陳全，于夢杰

（天津理工大學(xué)環(huán)境與工程學(xué)院，天津 300384）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，制造工業(yè)處在重要戰(zhàn)略期，隨著社會(huì)對帶材的強(qiáng)度、生產(chǎn)速度、板型規(guī)格要求越來越高,相對于較成熟得工藝和技術(shù)，檢維修作業(yè)有更強(qiáng)的隨機(jī)性和不確定性，那么人的不安全行為以及不安全狀態(tài)式很難被消除，從而大大增加了事故發(fā)生的概率和事故發(fā)生的后果更嚴(yán)重。我國學(xué)者缺少對設(shè)備檢維修的研究而大多都集中在設(shè)備故障類型方面的研究。相對非常規(guī)作業(yè)活動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)管控的研究較為欠缺。陳全最先基于JHA方法對“帶式輸送機(jī)”非常規(guī)作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)的識別做出了研究。單一的JHA的方法無法計(jì)算出事故發(fā)生的概率和后果嚴(yán)重度，為了解決這一短板，引入了定性半定量的層次分析法，依據(jù)少量數(shù)據(jù)將對象進(jìn)行量化并引入專家權(quán)重系數(shù)對導(dǎo)致事故的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，從而減少客觀誤差得到事故發(fā)生的概率以及事故導(dǎo)致的嚴(yán)重程度，本文以某鋼鐵企業(yè)的檢維修活動(dòng)為研究對象，采用JHA對其檢維修過程存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識別，對所辨識的結(jié)果按照層次分析法的要求建立結(jié)構(gòu)層次進(jìn)行兩兩比較并引入專家系數(shù)構(gòu)建判斷矩陣，得出相對精確的分析結(jié)果，便于企業(yè)對安全風(fēng)險(xiǎn)的管理。

1 研究方法

1.1 工作危害分析法（JHA）

工作危害分析（JHA）該方法適合于人員開展的作業(yè)活動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)和危險(xiǎn)源識別方法。該方法先將現(xiàn)場所涉及的作業(yè)活動(dòng)按照相對獨(dú)立的原則，劃分成較具體的工作任務(wù)并識別每個(gè)工作任務(wù)所涉及的人和物及環(huán)境存在的風(fēng)險(xiǎn)，識別導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)的因素體并采取相應(yīng)的控制措施。JHA中用風(fēng)險(xiǎn)矩陣對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估時(shí)，兩者進(jìn)行比較較為準(zhǔn)確，但是當(dāng)涉及多個(gè)事物評估的內(nèi)容時(shí)不夠準(zhǔn)確，為解決此類問題，本文加入專家權(quán)重系數(shù)對總體風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)，然后綜合改進(jìn)后的AHP構(gòu)建事故風(fēng)險(xiǎn)分析模型算出綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，對檢維修事故進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，考慮到風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率和減少誤差得到更精確的分析結(jié)果。

1.2 三標(biāo)度層次分析法

對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估時(shí)，盡量量化避免主管判斷帶來的誤差，文中應(yīng)用的層次分析法是一種定量和定性相結(jié)合的方法，為了操作簡單并滿足精準(zhǔn)的要求，所以采用了“三標(biāo)度”層次分析法。運(yùn)用層次分析法時(shí)需要將復(fù)雜的任務(wù)進(jìn)行分層次，并引入專家權(quán)重系數(shù)與三標(biāo)度層次分析法中分層次的內(nèi)容兩兩進(jìn)行比較，構(gòu)建判斷矩陣。

1.2.1 建立層次結(jié)構(gòu)模型

對辨識表中辨識到的危害因素按照層次分析法的要求建立其相對應(yīng)的，目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層。

1.2.2 改進(jìn)判斷矩陣

三標(biāo)度層次分析法就是對造成同一事故的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行兩兩比較其相對重要度。首先，根據(jù)事件重要性判斷法則（如表1）。

表1 事件重要性判斷法則

（1）專家權(quán)重。因各個(gè)專家自身側(cè)重點(diǎn)不同所以將專家按照所處職位類別將其分為三組，分別為技術(shù)類專家、管理類專家及負(fù)責(zé)進(jìn)行科研類專家，分成此三類較全面地融合了各個(gè)領(lǐng)域，并從兩方面引入專家權(quán)重系數(shù)：一是專家的學(xué)歷及對研究對象的了解程度和判斷依據(jù)（見表2）；二是需要考慮專家組的容量所占樣本的比例，根據(jù)式（1）可得到專家的經(jīng)驗(yàn)權(quán)重，（2）可得該專家比重，從而由式（3）得到專家綜合權(quán)重系數(shù)

表2 調(diào)查專家分值

式中，Qt為經(jīng)驗(yàn)權(quán)重系數(shù)；Zt為各組專家綜合指標(biāo)分?jǐn)?shù)，Zt=ai×bi×ci；n為專家組；為第t組的專家容量；We為各專家組分值比重。

因各個(gè)專家的類別不同，所以會(huì)存在各個(gè)領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)性，所以將其分成不同類別根據(jù)不同指標(biāo)按照各自的經(jīng)驗(yàn)權(quán)重進(jìn)行融合。

（2）構(gòu)建判斷矩陣M。

式中，mij由各組專家融合結(jié)果和判斷法所得。

1.2.3 求解判斷矩陣的最優(yōu)傳遞矩陣

式中，bij為最優(yōu)傳遞矩陣元素；aij為原始判斷矩陣元素；n為矩陣維數(shù)。

1.2.4 求解判斷矩陣的一致性矩陣

1.2.5 計(jì)算權(quán)重系數(shù)

本層元素對上層元素的重要度由權(quán)重值表示，求取權(quán)重值就是計(jì)算矩陣最大特征值及特征向量。本文采用和積法求解最大特征值對應(yīng)的特征向量。

首先，將得到的判斷矩陣A的元素按列歸一化，并記作：

最終得到向量W=[W1，W2，…Wn]即為判斷矩陣的特征向量，其中每個(gè)權(quán)重系數(shù)都對應(yīng)一個(gè)指標(biāo)。

2 結(jié)果及其分析

2.1 事故識別

依據(jù)JHA的辨識方法，從維修項(xiàng)目和維修活動(dòng)對設(shè)備檢維修風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行辨識，并且充分考慮到場所環(huán)境及設(shè)備使用方法錯(cuò)誤產(chǎn)生的安全風(fēng)險(xiǎn)，如進(jìn)行吊出鞍座時(shí)，辨識出可能造成起重傷害的C1、C2、C3、C4四類導(dǎo)致事故發(fā)生的因素，辨識結(jié)果（見表3）。

表3 拉矯區(qū)域檢維修作業(yè)活動(dòng)安全風(fēng)險(xiǎn)、危險(xiǎn)源及控制要求信息表（部分）

2.2 改進(jìn)層次分析法風(fēng)險(xiǎn)分析及結(jié)果

2.2.1 構(gòu)架層次結(jié)構(gòu)

根據(jù)不同的危險(xiǎn)因素造成的起重事故的嚴(yán)重程度不同，可能會(huì)造成人身傷害、財(cái)產(chǎn)損失、環(huán)境問題，從事故造成的人身傷害、財(cái)產(chǎn)損失及環(huán)境問題三個(gè)方面對四類造成起重傷害的因素發(fā)生的可能性和后果嚴(yán)重度進(jìn)行評價(jià)，對此構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 起重事故層次結(jié)構(gòu)圖

2.2.2 專家意見統(tǒng)計(jì)及分析

根據(jù)JHA辨識的安全風(fēng)險(xiǎn)和三標(biāo)度層次分析法綜合后的特點(diǎn)設(shè)計(jì)專家打分。10位專家就造成事故因素的發(fā)生的可能性和后果嚴(yán)重性進(jìn)行打分，技術(shù)組有6名，管理類有2名，科研類有2名，由式（1）可得三組專家的經(jīng)驗(yàn)權(quán)重系數(shù)為5/12、1/3、1/4，根據(jù)式（2）得專家的容量比例為3/5、1/5、1/5，由式（3）得三組專家得權(quán)重系數(shù)分別為1/4、1/15、1/20。所得結(jié)果如表4。

表4 專家所得權(quán)重系數(shù)表

2.2.3 構(gòu)建判斷矩陣

根據(jù)專家打分及綜合得結(jié)果，可知C12、C13、C14、C23、C24、C34的值為2、0、2、0、2、2。B12、B13、B14、B23、B24、B34的值為2、0、2、0、1、2。最終得到事故可能性矩陣C和事故發(fā)生后果矩陣B如下：

2.2.4 求最優(yōu)傳遞矩陣

根據(jù)式（4），將矩陣C和B轉(zhuǎn)換為C1和B1

2.2.5 求解一致性矩陣

根據(jù)式（5），將C1和B1轉(zhuǎn)換為一致性矩陣C2和B2。

2.2.6 計(jì)算元素權(quán)重系數(shù)

根據(jù)式（6）～（8），得到一致性矩陣C2和B2中各個(gè)元素得相對權(quán)重值，結(jié)果如表5所示。

表5 元素權(quán)重計(jì)算

由上述表得到進(jìn)行找料作業(yè)任務(wù)時(shí)，造成起重傷害的事故因素發(fā)生的可能性相對權(quán)重為：W=（W1,W2,W3,W4）=（0.2185，0.0693，0.6903，0.0219），事 故 因 素 發(fā) 生嚴(yán)重性的相對權(quán)重為：W=（W1,W2,W3,W4）=(0.2213，0.0394，0.6998，0.0394）。

由上述表得到進(jìn)行找料作業(yè)任務(wù)時(shí)，造成起重傷害的事故因素發(fā)生的可能性相對權(quán)重為：W=（W1,W2,W3,W4）=（0.2185，0.0693，0.6903，0.0219），事故因素發(fā)生嚴(yán)重性的相對 權(quán) 重 為：W=(W1,W2,W3,W4)=(0.2213，0.0394，0.6998，0.0394）。

2.2.7 綜合風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算

根據(jù)綜合風(fēng)險(xiǎn)的結(jié)果可知，鞍座捆扎不牢＞捆綁鞍座的吊裝帶破損＞人員站在吊起的鞍座下方＞多人指揮天車或戴手套指揮天車。

3 結(jié)語

本文利用JHA對設(shè)備的檢維修作業(yè)活動(dòng)進(jìn)行分析，進(jìn)而建立安全風(fēng)險(xiǎn)、危險(xiǎn)源及控制措施的信息表，再利用加入專家權(quán)重系數(shù)的三標(biāo)度AHP層次分析法建立事故風(fēng)險(xiǎn)分析模型，并將其應(yīng)用到鋼鐵企業(yè)，得到如下結(jié)論。

（1）利用JHA對非常規(guī)作業(yè)活動(dòng)進(jìn)行辨識并將該作業(yè)過程存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化，計(jì)算出各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素的危害程度中。

（2）再對存在的風(fēng)險(xiǎn)通過加入專家權(quán)重系數(shù)的三標(biāo)度層次分析法進(jìn)行定性定量的評價(jià)分析，對造成事故的因素通過嚴(yán)重性的相對權(quán)重進(jìn)行排序，它能夠在一定程度上減少個(gè)人的主觀錯(cuò)誤，得到的結(jié)論更具有合理性和嚴(yán)謹(jǐn)性，對工程管理具有更多參考價(jià)值。