航空裝備試飛保障質量安全評價體系研究

張增民 陳曉敏 馬 濤

（中國飛行試驗研究院，陜西 西安 710089）

飛行試驗是一項跨越多系統、多學科、規模大和風險高的系統工程，安全是完成飛行試驗的基礎，也是飛行試驗的生命。隨著適航標準的引入以及人們對航空安全問題的研究和理解的不斷深入，安全已成為獨立的分支而不再是質量的一部分，安全管理和綜合評價安全狀況已成為確保飛行試驗安全的有效工具。

飛行保障通常包括機務維修保障和場務保障兩部分，是飛行試驗的重要組成部分，也是影響其安全的關鍵部分。目前國內裝備維修保障行業尚未形成一套完整、科學、系統的安全分析、控制及評價體系，相應的安全分析方法大多停留在孤立的、間隙化的分析上，缺乏數據支撐，缺乏綜合的體系和方法；對安全狀況的分析也只是以定性的描述為主，不能系統地了解和掌握安全狀況和安全趨勢的變化，無法很好事前控制。因此研究有效的飛行保障安全評價與控制方法，做到事前分析和有效監控具有重要的工程應用價值。

1 試飛保障安全評價指標的建立

1.1 建立指標體系的原則

系統安全影響因素多，影響因素之間關系復雜。在系統安全協調的過程中，系統因素之間既有相互作用，又有相互間的輸入和輸出，甚至某些時刻某些元素的改變可能導致整個系統發生由優到劣或由劣到優的變化。因此，要在眾多的指標中篩選出最靈敏的、內涵豐富且便于度量的主導性指標作為評價指標，是一個非常困難的問題。對于試飛保障這樣復雜的系統而言，目前還不可能用少數幾個指標來描述系統的狀態和變化，需要用多個指標組成的一個有機的整體，通過建立指標體系來描述系統的安全狀況。因此在建立質量安全評價指標體系時，應堅持以下原則。

1.1.1 目的性原則

指標體系要緊緊圍繞安全評價這一目標來設計，多方位、多角度地反映試飛保障的安全水平。

1.1.2 科學性原則

指標體系必須建立在科學基礎上，能充分反映試飛保障的內在機制，特別是科學反映試飛保障質量安全各子系統以及各種質量安全影響因素之間的關系。

1.1.3 系統性原則

指標體系必須能夠全面地反映和測度安全的各個方面，既要有反映實際安全狀況的事故/事故征候指標，又要有反映系統安全影響因素的隱患因素指標，事前與事后綜合，才能更為客觀和全面。

1.1.4 相對獨立性原則

選擇具有相對獨立性的指標，避免指標間信息的重疊。

1.1.5 可操作性原則

指標的設計要求概念明確、定義清楚，能方便地采集與收集數據，應易于通過統計資料整理或花費較小的調查得到或計算得到；對于缺乏統計數據的定性指標，可采用評分法，利用專家意見近似實現其量化。

1.2 試飛保障質量安全評價指標體系結構

指標體系的結構是指形成指標組合的邏輯關系和表達形式結構。依靠科學的結構，分散的指標才能排列組合成系統，真實地描述系統安全評價的實質性過程。按照構建評價指標體系的原則，經過對試飛保障過程的分析，安全評價指標體系的建立應主要包括事故征候、維修差錯、場務保障差錯、保障狀況和故障情況等方面，它是多個指標的集合，反應了飛行保障目前的整體安全形勢。

表1 安全評價指標體系

評價指標體系的結構主要運用層次分析法，對所有影響質量安全的因素由上往下進行分解，建立遞階層次結構，直到分解成每個可統計的指標單元，形成全面、完整、準確的試飛保障質量安全分析控制與評價指標體系。

1.3 試飛保障安全評價指標體系

確定試飛保障安全評價指標體系是進行試飛保障安全水平評價的基礎，通過對試飛保障流程和對以往發生問題的梳理，建立指標體系見表1。

2 權重確定方法

各評價指標在安全評價中對飛行保障安全形勢所起的作用程度是不一樣的，區分各因素的重要程度有助于突出主要因素的作用，突顯評價結果的準確性、客觀性。確定權重最常用的方法是通過專家調查，即在確定評價指標的基礎上，由各專家根據其多年的工作和實踐經驗對各個指標的重要程度進行兩兩比較，然后可利用層次分析法(AHP)原理進行相關的計算。具體的確定方法和一致性檢驗的過程見參考文獻【1】。

3 指標的歸一化處理

安全評價指標體系的各項基礎指標具有不同的單位，因此需要對各種類型的指標進行無量綱和歸一化處理?？梢愿鶕黜椫笜说淖兓闆r并結合歷史數據選擇合適的模糊分布作為隸屬函數，再與指標分配的權重計算得出的值為該指標最終值。

4 建立評價模型

目標層U由三級指標體系構成，其中U=（U1,U2,…Un）， Un=（Un1,Un2,…Unm），假設一級指標各因素權重為ωi（i=1,2,…,n），二級指標各因素權重為ωij（j=1,2,…,m），三級指標各因素權重為ωijr（r=1,2,…,q），各三級指標理論分值（實際統計數據得到的各指標計算值應用歸一化模型處理后得到的無量綱值）為Sijr，對各三級指標分值進行加權后，得出三級指標分值子集為：S3={s111, s112,…, s11r,…, s1jr, …, sijr}。二級指標分值計算模型如公式（1）所示：

利用公式（1）計算出二級指標評價分值子集為：

一級指標分值計算模型如公式（2）所示：

5 確定控制方法

對于已建立的評價指標，可以分級設置指標警戒值進行控制，指標超出警戒值會有警告，促進管理部門及時分析原因，采取措施防止安全趨勢惡化，從而使飛行保障安全一直處于可接受的水平。

確定警戒值時可以首先計算指標累計歷史數據（一般不少于12個月）的標準差σ，取12個月的平均值加K作為警戒值，一般K取2或3。在沒有累計數據的情況下，可以在開始使用的6個月內，監控指標變化情況，6個月后計算臨時警戒值，該警戒值將一直使用到獲得12個月的數據為止，臨時警告值只用于監控而不發出警告。也可以人工給出初始警戒值，初始警告值的設定，應是由有飛行保障安全管理工作經驗的專家，組成工作小組，根據自己的工作經驗及專業理論，給出合理的初始警告值，在以后有累計數據后不斷地修正完善。

表2 評價指標權重分配表

圖1 飛行保障安全形勢趨勢圖

6 綜合安全評價

在構建了安全指標體系、隸屬函數選擇、各級權重確定和指標警戒值設置后，就可以進行安全評價工作。評價步驟為：對于特定的評價周期，將收集的各指標數據帶入隸屬函數得到各指標的歸一化結果，再利用各指標歸一化結果和對應的權重數值得出上一級指標結果，以此類推最終計算飛行保障安全形勢指數，對比該指數值是否在安全警戒值范圍內，同時可以根據累計數據判讀安全趨勢的好壞，得出飛行保障安全評價結果。該方法既可以評價總體安全趨勢，也可以評價各指標情況，便于分析和找出影響安全的主要原因。

7 模擬應用分析

假設安全評價一、二、三級指標權重分配見表2。

模擬12個月的各級指標數據，根據權重可以計算得出飛行保障安全形勢指數，做出安全評價趨勢圖見圖1。

從圖中可以看出，12個月的安全形勢均在最低警戒值之上，說明安全形勢是可控的，但是也看出個別點波動較大，可以進一步分析原因。

8 結論

本文從研究飛行保障安全評價入手，建立了安全評價指標體系，給出了權重和指標警戒值的確定方法，最終得出了飛行安全評價和控制的綜合方法。飛行保障安全評價與控制方法的建立可以實現對飛行保障安全趨勢的評價和監控，可以準確地了解機務維修和場務保障環節中安全影響因素的變化情況，為盡早采取措施，防止安全形勢惡化，全面把握飛行保障安全整體狀況及各級決策提供依據，確保飛行試驗的安全。

該方法對于飛行保障的安全管理，試飛安全管理體系的建立有很好的借鑒意義和推廣價值。但是本文給出的只是模擬應用，今后在應用中評價指標的權重分配和警戒值的確定還應根據實際情況綜合分析確定，并在應用中進一步完善。

[1] 吳曉平，汪玉.艦船裝備系統綜合評估的理論與方法[M].北京：科學出版社.2007.