基于功能共振方法的航空維修人為因素研究

宋一

摘要：為對(duì)航空維修人為因素進(jìn)行有效的分析，本文在以往的人為差錯(cuò)致因基礎(chǔ)上，采用功能共振的方式進(jìn)行科學(xué)、合理的研究與分析。同時(shí)，以某航空公司飛機(jī)事故為例，通過(guò)描述識(shí)別功能單位以及對(duì)不同單位變化的結(jié)果和影響因素做進(jìn)一步分析和評(píng)估，采用繪制表格的方式，準(zhǔn)確尋找出造成此次事故的根本性原因，并制定了相關(guān)的防護(hù)措施。得出功能共振方法能夠?qū)娇帐鹿手腥藶橐蛩厮斐傻挠绊戇M(jìn)行有效的分析，可以為解決航空事故提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：功能共振 ?航空維修 ?人為因素 ?人為差錯(cuò)理論

Study on Human Factors of Aviation Maintenance Based on Functional Resonance Method

SONG Yi

（Pudong Maintenance Base of Eastern Aviation Technology Co.， Ltd.， Shanghai， 200000 China）

Abstract： In order to carry on the effective analysis to aviation maintenance human factor， this paper uses the method of functional resonance to conduct scientific and reasonable research and analysis. on the basis of the previous human error causes. At the same time， it takes an aircraft accident of an airline as an example， by describing and identifying functional units and further analyzing and evaluating the change results and influencing factors of different units， the fundamental cause of the accident is accurately found by drawing tables， and relevant protective measures are formulated. It is concluded that the functional resonance method can effectively analyze the impact of human factors in aviation accidents， and can provide a reference basis for solving aviation accidents.

Key Words： Functional resonance; Aviation maintenance; Human factors; Human error theory

在民航行業(yè)，安全是其發(fā)展的重要影響因素，由于民航的技術(shù)性強(qiáng)、投入高，因此，更應(yīng)重視民航安全。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)水平的提高，航空器的設(shè)計(jì)水平也隨之提升。但仍需注意的是，在民航安全事故中，人為因素會(huì)導(dǎo)致其他因素產(chǎn)生相互作用，對(duì)飛機(jī)的安全運(yùn)行產(chǎn)生不利影響，因此，需要重視人為因素的影響，不斷提升民航安全飛行水平。

1航空維修人為因素研究分析

1.1航空維修人為差錯(cuò)理論

對(duì)于航空維修人為差錯(cuò)來(lái)說(shuō)，具體表現(xiàn)在維修時(shí)，維修人員由于主觀因素的影響導(dǎo)致和外界因素發(fā)生交錯(cuò)時(shí)達(dá)不到維修要求，進(jìn)而導(dǎo)致維修人員自身、乘客和相關(guān)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全受到威脅。系統(tǒng)在維修的過(guò)程中多處于變化的狀態(tài)，因而產(chǎn)生維修差錯(cuò)也是必然的，在此過(guò)程中需要注意的是能夠準(zhǔn)確分析出差錯(cuò)對(duì)人員、設(shè)備等產(chǎn)生的原因，并能夠及時(shí)提出相應(yīng)的解決措施，降低差錯(cuò)可能發(fā)生的概率[1]。

1.2人為差錯(cuò)原因

通常情況下，維修產(chǎn)生的差錯(cuò)主要是由于慣性思維、傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)以及專業(yè)技能等因素造成的違規(guī)，當(dāng)維修差錯(cuò)數(shù)量較大且相互之間能夠彼此產(chǎn)生作用時(shí)，差錯(cuò)便形成了。產(chǎn)生的差錯(cuò)原因主要有：（1）維修人員主觀因素。當(dāng)維修人員自身生理或心理發(fā)生變化時(shí)，容易對(duì)故障、差錯(cuò)的判斷產(chǎn)生偏差，容易造成維修工作無(wú)法順利進(jìn)行。（2）維修計(jì)劃方案的設(shè)定。近年來(lái)，民航運(yùn)輸量不斷增加，飛機(jī)排班也更加緊湊，當(dāng)維修人員固定的情況下由于維修任務(wù)的增加，容易發(fā)生安全隱患問(wèn)題。所以，應(yīng)制定合理的維修方案，為維修人員爭(zhēng)取更多的維修時(shí)間。（3）安全監(jiān)督與管理。民航業(yè)由于行業(yè)的特殊性，因而對(duì)安全與監(jiān)督管理工作有著極高的要求。（4）組織管理。對(duì)于民航公司來(lái)說(shuō)，既需要重視企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益，更需要重視維修人員的培訓(xùn)工作，加強(qiáng)人員的知識(shí)技能水平的培訓(xùn)，對(duì)相關(guān)的政策及時(shí)進(jìn)行解讀和了解。（5）器材與工具。維修工具應(yīng)及時(shí)予以更新和更換，若未能及時(shí)更新的情況下，容易提高飛機(jī)的飛行風(fēng)險(xiǎn)。（6）環(huán)境與設(shè)施。對(duì)于維修人員來(lái)說(shuō)，工作環(huán)境的影響因素主要包括噪音、天氣或照明等。工作環(huán)境符合工作要求的情況下，能夠有效降低差錯(cuò)產(chǎn)生的概率。（7）飛機(jī)零部件的設(shè)計(jì)。當(dāng)飛機(jī)正式交付使用時(shí)，故障會(huì)進(jìn)一步顯現(xiàn)出來(lái)，此時(shí)也容易產(chǎn)生人為差錯(cuò)，零部件的可修復(fù)性能能夠確保維修效率的提升。

1.3人為差錯(cuò)特點(diǎn)

在人為因素轉(zhuǎn)為人為差錯(cuò)時(shí)，在此過(guò)程中既包括人本身的差錯(cuò)又包括其他因素。差錯(cuò)所包含的特點(diǎn)主要有：（1）時(shí)滯性。維修差錯(cuò)相較于空管系統(tǒng)人為因素具有較強(qiáng)的時(shí)滯性，此時(shí)，并不代表差錯(cuò)較少或不會(huì)發(fā)生差錯(cuò)，而是差錯(cuò)的產(chǎn)生需要滿足一定的條件。（2）間接性。航空器對(duì)飛行安全性具有重要的影響。（3）容錯(cuò)性。單個(gè)人為因素對(duì)飛機(jī)運(yùn)行的安全產(chǎn)生的影響較小，當(dāng)多種因素共同作用時(shí)才會(huì)造成飛機(jī)整體運(yùn)行狀態(tài)的差錯(cuò)或偏移，進(jìn)而影響飛機(jī)運(yùn)行的安全性。（4）必然性。當(dāng)存在某種差錯(cuò)概率時(shí)，在進(jìn)行維修時(shí)則必然會(huì)發(fā)生差錯(cuò)。維修人員的人為因素對(duì)飛機(jī)運(yùn)行的安全性造成一定的影響，且發(fā)生差錯(cuò)的過(guò)程較為復(fù)雜、繁瑣。因此，本文采用的是功能共振的方式進(jìn)行航空維修人為因素的分析與研究，找出最為重要的人為影響因素[2]。

2功能共振模型

對(duì)于隨機(jī)共振來(lái)說(shuō)，隨機(jī)噪聲往往混合在較為微弱的信號(hào)中，此時(shí)，設(shè)備的敏感度不斷提升，該結(jié)果屬于非線性。隨機(jī)共振有瞬間發(fā)生的可能，系統(tǒng)中的人、工具以及環(huán)境處于動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程中，當(dāng)系統(tǒng)中任意功能的正常波動(dòng)信號(hào)較弱時(shí)，容易導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生性能上的突變，進(jìn)而引發(fā)事故。對(duì)于功能共振分析，采用具體實(shí)際的方式，進(jìn)行航空維修人為因素的分析與研究。民航空中維修具有重要的意義，因此，需要維修人員做好維修過(guò)程中的判斷工作。借助功能共振進(jìn)行合理、科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，其步驟主要有：（1）確定建模目標(biāo)，對(duì)功能情況進(jìn)行合理分析與研究。（2）系統(tǒng)功能以及基本參數(shù)的確定。（3）對(duì)系統(tǒng)功能存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效判斷，合理評(píng)估可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。（4）借助觀察功能間的耦合對(duì)系統(tǒng)的功能共振進(jìn)行有效的描述。（5）借助功能共振研究結(jié)果進(jìn)行防護(hù)措施的制定，并進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。通常情況下，功能共振采用的是六角功能模型，即輸入相關(guān)的觸發(fā)動(dòng)作，采用啟動(dòng)功能將所需要處理的事物進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)化從而實(shí)現(xiàn)功能的有效連接。

3功能共振分析航空維修中人為因素

3.1實(shí)例概況

2003年某月，一架波音747客機(jī)搭載253名乘客以及17名機(jī)組人員，機(jī)組人員包括正副駕駛和飛行工程師。在正常行駛過(guò)程中發(fā)生解體墜毀事件，機(jī)上全部人員罹難。通過(guò)調(diào)查得出，此次事故的發(fā)生原因是由于金屬零件發(fā)生疲勞以及飛機(jī)維修不當(dāng)造成飛機(jī)空中解體。該航班起飛30min后從雷達(dá)顯示屏中消失，立即開(kāi)展相關(guān)搜救行動(dòng)，經(jīng)過(guò)3h左右的搜救在海面中發(fā)現(xiàn)飛機(jī)殘骸。

3.2功能共振事故分析過(guò)程

功能共振事故分析過(guò)程主要分為識(shí)別和描述基本系統(tǒng)功能、評(píng)估系統(tǒng)功能潛在變化、功能共振可能性分析以及制定防護(hù)措施4個(gè)方面。其中，通過(guò)識(shí)別和描述基本系統(tǒng)功能分析可以得出，該航空事故的發(fā)生時(shí)間為起飛后的30min，通過(guò)調(diào)查，引發(fā)該次事故的原因主要是飛機(jī)金屬疲勞和維修失誤。飛機(jī)準(zhǔn)備飛行到飛機(jī)發(fā)生事故后解體，主要包括：（1）飛機(jī)尾部擦地。（2）完成維修工作。（3）例行起飛檢查，檢查內(nèi)容包括機(jī)長(zhǎng)繞機(jī)檢查和駕駛艙內(nèi)的嚴(yán)格檢查。（4）滑行道等待。（5）空管下達(dá)起飛指令。（6）飛機(jī)滑行。（7）航班起飛。（8）到達(dá)巡航高度。（9）飛機(jī)解體[3]。

在進(jìn)行評(píng)估系統(tǒng)功能的潛在變化分析過(guò)程中，由于與人有關(guān)的飛機(jī)維修人為因素具有重要的作用，所以，其功能的輸出也極易受到外界因素的影響。對(duì)于輸出變化來(lái)說(shuō)，主要受到功能本身、外部環(huán)境以及上下游功能耦合等因素的影響。以完成維修工作為例。對(duì)相關(guān)功能的潛在變化進(jìn)行合理的評(píng)估（如表1所示）。

由表1中可得出完成維修工作性能波動(dòng)，有3個(gè)低頻狀態(tài)，1個(gè)高頻狀態(tài)，可得出完成維修工作性能變化較為隨機(jī)，性能變化較大[4]。

在進(jìn)行功能性能變化評(píng)估結(jié)果（如表2所示）的分析時(shí)，可以得出飛機(jī)尾部擦地和完成維修工作的性能變化無(wú)法進(jìn)行隨機(jī)狀態(tài)的確認(rèn)，得出上述功能有可能發(fā)生共振，導(dǎo)致系統(tǒng)功能失效。

通過(guò)上述分析，能夠得出此次飛機(jī)發(fā)生事故的主要原因在于功能單位飛機(jī)尾部擦地以及飛機(jī)完成維修階段發(fā)生了功能共振，導(dǎo)致飛機(jī)腹板發(fā)生破裂，進(jìn)而造成飛機(jī)空中解體，人員全部罹難。所以，需要重視飛機(jī)尾部擦地以及飛機(jī)完成維修性能變化的防護(hù)，避免上述事件的發(fā)生[4]。

3.3結(jié)論分析

飛機(jī)尾部擦地和飛機(jī)維修產(chǎn)生共振的功能單元的原因主要有以下3個(gè)方面：（1）維修不夠仔細(xì)。受到航班成本的影響，維修人員在進(jìn)行維修過(guò)程中往往容易出現(xiàn)維修不充分的問(wèn)題。風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)不足，存在主觀性維修不及時(shí)，在風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)以及信息獲取上未能有效把握，對(duì)故障產(chǎn)生的原因未能深入分析，造成安全風(fēng)險(xiǎn)不斷加劇。（2）飛機(jī)使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。飛機(jī)服役時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，未及時(shí)更新使得機(jī)械零件發(fā)生了老化造成了金屬疲勞問(wèn)題的發(fā)生。除此之外，飛機(jī)在進(jìn)行多次地空地的循環(huán)時(shí)，對(duì)零部件的剛度和強(qiáng)度有較高的要求，若飛機(jī)自身的尾部蒙皮修復(fù)不及時(shí)或不完善時(shí)則極易造成事故的發(fā)生[5]。（3）維修流程不完善。飛機(jī)在檢修的過(guò)程中，受到維修人員的工作能力、管理制度以及組織排班等因素的影響，容易對(duì)維修效果產(chǎn)生較大的影響。在維修中維修人員缺乏責(zé)任意識(shí)的情況下，未能對(duì)設(shè)備進(jìn)行反復(fù)的查驗(yàn)，使其對(duì)安全隱患問(wèn)題不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。當(dāng)多種因素累積在一起時(shí)，造成飛機(jī)到達(dá)一定高度時(shí)，由于發(fā)生裂痕而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生變形、金屬疲勞造成平衡艙內(nèi)部和外部存在壓力差，最終造成了飛機(jī)的解體[6]。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，功能共振有效的應(yīng)用于航空維修人為因素的研究中對(duì)不同功能的變化和影響因素進(jìn)行深入的分析和研究，通過(guò)對(duì)不同階段性能變化的分析，獲得安全事故產(chǎn)生的原因，并依據(jù)事故原因進(jìn)行方案的合理制定，有助于降低安全事故發(fā)生的可能性。除此之外，在后期的航空維修人為因素的研究中，應(yīng)重視數(shù)據(jù)的收集和整理，借助互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)深入發(fā)掘數(shù)據(jù)所具有的共性，從而快速尋找到飛機(jī)產(chǎn)生事故的原因，不斷提升航空的飛行質(zhì)量和安全水平。

參考文獻(xiàn)

[1]劉炯，侯慶豐.精細(xì)化管理理念在民用航空飛機(jī)維修管理中的應(yīng)用[J].物流工程與管理，2021，43（9）：136-139.

[2]成斌.航空維修人因失誤分析及控制[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2021（16）：169-170.

[3]韓亞昆. 航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修過(guò)程數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京：電子科技大學(xué)，2020.

[4]秦鵬飛. SD航空公司飛機(jī)維修管理存在問(wèn)題及改進(jìn)策略研究[D].成都：西南大學(xué)，2020.

[5]雷鋼.飛機(jī)維修計(jì)劃和機(jī)務(wù)維修中的人為因素[J].中國(guó)航班，2021（17）：76-77.

[6]王詩(shī)穎，何常青，王希.航空維修人為因素事故分析系統(tǒng)研究[J].冶金與材料，2021，41（2）：55+57.