飛機防差錯措施綜述

趙安家,韓傳潤

(1.沈陽飛機工業(yè)(集團)有限公司，沈陽 110850;2.中國人民解放軍92950部隊，遼寧 興城 125100)

飛機差錯幾乎每天都在發(fā)生，差錯導致飛機缺陷，并使飛機成本提高，也影響著飛行安全。防差錯技術(shù)是1961年由日本質(zhì)量專家新江滋生提出，目的是將產(chǎn)品缺陷在產(chǎn)生之前把差錯產(chǎn)生的條件消除掉，它是現(xiàn)代企業(yè)精益生產(chǎn)的重要內(nèi)容，已被日、美、德等國家廣泛使用，我國從20世紀90年代引入防差錯技術(shù)，因認知程度不足和方法不完善而發(fā)展較慢，尤其是我國航空領(lǐng)域，在飛機制造業(yè)自動化程度不高、管理粗放、人員素質(zhì)不高等情況下，推進防差錯技術(shù)可大大提升飛機質(zhì)量，避免飛機缺陷。

1 差錯

飛機差錯是一種客觀存在的，影響飛機安全、維護和使用，并偏離了飛機工作規(guī)范和標準的不安全事件或不正確行為，它來源于飛機的設(shè)計、制造、調(diào)試、維修、飛行等過程中，諸如設(shè)計方法、工藝方法、工藝裝備、材料、組織管理和使用環(huán)境等方面的不完善，飛機差錯具有必然性、潛在性、復雜性、傳遞性、危害性、條件性、突變性、可積性和可逆性等特點[1-2]。飛機差錯原因調(diào)查顯示，40%為設(shè)計原因、30%為現(xiàn)場管理原因、30%為人為原因，飛機差錯幾乎每年都有發(fā)生，而70%～80%的航空事故是人為差錯引起。

飛機差錯分類較多(圖1、圖2)[3]，人為差錯隨著飛機發(fā)展呈現(xiàn)上升趨勢是當代飛機差錯發(fā)展的一個顯著特點。機務工作者差錯常表現(xiàn)為“錯、忘、漏、丟、蠻、損”；飛行員差錯多表現(xiàn)為技術(shù)、思想和作風上的不完美；飛機設(shè)計差錯常表現(xiàn)為設(shè)計思維不全面和技術(shù)落后。

圖1 差錯分類

圖2 人為差錯分類

差錯能使飛機處于缺陷和故障狀態(tài)，使飛機成本增加，也使飛機的安全性和可靠性下降，影響著飛機正常使用。墨菲定律告訴我們凡事能出現(xiàn)差錯就遲早一定會出現(xiàn)差錯，飛機差錯總是在最壞、最不利的時機發(fā)生[4]，有時飛機差錯的發(fā)生會讓人們付出高昂和災難性的代價，如1994年6月6日我國西北航空公司一架TY-154M型飛機B2610號在更換ⅡKA-31減震交換平臺安裝架時，由于增穩(wěn)操縱系統(tǒng)電插頭無防差錯設(shè)計，操作人員將增穩(wěn)操縱系統(tǒng)傾斜阻尼插頭和航向阻尼插頭插錯，飛行前未檢出，在由西安飛往廣州途中，飛機發(fā)生橫向不可控飄擺，造成空中解體墜毀，導致機上160人員全部遇難。又如我國強5C飛機左右副翼操縱懸掛接頭無防差錯設(shè)計，大修時裝反，在1999年3月30日起飛時發(fā)生一等事故。由此可見飛機差錯需要有效地預防和控制，或者能在飛機錯誤和缺陷產(chǎn)生后能及時發(fā)現(xiàn)和控制，以降低失誤風險和經(jīng)濟損失。

2 飛機差錯的預防

差錯的預防，簡稱防差錯，它是一種消除錯誤的預防性技術(shù)和方法，以飛機在設(shè)計、來料、加工、制造、裝配、調(diào)試、飛行和維修等全過程(簡稱飛機全壽命周期，下同)中的差錯為研究對象，從事前預防和風險管控的角度，在人、機、料、法、環(huán)等各方面，通過采用防差錯器件(含限位、限動器件)、自動作用(含自動檢測)、報警、標識、分類等有效手段[5-6]，對飛機全壽命周期工作過程進行重新規(guī)劃和改進，使任何操作者在任何時候無須特別注意，都可以發(fā)現(xiàn)和預防飛機工作中的缺陷和疏忽，把工作做到極致完美，使飛機工作達到“零缺陷”狀態(tài)[7]，降低飛機事故或災難的發(fā)生。因而，防差錯方法須具有前瞻性、主動性、預防性、全面性和安全性等特點。

通過飛機防差錯，可達到如下效果：使作業(yè)輕松、簡單；使作業(yè)不需要專業(yè)技能和復雜判斷；實現(xiàn)自動化，作業(yè)不依賴感官；使工作安全，不會有危險，能夠降低員工因愚呆和工作失誤而造成差錯和缺陷產(chǎn)生的幾率。防差錯的突出優(yōu)點是成本低、見效快、方法簡單，可以降低飛機差錯產(chǎn)生的幾率，使飛機安全性、可靠性、產(chǎn)品合格率、資源利用率和工作效率得到有效提升。

防差錯方法，按內(nèi)容分為設(shè)計防差錯、制造防差錯、維修防差錯、工藝防差錯、工裝防差錯、環(huán)境防差錯、管理防差錯；按效果分為預防型防差錯、檢測型防差錯、預防-檢測型防差錯。從源頭上防止失誤是預防型防差錯，效果最好，最主動、最經(jīng)濟，成本也最低；在失誤產(chǎn)生時發(fā)現(xiàn)差錯，未造成缺陷是預防-檢測型防差錯，效果較好；在產(chǎn)品流出該工位前將發(fā)生缺陷的產(chǎn)品檢測出來是檢測型防差錯，效果一般。

防差錯工作流程可分為差錯的識別和分析，防差錯的計劃，防差錯方案的實施，防差錯效果的評估，防差錯成果的推廣，防差錯工作也是質(zhì)量管理工作的一部分，應實現(xiàn)閉環(huán)管理。目前防差錯管理正從責任與后果控制轉(zhuǎn)向為差錯過程細節(jié)控制和設(shè)計源頭控制，凸顯差錯產(chǎn)生的原因與條件。

破窗理論告訴我們，發(fā)現(xiàn)差錯與隱患要第一時間彌補，通常疏忽可導致差錯，差錯可導致錯誤，錯誤可導致事故，事故可導致災難，形成連鎖的飛機“多米諾效應”。實踐證明，將缺陷和差錯的預防和消除在飛機研制初期階段，可以大大節(jié)約飛機成本(圖3)。在飛機全壽命周期內(nèi)，從設(shè)計源頭抓起，提升角色和用戶需求標準，提高飛機工作標準，樹立“不制造缺陷、不傳遞缺陷、不接收缺陷”的質(zhì)量理念，對缺陷實施零容忍，采取有效措施，優(yōu)化設(shè)計和精益生產(chǎn)，關(guān)注飛機工作過程和細節(jié)，精準管控，在飛機設(shè)計、制造、調(diào)試、飛行和維護過程中堅持飛機防差錯工作常態(tài)化，才能把飛機防差錯工作做好，滿足飛機安全性、可靠性、測試性、維修性和保障性等要求。

3 飛機差錯的識別

認識和評估飛機差錯的類型、等級、危害、發(fā)生概率、檢測和識別難易度，綜合分析飛機差錯的成因，對飛機危險點、差錯點、不安全因素的認知，主要通過虛擬法、失效法、異常法(含經(jīng)驗法、常識法)、標準法、比較法、檢查法和綜合法等方法識別。海恩法則告訴我們，一起重大飛機事故下面有29起輕微事故、300起事故征候和1000起事故隱患，因而需要多層次、多角度地分析差錯成因[8，9]，表1列舉了部分飛機差錯原因與其糾正措施。

圖3 飛機缺陷與成本關(guān)系

虛擬法是虛擬元器件和緊固件錯裝或失效時，查看飛機系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障，然后對飛機元器件接口、安裝方式等加以優(yōu)化設(shè)計和檢查；失效法是當飛機某個元器件(含軟件和硬件)及其固定發(fā)生失效時(含安全失效、控制失效和功能失效)，查看飛機系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障；異常法是當飛機某個元器件在溫度、潮濕度、載荷等工作環(huán)境和條件發(fā)生異常變化時，查看飛機系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障；標準法是依據(jù)有關(guān)標準與規(guī)定查看產(chǎn)品數(shù)據(jù)和試驗結(jié)果是否與規(guī)定一致，從而判斷產(chǎn)品是否出現(xiàn)差錯；比較法是對某個元器件設(shè)計及其安裝方式采取多種方案，比較其優(yōu)劣；檢查法是通過檢測，或用自檢、互檢、專檢等檢驗手段，查看飛機系統(tǒng)否出現(xiàn)故障與差錯；綜合法是綜合運用上述方法發(fā)現(xiàn)飛機差錯所在。

4 飛機防差錯措施

防差錯技術(shù)主要有源頭排除法、預警提示法、及時封鎖法[10]，防錯基本思路為消除、替代、簡化、檢測和減少[11]，以追求完美為宗旨，從設(shè)計源頭、工作過程細節(jié)抓起，系統(tǒng)地從人、機、料、法、環(huán)等各方面分析飛機差錯，采用斷根、保險、自動、相符、順序、隔離、復制、層別、警告和緩和等防差錯設(shè)計原理[12]，以預防飛機差錯的產(chǎn)生。

表1 飛機差錯的改進

圖4 某型飛機改進后的防差錯標識

4.1 設(shè)計防差錯

(1)在飛機設(shè)計部門組織結(jié)構(gòu)上，建立專門的差錯發(fā)現(xiàn)和識別機構(gòu)，有專人負責給飛機設(shè)計挑錯，對設(shè)計方案進行工藝評審的同時，要進行防差錯審查，規(guī)避設(shè)計禁忌和設(shè)計缺陷，消除潛在的設(shè)計差錯，如波音公司飛機設(shè)計團隊中就專人負責給飛機設(shè)計挑錯，值得借鑒。

(2)設(shè)計有效的防差錯器件和防差錯裝置。對于操縱器件，下列防差錯措施值得借鑒：①操縱器件有合適的位置、空間和方向；②操縱器件采用物理障礙措施保護；③操縱器件手控部分有足夠大防滑脫阻力；④操縱器件手控部分有穩(wěn)定支撐點；⑤操縱器件實施邏輯控制保護；⑥操縱器件采取復雜的運動控制；⑦操縱器件采用鎖定或連鎖裝置控制；⑧操縱器件采取明顯順序運動控制；⑨操縱器件采取明顯觸覺提示；⑩操縱器件采用增大運動阻力控制。

(3)通過加裝飛機標牌、標記、標識(如區(qū)別性和關(guān)聯(lián)性標識)、警示(如警示的文字、標識、物件)、限動裝置(如臺階、溝槽、定位孔、止動螺釘和導正銷)等手段，避免飛機設(shè)計差錯。

(4)以人素工程為向?qū)?，尊重人的習慣、生理、心理、技能、知識、文化、情緒、注意力的個性差異，采用包容設(shè)計、冗度技術(shù)和自動檢測等精細化設(shè)計，全面滿足飛機安全性、可靠性、測試性、維修性和保障性要求，以提高飛機容錯和檢錯能力。

4.2 管理防差錯

(1)飛機工作的計劃、組織、控制和檢查工作要四位一體，使飛機工作實現(xiàn)科學化、標準化和流程化，避免管理缺失和制度不完善；

(2)健全科學的工作規(guī)范、標準、規(guī)章和管理制度，使飛機所有工作都有章可循，如目前我國軍機燃油微生物污染屢見不鮮，軍機燃油微生物污染標準與防控措施還沒有出臺；

(3)健全質(zhì)量安全管理機制，運用6S管理工具，強化工作現(xiàn)場組織和管理，合理配置資源，明確分工和職責，抓好飛機質(zhì)量閉環(huán)管理工作，強化飛機質(zhì)量原因分析和質(zhì)量改進，堅決杜絕“違章指揮、違章操作、違反勞動紀律”；

(4)加強員工質(zhì)量安全和責任心教育，樹立“不制造缺陷、不傳遞缺陷、不接受缺陷”和飛機產(chǎn)品“零缺陷”的質(zhì)量理念；

(5)關(guān)愛員工，在節(jié)假日和休息時間盡量減少員工加班加點，避免員工由于疲勞、不良情緒和思想散漫等帶來的不必要差錯；

(6)加強員工學習和培訓，提升員工的專業(yè)知識、專業(yè)技能和工作素養(yǎng)。

4.3 工藝流程防差錯

(1)凡飛機工作都應有工藝文件(如工藝規(guī)程、工藝合格證、任務書、實施方案、工作質(zhì)量卡片等)進行控制；

(2)對工藝文件和工藝裝備實施防差錯評審，使工藝方法正確、工裝適用；

(3)定期梳理飛機工藝文件，完善并提高工藝標準，嚴肅工藝紀律，使飛機質(zhì)量可監(jiān)控、工作可追溯；

(4)強化飛機工作流程再造，精簡飛機工序設(shè)置，使飛機工作簡單化、標準化和程序化；

(5)提高飛機制造自動化程度，降低飛機質(zhì)量對員工技能和技術(shù)的依賴。

4.4 環(huán)境防差錯

(1)堅持以人為本，不斷改善飛機工作環(huán)境(如噪音、光照度、溫度、濕度、清潔度、空間等)[13]，確保員工身心健康；

(2)營造和諧、科學、嚴謹、團結(jié)協(xié)作、質(zhì)量安全第一的工作氛圍，提升員工責任心和事業(yè)心，讓質(zhì)量安全成為員工的習慣和素養(yǎng)；

4.5 檢驗防差錯

(1)對于飛機工作的重點、關(guān)鍵點、風險點和銜接點要加強防差錯檢查；

(2)在惡劣環(huán)境工作或節(jié)假日加班加點時，質(zhì)檢人員要加強現(xiàn)場工作質(zhì)量監(jiān)控；

(3)當飛機出現(xiàn)差錯或缺陷時，要多視角查擺問題，重視差錯類型、成因和過程分析，采取有效防控措施，堅持“事故原因未查清不放過、責任者沒有落實不放過、整改措施不到位不放過、責任者和群眾沒有受到教育不放過”原則,使飛機問題及時歸零;

(4)整合和總結(jié)以往飛機的差錯案例和防差錯方法，做到信息共享，供后續(xù)學習和警示，避免前車之鑒。

4.6 工作現(xiàn)場防差錯

(1)加強飛機工作現(xiàn)場的可視化、形跡化管理[14]，防止識別錯誤以及物件漏裝、錯裝和丟失;

(2)注重細節(jié)[15]，加強飛機工作過程和現(xiàn)場的監(jiān)管和指導;

(3)盡量保證飛機工作的連續(xù)性，避免飛機工作在中間被打斷，中斷的工作要重復進行前三步工作;

(4)當飛機工作現(xiàn)場交接時，要有書面記錄，使飛機工作可追溯;

(5)當飛機上跨專業(yè)、多層面工作時，現(xiàn)場需要統(tǒng)一協(xié)調(diào)和指揮;

(6)控制飛機現(xiàn)場工作節(jié)奏，必要時停下來理性分析可能存在的風險和問題，及時發(fā)現(xiàn)和修正可能出現(xiàn)的問題，切忌急燥蠻干和違規(guī)操作。

4.7 工藝裝備防差錯

改善和優(yōu)化工藝裝備設(shè)計，按要求維護和保養(yǎng)工藝裝備，防止設(shè)備和工裝老化、失效。

4.8 其它防差錯措施

(1)虛擬飛機差錯發(fā)生，搞好飛機差錯推演工作，挖掘潛在差錯，編制科學的應急處置預案，降低飛機差錯帶來的損失。

(2)飛行員在飛行前要搞好飛行演練，飛行時合理分配精力，按飛行員手冊操縱飛機，避免飛機超出飛行包線。

5 飛機防差錯技術(shù)中的注意事項

(1)飛機防差錯時，不得影響飛機綜合化、標準化、模塊化、通用化、智能化和自動化等要求，不影響產(chǎn)品和附件的互換性，不影響飛機重量和電磁兼容性等重要指標和性能;

(2)進行復雜性工作時，在技術(shù)文件、飛機、設(shè)備和場地上要有醒目的警示性文字，防止誤操作;

(3)飛機燃油、液壓油、滑油導管接頭與電纜插頭和氧氣導管接頭的安裝位置應錯開，防止拆卸導管時油液浸入電纜插頭或油液導管泄漏的油液與氧氣導管泄漏的氧氣相遇而發(fā)生爆炸;

(4)飛機燃油、液壓油、滑油導管接頭的安裝位置及燃滑油的排放點應遠離飛機繼電器盒，防止因油液泄漏而引起失火爆炸;

(5)在設(shè)計限流孔、單向活門、滑閥、液動泵等裝置時，要考慮飛機清潔度對其失效影響，設(shè)置必要的過濾裝置;

(6)飛機管路與電纜線束安裝時要有標識編號，液壓、燃油、滑油、冷氣等流體附件如限流孔、節(jié)流閥、單向活門等安裝部位附近應有安裝方向標識，飛機管線敷設(shè)應整齊有序，避免管線之間交叉和糾纏;

(7)對于功能不同、位置相近、接口相同、外形相似的容易混裝和錯裝的零件、導管、組件、電連接器和成品附件等，盡量避免安裝在同一位置區(qū)域，當不可避免時，要采用形狀、尺寸、顏色、文字、編號等不同標識(含圖像掃碼識別技術(shù))加以區(qū)分；

(8)飛機與發(fā)動機進氣口前部緊固件(含飛機吊艙、掛架)應采取防松動結(jié)構(gòu)措施和防松動標記;

(9)安裝到飛機上的工藝件要有明顯標記，飛行前要全部取下;

(10)兩種材料相連接應具有相容性，電位差一般不大于0.5V，必須連接時應采取防護措施;

(11)加裝必要的飛機系統(tǒng)限制和告警裝置，如飛機發(fā)生結(jié)冰或舵面破損時，自動啟動飛機安全飛行包線告警系統(tǒng)。

6 結(jié)論

防差錯是飛機設(shè)計、制造、維護和使用過程中的一項基本工作，堅持從人、機、料、法、環(huán)等各環(huán)節(jié)識別和預防差錯，落實防差錯技術(shù)措施，可有效減少飛機差錯的發(fā)生，保證飛行安全。本研究方法在我國某型飛機的設(shè)計、研制和生產(chǎn)中得到了很好的應用，取得了良好效果。隨著飛機自動化和智能化生產(chǎn)的發(fā)展和應用，飛機防差錯措施將會日趨完善，防差錯技術(shù)將會更加完美。