（机械电子工程专业论文）基于人因工程的机务保障研究.pdf

中文摘要 机务保障人为差错从人类使用飞机进行民用运输、军事训练和作战以来便 一直存在，以前由于人类对差错的认知水甲限制，一直没能得到有效的管理和 控制。直到1 9 5 0 年人因工程学的诞生，人为因素的研究活动才逐渐展开。随着 人们对人为因素理论的不断发展以及军、民用飞机的频繁使用，机务保障人为 因素的研究重视程度也与日俱增。 在国外以及国内民用航空领域，机务保障人为因素研究工作已经得到了飞 速的发展，人为差错发生率也得到了有效的控制；但在军事领域，由于体制、 组织结构等原因，导致这项工作进展缓慢，人们过多的强调“人”的因素而忽 视航空装备本身、组织以及环境等影响因素，致使人为差错率仍然居高不下， 严重影响了军用飞机的日常训练和作战使用效率。冈此基于人因工程学研究机 务保障系统中的人为因素，预防和控制人为差错是机务保障系统一项重要的研 究内容。 本文首先介绍了人因工程学和机务保障基本知识，以及人为差错的分类和 国内外、军内外机务保障人为因素研究动态和理论成果。考虑到传统人为冈素 理论模型的局限性，对国外应用较为成功的m e d a ( 维修差错决断辅助工具) 和 a d a m s ( 飞机签派和维修安全) 模型进行了应用分析，以及将其引入到军用航空 人为差错研究的初探。 然后依据m e d a 和a d a m s 模型，结合军用航空实际，建立了人为差错 分析框架，采用自下而上的事后管理和自上而下的主动控制的互补统一的方式 来管理控制和减少人为差错。并运用建立的分析框架对两起典型的机务保障人 为差错进行实例分析，运用事后管理和主动控制方式论证分析框架的有效性。 最后出于对机务保障安全体系的考虑，从组织制度、安全文化、人员防差 错能力意识和工作时间及环境方面提出了完善机务安全系统的建议。 关键词：人因工程；机务保障；人为差错；事后管理；主动控制 a b s t r a c t s i n c eh u m a nu s ea i r c r a f tf o rc i v i l i a nt r a n s p o r t ，m i l i t a r yt r a i n i n ga n dc o m b a t ，t h e h u m a ne r r o r so fa i r c r a f tm a i n t e n a n c eh a v eb e e ni ne x i s t e n c e t h eh u m a ne r r o r sh a v e n o tb e e nt og e tt h ee f f e c t i v em a n a g e m e n ta n dc o n t r o lb e f o r eb e c a u s eo ft h ec o g n i t i v e l i m i t st oe r r o r s u n t i l19 5 0 ，d u et ot h e b i r t ho ft h eh u m a nf a c t o re n g i n e e r i n g ，t h e r e s e a r c ho fh u m a nf a c t o r sh a dd e v e l o p m e n ti n c r e a s i n g l y w i t ht h ec o n t i n u o u s d e v e l o p m e n to fh u m a nf a c t o rt h e o r ya sw e l la st h eu s eo fm i l i t a r ya i r c r a f ta n dc i v i l a i r c r a f tf r e q u e n t l y , t h ei m p o r t a n c eo fh u m a nf a c t o r sr e s e a r c hf o ra i r c r a f tm a i n t e n a n c e h a sa l s ob e e ni n c r e a s i n g i nt h ef i e l do ff o r e i g na n dd o m e s t i cc i v i la v i a t i o n ，t h eh u m a nf a c t o r sr e s e a r c hf o r a i r c r a rm a i n t e n a n c eh a sb e e nr a p i dg r o w t ha n dt h e i n c i d e n c eo fh u m a ne r r o r sh a v e a l s ob e e ne f f e c t i v e l yc o n t r o l l e d h o w e v e r , i nt h em i l i t a r yf i e l d ，t h i sw o r kd e v e l o p e d v e r ys l o w l yb e c a u s eo fi n s t i t u t i o n a ls t r u c t u r e ，o r g a n i z a t i o n a l s t r u c t u r ea n do t h e r r e a s o n s p e o p l et o om u c he m p h a s i so nt h e “h u m a nf a c t o r a n di g n o r ea v i a t i o n e q u i p m e n ti t s e l f , o r g a n i z a t i o na n de n v i r o n m e n tf a c t o r s a sar e s u l t ，t h eh u m a n e r r o r s r a t ea r es t i l lh i g h ，i th a ss e r i o u s l ya f f e c t e dt h ed a i l yt r a i n i n ga n do p e r a t i o n a le f f i c i e n c y i nt h eu s eo fm i l i t a r ya i r c r a f t t h e r e f o r e ，t h eh u m a nf a c t o rr e s e a r c hf o ra i r c r a f t m a i n t e n a n c eb a s i n go nh u m a nf a c t o re n g i n e e r i n gi sa ni m p o r t a n tr e s e a r c hc o n t e n ti n o r d e rt op r e v e n ta n dc o n t r o lh u m a ne r r o r s f i r s t l y , t h i sa r t i c l ei n t r o d u c e st h eb a s i ck n o w l e d g e o fh u m a nf a c t o re n g i n e e r i n g a n da i r c r a f tm a i n t e n a n c e ，i n c l u d i n gh u m a ne r r o r sc l a s s i f i c a t i o n ，t h eh u m a nf a c t o r r e s e a r c ht r e n d sa n dt h e o r e t i c a lr e s u l t si nd o m e s t i ca n df o r e i g n ，m i l i t a r ya n dc i v i l i a n a s p e c t s t a k i n gi n t oa c c o u n t t h el i m i t a t i o n so ft h et h e o r e t i c a lm o d e lo ft h et r a d i t i o n a l h u m a nf a c t o r , a n a l y z et h em o r es u c c e s s f u lm e d a ( m a i n t e n a n c ee r r o rd e c i s i o na i d ) a n d a d a m s ( a i r c r a f td i s p a t c ha n dm a i n t e n a n c es a f e t y ) m o d e la b r o a d ，a n dp r e l i m i n a r y d i s c u s st h eu s eo fh u m a nf a c t o rr e s e a r c hi nm i l i t a r ya v i a t i o n t h e na c c o r d i n gt om e d aa n da d a m sm o d e l ，c o m b i n e dw i t hm i l i t a r ya v i a t i o n ， e s t a b l i s hah u m a ne r r o ra n a l y s i sf r a m e w o r k ，u s eb o t t o m u pp o s tm a n a g e m e n ta n d t o p d o w na c t i v ec o n t r o lo fc o m p l e m e n t a r yu n i f i e da p p r o a c ht om a n a g ea n dr e d u c e h u m a ne r r o r s a p p l y i n gt h ea n a l y s i sf r a m e w o r k ，a n a l y z et w ot y p i c a lh u m a ne r r o r so f a i r c r a f tm a i n t e n a n c e ，a n du s et h em e t h o do fp o s tm a n a g e m e n ta n da c t i v ec o n t r o li n c o n t r o l l i n gh u m a ne r r o r si no r d e rt od e m o n s t r a t i n gt h ea n a l y t i c a lf r a m e w o r k f i n a l l y , f r o mt h eo r g a n i z a t i o n a ls y s t e m ，s a f e t yc u l t u r e ，s t a f fa n t i e r r o rc a p a c i t y , w o r k i n gh o u r st oe n v i r o n m e n t ，m a k es o m es u g g e s t i o n sc o n s i d e r i n go ft h es e c u r i t y s y s t e mi na i r c r a f tm a i n t e n a n c e k e yw o r d s ：h u m a nf a c t o re n g i n e e r i n g ；a i r c r a f tm a i n t e n a n c e ；h u m a ne r r o r s ； p o s tm a n a g e m e n t ；a c t i v ec o n t r o l l l i 武汉理工大学硕上学何论文 1 1 课题研究背景 第1 章绪论 自1 9 0 3 年1 2 月1 7 日美国人莱特兄弟发明的世界上第一架飞机以来，世界航 空业自上个世纪2 0 年代以来开始全面发展，航空装备的硬件系统也在不断的革 新升级。在军事航空装备领域里，数量在不断增加，质量也在不断的改进提高。 伴随着军用飞机设计研发的日益复杂精密，航空装备的维修成本以及军用飞机 安全的重要性也跟着水涨船高，对航空装备的可靠性维修提出了更高的要求。 飞机在使用过程中涉及的环节较多，每次发生飞行事故( 或飞行事故征候) 的原因也都不尽相同，其大体上可分为天气原因、飞行员操纵失误、机械故障 以及维修保障不当等。冈此，发生飞行事故( 或飞行事故征候) 的原因可归纳 为以下两个方面：客观原冈和主观原冈。除天气原冈和突发性的机械故障属于 客观原冈外，其余均属于人为主观原因，即由人为冈素引起的失误( 即人为差 错) 而导致的事故( 或事故征候) 。近几十年来，伴随着航空科技的迅猛发展， 越来越多的高新技术应用到航空装备上，航空装备的可靠性和安全性显著提高， 维修保障设备也日益精密。但航空装备维修保障的一个主要方面没有相应改变， 即大部分的维修保障工作还是由机务人员来完成，而人的能力局限性并没有得 到太大改变。据国际航空运输协会( i a t a ) 2 0 1 1 年统计资料表明，由机械原因 引发的飞行事故( 或飞行事故征候) 已经从2 0 世纪初的8 0 降低到了现在的3 ， 而与人为因素相关的飞行事故( 或飞行事故征候) ，却由原来的2 0 增至了现在 的8 0 ，如图1 - 1 所示。 事故发生原因 i 时 图1 1 事故原因随时间变化情况 们一伸砷鲫鲫鲫砷仲删 武汉理工大学硕上学位论文 由机务人员引发的飞行事故( 或飞行事故征候) ，也呈上升趋势，部分飞行 事故( 或飞行事故征候) 正是由于不恰当机务保障造成的。所以，研究人为因 素对机务保障工作的影响，最大限度地降低机务保障工作中的人为差错，是军 用航空追求的目标，同时也是提高飞行安全水甲最直接、最有效的方法措施。 研究军用航空领域机务保障中人为差错发生的原因，确保军用航空装备的 空地安全是航空兵部队的永恒主题。军用航空装备必须符合规定的技术状态， 才能安全可靠地使用。军用航空装备在作战、训练使用过程中，受到各种因素 的作用和影响，其技术状态会偏离规定的使用标准：而根据军用航空装备的维 修保障特点，要求用最短反应时间来保证最大出动强度和持续作战能力，以满 足军事行动中高速度、高强度和持续作战的硬性需求，保证作战、训练任务的 执行和飞行安全。为此，军用航空装备不仅要具备优良的战术性能和良好的可 靠性、维修性、保障性等品质，而且各级航空维修保障部门，必须实施有效控 制和管理各项维修保障工作，使整个维修保障工作能以最经济的消耗取得最满 意的效果。 1 2 课题研究的目的及意义 为保证军用航空飞行安全，近十几年来，空军投入了大量的人力、物力和 财力对航空机务保障人为差错的问题进行分析研究，也一定程度上取得了部分 成果。但是，身为一名航空机务保障人员，作者在近几年依旧目睹了多起由于 机务保障原因人为差错引发的不安全事件，甚至是机毁人亡的严重事故。军用 航空机务保障的安全管理水平和机务人员的综合素质，无法完全满足航空机务 保障应有的标准。本文丰要从人因工程学的角度出发，针对目前航空机务保障 安全管理工作，特别是人为差错多发的态势，对其中的原因进行分析研究，为 航空机务保障领域的管理者和一线机务人员提供一些有参考价值的研究成果， 改善优化管理模式和工作方式，提高航空机务保障工作的安全水平。 安全是军用飞机飞行的生命线，只有保证了安全，才能以高效率获取高效 益的作战与训练。随着科技的不断发展进步，航空航天技术的发展以及新技术 新材料的运用，飞机本身和运行环境硬件、软件的可靠性和安全性都同趋改善 优化，由飞机、发动机机载设备故障引起的飞行事故概率，已从2 0 世纪初期的 8 0 0 降低至现在的3 口。统计资料显示，1 9 9 5 - - 2 0 1 0 年问，航空飞行事故率已降 低至每百万飞行架次大约发生l 起飞行事故，1 9 6 0 - - 2 0 1 0 年的五十年间，以每五 2 武汉理工大学硕上学位论文 年为单位，统计显示，二等以上重大飞行事故万时率呈显著下降趋势b 1 。 尽管在航空安全方面取得了显著的成绩，但是航空飞行领域也存在着一些 不尽如人意的问题，特别是在解决人为差错问题上进展缓慢。目前，世界范围 内航空装备在使用中因装备自身原因发生的飞行事故不断减少，但因维修保障 原因所造成的各类飞行事故的比例却不断增多。美国空军战斗司令部( a c c ) 事 故调查数据显示，无论是民用航空还是军用航空，航空维修保障人为差错是造 成航空器事故和事故征候的主要原因。在世界所有航空事故案例统计中，航空 维修保障差错占到了8 0 5 ，此外，2 0 9 卜3 0 的空中停车也与航空维修保障差错 有关伍1 。因此，采取积极措施，预防和控制航空维修保障差错，对减少飞行事故 和飞行事故征候、保证飞行安全具有十分重要的意义。 当前，空军部队正在面临建设转型，航空装备建设也面临机械化、信息化 复合发展的新形势，编制体制不断调整，武器装备不断更新，官兵思想观念不 断变化。历史经验证明，调整转型时期往往是多事之时，改革任务越重，越需 要重视安全发展。在特殊的历史阶段，挑战与机遇并存，危机与转机同在，新 旧观念碰撞、新旧体制交织、新1 只装备共存，是一个矛盾凸显期和隐患高发期。 这就要求我们必须更加重视安全发展，对安全预防工作进行科学运筹，坚持理 论与实践相结合，使航空装备维修安全工作不断从被动走向主动，从盲目走向 科学。 因此，本文研究的意义在于通过对影响航空装备维修保障安全诸冈素的分 析，查找人为差错产生的真正原冈，准确找出影响装备维修保障安全的症结和 “穴位 ，对症下药，从机务保障人为差错管理、维修保障事故预防和控制和机 务保障安全文化建设着手，提出具体改进措施，为航空装备建设又好又快地安 全发展提供理论支持。 3 课题研究的内容及结构编排 本文从人因工程理论的研究出发，对影响机务保障安全的因素进行分析。 根据军用飞机机务保障在管理人为差错方面存在的问题，全面吸取m e d a 和a d a m s 的经验方法，提出了机务保障人为差错分析框架，采用事后管理和主动控制相 结合的方法，管理机务保障过程中的人为差错。最后提出了完善机务保障安全 体系的建议。因此，论文安排如下： 3 武汉理工大学硕上学位论文 第一章：绪论。介绍本课题研究背景、目的意义和研究内容，并给出论文 内容的编排。 第二章：机务保障中人因工程学分析。 第三章：基于m e d a 和a d a m s 的机务保障人为差错分析框架。 第四章：机务保障人为差错分析框架案例分析。 第五章：完善机务保障安全体系的建议。 第六章：总结与展望。对本文进行总结，说明本文的研究内容和创新点， 指出了其中的不足，并提出需要改进的地方指明下一步的研究方向。 4 武汉理工大学硕上学位论文 第2 章机务保障中人因工程学分析 2 1 理论概述 2 1 1 人因工程学 人因工程学( h u m a nf a c t o re n g i n e e r i n g ) 诞生于1 9 5 0 年，在几十年的发展 中已成为一门研究人机一环境i 者间相互关系的交叉性应用学科，在欧洲多 称为工效学( e r g o n o m i c s ) h 1 。该学科以人为研究主体，运用系统科学理论、系统 工程方法，以研究人、机、环境等三大要素各自性能为前提，从系统全局出发， 通过j 要素间的信息传递，加工和整合，形成一个相互关联的、有较高效率和 效益的复杂系统。人因工程学的研究内容包括理论研究和应用研究，由于该学 科的研究特殊性，使得研究的总趋势还是侧重于应片j 。虽然各国工业基础、科 学技术发展程度不同，学科主体研究方向及侧重点也不同，但根本的研究方向 都是通过揭示人一机一环境等三大要素之间相互关系的规律，以此达到人一机 一环境系统整体性能的最优化。 在我国，人因工程学已广泛应用于国防、航天航空、交通运输、工业、农 业、建筑业等多个领域。其研究内容包括：人的特性研究、工作场所和工作环 境的设计与改善、人机系统总体设计、人机界面设计、作业方法和管理效率、 系统的安全性和可靠性和产品的个性化设计等。本文主要运用人因工程研究机 务保障中人的决策与失误因素、人误事件、作息制度和安全文化以及环境等因 素，达到对机务保障系统进行安全管理的目的。 2 1 2 机务保障 2 1 2 1 机务保障基本原理 航空装备维修是指航空机务的机关、领导、机务人员等以航空装备为客体， 合理地组织航空装备维修所需的人力、物力、财力、信息等资源，为保障航空 装备作战、训练任务所进行的航空装备维修保障工作皿3 。航空机务保障，即是航 空机务人员根据航空装备作战、训练任务的要求，对飞机各系统进行的检查、 调整、更换、修理、测试及维护保养等准备工作，使飞机经常保持和迅速恢复 到规定的技术状态，保证飞机的完好率，保证航空装备的可靠性和安全性水平， 5 武汉理工大学硕上学位论文 保证作战、训练任务的圆满完成和飞行安全。 2 1 2 2 机务保障安全 机务保障安全，是指为了经常保持和恢复军用飞机的可靠性，通过对人一 机一环境系统进行管理、技术、文化等方面的筹划、协调和监管，及时发现并 消除影响飞行和作战安全的不利因素，最大限度地预防和控制人为差错和关联 故障的产生，确保航空装备的空地安全。 近年来，随着科技的迅猛发展和军用飞行器在军事领域的广泛应用，航空 装备越来越复杂，对维修保障的依赖性也越来越大，机务保障能力在一定程度 上直接反应了航空兵部队的战斗力水甲。航空机务保障根据部队的作战和训练 任务特点，在任何时候、任何情况下，都必须按照规定的要求、内容、方法和 程序迅速将装备恢复到良好状态，满足部队作战、训练需要。没有经过机务保 障的装备，其技术性能状态就无法保证正常使用；不能及时发现并排除装备系 统中可能引发事故的故障或缺陷，装备就不可能安全可靠地投入使用。航空机 务保障安全是航空兵部队装备安全的重要组成部队，直接影响战斗力的提升。 “安全 在航空机务保障领域，主要有两层含义：一是强调保护航空机务 人员、地面维护保障设备的安全；二是确保机务人员为飞行和作战提供可靠的 航空装备的过程。尽管两者联系密切，但是目前的研究更注重于后者，因为其 直接关系到航空装备的可靠性和安全性。本文正是为了研究机务保障工作过程 中人为因素对航空装备安全的影响，采取科学合理的方法，降低人为因素对航 空装备安全的不利影响，提高航空装备的安全性。 2 1 2 3 机务保障人为差错 “人为差错 一词在人们日常生活和复杂系统的安全问题研究中应用较为广 泛。韦氏新大百科词典中，对“e r r o r ”有五种不同解释，但都基于以下两点：一 个是偏离某种规范或标准：另一个是操作者的无意行为心1 。事实上，在某些情况 下，操作者也可能会有意违反某种规范或标准，称之为违章( v i o l a t i o n ) 。显 然，无论是人为差错还是违章都会危及到安全，属于不安全行为( u n s a f ea c t ) 。 基于对“人为差错”的认识，结合航空机务保障工作实际，人为差错可以定义为： 人为差错是指航空机务人员在保障工作中，违反维修保障装备的客观要求，导 致实际操作与目标发生偏差，且产生秩序、状态异常、人员伤亡或者航空装备 损伤的结果。人为差错不是指“人为”主观故意造成的差错，直接造成安全事故 6 武汉理工大学硕上学位论文 的人为差错只是人为差错案例中的特例。人们在从事计划、设计、制造、安装、 维修保障等工作过程中都可能发生人为差错。所以，人为差错是操作者行为的 正常组成部分，完全消除人为差错是不切实际的，但是可以通过适当的方法途 径减少人为差错的发生，将差错的影响力降到最低。 在航空领域，从飞机设计、制造、使用到维修保障的全过程都是以人为中 心，人的活动贯穿始终，实际活动必定包含了人的因素。人不等同于机器，人 的行为受到外部环境和自身状态影响，如：天气、工作环境、情绪、生理、家 庭等因素的影响，因此，人的行为是会出错的，且不同的人产生的差错也不同。 在机务保障工作中，由于主客观因素的影响，机务人员会出现偏离维修保障目 标的行为。按照人因工程学理论分析，对机务保障中人为差错的安全因素分类 为人的因素、装备因素、环境因素和组织管理因素等4 大类h 1 ，如图2 - i 所示。 ( 1 ) 人的因素 人是航空装备保障过程中的主体，不可避免地会出现差错，其差错类型可 分为：知识和技能、身体素质和习惯性违规等。其中知识和技能方面的差错主 要指机务人员在保障工作中存在的专业知识、任务知识不足和盲目自信等问题： 身体素质等原因主要指机务人员精神状态差错、生理状态差错和疲劳等问题。 ( 2 ) 装备因素 航空装备是高新技术的结晶，通常由机身、动力系统、控制操纵、电气、 座舱显示、通信导航、机载雷达和武器、航宇救生等系统组成。每个系统都有 发生故障的可能，其故障原因可分为部( 附件) 设计缺陷和工厂生产质量不达 标等两类原因。 ( 3 ) 环境因素 、 航空机务系统的环境，是指军事环境、社会环境、自然环境和工作环境等 主要影响因素。本文主要讨论工作环境和自然环境两方面。 ( 4 ) 组织管理因素 在装备保障系统运行过程中，需要按照装备保障的规律，通过组织、计划、 监督、协调和控制，实现保障的目标。在保障过程中的差错主要指组织、计划 和监管、保障程序和规定、工具和设备管理、航材管理、信息沟通、人员结构 和时间限制等组织管理方面存在的问题。其中，保障程序和规定方面差错主要 有文件不正确、不完整和文件可操作性差等；计划和监管方面差错主要有缺少 检验和互检、缺少分工和提示以及分配任务欠妥等；工具和设备管理方面差错 主要有管理失控和管理不可靠等。 7 武汉理工大学硕上学位论文 图2 1 事故致因安全因素 2 2 人为因素理论研究现状 如何在机务保障过程中预防和控制人为差错，并努力减少人为差错，是全 世界民用航空和军用航空维修保障领域面临的共同难题和交流热点。世界各国 均投入了大量的人力、物力、财力等资源来研究人为差错问题。 2 2 1 研究动态 多年以来，世界各国航空维修领域都一直致力于研究解决机务人员的人为 8 武汉理工大学硕上学位论文 表现问题，努力减少人为差错事故的发生。相比国内，国外人为因索的研究起 步较早，早在二战时期国外就开始了人为因素研究。1 9 4 9 年，美军的墨菲中尉 提出了墨菲定理阳1 ：如果任何事情都能发生差错，那么这种差错重复多次总是会 发生。1 9 7 2 年，e l w y ne d w a r d s 教授提出了s h e l ( 软件一s o f t w a r e 、硬件一h a r d w a r e 、 环境- e n v i r o n m e n t 和人- l i v e w a r e ) 分析模式 ，后来由f h a w k i n s 于1 9 7 5 年予 以完善发展。1 9 9 0 年，j r e a s o n 教授提出t r e a s o n 分析模式旧1 。该分析模式把差 错分为“显性差错”和“隐性差错”两大类，安全事故是“显性差错 和“隐 性差错”的综合作用，最终因局部事件在安全系统上打开缺口时发生的。国际 民航组织( i c a o ) 在预防人为安全事故的手册中提出了事故链原理旧，即大事故极 少是因为一个事件引起的，而是由许多事件像链条一样，当一系列的环节中连 续出现错误和缺陷，导致整个安全体系的崩溃才发生事故。此外，德国著名的 飞机涡轮机发明者帕布斯海恩还提出了航空界关于飞行安全的海恩法则u 训： 每起严重事故背后，必然有2 9 次轻微事故和3 0 0 起未遂先兆以及1 0 0 0 起事故隐 患。除了上述降低人为差错的措施，国外专家学者在机务人员的人为因素培训、 工作指令文件的再设计、人员疲劳问题等方面的研究也逐步展开。 在国内方面，从2 0 世纪8 0 年代开始，我国学者开始了对人为因素的研究， 并建立了人一机一环境系统工程学理论。中国民航总局于1 9 9 8 年成立了人为差 错领导小组，加大人为差错的研究力度，部分民航维修企业已将国外先进的人 为差错管理制度运用到企业组织管理运营中哺1 。 中国空军航空装备领域对人为差错的研究起步较晚。上世纪9 0 年代中期， 中国空军才开始成规模的研究活动，并在航天医学研究所、第四军医大学、空 军航空医学研究所以及空军飞行事故和失效分析中心等单位开展研究工作恻， 取得了部分效果，但主要局限于推广概念，消化国内外民用航空的研究成果， 没有系统地研究机务保障工作中的人为因素。目前，一些军外优秀的研究成果 以及先进的管理理念已逐渐被军用航空所接受和应用，但是由于体制和文化上 的差异，这些理论并没有很好的应用，机务保障人为差错发生率依旧居高不下， 严重制约了航空装备维修保障的发展，因此这项研究工作任重而道远。 2 2 2 人为因素分析模型 从2 0 世纪4 0 年代开始，人们便开始了航空领域的人为差错的研究工作，相 关专家学者提出了各种取向的模型来解释产生人为差错的原因。在人为因素理 9 武汉理工大学硕上学位论文 论模型研究中，常用的有s h e l 模型、r e a s o n 模型和人为因素分析和分类系统 ( h u m a nf a c t o r sa n a l y s i sa n dc l a s s i f i c a t i o ns y s t e m h f a c s ) 等，以及波音公司开 发的维修差错决断辅助工具( m e d a ) 和欧盟科学研究和技术发展第五框架开发 的飞机签派和维修安全( a d a m s ) 。 ( 1 ) s h e l 模型 s h e l 模型是e l w y ne d w a r d s 教授于1 9 7 2 年首先提出的，而后，由f r a n k h h a w k i n s 于1 9 7 5 年发展成一个用图形界面来表示，如图2 - 2 所示。此图形是一个 理解人为因素的辅助工具，表明差错易在位于中心位置的人与硬件，软件，环 境及其他人之间的接点上发生。模型强调界面问元素的匹配性问题，每个方块 都是锯齿型的，要求系统元素间必须小心匹配，避免系统内产生应力甚至分裂。 h = 硬件 s = 软件 e = 环境 l = 人 图2 - 2s h e l 模型图 人是这个系统的中心，也是系统中最重要的元素，但现实中人的表现存在 个体差异，且承受着许多限制，因此其它部分必须适应它，并与这中心相匹配。 人颂件：是指系统中人与结构体之间的界面。如果人与硬件界面失效， 会造成潜在的伤害或导致事故，致使使用者并不十分清楚，因为人的主观适应 能力会掩盖这种失效所带来的影响。 人软件：是指系统中人与非物理方面( 如操作程序、检查卡片和计算 机程序等) 之间的界面，存在的问题并不像人与硬件界面那样显而易见，因而 难以查处并解决( 如对检查卡片错误理解等) 。 人环境：是指系统中人与自然环境、非自然环境之间的界面，其关系 受到当前政治、经济、管理文化等机制所影响。 人入：是指系统内部中人与其他人之间的界面，机组成员间、团体协 1 0 武汉理工大学硕上学何论文 作等相互作用。团体的人际关系及其无形的压力等对人的表现影响很大。 s h e l 模型作为人为因素调查工具，主要是确认界面之间不匹配而引发不安 全事件，常用于人为因素调查相关事件信息的工具。此模型仅从广义上界定了 差错容易发生在人一硬件一软件一环境的不匹配边界，是调查人为因素的模型引 导，但不能直接运用到实际安全管理工作中去。 ( 2 ) r e a s o n 模型8 1 r e a s o n 模型是j a m e sr e a s o n 教授于1 9 9 0 年在 h u m a ne r r o r ) ) 一书中提出。此 模型认为事故的发生的原因不只是维修一线的操作者的失误和环境的干扰，更 深层次的原因是组织缺陷，其失效类型分为显性失效和隐性失效。r e a s o n 模型是 层次性的，当多个层次的组织缺陷在一个事故诱发因素上同时或依次出现时， 不安全事件就失去多层次的阻挡屏障而发生了，其具体模型见图2 3 。 r e a s o n 模型作为一个事故分析框架，以系统观的视野，在对不安全事件行为 人的行为分析之外，强调关注影响行为人的潜在组织因素( 隐患) 。但此模型只 是理论上的分析，没有对不安全因素进行明确的定义，没有解决航空安全领域 的应用问题。 图2 - 3r e a s o n 模型图 武汉理工大学硕上学位论文 ( 3 ) h f a c s u 人为因素分析与分类系统( h f a c s ) 是美国学者w i e g m a n n 和s h a p p e l l 等人 于2 0 0 0 年提出的，它是在r e a s o n 模型的基础上开发的，并使用r e a s o n 模型中的显 性失效和隐性失效概念将人的因素分析系统分为四个层次：不安全行为、不安 全行为的先兆、不安全的监督管理和组织因素，其结构如图2 - 4 所示。维修保障 是在直线管理下进行的，直线管理层漏洞属于隐性失效，对系统构成潜在影响， 许多人为差错都可以在管理因素上找到源头。但在实际中，并不是所有的组织 都具有这种程序，此模型仪对差错进行了简单的分类陈述，并不能直接运用。 图2 - 4 人为因素分类和分析系统 1 2 武汉理工大学硕上学何论文 2 3m e d a 和a d a m s 应用分析 2 3 1m e d a 应用分析 维修差错决断辅助工具( m a i n t e n a n c ee r r o rd e c i s i o na i d m e d a ) n 羽，是波音 等公司于1 9 9 5 年开发的，是一种针对已发生的差错，基于航空维修环境，用于 查找人为差错的诱导因素、以人为中心的系统调查工具。该工具通过深入分析 事件中发生人为差错的根本原因，找出导致人为差错事件的真正诱因，提出相 应的解决办法，采取可能的安全措施来预防类似人为差错的再次发生。，m e d a 倡 导一种无处罚文化，目的在于帮助航空公司从处罚发生差错的个人转向系统地 调查研究发生差错的原因上来。 m e d a 帮助调盒的目标是既能查明本次人为差错的原因又能预防类似差错再 次发生。当事故发生后，一般按以下步骤调查差错原因( 见图2 5 ) h 。 ( 1 ) 事件发生 当事件发生后，例如飞行员发现燃油量指示错误，准备备降，则维修保障 人员立即组织故障的排除并做好记录。 ( 2 ) 进行决断 在确定问题和飞机落地后进行维修，维修企业判断此事件是否与维修保障 有关。如果答案是肯定的，那么责令相关人员进行一次m e d a 调查。 ( 3 ) 调查问题 调查员以m e d a 调查表格记录事件信息。调查内容包括飞机的全部信息：事 件的描述、该事件的差错、导致差错的原因和一份预防措施清单，并将其添加 到维修保障故障数据库中。 ( 4 ) 预防措施 为尽量避免将来再发生类似差错，调查员对预防措施进行操作实践检查、 执行，然后追踪结果。 ( 5 ) 结果反馈 航空公司向一线维修人员提供该事件的调查结果和预防措施。 武汉理工大学硕上学位论文 图2 5m e d a 程序流程 m e d a 认为，人为差错属于维修保障人员正常的工作表现，人在工作中总是会 出现错误的池1 。因为人的行为总是受到包括身体健康、心理压力、环境等因素 制约，当人受到这些因素的干扰时，就可能发生差错。调查人为差错，就是要 查找出每一事件的所有干扰因素，采取针对性地预防措施。m e d a 工具把人为差 错的原因归纳为两类：一是由于系统的种种设计、制造缺陷和故障相互作用引 发的差错；二是由于人的认知水平、主观能动性、个体差异以及相互间的综合 作用引发的差错。 m e d a 在其波音客户中应用较广，目前约有7 0 家较大的波音客户完全或部分 使用m e d a 管理人为差错，如美国大陆航空、美国联合航空和英国航空公司等n 羽。 根据航空公司的统计数据表明，使用m e d a 后，不仅维修保障中的人为差错明显 减少外，还带来改变：( 1 ) 机械原因延误减少了1 7 n 引；( 2 ) 改进和优化了维修 1 4 武汉理工大学硕上学何论文 保障工作程序；( 3 ) 改善了传统维修保障工作中的惩罚文化等。 2 3 2a d a m s 应用分析 飞机签派和维修安全( a i r c r a f td i s p a t c ha n dm a i n t e n a n c es a f e t y a d a m s ) 引， 是欧盟科学研究和技术发展第五框架于2 0 0 4 年研究开发的。主要以维修保障任 务、机务人员、人为差错事件为研究对象，开发一个人的可靠性和有效性的分 析系统和飞机的维修程序，研究并设计一个飞机签派和维修人为因素综合安全 系统。目的在于提高机务人员在飞机维修保障系统全过程的可靠性和有效性。 以便在维修保障工作中改善设计、质量管理和组织集体学习，并做出成本效益 分析评估。 a d a m s 研究并开发个维修差错事件信息管理系统，用于收集和整理飞机维 修保障过程中的安全信息，运用自下而上的事后管理与自上而下的主动控制相 结合的方法来调查分析和管理人为差错，其研究主要内容和方法如图2 6 所示。 图2 - 6a d a m s 研究内容框架 2 3 3m e d a 和a d a m s 在应用中存在的问题 m e d a 分析方法是根据民用航空机务保障经验总结提出的，主要目的是不让 以前的人为差错再次发生并查找人为差错的真正原因，在目前应用m e d a 的民用 航空企业中起到了一定效果，然而m e d a 本身还存在一些不足，如： ( 1 ) 趋向于被动反应管理方式而不是前瞻主动管理方式。主要对人为差错 武汉理工大学硕士学位论文 进行事后管理分析，避免类似事故或事件再次发生，而不是预防性的管理控制： ( 2 ) 趋向于零散的战术而不是整体的战略，关注显性失效问题较多，而忽 略了潜在的或系统失效的问题； ( 3 ) 在人为差错的调查和分析方面效果明显，但缺乏指导性和系统性，注 重事件的管理而不是系统的管理，理论指导实际不够。 a d a m s 主要是从人的角度出发，运用系统的观点研究提高维修工作的可靠 性，降低成本，其核心是开发事件信息管理方法，即自下而上事后管理和自上 而下的主动控制。前者属于事后管理范畴，与m e d a 的不安全事件的管理相似； 后者属于事前主动的预防控制，这是a d a m s 管理人为差错的显著特征，主张从源 头上预防和控制不安全事件。 目前为止，民用航空领域仅有极少数的航空维修企业采用m e d a 方法来控制 维修中的人为因素；多数企业还是沿用传统的技术手段( 如s h e l 、r e a s o n 等模 型) 并建立相应的人为因素调金表来指导调查和分析人为差错；而a d a m s 贝i j 主要 在欧盟等国的航空维修企业运用较多。而对于军用航空领域来说，人为因素研 究才刚刚起步，大多数航空机务保障部队还是沿用原始的墨菲定律、事故链原 理和海恩法则等理念来解释和管理人为差错，没有系统地关注机务保障中的人 为冈素问题，而传统的人为因素管理存在的问题有： ( 1 ) 集中在个人身上，而不是环境和组织对事故的影响； ( 2 ) 以告诫和纪律惩罚为主，即责任归罪于当事人： ( 3 ) 把事故原因主要归因于“责任心不强和“精神状态差”等主观原因方 面，忽略环境和组织等客观原因的作用： ( 4 ) 事故原因没有按随机与系统、主观与客观、个例与普遍等因素进行区分， 因而制定的事故预防措施没有针对性，达不到真正预防和控制人为差错的目的。 值得考虑的是，在事故( 事件) 原因调查后，通常由一线机务人员承担主要 责任；机务保障系统和相关部门( 如航空装备机关、飞机设计人员、制定机务保 障手册的人员、质量监管部门等) 承担次要责任。一线机务人员知道错误的原因， 但他无法管理差错背后的原因，例如机务保障差错常常起源于不适当的设计、 操作卡片等；其他人员由于缺乏数据或经验，又往往不知道自己的工作是如何 产生错误的。 在军用航空机务保障中迫切需要建立一个人为差错分析框架。因此，针对 以上提出的应用问题，本文将应用得相对成熟的m e d a 与欧盟开发的a d a m s 方法论 结合在一起，结合军用航空实际，在第四章提出了机务保障人为差错分析框架。 1 6 武汉理工大学硕上学位论文 2 4 本章小结 本章从人因工程学理论出发，首先介绍了人因工程学的诞生和发展情况及 其主要的研究方法和内容；其次介绍了军用航空机务保障的摹本原理、机务保 障安全和人为差错等概念，并根据人因工程学理论将机务保障中人为差错的原 因分为人的因素、装备因素、环境因素和组织管理因素等4 类；然后对人为因素 模型进行了分析，对比分析国内外、军内外人为因素现状的差异以及人为因素 工具在应用中存在的问题，提出运用人因工程学系统的观念来审视和管理机务 保障中人为因素问题，建立适用于军用航空的人为差错分析框架，为下一章人 为差错分析框架的构建提供依据。 1 7 武汉理工大学硕l 学位论文 第3 章基于m e d a 和a d a m s 的机务保障人为差错分析 框架 随着人们对人为差错认识的深入，军用航空装备部门依据传统人为因素模 型逐渐开始对机务保障过程中的人为差错进行调查与分析，然而机务保障中的 不安全事件种类繁多，形式不一，传统的理论模型显得抽象而操作性差，致使 大量的不安全事件没有得到系统的人为因素分析，由此生成的事故信息对于安 全管理工作作用并不大。因此，机务保障系统迫切需要构建一个人为差错分析 框架，设计一个适合军用航空的理论框架来预防和控制人为差错，并逐步形成事 件数据库。 3 1 预防和控制人为差错的基本思想 以人为因素理论为指导，系统结合m e d a 和a d d s 的方法论对人为差错进行管 理创新是预防和控制人为差错的根本。在航空机务保障系统战略上重新审视人 为差错管理的地位和作用，根据目前被动的人为差