從SHEL模型角度探索減少航空維修人為差錯的方法

摘" 要：闡述SHEL模型的基本原理及其在航空維修領域的應用，引入國內外典型的航空維修不安全事件案例，從SHEL模型的角度開展深入分析，找出事件發生的根本原因。分析表明，航空維修人為差錯的發生，往往是人與軟件、人與硬件、人與環境和人與人等界面的一個或多個界面不匹配導致的。做好航空維修人為差錯控制，就要把握好SHEL模型中“人”這個核心要素，確保“人”和其他要素相匹配。從SHEL模型中各界面匹配性的角度，提出減少航空維修人為差錯的管理方法，為航空維修人為差錯預防和控制提供參考。

關鍵詞：SHEL模型;航空維修;人為差錯;差錯預防;管理方法

中圖分類號：V267" " " "文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）09-0029-05

Abstract： This paper describes the basic principle of SHEL model and its application in the field of aviation maintenance， introduces typical aviation maintenance unsafe cases at home and abroad， carries out in-depth analysis from the perspective of SHEL model， and finds out the root cause of the incident. The analysis shows that the occurrence of human error in aviation maintenance is often caused by the mismatch of one or more interfaces between human and software， human and hardware， human and environment， human and human. To do a good job of human error control in aviation maintenance， it is necessary to grasp the core element of \"human\" in SHEL model to ensure that \"human\" and other elements match. From the point of view of the interface matching in the SHEL model， a management method to reduce human errors in aviation maintenance is proposed， which provides a reference for human error prevention and control in aviation maintenance.

Keywords： SHEL model; aviation maintenance; human error; error prevention; management method

在航空業發展早期，受航空器設計和制造技術限制，航空事故主要由航空器本身的缺陷（機械原因）導致。隨著新技術、新方法的引入，航空器本身性能得到大幅提升，人為因素逐漸變成導致航空事故的主要因素，如圖1所示。航空維修工作是航空業的重要作業環節，航空維修人員的差錯，可能導致嚴重的不安全事件，造成重大影響。因此，探索減少航空維修人為差錯的方法，具有重要的理論和實踐意義。

為做好航空維修人為差錯的管理，人為差錯模型應運而生。人為差錯模型可以直觀地揭示差錯發生的規律，便于分析事件原因，從而找到行之有效的人為差錯控制方法。SHEL模型常用于航空維修人為差錯的分析和管理。

1" SHEL模型及其在航空維修中的應用

SHEL模型是一種用于分析人機系統交互的理論模型，由軟件（Software）、硬件（Hardware）、環境（Environment）和人（Liveware）4個要素組成，包含人與軟件、人與硬件、人與環境和人與人4個界面。在航空維修工作中，SHEL模型可以形象地描述航空維修活動中各因素之間的關系，如圖2所示。

在SHEL模型中，人位于模型的中心，是系統中最核心的要素。為了做好人為差錯控制，必須牢牢把握“人”這個關鍵要素，對人的生理特征、心理狀態、資質能力及人的局限性進行全方面研究。

圖2的模型將4個界面畫成“鋸齒形”，意味著“人”要與其他4個要素匹配，只要有一處界面不匹配，就會出現內應力，甚至是分裂。對應于航空維修活動中，界面的不匹配意味著危險源、人為差錯源[1]。SHEL模型強調了“人”與其他4個要素的相互作用和影響，它提供了一個全面的、系統的視角，可以更好地理解航空維修過程中出現的問題和人為差錯，深入剖析事件原因，從而提出有效的預防措施。

2" SHEL模型各界面及界面匹配沖突分析

在航空維修領域，SHEL模型的4個界面及界面匹配沖突情況分析如下[1]。

2.1" 人與軟件界面

軟件指的用于指導各維修活動的規章、手冊、程序、工卡、檢查單和資料等。人與軟件界面的沖突，如規章制度不健全、程序流程不完善、飛機維修手冊不完善、工作單卡錯誤和工作單卡缺乏可操作性等。一般來說，在航空維修工作中，人與軟件界面不匹配往往會造成系統性的、比較嚴重的后果[2]。

2.2" 人與硬件界面

硬件包括飛機本身（飛機結構、飛機系統、飛機適航狀態和飛機使用特性等），也包括工具設備、物料航材等。要考慮人與硬件之間的協調性，比如飛機座位設計舒適、部件拆裝符合人體結構學、飛機儀表顯示符合視覺和信息處理習慣等。人與硬件界面不匹配，如飛機某些部位設計不符合人體結構學導致部件拆裝困難、工具設備不適合，缺乏工具資源等。

2.3" 人與環境界面

環境包括自然環境、企業環境（企業文化）、社會環境等方面。

2.3.1" 人與自然環境的沖突

如光照布置不合理導致目眩，照明不足不容易看清目標，噪聲過大導致溝通障礙或身體損傷，機庫的空間狹小不好操作，過高或過低的溫度，幽閉的空間、有毒的氣體、強烈的氣味、移動和振動的工作環境及混亂的車間環境等。

2.3.2" 人與企業環境的沖突

如過于追求效率而忽略安全因素的考核指標，過于嚴苛的處罰文化，過于寬松的安全文化;習慣性違規被默認允許，工作中的危險信息被隱瞞，安全人員的工作不被肯定和重視，逃避安全責任，安全信息發布不被鼓勵，真實差錯原因被隱蔽[1]及企業文化和安全文化不被員工認同等。企業文化像一只無形的手，能深深影響員工的行為。筆者曾與不同航空公司（以下簡稱“航司”）的維修人員有接觸交流，某些航司的人員在日常工作時善于探索思考總結，積極發掘維修系統中的漏洞并主動上報，安全生產氛圍良好。而其他某些航司維修人員在維修活動中組織性較差、規章意識淡薄、維修工作中缺乏警惕性和敬畏之心。由此可見，企業的安全文化對員工產生了深刻的影響。在某種程度上講，員工的精神氣質反映了企業的面貌。

2.3.3" 人與社會環境的沖突

2020年，中國民航局開展機務維修職業滿意度調查。調查報告反映出機務維修行業存在維修人員待遇低、超時疲勞、職業滿意度低等問題，機務維修人員流失率高。2021年發布的《民航局關于提高機務維修人員職業滿意度的指導意見》，指導行業單位解決相關問題。

2.3.4" 人與人界面

處于模型中心的“人”指維修人員本人。處于模型外圍的“人”，是指與維修人員相關的其他人員，包括團隊中的其他維修人員、維修責任放行人員、工程人員、維修計劃人員、質量人員、師傅、領班及經理等。人與人界面的沖突，如管理層不合理的決策、任務安排不合理、人員安排不合理、監督不足、溝通不暢、維修人員承受過大的壓力和維修人員身體不適不能勝任當前工作等。

人與人界面是最復雜、最微妙的[1]，是最考驗安全管理水平的。做好人與人界面的匹配性，不僅要關注維修人員本人的狀態（生理、心理、技能等），還需考慮管理層、集體、班組、其他人員與維修人員本人的相互作用，這些因素對維修人員的工作表現也有重要影響。

3" 典型的航空維修不安全事件案例分析

案例1：2007年12月，一架A320飛機執行航班時，空中機組反映左發滑油壓力低，但左發滑油溫度、N1、N2、FF及EGT等參數均指示正常，機組決定使用該發繼續飛行。在下降過程中，左發出現喘振，EGT超限，機組按程序關車，飛機以單發動力降落，左發報廢。

事件分析：①維修人員執行左發滑油濾封圈更換工作時，由于參考的工程指令沒有提供詳細的安裝步驟，而是要求維修人員自行查閱手冊。維修人員為了省事，未參考飛機維修手冊，僅憑自己經驗安裝，導致滑油濾封圈沒有正確安裝。②空中出現左發滑油壓力低于標準，按照公司檢查單應該關閉左發。但公司當時發生了多起空停事件，安全壓力很大，對征候的指標控制非常嚴格。機長是公司的一名管理人員，迫于公司安全壓力，機組未按照程序單的要求關閉左發，從而造成更大的損傷。該案例中，人與人界面（違規未被阻止等）、人與軟件界面（工程指令不完善）、人與環境界面（安全指標控制過于嚴格）均出現不匹配。

案例2：2015年11月，某航司一架波音757-200型貨機，執行從比利時布魯塞爾飛往德國萊比錫的航班時，大約在比利時列日機場以南8海里爬升經過高度層FL200時，右側發動機（RB211）反推接近口蓋從機體分離，掉落地面，對此機組人員并不知情。第二日運營人才發現右側發動機反推的接近口蓋丟失，并更換新部件。2016年4月，在列日機場跑道中心線延長線南大約6海里的一位業主的花園里找到了此口蓋（如圖3所示）。

事件原因：①口蓋在空中被吹落的直接原因是口蓋鉸鏈插銷的磨損和位移。②飛機維修計劃并不要求對此處口蓋的鉸鏈進行狀態檢查。

糾正措施：①羅爾斯·羅伊斯公司（簡稱“羅羅公司”）（RB211發動機制造廠家）引入了手冊修改要求（RMR），將具體的鉸鏈磨損檢查加入飛機維護手冊（AMM）任務中。②該航司在飛機A檢中引進了特殊檢查，來檢查此處反推接近口蓋鉸鏈插銷磨損和位移。該案例中，主要體現人與軟件界面出現不匹配。

案例3：2020年9月，某航司飛機執行呼和浩特至虹橋航班時，起飛之后機組報告飛機在起飛過程中出現輪胎爆胎的情況，呼和浩特機場場務在跑道道面撿到胎皮碎片。飛機落地虹橋機場，檢查發現7號主輪爆胎、3號主輪扎傷、7號和3號主輪剎車液壓管等部件受損。

事件分析：調查發現7號主輪爆胎主要原因為飛機在推出過程中，輪胎壓過脫落的工作梯支腳導致扎傷，起飛滑跑時因高速轉動爆胎，脫落的胎皮造成飛機包括剎車液壓管等多處損傷。該案例中，人與人界面（機坪外來物檢查不到位）、人與硬件界面（不合適的梯架）均出現不匹配。

案例4：2018年8月，某航司一架DHC-8-400型客機，執行從冰島雷克雅未克飛往埃基斯蒂爾的航班時，機上載有40名乘客和4名機組人員。飛機從雷克雅未克機場31號跑道起飛，爬升至6 000英尺高度時，由于右側發動機失去滑油壓力，機組人員關閉了右側發動機（PW150），安全返航雷克雅未克機場。

事件分析：維修學員A錯誤安裝右發起動機驅動裝置檢修蓋板上的噴油嘴和扣環，后續扣環從噴油嘴分離，導致右發滑油泄漏。調查發現情況，見表1。

該事件主要體現了人與人界面的不匹配，維修人員承受航班壓力（環境），同時，還出現管理層支持不到位、組織安排不到位、人員技能不足、人員多次違規等問題，充分體現“人與人”界面管理的復雜性。

4" 管理方法

4.1 確保生產資源的投入

“安全是民航業的生命線。任何時候任何環節都不能麻痹大意”。要正確處理安全與效益的平衡關系，牢固樹立“沒有安全就沒有一切”的理念，牢牢繃緊“安全”這根弦。要結合實際生產工作需求，配齊所需的人力、工具設備、物料航材和勞保用品等資源[3]，確保生產資源的持續有效性。生產資源的短缺往往是維修人員“處境違規”的重要誘發因素。要關注員工的工作環境，如維修場所的照明情況、值班室和物料間的布置情況等，完善環境資源，切實做好“7S”管理，避免工作環境對維修活動產生不利影響。要關注員工的生活環境，評估并配備在高溫或者嚴寒工作環境下開展航線維修工作時，為保障工作期間間歇性休整所需要的必要保障設施，為夜班執勤員工提供合適的休息場所和合理的餐飲保障，配備醫療資源，完善機坪應急救護機制，對工作期間發生個人傷害事件（如擠傷、壓傷、中暑等）提供應急救護保障。生產資源的合理投入，可以有效強化人與硬件、人與環境界面的匹配性。

4.2" 完善安全管理體系

各民航維修單位按要求建立了安全管理體系（SMS），但安全管理效能卻參差不齊。要認真研讀民航局關于航空運營人和維修單位的安全管理體系建設要求，科學地制定安全目標和安全政策，通過實施風險管理、安全保證和安全促進等環節，保障安全管理運行順暢有序[4]。要深化運用系統思維，建立風險管理和隱患排查治理雙重預防機制，通過“盯組織、盯系統”和加強“數據驅動”等方法提升安全管理效能。充分利用隱患自查、員工自愿報告等有效途徑，發揮員工聰明才智，群策群力，積極排查組織系統的隱患和漏洞。在完善管理制度方面，還要特別注意程序流程的簡潔性和可操作性，對可操作性差的程序進行優化，減少不必要的程序[5]。完善的安全管理機制為人與其他界面匹配性提供了制度保障。

4.3" 積極建設優良的安全文化

安全文化是企業安全價值觀、信念、目標和行為準則的綜合[6]，是保證航空安全的內在推動力，沒有積極的安全文化，安全管理目標的實現也無從談起。管理人員要旗幟鮮明地表明“安全第一”的立場，使員工在做好安全工作、減少處境違規等方面有充足的底氣。要利用多種渠道、多種形式，大力弘揚當代民航精神及“三個敬畏”的職業精神，促進正確安全行為的養成，從內心深處筑牢安全防線。要建立合理的獎懲文化，鼓勵自愿、誠信的非懲罰制度，鼓勵員工積極排查身邊的安全隱患。對于安全建議，根據其對安全的貢獻實施量化考評。對主動作為管控苗頭性不安全事件、避免不安全事件、維修作風正面行為以及對安全管理做出貢獻的人員進行獎勵，通過工作會議、發文、滾動屏幕等，大力弘揚好的行為。對于違章行為、維修作風負面行為，出現一起處罰一起，嚴肅問責，規范維修行為，減少人為差錯發生的概率。積極的安全文化氛圍為人與其他界面匹配性提供了文化保障。

4.4" 加強維修活動中的班組管理

班組是最小的作業單位和管理平臺，班組是加強管理、搞好安全生產、減少各類不安全事件的基礎和關鍵。維修工作中的各項計劃、任務，都要在維修現場落實。在現場工作中，無論是做例行檢查，還是做排故，或是做定檢，都有相應的流程，通過查找流程中的可能產生差錯的環節，優化控制措施，可以達到減少人為差錯的效果。流程的執行和優化，都離不開維修班組。要建立班組管理規范[7]，做好工作任務組織安排，確保每個員工都能勝任崗位職責。要強化班組管人、管事的能力，提升班組長能力、班組執行力、遵章守紀能力、安全防范能力和作風養成能力。規范班組管理，可以有效強化人與人界面的匹配性。

4.5" 密切關注員工技能狀態

維修人員的個人狀態對維修工作有直接影響。身體的異常狀態，工作、家庭和社會關系上的壓力，可能使維修人員分心、記憶力下降，影響工作效能。缺乏專業知識可能導致工作出錯。要做好各類不安全事件統計，緊盯“薄弱”人員，提供必要的補充培訓，提升資質能力。維修新員在獲取維修操作授權之前和獲取授權初期，易出現技能不足和情景意識不足的情況，要加強對維修新員的監督和指導。要強化與員工在工作和日常生活中的溝通交流，密切關注員工的身心狀況，開展必要的心理輔導，提供必要的支持。在特殊的工作階段（酷熱、寒冷、強烈氣味等），維修人員可能產生抱怨心理、求快心理[8]，要開展專項教育，提醒工作風險。做好SHEL模型中心的“人”的管理，最重要的是抓好管理過程中的可控因素，并不斷完善管理方法。

5" 結束語

SHEL模型有助于理解和分析航空維修人為差錯。若要減少危險源和人為差錯源，就要減少SHEL模型各界面的不匹配情況。這需要深化運用系統的觀念和方法，保障生產資源，完善各項規章制度，建設積極的安全文化，深化班組管理和重點人員管理，確保SHEL模型中4個界面的匹配性，有效減少人為差錯的發生。

參考文獻：

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[7] 崔文建.民航維修班組人員可靠性分析與研究[D].天津：中國民航大學，2016.

[8] 李強，郭田.航空機務維修人為差錯原因及對策研究[J].科技與創新，2022（24）：2-3.

作者簡介：陳幫（1988-），男，碩士，工程師。研究方向為航空維修安全質量管理。