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，以某航空公司飛機(jī)事故為例，通過描述識別功能單位以及對不同單位變化的結(jié)果和影響因素做進(jìn)一步分析和評估，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，人為因素會導(dǎo)致其他因素產(chǎn)生相互作用，對飛機(jī)的安全運行產(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航空維修人為差錯理論

對于航空維修人為差錯來說，具體表現(xiàn)在維修時，維修人員由于主觀因素的影響導(dǎo)致和外界因素發(fā)生交錯時達(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)人員的生命財產(chǎn)安全受到威脅。系統(tǒng)在維修的過程中多處于變化的狀態(tài)，因而產(chǎn)生維修差錯也是必然的，在此過程中需要注意的是能夠準(zhǔn)確分析出差錯對人員、設(shè)備等產(chǎn)生的原因，并能夠及時提出相應(yīng)的解決措施，降低差錯可能發(fā)生的概率[1]。

1.2人為差錯原因

通常情況下，維修產(chǎn)生的差錯主要是由于慣性思維、傳統(tǒng)經(jīng)驗以及專業(yè)技能等因素造成的違規(guī)，當(dāng)維修差錯數(shù)量較大且相互之間能夠彼此產(chǎn)生作用時，差錯便形成了。產(chǎn)生的差錯原因主要有：（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，容易對故障、差錯的判斷產(chǎn)生偏差，容易造成維修工作無法順利進(jìn)行。（2）維修計劃方案的設(shè)定。近年來，民航運輸量不斷增加，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)生安全隱患問題。所以，應(yīng)制定合理的維修方案，為維修人員爭取更多的維修時間。（3）安全監(jiān)督與管理。民航業(yè)由于行業(yè)的特殊性，因而對安全與監(jiān)督管理工作有著極高的要求。（4）組織管理。對于民航公司來說，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)人員的知識技能水平的培訓(xùn)，對相關(guān)的政策及時進(jìn)行解讀和了解。（5）器材與工具。維修工具應(yīng)及時予以更新和更換，若未能及時更新的情況下，容易提高飛機(jī)的飛行風(fēng)險。（6）環(huán)境與設(shè)施。對于維修人員來說，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，能夠有效降低差錯產(chǎn)生的概率。（7）飛機(jī)零部件的設(shè)計。當(dāng)飛機(jī)正式交付使用時，故障會進(jìn)一步顯現(xiàn)出來，此時也容易產(chǎn)生人為差錯，零部件的可修復(fù)性能能夠確保維修效率的提升。

1.3人為差錯特點

在人為因素轉(zhuǎn)為人為差錯時，在此過程中既包括人本身的差錯又包括其他因素。差錯所包含的特點主要有：（1）時滯性。維修差錯相較于空管系統(tǒng)人為因素具有較強(qiáng)的時滯性，此時，并不代表差錯較少或不會發(fā)生差錯，而是差錯的產(chǎn)生需要滿足一定的條件。（2）間接性。航空器對飛行安全性具有重要的影響。（3）容錯性。單個人為因素對飛機(jī)運行的安全產(chǎn)生的影響較小，當(dāng)多種因素共同作用時才會造成飛機(jī)整體運行狀態(tài)的差錯或偏移，進(jìn)而影響飛機(jī)運行的安全性。（4）必然性。當(dāng)存在某種差錯概率時，在進(jìn)行維修時則必然會發(fā)生差錯。維修人員的人為因素對飛機(jī)運行的安全性造成一定的影響，且發(fā)生差錯的過程較為復(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

對于隨機(jī)共振來說，隨機(jī)噪聲往往混合在較為微弱的信號中，此時，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)境處于動態(tài)變化的過程中，當(dāng)系統(tǒng)中任意功能的正常波動信號較弱時，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。對于功能共振分析，采用具體實際的方式，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)險評估，其步驟主要有：（1）確定建模目標(biāo)，對功能情況進(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）對系統(tǒng)功能存在的潛在風(fēng)險進(jìn)行有效判斷，合理評估可能發(fā)生的風(fēng)險問題。（4）借助觀察功能間的耦合對系統(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)行實時的監(jiān)測。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)動作，采用啟動功能將所需要處理的事物進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)化從而實現(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。在正常行駛過程中發(fā)生解體墜毀事件，機(jī)上全部人員罹難。通過調(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，立即開展相關(guān)搜救行動，經(jīng)過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程

功能共振事故分析過程主要分為識別和描述基本系統(tǒng)功能、評估系統(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個方面。其中，通過識別和描述基本系統(tǒng)功能分析可以得出，該航空事故的發(fā)生時間為起飛后的30min，通過調(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)行評估系統(tǒng)功能的潛在變化分析過程中，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。對于輸出變化來說，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。對相關(guān)功能的潛在變化進(jìn)行合理的評估（如表1所示）。

由表1中可得出完成維修工作性能波動，有3個低頻狀態(tài)，1個高頻狀態(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)行功能性能變化評估結(jié)果（如表2所示）的分析時，可以得出飛機(jī)尾部擦地和完成維修工作的性能變化無法進(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)行維修過程中往往容易出現(xiàn)維修不充分的問題。風(fēng)險意識不足，存在主觀性維修不及時，在風(fēng)險等級以及信息獲取上未能有效把握，對故障產(chǎn)生的原因未能深入分析，造成安全風(fēng)險不斷加劇。（2）飛機(jī)使用時間過長。飛機(jī)服役時間過長，未及時更新使得機(jī)械零件發(fā)生了老化造成了金屬疲勞問題的發(fā)生。除此之外，飛機(jī)在進(jìn)行多次地空地的循環(huán)時，對零部件的剛度和強(qiáng)度有較高的要求，若飛機(jī)自身的尾部蒙皮修復(fù)不及時或不完善時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)任意識的情況下，未能對設(shè)備進(jìn)行反復(fù)的查驗，使其對安全隱患問題不能及時發(fā)現(xiàn)。當(dāng)多種因素累積在一起時，造成飛機(jī)到達(dá)一定高度時，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

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，通過對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。

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