（人机与环境工程专业论文）基于mort的航空维修工程调查系统的设计与实现.pdf

a b s t r a c t w i t ht h ef a s td e v e l o p m e n to fc h i n e s ec i v i la v i a t i o n ，h o wt om a k et h ea i r p l a n e sa n d p a r t sm a i n t a i na i r w o r t h i n e s s 、r e l i a b i l i t ya n de c o n o m y b e c o m e sm o r ea n dm o r ei m p o r t a n ti n a i r l i n e r e d u c i n gm a i n t e n a n c ec o s t ，i m p r o v i n gm a i n t e n a n c eq u a l i t y a n di n s u r i n ga i r p l a n e c o n t i n u e sa i r w o r t h i n e s sa r et h e i rp e r s i s t e n tt a r g e t r e l i a b i l i t ym a n a g e m e n ti sn o to n l y t h e i m p o r t a n tc o n t e n to f a v i a t i o nm a i n t e n a n c es a f e t ym a n a g e m e n t ，b u ta l s oa ni n d i s p e n s a b l ep a r t i nc o n t i n u o u sa i r w o r t h i n e s sm a i n t e n a n c ep r o g r a m e n g i n e e r i n gi n v e s t i g a t i o ni sa l li m p o r t a n t p a r ti nr e l i a b i l i t ym a n a g e m e n t ，w h i c ha i m i st of i n do u tt h er o o tc a u s eo ft h ef a u l t ，a n dt ok e e p t h ea l r e a d yd e g e n e r m es y s t e mr e l i a b i l i t yo na c c e p t a b l el e v e l e v a l u a t i n ga i r p l a n es a f e t ys t a t e ， f o r e c a s t i n gs a f e t yt r e n d ，f i n d i n ga n dr e s o l v i n gh i d d e ns a f e t y t r o u b l eh a sb e c a m ea nu r g e n t q u e s t i o nb e f o r et h ea c c i d e n to c c u r r e s c o n s i d e r i n g t h e p r e s e n ts a f e t ym a n a g e m e n t a c t u a l i t y o fa v i a t i o nm a i n t e n a n c e c o r p o r a t i o n s ，c i v i l a v i a t i o n s a f e t ym a n a g e m e n ts y s t e m f r o mc o n t i n u i n ga n a l y s i sa n d s u r v e i l l a n c es y s t e m ( c a s s ) ，r i s km a n a g e m e n ta n dh u m a nf a c t o r si ss t u d i e d m a n a g e m e n t o v e r s i g h ta n dr i s kt r e e ( m o r t ) a n a l y s i sm o d e la n de n g i n e e r i n gi n v e s t i g a t i o nm a n a g e m e n t f l o wa r er e s e a r c h e d a ne n g i n e e r i n gi n v e s t i g a t i o nr o o tc a u s ea n a l y s i sk n o w l e d g ed i s c o v e r y m o d e l i sb u i l t w h i c hc o m b i n em o r t w i t hr e l i a b i l i t ym a n a g e m e n tt h e o r y ，e x p a t i a t ea c c i d e n t a n a l y s i si l l a t i o np r o c e s s ，p r o p o s et h ei d e ao fa s s u m e dr i s ka n dd e v e l o pa ne n g i n e e r i n g i n v e s t i g a t i o ns y s t e mb a s e do nm o r t a tl a s t ，t a k i n ge x a m p l eo f t h ew i n d s c r e e nf a l lo f fi n b a c1 11a i r c r a f tc l i m bo fb r i t i s ha i r w a y s ，t h er o o tc a u s eo ft h ea c c i d e n ti sg a i n e dt h r o u g h v a l i d a t i n ga n da n a l y z i n gb a s e do nt h es y s t e m t h ei n s t a n c ep r o v e st h a tt h es y s t e m i sf e a s i b l e a n dv a l i d ，a n dc a l lb ea p p l i e dt oa v i a t i o nm a i n t e n a n c em a n a g e m e n t k e yw o r d s ：s a f e t ym a n a g e m e n to fa v i a t i o nm a i n t e n a n c e ；r e l i a b i l i t ym a n a g e m e n t ； e n g i n e e r i n gi n v e s t i g a t i o n ；r o o tc a u s e ；m a n a g e m e n to v e r s i g h ta n d r i s kt r e e 中国民航大学学位论文独创性声明 本人声明所譬交的学位论文是我个人在导师指导f 进行的研究t ：作及取得的研究成果。尽我所 知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰弓过的研究成果。 也不包含为获得中国民航人学或其它教育机构的学位或证 5 而使用过的材料。与我一同l ：作的同忠 对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：雌日期：坠业7 中国民航大学学位论文使用授权声明 中国民航大学、中国科学技术信息研究所、国家图 s 馆有权保留本人所送交学位论文的复印件 和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内 容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅可以公布( 包括刊登) 论文的全 部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权中国比航人学研究生部办理。 研究生签名：二! 童垒车导师签名：秘 中国民航大学硕 j 学位论文 1 1 问题的提出 1 1 1 民航维修业现状 第一章绪论 在航空安全的保证方面，机务维修系统扮演了重要的角色，任何不适航的飞机都不 允许飞行。随着人们对航空飞行安全的认识逐步深入，航空维修安全管理的重要性也越 来越受到人们的普遍关注。在航空公司中，空中飞行、机务维修的安全管理被形象地比 喻成飞行安全的两翼，机务维修不仅仅是航空公司取得发展、获得利润的关键因素，更 重要的是在保证飞行安全中起着举足轻重的作用，确保飞机处于持续适航状态为航空公 司运行提供安全保障，并且每天要为航空公司的航班计划准时地提供可用的飞机。 现代维修理论的实质是在维修工作中追求更高的安全指标、满意的可靠性水平和良 好的经济效益，因此现代维修又被称作是以安全、可靠、经济为目标的维修，高水平的 维修一直是许多航空公司孜孜以求的目标，同时也是民航安全管理中的一个重要研究课 题。目前民用航空维修中采用以可靠性为中心( r e l i a b i l i t yc e n t e r e dm a i n t e n a n c e ，r c m ) 的维修管理思想，可靠性管理是通过可靠性管理方案来实现的，但是现有的可靠性管理， 由于信息手段的限制，是一种基于均值的管理模式，它袭用确定型的管理思想，将随机 的、不确定的故障信息只利用其中的均值信息( 平均寿命) 管理。因此，航空维修应该 在以下几个方面开展一些研究： ( 1 ) 综合运用预先维修、预防维修、视情维修、事后维修等方法，用以确定最有效 维修策略，该策略确认何时采用何种维修活动能够降低发生故障的可能性并且费效比是 最高的。 ( 2 ) 航空营运人必须更新安全管理的思路和理念，应用系统安全方法建立完善的安 全管理体系，引入风险控制和闭环管理手段，积极主动地查找发生问题的深层次原因： 不能仅仅就事论事，还要从组织上、系统上分析安全管理问题，主动的、前瞻式的查找 不安全趋势、不安全事件的根本原因，防微杜渐，降低事故率和事故数。 ( 3 ) 通过安全观念的转变和管理流程的再造，建立安全管理信息平台，实现安全管 理信息透明化和共享，应用知识管理手段提高安全管理水平，形成一个良性发展的知识 链，实现知识信息共享和知识创新。 1 1 2 民航维修安全管理现状 根据统计资料，世界上民用航空与维修有关的事故呈上升趋势，其所占的比例1 9 5 9 年为3 4 ，到1 9 9 6 年上升至6 ，增加了近1 倍；我国运输飞行事故中维修所占的比 例1 9 4 9 1 9 9 8 年为7 9 ，1 9 8 9 1 9 9 8 年为1 6 7 l 。如果我们不能从这些已经发生的事 故中吸取经验教训，采取有效对策，与维修相关的安全问题将会持续发生。 中困民航入学硕 j 学位论文 调查事故事故征候的根本原因是安全管理的重要手段，其目的就是预防事故的再次 发生，而并不是为了分摊过失或责任，因此通过事故调查找出事故的根原因非常重要， 避免同类问题的再次发生、提高安全水平，但是针对航空维修设计的事故原因和过程分 析的研究并不多见。尽管飞机制造商向机务人员提供了故障报告手册和故障隔离手册， 该手册包括了各种问题隔离的系统故障树方法( 即逻辑分析方法) ，但是这项努力既不 完全，也不十分令人满意。制定这些故障隔离程序，通常是为了发现一些具体故障，但 是，这些程序无法发现故障树涉及的系统可能发生的所有故障。 2 0 世纪6 0 年代以后，航空运输事故率趋于稳定，事故率降低主要源于硬件技术的 进步。如果我们接受这一现状，意味着我们将承受逐年递增的空难事故，近年来发生的 事故几乎都是人为差错造成的，但我们还没有建立起关注“人”的安全意识和有效地针对 人为差错的安全体系，这是几十年来事故率不能降低的根本原因。我们还不完全清楚应 该如何去调查事故发生的根原因，以及事故中的人为因素，不清楚人为因素发生的机理、 原因，并且对这些人为因素一再地导致事故而感到迷惑不解。彻底了解、全面剖析维修 事故发生的根原因，以及分析维修中人为因素的本质和相互关联性是我们要解决的问 题，改变安全意识，重建航空维修安全体系，落实解决人为因素的整体方案是当代航空 维修安全管理的新课题。 1 1 3 信息技术在民航维修中的应用 目前，信息技术已经广泛应用到航空维修的许多方面，大多数航空维修企业都进行 了信息化基础设施建设，建立了企业局域网，开发了相关的信息系统。南航相继丌发了 维修生产管理、附件管理和航材管理系统、飞机维修标准数字化管理系统、飞机远程诊 断实时跟踪系统，这些系统平台使南航机务系统实现了全面的电子数字化办公，得以在 一个平台上处理各种技术文件，平均提高工作效率7 0 ：通过维修生产管理系统优化维 修计划和工作任务可节约大量维修费用；航材管理系统使公司航材库存资金大幅降低； 飞机远程诊断实时跟踪系统实时掌握运行航空器的技术状况，为远方的机务人员提供远 程技术排故支持，提高排故效率，保障航班正点，从而降低了南航机务维修成本和管理 成本：保守的估算，信息化成果使得南航每架飞机每年可直接为公司节省2 0 力美元的维 修成本【2 1 。 ( 1 ) 隐性知识显性化 传统的数据库系统能够高效地实现数据的录入、存储、查询和统计等功能，但缺乏 提取数据中隐藏知识的手段，因而无法发现其中的关系和规则，也无法据此预测未来的 发展趋势，结果出现了“丰富的数据，贫乏的信息”( r i c hd a t ap o o ri n f o r m a t i o n ) 王见象口j 。 隐性知识( t a c i tk n o w l e d g e ) 是高度个性化的，难以格式化的非编码知识。它根植于特殊 的环境和背景，是停留在实践层面即时性的经验性知识，往往被不自觉和无意识的运用。 对航空维修公司的运作起决定作用的知识很重要的一部分属于隐性知识，它们只能存在 于人脑里，只能以人为传播媒体。 2 中国民航人学硕i j 学位论义 在航空维修行业中，资深高级维修工程师的经验、技能、直觉、灵感等等都属于隐 性知识，与个人经验有关的，难以表达的专业知识也都属于隐性知识。有必要借助于计 算机的帮助，获取各值班主任、维修控制中心人员、可靠性工程师等过去解决问题的经 验，建立一个结构合理的数据知识库，将经验信息共享，为以后排除故障和分析问题作 决策支持。另外，航空器维修系统中老龄飞机维修工作仍在继续，而许多航空公司又引 进了新型的飞机，这就进一步要求维修人员具有更丰富的知识、更良好的知识结构和更 熟练的技术。原有飞机构型的知识结构转化后可以应用到新机型的维修上，运用信息管 理和知识转化模型理论，挖掘企业内部的隐性知识并将其转化为显性知识，实现知识积 累，然后在集体的实践过程中又创造新的知识，促进企业创新，延长航空维修知识的生 命周期。 隐性知识显性化是隐性知识用显性化的概念和语言清晰表达的过程，其转化手法有 隐喻、类比、概念和模型等【4 j 。而软件工程的本质也是将物件开发中各个环节、各种不 确定问题显性化，由不可控变为可控。可以看出，软件工程这一显性化思想与知识管理 有异曲同工之妙它们要显性化的都是知识，显性化的最终成果也是知识。如果将知 识显性化的内容归结为知识内容的显性化和知识过程的显性化，那么，软件工程在开发 过程中将大量原本隐性、无形的知识被显性化、有形化地积累下来，成为企业管理运行 的一部分【5 1 。所设计的软件平台形成一个对话场，用户透过这个对话场，实现人机对话， 将个人的隐性知识转化成形象的语言。或概念。对话场为知识的外化提供了基础，在该软 件平台个人通过思考尽可能准确地将知识用语言表达出来，而且个人间隐性知识的相互 作用，将更好地促进隐性知识语言化的表达。 在航空公司工程调查过程中要处理大量复杂信息，特别是测量数据以外的不确定信 息，因此建立和使用数学模型是非常困难的，需要借助m o r t 方法进行数据分析，从 数据库中提取有用的信息，形成一个螺旋上升的人机交互知识获取过程。在具体的 工程调查分析过程中，需要依靠质量专家长年积累的经验知识来帮助调查分析，怎样将 他们调查分析的过程用计算机系统再现分析和记录，怎样将维修专家的隐性知识显性化 是我们需要解决的问题。 ( 2 ) 显性知识融合 显性知识( e x p l i c i tk n o w l e d g e ) ，是指经过人的整理和组织后，可以编码化和度量， 并以文字、公式、计算机程序等形式表现出来，还可以通过j 下式的、系统化的方式( 如 出版物、计算机网络等) 加以传播，便于其他人学习和掌握的知识。显性知识融合指的 是显性知识和显性知识的组合，它是一个通过各种媒体产生语言或数字符号，将各种显 性概念组合化和系统化的过程。通过诸如文档、会议、电话记录或者计算机技术之类的 工具或形式对显性知识( 如数据、历史资料) 进行筛选、补充、组合、分析等，可以产 生新的知识。 航空维修企业的显性知识包括历史知识数据库和技术知识数据库，其中历史知识数 据库包括机队所有飞机飞行历史数据，如过去执行的飞行任务和飞行记录本、历次航空 中圜民航人学硕f j 学位论义 报告和故障数据、维修记录等。技术知识数据库包含了航空公司一些永久性资料和客户 化资料，如民航维修行业管理的法律法规、维修单位的维修管理程序、当前机队的故障 和修理数据、维修信息、制造厂商提供的相关维修和故障隔离手册以及相关工程文件的 管理备份等，维修信息是维修企业生产的重要资源，它包括各种技术手册、服务通告、 维修方案、维修计划、工程指令和工作单卡等。 目前航空维修信息的显性知识多以纸质化或文档形式存在，或者非结构化的存储在 数据库中，不方便检索和资源分析利用。如果对于不同知识主体的显性知识，不加有效 管理，就会被淹藏在大量杂乱无章的信息和数据中，阻滞了航空维修企业知识供应链的 可持续性增长。因此我们需要将显性知识进行筛选、组合分析、分模块存储，将航空维 修企业知识系统化、条理化，并且编码存储。同时要及时整理和更新知识库，将冗余的 知识及时清理出去，过时老化的知识单独备份，不断地将新知识、有价值的知识吸收进 来，提高知识的有效利用率。 ( 3 ) 小结 不管现代化系统如何复杂，相同的故障还是会经常重复出现。对第一次发生的问题， 按照第一次的方法解决之后，如果该问题再次发生，那么第一次是怎样解决的，第二次 还应当用相同的方法解决。然而，如果原来的故障没有得到充分解决，或者这种故障经 常地并在短周期内重复发生，这说明采取的修理措施也许是不恰当的。在这种情况下， 必须对问题进行重新排故，提出一个更好的解决方案。所以需要应用现代信息管理技术 跟踪系统、设备或工具发生的各种故障，将各种解决方法记住，包括陔方法的优缺点和 适用性。建立完善的安全信息管理体系，积极主动地查找发生故障问题的深层次原因， 主动的、前瞻式的查找不安全趋势、不安全事件的根本原因，防微杜渐，降低事故数和 维修成本，提高航空运输的安全性、可靠性。 1 2 国内j , i - 研究现状 1 2 1 安全管理的国内外研究现状和发展趋势 1 9 8 7 1 9 9 6 年，全球发生航空事故5 1 2 起，死亡1 2 7 2 7 人：1 9 9 7 2 0 0 6 年，在航空运 输量大幅度增加的情况下，全球发生航空事故3 3 8 起，死亡9 1 2 8 人，同比分别下降3 4 和2 8 。2 0 0 7 年上半年全球只发生1 1 起航空事故，创造了历史之最。1 9 9 6 2 0 0 5 年期 间中国民航共发生3 2 起事故，其中运输飞行事故9 起，通用飞行事故2 3 起。从发生事 故的绝对数量看，前5 年发生2 l 起，后5 年发生ll 起，后5 年比前5 年下降了4 7 6 。 截止到2 0 0 5 年底，中国民航全行业累计完成运输飞行2 3 0 0 多万小时、1 3 0 0 多万架次。 2 0 0 0 2 0 0 5 年6 年的总飞行小时数比1 9 9 0 1 9 9 9 年1 0 年的总飞行小时数还要高4 9 7 ， 总飞行架次数高3 1 6 。2 0 0 5 年我国航空运输总周转量为2 5 7 6 5 亿吨公里，已上升至 世界第二位【6 】。中国民航1 9 9 6 2 0 0 5 年运输飞行小时比前十年增加了2 6 4 。百万架次事 故率下降为0 2 3 ( 国际平均水平为1 0 3 ) ，安全水平进入世界前列。特别是近三年来， 4 中囝民航人学硕l j 学位论文 中国民航安全飞行已突破8 7 0 万小时，创造了历史上最长的安全周期。国际民航组织最 近公布对4 6 个国家航空安全审计结果显示，中国排名第三。在航空安全管理方面，各 个国家都做了大量工作提高安全管理水平，降低事故率和事故数。 国外关于航空安全方面的研究工作较多，范围也比较广泛。国际民航组织在安全管 理以及要求缔约国履行安全管理责任方面都是非常明确的，国际民用航空公约的附 件6 航空器的运行要求各国建立安全方案，确定可接受的安全水平，并实施安全管 理体系，此安全管理体系至少应：确定实际和潜在的安全危害：为了缓减风险和危险， 确保实施必要的纠正措施；为所达到的安全水平进行持续监督和定期评估。 欧洲联合民航当局运行规章j a r o p s i 中规定：运营人应建立事故预防和飞行安全 大纲，该大纲可以与质量系统整合。美国联邦航空局( f e d e r a la v i a t i o na d m i n i s t r a t i o n ，f a a ) 用y 4 年多时间开发的航空运输监察系统( a i rt r a n s p o r t a t i o no v e r s i g h ts y s t e m ，a t o s ) ， 用于适航审定、适航监督信息管理，通过实施航空运输监督系统进行系统安全管理。英 国民航局安全规章组为民航业发布了安全管理系统的规章c a p 7 1 2 商业航空运输运行 的安全管理系统，发布了指导性材料建立和审核安全管理系统的指南。加拿大民航 局为了提高安全管理水平，鼓励民航业实施安全管理系统，发布了指导性材料飞行运 行和飞机维修机构的安全管理系统。 近年来，中国民航在保证安全方面也作了许多工作，也取得了可喜的成果，具体的 工作如下：一是强化安全生产责任制的落实，进一步明确企事业单位的安全生产主体责 任，以及民航总局和各地区管理局、安全监管办公室的安全监管主体责任；二是创新安 全管理理念，引入了国际上先进的风险控制和闭环管理理念，提出了以“五严”为标志的 系统安全管理理念；三是重视规章标准的建设：四是强化专业技术人员的培训；五是加 大安全投入，积极采用现代化的科技手段。 在取得成绩的同时，我们也要清醒地看到民航行业安全管理方面当l ；i 存在的问题。 一是航空运输已经由发展较快转为偏快，二是飞机引进速度偏快，三是安全基础还不够 牢固。虽然我们的安全水平在逐年提高，但是绝不能掉以轻心，没有发生事故不等于没 有问题。要对已经发生的不安全事件高度重视，切实查明原因，采取措施，积极预防。 目前很多营运人采用“事后处理”的安全管理理念，等到出现问题以后再去找原因、查责 任、再去纠正。针对发现的问题“头痛医头，脚痛医脚”，抓不住发生问题的规律性原因： 不仅对新出现的问题无法控制，也无法避免类似的问题重复发生。 在可靠性管理领域，1 9 7 8 年美国联合航空公司诺兰等受国防部委托发表了以可 靠性为中心的维修，使以可靠性为中心的维修理论向前迈进了一步。人们把制订预防 性维修大纲的逻辑决断分析方法称为r c m 。在吸收了r c m 方法的优点后，联邦航空局 于1 9 8 0 年9 月又发行了“航空公司制造商维修大纲计划文件m s g 3 ”，1 9 8 8 年又修改为 “m s g 3 修改l ”，1 9 9 3 年再次修改为“m s g 3 修改2 ”。n a s a 在2 0 0 0 年2 月公布的设 施与附属设备的以可靠性为中心的指南中指出，“r c m 是用于确定最有效维修策略的 过程。该过程要确认何时采用何种维修活动能够降低发生故障的可能性并且费效比是最 中国民航人学硕j ：学位论文 高的。r c m 寻求达到此目的而综合运用预先维修、预防维修、视情维修、事后维修的 最佳方案。” 目前，世界各国普遍采用科学维修理论，即：m s g 维修思想和利用可靠性方法控 制维修原理相结合，最高的安全标准、满意的可靠性水平和良好的经济效益是航空公司 维修工作的核心，提出了维修工作的总目标一以安全、可靠、经济为目标的维修”。 影响维修工作的主要因素是安全性、可靠性和经济性。三个要素独立存在，又相互联系， 形成维修工作的总目标，人们称为“维修三角形”。这一理论，揭示了当代维修思想的本 质，即以安全、可靠、经济为目标的维修。 例如南航机务系统正是以质量审核和可靠性管理为核心，贯彻闭环的、持续改进的 质量管理思想，并配合全方位的安全管理机制和人为差错评估制度，建立一个有效的质 量保证体系，确保航空运行的持续适航和安全【7 l 。东航建立了一个全新的维修控制中心， 利用信息化技术手段，建立了维修控制系统、维修计划与排班系统、维修记录与资料管 理系统、部件监控系统等十三个信息平台，为实现集中化管理奠定了物质基础。维修控 制系统具有动态调控东航2 0 0 多架飞机维修信息和控制能力，这些控制平台可以提升维 修质量和航班j 下常率、降低维修成本、提高飞机可用率，为东航的航班运营运力保证和 收入品质的提高提供支持1 8 j 。 在航空维修可靠性管理领域的研究中，国外关于维修工程调查方面的辅助调查工具 有：波音的c o m b i n e di n d e x ( 综合索引) 将i 组的大部分信息按a t a 章节归纳到一起， 有助于工程分析人员迅速地了解对应故障的初始发生时间、发生状况和波音发布的一系 列后续解决方案；空客的e d c i ( e n g i n e e r i n gd o c u m e n t a t i o nc o m b i n e di n d e x ，工程文件综 合索引，在之前使用的是t p c i ，t e c h n i c a lp u b l i c a t i o n sc o m b i n e di n d e x ，技术文件综合索 7 1 ) 具有信息间交互功能，非常适合工程调查工作的使用。波音公司的m y b o e 玳g f l e e t 提供了客户间工程技术人员的交流平台。对于拥有m y b o e m g f l e e t 账号的工程技术 人员，可以通过查阅f l e e tt e a mr e s o l u t i o np r o c e s s ( 机队技术问题方法) 了解其它航空 公司在同一故障下的故障状态和处理方案，同时也可以将本公司的经验分享给其它航空 公司。 国内有关航空维修可靠性管理方面的成果和论述研究不少，主要是针对可靠性管理 大纲和可靠性在航空维修中的应用研究【9 l o l ，但系统全面地阐述航空维修工程调查根 原因分析的专著并不多见。文献 1 2 1 从具体维修实践经验出发阐述了怎样进行工程调查， 给出了具体的工程调查分析方法和分析实例。 1 2 2m o r t 的国内外研究现状和发展趋势 管理监察与风险树( m a n a g e m e n to v e r s i g h ta n dr i s kt r e e ，m o r t ) 技术于上世纪7 0 年代应用于美国核工业，随后美国系统安全丌发中心又对m o r t 进行了进一步的研究 和推广，使得m o r t 技术在美国一直成为一种通用的危险分析方法，并且在应用中得到 了明显的效果。 6 中国民航人学硕 ：学位论文 国外关于m o r t 的文献相对较多一些，而且起步比较早，在七十年代就有提及。 文献 1 3 1 提出了将m o r t 模型应用在环境& 安全& 健康调查分析中，主要阐述根原因分 析和相关因素分析；文献 1 4 】给出了基于m o r t 分析模型的航海事故调查根原因分析技 术，给出了事故调查的标准化程序；文献 1 5 1 介绍了m o r t 技术事故情景绘图表示法， 以及事故根原因分析在工业风险管理中的应用。另外，f a a 【l6 j 在人为因素风险评估工具 中指出m o r t 分析模型是综合性的、分析的、结构化的事故根原因分析方法。 我国从7 0 年代后期以来，在某些部门，如航空航天工业、化学工业、核工业的安 全技术管理工作中，应用了系统安全工程的一些危险分析与评价方法，如安全检查表、 故障树分析、事件树分析、预先危险分析、故障类型和影响分析等方法。这些方法的应 用，对预防事故的发生，进行隐患的整改，都取得了一定的效果，但它们只适用于某一 具体的危险或某一具体的设备及操作过程，对于管理上的疏忽、失误，特别是整个管理 系统本身的缺陷，都显得力不从心。尤其对管理层次较高的地方，不应只从识别危险、 分析事故着手，而应从提高管理水平，把危险限制在很小的范围内着手。只有抓住管理 不佳这一薄弱环节，才可能收到事半功倍的效果。因此需要引用m o r t ，m o r t 与故障 树分析类似，不同的是m o r t 更一般化、更细致化，并集上述各方法于一身，进行综 合管理评价。 国内应用m o r t 分析技术的文献较少，而且起步也比较晚。文献【1 7 ，1 8 】提出将 m o r t 技术应用在航空航天系统，论述了m o r t 技术在航空航天系统应用前景和实际 应用程序；文献 1 9 , 2 0 分析了我国飞机制造企业飞机试飞站安全管理现状，提出了试飞 站管理监察与风险树，编制了试飞站m o r t 用户手册；文献【2 1 ，2 2 ，2 3 研究了m o r t 在 空中交通管理方面的应用，提出建立m o r t 空中交通管制安全评估系统，就如何立足 管理角度开展管制安全评估问题进行了研究：任波【2 4 】应用m o r t 方法以提高空中交通 安全管理的安全性，建立了空中交通安全管理的m o r t 图及用户手册：并且应用该 m o r t 模型，分析了1 9 8 5 1 9 9 3 年飞行事故资料。对事故的发生原因从管理的角度进行 全面的调查分析，查找事故发生的根原因，找出目前空中交通安全管理系统缺陷和疏忽。 田宏霞【2 5 】等用层次分析法和模糊数学等方法确定了一般管理因素( m 分枝) 中各事件的 重要性大小，并将m o r t 与检查表相结合，建立m o r t 定量化模型。 而将m o r t 分析技术应用到航空维修可靠性管理的工程调查根原因分析几乎没有 文献提到。本文提出将m o r t 技术应用在航空维修可靠性管理工程调查中，具体应用 在工程调查分析不安全事件发生的根原因，应用假设风险的思想制定纠j 下措施，建议民 航维修安全管理转变由事后向事前、被动向主动、经验向科学的管理思想。 1 3 本文研究的主要内容 航空界需要高效率的运航，这种必要性及能力最近急剧增大，因而确保飞行安全这 项工作显得特别重要。尽管事故是过去的事情，但成为事故原因的各种因素至今还仍然 中国民航人学硕t ：学位论文 在起作用，他们在某个地方、某个时候“改头换面”之后出现的危险性仍然存在。航空维 修管理现状和航空维修行业特点决定，必须引入系统安全管理方法来改进和加强航空维 修管理。事件分析是经验反馈的最有效手段之一，比较有代表性的事件分析方法有国际 原子能机构的重大事件系列安全评估( a s s e s s m e n to fs a f e t ys i g n i f i c a n te v e n tt e a m s ， a s s e t ) 和美国原子能委员会的管理监察与风险树。这些方法的一个共同的特征是关注 对每一具体事件的分析和反馈。 m o r t 技术是f a a 重点推荐的安全风险管理技术之一。在2 0 0 4 年，f a a 总结了8 2 项 风险分析工具，提出最结构化、最彻底的通用分析工具为m o r t 技术，f a a 希望能将该 技术运用于民用航空运输中 2 6 1 。因此，有必要在航空维修管理中应用m o r t 方法开展安 全风险管理，建立航空维修行业性的m o r t 图和使用手册，从具体事故损失或事故征候 损失问题着手，逐个节点的审查该m o r t 图，找出与事故有关的因素，找出系统缺陷的 因素，找出系统良好状态的因素，并将假设危险因素移入r 分枝中，即可得出有关结论， 以综合评价维修企业系统安全管理的水平。 本论文应用安全分析工具m o r t 对维修中不安全事件进行调查和分析，突破了传 统的调查分析模式，不但归纳了航空器维修系统存在的主要缺陷，而且利用事件及原因 因素分析方法指出导致差错事故发生的过程，为维修系统采取对策提供了客观的、基于 数据的依据。在工程调查根原因分析中考虑管理因素和人为因素，将人为因素和维修差 错控制成为维修可靠性管理系统的重要组成部分。对原来在工程调查根原因分析过程中 获得的海量文本信息进行数字化存储，为可靠性管理提供强大的数据收集、数据分析、 决策支持和知识管理工具。本文探索应用m o i 盯对航空维修中已有的不安全事件进行 工程调查分析，然后对分析结果编码，寻找共同的规律，同时为定量分析原因权重打下 一个基础。在分析过程中获取工程师经验知识，为进一步的维修经验反馈、员工培训、 改善航空维修系统安全提供理论支持。 本文是将m o r t 理论应用于航空维修工程调查的探索性尝试，将m o r t 分析模型和 航空维修可靠性管理理论结合起来，建立了知识获取模型；以实际应用为核心，集成开 发了适合于工程调查的两层c s 结构系统，该系统注重实用性和易操作性，方便用户操 作。主要进行了以下几个方面的研究： ( 1 ) 从系统安全风险管理、人为差错、安全分析工具几个方面介绍了民航安全管理 体系，对民航可靠性管理方案和可靠性管理原理进行了概略性的介绍，选择可靠性管理 中的重要流程环节工程调查作为研究对象，以m o r t 技术在航空维修工程调查中 的应用为研究对象。 ( 2 ) 介绍了m o r t 技术的背景和应用现状、事件及原因因素分析方法、能量踪迹 及屏障分析方法，m o r t 分析模型的原理和使用流程，重点分析了将m o r t 应用到航 空维修工程调查的具体方案，建立数据知识获取模型。 ( 3 ) 以面向对象的o b j e c tp a s c a l 语言为基础，以b o r l a n d 公司的d e l p h i7 0 为集成 开发环境，并以m i c r o s o f t 公司的s q ls e r v e r2 0 0 0 个人版为后台数据库系统，将m o r t 8 中国民航大学硕 j 学位论文 技术和航空维修可靠性管理理论结合起来，实现了知识库建立模型，建立两层c s 结构 的工程调查系统的框架，并以d l l 技术实现模块化开发和使用。 ( 4 ) 以英航b a c l 1l 飞机爬升过程中风挡玻璃脱落的不安全事件为实例，通过开 发的系统进行验证分析，得出该事件发生的根本原因。具体事故的分析结果表明本文所 设计的系统切实可行，将m o r t 分析模型应用在工程调查根原因分析过程中是可行的 和必要的。 1 4 论文内容安排 本论文共分为七章，第一章概括介绍了我国民航维修业现状、安全管理水平以及信 息技术在民航维修中的应用，通过国内外安全管理现状分析和m o r t 应用成果分析， 讨论了为什么将m o r t 应用在航空维修中。 第二章从风险控制和人为因素两个方面介绍了航空维修中的安全管理，首先从风险 识别控制和能量控制的角度，分析了事故控制和预防能力：然后从系统组织、认知、生 理和心理方面讨论了航空维修中的人为差错；最后介绍了f a a 咨询通告a c l 2 0 7 9 ( 持 续分析和监督系统) ；比较分析了几种安全分析技术。 第三章讨论了m o r t 逻辑图的结构和事件要素符号；重点介绍了m o r t 的分析原 理过程，其中包括事件原因因素分析方法、能量踪迹和屏障分析方法的原理和使用逻辑 图等内容；最后介绍了m o r t 具体应用时的步骤和分析流程图等内容。 第四章从可靠性管理的角度介绍了工程调查的定义、内容、方法，详细说明航空维 修工程部门如何对通过可靠性管理大纲发现的维修问题进行调查。论证了在工程调查中 应用m o r t 技术的可行性和必然性。 第五章是本论文的核心内容部分，介绍了基于m o r t 的航空维修工程调查系统的 开发平台和运行环境，包括开发环境、系统结构、后台数据库系统等内容：详细介绍了 本系统后台关系数据库的表结构；从知识管理和知识获取的角度分析了m o r t 获取知 识的方式、推理方式和搜索策略；描述了基于m o r t 的工程调查系统的数据推理过程。 第六章以英航b a c l 1 1 飞机爬升过程中风挡玻璃脱落的不安全事件为实例，再一 次论证了m o r t 技术应用在工程调查的可行性，可以应用在航空维修安全管理中；通 过与传统的数据记录比较，论证了m o r t 技术能够建立结构化的不安全事件根原因知 识库。 9 中国民航入学硕j ：学位论文 2 1 概述 第二章航空维修中的安全管理 社会公众对安全的理解是“安全就是零事故”，其实这是不准确的。国际民航组织对 安全的定义是：安全是一种状态，即通过持续的危险识别和风险管理过程，将人员损害 或财产损失的风险降至并保持在可接受的水平或其以下。 民用航空业很复杂，有些事件单独发生时不会出现事故，但凑在一起就变成了事故。 我们的安全管理应该基于这样一个事实：安全隐患和风险是始终存在的，但是要在安全 隐患和风险成为灾难之前，用主动管理的方法对它做出判断并加以控制。而这正是我们 一直以来为更好地保证飞行安全所致力去做的事情。民航运输又是一个整体性、关联性 极强的大系统，其安全运行和正常运转是各个子系统协调运作的综合结果。作为保证安 全的主要系统之一的适航维修系统，因其在航空运输安全和成本方面举足轻重的作用和 复杂性，成为了安全工作的重点和难点之一。 目前，适航维修的安全状况是。安全形势基本平稳，维修水平不断提高，维修能力 不断提升。发动机空中停车率是一项体现维修水平和管理能力的综合性指标。截至2 0 0 6 年底，我国飞机的空中停车率始终保持在低于千分之0 0 0 4 ，低于世界平均水平。2 0 0 1 年以来，发动机空中停车千时率稳步下降。这些指标说明了我国民航在适航维修方面取 得的成绩。这些成绩首先得益于四个基本体系的建设，即适航维修法规体系，适航维修 信息和工程评估批准体系，适航维修人员培训体系，适航维修同常监督体系。 事故具有因果性、潜伏性和偶然性等特性。因果性是指事故发生都有其影响因素， 这些因素相互作用，在一定条件下促使事故发生。潜伏性是指事故发生前一般都没有明 显的表征，而是处于孕育和潜伏阶段。偶然性是指事故是随机事件，它是生产过程中的 危险因素在某种机遇条件下发生的事件。虽然我们在适航维修安全方面取得了一些成 绩，但是我们的适航维修系统中仍然存在一些薄弱环节：许多航空维修公司仍有很多隐 患存在，但是没有发展成为事故，这种情况也不能说它是安全的。因此应该加强适航维 修可靠性管理，实现安全防范关口前移；分析以前发生的不安全事件和隐患事件，找出 根原因，防止事故“改头换面”以后再次出现。 事故能量转移理论【2 7 】是美国安全专家哈登( h a d d o n ) 于1 9 6 6 年提出的一种事故控 制论。哈登把事故的本质定义为：事故是能量的不正常转移。这样。研究事故控制的理 论则从事故的能量作用类型出发，即研究机械能( 动能、势能) 、电能、化学能、热能、 声能、辐射能的转移规律；研究能量转移作用的规律，即从能级的控制技术，研究能转 移的时间和空间规律：预防事故的本质是能量控制，可通过对系统能量的消除、限制、 疏导、屏蔽、隔离、转移、距离控制、时间控制、局部弱化、局部强化、系统闭锁等技 术措施来控制能量的不正常转移。事故发生时，在意外释放的能量作用下人体( 物或结 构) 能否受到伤害或损坏，以及伤害或损伤的严重程度如何，取决于作用于人体或物的 l o 中国民航入学顿 j 学位论文 能量的大小、能量的集中程度、人体或物接触能量的部位、能量作用的时间和频率等。 从能量转移论出发，预防伤害事故就是防止能量或危险物质的意外转移，防止人体 与过量的能量或危险物质接触。我们把约束、限制能量，防止人体与能量接触的措施口l j 做屏蔽。能量转移的屏蔽措施主要有以下几种： ( 1 ) 用安全的能源代替不安全的能源； ( 2 ) 限制能量： ( 3 ) 能量的大量蓄积会导致能量突然释放，因此要及时释放多余的能量，防止能量 蓄积； ( 4 ) 缓慢的释放能量可以降低单位时间内转移的能量，减轻能量对人体的作用； ( 5 ) 设置屏蔽设旄； ( 6 ) 在时间或空问上把能量与人隔离： ( 7 ) 信息形式的屏蔽。 m o r t 提出了与组织、行为和分析科学有关的不希望能量流动、能量转移、屏障、 变化分析等富于创新的概念。事故被定义为对人产生伤害、对财产产生损害的事件。 m o r t 认为事故是由于缺乏充分的屏障或缺乏对与事故有关的不希望能量转移的控制 而产生。 下面将从风险识别和控制、航空维修人为差错两个方面讨论航空维修安全管理体系 的建设。然后介绍持续分析和监督系统1 2 8 1 ，该系统以系统安全管理为指导思想，用以检 测和纠j 下维修大纲实施与执行中出现的偏差，分析偏差出现的根原因和制订纠正措施， 为基于m o r t 分析模型的工程调查根原因分析给出指导思想。然后介绍几种安全分析 工具与m o i 玎进行比较。 2 2 风险控制和事故预防能力 根据国际标准化组织的定义( s o1 3 7 0 2 ，1 9 9 9 ) ：风险是衡量危险性的指标，风险是某 一有害事故发生的可能性与事故后果的组合。风险管理是指企业通过识别风险、衡量风 险、分析风险，从而有效地控制风险，用最经济的方法来综合处理风险，以实现最佳安