溫 泉
(廣東省佛山市順德區(qū)市場監(jiān)督管理局,廣東佛山 528300)
特種設(shè)備對人身和財產(chǎn)安全有較大危險性,應(yīng)堅持“安全第一、預(yù)防為主、節(jié)能環(huán)保、綜合治理”的工作原則[1]。近年來,全國特種設(shè)備數(shù)量逐年增加,根據(jù)《市場監(jiān)管總局關(guān)于2020年全國特種設(shè)備安全狀況的通告》,截至2020年年底,全國特種設(shè)備總量達(dá)1 648.41萬臺。特種設(shè)備統(tǒng)計數(shù)據(jù)是特種設(shè)備安全監(jiān)察工作決策的重要依據(jù),是特種設(shè)備安全狀況的客觀反映,也是安全監(jiān)察和檢驗檢測工作績效的具體體現(xiàn)[2-3]。國家市場監(jiān)管總局定期統(tǒng)計各地特種設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù),涵蓋設(shè)備數(shù)量、執(zhí)法檢查、行政許可、作業(yè)人員、檢驗檢測和事故調(diào)查等方面的信息,并且每年發(fā)布全國特種設(shè)備安全狀況的通告。各級監(jiān)察部門和檢驗機(jī)構(gòu)也將檢查和檢驗相關(guān)數(shù)據(jù)作為工作決策的參考[4-5]。
但是,由于目前特種設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析缺乏理論研究,一些基層監(jiān)察部門對特種設(shè)備統(tǒng)計信息不夠重視,只是按上級要求填寫一些報表,很少結(jié)合統(tǒng)計數(shù)據(jù)對風(fēng)險隱患進(jìn)行系統(tǒng)性分析,而且統(tǒng)計數(shù)據(jù)多用于事后分析,很少用于事前預(yù)防。此外,如果特種設(shè)備監(jiān)察部門、檢驗機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)單位和使用單位的信息共享度不足,也難以形成計劃、執(zhí)行、檢查、處理(PDCA)這一循環(huán),提高特種設(shè)備的質(zhì)量安全管理水平[6-9]。
“5大工具”和“7大手法”是近些年一些發(fā)達(dá)國家積極研究改進(jìn)質(zhì)量管理的一種手段,其主要利用統(tǒng)計學(xué)方法替代事后檢驗,從而達(dá)到控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的,被廣泛應(yīng)用于企業(yè)管理。主要包括計劃管理、質(zhì)量控制、成本管控、環(huán)境管理、安全管理和日常管理等諸多領(lǐng)域,特別是產(chǎn)品質(zhì)量控制領(lǐng)域[10-11]。因此,將“5大工具”和“7大手法”延伸到特種設(shè)備風(fēng)險防控方面,對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析,能夠準(zhǔn)確掌握風(fēng)險的關(guān)鍵要素,有效消除事故隱患。
7大手法是由日本企業(yè)總結(jié)出來的一種常用的統(tǒng)計管理方法,又稱為初級統(tǒng)計管理方法。傳統(tǒng)的7大手法包括因果圖、檢查表、柏拉圖、直方圖、散布圖、層別法和管制圖。7大手法用途各有不同:因果圖追原因,檢查表集數(shù)據(jù),柏拉圖抓重點,直方圖顯分布,散布圖看相關(guān),管制圖找異常,層別法作解析。
因果圖,又稱為特性要因圖、魚骨圖,主要用于分析因果關(guān)系或?qū)ふ覍Σ撸ㄟ^把握現(xiàn)狀、分析原因、尋找措施來促進(jìn)問題的解決。因果圖適用于特種設(shè)備事故或故障的調(diào)查分析。根據(jù)海因里希的事故因果連鎖論,事故的發(fā)生是由于人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)。對于特種設(shè)備事故或故障,確定問題點后,可以畫出因果圖(魚骨圖)的主骨、中骨和小骨,從人(人員)、機(jī)(設(shè)備)、料(介質(zhì))、法(管理)、環(huán)(環(huán)境)等方面查找原因。因果圖在應(yīng)用時應(yīng)注意集思廣益、避免疏漏,結(jié)合實際,把重點放在解決問題上,如圖1所示。
圖1 特種設(shè)備事故魚骨圖示例
檢查表常用于不良原因和不良項目的記錄,或?qū)ψ鳂I(yè)項目進(jìn)行確認(rèn),可用于采集風(fēng)險分析所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。表中記有檢查的必要項目,只要記上數(shù)據(jù)或記號,加以統(tǒng)計整理就可作為進(jìn)一步分析或核對之用。特種設(shè)備制造點檢表、現(xiàn)場安全監(jiān)督檢查記錄表、安全隱患排查記錄表、檢驗檢測記錄表之類都屬于檢查表一類。為了便于統(tǒng)計分析,填寫原始表格后還需提取表中的有用數(shù)據(jù),用電子表格(如EXCEL)或電子系統(tǒng)進(jìn)行儲存和整理,如圖2所示。
圖2 特種設(shè)備檢查記錄表示例
層別法是將觀察到的現(xiàn)象或所收集到的數(shù)據(jù),按照它們共同的特征加以分類統(tǒng)計的一種分析方法,確定主題后對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行層別和比較分析,可以找出其內(nèi)在原因,確定改善項目。在對特種設(shè)備進(jìn)行風(fēng)險分析時,可以按設(shè)備類別、設(shè)備品種、設(shè)備參數(shù)、缺陷類別、隱患類別、制造單位、使用領(lǐng)域、屬地等進(jìn)行分層。通過層別法,把錯綜復(fù)雜的問題,按照不同的目的、性質(zhì)、來源等,加以分類整理,使之系統(tǒng)化和條理化,能更清晰地反映數(shù)據(jù)所代表的客觀事實,如圖3所示。例如,同樣是特種設(shè)備事故數(shù)量,既可以按行業(yè)層別,分析不同行業(yè)的事故數(shù)量占比情況,也可以按月份層別,分析不同月份事故數(shù)量分布情況,如圖4所示。
圖3 特種設(shè)備事故占比(按行業(yè)層別)
圖4 特種設(shè)備事故分布(按月份層別)
柏拉圖建立在層別法的基礎(chǔ)上,將已經(jīng)層別的項目從大到小進(jìn)行排列,再加上累積值的圖形。通過柏拉圖對數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析,有助于查找關(guān)鍵問題,分清主次,提取重要信息。例如,按隱患類別對隱患數(shù)量分層和排序之后,繪制柏拉圖,用來分析系統(tǒng)性、普遍性風(fēng)險隱患問題,為開展專項整治提供決策支持,具體如圖5所示。
圖5 特種設(shè)備隱患數(shù)量柏拉圖示例
散布圖又稱為相關(guān)圖,是用非數(shù)學(xué)的方式來辨認(rèn)某現(xiàn)象的測量值與可能原因各因素之間的關(guān)系,分析一組成對的數(shù)據(jù)之間是否有相關(guān)性的一種圖表。在進(jìn)行風(fēng)險分析的時候,結(jié)果常涉及多個變量(風(fēng)險因素)之間的關(guān)系,各變量之間的關(guān)系未必能夠通過一個精確的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行描述,兩者之間為非確定性關(guān)系。散布圖就是將兩個非確定性關(guān)系變量的數(shù)據(jù)對應(yīng)列出,標(biāo)記在坐標(biāo)圖上,來觀察它們之間的關(guān)系的圖表,如圖6所示。例如,可以用散布圖來研究某型號電梯使用頻次和故障率之間的關(guān)系。坐標(biāo)圖X軸表示使用頻次,Y軸表示故障次數(shù),選取若干臺同型號電梯,將其故障次數(shù)在坐標(biāo)軸圖上標(biāo)識出來,即可得到該型號電梯使用頻次和故障率的散布圖,如圖7所示。
圖6 散布圖分類
圖7 電梯故障次數(shù)與使用頻次散布圖示例
直方圖是用來表示質(zhì)量波動情況的一種主要工具。針對某產(chǎn)品或過程的特性值,利用正態(tài)分布的原理,把若干個(一般不少于50個)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組,并算出每組出現(xiàn)的頻次,再用類似的直方圖形描繪在橫軸上,如圖8所示。
圖8 直方圖示例
延伸應(yīng)用到特種設(shè)備安全領(lǐng)域,可以用來評估設(shè)備安全性能的穩(wěn)定性,或驗證實際值和預(yù)期值之間的偏差。例如,驗證特種設(shè)備或其零部件的實際使用壽命和設(shè)計使用壽命的偏差時,可以利用直方圖進(jìn)行分析。
直方圖實施步驟:(1)收集同一類型的相關(guān)數(shù)據(jù);(2)計算極差(全距)R=Xmax-Xmin;(3)設(shè)定組數(shù)的方式有多種,或用斯特吉斯公式K=1+3.23logN,或求數(shù)據(jù)量的平方根,或通過經(jīng)驗值法,數(shù)據(jù)量50~100的組數(shù)選取6~10,數(shù)據(jù)量100~250的組數(shù)選取7~12,數(shù)據(jù)量250以上的選組數(shù)選取10~20;(4)確定測量最小單位,即小數(shù)位數(shù)為n時,最小單位為10-n;(5)計算組距h,h=R/K,R為極差,K為組數(shù);(6)求出各組的上、下限值,第一組下組值=最小值-最小測定值/2,第一組上組值=下組值+組距,依此類推;(7)計算各組的中心值,組中心值=(組下限值+組上限值)/2;(8)制作頻數(shù)表;(9)按頻數(shù)表畫出直方圖。
直方圖的常見形態(tài)與判定:(1)正常:是正態(tài)分布,服從統(tǒng)計規(guī)律,過程正常;(2)缺齒、偏態(tài)、離島、高原、雙峰、不規(guī)則:不是正態(tài)分布,不服從統(tǒng)計規(guī)律。
控制圖是一種以預(yù)防為主的統(tǒng)計方法。利用現(xiàn)場收集到的特征值,繪制成控制圖,通過觀察圖形來判斷過程波動情況??刂茍D上有中心線和上下控制限值,并有反映按時間順序抽取的各樣本統(tǒng)計量的數(shù)值點。中心線是所控制的統(tǒng)計量的平均值,上下控制限與中心線相距數(shù)倍標(biāo)準(zhǔn)差。常用的控制圖有計量值和記數(shù)值兩大類。延伸應(yīng)用到特種設(shè)備安全領(lǐng)域,可以用來表示某個時間段內(nèi)事故或故障的數(shù)量變化情況,如圖9所示。
圖9 特種設(shè)備事故控制圖示例
5大工具是由美國三大汽車公司(福特、通用、克萊斯勒)于1995年為統(tǒng)一對供方管理而聯(lián)合提出的指南,是產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計以及期間產(chǎn)品質(zhì)量控制的技術(shù)和工具,包括:產(chǎn)品質(zhì)量先期策劃和控制計劃(APQP&CP)、生產(chǎn)件批準(zhǔn)程序(PPAP)、潛在的失效模式和后果分析(FMEA)、統(tǒng)計過程控制(SPC)、測量系統(tǒng)分析(MSA)。5大工具主要適用于產(chǎn)品設(shè)計和制造過程的質(zhì)量管控,潛在的失效模式和后果分析(FMEA)作為一種風(fēng)險評估方法,在特種設(shè)備安全管理領(lǐng)域也適用。
FMEA(失效模式與影響分析)是在產(chǎn)品設(shè)計階段和過程設(shè)計階段,對構(gòu)成產(chǎn)品的子系統(tǒng)、零件,對構(gòu)成過程的各個工序逐一進(jìn)行分析,找出所有潛在的失效模式,并分析其可能的后果,從而預(yù)先采取必要的措施,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性的一種系統(tǒng)化手段[12]。FMEA從失效后果嚴(yán)重程度(嚴(yán)重度)、發(fā)生失效的可能性(頻度)和失效的可控程度(探測度)等3個維度對潛在的風(fēng)險性進(jìn)行分析,風(fēng)險順序數(shù)(RPN)=嚴(yán)重度(S)×頻度(O)×探測度(D),然后制定風(fēng)險矩陣圖,對于RPN達(dá)到一定數(shù)值的潛在風(fēng)險采取相應(yīng)的對策措施,預(yù)防不良后果發(fā)生。FMEA是一種半定量分析法,與安全領(lǐng)域中常用的LEC評價法相似。LECD評價法從3種因素指標(biāo)值的乘積來評價風(fēng)險性大小,危險性(D)=事故的可能性(L)×人員暴露于危險環(huán)境中的頻繁程度(E)×事故可能造成的后果(C)。特種設(shè)備潛在的事故風(fēng)險大小通常可以綜合設(shè)備固有的危險性(事故可能造成的后果嚴(yán)重度,與結(jié)構(gòu)、參數(shù)和介質(zhì)等因素有關(guān))、事故發(fā)生概率、安全管理水平、人員密集程度等方面因素,結(jié)合實際采用FMEA或LEC法進(jìn)行綜合評價。
為保證結(jié)論的準(zhǔn)確可靠,試驗對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計,通過長時間將“7大手法”和“5大工具”應(yīng)用于特種設(shè)備的基于安全管理和風(fēng)險防控研究,結(jié)果表明此種手段具有如下優(yōu)點:
(1)數(shù)據(jù)的采集和整理可涵蓋特種設(shè)備的設(shè)計、制造、安裝、使用、檢驗和監(jiān)察各環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為特種設(shè)備的安全管理與風(fēng)險防控提供參考;
(2)能夠充分利用計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和分析。
(3)能夠?qū)θ拥暮侠硇砸约皩?fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的層別,并確保樣本數(shù)據(jù)的隨機(jī)性,合利避免進(jìn)入“幸存者偏差”的誤區(qū)。