類似事故的概率，事故糾正程度得以提升，預(yù)計(jì)可以降低險(xiǎn)情為50%～75%。因此糾正程度D的取分值為2分。將這些取值代入公式：

投入合理度=

得：投資合理度=

(15×6×3)÷(10×2)=13.5>10。

由此可以得出結(jié)論：優(yōu)化后的安全投資資金是合理的。

5 結(jié)語

(1)運(yùn)用SPSS、Matlab軟件對該企業(yè)的安全經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)模型求解,該企業(yè)于2018年度生產(chǎn)投資為5 152.2萬元時(shí),安全投資的最優(yōu)比例為:23.79∶27.48∶11.79∶47.11∶66.29∶10.92。優(yōu)化安全投資結(jié)構(gòu)后可實(shí)現(xiàn)的安全效益最大值為416.089 7萬元，最優(yōu)的安全投資約187.39萬元。

(2)該企業(yè)在2010年與2011年的安全投資是基本持平的，但是事故損失卻呈現(xiàn)了較大的不同。對比圖1，圖2可知：該廠在2011年的安全投資結(jié)構(gòu)中減小了危險(xiǎn)源、事故隱患檢查、評估、監(jiān)控、整改投資的比例，正確解釋了為什么2011年出現(xiàn)了比2010年更大的事故損失。

(3)2013—2014年，該廠雖然增加了安全總投資，但是事故損失仍舊增大。對比圖1，圖2的分析可知：是因?yàn)闇p小了危險(xiǎn)源、事故隱患檢查、評估、監(jiān)控、整改投資以及安全設(shè)施檢測及安全評價(jià)支出的比例。

(4)2016—2018年間，危險(xiǎn)源、事故隱患檢查、評估、監(jiān)控、整改投資的比例是依次降低的，對比表2里2012年與2018年的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，在改造和維護(hù)安全防護(hù)設(shè)備設(shè)施支出比例基本不變，勞動(dòng)防護(hù)投資所占比例有所增加的情況下，企業(yè)的事故損失還是出現(xiàn)了大幅度的上升，這正是企業(yè)降低危險(xiǎn)源、事故隱患檢查、評估、監(jiān)控、整改投資比例的效果。

(5)基于該企業(yè)的歷年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析和模型優(yōu)化結(jié)果分析，該企業(yè)在進(jìn)行安全投入決策時(shí)，應(yīng)將有限的安全投入資源優(yōu)先投入到危險(xiǎn)源、事故隱患檢查、評估、監(jiān)控、整改投資方面。