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    基于AHP-綜合模糊分析法的帶式輸送機(jī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估★

    2022-03-24 06:47:32蘇岱峰宋文華隋建偉
    機(jī)械管理開(kāi)發(fā) 2022年1期
    關(guān)鍵詞:帶式高爐輸送機(jī)

    蘇岱峰, 宋文華, 隋建偉

    (1.山西工程職業(yè)學(xué)院, 山西 太原 030009; 2.晉南鋼鐵集團(tuán), 山西 臨汾 043400)

    引言

    帶式輸送機(jī)又叫做皮帶輸送機(jī),由機(jī)架、傳動(dòng)裝置、滾筒、托輥、皮帶、張緊裝置組成,是一種利用摩擦傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)性物料輸送的機(jī)械裝置,是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)不可或缺的一部分。高爐生產(chǎn)是目前獲得大量生鐵的主要手段,現(xiàn)代高爐是長(zhǎng)年不間斷地工作的,帶式輸送機(jī)作為高爐的供料設(shè)備一旦發(fā)生安全事故導(dǎo)致停機(jī),則會(huì)影響到高爐的正常生產(chǎn),因此對(duì)高爐用帶式輸送機(jī)開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,確定其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),補(bǔ)齊短板,對(duì)其安全高效運(yùn)行具有重要的意義。

    在帶式輸送機(jī)安全性研究方面,裴增昀[1]分析得出了帶式輸送機(jī)的輸送帶著火原因。田豐[2]就帶式輸送機(jī)安全裝置的巡檢提出了相應(yīng)的改進(jìn)方法,來(lái)保證其正常運(yùn)行。屈金坡[3]從安全技術(shù)、管理措施等多個(gè)維度提出來(lái)預(yù)防皮帶機(jī)事故的方法。

    本文將采用層次-模糊綜合評(píng)價(jià)方法,對(duì)帶式輸送機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行評(píng)估,找出現(xiàn)有的安全控制措施的不足,提高企業(yè)的安全管理水平。

    1 AHP-綜合模糊分析法簡(jiǎn)介

    1.1 模糊綜合評(píng)價(jià)法

    以模糊數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)的模糊綜合評(píng)價(jià)法,可以將一些邊界不明、難以量化的因素進(jìn)行定量處理。依據(jù)隸屬度理論可以將多種因素做出一個(gè)總體評(píng)價(jià)。

    模糊綜合評(píng)價(jià)法的基本原理如下:

    1)確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的等級(jí)集合;

    2)確定每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重及隸屬度,得到評(píng)價(jià)矩陣R;

    3)將權(quán)重矩陣和隸屬度矩陣進(jìn)行運(yùn)算,得到模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

    1.2 層次分析法(AHP)

    AHP、德?tīng)柗品?、?shù)列分析法以及專家調(diào)查法是獲取評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的四種方法。AHP 是將評(píng)價(jià)對(duì)象劃分為若干個(gè)因素,依據(jù)各個(gè)因素的關(guān)系建立層次關(guān)系,然后將每個(gè)因素的重要程度兩兩比較,并排序,供決策者選擇。

    在AHP 的實(shí)施中,首先要構(gòu)建判斷矩陣,其目的是將每個(gè)指標(biāo)的重要程度實(shí)現(xiàn)量化。在建立重要性矩陣時(shí),重要程度量化要參考表1。

    ④有利于濕地建設(shè)和改善水環(huán)境。杜家臺(tái)分洪工程蓄洪區(qū)內(nèi)的濕地自然保護(hù)區(qū)是世界上同緯度地區(qū)生態(tài)保持最好的一處濕地,具有其他地區(qū)不可替代的作用和地位,但長(zhǎng)年承納著周邊工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活的污水,水質(zhì)污染嚴(yán)重,濕地在不斷萎縮。行洪道分流后,漢江新鮮水體進(jìn)入濕地,增強(qiáng)了水體的納污能力,改善了水環(huán)境。

    表1 比例標(biāo)度表

    若有n 個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),各個(gè)指標(biāo)相比較得到的判斷矩陣為:A=(aij)n×n。aij就是要素i 和要素j 的重要性比例標(biāo)度。

    首先求解模糊判斷矩陣的特征根,得到最大特征根;其次獲取特征向量;最后對(duì)特征向量進(jìn)行歸一化處理。計(jì)算公式如式(1)所示:

    為了保證結(jié)果合理,要對(duì)結(jié)果的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)。通過(guò)計(jì)算判斷矩陣的CI(一致性指標(biāo))與RI(平均隨機(jī)一致性指標(biāo))相比較,當(dāng)比值C.R. 小于0.1時(shí),表明矩陣是合理的。反之,就要對(duì)判斷矩陣進(jìn)行修正,使一致性檢驗(yàn)滿足條件。平均隨機(jī)一致性指標(biāo)通過(guò)查表獲取,CI 的計(jì)算方式如下:

    2 構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

    評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建需要遵循客觀性、通用性、適用性以及可擴(kuò)展性等原則[4-5],高爐用帶式輸送機(jī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)從以下幾個(gè)維度展開(kāi):

    1)帶式輸送機(jī)的主體設(shè)備是否正常。主要包括皮帶的磨損、連接質(zhì)量、力學(xué)性能等。驅(qū)動(dòng)裝置是否緊固、動(dòng)力傳輸裝置連接是否可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)是否異常;機(jī)架是否牢固,有無(wú)腐蝕和裂紋;張緊裝置有無(wú)變形開(kāi)焊。

    2)安全裝置是否齊全,性能完好。主要包括:帶式輸送機(jī)兩側(cè)防護(hù)欄是否合理,有無(wú)破損;傳動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)以及易擠夾部位是否有防護(hù)罩或防護(hù)罩是否有破損;帶式輸送機(jī)是否有防跑偏裝置;是否有事故拉繩開(kāi)關(guān);是否有皮帶打滑監(jiān)測(cè)裝置;是否有皮帶止逆裝置;電氣安全設(shè)施。

    4)管理狀態(tài)。主要表現(xiàn)為安全操作規(guī)程檢查;保養(yǎng)、維護(hù)制度;安全監(jiān)測(cè)制度;安全檢查及隱患整改制度的科學(xué)合理程度。

    5)作業(yè)環(huán)境。主要表現(xiàn)為周邊設(shè)施對(duì)帶式輸送機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的影響;自然環(huán)境如溫度、風(fēng)速以及環(huán)境濕度對(duì)設(shè)備的影響;地質(zhì)條件對(duì)帶式輸送機(jī)的影響。

    圖1 帶式輸送機(jī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)

    3 案例運(yùn)用

    以山西省某鋼鐵企業(yè)高爐用皮帶機(jī)為例,采用AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)法,對(duì)帶式輸送機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

    3.1 指標(biāo)權(quán)重

    對(duì)多位專家的意見(jiàn)進(jìn)行綜合分析,確定準(zhǔn)則層和方案層的判斷矩陣,如表2、表3 所示。

    表2 準(zhǔn)則層判斷矩陣

    表3 方案層判斷矩陣

    通過(guò)對(duì)判斷矩陣進(jìn)行運(yùn)算,得到方案層每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重,如表4 所示。

    表4 皮帶機(jī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)權(quán)重

    3.2 模糊綜合評(píng)價(jià)

    將每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分為5 檔,即V={優(yōu)秀、良好、中等、合格、不合格}。邀請(qǐng)行業(yè)內(nèi)20 位專家對(duì)每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià),確定每個(gè)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),如表5 所示。

    表5 帶式輸送機(jī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)專家評(píng)審情況匯總

    進(jìn)行一級(jí)綜合模糊評(píng)價(jià)矩陣運(yùn)算,可得:

    接著進(jìn)行二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)矩陣運(yùn)算可以得到:

    采用最大隸屬度原則對(duì)矩陣R1處理可知,該企業(yè)皮帶機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為中等,即還存在有一些潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素,需要繼續(xù)加強(qiáng)安全管理。

    4 結(jié)語(yǔ)

    本文通過(guò)AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)方法構(gòu)建了高爐用帶式輸送機(jī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo),對(duì)帶式輸送機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,得到了以下結(jié)論:安全裝置對(duì)帶式輸送機(jī)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)影響最大,作業(yè)環(huán)境對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)影響最小。風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為中等風(fēng)險(xiǎn)水平,說(shuō)明還需要繼續(xù)加強(qiáng)帶式輸送機(jī)的安全管理。

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