飞机防差错措施综述

赵安家,韩传润

(1.沈阳飞机工业(集团)有限公司，沈阳 110850;2.中国人民解放军92950部队，辽宁 兴城 125100)

飞机差错几乎每天都在发生，差错导致飞机缺陷，并使飞机成本提高，也影响着飞行安全。防差错技术是1961年由日本质量专家新江滋生提出，目的是将产品缺陷在产生之前把差错产生的条件消除掉，它是现代企业精益生产的重要内容，已被日、美、德等国家广泛使用，我国从20世纪90年代引入防差错技术，因认知程度不足和方法不完善而发展较慢，尤其是我国航空领域，在飞机制造业自动化程度不高、管理粗放、人员素质不高等情况下，推进防差错技术可大大提升飞机质量，避免飞机缺陷。

1 差错

飞机差错是一种客观存在的，影响飞机安全、维护和使用，并偏离了飞机工作规范和标准的不安全事件或不正确行为，它来源于飞机的设计、制造、调试、维修、飞行等过程中，诸如设计方法、工艺方法、工艺装备、材料、组织管理和使用环境等方面的不完善，飞机差错具有必然性、潜在性、复杂性、传递性、危害性、条件性、突变性、可积性和可逆性等特点[1-2]。飞机差错原因调查显示，40%为设计原因、30%为现场管理原因、30%为人为原因，飞机差错几乎每年都有发生，而70%～80%的航空事故是人为差错引起。

飞机差错分类较多(图1、图2)[3]，人为差错随着飞机发展呈现上升趋势是当代飞机差错发展的一个显著特点。机务工作者差错常表现为“错、忘、漏、丢、蛮、损”；飞行员差错多表现为技术、思想和作风上的不完美；飞机设计差错常表现为设计思维不全面和技术落后。

图1 差错分类

图2 人为差错分类

差错能使飞机处于缺陷和故障状态，使飞机成本增加，也使飞机的安全性和可靠性下降，影响着飞机正常使用。墨菲定律告诉我们凡事能出现差错就迟早一定会出现差错，飞机差错总是在最坏、最不利的时机发生[4]，有时飞机差错的发生会让人们付出高昂和灾难性的代价，如1994年6月6日我国西北航空公司一架TY-154M型飞机B2610号在更换ⅡKA-31减震交换平台安装架时，由于增稳操纵系统电插头无防差错设计，操作人员将增稳操纵系统倾斜阻尼插头和航向阻尼插头插错，飞行前未检出，在由西安飞往广州途中，飞机发生横向不可控飘摆，造成空中解体坠毁，导致机上160人员全部遇难。又如我国强5C飞机左右副翼操纵悬挂接头无防差错设计，大修时装反，在1999年3月30日起飞时发生一等事故。由此可见飞机差错需要有效地预防和控制，或者能在飞机错误和缺陷产生后能及时发现和控制，以降低失误风险和经济损失。

2 飞机差错的预防

差错的预防，简称防差错，它是一种消除错误的预防性技术和方法，以飞机在设计、来料、加工、制造、装配、调试、飞行和维修等全过程(简称飞机全寿命周期，下同)中的差错为研究对象，从事前预防和风险管控的角度，在人、机、料、法、环等各方面，通过采用防差错器件(含限位、限动器件)、自动作用(含自动检测)、报警、标识、分类等有效手段[5-6]，对飞机全寿命周期工作过程进行重新规划和改进，使任何操作者在任何时候无须特别注意，都可以发现和预防飞机工作中的缺陷和疏忽，把工作做到极致完美，使飞机工作达到“零缺陷”状态[7]，降低飞机事故或灾难的发生。因而，防差错方法须具有前瞻性、主动性、预防性、全面性和安全性等特点。

通过飞机防差错，可达到如下效果：使作业轻松、简单；使作业不需要专业技能和复杂判断；实现自动化，作业不依赖感官；使工作安全，不会有危险，能够降低员工因愚呆和工作失误而造成差错和缺陷产生的几率。防差错的突出优点是成本低、见效快、方法简单，可以降低飞机差错产生的几率，使飞机安全性、可靠性、产品合格率、资源利用率和工作效率得到有效提升。

防差错方法，按内容分为设计防差错、制造防差错、维修防差错、工艺防差错、工装防差错、环境防差错、管理防差错；按效果分为预防型防差错、检测型防差错、预防-检测型防差错。从源头上防止失误是预防型防差错，效果最好，最主动、最经济，成本也最低；在失误产生时发现差错，未造成缺陷是预防-检测型防差错，效果较好；在产品流出该工位前将发生缺陷的产品检测出来是检测型防差错，效果一般。

防差错工作流程可分为差错的识别和分析，防差错的计划，防差错方案的实施，防差错效果的评估，防差错成果的推广，防差错工作也是质量管理工作的一部分，应实现闭环管理。目前防差错管理正从责任与后果控制转向为差错过程细节控制和设计源头控制，凸显差错产生的原因与条件。

破窗理论告诉我们，发现差错与隐患要第一时间弥补，通常疏忽可导致差错，差错可导致错误，错误可导致事故，事故可导致灾难，形成连锁的飞机“多米诺效应”。实践证明，将缺陷和差错的预防和消除在飞机研制初期阶段，可以大大节约飞机成本(图3)。在飞机全寿命周期内，从设计源头抓起，提升角色和用户需求标准，提高飞机工作标准，树立“不制造缺陷、不传递缺陷、不接收缺陷”的质量理念，对缺陷实施零容忍，采取有效措施，优化设计和精益生产，关注飞机工作过程和细节，精准管控，在飞机设计、制造、调试、飞行和维护过程中坚持飞机防差错工作常态化，才能把飞机防差错工作做好，满足飞机安全性、可靠性、测试性、维修性和保障性等要求。

3 飞机差错的识别

认识和评估飞机差错的类型、等级、危害、发生概率、检测和识别难易度，综合分析飞机差错的成因，对飞机危险点、差错点、不安全因素的认知，主要通过虚拟法、失效法、异常法(含经验法、常识法)、标准法、比较法、检查法和综合法等方法识别。海恩法则告诉我们，一起重大飞机事故下面有29起轻微事故、300起事故征候和1000起事故隐患，因而需要多层次、多角度地分析差错成因[8，9]，表1列举了部分飞机差错原因与其纠正措施。

图3 飞机缺陷与成本关系

虚拟法是虚拟元器件和紧固件错装或失效时，查看飞机系统是否出现故障，然后对飞机元器件接口、安装方式等加以优化设计和检查；失效法是当飞机某个元器件(含软件和硬件)及其固定发生失效时(含安全失效、控制失效和功能失效)，查看飞机系统是否出现故障；异常法是当飞机某个元器件在温度、潮湿度、载荷等工作环境和条件发生异常变化时，查看飞机系统是否出现故障；标准法是依据有关标准与规定查看产品数据和试验结果是否与规定一致，从而判断产品是否出现差错；比较法是对某个元器件设计及其安装方式采取多种方案，比较其优劣；检查法是通过检测，或用自检、互检、专检等检验手段，查看飞机系统否出现故障与差错；综合法是综合运用上述方法发现飞机差错所在。

4 飞机防差错措施

防差错技术主要有源头排除法、预警提示法、及时封锁法[10]，防错基本思路为消除、替代、简化、检测和减少[11]，以追求完美为宗旨，从设计源头、工作过程细节抓起，系统地从人、机、料、法、环等各方面分析飞机差错，采用断根、保险、自动、相符、顺序、隔离、复制、层别、警告和缓和等防差错设计原理[12]，以预防飞机差错的产生。

表1 飞机差错的改进

图4 某型飞机改进后的防差错标识

4.1 设计防差错

(1)在飞机设计部门组织结构上，建立专门的差错发现和识别机构，有专人负责给飞机设计挑错，对设计方案进行工艺评审的同时，要进行防差错审查，规避设计禁忌和设计缺陷，消除潜在的设计差错，如波音公司飞机设计团队中就专人负责给飞机设计挑错，值得借鉴。

(2)设计有效的防差错器件和防差错装置。对于操纵器件，下列防差错措施值得借鉴：①操纵器件有合适的位置、空间和方向；②操纵器件采用物理障碍措施保护；③操纵器件手控部分有足够大防滑脱阻力；④操纵器件手控部分有稳定支撑点；⑤操纵器件实施逻辑控制保护；⑥操纵器件采取复杂的运动控制；⑦操纵器件采用锁定或连锁装置控制；⑧操纵器件采取明显顺序运动控制；⑨操纵器件采取明显触觉提示；⑩操纵器件采用增大运动阻力控制。

(3)通过加装飞机标牌、标记、标识(如区别性和关联性标识)、警示(如警示的文字、标识、物件)、限动装置(如台阶、沟槽、定位孔、止动螺钉和导正销)等手段，避免飞机设计差错。

(4)以人素工程为向导，尊重人的习惯、生理、心理、技能、知识、文化、情绪、注意力的个性差异，采用包容设计、冗度技术和自动检测等精细化设计，全面满足飞机安全性、可靠性、测试性、维修性和保障性要求，以提高飞机容错和检错能力。

4.2 管理防差错

(1)飞机工作的计划、组织、控制和检查工作要四位一体，使飞机工作实现科学化、标准化和流程化，避免管理缺失和制度不完善；

(2)健全科学的工作规范、标准、规章和管理制度，使飞机所有工作都有章可循，如目前我国军机燃油微生物污染屡见不鲜，军机燃油微生物污染标准与防控措施还没有出台；

(3)健全质量安全管理机制，运用6S管理工具，强化工作现场组织和管理，合理配置资源，明确分工和职责，抓好飞机质量闭环管理工作，强化飞机质量原因分析和质量改进，坚决杜绝“违章指挥、违章操作、违反劳动纪律”；

(4)加强员工质量安全和责任心教育，树立“不制造缺陷、不传递缺陷、不接受缺陷”和飞机产品“零缺陷”的质量理念；

(5)关爱员工，在节假日和休息时间尽量减少员工加班加点，避免员工由于疲劳、不良情绪和思想散漫等带来的不必要差错；

(6)加强员工学习和培训，提升员工的专业知识、专业技能和工作素养。

4.3 工艺流程防差错

(1)凡飞机工作都应有工艺文件(如工艺规程、工艺合格证、任务书、实施方案、工作质量卡片等)进行控制；

(2)对工艺文件和工艺装备实施防差错评审，使工艺方法正确、工装适用；

(3)定期梳理飞机工艺文件，完善并提高工艺标准，严肃工艺纪律，使飞机质量可监控、工作可追溯；

(4)强化飞机工作流程再造，精简飞机工序设置，使飞机工作简单化、标准化和程序化；

(5)提高飞机制造自动化程度，降低飞机质量对员工技能和技术的依赖。

4.4 环境防差错

(1)坚持以人为本，不断改善飞机工作环境(如噪音、光照度、温度、湿度、清洁度、空间等)[13]，确保员工身心健康；

(2)营造和谐、科学、严谨、团结协作、质量安全第一的工作氛围，提升员工责任心和事业心，让质量安全成为员工的习惯和素养；

4.5 检验防差错

(1)对于飞机工作的重点、关键点、风险点和衔接点要加强防差错检查；

(2)在恶劣环境工作或节假日加班加点时，质检人员要加强现场工作质量监控；

(3)当飞机出现差错或缺陷时，要多视角查摆问题，重视差错类型、成因和过程分析，采取有效防控措施，坚持“事故原因未查清不放过、责任者没有落实不放过、整改措施不到位不放过、责任者和群众没有受到教育不放过”原则,使飞机问题及时归零;

(4)整合和总结以往飞机的差错案例和防差错方法，做到信息共享，供后续学习和警示，避免前车之鉴。

4.6 工作现场防差错

(1)加强飞机工作现场的可视化、形迹化管理[14]，防止识别错误以及物件漏装、错装和丢失;

(2)注重细节[15]，加强飞机工作过程和现场的监管和指导;

(3)尽量保证飞机工作的连续性，避免飞机工作在中间被打断，中断的工作要重复进行前三步工作;

(4)当飞机工作现场交接时，要有书面记录，使飞机工作可追溯;

(5)当飞机上跨专业、多层面工作时，现场需要统一协调和指挥;

(6)控制飞机现场工作节奏，必要时停下来理性分析可能存在的风险和问题，及时发现和修正可能出现的问题，切忌急燥蛮干和违规操作。

4.7 工艺装备防差错

改善和优化工艺装备设计，按要求维护和保养工艺装备，防止设备和工装老化、失效。

4.8 其它防差错措施

(1)虚拟飞机差错发生，搞好飞机差错推演工作，挖掘潜在差错，编制科学的应急处置预案，降低飞机差错带来的损失。

(2)飞行员在飞行前要搞好飞行演练，飞行时合理分配精力，按飞行员手册操纵飞机，避免飞机超出飞行包线。

5 飞机防差错技术中的注意事项

(1)飞机防差错时，不得影响飞机综合化、标准化、模块化、通用化、智能化和自动化等要求，不影响产品和附件的互换性，不影响飞机重量和电磁兼容性等重要指标和性能;

(2)进行复杂性工作时，在技术文件、飞机、设备和场地上要有醒目的警示性文字，防止误操作;

(3)飞机燃油、液压油、滑油导管接头与电缆插头和氧气导管接头的安装位置应错开，防止拆卸导管时油液浸入电缆插头或油液导管泄漏的油液与氧气导管泄漏的氧气相遇而发生爆炸;

(4)飞机燃油、液压油、滑油导管接头的安装位置及燃滑油的排放点应远离飞机继电器盒，防止因油液泄漏而引起失火爆炸;

(5)在设计限流孔、单向活门、滑阀、液动泵等装置时，要考虑飞机清洁度对其失效影响，设置必要的过滤装置;

(6)飞机管路与电缆线束安装时要有标识编号，液压、燃油、滑油、冷气等流体附件如限流孔、节流阀、单向活门等安装部位附近应有安装方向标识，飞机管线敷设应整齐有序，避免管线之间交叉和纠缠;

(7)对于功能不同、位置相近、接口相同、外形相似的容易混装和错装的零件、导管、组件、电连接器和成品附件等，尽量避免安装在同一位置区域，当不可避免时，要采用形状、尺寸、颜色、文字、编号等不同标识(含图像扫码识别技术)加以区分；

(8)飞机与发动机进气口前部紧固件(含飞机吊舱、挂架)应采取防松动结构措施和防松动标记;

(9)安装到飞机上的工艺件要有明显标记，飞行前要全部取下;

(10)两种材料相连接应具有相容性，电位差一般不大于0.5V，必须连接时应采取防护措施;

(11)加装必要的飞机系统限制和告警装置，如飞机发生结冰或舵面破损时，自动启动飞机安全飞行包线告警系统。

6 结论

防差错是飞机设计、制造、维护和使用过程中的一项基本工作，坚持从人、机、料、法、环等各环节识别和预防差错，落实防差错技术措施，可有效减少飞机差错的发生，保证飞行安全。本研究方法在我国某型飞机的设计、研制和生产中得到了很好的应用，取得了良好效果。随着飞机自动化和智能化生产的发展和应用，飞机防差错措施将会日趋完善，防差错技术将会更加完美。