論新型渦扇發動機維修中的人為因素故障

□ 黃宇生 □ 倪 偉 □ 全飛飛 □ 舒 毅

1.長沙航空職業技術學院 航空機電設備維修學院 長沙 410124 2.中國人民解放軍第四七二三工廠 河北邯鄲 311826

1 研究背景

航空安全是航空動力裝置維修的最終目標,確保維修的產品能安全、可靠運行是每家維修廠的主要責任。近年來,隨著設備可靠性與企業管理水平的提高,以及維修技術的進步,單純由于技術因素引發的安全事故已大大減少[1-3]。但隨著新型渦扇發動機服役速率、使用頻率、工作時間和工作載荷的變化,其維修任務也不斷加重,某些型號渦扇發動機的維修質量問題逐漸變得突出。根據統計數據,2016年～2017年,某新型渦扇發動機從分解到交付用戶,故障總數為915條,其中526條為人為故障[4],占故障總數的57.5%。人為故障的數量在一定程度上反映了企業的發動機維修技術水平和人員素質[5-6],過高的故障數導致產品維修成本高、周期長,影響產品的交付質量和生產進度,降低客戶的滿意度。

由于沒有系統性地制訂人為故障管控方案,沒有建立發動機故障數據庫,也沒有開展相關分析、控制和預防研究,導致在排除人為故障及重復故障方面,消耗了較多的人力、物力和財力。與維修廠零誤差、零缺陷和零故障思想,以及樹立市場觀、成本觀、客戶觀的理念相矛盾。如何減少新型渦扇發動機維修過程中的人為因素故障,有效提高產品質量和一次交付合格率,較為迫切。因此,開展新型渦扇發動機人為故障研究,并進行有效控制,顯得十分必要。

2 人為因素故障產生原因

引起人為因素故障的原因錯綜復雜。航空維修中的人為差錯指航空維修人員因受到各種外在和內在因素的影響而導致錯誤行為,使航空發動機維修工作發生偏差和錯誤,不能達到預期目的,伴隨航空裝備狀態異常、設備損壞或人員傷亡等不良后果。人為因素故障的發生有規律可循,墨菲定律給出的啟示是:任何事都沒有表面看起來那么簡單,所有事都會比預計的時間長,會出錯的事總會出錯;如果越擔心某種情況發生,那么它就越有可能發生。因此,要以積極的態度去面對人為因素故障,變差錯難免為差錯能防。

根據維修廠的事故統計數據,維修差錯的發生具備三個基本條件:① 渦扇發動機在結構上存在出現差錯的可能性;② 維修人員人為差錯;③ 管理上存在改進的空間。其中,渦扇發動機在結構上存在出現差錯是客觀存在的,而維修任務和管理依靠人去實施,因此所有維修差錯的發生最終都取決于人是否出差錯。維修差錯的發生以至最終造成危及安全的后果,都是由于三個基本條件構成的事件一環扣一環,形成一個事件鏈,最終引發事故。某維修廠2013年以來出現的新型渦扇發動機典型人為因素故障見表1,包括故障現象、原因和類型[7]。

表1 新型渦扇發動機人為因素故障

由表1可知,人為因素故障可以分為程序差錯、交流差錯、熟練度差錯、粗心大意差錯和故意違規五個類型。程序差錯指維修人員錯誤地執行了維修程序,沒有實現某一必要的功能,或實現了某一不應實現的功能。交流差錯指信息交流不當或不完全,信息被阻塞或誤解。熟練度差錯指維修人員由于缺乏知識、技巧、經驗和能力,沒有察覺到某一危險情況,或對工藝內容理解不到位,導致執行結果偏差[8]。粗心大意差錯指維修人員在執行某一任務時粗心大意,導致本不該出現的錯誤結果。故意違規指維修人員缺乏安全意識或個人、團體主觀因素導致違反制度和規定。現有發生的典型人為因素故障,多屬于前四種類型。

3 航空維修人為因素故障管理

渦扇發動機日常維修時,零部件的故障信息被詳細調查和記錄,而對維修過程中的人為因素,通常則沒有形成系統的調查分析和事故預防機制。國外有學者建議事故調查人員仔細查看記錄,分析每一個事故或事故征候的人為因素,并有針對性地提出最大化減少維修差錯的必要程序。這個程序由人為因素事故征候調查、事故征候數據分析、信息反饋、公司文化和人員培訓五個模塊有機組成,也稱為航空維修人為因素管理程序。

為了使程序的所有模塊有機統一工作,1972年,Reason設計了SHELL模型。SHELL模型的主要內容是在維護環境中,人或團隊等與硬件和軟件的相互作用,對于減少維修差錯有積極或消極的影響。1990年,Reason又提出了Swiss Cheese模型,其核心是將維修差錯人為因素分級、分類管理,認為事故是由非安全的組織因素、監管因素,以及非安全的預先處理導致非安全的發動機維修所引起,這一模型成為航空維修人為因素故障管理的工業標準。

4 航空維修差錯預防分類

航空維修差錯預防實踐時,由于維修的設備、人員、程序和工作環境等不斷變化,會引起差錯,誘發事件鏈,甚至導致事故。基于Reason設計的模型,將航空維修差錯預防分為管理狀態、維修人員狀態、工作環境和維修活動,可以確保管理和監督人員有效地干預維修工作,提出進一步的預防策略,最終識別并消除差錯。

管理狀態、維修人員狀態和工作環境可以獨立或組合影響航空發動機維修[9],不安全的維修活動可以導致直接事故或潛在的維修故障。管理狀態與可維護性設計、指令性維護程序、標準維護操作相關,若出現差錯,可能直接導致需要維修。維修人員狀態包括身心狀態、維修協作、預先準備、理論、技能水平、記憶、個性心理特征和生理因素等,直接影響維修活動。理論、技能水平指維修人員對將要維修機型基本構造和原理的了解,技能和故檢方法的掌握,發現和排除故障的能力等。記憶錯誤可表現為錯、忘、漏,反映了維修人員記憶系統的職業安全防護體系不完善,對維修工作所需要的思維、反應、動作模式等記憶體系還未牢固建立。由于長期從事單一、重復的維修工作,維修人員對維修內容有一種內在的程序化認識,會過于依賴個人維修經驗施工,忽視工藝規范和維修控制卡。此外,會不嚴格執行工作流程,在沒有拿到控制卡的情況下,憑主觀行為施工。個性心理特征表現為習慣、僥幸、緊張、自負、求快、厭倦、逆反等個性心理傾向。生理因素表現為維修人員的身體不能適應任務的要求,體現在疲勞和疾病兩個方面。工作環境包括環境、設備和工作場所等因素,影響一個或多個維修人員。維修活動可能導致差錯或違反規定。

5 航空維修差錯預防基本模型

參考空中客車公司維修差錯預防程序,建立航空維修差錯預防基本模型,見表2,由表2可以全視從宏觀到微觀的維修差錯發生情況,確認是什么原因造成了維修事故征候。表2中第一列劃分成四個類別,第二列因素是對第一列因素的進一步劃分,第三列對明確差錯、事故、事故征候做了進一步劃分,提供了差錯類型預防度量和差錯數據庫趨勢分析的統一途徑。

表2 航空維修差錯預防基本模型

6 人為因素故障的控制和預防

人為因素故障發生的原因十分復雜,在突發故障情況下,人的行為正確與否取決于人對該突發故障的認識或判斷[10]。除按照人機工程要求對渦扇發動機及保障設備進行防差錯設計外,最重要的對策還是提高維修人員的行為可靠性,以減少人為因素故障。

6.1 加大職業道德素質培養

職業道德素質高低直接影響維修人員的工作責任心,較高的職業道德素質是減少人為因素故障的前提。要求維修人員必須具有對用戶飛行安全的高度責任感,忠實履行職業職責,必須自覺養成嚴、慎、細、實的維修作風和職業習慣,并貫穿于渦扇發動機維修過程的始終。

6.2 強化落實各項技術質量管理規章制度

強化落實各項技術質量管理規章制度,對預防各種人為因素故障具有重要的指導意義。渦扇發動機維修管理強調的是依據維修技術文件、工藝規程、維修控制卡等進行施工,嚴禁僅依靠記憶和經驗。各種維修技術文件都是經過各級權威技術部門反復研究推敲認定的,同時也給維修人員提供了科學的施工程序和工藝流程,但是不可否認,在維修企業中存在著一些問題,維修技術文件和各類卷宗文件的標準不夠詳細、翻譯不夠準確,管理程序上交接情況不夠明確和溝通不暢,工作流程安排上有諸多缺陷,因此,健全各項技術質量管理制度是減少各種人為因素故障發生的有力保障。在渦扇發動機維修過程中,可采取一些輔助性手段來防止人為因素故障,具體包括:① 文字提示,在操作處寫上文字說明;② 標志提醒,用色帶、箭頭等表示應注意的問題;③ 顏色分類,關聯機件涂相同顏色。

6.3 強化維修現場管理

應加強維修工作的組織計劃,做到安排科學、任務明確、責任落實。車間在制訂工作計劃、組織實施維修中,必須尊重客觀規律,控制工作強度,注意勞逸結合。加強維修工作的技術指導,保持維修工作的連續性。加強維修工作質量檢驗,嚴格落實自檢、互檢、專檢的三檢制原則,把好維修質量關。

完善激勵機制,改善用人機制。建立行之有效的激勵機制,以調動員工的積極性為目標,對工作中有突出貢獻的員工給予一定的獎勵,以此帶動所有維修人員的工作積極性。對工作中出現差錯的人員視情節給予處罰,真正做到獎罰分明。用長遠的目光善待人才,按公平、平等、擇優原則確立用人機制。

營造寬松的工作環境,關心職工的工作生活,為職工營造一個良好的生活環境,創造寬松的工作氛圍。本著關心、理解、體貼的原則,及時掌握職工的家庭生活狀況和身體狀況,合理安排工作任務,防止職工在身體不適時引發人為因素故障。此外,合理安排職工的作息時間,防止由于精力不足、身體疲勞而導致人為因素故障的發生。

7 結束語

人為因素是導致新型渦扇發動機維修事故或事故征候的主要原因,消除人為因素故障是一個長期漸進式的過程。維修企業在新型渦扇發動機維修過程中,通過將誘發事故的因素分類并分級管理,針對性地提出改進措施,建立高效完善的工作流程、合理的激勵提升機制、良好的福利保障、定期的思想和技能培訓機制,以及科學合理、富有活力的管理體制,可以大幅減小人為因素故障的發生率,消除多種潛在隱患,從而實現零誤差、零缺陷和零故障的目標。