基于差異矩陣的石油工程HSE管理差異性分析*

熊靜宜 梁偉 張來斌 雷文章 萬又鋮

1中國石油大學（北京） 機械與儲運工程學院

2中國石油安全環保技術研究院

近些年中國石油海外業務不斷發展壯大，隨之體現出的與國際先進石油公司的差距也越來越明顯[1]。找到國內外石油公司HSE管理的差異，建立與國際慣例接軌的HSE體系，才能促進企業實現長遠發展[2]。要尋求適應海外的發展路徑，應在了解外部環境的同時，從內部形成完整的發展思路[3]。齊金酈等[4]通過對CNODC海外項目HSE管理人員學歷、國別等信息的調查研究，提出了設置海外項目HSE獨立總監、加強HSE管理隊伍建設的措施。崔文彩等[5]將大數據作為分析工具應用到海洋石油變更管理，從根本上提高了HSE的管理水平。王瑞文[6-8]等從HSE的管理模式、工作的布置落實、承包商管理等方面對國內外石油企業HSE管理差異性進行分析，并提出了相應的整改意見。此外，常用的差異分析方法還有全差異矩陣法[9-10]（TDM）、歐氏距離法[11]以及對比分析法等。然而這些分析方法不夠形象直觀，不能同時從多維角度對差異性進行分析，更難以形成規范化的工具，為安全管理提供決策支持。鑒于此，提出了具有嚴格圖形模型的基于差異矩陣（Difference Matrix，DM）的HSE管理差異性分析方法；結合HSE管理的特點和HSE體系的重點，研究當前HSE管理差異性分析的關注點，確定差異矩陣的兩個指標；以差異指標的等級為基礎，確定差異度等級，給出不同差異度等級的特點，建立差異矩陣模型，以期可以從二維角度直觀地對HSE管理差異性進行分析，并形成規范化的工具。

1 差異矩陣

1.1 差異指標的確定

國際上倡導的HSE體系管理是要素管理模式[12]，由于國內外企業進行HSE體系管理時參照的標準、法律法規等不同，造成了HSE管理體系要素存在較大差異。以國際安全評級系統（ISRS）為例，共包含了15個要素和119個子要素[13]，這些要素綜合了ISO9001、ISO14001和OHSAS18001的要求，并且對不同評估等級必選的子要素做出了明確的說明。中國石油天然氣集團有限公司（以下簡稱“中石油”）作為國內最先引進HSE理念的企業，結合國內相關標準和規定，建立了Q-SY 1002.1企業標準作為其國內項目和海外項目的HSE管理依據，共包含7個要素和29個子要素。

HSE管理體系的要素管理模式，作為保證企業安全生產的有效手段，為企業的HSE管理提供了目標和期望。一套科學合理、完善可靠的要素體系，才能夠評估企業生產技術和管理方法的合理性，為企業管理制度的原則提供決策依據，因此要素體系應該具有以下特點：①以戴明循環（PDCA）作為理論基礎，通過不斷的循環實現持續改進，綜合反映HSE運行現狀和發展趨勢；②為方便進行定量表征，HSE體系要素要可測量，并且應在現有的技術條件下可以獲得和運算，即可操作性強；③要素之間不應是相互孤立的，應將企業的職業健康、安全生產和環境保護等作為整體考慮，各級要素之間相互聯系、相互作用，系統全面地反映評價對象的多種特征。

由此，將評價企業的HSE體系要素與ISRS要素的差異作為差異矩陣的一個指標，以標定HSE管理在理念、管理方法等方面的差異。

建立全面、科學的HSE要素體系，還需要對HSE體系的運行狀況進行分析。學者們從領導的承諾、員工的意識和理念、組織機構、培訓和能力[14]，以及管理模式[15]等方面對國內外HSE進行對比分析，實際就是對HSE要素體系的實施運行情況進行分析[16]。明確HSE體系運行的績效水平，可以充分了解當前HSE各要素的實施狀況，找到管理短板，實現持續改進。

依照上述內容，定義決定差異度的兩個指標：海外項目采用的HSE體系要素內容與國際石油公司采用的先進的HSE體系要素的差異度( )Sd；項目HSE評估得分與HSE體系要素標準分值的差異度(Ed)。

1.2 差異度計算

項目HSE評估得分與標準分值差異度的計算，首先需要評審專家結合經驗知識，通過現場走訪勘查、和員工溝通、查閱相關文件記錄等程序，依照HSE體系要素的評估指南[13]，對項目的HSE運行質量進行打分，記作Esi，HSE體系要素的標準分值記作Tsi，兩者之間的差異度采用歐氏距離[17]來描述。為了更好地反應不同要素對結果不同程度的影響，在歐氏距離的計算過程中，引入要素的權重w，改進后的歐氏距離的計算公式如下

式中：i=1，2，...，n，n是HSE子要素數量。

項目采用的HSE體系要素與ISRS要素之間的差異度(S d)，是一個由定性指標向定量分值的轉化過程。對該項進行分析之前，首先要對兩個體系有足夠的認知和了解，尤其明白項目的業務重點，才能有針對性地對兩者進行比較，得到更加客觀的結果。計算海外項目采用的HSE體系要素內容與ISRS的HSE體系要素內容之間的差異時，由專家對其采用的7個要素和29個子要素與ISRS的15個要素和119個子要素進行對比，并采用打分的方式得到對比結果：要素內容及其包含的子要素內容描述完全相同得1分，不含有要素及其子要素內容得0分，含有要素內容但是要素內容并不完全相同，則按照子要素內容的相似程度得分在（0，1）區間，得到項目HSE體系要素的差異度Sdi（i=1，2，...，15）。則最終項目HSE體系要素與ISRS體系要素的差異度計算式如下

1.3 差異矩陣

將差異矩陣定義為一個五元組：

Ed為項目得分與標準分值差異度；Sd為項目HSE要素與ISRS要素差異度；QE為Ed的差異度等級，QE=[卓越級，優秀級，良好級，基礎級，啟動級]；QS為Sd的差異度等級，QS=[極小，較小，一般，較大，極大]；D為綜合QE和QS得到的差異度等級，D=[Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ]。表1給出了一般的差異矩陣形式。

表1 差異矩陣模型Tab.1 Model of difference matrix

差異度分為五個等級，采用不同的顏色表征差異度的程度。

（1）Ⅰ級，采用綠色表征，表示低差異度等級。該等級說明企業建立了較為健全的、科學的HSE要素體系，并且企業的各級領導和員工都能自覺地實現HSE管理要求，企業的HSE管理水平已與國際先進水平處于同一等級。該等級需要采取一定的措施，使差異度維持在該范圍。

（2）Ⅱ級，采用青綠色表征，表示中差異度等級。該等級說明建立的HSE要素體系可能不夠系統、健全，或者是企業的各級領導、員工能夠通過自覺的行為實現大部分HSE管理要求，企業一貫采用和堅持了良好的HSE實踐做法，并得到了第三方審核機構的認可。該等級需要采用一定的措施保證差異等級不繼續上升。

（3）Ⅲ級，采用黃色表征，表示較高差異度等級。該等級說明企業建立了HSE要素體系，但是內容不健全、不系統，存在一定缺陷，或者是企業的絕大部分人員落實了HSE的絕大部分要求，但HSE表現不盡如人意，部分管理要求需要依賴紀律來實現，或者是二者兼具。該等級要求采取一定措施降低差異度等級。

（4）Ⅳ級，采用橙色表征，表示高差異度等級。該等級說明企業建立的HSE體系要素內容不夠完善、系統，或者是企業的人員清楚他們的職責、作用和權限，但缺乏以身作則的自覺性，部分HSE要求未能完全落實，或者二者兼具。該等級要求采取一定的措施使得差異度等級降低到可以接受水平。

（5）Ⅴ級，采用紅色表征，表示極高差異度等級。該等級說明企業建立的HSE體系要素內容不夠完善、系統，并且管理層只關注了HSE管理要求的幾個要素，缺乏全面提升HSE管理的計劃，體系文件不夠健全，HSE標準和制度還不夠系統，缺乏自覺執行行為，員工基本依賴“本能”進行作業。該等級要求必須采取措施降低差異度等級。

1.4 差異矩陣分析方法

輸入：QS各等級對應的分值、QE各等級對應的分值。

輸出：D。

采用DM進行差異分析具體步驟如下：

（1）確定QS、QE不同等級對應的分值范圍。

（2）對項目的HSE運行情況進行評分，采用歐氏距離進行分析計算，得到Ed的等級。

（3）依據Sd的評價標準，對要素差異進行分析，等到Sd的等級。

（4）綜合Ed和Sd的等級，結合建立的差異矩陣模型得到差異度D。

2 實例分析

以中石油海外某項目為例進行差異分析。該項目屬于石油上游項目，主要從事石油天然氣勘探開發等工作。

項目采用的HSE要素及其分值如表2所示。

依據各要素的分值和歐氏距離的算法，給出QE 的分值區間： QE=[24，47，95，142，236]；依據項目采用的要素數量和ISRS要素數量，綜合評價標準，確定QS的分值區間：QS=[3，6，9，12，15]。建立DM如表3所示。

由專家結合評分標準[11]對項目HSE體系運行情況進行評分，得到29個子要素運行質量數據：[290，60，140，50，55，40，105，97，87，50，35，40，170，100，20，50，120，80，80，380，90，120，120，50，20，40，30，105，110]。

表2 某項目HSE要素及分值Tab.2 Factors of HSE and corresponding values of a project

表3 某項目差異矩陣分析Tab.3 Difference matrix of a project

采用公式（1）進行計算，得到Ed=53.01。結合QE的分值區間，得到項目HSE運行得分與標準分值之間差異等級為“良好級”。

結合評價標準，由專家判斷得到Sd1～Sd15的數值 ， Sdi=[0.8， 0.8， 1.0， 0.1， 0.9， 0.1， 0.8，0.6，0.7，0.8，0.9，0.9，0.7，0.9，0.9]，依據公式（2），得到Sd=10.9，由此可以判斷項目采用的HSE要素與ISRS要素的差異等級為“較小級”。綜合Sd和Ed，參照表1給出的差異矩陣模型，得到差異度D=Ⅱ。

差異度等級為“Ⅱ”，表明該項目建立了較為全面、系統的HSE管理體系，要素的內容科學合理，可以反應項目多方面的特征，但是，在執行上還有一部分要素要求未落實，部分HSE要求員工沒有自覺實施，需要依賴紀律等強制實現。在今后的管理中心需要結合要素評分找到管理短板，有針對性地制定措施，提高HSE管理效果。

3 結束語

（1）針對當前研究國內外HSE管理差異方法不夠直觀，不能同時從多維角度對差異性進行分析，未形成規范化工具的現狀，提出了基于差異矩陣HSE管理差異性分析方法。

（2）結合HSE管理的特點和HSE體系的重點，研究當前HSE管理差異性分析的關注點，確定差異矩陣的兩個指標Ed、Sd；以差異指標的等級為基礎，確定差異度等級，結合差異矩陣模型描述不同差異度等級的特點。

（3）以中石油某海外項目為例，確定QS、QE不同等級對應的分值，進行差異分析結果表明，差異矩陣是一種直觀、有效的差異性分析方法，并且可以為HSE的持續改進提供依據。