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            灰色系統分析方法在冶金安全生產中的應用論文

            發布時間:2022-05-07 13:49:38 文章來源:SCI論文網 我要評論














            SCI論文(www.0546wclm.com):
             
              摘要:冶金企業生產安全的研究,受到評價指標賦權方法的影響,導致安全生產評價結果的MAD值較高。因此,提出灰色系統分析方法在冶金安全生產中的應用研究。針對冶金安全生產流程進行研究,將引起事故的主要因素作為安全評價指標?;诨疑到y分析方法構建聚類模型,確定了評價指標的權重,建立合理的評價體系。根據各灰類白化權函數,確定冶金生產安全性等級,并根據評價結果實現冶金安全監管。實驗結果表明:所提方法獲取的冶金安全評價結果,與基于層次分析法、基于熵權值設計的安全生產評價方法相比,MAD值降低了0.23、0.32,為企業安全生產決策提供理論基礎。
             
              關鍵詞:灰色系統分析;冶金;安全生產;安全評級;評價指標;權重
             
              在當前信息環境中,為了保證數據安全,往往存在數量較多的未知信息。但是在綜合評價時,未知信息會導致最終評價結果的誤差較大?;疑到y分析方法對于包含不確定信息的研究對象深入研究,加強信息的可信度[1]。與常規的數據統計方法差別較大,灰色系統分析方法以小樣本數據為基礎,結合多種客觀條件,生成可靠度較高的聚類信息。
             
              基于冶金行業工作特殊性,將安全生產作為該領域的主要研究問題[2]。尤其是針對不斷發展的冶金行業,如何保證安全生產成為企業面臨的難題。文中將灰色系統分析方法應用于冶金安全生產中的應用,尋找安全生產規律,并獲得冶金生產安全評價結果,為企業安全發展提供理論支撐。
             
              1基于灰色系統分析的冶金安全生產評價方法設計

                   1.1選取安全評價指標
             
              通過分析冶金生產流程可知,絕大部分傷亡事故由人員操作不規范、管理檢查不到位和設備失效引起的[3]。所以,安全評價指標選取,需要以上述三種事故引發條件的研究為基礎。其中,冶金生產工作人員的操作錯誤一方面是由于自身精力不集中,另一方面則是由于冶金生產具有危險源點多的特點,操作錯誤極易引發機械傷害、中毒多種類型的事故。鋼鐵冶煉時,為了保證冶煉效果符合要求,需要將爐溫度設置為1500℃左右,經由爐外水冷的方式逐漸降低高爐溫度,使得爐子的溫度滿足安全穩定需求,所以冷卻水的管理檢查不到位,是引起安全事故的主要原因之一。針對鋼鐵冶金行業現狀分析,鋼鐵冶金在每一步工藝過程中都會造成主體設備的腐蝕和磨損,在較為惡劣的生產環境中,對冶煉設備的損害程度成倍增加,導致設備的失效,從而造成生產安全事故。

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              在進行冶金安全管理過程中,均會存在一個相關的安全管理流程,并將生產人員的安全規范作為安全管理的指標。通過提升生產人員的安全管理意識,可以保證冶金的生產安全。因此,在冶金企業匯總,領導階層需要將冶金的危害性告知于員工,保證員工加強生產的約束條件,從而在根本上提升冶金生產安全效果。除此之外,領導階層需要將冶金管理作為核心管理理念,將自身對冶金安全生產的知識廣而告之,并只有加強領導階層的冶金生產安全知識,才能從真正意義上提升企業的冶金管理水平。冶金生產過程中會產生較多的污染物質,如果不能做好防護,將會影響生產人員的身體健康,得不償失。企業需要將冶金存在的危害性進行張貼,在每一個員工房生產的區域貼上小廣告,從而保證員工可以提高對生產安全的警惕。冶金作為工業的關鍵流程,其生產與加工起到至關重要的作用。
             
              在冶金生產過程中,生產中的安全問題較多,生產超標或較少,均會導致生產難題。由于我國工業生產水平較落后,企業中對冶金生產中的安全問題了解不夠透徹,從而影響冶金生產安全指標。因此,選取安全評價指標時,結合科學性原則和適應性原則。按照冶金生產全面過程,選擇能夠體現安全狀況的評價指標。為了加強指標的適應性,針對每一個冶金生產環節的工藝,選擇對應的安全評價指標。綜上所述,多個評價指標保持互通性和特異性兩個特點,符合安全生產要求。從整體來看,將評價單元劃分為人、機、管理和環境四個一級要素,并將其細分為多個二級要素,獲取多個安全評價指標。將多個安全評價指標作為安全管理的關鍵要素,充分提高員工冶金安全管理意識,并利用先進的科技技術,將冶金設備作出進一步完善,從而保證冶金生產技術的安全模式。
             
              1.2構建灰色聚類賦權模型
             
              為了提升冶金生產安全評價的準確性,文中基于灰色系統分析方法構建灰色聚類賦權模型,對上述評價指標的權重進行計算。在灰色系統分析過程中,考慮到系統很多的構成因素都存在較強的關聯性。所以,灰色系統分析的要點是將對系統影響大的主導因素提取出來,文中利用灰色關聯分析明確冶金安全生產中的主要影響因素,dij表示隨機選取的評價指標的白化值,則有以下約束條件:

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              公式中,d表示白化值,i表示評價次序,j表示評價指標,n表示評價指標總數。在冶金安全生產評價時,將安全水平劃分為3個層次的灰類,分別是“十分安全”、“比較安全”以及“不安全”。以此為依據,生成白化值矩陣:
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              標定聚類權矩陣為:
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              公式中,D表示白化值矩陣,H表示標定聚類權矩陣,η表示標定聚類權值?;诨疑到y分析方法構建的灰色聚類賦權模型在應用中,結合白化值和標定聚類權矩陣生成的聚類列向量,明確冶金安全生產評價指標所屬灰類。
             
              通過標定聚類權值實時調整評價指標權重,當決策指標的灰數較大時,該指標的重要程度亦有所提升?;谏鲜鏊枷?,在聚類指標權重無法確定的情況下,表現評價指標與安全生產評價結果之間的聯系。文中將聚類系數計算公式改進為:
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              公式中,σ表示聚類系數,k表示聚類指標排序,a表示
             
              指標權重,f表示臨界值。再構造聚類列向量σi:
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              利用灰色關聯分析法為選取的安全評價指標進行賦權,用指標權重取代標定聚類權的作用,更好地呈現評價指標的重要程度。最后,按照最大隸屬度原則,明確聚類對象對應的灰類,將貢獻較小的評價指標去除,構建合理的安全評價體系。由于灰色系統可以將已知信息進行統計,保證數據的真實性,但是還有一部分信息是未知的,無法進行有效的統一,因此,與常規方法不同,灰色系統分析方法是以未知信息作為分析核心,突出未知信息的重要性特點,再將未知信息與與之信息的沖突進行評定,即可找出分析物質之間存在的規律,從而提供最佳的分析判定標準。因此,本文使用灰色系統分析方法,對冶金安全生產的問題進行研究。
             
              冶金行業作為工業發展的關鍵,行業內存在的風險不言而喻。由于冶金生產過程中,會將原材料進行打磨,運輸,極易造成金屬粉塵,經過除塵站時,會將金屬分析進行一次性消除。在消除粉塵的過程中,會經過一段時間的吸附等操作,使粉塵粘在工作人員的衣服、鞋、帽上,經過長時間的工作,粉塵會隨著人員的運動進入人體,對人體造成危害。冶金粉塵的直徑一般僅有10μm,吸入人體后,會造成過敏性鼻炎、咽喉炎等難以治愈的炎癥,嚴重者甚至會引發肺癌,成為冶金最難以防護的問題。本文通過構建灰色聚類賦權模型,將冶金的危害進一步評價,在此環境下,本文認為,冶金行業的安全生產首先需要改善生產環境,將密閉的空間改成通風的環境,并對崗位內的員工進行每周一次的培訓,設置員工每天生產均需要開窗通風,冬天可以開一小時,關一小時,只要保證室內的環境是流通的,冶金存在的粉塵就可以充分消除,進一步保證冶金生產員工的安全。

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                   1.3評定冶金生產安全等級
             
              因為安全評價體系中包含多種評價指標,每個指標所代表的單位和物理意義有所差異,造成數據的量綱具有較大差異。并且,數量級相差懸殊難以計算關聯度。文中針對冶金生產原始數據進行無量綱化處理,便于得到綜合安全評價結果。根據安全評價體系獲取冶金生產安全性狀態,并進行安全評級評定。冶金生產安全等級的評定,需要以冶金企業的總體事故狀況為基礎,明確生產安全等級評價范圍。
             
              文中將灰色系統分析方法應用于冶金安全生產過程中,通過聚類分析計算冶金企業的實際因工傷亡事故數據。將原始數據按照安全評價體系中的指標轉化為百分比數據,表明每項評價指標所占據的比例。根據每項指標的占比,生成三個灰類的白化權函數,每一個灰類的范圍如圖1所示。
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              根據圖1所示,a類白化權函數顯示的事故發生率較低,生產安全情況較好,b類白化權函數中事故發生頻率處于中等水平,冶金企業生產安全情況處于中等水平。最后,c類白化權函數表明事故的危害程度和發生頻率均維持較高水平,需要加強安全管理水平。將安全評價結果按照聚類系數明確生產安全性所屬類別。
             
              在冶金過程中,金屬材料會經過教較長時間的加工,為了減少金屬材料的成本支出,部分企業會回收其他金屬材料或化學藥品作為冶金的原材料。因此,在冶金生產過程中,會產生有毒有害物質或氣體,以CO、HS、SO2、C6H6、NH4等有害氣體為主要污染源,極易造成生產人員出現癌癥的職業病。由于冶金是一個長期的過程,少量的有害物質并不會形成較大的危害,但是長期冶金過程中,有害氣體會一直侵害人體,從而形成致癌物質在人體中留存,危害生產人員的性命。此外,冶金過程中需要進行高溫煉金,在冶煉設備中存在高溫散熱較強的部位,在此部位的員工將會受到高溫輻射,容易影響人體的代謝,造成中樞神經的永久性傷害。冶金過程中,各種機械設備的噪音會對員工的聽力造成傷害,使員工心情煩躁,聽力下降,嚴重者將會影響員工的心腦血管問題,造成永久的后遺癥。在此種冶金危害中,均屬于c類白化權函數,危害較大,安全等級較高,亟待加強安全管理水平。
             
              1.4實現冶金安全監管
             
              為了加強冶金安全生產水平,文中針對上述冶金生產安全等級評價結果生成安全監管方案。冶金生產過程中發生的所有傷亡事故,均可以在生產過程中得到控制。當危險危害因素無法在安全評價結果中體現出來,極有可能在后期生產中形成安全隱患,引發較大的生產事故?;诨疑到y分析的冶金安全生產評價方法的設計,使得生產安全狀態直觀呈現出來,便于人們依據評價結果對生產不安全行為進行良好控制,達到降低事故發生頻率的目的。冶金安全監管作為一個復雜的過程,涉及裝備管理、技術水平、生產技術以及員工培訓等多方面因素,形成合適的安全管理模式。冶金安全生產實現的另一個要素則是實時監督操作人員的不安全行為,通過工作人員安全思想意識的培訓,將冶金安全監管落實到實際冶金生產工作中。
             
              冶金生產安全是現如今亟待解決的問題,其管理過程較為復雜,隱藏的安全風險更加危險,只有減少冶金企業的冶金風險與危害性,才能提供冶金員工的生產質量,提升冶金品質,為工業的發展提供先決條件。因此,本文使用灰色系統分析方法,對冶金中存在的問題進行分析,通過選取安全評價指標,得出多個安全評價模式;并在此基礎上通過構建灰色聚類賦權模型,保證員工的安全冶金;隨即評定冶金生產安全等級,加強冶金安全管理水平。通過以上方法,可以提升冶金過程中的預防效果,從而減少員工傷亡的現象。為了更進一步地實現冶金安全監管,本文認為,冶金企業需要實時關注科技的發展,將最新的科技技術融合至冶金工業中,保證冶金設備保持在先進水平上,從而加快冶金行業的發展。除此之外,企業需要更加完善的冶金安全管理體系,改變傳統安全管理的表面化現象,真實地為員工做實事。在冶金安全監管的過程中,可以設置不同崗位的管理人員,提高管理人員的安全意識,認真落實企業對員工安全的政策。并設置獎罰機制,對于監管能力強的人員予以獎勵,對監管能力較差的人員予以處罰。監管人員可以使員工輪班制,每一個監管人員均需要考察其對冶金安全的意識,保證每一位員工均可以得到冶金安全的良好教育。通過獎罰機制提升員工的監管積極性,最大限度地保證員工的冶金安全。
             
              2實驗
             
              2.1獲取實驗數據
             
              冶金行業發展過程中,安全生產是無法避免的問題。文中在冶金安全生產中融入灰色系統分析方法,明確企業生產安全性。冶金生產安全的主要衡量指標是因工傷亡人數,所以文中設計的實驗選取某一家冶金企業,采集該企業2016年至2020年的工傷事故,以此作為實驗數據。根據采集數據,形成表1所示的統計結果。

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              將實驗數據按照表1的形式進行統計,根據每一事故類別的傷亡人數,結合灰色系統分析方法計算灰色關聯度,獲取冶金生產安全的規律。并以此為基礎評價當前企業生產安全性。
             
              2.2計算灰色關聯度
             
              為了提升灰色關聯度計算結果的準確性,針對該冶金企業因公傷亡事故每個月份發生數量進行統計,結合事故類型和事故發生月份,將分辨系數設置為0.5,獲取灰砂紋關聯度計算結果,并繪制圖2所示的關聯樹。
             
              根據圖2所示的關聯樹可知,冶金企業的五類事故中,灰色關聯度最大的是現場違章事故。這種結果表明員工安全意識不足、操作不規范以及違章操作等多種問題是引發冶金傷亡事故的主要因素。從事故發生時間分析可知,灰色關聯度最高的是2月、1月和12月,該時間段年節較為集中,員工思想較為散亂,造成生產事故高發。
             
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              根據灰色關聯度計算結果,選取與事故傷害關聯度較高的因素作為冶金生產安全評價的指標,應用文中設計的灰色聚類模型對企業生產安全性進行準確評價,加強企業對生產安全事故的預防。
             
              2.3實驗結果分析
             
              為了驗證文中設計生產安全評價方法的應用效果,基于上述選取指標評價2016年~2020年冶金企業的生產安全性,將其與實際事故發生情況進行對比。此外文中應用基于層次分析法的生產安全評價方法,和基于熵權值的生產安全評價方法進行同樣的實驗,采用MAD值作為評價指標對比三種評價結果,計算公式為:

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              公式中,m表示評價次數,c表示安全評價值,x表示冶金事故實際調查值,實驗結果如表2所示。

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              根據上述對比結果可知,文中設計方法在實際應用中,相比其他兩種方法,使得MAD值降低了0.23、0.32,提升了冶金生產安全評價結果的準確性。
             
              3結語
             
              冶金生產安全問題近年來備受關注,文中將灰色系統分析方法融入到其中,設計了一種安全評價方法。針對引起冶金事故的主要因素,構建評價指標體系,結合灰色聚類模型獲取冶金生產安全性評價結果。根據實驗結果可知,該方法得到的評價結果與實際情況極為接近,將該方法應用于冶金行業,對企業安全生產工作起到極大的指導作用。
             
              參考文獻
             
              [1]王盼盼,楊力,黃智慧.基于熵權和灰色關聯的煤礦安全綜合評價研究[J].淮南師范學院學報,2020,22(04):52-57.
             
              [2]吳剛.風險管理在冶金企業安全生產管理中的應用[J].冶金管理,2021(07):155-156.
             
              [3]張志遠,劉競,高棋興.工控網絡安全設備在冶金行業(冶金)高爐的應用[J].自動化博覽,2020,37(02):32-34.

             
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