民用飛機(jī)故障原因分析方法和流程研究

董勤鵬，吳 訊

（中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司，上海200120）

在民用飛機(jī)試驗(yàn)、試飛及商業(yè)運(yùn)營過程中，飛機(jī)故障的原因調(diào)查必須有組織、全面地進(jìn)行。在調(diào)查的過程中，必須有完整的文檔支持和記錄。故障根原因分析（Root Cause Analysis）采用基于事件樹（Event Tree）的定性分析方法。該分析方法只對因果關(guān)系進(jìn)行分析，而不使用邏輯門進(jìn)行定量的計(jì)算。潛在的故障根原因分析包括設(shè)計(jì)缺陷、機(jī)組操作錯(cuò)誤、維修錯(cuò)誤、操作手冊缺陷等。在完整的調(diào)查結(jié)束后，最終的事件樹以及故障原因的分解部署過程需要提供可追溯的文檔。

在故障根原因分析過程中需要用到三種工具：（1）事件樹分析；（2）根原因分解圖；（3）行動(dòng)項(xiàng)列表。在故障根本原因分析過程中，需要建立一個(gè)明確的問題調(diào)查架構(gòu)，搜集完整的文檔材料和證據(jù)，并進(jìn)行全面的推理以得到故障發(fā)生的根本原因。

1 事件樹分析方法

事件樹（Event Tree）架構(gòu)與故障樹類似。事件樹為對所有可能導(dǎo)致不希望發(fā)生頂層故障的各級事件進(jìn)行可視化的描述。頂層非期望事件（Top Undesired Event）為可直接被發(fā)現(xiàn)的飛機(jī)或設(shè)備故障，并作為故障調(diào)查的開端。針對頂事件或者各級事件，通過分析得到所有可能引起事件發(fā)生的原因，作為下一級事件。不需要進(jìn)一步原因分析的事件作為底事件，或稱為根原因（Root Cause），作為所調(diào)查的故障的潛在因素。針對頂層非期望事件，基于事件樹，通過從根原因到頂層非期望事件的追溯，可以明確失效事件的發(fā)生路徑以及各級事件之間的級聯(lián)關(guān)系。

2 根原因分解圖

分解圖針對每個(gè)事件樹中的每個(gè)事件的已知數(shù)據(jù)和行動(dòng)項(xiàng)進(jìn)行追蹤和管理。對于各級事件（包括底事件），需要有證據(jù)表明該事件是否對故障的發(fā)生產(chǎn)生貢獻(xiàn)。該方法適用于特定的根原因事件（Root Cause E-vent），同時(shí)也可以用于事件樹中的各層級的事件。在調(diào)查過程中，確認(rèn)一個(gè)數(shù)據(jù)是否會(huì)對故障的發(fā)生產(chǎn)生貢獻(xiàn)，需要有充足的評估，并在分解圖中進(jìn)行描述。如果已知的數(shù)據(jù)不足以確定一個(gè)根原因事件是否對故障的發(fā)生產(chǎn)生貢獻(xiàn)，則需產(chǎn)生并分配行動(dòng)項(xiàng)（Action I-tems）來獲取更多的支持?jǐn)?shù)據(jù)。行動(dòng)項(xiàng)的狀態(tài)以及事件的優(yōu)先級需要在分解圖中進(jìn)行描述。標(biāo)準(zhǔn)的根原因分解圖如表1所示。

表1 根原因分解圖通用格式

3 行動(dòng)項(xiàng)列表

全部行動(dòng)項(xiàng)在根原因分解中已經(jīng)有所描述。行動(dòng)項(xiàng)列表針對每個(gè)行動(dòng)項(xiàng)提供更為詳細(xì)的信息，包括行動(dòng)項(xiàng)負(fù)責(zé)人、完成日期、與該行動(dòng)項(xiàng)相關(guān)的其他事件。行動(dòng)項(xiàng)列表提供了故障調(diào)查工作的管理方法以支持調(diào)查活動(dòng)協(xié)調(diào)、分配資源、數(shù)據(jù)的完整性等。在行動(dòng)項(xiàng)列表中還可以包含根原因調(diào)查之外的工作，比如問題糾正活動(dòng)等，也可以在行動(dòng)項(xiàng)列表中記錄和跟蹤。標(biāo)準(zhǔn)的行動(dòng)項(xiàng)列表如表2所示。

表2 行動(dòng)項(xiàng)列表模板

4 故障調(diào)查流程

故障調(diào)查為一個(gè)迭代的過程，在每個(gè)迭代過程中，均需要使用相應(yīng)的工具以及數(shù)據(jù)的重新評估。故障調(diào)查流程如下：

（1）針對所發(fā)生的故障，構(gòu)建事件樹，生成所有根原因事件（Root Cause Event）。

（2）對所有根原因事件進(jìn)行評估，明確每個(gè)根原因是否可關(guān)閉，還是需要產(chǎn)生行動(dòng)項(xiàng)以進(jìn)一步搜集數(shù)據(jù)來支持分析和評估。

（3）在完成全面評估后，明確事件樹中哪些根原因事件可以關(guān)閉，哪些根原因事件無法關(guān)閉并作為故障產(chǎn)生的關(guān)鍵因素。

（4）針對每個(gè)無法關(guān)閉的根原因事件采用分解圖并生成行動(dòng)項(xiàng)列表。

（5）在行動(dòng)項(xiàng)執(zhí)行過程中，針對行動(dòng)項(xiàng)的執(zhí)行結(jié)果，需要相關(guān)的資源團(tuán)隊(duì)（分析、測試）進(jìn)行評估。

（6）根據(jù)資源團(tuán)隊(duì)的評估，可以針對事件樹的組建、數(shù)據(jù)搜集及分析做出判斷，如有比較，可以進(jìn)一步迭代，進(jìn)行事件樹、分解圖的更新，并由此更新行動(dòng)項(xiàng)列表。

5 故障調(diào)查團(tuán)隊(duì)組織架構(gòu)

根據(jù)故障調(diào)查任務(wù)的復(fù)雜程度，可以將故障調(diào)查團(tuán)隊(duì)分為幾個(gè)子團(tuán)隊(duì)，不同子團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)不同事件樹分支的數(shù)據(jù)搜集和調(diào)查。子團(tuán)隊(duì)成員根據(jù)所負(fù)責(zé)的事件樹分支獨(dú)立地進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集和分析，如有必要可以與特定的專家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行咨詢討論。子團(tuán)隊(duì)需要將數(shù)據(jù)提供給整個(gè)故障調(diào)查團(tuán)隊(duì)，針對根原因事件的處理結(jié)果需要得到整個(gè)調(diào)查團(tuán)隊(duì)成員的一致同意。

6 結(jié)束語

本文針對民用飛機(jī)試驗(yàn)、試飛和運(yùn)營過程中事故調(diào)查的方法、流程和調(diào)查團(tuán)隊(duì)組建進(jìn)行了深入地分析。事故調(diào)查方法、流程和調(diào)查團(tuán)隊(duì)三方面為一個(gè)有機(jī)的整體。通過事件樹、根原因分解、行動(dòng)項(xiàng)列表建立了完成的故障調(diào)查方法。故障樹調(diào)查流程基于事件調(diào)查的優(yōu)先級及團(tuán)隊(duì)的資源，制定合適的調(diào)查范圍和深入程度等級，并由此制定團(tuán)隊(duì)的組織架構(gòu)。

［1］SAE ARP4761，Safety Assessment Process Guidelines&Methods［Z］.The Engineering Society for Advancing Mobility Land Sea Air and Space，1996.

［2］SAE ARP5150，Safety Assessment of Aircraft in Commercial Service［Z］.SAE Aerospace Standards Development and Research Division，2001.