（安全技术及工程专业论文）炼油厂生产过程安全投入合理性分析.pdf

曩， 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的 成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外， 本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油 大学( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对研究所做的任何贡献均已在论文中做出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名：盔塑日期：如f 年易月占日 学位论文使用授权书 本人完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其印 刷版和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门( 机 构) 送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、 借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、 缩印或其他复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 学位论文作者签名：拗 指导教师签名： 日期：如f 年月箩日 r 期： z o l l 年6 月5 日 摘要 炼化企业事故频发有多种原因，安全投入不合理是其中一个重要的方面。在理论分 析和实践应用的基础上，本文对炼油厂的安全投入合理性进行了研究，为企业在生产过 程中进行安全投入决策提供参考。 首先分析总结了煤矿行业、道路运输等的安全投入，对比现有的安全投入理论和分 类，结合炼油行业特点确定了炼油厂安全投入的内容。其次，采用投入产出分析方法， 在安全生产投入产出表和企业投入产出表的基础上构建炼油厂安全投入产出表，并计算 表中相关消耗系数值，在该表基础上进一步提出了安全投入产出模型，该模型可以预测 未来的安全总投入。第三，运用d e a 方法，对安全投入结构的合理度进行分析，确定了 使得安全产出最大化的安全投入结构。最后，以某炼油厂为研究对象，现场收集安全投 入产出表所需数据，对数据进行计算和处理。利用安全投入产出模型预测下一年安全总 投入，根据d e a 模型中参数a = l 时决策单元为d e a 有效的原则，以a l 所对应的生产 部门安全投入为新的投入值再重新计算直至a 1 为止。由实例论证得出，安全投入产 出模型在炼油厂安全投入结构和总量预测有很好的应用效果，从而为炼油厂安全投入决 策提供科学依据。 关键词：安全投入，投入产出分析，d e a ，安全投入决策，炼油厂 a b s t r a c t r e f i n i n ge n t e r p r i s ei n c i d e n t sh a v em u l t i p l ec a u s e s ，a l lu n r e a s o n a b l es a f e t yi n p u ti s a l l i m p o r t a n ta s p e c t i nt h et h e o r e t i c a la n a l y s i sa n dp r a c t i c a la p p l i c a t i o n ，b a s e do nt h es e c u r i t yo f t h i si n v e s t m e n ti nt h er e f i n e r yw e r es t u d i e da n dr e a s o n a b l ef o re n t e r p r i s e st oc a r r yo u ts a f e t y i nt h ep r o d u c t i o np r o c e s si n t od e c i s i o n m a k i n gr e f e r e n c e f i r s t l y , a n a l y z ea n ds u m m a r i z et h ec o a li n d u s t r y , t h es a f e t yo fr o a dt r a n s p o r ta n do t h e r i n p u t s ，c o m p a r e dt ot h ee x i s t i n gs e c u r i t yi n v e s t m e n tt h e o r ya n dc l a s s i f i c a t i o n ，c o m b i n e dw i t h o i lr e f i n e r yo i lr e f i n i n gi n d u s t r yc h a r a c t e r i s t i c sd e t e r m i n et h es a f e t yi n p u to ft h ec o n t e n t s e c o n d l y , u s i n gi n p u t o u t p u ta n a l y s i sm e t h o d ，i n p u t o u t p u t t a b l ei n s a f e p r o d u c t i o n e n t e r p r i s e sa n di n p u t - o u t p u tt a b l eo i lt h eb a s i so fc o n s t r u c t i n gr e f i n e r ys a f e t yi n p u t - o u t p u t t a b l e ，a n dc a l c u l a t et a b l er e l a t e dc o n s u m p t i o nc o e f f i c i e n t sb a s e do nv a l u e s ，s t a t e ，p u t sf o r w a r d t h es a f e t yi n p u t - o u t p u tm o d e l ，t h i sm o d e lc a nf o r e c a s tt h ef u t u r es e c u r i t yt o t a li n v e s t m e n t t h i r d l y , u s ed e am e t h o d ，s a f e t yi n p u ts t r u c t u r et oa n a l y z et h er e a s o n a b l ed e g r e e ，d e t e r m i n e s t h eo u t p u tm a x i m i z a t i o no fs a f e t ym a k e ss a f e t yi n p u ts t r u c t u r e f i n a l l y , t a k i n gar e f i n e r ya s t h er e s e a r c ho b j e c t ，o n s i t ec o l l e c ts a f e t yi n p u t o u t p u tt a b l eo ft h ed a t a , d a t ac a l c u l a t i o na n d p r o c e s s i n g u s eo fs a f e t yi n p u t - o u t p u tm o d e lp r e d i c t sn e x ty e a r , a c c o r d i n gt od e as a f e t yt o t a l i n p u tp a r a m e t e r si nt h em o d e la l p h a = 1d e c i s i o n su n i t sf o rt h ep r i n c i p l et od e a e f f e c t i v e a l p h a 1o ft h ec o r r e s p o n d i n gp r o d u c t i o ns a f e t yi n p u tf o rn e wi n v e s t m e n tv a l u ec a l c u l a t e d a g a i nu n t i lt h ea l p h ap ls of a r t h e s ee x a m p l e sd e m o n s t r a t e st h a ts e c u r i t yi n p u t - o u t p u tm o d e l i no i lr e f i n e r i e ss a f e t yi n p u ts t r u c t u r ea n dt o t a lp r e d i c t e dag o o da p p l i c a t i o ne f f e c t ，t h u sf o r r e f i n e r ys a f e t yi n p u td e c i s i o np r o v i d e ss c i e n t i f i cb a s i s k e yw o r d ：s a f e t yi n v e s t m e n t ，i n p u t o u t p u ta n a l y s i s ，d e a ，s a f e t yi n v e s t m e n td e c i s i o n ， r e f i n e r y 目录 第一章绪论一1 1 1 选题的意义l 1 2 国内外研究现状2 1 2 1 安全投资理论发展现状。2 1 2 2 投入产出分析法的产生和推广4 1 2 3d e a 模型的研究现状5 1 3 本文研究的主要内容7 1 4 本文研究的技术路线9 第二章理论简介l o 2 1 安全投入理论简介1 0 2 1 1 安全投入的定义和内涵1 0 2 1 2 安全投入的分类1 l 2 1 3 安全与效益1 4 2 1 4 安全投资决策15 2 2 投入产出理论简介1 6 2 2 1 投入产出分析的内涵l6 2 2 2 投入产出分析主要内容1 7 2 2 3 安全生产投入产出模型19 2 2 4 企业投入产出模型2 0 2 3d e a 模型理论简介2 1 2 3 1d e a 基本思想2 l 2 3 2d e a 方法的应用步骤2 2 2 3 3d e a 模型2 4 2 4 本章小结。2 6 第三章炼油厂安全投入产出模型的建立2 7 3 1 炼油厂工艺简介2 7 3 2 安全投入产出分析的主要步骤2 8 3 3 炼油厂安全投入产出表2 9 3 3 1 炼油厂安全投入产出表的构建2 9 3 4 炼油厂安全投入产出模型及相关分析3 2 3 4 1 行模型和列模型3 2 3 4 2 相关消耗系数的计算3 2 3 4 3 引入消耗系数的行列模型3 3 3 4 4 投入产出模型的求解条件3 5 3 5 炼油厂安全投资决策模型3 5 3 6 本章小结3 7 第四章炼油厂安全投入产出模型的实例解析3 9 4 1 研究企业简介3 9 4 2 炼油厂数据收集3 9 4 2 1 生产部门消耗关系一4 0 4 2 2 事故损失4 0 4 2 3 原辅材料消耗及其他4 l 4 2 4 安全投入4 2 4 2 5 最终产值4 4 4 2 6 利润和税金一4 4 4 3 炼油厂安全投入产出模型求解4 4 4 4 炼油厂安全投资决策分析4 8 结论5 3 参考文献5 4 致谢5 6 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 第一章绪论 1 1 选题的意义 从古代茹毛饮血的石器时代到高科技、自动化的现代文明社会，安全一直是人类生 存和发展的最基本要求，是生命与健康的基本保障。从中世纪起，人类生产从畜牧农耕 业向使用机械工具的工业转移，导致事故的发生类型也在增加，对人类的危害程度也在 增强。随着工业社会的不断发展，生产技术规模和速度不断扩大，矿山塌翻、瓦斯爆炸、 锅炉爆炸、机械伤害等工业事故不断恶化，人们也在从事故的教训中总结经验，提早预 防防患于未然，减少因人为因素导致的事故和缩小事故发生后带来的损失。随着社会的 发展，人们己意识到安全科学研究的重要性。 炼油企业的生产工艺操作条件多为高温、高压、强腐蚀，生产中涉及到的原料、中 间产品和最终产品大多易燃易爆有毒，生产具有自动化、密闭化、连续化等特点。当设 备出现故障或人为操作失误造成火灾、爆炸、泄露、毒害等重大事故发生时，不仅严重 伤害人类的生命和健康，而且破坏生产设备和污染环境，给企业带来毁灭性的影响。 美国j 删a r s i 】& m c l e n n a n 咨询公司编辑盼世界石油化工行业近3 0 年来发生的1 0 0 例重 大财产损失事故框编( 1 8 版) ，共收录了1 0 0 例重大火灾爆炸事故，其中炼油厂占4 7 例，石 油加工厂3 4 例、气4 勘n - r _ 厂1 1 例，油库4 例、其他4 例，炼油厂事故比冽接近一半了，可见 炼油厂发生重大事故的比例在石化行业中是最高的。 以国有特大型企业中国石油为例，截止2 0 0 5 年底，中石油集团共发生人员伤亡事 故8 6 4 起、死亡4 9 3 起，其中炼化系统发生人员伤亡事故3 2 3 起、死亡7 0 人，分别占 事故总起数的3 7 和亡人数的18 。股份公司共发生人员伤亡事故5 3 7 起、死亡1 0 3 起， 其中炼化系统发生人员伤亡事故2 5 9 起、死亡7 0 人，分别占事故总数的4 8 和亡人总 数的6 8 i 。 炼化企业事故频发的原因有很多，比如企业的整体安全环保意识和事故预防能力较 弱，部分员工违反操作，违反劳动纪律，违反指挥，安全生产制度化不完善，安全生产 责任不分明和措施不到位，安全投入不合理等等。随着安全科学的发展，人们已经不再 是被动的接受事故造成的人员伤亡和财产损失，而是从中分析事故原因、吸取教训和 总结经验，变被动为主动把事故消灭在萌芽状态，防止同类事故重复发生。 本文的研究重点是根据往年的投入数据来预测未来某年的安全投入量，然后再合理 第一章绪论 分配安全投入来取得最大的安全效益，取得最大的安全效益不是指不发生事故，而是指 达到人类能接受的风险水平。国有大型企业的事故从未停止过，更不要说规模性、设备 落后、管理不规范的小型企业了，某些小型企业的领导者目光短浅，对安全的投入不足 或是顾此失彼，忽略了某一环节的安全投入，致使一些安全隐患最终酿成事故。 在现有的经济条件下，如何实现安全技术措施投入、工业卫生措施投入、安全教 育投入、安全专职人员投入和劳保用品投入等各项资金之间的合理配置，使该企业的安 全产出达到最大，这就转化成了在资源有限的情况下，求解最优经济效果的问题。目前 国内处理这类问题的方法，主要是以同行业或同类型企业的安全投资的大致分配比例为 参照，以此来确定今后的安全投资方案。但是企业之间的安全生产状况和经济情况千差 万别，仅用“依葫芦画瓢”的方法来确定比例显然存在缺陷。因此，发展一套系统的安 全投入决策理论，建立普遍适用的模型至关重要。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 安全投资理论发展现状 ( 1 ) 国外安全投资理论发展 凯恩斯主义投资理论产生于2 0 世纪3 0 年代，以凯恩斯( c a i r n s ) 就业、利息和货币 通论中的投资思想为基础，并经由对此思想拥护的学者们学习研究而完善出来的。西 方投资理论在凯恩斯革命后，开始作为一个相对完整的体系出现在宏观经济学中【2 】。2 0 世纪3 0 年代末至6 0 年代末是西方投资理论快速发展的时期，6 0 年代是最繁荣的阶段， 但7 0 年代之后，投资理论的发展止步向前，发展十分缓慢。8 0 年代，卢卡斯首次创见 性地将不确定性引入投资分析中，得到了意想不到的结果。随后，1 9 8 3 年阿贝尔在卢卡 斯理论基础上利用一个随机最优模型，弥补了卢卡斯理论中的不足，提出了投资的期权 价值理论。9 0 年代至今，在行业投资水平均衡的研究发面出现了很大进展。 投资理论中的投资领域主要涉及实业投资和金融投资，研究投资的方法主要有判定 定理法、“期望损失工作同”法、费用一效益分析法( c b a ) 、费用一有效性分析法( c e a ) 和价值分析法。国外学者对安全投资的研究也涉及多方面，、如s c o t tf a r r o w 等学者的文 献中所渗透的安全投资管理理念，这一理念也逐渐成为主流，主要包括“安全第一 、“一 盎司的预防价值，一英磅的救治 等，形象地揭示了安全预防的投入会减少事故的发生 率，将获得更大的价值和回报1 3 】；韩国学者k s s o n 对改过建筑业进行最佳安全投入 的研究1 4 1 ；m e e i s h i ac h e n 以中国的职业健康安全管理体系为对象，探讨了影响企业管理 2 中国石油大学( 华东) 硕上学位论文 者在职工安全和健康方面投入的因素【卯。在安全投资决策方面，h y u n g i o o n y o o n 提出一 套适用于安全投资决策的程序，该程序能量化出在设备和服务方面的安全投资，为安全 投资的成本分析提供详细数据【6 l 。 ( 2 ) 国内安全投资理论发展 我国对于安全投资理论的研究开始较晚，尚处于起步和发展阶段，成熟的理论体系 和成熟的研究成果不多，特别是安全投资的概念还没有得出一致的结论。因定量的分析 方法更直观，更有说服力，所以部分学者尝试用灰色系统理论、边际投资理论、 c o b b d o u g l s a 函数、模糊综合评判数学模型等理论来建立安全投资模型，使投资的相关 值得以量化。 李宏勋等运用灰色关联理论，在明确事故经济损失构成和安全投资的基础上，建立 了安全投资效益灰色关联分析模型，并得出企业在面临安全投资决策时，应优先考 虑与效益关联度大的安全投资方向的结论吲。梅强应用灰色系统理论，建立了安全投资 效益关联模型，该模型可以有效判断影响企业安全投资效益的关键因素，为正确的 安全投资方向提供了一种实用的理论指导f 蚋。 辛嵩，程卫民采用边际投资分析技术对矿井通风系统的投资决策进行分析研究，利 用边际分析理论建立了最佳安全投资的数学模型，并得出煤炭企业最佳安全投资的确定 方法 9 1 。 陈万金等从安全投资与事故经济损失的规律性的角度分析，用c o b b d o u g l s a 生产函 数建立了安全投资优化分配模型，确定了安全优化分配比例系数，为企业安全投资时可 合理分配资金量，避免了盲目投入。牛莉在风险投资决策中引入了模糊综合评判数学模 型，并且验证了其在风险投资决策中的可行性【10 1 。牛莉介绍了风险投资项目模糊综合评价 的数学模型，并验证其在风险投资决策的可行性1 1 。 在石化企业安全投入方面，孙宝铁研究得出【1 2 】，影响石化企业安全投入状况的重要 因素是石化企业安全设计投入、安全技术装备投入、安全科技研发投入、治理环境的投 入、应急救援投入、事故导致企业停产损失投入等，该结论对石化企业安全投入的界定 也提供了参考。 总之，安全投资理论正处于探索和发展阶段，把安全投资理论与数学模型结合运用 有着更广大的发展空间，用数学的方法来量化投资的比例将足安全投资研究中的重要方 向。 3 第一章绪论 1 2 2 投入产出分析法的产生和推广 投入产出方法研究各种经济活动的投入与产出之间的数量关系，自2 0 世纪3 0 年代列 昂惕夫( w l e o n i t i e f ) 提出该方法以来，该方法在国民经济管理及企业微观决策中已在 世界范围内达到成功运用。它以系统性、全面性、均衡性为其方法论特征，以协调一致 的数学工具为研究社会系统内部错综复杂的关系提供了有效的分析手段。 ( 1 ) 投入产出法的产生【1 3 】 投入产出法产生于上世纪3 0 年代的美国。1 9 3 6 年，美国经济学家列昂惕夫发表了美 国经济系统中的投入与产出的数量关系一文，1 9 4 1 年出版了美国经济结构1 9 1 9 1 9 2 9 ) ) 一书，1 9 5 3 年又出版了美国经济结构研究一书。在这些著作中，列昂惕夫提出了投 入产出法，他把国民经济所有部门的投入与产出放在一个表格，把简明有用的矩阵代数 与实际编制的投入产出表结合起来，创造性地建立了投入产出数学模型，并且计算了各 部门的直接消耗系数和完全消耗系数，并利用美国公布的经济统计资料编制了美国经济 的1 9 1 9 、1 9 2 9 、1 9 3 9 年的投入产出表。 ( 2 ) 投入产出法在国外的发展 至今，投入产出分析已经历8 0 年的发展，在原理和方法论上都有很大的进展，特别 是应用范围的广度方面也在逐渐扩大。在理论方面，19 4 8 年戴维哈京斯( d a v i dh u t c h i n s ) 提出了以微分方程表示的动态投入产出模型；艾萨德( i s a r d ) 在1 9 5 1 年提出了在地区研究 中的投入产出模型；东欧国家已开始普遍编制投入产出表，日本的涅瓦教授曾经根据我 国在五十年代所公布的一部分产量、产值、进出口数量以及价格的资料，编制了中国1 9 5 6 年投入产出表。报告期投入产出表包含大量汇总的经济数据，通过数据可以分析报告期 的经济结构，分析国民经济中的各种重要比例，如农轻比例、积累和消费比例、社会生 产两大部类的比例、各部门之间比例。利用投入产出方法计算各种产品的完全劳动消耗， 确定产品的价格，以及计算工资变动或能源价格上升对各部门产品价格的影响。美国曾 利用投入产出法研究工资提高1 0 对各部门产品价格的影响，研究结果表明，工资上涨 1 0 后，生活费用将上身3 9 左右，工人所获得的真j 下益处仅为6 组左右。 ( 3 ) 我国投入产出分析的应用 在我国，首先研究投入产出分析的是数学家华罗庚，在1 9 8 4 至1 9 8 5 年期间，华罗庚 生前所完成的最后一组论文计划经济最优化的数学理论，使得投入产出模型得到了 各方面的重视，对这方面的研究也开始活跃起来。1 9 8 7 年，钟契夫、陈锡康编写了投 入产出分析一书，较为系统的论述了投入产出分析的原理、方法和应用，为投入产出 4 中国石油大学( 华东) 硕十学位论文 理论的应用提供了参考。2 0 0 9 年廖明球编写了投入产出及其扩展分析一书，该书较 为全面系统的介绍了投入产出及其扩展分析的知识体系及相关研究的最新进展。投入产 出的相关技术和理论应用范围很广，在电子信息、钢铁行业、煤炭行业及石化企业等方 面都有涉及。 陈锡康、刘秀丽应用投入产出局部闭模型技术，首次计算了电子信息技术在9 个流 域和全国的投资乘数，然后进一步计算了电子信息产业在9 个流域及国内各产业部门的 拉动力【1 4 l ；李红霞、袁碧玉建立了煤炭资源的投入产出数学模型，对陕西省未来煤炭资 源的供需趋势进行了分析与预测例1 5 】；任铁良等建立了钢铁企业产品价值量投入产出模 型及其优化模型，并且在攀钢的实际应用中取得了不错的效果1 1 6 1 ；彭秀平、潘长良对矿 业动态投入产出模型的具体形式进行研究，并探讨基于该模型的矿业可持续发展趋势评 价方法裂【1 7 】；汪赛，李新春等基于安全效益最大化建立煤炭企业安全投入及安全投入结 构的决策，结果表明投入效益与投入结构有密切关系【1 8 】；罗向龙，赵亮利用实物性投入 产出原理对某大型石化企业进行生产结构和系统分析，并给定各产品的指标来预测各种 原料和能源的需求量【1 9 l 。 黄盛仁等还将投入产出理论及模型推广应用于安全生产领域，建立了全国安全生产 投入产出表，使安全与生产的关系清晰地反映在张图表上【2 们。李峰、胡宗义用投入产 出分析方法，构造出安全事故投入产出关联模型，为制定安全投入产出表提供了理论依 据【2 1 1 。总之，投入产出技术的应用性范围很广，但与在安全领域的应用研究还很少，有 很广阔的发展空间。 1 2 3d e a 模型的研究现状 d e a ( d a t a e n v e l o p m e n t a n a l y s i s ) 模型，即数据包络分析模型，该模型是由美国著名 的运筹学家库伯( ww c o o p e r ) 等人在“相对效率评价”概念基础上发展起来的一种新的系 统分析方法。该方法以相对效率概念为基础，根据多指标投入( 输入) 和多指标产出( 输 出) ，对同类型的部门或单元进行相对有效性或效益评价。自1 9 7 8 年建立了第一个d e a 模型c 2 r 模型后，d e a 方法在理论研究和实际应用方面都有迅速的发展1 2 2 1 。该方法 最初用在非盈利部门如卫生、教育和政府机构运行的有效性评价上，后来，d e a 被更广 泛的用在如金融、经济、项目评估等领域。 ( 1 ) 理论研究方面 库伯( w w c o o p e r ) 、查恩斯( ac h a m e s ) 和魏权龄在1 9 8 6 年提出了一个新的数据包络 5 第一章绪论 模型c 2 w 模型；1 9 8 7 年，查恩斯、库伯、魏权龄和黄志民又建立了锥比率的c 2 n 模 型；此外，d e a 模型还得到了很大的扩充和完善，如加法d e a 模型，乘法d e a 模型，具 有无穷多个d m u 的半无限规划的d e a 模型，l o g 型d e a 模型，具有决策者偏好的锥比 率的d e a 模型，随机d e a 模型等等。 1 9 8 8 年，国学者魏权龄所著写评价相对有效性的d e a 方法一书首次系统地介绍 了d e a 方法理论，该著作对于d e a 方法在国内的普及和推广起到了积极和重要的作用。 随后，国内很多学者将d e a 方法引入到项目的决策中，先后提出了基于多目标规划的 d e a 模型和只有输出( 入) 的模型和确定动态前沿生产函数的d e a 模型。 随着国内外学者们的不断深入研究，除上述多个d e a 模型外，适用于更多领域的模 型被提出来，比如成分d e a 模型，全局d e a 模型，综合d e a 模型，与模糊数学相结合的 模糊d e a 方法等一系列d e a 模型。 ( 2 ) 应用研究方面 在评价为弱智儿童开设的公立学校的项目上，d e a 方法首次得到成功运用。在效益 对和评价相对效率方面，d e a 方法应用比较广泛，比如应用于非盈利性的公共服务部门 如医院、学校等。随着人们不断的对d e a 方法进行深入研究和实践，d e a 的应用范围也 发生了很大的变化，并且也由横向管理效率评价延伸到对同一决策单元历史发展进行纵 向评价，由非盈利性的公共服务部门扩展到了企业。目前，采用d e a 方法评价的领域已 经涵盖农业、学校、银行、邮政、医疗机构、机场维护、电力工业系统、交通运输机构 及矿产资源开发利用。 例如，周梅兰将d e a 方法用在我国三大产业1 9 个行业的资源配置率评价上，并对相 应的产业结构调整问题进行了深入分析【2 3 】；谭志国运用d e a 方法建立了我国主要汽车制 造企业投资相对有效性的评价模型，为企业管理者的科学决策提供了依据和参考例【2 4 】； 贺彩霞在对高校投入产出的分析基础之后，将d e a 方法成功应用于评价高校投资效益 【2 5 】；通过应用c 2 r 模型，王筱明等对山东省十几个城市的土地利用率进行了有效性评价， 并提出了提高土地利用效率的诸多建议刘永浩将d e a 方法应用于对煤炭企业进行有效 性分析【2 6 】；李鑫等将d e a 方法用于对企业的经营绩划的评价【2 7 】；李延忠等将d e a 方法 用于综合评价公路网【2 8 l ；杨波，田水承在企业的安全投资分析中运用t d e a 模型，阐述 了如何建立模型和结果分析，并用实例验证了d e a 模型的有效性，解决了对企业进行合 理化比例安全投资问题【2 9 】；李新民等运用d e a 方法对综合评价了胜利油田下属的多家采 油企业的经济效益，从而讨论出在以后的工作中非有效决策单元如何进行改进【3 0 1 。 6 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 ( 3 ) 投入产出分析与d e a 方法相结合 很多学者为了使投入产出分析和d e a 方法两者的优势更加突出，尝试着将两者相结 合进行分析。例如，彭煜证明了投入产出分析的d e a 有效性，也就是说d e a 有效性适用 于作为决策单位的各个部门，且都在同一个有效的生产前沿面上，从而给出了投入产出 表的一个d e a 有效的性质【3 l l ；李亚明等将d e a 方法应用于投入产出表，并对建筑业进行 了分析p 2 1 ；江兵等提出了基于投入产出表的d e a 方法，用实例证实投入产出表与d e a 方法的互补能得出更满意的评价结果f 3 3 1 。但是总体来说，将投入产出分析和d e a 方法相 结合还处于研究的萌芽阶段，同时也具备了很大的发展空间。 总之，d e a 方法开辟了生产有效性分析的新途径，是一种生产前沿性的研究方法。 事实证明，d e a 方法已成为系统工程、管理科学和评价技术、决策分析等领域一种常用 和重要的分析手段和工具。同时，对d e a 方法的研究还在不断地深入和发展。从理论上 讲，d e a 模型的发展是永无止境的，从实际上讲，d e a 模型的应用领域也是非常广泛的。 因此，对d e a 模型的拓展研究不仅具有丰富的理论意义，而且具有强大的实用价值。 1 3 本文研究的主要内容 安全投入给企业带来经济效益，这是毋庸置疑的。但是，因安全投入像其他类型 的经济投资能产生立竿见影的效果，也由于安全投入所产生的经济效益的事后性、隐形 性等特点和事故损失的潜在性和量化困难的特点，导致一些企业在做安全投入决策时盲 目选择，投资的经济效益不明显，使得企业出现“投或不投”效果相差无几的的局面， 同时也滋生企业管理者的侥幸心理。安全经济学的发展就是为了探讨安全投资体制，明 确安全投入的概念及分类，重要的是要进行安全投资决策分析，用数学模型将抽象参数 定量化，为企业减少投资金额和投资方向的盲目性，提高安全投资决策水平，更合理的 配置安全投入资源。 企业用于安全投入的资源是有限的，在资源有限的条件下，如何界定安全投入，如 何分配有限的安全资源，如何确定投资方向，如何优化安全投资方案，如何进行安全投 资的预测，如何完善安全投资机制等，对这些问题的研究对降低安全投资成本，提升安 全投资效益，提高企业领导者的安全投资决策水平有着现实的指导意义。 本文的主要研究内容如下： ( 1 ) 在综述国内外安全投资理论、投入产出分析和d e a 模型研究现状的基础上， 分析多位学者提出得安全投入的概念，对安全投入进行定量分析，为建立安全投入产出 7 第一章绪论 模型奠定基础。 ( 2 ) 对国内外炼油厂事故进行分析 炼油厂安全投入产出表的建立。把安全是一种半公共产品的理念引入投入产出表的 建立环节，将安全投入看成单独的投入，事故损失为安全产出量大小的一种表现形式； 在炼油厂工艺基础上划分炼化企业的投入产出生产部门；由投入产出间的平衡关系建立 炼油厂安全投入产出模型，分析安全投入与安全产出、安全投入与总投入、以及安全投 入相关量之间的关系；建立五个安全投入分量与安全产出之间的d e a 模型，用m a t l a b 求解，由模型结果来探讨现有的安全投入是否能实现安全产出的最大化，若没有达到产 出最大，该如果调节各个安全投入分量的关系。最后，根据以上结果，做出科学合理的 安全投资决策。 ( 3 ) 因建立投入产出表需要较多数据资料，在实际调研后将某炼油厂投入产出数 据进行分类规整和对原始数据的计算，列出相关系数计算表，通过投入产出模型得出投 入产出间的关系，比如当未来某年计划期的产品产量z 值已知时，就可计算出企业的最 终产值y 、能源总消耗量r 和安全总投入q 。通过实例分析后，指出该炼油厂的安全投 入概况，指出安全投入中存在问题，最后给出决策建议。 8 中国石油大学( 华东) 硕：卜学位论文 1 4 本文研究的技术路线 安全投资理论综述投入产出理论综述d e a 模型综述 i i 儿 iii l 安全投资内涵 安全效益表现形态d e a 模型的应用投入产出分析 l j 【j i 炼油厂安全投入产出表的建立 安全投资决策分析的思路图 j l 炼油厂安全投入产出模型bi 某炼油厂的投入产出数据 l m a t l a b 程序求解 = 刮 v 安全投资决策分析 士a 七厂l 劫c 卜h _ 止山m l “持柑l f f - i i ) 上：l k j 工= ，心，u j 了ll 甘1 天，上 气 安全投资决策模型| 。当喜吻 1 ，模型有负值解。 j = li = i 上述数学条件都有相应的经济意义。例如，各部门的最终产品与总产品都不 能以负值形式出现，正常情况下出现负值表明这种生产没有意义；另外各种消耗 系数都不能大于l ，消耗系数大于1 说明该部门的生产消耗比产值大，这样的生 产同样没有意义。总之，如果炼油厂安全投入产出表中的数据满足以上条件，那 么根据安全投入产出表建立的安全投入产出模型就一定有正值解。 3 5 炼油厂安全投资决策模型 安全投资决策主要包括安全投资方向决策和安全投资数量决策两方面。投资 决策方向主要涉及安全技术措施投入、工业卫生措施投入、安全教育投入、劳保 用品投入和安全专职人员配备投入这五个方向：安全投资数量投入决策则包括安 全投资总量的多少和五个安全投资分项的大小。本文选择三个子模型建立起安全 投资决策模型，子模型分别是安全投资与总产出的比值模型、安全投入产出比模 型和安全投资结构分析模型。 3 5 第三章炼油厂安全投入产i l l 模型的建立 ( 1 )安全投资与总产出的比值模型 依据安全投入产出表可以得出下列关系式： 畿2 乳5 智y = ( 3 - 1 3 ) 按照发达国家投资水平，安全总投入所占比例为3 ，当把计算结果跟该比 例值作比较时，就可以看出该企业投入的力度是否需要加强。从另一角度来说， 如果该企业计划某年产值到达一定值是，可以根据此比例来调整安全投入的大 小，即为了增加产出量必须在安全上增加投入。 ( 2 )安全投入产出比模型 在表3 4 中，与安全产出相关的参数是事故损失的值，也就是说安全产出是 事故损失的减少。假定该企业近年来事故后事故损失的最大值为w m a x ，那么： 蓑羚2 喜q k 善吸( 3 - 1 4 ) 安全投入产出比值主要取决对于企业安全投入的效率，当安全投入为定值 时，因其安全投入结构的合理与否以及是否科学的安全管理，都使得安全产出可 大可小。一般来说，在很大程度上五个安全分项投入比值的大小影响着安全产出。 总而言之，该比值某种程度上说明了企业的安全生产水平状况，对企业还是有一 定意义的。 ( 3 )安全投资结构分析模型 安全投资结构分析模型主要用来分析安全投入结构的合理程度。当安全投入 总量一定时，安全效益的变化空间则要取决于安全投入结构的合理程度了。对于 一个企业而言，安全投入肯定主次分明，不可能部门问平均分配。所以运用d e a 模型中的基于产出的带松弛变量的c 2 r 模型，把每个部门看成一个决策单元， 就能判断各个部门问的相对有效性。首先要从安全投入产出表中提取安全投入与 安全产出的数据，如表3 4 所示，之后根据表中数据，以产出最大为目标，建立 d e a 模型，如式( 3 1 5 ) 所示。 表3 - 4 各个生产部门安全投入和产出值 t a b l e 3 - 4t h es a f e t yi n p u ta n ds a f e t yo u t p u to fe a c hw o r k s h o p 安全投入 投入产 安全技 t 业卫 劳动保安全专 安全产出 出术措施生措施 安全教 护用品职人员 育费用 费费费配备费 中国石油大学( 华东) 硕十学位论文 m a x c t = 旺乃x ，打= x 0 j = l 窆乃y ，：口 ( 3 - 1 5 ) j = l 力，o ，j = 1 ，2 , - - - , 刀 s 一0 s + 0 式中，刀个部门表示刀个决策单元，a 表示目标决策单元产出的权系数，” 表示第个部门的产出，y o 表示目标决策单元的产出，暂表示第个部门的投入， x o 表示目标决策单元的投入，乃表示投入和产出的权系数矩阵，场表示目标决策 单元产出的最大值，s 十，s - 分别表示投入和产出的松弛变量。 各个决策单元的未知参数值有m a t l a b 软件可以解出，参数值分别代表不同 含义。 若v o , - 壬l ，表明依据值的大小，同比例增加相关的安全投入可以提高同比 例的产出。 如= l 时，并且参数中每一个最优解a + ，j t ，j “，n + ，都有s t = o ，j = 0 ， 说明该决策单元为d e a 有效，即现有的安全投入得到了最大的安全产出。 若j 气0 ，s “= o ，也就是说s 气中的分量大于或等于o 的，表明将决策单元中 大于0 对应的那些安全投入增加，可以增加原产出。换句话说，输入指标的松弛 变量不为o ，表明该松弛变量对应的输入要素对输出发挥作用不充分。 若s 气：0 ，s q o ，表明在决策单元中的投入不变的情况下，就可以提高安全 投入，即输出指标的松弛变量不为0 ，表明该松弛变量对应的产出指标未达到最 好效果，存在产出冗余。 3 6 本章小结 本章的主要内容有： ( 1 ) 简单介绍炼油厂的基本工艺，熟悉炼油厂的工艺流程为安全投入产出 表中部门的划分做基础。 3 7 第三章炼油厂安全投入产出模型的建立 ( 2 ) 提出安全投入产出分析的主要步骤。 ( 3 ) 根据前述理论，建立适用于炼油厂的安全投入产出表。 ( 4 ) 建立安全投入决策模型，分别介绍三个子模型，为实例分析中的安全 投入决策提供理论基础。 ( 5 ) 建立炼油厂安全投入产出模型及其相关分析，为实例分析提供数学模 犁。 3 8 中国石油大学( 华东) 硕十学位论文 第四章炼油厂安全投入产出模型的实例解析 本章主要是将建立的安全投入产出模型应用到实际中，选取的研究对象是山 东省某炼油厂，经过三次数据收集过程，最后统计到7 0 的直接数据和3 0 的 需要转换或计算的数据，依据这些数据编制安全投入产出表，然后得出安全投入 产出模型，最后进行安全投资决策分析。 4 1 研究企业简介 该炼油厂原油加工能力为3 5 0 万吨年，年开工8 4 0 0 小时，原油是以马林原 油和多巴原油1 ：1 比例的高酸原油，全场共分成六个车间，拥有各类主要生产装 置1 3 套，另外还有油品储运、公用工程等辅助生产配套设施。 表4 - 1 炼油厂各车间和车间内装置表 t a b l e 4 - 1t h er e f i n e r yw o r k s h o pa n de p u i p m e n to fw o r k s h o pt a b l e 车间一联和车问二二联合车间三联合车间聚丙烯车间锅炉车间 装 常减压减 加氢精制装置 一氧化碳 置 粘联分装置 催化重整装整 锅炉装置 重油催化苯抽提装置聚丙烯p s a 变压吸 名裂化装置电化学油品精制装置装置附制氮装置 称 气体分馏装置 酸性水汽提装置 空压站 硫磺回收装置 4 2 炼油厂数据收集 有两种方法可以收集安全投入产出表的数据，一是从表的投入方向或者产出 方向单方向的收集；二是从两个方向同时收集，之后再互相校验。本文中的数据 是从投入方向收集，再从产出方向进行检验、平衡。 本文建立的炼油厂安全投入产出表是以一年为周期的价值型投入产出表，大 部门企业统计资料较多的是