企业生产与安全协同动力机制研究

摘要：文章针对企业生产系统的非线性非平衡的特性，利用熵理论对企业生产与安全协同动力机制进行了研究分析，结果表明，企业生产系统是一个耗散结构系统，通过从外部环境引入负熵流即以技术创新和管理创新等方式，形成协同发展的主动力和从动力，增强企业生产与安全协同动力的内能流流动，预防企业安全事故的产生，提升企业的生产安全水平。

关键词：企业；耗散结构理论；熵理论；动力机制；安全

一、 前言

企业生产系统是一个多工序、多环节的综合性系统，涉及到生产过程的复杂性、工作的群体的多特征性、生产设备的可靠性和工作环境多变性等，这些因素的存在造成了发生事故的可能性，且由于因素间存在有相互作用的正反馈和负反馈效应，形成因素间的复杂的非线性关系，因此，企业生产系统是一个包含生产要素集聚与安全要素扩散的非线性非平衡系统。而目前对于企业生产系统研究主要是基于封闭、静态的传统线性思维方式进行的，没有考虑其非线性非平衡特性，这不仅不能揭示企业生产与安全协同的内在机理，更谈不上实现真正意义上的企业生产与安全协同。因此，必须采用开放、动态的现代非线性思维方式取代封闭、静态的传统线性思维方式。

企业生产系统的生存和发展需要与外部环境进行以物质、能量和信息为主的各种能量的动态交换，是一个各种因素彼此渗透与互相制约的非线性非平衡系统。研究企业生产与安全协同动力机制，主要是对推动企业生产系统由危险向安全发展的各种动力及其规律的认识，熵理论通过系统熵流与熵产的变化规律的来解决非线性非平衡系统中存在的问题，因此，本文采用熵理论对企业生产系统进行生产与安全协同动力机制研究，对于明晰企业生产与安全协同动力机制和避免企业安全事故发生具有十分重要的实际意义。

二、 企业生产系统耗散结构特征

1. 耗散结构理论。当一个远离平衡态的非线性的开放系统，以与外界进行物质和能量交换方式，获取所需的能量，由于外部条件和系统内部某个参量的变化，当这种变化达到某个限定的阈值形成涨落，系统因此可能发生突变，由原来的混沌无序转变为有序状态。由于这种新的稳定的有序结构，需要耗费外界物质或能量才能维持，因此称之为“耗散结构”（Dissipative Structure）。一个系统属于耗散结构，则要符合开放系统、远离平衡态、非线性相互作用和涨落四个基本条件。

2. 熵及熵变模型。熵是度量系统混乱程度的物理量，随着熵值的增大，系统的无序程度也会增加。要降低系统的熵值，才能使系统向有序方向演化。根据热力学定律，耗散结构理论创始人普利高津给出了总熵变表达式：

dS=dSf+dSg（1）

式中，系统的总熵变dS是由系统与外界的熵交换 dSf（称为熵流）和系统内的熵产生dSg（称为熵产，具有非负性）两部分组成。外界给系统注入的dSf熵流可为正、零或负，这要根据系统与其外界的相互作用而分析，从总熵变公式可知：仅当dSf<0且|dSf|>dSg时，dS<0，这时开放系统的总熵变不断减少，系统处于有序演进过程中。

3. 企业生产系统内能流与外能流。在企业生产过程中，生产安全系统的能量流动可分化外能流和内能流两种方式：（1）外能流。是指在企业生产系统外部流动，不能被企业生产动力系统所利用的能量，主要包括事故因素、管理因素、装备因素、人员素质因素、环境因素等产生的能量流。（2）内部能量流动（简称内能流）。是指流入到企业生产系统后，转变为企业生产动力系统能够利用的那部分能量。外能流和内能流两者关系如图1所示。

安全系统理论认为，导致事故产生的基本因子是“人—机—环境”三个方面。在图1中，为了维持企业生产正常运转，内能流中有一部分能量主要是沿“机—环境”传递的，称之为“机—环境”能流。“机—环境”能流包括事故因素、装备因素、环境因素、等能流；另一部分能量主要是沿“人”传递的，可称之为“人”能流，包括人员素质因素、管理因素等能流。在企业生产系统的能量流动中，“机—环境”能流与“人”能流是交织在一起，没有明显的区分。同时由于管理和人员因素有一定的主观性，而事故、装备和环境因素有一定客观性，因此，主观协同和客观协同也相互交织，共同作用于系统内。

4. 企业生产系统是一个耗散结构。企业生产系统符合耗散结构基本条件。首先，企业生产系统是一个开放系统，企业要进行正常的生产活动，必须与外界环境产生物质、能量和信息的交换；其次，企业生产系统远离平衡态，其事故因素、装备因素、环境因素、人员素质因素等方面产生的能量流处于动态的不平衡态；再次，企业生产系统内部各要素和子系统间相互制约、相互推动形成非线性关系；最后，企业生产系统由于不断受到外界环境的影响，会出现无数个小涨落，最终形成巨涨落，会出现更有序的状态，形成新的耗散结构，推动企业生产系统向安全方向发展。

三、 企业生产系统安全动力机制分析

突破企业生产系统当前安全的“瓶颈”的主要途径应是通过创新，增加企业生产系统内能流，从而在企业生产系统中引入负熵，实现企业生产系统的熵减。具体的企业生产安全动力系统框架如图2所示。

1. 企业生产系统安全的动力引擎。由技术创新、制度创新和管理创新组成的创新体系是不断提升企业生产系统的安全水平的动力所在也是增强企业生产系统的内能流功能的源动力。企业生产系统技术创新是推动企业安全管理水平的源动力之一。“科技兴安”的提出，可见科技水平对安全的重要性，企业在安全管理过程中，无论是设备创新还是工艺创新，都能有效地促进了企业生产系统安全管理水平的提高并且对行业安全水平会产生了深远影响。

制度创新和管理创新对企业生产系统安全水平的提高至关重要。目前有些企业，存在严重“寻租行为”和制度配置的不公允性现象。因此，从宏观上政府必须进一步完善包括行业法律、劳动法、行政许可法等在内的一套法律体系，尽量避免企业安全立法供给短缺以及有效的实施机制缺失等情况出现；从微观上企业本身还要根据自身的安全生产情况和行业的特点，根据安全管理的发展趋势，制定出一套适合企业的创新型安全管理制度。

2. 企业生产系统安全的主动力分析。企业的生产安全水平的高低与企业的科技发展水平和管理水平直接相关，因此，科技现代化和管理现代化是推动企业生产系统安全的主要动力。

科技现代化要求企业生产系统的科技水平的具有先进性，这需要资本、人力、环境和技术等各要素在企业生产系统中进行优化组合，来提高企业整体的生产安全水平。科技现代化的实现会加速管理现代化的进程，而管理现代化产生的科学管理理念，也会有益于科技现代化的推进，两动力的相互作用和影响，形成先进的企业安全文化，企业安全文化的建立和完善，形成巨大的辐射和吸引作用，产生了巨大的拉力。其大小与企业科技现代化和管理现代化水平成正比，与科技、管理的现代化程度和欠现代化程度之间差距的平方成反比。

企业生产系统现代化子系统对企业生产系统欠现代化子系统会产生强大的拉力作用，产生拉力作用的内在原因是生产安全水平和劳动者素质的不断提高，其中劳动者素质是最重要的因素，对企业生产与安全协同过程产生重要的影响。先进的设备具有本质安全化，使企业的生产安全水平得到提高，企业如果投入更多的时间和精力来培训劳动者，使劳动者安全素质得以提高，将进一步提高企业生产与安全协同的水平。可用图3表示。

在图3中，企业生产与安全协同过程主动力由两个部分组成。首先，科技现代化和管理現代化中的因素对欠现代化子系统产生方向产生拉力作用，同时，后者中的因素对前者产生推力作用，使得企业生产与安全协同过程具有相当大的主动力。企业生产系统欠现代化子系统通过吸收负熵流，即技术创新、制度创新和管理创新的成果，逐渐转变为现代化子系统。目前，欠现代化子系统中的劳动生产率以及劳动者科技现代化素质还很低，如果不致力于改善这两个方面，那么这种推动作用将会不断减弱直至消失。企业生产与安全协同系统无动力可言。

3. 企业生产系统安全的从动力分析。在企业的生产与安全协同过程中，除受到上述的主动力作用以外，还受其它一些外部力的作用。主要有以下几种：

（1）相关政府部门的监督作用力。政府监管乏力是导致经济运行中企业出现各种事故的重要原因。虽然政府部门制定了企业安全生产法规方面，明确企业是安全生产工作的主体，但政府监督的作用不够突出，如存在企业的监管力度不够和对事故的违法成本偏低等问题。因此，需加大政府的监督作用力来提高企业的安全生产水平。

（2）民间资本带动作用力。企业的安全发展，很大程度上依赖于资金投入的多少。安全投入减少使得安全科技、安全设备和安全管理等各方面严重不足。民间资本的流入有利于增强企业的安全投入，促进管理现代化和科技现代化的发展。因此，可以通过创新投融资制度，在保证民间资本能够有长期稳定的利润的前提下，将民间资本引入到企业安全发展的薄弱环节，解决企业长期安全投入的不足，有效提高企业安全水平。

（3）信息化管理的带动作用力。安全管理目前正从传统的事后追踪变为事前的预防控制，信息技术的应用为解决这种事故处理模式的转变提供了技术支持，利用计算机安全监测系统可以及时处理和反馈生产安全信息，能及时发现事故隐患，使安全决策更科学。因此，信息化管理必将推进企业生产与安全协同进程。

四、 结论

在企业生产与安全协同发展过程中，企业生产与安全协同动力系统的构成不但影响到系统协同发展进，而且由于系统各要素之间的相互联系和相互作用形成有力的动力机制，推动企业生产安全水平的向前发展。

1. 本文运用熵理论和耗散结构理论分析企业生产系统，结果表明：企业生产系统是一个包含生产要素集聚与安全耗散的耗散结构系统。运用上述理论对系统的生产与安全的动力机制进行分析是可行的。

2. 利用熵变理论对企业生产与安全协同动力机制进行分析，结果表明：通过技术创新、制度创新和管理创新等，企业生产系统中的欠现代化子系统可从外部的环境引入负熵流，增强内能流流动，从而在很大程度上增长企业生产与安全协同发展的主动力以及从动力。全面提升企业的生产安全水平。

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作者简介：吴超，中南大学资源与安全工程学院教授、博士生导师；王爽英，中南大学资源与安全工程学院博士生。

收稿日期：2012-04-13。

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