劉玉強(qiáng) 滕博 蔡銳杰

摘 要：“以評促管”是提升實驗室安全管理水平的有力手段。為評估高校實驗室的安全管理水平現(xiàn)狀，本文結(jié)合高校實驗室安全管理特性，從安全管理制度、安全責(zé)任體系、安全教育培訓(xùn)、安全檢查、實驗場所管理、安全應(yīng)急預(yù)案6個方面構(gòu)建高校實驗室安全管理成熟度評價指標(biāo)體系；確立初始級、可重復(fù)級、可確定級、可管理級、優(yōu)化級5個成熟度評價等級并提出優(yōu)化路徑，結(jié)合序關(guān)系法確定各指標(biāo)權(quán)重，建立基于成熟度云模型的高校實驗室安全管理評價模型。以國內(nèi)某高校化工實驗教學(xué)中心為研究對象，評價其安全管理水平。結(jié)果表明，成熟度云模型評價方法可以通過提供優(yōu)化路徑來指導(dǎo)安全管理能力提升，兼顧模糊性和隨機(jī)性，評價結(jié)果科學(xué)合理。

關(guān)鍵詞：高校實驗室，安全管理，成熟度，云模型，序關(guān)系法

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.21.035

基金項目：本文受山西省高等學(xué)校人文社會科學(xué)重點研究基地項目“山西省軍民融合科技安全體系構(gòu)建及預(yù)警監(jiān)測研究”（項目編號：2022J022）資助。

Evaluation of University Laboratory Safety Management Capability Based on Maturity Cloud Model

LIU Yu-qiang1 TENG Bo1 CAI Rui-jie2

（1. School of Economics and Management， North University of China； 2. Shanxi North Machine-Building Co.， Ltd.）

Abstract： The safety management evaluation of university laboratories is an important guarantee for the smooth operation of university laboratories. In order to evaluate the current situation of the safety management level of university laboratories， combined with the safety management characteristics of university laboratories， the maturity evaluation index system of university laboratory safety management is constructed from six aspects： safety management regulations， safety responsibility system， safety education and training， safety inspection， experimental sites and safety emergency plans. The paper determines fi ve maturity evaluation levels： initial level， repeatable level， determinable level， manageable level and optimization level， puts forward optimization methods， determines weights of each index by order relation method， and establishes a safety management evaluation model for university laboratories， based on the cloud model of maturity. Taking a teaching center of chemical experiments in a certain university in China as the research object， the paper evaluates its level of safety management. The results show that the evaluation method based on maturity cloud model can provide optimization paths to guide the improvement of security management ability， fully reflect the fuzziness and randomness， which are scientifi c and reasonable.

Keywords： university laboratory， safety management， maturity， cloud model， order relation method

0 引 言

近年來，高校實驗室規(guī)模和數(shù)量逐年遞增，其作為科研成果和學(xué)科建設(shè)的孵化基地，為社會各界培養(yǎng)輸送了大批優(yōu)秀科研人才。然而據(jù)不完全統(tǒng)計我國高校每年有近30萬人直接或間接參與涉危實驗，2009年至2019年間，我國高校實驗室安全事故達(dá)14，543起[1]。高校實驗室安全問題引發(fā)社會的廣泛關(guān)注，2021年12月至2022年3月教育部辦公廳先后發(fā)布《關(guān)于開展加強(qiáng)高校實驗室安全專項行動的通知》[2]《關(guān)于組織開展2022年高等學(xué)校實驗室安全檢查工作的通知》[3]，對高校實驗室安全管理能力提出了更高的要求。針對高校實驗室安全管理能力進(jìn)行科學(xué)客觀的評價，以評促建、以評促改、以評促管，成為提升我國高校實驗室安全管理能力，防范和化解實驗室安全風(fēng)險的重要舉措。

目前學(xué)界已有的相關(guān)研究，主要是根據(jù)高校實驗室安全管理應(yīng)用場景及特征選取指標(biāo)，構(gòu)建指標(biāo)體系，進(jìn)行系統(tǒng)的綜合評價。例如，李焓等[4]為突出通用性和適用性，基于管理制度、保障體系、運(yùn)行管理、安全教育四個方面構(gòu)建高校實驗室安全管理評價指標(biāo)集。陽富強(qiáng)等[5]運(yùn)用WSR方法論圍繞物理、事理、人理三個層面的管理因素，建立了特有的安全管理評價指標(biāo)體系。劉晶晶等[6]基于高?；瘜W(xué)實驗室特征、從規(guī)章制度、安全教育、化學(xué)試劑使用、廢棄物處理、環(huán)境安全、儀器使用、防護(hù)用具七個方面建立高?；瘜W(xué)實驗室安全管理評價體系。以上學(xué)者的研究均有一定的借鑒意義，然而總體來看，我國高校實驗室種類繁多、職能不同，目前還沒有統(tǒng)一的安全管理評價指標(biāo)，同時已有的研究多數(shù)只停留在方法改進(jìn)和指標(biāo)構(gòu)建上，并沒有揭示高校實驗室安全管理能力從不成熟到成熟的演變過程。在準(zhǔn)確判斷高校實驗室安全管理現(xiàn)狀的同時，進(jìn)一步指出其管理能力提升的優(yōu)化路徑，于“以評促改”來說，更具實踐意義。

成熟度模型[7]于1986年被美國國防部軟件工程研究所提出，用來改善和評估軟件的開發(fā)過程能力。近年來，眾多學(xué)者將成熟度模型應(yīng)用到建筑企業(yè)[8]、高速鐵路[9]、港口安全[10]、食品質(zhì)量安全[11]等多個領(lǐng)域的安全管理能力評價中并構(gòu)建了多種安全管理成熟度模型。上述應(yīng)用場景與高校實驗室存在很多共通之處，如以人為本的管理理念、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓芾碇贫取⒃牧系拇娣?、使用管理等。將成熟度模型用于高校實驗室的安全管理評價，既能使管理者充分了解實驗室安全管理中存在的缺陷，又能為有效提升管理能力提供路徑。

此外，復(fù)雜的組織、環(huán)境、流動的人員、不同的設(shè)備等多種不確定性因素導(dǎo)致高校實驗室安全管理能力評價變成了一個具有不確定性的難題，帶有隨機(jī)性和模糊性，常規(guī)的評價方法難以兼顧這兩方面的特性。云模型于20世紀(jì)90年代被李德毅提出[12]，用于解決兼顧隨機(jī)性和模糊性的不確定性問題。目前，云模型廣泛應(yīng)用于實驗室的不確定性評價[13]、實驗室安全管理標(biāo)準(zhǔn)化研究[14]、高校實驗室消防安全評價[15]等，說明其可有效解決實驗室評價的不確定性問題，在安全管理評價上同樣具有較高的適配性。

因此本文在已有的研究基礎(chǔ)上，以高校實驗室為研究對象，嘗試將高校實驗室的安全管理要素分析、云模型仿真實驗和成熟度模型的分級制度與優(yōu)化路徑進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建成熟度云模型，對高校實驗室安全管理成熟度做出評價，以期幫助管理者發(fā)現(xiàn)實驗室存在的安全管理缺陷，并為下一步的改進(jìn)提供合理的決策依據(jù)和優(yōu)化路徑。

1 高校實驗室安全管理能力評價指標(biāo)體系

總結(jié)安全管理現(xiàn)狀，衡量安全管理能力，并在此過程中揭示兩者之間的相互作用，是高校實驗室安全管理能力評價的重點。評價目標(biāo)是遵循全面性、系統(tǒng)性原則進(jìn)行指標(biāo)的初選和優(yōu)選，建立一套科學(xué)、系統(tǒng)、全面的評價指標(biāo)體系，識別高校實驗室安全管理存在的問題，提出優(yōu)化改善路徑，進(jìn)而提高安全管理能力。

1.1 指標(biāo)初選

在中國知網(wǎng)以“高校實驗室安全管理”為檢索詞，檢索核心期刊文章，經(jīng)篩選共獲取近五年的相關(guān)文獻(xiàn)40篇。歸納已有研究，可將其分為以下12個主題，具體包括安全管理政策[16]、安全管理體系[17]、安全管理責(zé)任[18]、安全教育[19]、安全文化[20]、隱患排查治理[21]、安全檢查[22]、實驗場所管理[23]、安全設(shè)施管理[24]、安全準(zhǔn)入管理[25]、風(fēng)險分級管控[26]以及應(yīng)急預(yù)案[27]?；诖耍疚膶⑦@12個主題作為準(zhǔn)則層初選指標(biāo)。

1.2 指標(biāo)優(yōu)選

進(jìn)一步結(jié)合《教育部辦公廳關(guān)于組織開展2022年高等學(xué)校實驗室安全檢查工作的通知》中的行動目標(biāo)和主要任務(wù)，將上述12個主題歸納為以下6大安全管理要素：安全管理制度、安全責(zé)任體系、安全教育培訓(xùn)、安全檢查、實驗場所管理以及安全應(yīng)急預(yù)案。并將這6大要素作為指標(biāo)準(zhǔn)則層。

1.2.1 安全管理制度

安全管理制度為實驗室安全管理工作提供了指導(dǎo)方向和有章可循、有法可依的關(guān)鍵保障。作為指標(biāo)準(zhǔn)則層，其主要考量校級和院級層面安全管理制度的全面性和一致性、針對目標(biāo)實驗室是否根據(jù)實際情況制定了適合的安全管理制度，且重點考察指導(dǎo)實驗室分級和人員進(jìn)出的實驗室分級管理制度和安全準(zhǔn)入制度的有效性。

1.2.2 安全責(zé)任體系

安全責(zé)任體系是安全管理經(jīng)費、安全隊伍建設(shè)等各項安全責(zé)任工作的基礎(chǔ)，為日常工作的職責(zé)分工和有序開展提供導(dǎo)向。作為指標(biāo)準(zhǔn)則層，主要考量安全管理工作小組從校級到實驗室層面的頂層設(shè)計、合理性以及是否為安全經(jīng)費提供保障，為安全隊伍建設(shè)提供幫助。

1.2.3 安全教育培訓(xùn)

安全教育培訓(xùn)是指管理者為貫徹實驗室安全管理以人為本的管理理念，從培養(yǎng)安全意識，弘揚(yáng)安全文化入手，對實驗室相關(guān)人員進(jìn)行教育培訓(xùn)。作為指標(biāo)準(zhǔn)則層，主要考量的是院系和課題組安全管理工作中安全培訓(xùn)、安全文化建設(shè)等教育活動的開展情況和教育成效。

1.2.4 安全檢查

安全檢查對于監(jiān)督實驗室日常安全管理和發(fā)現(xiàn)潛在的隱患具有重大意義，是實驗室安全管理日常工作中的重要內(nèi)容。作為指標(biāo)準(zhǔn)則層，主要基于實驗室開展的定期檢查和高危物品專項檢查的頻率、安全隱患整改效果和調(diào)查形成的安全檢查報告進(jìn)行評價。

1.2.5 實驗場所管理

實驗場所管理為實驗的順利開展提供保障，為實驗室提供了整潔、有序、穩(wěn)定的實驗環(huán)境。作為指標(biāo)準(zhǔn)則層，主要考量的是實驗室空間布局的合理性、環(huán)境衛(wèi)生是否達(dá)標(biāo)、安全設(shè)施是否齊全、有無安全信息牌等。

1.2.6 安全應(yīng)急預(yù)案

安全應(yīng)急預(yù)案是管理者為最大限度地保護(hù)師生的生命和財產(chǎn)安全，保障實驗室教學(xué)、科研、生產(chǎn)工作的正常開展，結(jié)合實驗室實際制定的指導(dǎo)方案。作為指標(biāo)準(zhǔn)則層，主要考量的是預(yù)案中對于事故應(yīng)急響應(yīng)、事故現(xiàn)場保護(hù)、事故成因調(diào)查、事故處理善后等應(yīng)急工作的內(nèi)容是否完善，體系是否健全。

進(jìn)一步分析總結(jié)準(zhǔn)則層各指標(biāo)中涵蓋的要點，比對、篩選《高等學(xué)校專業(yè)實驗室評估標(biāo)準(zhǔn)》等國家規(guī)范以及《高等學(xué)校實驗室安全檢查項目表（2022年）》中的檢查項目、評價指標(biāo)，綜合多位實驗室安全管理專家意見，最終確定指標(biāo)層24個具體指標(biāo)，并說明指標(biāo)釋義，如表1所示。

1.3 評價等級劃分及優(yōu)化路徑

借鑒知識管理[28]、項目管理[29]、其他安全管理領(lǐng)域[8-11，30]已有的成熟度模型或安全管理成熟度模型中對成熟度等級的劃分，本文將高校實驗室安全管理成熟度等級劃分為五級，即：初始級（未進(jìn)行安全管理或管理狀況較差）、可重復(fù)級（最基本的安全管理）、可確定級（較為完善的安全管理）、可管理級（完善良好的安全管理）、優(yōu)化級（持續(xù)優(yōu)化改善的安全管理）。結(jié)合本文構(gòu)建的評價指標(biāo)體系，為五個成熟度等級制定詳細(xì)的優(yōu)化路徑，并將其作為高校實驗室安全管理成熟度等級界定與管理優(yōu)化提升的依據(jù)。具體如表2所示。

1.4 評語集確定

參考已有的云模型評價研究中確立評語集的方法，采用李克特五級量表確定評語集[31]，為反映每個等級之間的差異，結(jié)合模糊語言的特點，將本文劃分的成熟度等級與評語集相互對應(yīng)，其中5分代表評語集的最高評估值，1分代表評語集的最低評估值。具體各等級評語集范圍如表3所示。

2 高校實驗室安全管理評價模型構(gòu)建

2.1 序關(guān)系法確定權(quán)重

進(jìn)行基于成熟度云模型高的校實驗室安全管理能力評價時，首先需要確定各評價指標(biāo)的權(quán)重。定性指標(biāo)權(quán)重的計算需要結(jié)合整體指標(biāo)情況，完整、系統(tǒng)地反映專家的意見、使專家豐富經(jīng)驗得到具體展現(xiàn)。序關(guān)系分析法依據(jù)專家經(jīng)驗對各指標(biāo)重要程度進(jìn)行排序，并對指標(biāo)間重要程度之比進(jìn)行理性賦值，進(jìn)而確定各指標(biāo)權(quán)重。與常用的主觀確定權(quán)重方法相比，計算量少、直觀易用，不限制指標(biāo)個數(shù)、無須檢驗一致性且具有保序性。因此本文運(yùn)用序關(guān)系法確定各指標(biāo)權(quán)重

2.1.1 確定序關(guān)系

2.2.2 評語集云圖仿真

引入正向云發(fā)生器，輸入各成熟度等級數(shù)值特征，進(jìn)行仿真實驗即可得高校實驗室安全管理成熟度評語云，其中“V1”代表初始級、“V2”代表可確定級、“V3”代表可確定級、“V4”代表可管理級、“V5”代表優(yōu)化級，如圖1所示。

正向云發(fā)生器具體操作步驟如下：

步驟一：輸入各成熟度等級的三個數(shù)字特征（Ex，En，He）以及計劃生成的云滴數(shù)n。

步驟四：重復(fù)步驟二到四，直至產(chǎn)生要求的n個云滴為止。

2.2.3 計算指標(biāo)層各指標(biāo)云模型數(shù)值特征

步驟六：輸出反映樣本點定性概念的云模型數(shù)字特征（Ex，En，He）。

2.2.4 確定云模型數(shù)值特征以及成熟度等級

引入云模型運(yùn)算法則，結(jié)合各指標(biāo)權(quán)重以及實施層各指標(biāo)云模型數(shù)值特征確定目標(biāo)層云模型數(shù)值特征。

3 實證分析

本文以國內(nèi)某高?；ぞC合國家級實驗教學(xué)中心為例進(jìn)行實證研究。該化工實驗教學(xué)中心成立于1953年，主要任務(wù)包括開展實驗教學(xué)、實驗教學(xué)師資的培養(yǎng)等。下設(shè)化工原理、高分子、化工模擬與仿真、精細(xì)化工、高分子化工、制藥化工、化工安全、生物化工、污染物控制、火炸藥化工、超重力化工、化工實訓(xùn)12個實驗室。實驗項目共154項，包括創(chuàng)新性、綜合設(shè)計性104項。學(xué)年授課人數(shù)3500余人，人時數(shù)168，900。

查閱近年來關(guān)于高校實驗室安全事故的新聞報道，發(fā)現(xiàn)多與危險化學(xué)品及化工實驗室相關(guān)。該高?；ぞC合國家級實驗教學(xué)中心，由于實驗室種類繁多、實驗室人員密集、?；贩N類增多、人員結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，對于改善提升其實驗室安全管理水平具有現(xiàn)實需求。因此以該化工實驗教學(xué)中心作為評價對象具有一定的代表性。

3.1 確定各評價指標(biāo)權(quán)重

依據(jù)序關(guān)系法，邀請多位實驗室安全管理領(lǐng)域?qū)＜覍υu價指標(biāo)體系中指標(biāo)層以及準(zhǔn)則層各指標(biāo)之間建立起序關(guān)系，綜合專家意見確定重要程度比值，并根據(jù)公式（2）、（3）確定準(zhǔn)則層權(quán)重，如表6所示，確定指標(biāo)層權(quán)重如表7所示。

3.2 確定準(zhǔn)則層各指標(biāo)成熟度等級

直接評價目標(biāo)層的綜合評價等級可能會掩蓋部分指標(biāo)的實際水平，因此有必要對安全管理制度（C1）、安全責(zé)任體系（C2）、安全教育培訓(xùn)（C3）、安全檢查（C4）、實驗場所管理（C5）、安全應(yīng)急預(yù)案（C6）各準(zhǔn)則層指標(biāo)進(jìn)行成熟度等級評價，有利于根據(jù)評價結(jié)果提出針對性建議。

3.2.1 計算指標(biāo)層各指標(biāo)云模型數(shù)值特征

按照逆向云發(fā)生器計算方法步驟，輸入10位專家的成熟度打分?jǐn)?shù)據(jù)即可計算得到指標(biāo)層各指標(biāo)的云模型數(shù)值特征，如表8所示。

3.2.2 生成準(zhǔn)則層評價云

結(jié)合指標(biāo)層各指標(biāo)的云模型數(shù)值特征以及權(quán)重引入云模型運(yùn)算法則進(jìn)行加權(quán)運(yùn)算。計算得到準(zhǔn)則層各指標(biāo)的云模型數(shù)值特征見表9。運(yùn)用Matlab軟件結(jié)合正向云發(fā)生器，可得到準(zhǔn)則層各指標(biāo)評價云如圖2～7所示。

3.2.3 確定準(zhǔn)則層各評價指標(biāo)成熟度等級

參考上文建立的成熟度評語集，結(jié)合準(zhǔn)則層評價云圖以及云模型數(shù)字特征可知，該高校教學(xué)中心在安全管理制度和安全責(zé)任體系兩個指標(biāo)的安全管理成熟度等級處于可確定級和可管理級之間，更接近于可管理級。安全教育培訓(xùn)成熟度等級處于可管理級和優(yōu)化級之間，更接近于可管理級。實驗場所管理以及安全應(yīng)急預(yù)案兩個指標(biāo)成熟度等級處于可確定級和可管理級之間，接近可管理級。安全檢查成熟度水平處于可確定級和可管理級之間，但是更接近可確定級。

3.3 確定整體成熟度等級

根據(jù)計算結(jié)果，目標(biāo)層高校實驗室安全管理能力評價A的云模型數(shù)值特征為（3.721，0.266，0.084），運(yùn)用Matlab軟件結(jié)合正向云發(fā)生器，可得到綜合評價目標(biāo)的云模型圖，結(jié)合高校實驗室安全管理成熟度評語云圖，可得綜合評價安全管理能力成熟度等級。由圖8可以直觀地看出，綜合評價成熟度等級處于可確定級和可管理級之間，且更接近于可管理級。

3.4 評價結(jié)果分析

從上述評語云圖以及綜合評價結(jié)果可看出該校實驗教學(xué)中心安全管理水平較高且成熟度等級接近可管理級，但從準(zhǔn)則層評價結(jié)果來看仍存在部分提升改善的空間，根據(jù)評價結(jié)果進(jìn)行有針對性的改善，安全管理成熟度等級或可達(dá)到優(yōu)化級，實現(xiàn)實驗室安全管理的持續(xù)優(yōu)化。

3.4.1 安全管理制度與責(zé)任體系層面

該實驗教學(xué)中心制定了良好的安全管理制度與責(zé)任體系且建立了專門的安全職能部門，但從指標(biāo)層數(shù)字特征可看出，安全準(zhǔn)入制度較為粗糙，得分較低，制度制定未充分考量化工教學(xué)實驗中心的屬性特征，存在未經(jīng)允許的外來人員進(jìn)出實驗中心的漏洞。建議構(gòu)建信息化安全準(zhǔn)入系統(tǒng)，完善安全準(zhǔn)入制度。

3.4.2 安全教育培訓(xùn)層面

該實驗教學(xué)中心成熟度等級達(dá)到了可管理級，說明該實驗教學(xué)中心所開展的豐富多彩的安全管理文化建設(shè)活動、綜合培訓(xùn)和課題組現(xiàn)場特別培訓(xùn)，取得了明顯的成效。但從專家評分結(jié)果來看，安全教育活動這一項相對其他三個指標(biāo)得分較低，建議高校增設(shè)實驗室安全必修課或選修課，開展形式更加豐富的安全教育培訓(xùn)活動。

3.4.3 實驗場所管理與安全應(yīng)急預(yù)案層面

該實驗教學(xué)中心實驗場所衛(wèi)生環(huán)境達(dá)標(biāo)、安全設(shè)施配備較為完善且制定了專門的安全應(yīng)急預(yù)案，對事故響應(yīng)、現(xiàn)場保護(hù)和事故善后做出了明確的要求，但是其實驗場所空間布局較為混亂，安全應(yīng)急預(yù)案中關(guān)于事故調(diào)查方面的內(nèi)容較少，建議重新設(shè)計分配實驗教學(xué)中心空間布局，在安全預(yù)案中增設(shè)事故調(diào)查相關(guān)專欄。

3.4.4 安全檢查層面

該實驗教學(xué)中心存在管理短板，具體包括定期/不定期檢查、安全隱患排查、整改工作投入較少，建議學(xué)習(xí)國家重點實驗室安全檢查機(jī)制，加大安全檢查培訓(xùn)，提高安全檢查人員的專業(yè)性，特別針對高危實驗物品開展專項檢查，重視安全隱患整改工作。

4 結(jié) 論

（1）本文對高校實驗室安全管理成熟度等級進(jìn)行了界定劃分，構(gòu)建了評語集和評語云圖，結(jié)合云模型仿真實驗，得到準(zhǔn)則層和目標(biāo)層的成熟度評價云圖，實現(xiàn)了評價結(jié)果更加精確、直觀的展現(xiàn)。

（2）建立了基于成熟度云模型的評價模型。運(yùn)用序關(guān)系法確定成熟度評價指標(biāo)權(quán)重，計算簡潔，無需進(jìn)行一致性檢驗?；诔墒於仍颇Ｐ偷母咝嶒炇野踩芾碓u價模型可兼顧評價過程中的隨機(jī)性與模糊性，同時還具體說明了高校實驗室安全管理的水平狀態(tài)與能力提升路徑，實現(xiàn)了對高校實驗室安全管理能力更為全面系統(tǒng)的度量。

（3）分別計算目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層中所有指標(biāo)的云模型數(shù)值特征，對實驗室整體安全管理成熟度和各指標(biāo)的成熟度均做出了評價，幫助管理者發(fā)現(xiàn)具體的缺陷，進(jìn)行有針對性的整改，體現(xiàn)了該評價方法兼顧整體和局部的特性。

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作者簡介

劉玉強(qiáng)，博士，副教授，研究方向為科技政策與管理、科學(xué)技術(shù)與社會。

滕博，碩士研究生，研究方向為科技安全。

蔡銳杰，工程師，研究方向為產(chǎn)業(yè)政策。

（責(zé)任編輯：袁文靜）