郝世绵，程淑平，胡月英
（安徽科技学院，安徽滁州233100）
摘要：针对机械生产人员安全行为形成受多种因素交互影响的问题，提出了一种基于模糊数学和DEMATEL法耦合的机械生产人员行为形成关键因子量化分析方法。首先，运用行为形成因子分析方法确定机械生产人员作业行为影响因素，构建了包含5个因子大类和24个因子因素的机械生产人员行为形成因子体系，然后运用三角模糊数表征因素间的关联程度，并通过问卷调查获取数据，从而借助DEMATEL法构建机械生产人员行为形成关键因子分析模型。最后，通过一个算例，说明所提出分析模型的运用过程。结果表明，所建立的方法可以定量确定机械生产人员行为形成关键因子。
关键词：行为形成因子；机械；DEMATEL；模糊数；人员
中图分类号：X92 doi: 10. 11731/j．issn．1673 -193x．2016. 02. 034
0 引 言
机械生产行业存在着安全生产事故高发的风险，相关统计表明，机械生产企业年事故发生多达数百起，这些事故由不安全行为或者人因失误导致的约占65%。而人因可靠性理论认为“人员的不安全行为和失误是由作业人员所在的情境环境诱发的”。为此，通过对影响人员行为形成的情境环境进行辨识，并构建关键情境环境因素分析模型确定关键因素，为行为矫正提供理论指导进而降低机械生产人员人因失误可能性，具有其重要意义。
目前从情境环境分析不安全行为已受到相关学者的关注，罗晓利等在分析空管人因失误的过程中采用基于情景因素的分析分类系统确定空管人因失误发生的影响因素；李蒙以核电人因事故为研究对象，采用动态的灰色关联分析方法建立了行为成因与人因事故的关系；Chang等运用实证分析方法确定飞机维修技术员人因失误中各行为因子的重要度；Smith等采用行为形成因子和实证分析法确定铁路运营人员绩效的影响因素；李鹏程等采用行为形成因子分析传统情景意识失误发生的环境因素，从而对核电厂人因事件进行分析，建立了传统情景意识失效模型。上述研究成果为作业人员行为影响因素分析和矫正提供了理论和实践指导，但所涉及的主要是交通和核电生产等领域，较少涉及机械领域生产人员行为形成方面的研究，尤其是行为形成关键因素辨识层面。为此，本文从行为形成因子( Performance Shaping Factor，PSF)视角分析影响机械生产人员行为的情境环境因素，并采用模糊数学和DE-MATEL法耦合建模，构建机械生产人员行为形成的关键影响因素，为机械生产人员行为规律分析和矫正提供理论参考。
1 机械生产人员行为形成因子分析
行为形成因子( PSF)是1983年由Swamn提出的一种用以描述对作业人员行为产生影响作用的情境环境因素的方法，是对可能影响人员行为的各种综合情境因素的概括。机械生产人员一般以生产车间为作业单元，并借助一定的生产设备进行协同配合完成机械生产加工任务。由此，机械生产人员的行为形成受到生产车间组织氛围、机械设备、生产作业任务、作业车间环境和作业人员自身状况等诸多要素共同影响。此外，机械生产人员在完成机械生产加工任务的过程中还需要履行组织给定的作业规程或者操作程序，因此，这些作业规程和作业程序也会一定程度上影响机械生产人员的行为。
综上，机械生产过程中对生产人员的行为形成产生影响的情境环境因素包括操作者、机械设备、作业任务、车间组织和车间环境5个大类因子。操作者作为机械生产系统中的行为主体，不仅需要按照既定的任务要求和操作规程完成任务，还需要不断与所处的人机环境进行信息交互、信息判断和信息处理。这就需要操作者具备良好的个性特征和专业知识技能。机械设备是操作者顺利完成机械生产加工任务的工具，其性能状态和人机交互性能是影响机械生产人员作业行为和作业能力的主要因素。作业任务是机械生产人员行为的核心，机械生产人员的所有活动动作都是围绕作业任务进行的，同时作业任务的复杂程度、标准作业时间等任务特征属性也会对机械生产人员行为产生影响。相关人因可靠性研究表明，车间组织是人员形成人因失误或者行为差错的关键因素，约占人因失误和行为差错致因因素的50%，由此可见车间组织对机械作业人员行为形成的重要作用，车间组织主要指车间组织氛围。最后，机械生产人员完成生产任务都在生产车间这一特定的环境下进行，而车间的照明、空气和微气候等作业环境因素都会对机械生产人员的作业行为形成影响，因此车间的作业环境因素也应被纳入行为形成因子范畴。综上所述，笔者结合席永涛、蒋英杰、S．W．Leea等关于行为形成因子细分的研究结果，并综合汪伟忠等关于机械生产加工风险因素分析结果，建立机械生产人员行为形成因子，具体如表1所示。
2 基于模糊DEMATEL的关键因子分析模型
2.1 三角模糊数
机械生产人员行为形成因子包括人员、设备、环境、组织、和任务等因素，这些因素彼此作用交互影响，从而使机械生产人员作业行为呈现复杂特征。人员作业行为的形成复杂性导致在机械生产作业人员行为形成关键因素识别和分析过程中无法利用精确的数值表征行为形成因子间的复杂作用程度，这就需要运用可以刻画行为因子作用关系的模糊数学方法。为此，本文引入给出的关系程度语言变量与三角模糊数转化表（如表2）对行为形成因子间的相互作用程度进行描述。
上述模糊语言变量表可以对专家语义判断进行描述，但为了计算的需要还应实施去模糊化处理。目前去模糊化处理的方法较多，综合考虑计算的简便性和客观性，提出的模糊效用函数进行去模糊化处理。模糊效用函数的计算方法如下：
2.2 基于模糊DEMATEL的关键因子分析
DEMATEL方法是一种综合运用矩阵理论和要素因果关系图分析复杂系统中多个构成要素之间彼此影响程度的有效方法。模糊DEMATEL方法是针对难以运用精确数值描述行为形成因子间相互影响程度的情形，将模糊数学和DEMATEL法耦合的一种行为形成因子间相互作用程度定量化分析方法。该分析方法首先运用三角模糊数描述专家语义信息，并采用去模糊化公式构建行为形成因子的模糊直接影响矩阵，然后借助DEMATEL法计算各个行为形成因子的中心度和原因度，由此分析关键因子。方法的计算过程如下。
1)行为形成因子直接影响矩阵归一化。综合式(2)和式(3)归一化专家语言判断信息形成的行为形成因子直接影响矩阵A，获得行为形成因子直接影响矩阵的标准化矩阵X。
2)计算行为形成因子的综合影响矩阵T。该矩阵T可以通过计算标准化后的行为形成因子的影响矩阵X的几何级数实现，即以式(4)进行变化。
3)计算第i个行为形成因子的影响度(r i)和第j个行为形成因子的被影响度(c i)。采用式(5)计算综合影响矩阵T的行和，即得第i个行为形成因子的影响度；同理，采用式(6)计算综合影响矩阵T的列和，得第j个行为形成因子的被影响度。
4)计算第i个行为形成因子的中心度(m i)和原因度(n i)。
式中，mi是第i个行为形成因子的中心度，表示该因子在机械生产人员行为形成中的重要性。
式中，n i是第i个行为形成因子的原因度，当n i>0时，称该行为因子为原因行为因子，能影响其他的行为形成因子；当n i<0时，则称该行为因子为结果行为因子，表明该行为因子会受其它行为因子影响。
3 算例分析
3.1 数据获取及计算
为了说明本文提出分析方法的实际运用，以安徽某机械公司的机加工车间为例。结合机械生产人员行为形成因子，随机向基层生产管理人员、工程技术人员和一线机械操作人员发放调查问卷100份，调研行为形成因子间的彼此作用程度。本次实地调研回收83份有效问卷，问卷有效回收率为83. 00%，结果以问卷调查的众数统计，具体作用关系如表3所示。
依据表3中的直接影响关系矩阵，运用式(1)对表3中专家语义判断结果进行计算，并采用MATLAB编程软件计算式(2)~(8)，得机械生产人员行为形成因子的综合影响矩阵、影响度、被影响度、原因度及中心度等参数，具体结果如表4和表5所示。
为了更直观分析机械生产人员行为形成因子的因果关系及关键因子分析，本文以行为形成因子的原因度为纵坐标，以行为形成因子的中心度为横坐标，绘制各行为形成因子的因果关系图，如图1所示。
3.2 行为形成关键因子分析
3.2.1 关键原因因子分析
4 结论
1)机械生产人员行为形成过程中受到操作者、机械设备、作业任务、车间组织和车间环境等因素交互作用，且这些因素的具体行为形成因子通过涌现作用外在表现为具体的操作动作。因此，机械生产企业对人员行为规律和行为矫正的研究应该从因子耦合的视角开展。
2)构建基于模糊数学和DEMATEL法耦合的机械生产人员行为形成关键因子分析模型，从原因因子和结果因子两个维度确定了机械生产人员行为形成的关键因素。机械生产人员行为形成的关键因子主要包括安全制度、操作规程、设备可操作性、文化建设、技能状况、作业负荷、作业复杂性和设备健康状况。
3)本文所建立的分析方法虽然可以在数据不足的条件下确定机械生产人员行为形成关键因子，但是确定行为形成因子相互间作用的程度时需要依赖专家语义信息判断，这就导致专家知识和经验丰富程度直接影响分析结果的状况，增加了结果的主观性，如何结合互联网大数据相关技术建立更为客观的分析方法是后续研究的问题。
