中央機廠機械加工設備風險控制研究

王 艷

（大同市同煤集團機電裝備公司中央機廠，山西 大同 037000）

1 工程概況

中央機廠共有四個作業車間，分別為下料車間、鉚焊車間、機加工車間、熱處理車間，在2019 年第一季度安全檢查中，共發現有安全隱患10 處，其中鉚焊車間安全隱患最多，共有4 處，其他三車間各有兩處。目前，各安全問題均已得到整改，但為了防治安全問題再次出現，保證生產的安全作業，有必要對其生產過程中存在的風險因素進行分析研究，制定合理有效的控制對策。

2 風險識別

2.1 機械加工流程

機械產品加工的主要流程有：下料、熱處理、金屬切屑加工、表面處理、焊接成型、裝配及噴漆、包裝。在上述流程中，下料、裝配和包裝是加工的常規階段，難度小、易操作；熱處理和焊接成型是加工過程的關鍵步驟，而在這兩個階段中，焊接成型階段出現的故障最多，故障影響程度也最大，因此可著重分析焊接成型階段的危險源。焊接成型主要包括主機系統、焊接系統、驅動系統、控制系統、監測系統五個系統。

2.2 中央機廠加工設備危險源辨識

通過分析中央機廠焊接成型階段各個系統出現的問題故障，可以總結出其中存在的風險因素見表1：

表1 焊接成型階段風險因素統計表

3 風險評價

3.1 風險評價流程

在確定風險因素后，需對風險因素進行評價。風險評價所根據的理論是模糊語言理論及灰色關聯理論，同時選取發生率、影響度、未知性三個變量作為評價變量。風險評價流程如圖1 所示：

圖1 風險評價流程圖

3.2 風險因素判定

1）模糊變量確定。風險評價應用模糊語言理論，采用上述三個評價變量作為模糊變量，每個變量均對應五種評價代號，根據風險大小排序由低到高分別為：為 VL、L、M、H、VH。

2）建立模糊數。建立三角模糊數 α=（a，b，c），其中a、b、c 分別表示模糊數的下限、可能性最大的值、上限，μα（x）表示模糊數α 的可能性，x 的隸屬度表達式為：

3）建立模糊數集。為收集風險評價變量的數據，采用問卷調查方法，向風險評價專家發放調查問卷，然后對收集的結果進行分析整理，進而建立風險評價變量的三角模糊數集如下：

式中：n 為調查對象的個數；β 為第i 個調查對象的專業評估能力，βi∈（0,1）。

4）模糊評價集的非模糊化。在取得模糊評價數集后，采用均值法，對模糊數集進行非模糊化處理，公式如下：

3.3 風險因素的排序及分級

1）建立排序基準矩陣。選取風險因素各變量的最差值為基準，建立排序基準矩陣公式如下：

2）建立比較矩陣。比較矩陣的階數為風險因素的個數n，其表達式如下：

式中：xj={xj(1)，xj(2)，xj(3)}，其中 xj(t)(t=1,2,3)為問卷調查中收集到的評價變量的模糊數分值。

3） 求取灰色關聯系數。在求取灰色關聯系數之前，先計算風險因素絕對差值的最大最小值，根據公式x0(t)- xj(t ) (t=1,2,3)計算評價變量，其中j=1,2…n。然后再根據公式maxjmaxtx0(t)- xj(t) 和minjmintx0(t)- xj(t) 求出差值的最小值和最大值。根據下式可求取灰色關聯系數：

式中：ζ 表示分辨系數，其中 ζ∈（0,1）。

4）計算灰色關聯度。在計算第j 個風險因素的灰色關聯度時，采用以下公式：

式中：lt為權重系數，其中，上述γ（x0，xj）值越接近于1，說明風險因素越大，因此可根據上式求得的關聯度值對風險因素進行排序。

5）對風險因素進行排序分類。根據上述（7）式求得的關聯度對風險因素進行排序并分級，具體見表2：

表2 風險因素排序與分級表

3.4 中央機廠加工設備風險評價

1）計算模糊語言清晰數。根據問卷調查收集到的模糊變量數據，整理出三角模糊數，并依據公式（3），求出模糊語言的清晰數，程度由低到高，代號為VL、L、M、H、VH 的清晰數分別為 1.367、3.2、5.567、8.267、9.767。

2）風險因素評價。根據以上分析可知，中央機廠焊接成型階段共有十三個風險因素，根據問卷調查的結果，結合各風險因素的風險變量數值，得出風險因素評價見表3：

表3 風險因素評價表

3）風險排序及分級。結合專家對風險因素的評價及確定的清晰數，求出風險因素絕對差值的最小值和最大值分別為0.227 和8.622。根據問卷調查的專家打分，可確定風險因素評價變量的權重系數分別為：發生率0.4、影響度0.4、未知性0.2。取分辨系數ζ=0.5，根據公式（7）可求得各風險因素的關聯度，并根據表2 對風險因素進行排序分級，具體見4：

表4 風險因素關聯度與分級表

4 風險控制

4.1 重大風險控制

根據表4 可知，S5和S11屬于A 級風險，對此類風險的控制方案見表5：

表5 重大風險控制方案

4.2 一般風險控制

根據表 5 可知，S1、S2、S3、S6、S7、S9、S10、S12和 S13屬于B 級風險，對此類風險的控制方案見表6：

表6 一般風險控制方案

4.3 一般風險控制

根據表5 可知，S4和S8屬于C 級風險，對此類風險的控制方案見表7：

表7 輕微風險控制方案

5 結 論

根據中央機廠的機械加工特點，以焊接成型階段為例，基于模糊語言理論和灰色關聯理論，通過風險識別、風險評價、風險控制等過程，對中央機廠加工設備的風險因素進行分析研究，對風險因素進行排序和分級，并根據分析結果提出風險控制方案。