飛機維修人為差錯分析及解決方法研究

隨著飛機的誕生，航空維修也隨之出現(xiàn)。航空維修是航空工業(yè)的物質(zhì)基礎，飛機維修的質(zhì)量決定了飛機的安全性和可靠性。飛機主要由人維護，人的因素直接影響航空維修的質(zhì)量，因此加強航空維修中人的因素的研究具有重要意義。從歷史上看，50年前飛行事故的主要原因是航空技術不完善、飛機設備不可靠、工飛機設備失效而造成的飛行事故大大減少了，相比之下，人為因素成了當今飛行事故的主要原因。顯然，這必將促使人們?yōu)樘岣吆娇瞻踩降呐裹c轉(zhuǎn)到人為因素。本文介紹了人為因素的定義，為什么要研究人為因素，分析航空維修中的人為因素，根據(jù)性質(zhì)進行分類，以及其表現(xiàn)形式。舉例由相關人為因素造成的事故，根據(jù)reason模型分析了事故原因。同時介紹了如何預防人為差錯以及如何管理。最后提出了完善航空安全體系的建議，提高航空運輸業(yè)的安全性。關鍵詞：飛機維修人為因素reason模型AnalysisandsolutionofaircraftmaintenancehumanerrorWiththebirthofaircraft,aviationmaintenancealsoappeared.Aviationmaintenanceisthematerialbasisofaviationindustry,thequalityofaircraftmaintenancedeterminesthesafetyandreliabilityofaircraft.Aircraftismainlymaintainedbyhuman,humanfactorsdirectlyaffectthequalityofaviationmaintenance,soitisofgreatsignificancetostrengthentheresearchonHistorically,themaincausesofflightaccidents50yearsagowereimperfectaviationtunreliableaircraftequipment,workfailureandothofaviationtechnology,greatchangeshavetakenplaceinthefunctionalcompletenessandreliabilityofaircraftequipment.Incontrasttothedramaticreductioninaccidentscausedbythefailureofaircraftequipment,humanfactorsarenowthemaincauseofairaccidents.Clearly,thisisboundtoshiftthefocusofeffortstoimproveaviationsafetytohumanfaThispaperintroducesthedefinitionofhumanfactors,whytostudyhumanfactors,analysisofhumanfactorsinaviationmaintenance,accordingtothenatureofclassification,anditsform.analyzedaccordingtothereasonmodel.Italsointroduceshowtopreventhumanerrorandhowtomanageit.Finally,someSuggestionsareputforwardtoimprovetheaviationsafetysystemandimprovethesafetyoftheaviationtransportationindustry. I I 11.1研究背景 1.2研究目的與意義 22航空維修 22.1過程與策略 32.2維修思想 33人為因素分類 43.1定義 43.2人為因素模型 43.3分類根據(jù) 3.3.1基于知識 53.3.2基于技能 53.3.3基于規(guī)則 3.4差錯的表現(xiàn) 64差錯分析 64.1安全評估體系 64.2事例分析 4.2.1事例1 84.2.3利用reason模型分析 5解決方法 95.1維修差錯預防原則 5.2維修差錯管理原則 5.3事故責任追究原則 6.1總結(jié)與建議 6.2展望 參考文獻 錯誤!未定義書簽。1安全是民航永遠的主題，永遠須先確保航空器與相關人員貨物的安全，其次才能提高其他效率和利益。航空維修伴隨著航空業(yè)的興起而發(fā)展，維修的質(zhì)量直接影響到飛機的壽命以及人的安全。在維修中，人是最活躍最重要的因素，不論在什么環(huán)節(jié)，都是以人為中心來考慮的。而且飛機的數(shù)量與種類依然在不斷增加，從2000年到2005年，中國就增加了340架民用飛機，而且五年后數(shù)量增加到1600多架。這意味著民航維修人員的數(shù)量將從原來的5萬人增加到20萬人以上。巨大的人員需求量如果沒有一套控制差錯的體系，必然會導致一系列不安全維修的問題出現(xiàn)。近30年來，繁忙的空中交通運輸使得安全問題成為人們關注的焦點，根據(jù)經(jīng)驗，大眾媒體對于航空事故的擔憂比普通地面交通工具更以及對整個航空安全的質(zhì)疑。根據(jù)調(diào)查，近十年來我國航空事故的很大一部原因是維修人員的差錯。通常來講，航空安全因素大部分都指向一些交通管制員與機組人員。隨著我國以及全球空運量增長，為了保證企業(yè)的效益與航班的正點率，給了維修人員很大的工作壓力。因維護不當造成的事故比例也在顯著增加。影響航空安全的主要因素逐漸指向航空維修中的人為因素。20世紀初至今，人為因素在航空事故比率如下圖(見圖1-1)。圖1-1航空事故比率在20世紀最后30年，有關航空安全的統(tǒng)計顯示，全球大型噴氣式飛機安全事故比率程明顯下降趨勢，尤其是由于技術不斷進步和先前的事故總結(jié)，與最初噴氣式飛機投入商業(yè)飛行的時候相比安全性有很大的提升。1959年統(tǒng)計的運輸類航空事故中，每百萬次起落就會出現(xiàn)高達30次左右的人員傷亡事故。直至今日，世界上噴氣式飛機的數(shù)量已達過去的六倍，起落次數(shù)是以前的七倍。就事故率而言，每百萬次著陸和起飛大概會發(fā)生三起2事故。在20世紀九十年代，人為因素理論由國外的專家學者和維修企業(yè)傳入我國的機務系統(tǒng)，可以明顯的降低事故發(fā)生的概率，保障飛行器與人的安全。因此，無論是從安全角度還是從成本控制角度，民航機務維修都必須密切關注人為因素，對維修中的人為差錯進行研究有著重要意義。目前來看，人類的日常生活已經(jīng)離不開航空器，在諸多的交通工具里，航空器往往意味著更高的效率與更高的安全要求。隨著飛機的誕生，航空技術和科學的飛速發(fā)展，飛機本身造成的事故隨著技術的進步而減少，對維修人員的相應要求也逐漸提高，但航空維修的一個重要的本質(zhì)沒有改變，那就是不管設備與程序是否越來越自動化，絕大部分的維修工作依然由人來完成。不論航空器如何先進，人始終是復雜系統(tǒng)中的核心。然而人受到心情緒、行動多方面因素決定，由此可見，人是會發(fā)生錯誤的，而且錯誤是人類行為正常的構(gòu)成部分。不可否認航空安全由多方面影響，如惡劣的氣候條件，不滿足要求的設備的質(zhì)量，地面指揮及保障的過失等等。據(jù)統(tǒng)計，在世界上所有航空事故案例中，航空維修差錯占比85%,此外有50%的航班延誤和取消、80%的偏離跑道和80%墜機事故均與維修有關，而其中人為導致的差錯占比80%。與飛機機械故障相比，由人為因素引起的飛行事故更加致命，破壞性更強，相應的后果與原因更值得我們深入反思探討。由此可見，人為因素研究依然存在很多不足之處。要求人在維修過程中完全不出差錯是不現(xiàn)實的，但是有必要分析航空維修差錯的原因與特征，并提出相應的合理有效的預防方法。實現(xiàn)安全和效率的最終目標。2航空維修航空維修是指為了保證飛機的安全，對飛機及其技術設備進行必要的維護和修理，也是保持飛機可靠性的前提和必要條件，是現(xiàn)代航空業(yè)的重要組成部分。至2010年，中國民航共擁有各類運輸飛機1600余架(各類備份及運行發(fā)動機3600余臺)。發(fā)展迅速的中國民航維修行業(yè)，使得2010年中國民航維修市場總量達到23.2億美元，占世界 (Maintenance,Repair&Operations)市場的5%,我國民航維修市場的增長速度已達世界第一。3目前應對大型儀器設備主要采用三級維修體系制度。通常也叫小修、中修頓與大修。三級部門各自履行職責，做好維修工作。三級維修體制與以往的維修策略已有很大不同的維修方式。(1)一級維修為視情況維修，主要由設備自設的檢測程序為主，即簡單的故障自行維修。(2)二級維修是指有快速隔離故障設備并在內(nèi)場進行更換的能力。需要注意的是，它對故障診斷的要求不太高。(3)三級維修即航空器上的大故障，難題，需以生產(chǎn)廠家與經(jīng)銷商為依托的維修，目前應該逐漸改變需要依靠廠家才能進行檢測與維修的情況。目前使用的三級維修模式體制：(1)每架飛機任命一個機組負責，機械師負責機組管理，對飛機進行故障排除與日常維修。(2)每個機組配備一定數(shù)量的專業(yè)人員進行管理并自成體系。盡管部分差錯不會直接影響到安全，但負責日常管理與維護時很容易出現(xiàn)部分危險的差錯，會直接影響飛機安全。為了保障多架飛機同時執(zhí)行飛行任務，對多架飛機進可能會出現(xiàn)疏于管理，工具競爭，疲勞工作，大大降低故障診斷力，不恰當?shù)呐虐?、加班時間更是會直接影響人員工作效率。主要的維修策略包含5種。(1)故障的發(fā)現(xiàn)，有效預防隱藏的故障，降低故障造成的風險以及對其他周圍部件的不良影響(2)基于時間的維修，決定于對部件的故障規(guī)律的了解程度，在不考慮部件狀態(tài)的情況下，按照設計工齡期限檢測維修(3)基于設計的維修，涉及直接改進完善設計上的缺陷，發(fā)現(xiàn)錯誤與問題固然重要，但如果能思考引起這個問題的本質(zhì)原因，通過直接解決設計上的問題來避免反復維修，能夠極大降低工作量與維修費用(4)基于狀態(tài)的維修，事實上大量故障不會突然發(fā)生，它一般會發(fā)展一段時間，需提前安排人員檢測維護(5)基于故障的維修，是等到故障發(fā)生后的措施，不屬于預防性措施，但本質(zhì)上是讓部件恢復到規(guī)定的技術狀態(tài)，預防二次損傷。每一個環(huán)節(jié)都需要考慮維修中的人為因素，需要明確各種策略的優(yōu)劣，針對航空部件安排合理的維修策略，提高安全性與維修效率。不論是維修理論還是維修思想，在飛機誕生以來經(jīng)歷了一系列變化，飛機的制造技術越來越復雜，維修手段不斷進步。通過吸取幾十年的維修經(jīng)驗，現(xiàn)代航空業(yè)的維修觀念發(fā)定期檢查、定期維護翻修有關，這種預防性維修思想體現(xiàn)在頻繁的定期全面維修上，這種思想一直持續(xù)到50年代末。如今，維修理念中心是可靠性。通過對飛機可靠性的綜合分析，針對不同的部件和不同的損傷采取不同的維修方法和策略，是一種現(xiàn)代科學維修的思4想，力求以最少的資源保持裝備的可靠性。現(xiàn)在引入了(1)主動維修思路，在故障發(fā)生前去檢修，而不是等待周期性檢查，是可能(2)現(xiàn)代信息化維修思路，將各種維修信息通過數(shù)字化轉(zhuǎn)變，能夠?qū)崟r傳遞維修信3人為因素分類3.2人為因素模型研究人為因素的代表性模型——SHEL模型。最初由ElwynEdwards教授在1972年提模型(圖3-1)。具體形象得展示了現(xiàn)代生產(chǎn)的脆弱主要指機器與設備；軟件(S),指程序與符號等；生命件(L),工作人員；環(huán)境(E),HHE5圖3-1人為因素SHEL模型在該模型中，最容易發(fā)生差錯的位置是中心界面的人與其他界面的鏈接處，界面之間的匹配或不匹配與其本身的特征同樣重要，人為差錯的根源可能是其中的一種或幾種界面的不匹配，可對維修中的人為因素進行分析。另外一個出自于書《Humanerror》中的reason模型(圖3-2)是由JamesReason提出的用于分析人為因素的代表性模型，ICAO也推薦過此模型，使其成為航空事故調(diào)查與分析的理論模型之一，也是現(xiàn)行工業(yè)標準。通過該模型我們認為差錯導致的事故不是單單由直接操作人引起的，需要用不同的層面把事件組織活動劃分成連續(xù)幾層的整體分級管理，每個層面上漏洞看做是不安全行為，而不安全因素就像一顆子彈剛好穿過每層上的孔洞導致事故。同時看出顯性與隱性因素作用的結(jié)果。如果能夠在任何一個阻斷屏障上做好規(guī)產(chǎn)生的條件規(guī)產(chǎn)生的條件違規(guī)事故序等圖3-2事故致因reason模型當維修人員面對一個陌生的復雜問題時，沒有參考程序也沒有處理經(jīng)驗，會容易出現(xiàn)基于不牢靠的知識的錯誤。記憶中不全面的或是不準確的知識都會影響維修中人的判斷力。對于不熟悉環(huán)境，應當要求不斷積累經(jīng)驗。基于知識的差錯通常會表現(xiàn)為(1)沒有按要求完成任務，缺少環(huán)節(jié)；(2)由于錯誤處置多做了不應該做的事情。當維修人員面對一件能熟悉操作的工作時，容易不下意識思考得去完成工作，類似于機器的自動化。主要會出現(xiàn)(1)由于疲勞或精神疏忽，使平常很輕松完成的工作出現(xiàn)差6錯；(2)沒有恰當?shù)猛瓿扇蝿?，行動的結(jié)果與開始的目的不一致，維修沒有完成。當維修人員面對熟悉的子程序時，會有意識得被法規(guī)程序控制。也就是在執(zhí)行程序時對當前狀況進行了錯誤的判斷，采取了錯誤的法規(guī)，錯誤的操作程序。由于法規(guī)是爭對各種情況制定的能讓人做出相應正確操作的規(guī)章制度，在人采取行動前，若是錯誤判斷了狀況而應用了錯誤的法規(guī)，就會發(fā)生基于法規(guī)的人為差錯。主要表現(xiàn)為(1)在相應法規(guī)程序中，沒有完成本該完成的任務；(2)采取錯誤的法規(guī)，為處置錯誤。(3)規(guī)則本身存3.4差錯的表現(xiàn)(1)察覺發(fā)現(xiàn)錯誤，如警示情報標識等，錯過不易被察覺的關鍵信息或是錯誤理解，誤聽錯讀一些參數(shù)。(2)認知上的錯誤多和法規(guī)與知識兩個方面有關，對資料模式的錯誤理解，綜合不全面的資料，誤解資料之間的關系。(3)目標建立上的人為差錯屬于基于知識的差錯，建立了錯誤的目標，目標間相互沖突或是沒有成功建立優(yōu)先目標。(4)策略上的差錯也屬于基于知識的差錯，當遇到能夠被解釋的故障模式時應用的程序或經(jīng)驗不適當，故為策略差錯(5)行動上的人為差錯指擅自進行改動的行動。缺乏協(xié)調(diào)與較差的專業(yè)維修技術，以及非故意的不成功行動。(6)通常違反一般能直接導致故障甚至較大的航空事故，不論違反行為的嚴重與否，對都是航空事故的重要隱患。4差錯分析利用事件樹進行分析評估，事件樹是一種能清楚表示復雜事件發(fā)展過程的決策樹，能夠十分清楚地發(fā)現(xiàn)各個環(huán)節(jié)各個層次的人為因素對航空維修安全的影響。引入主要的人為因素事件樹(圖4-1)。7定好等等。根據(jù)前面的reason模型來看，在每個工作中都必須盡量消除這些差錯。在一1990年6月10日，英國航空5390號班機發(fā)生事故。英國航空5390號班機是英國航空一條由伯明翰前往西班牙馬洛卡的定期航班，機型是英國航太BAC-111。當日，飛機在爬升至5300米高度時，駕駛艙突然一聲巨響，機身立即失壓，機長所坐的左前方擋風玻璃脫落，上半部分身體被強大的氣流拋出駕駛室，懸空在飛機外。駕駛室門被沖開，機長在低溫稀薄的空氣沖擊下失去意識。副機長開始進行經(jīng)濟著陸，向塔臺宣布緊急狀態(tài)。最后航機安全降落，機長受凍傷割傷以及身體多處骨折，機上87人全部生還，受傷2人。調(diào)查人員發(fā)現(xiàn)，事故發(fā)生前27小時，飛機擋風玻璃被維修人員更換，并由維修部門通過。然而，安裝在擋風玻璃上的90個螺釘中，有84個直徑為1毫米，比標準螺釘小；另外6個長度為3毫米，比標準螺釘短。調(diào)查人員透露，先前更換的擋風玻璃安裝了不合格的螺絲。當時維修部門以“盡量相似”為標準，但沒有查閱飛機的維修檔案。當機艙內(nèi)外氣壓不同時，擋風玻璃最終無法承受這種氣壓，導致爆炸性減壓。82005年8月14日，太陽神航空522號航班發(fā)生事故。該航班是太陽神航空波音737-300客機，機身編號5B-DBY,此架飛機是使用不到十年的新飛機。據(jù)報告，當日飛機起飛不久，空調(diào)系統(tǒng)便出了問題，接著與地面失去聯(lián)系。一小時后，希臘空軍派出的兩架F-16戰(zhàn)斗機的飛行員在高度約10300米處發(fā)現(xiàn)飛機，看到副飛行員昏迷不醒地躺在駕駛艙的儀表板上，而另一名飛行員沒有找到。一個人正在試圖控制飛機。無人駕駛飛機最料墜毀。機尾先著地，機身翻了500多米，然后停了下來。除了機尾整個飛機都成了碎片。機上115名乘客及6名機員全部罹難。動模式”,飛行員也沒有注意到。當飛機以“自動駕駛模式”爬升到4000米以上時，由于飛機上的增壓系統(tǒng)一直處于手動模式，導致機艙空氣稀薄，氧氣不足，無法自動增壓。正常情況下，飛機在高空失壓時，應降到含氧量高的空域。然而，由于機長和副駕駛不知道機艙內(nèi)的壓力損失，他們誤認為是飛機上的空調(diào)壞了，沒有戴上氧氣面罩，所以很快就失去了知覺，處于昏迷狀態(tài)，導致無人駕駛飛機，飛機會一直以自動駕駛模式爬升。機長可能已經(jīng)離開座位，檢查駕駛艙后面的空調(diào)是否有問題，并因缺氧而暈倒。無人操控下的英航事故的直接原因就是最后更換擋風玻璃的維修操作，但reason模型指出事故的發(fā)生是由不安全的組織因素、不安全的航空維修、不安全的預先處理方式和不安全監(jiān)督等引起。事故背后的深層次原因就是人為的隱性因素。機場管理部門監(jiān)督不力，飛機擋風玻璃存在設計缺陷。維修部門沒有受到約束，沒有按照規(guī)定的維修程序進行維修，以“相似”作為準則，不考慮維修檔案。維修人員也毫無責任心地直接使用不合標準的零件。種種漏洞，使得各層安全防御被突破，發(fā)生事故。應當吸取教訓，修補在各個層次上出現(xiàn)的安全漏洞，只要任何一環(huán)能夠采取有效措施防范事故通過，事故就會被消除或制止。針對人為因素的特點加以預防，保障航空安全。太陽神航空522號航班事故的主要因素依然是地面維修人員的操作，機艙加壓測試結(jié)束后忘記改為“自動模式”,但列出主要影響事故的層次結(jié)構(gòu)(圖4-2)發(fā)現(xiàn)，事故的主要原因是不完備的維護，計劃中的監(jiān)管不足，此外還和人的記憶失誤，認知偏好，交流溝通不足有關。針對分析結(jié)果，必須建立優(yōu)良的安全文化，預防此類事件。9錯與管理有關與組織有關與人有關5解決方法5.1維修差錯預防原則完全杜絕差錯是不可能的，墨菲定律解釋了關于差錯的本質(zhì)，凡是有可能搞錯的地方，一定會有人搞錯，當做某件事情，一定會有人做出一種錯誤做法。一個事件如果有大于零的可能性會發(fā)生，那么就不能假定不會發(fā)生。但正常情況下，人是不會犯錯誤的。要減少事故的發(fā)生，就需要在維修中不能放任各類不安全事件的發(fā)生，也不能放任一般差錯事件的發(fā)生。應該客觀和科學地面對所有差錯，采取對策進行有效控制，采用主動手段預防差錯。維修差錯預防原則是以人為本，犯錯是人類的天性，人類的行為會導致犯錯，而行為受各方面的影響，可根據(jù)馬斯洛需求層次理論(圖5-1)進行解釋。愛圖5-1馬斯洛需求層次金字塔馬斯洛需求層次理論從人的角度出發(fā)，去解釋與研究人的行為。在工作環(huán)境中周邊環(huán)境對維修人員的影響至關重要，不安全的環(huán)境，令人不安的環(huán)境，沒有認同感的環(huán)境都能影響人的行為。因此預防差錯的原則需要采取(1)人員措施；(2)現(xiàn)場因素與措施；(3)組織措施。分別從個人與團隊、子系統(tǒng)層面與系統(tǒng)層面入手。重點解決可能引發(fā)差錯的工作現(xiàn)場因素與處于工作環(huán)境中的人的因素。現(xiàn)場環(huán)境因素包含文件的問題、時間的壓力、工具的保管、合適的工具和程序上的問題等等。往往出差錯的人會有溝通不良、資源不足、分心疲勞、缺乏團隊合作、壓力過大或盲目自信等等問題。圍繞人為因素的基本要素，可對維修人員進行人為因素培訓，進行差錯管理和人類工程學審查解決。要明確大部分差錯是可以控制的。差錯的發(fā)生一般是由一系列誘因引發(fā)，管理差錯應達到預防差錯、降低差錯再次發(fā)生、降低差錯造成的后果與制止事故發(fā)生的目的。期間要不斷得學習和提高，測量與評估，鼓勵主動學習，轉(zhuǎn)換教學環(huán)境和宣傳企業(yè)安全文化等。訓練培養(yǎng)優(yōu)秀的團隊去理解人為因素，鍛煉溝通技能，培養(yǎng)團隊合作精神，理解工作維修體系，規(guī)范化，程序化。在管理維修差錯上：(1)打破責備怪圈，以科學的方式對待差錯，犯錯并不可怕(2)采用系統(tǒng)方案來管理差錯，面對相似差錯時能夠部分借鑒(3)差錯管理是