论新型涡扇发动机维修中的人为因素故障

□ 黄宇生 □ 倪 伟 □ 全飞飞 □ 舒 毅

1.长沙航空职业技术学院 航空机电设备维修学院 长沙 410124 2.中国人民解放军第四七二三工厂 河北邯郸 311826

1 研究背景

航空安全是航空动力装置维修的最终目标,确保维修的产品能安全、可靠运行是每家维修厂的主要责任。近年来,随着设备可靠性与企业管理水平的提高,以及维修技术的进步,单纯由于技术因素引发的安全事故已大大减少[1-3]。但随着新型涡扇发动机服役速率、使用频率、工作时间和工作载荷的变化,其维修任务也不断加重,某些型号涡扇发动机的维修质量问题逐渐变得突出。根据统计数据,2016年～2017年,某新型涡扇发动机从分解到交付用户,故障总数为915条,其中526条为人为故障[4],占故障总数的57.5%。人为故障的数量在一定程度上反映了企业的发动机维修技术水平和人员素质[5-6],过高的故障数导致产品维修成本高、周期长,影响产品的交付质量和生产进度,降低客户的满意度。

由于没有系统性地制订人为故障管控方案,没有建立发动机故障数据库,也没有开展相关分析、控制和预防研究,导致在排除人为故障及重复故障方面,消耗了较多的人力、物力和财力。与维修厂零误差、零缺陷和零故障思想,以及树立市场观、成本观、客户观的理念相矛盾。如何减少新型涡扇发动机维修过程中的人为因素故障,有效提高产品质量和一次交付合格率,较为迫切。因此,开展新型涡扇发动机人为故障研究,并进行有效控制,显得十分必要。

2 人为因素故障产生原因

引起人为因素故障的原因错综复杂。航空维修中的人为差错指航空维修人员因受到各种外在和内在因素的影响而导致错误行为,使航空发动机维修工作发生偏差和错误,不能达到预期目的,伴随航空装备状态异常、设备损坏或人员伤亡等不良后果。人为因素故障的发生有规律可循,墨菲定律给出的启示是:任何事都没有表面看起来那么简单,所有事都会比预计的时间长,会出错的事总会出错;如果越担心某种情况发生,那么它就越有可能发生。因此,要以积极的态度去面对人为因素故障,变差错难免为差错能防。

根据维修厂的事故统计数据,维修差错的发生具备三个基本条件:① 涡扇发动机在结构上存在出现差错的可能性;② 维修人员人为差错;③ 管理上存在改进的空间。其中,涡扇发动机在结构上存在出现差错是客观存在的,而维修任务和管理依靠人去实施,因此所有维修差错的发生最终都取决于人是否出差错。维修差错的发生以至最终造成危及安全的后果,都是由于三个基本条件构成的事件一环扣一环,形成一个事件链,最终引发事故。某维修厂2013年以来出现的新型涡扇发动机典型人为因素故障见表1,包括故障现象、原因和类型[7]。

表1 新型涡扇发动机人为因素故障

由表1可知,人为因素故障可以分为程序差错、交流差错、熟练度差错、粗心大意差错和故意违规五个类型。程序差错指维修人员错误地执行了维修程序,没有实现某一必要的功能,或实现了某一不应实现的功能。交流差错指信息交流不当或不完全,信息被阻塞或误解。熟练度差错指维修人员由于缺乏知识、技巧、经验和能力,没有察觉到某一危险情况,或对工艺内容理解不到位,导致执行结果偏差[8]。粗心大意差错指维修人员在执行某一任务时粗心大意,导致本不该出现的错误结果。故意违规指维修人员缺乏安全意识或个人、团体主观因素导致违反制度和规定。现有发生的典型人为因素故障,多属于前四种类型。

3 航空维修人为因素故障管理

涡扇发动机日常维修时,零部件的故障信息被详细调查和记录,而对维修过程中的人为因素,通常则没有形成系统的调查分析和事故预防机制。国外有学者建议事故调查人员仔细查看记录,分析每一个事故或事故征候的人为因素,并有针对性地提出最大化减少维修差错的必要程序。这个程序由人为因素事故征候调查、事故征候数据分析、信息反馈、公司文化和人员培训五个模块有机组成,也称为航空维修人为因素管理程序。

为了使程序的所有模块有机统一工作,1972年,Reason设计了SHELL模型。SHELL模型的主要内容是在维护环境中,人或团队等与硬件和软件的相互作用,对于减少维修差错有积极或消极的影响。1990年,Reason又提出了Swiss Cheese模型,其核心是将维修差错人为因素分级、分类管理,认为事故是由非安全的组织因素、监管因素,以及非安全的预先处理导致非安全的发动机维修所引起,这一模型成为航空维修人为因素故障管理的工业标准。

4 航空维修差错预防分类

航空维修差错预防实践时,由于维修的设备、人员、程序和工作环境等不断变化,会引起差错,诱发事件链,甚至导致事故。基于Reason设计的模型,将航空维修差错预防分为管理状态、维修人员状态、工作环境和维修活动,可以确保管理和监督人员有效地干预维修工作,提出进一步的预防策略,最终识别并消除差错。

管理状态、维修人员状态和工作环境可以独立或组合影响航空发动机维修[9],不安全的维修活动可以导致直接事故或潜在的维修故障。管理状态与可维护性设计、指令性维护程序、标准维护操作相关,若出现差错,可能直接导致需要维修。维修人员状态包括身心状态、维修协作、预先准备、理论、技能水平、记忆、个性心理特征和生理因素等,直接影响维修活动。理论、技能水平指维修人员对将要维修机型基本构造和原理的了解,技能和故检方法的掌握,发现和排除故障的能力等。记忆错误可表现为错、忘、漏,反映了维修人员记忆系统的职业安全防护体系不完善,对维修工作所需要的思维、反应、动作模式等记忆体系还未牢固建立。由于长期从事单一、重复的维修工作,维修人员对维修内容有一种内在的程序化认识,会过于依赖个人维修经验施工,忽视工艺规范和维修控制卡。此外,会不严格执行工作流程,在没有拿到控制卡的情况下,凭主观行为施工。个性心理特征表现为习惯、侥幸、紧张、自负、求快、厌倦、逆反等个性心理倾向。生理因素表现为维修人员的身体不能适应任务的要求,体现在疲劳和疾病两个方面。工作环境包括环境、设备和工作场所等因素,影响一个或多个维修人员。维修活动可能导致差错或违反规定。

5 航空维修差错预防基本模型

参考空中客车公司维修差错预防程序,建立航空维修差错预防基本模型,见表2,由表2可以全视从宏观到微观的维修差错发生情况,确认是什么原因造成了维修事故征候。表2中第一列划分成四个类别,第二列因素是对第一列因素的进一步划分,第三列对明确差错、事故、事故征候做了进一步划分,提供了差错类型预防度量和差错数据库趋势分析的统一途径。

表2 航空维修差错预防基本模型

6 人为因素故障的控制和预防

人为因素故障发生的原因十分复杂,在突发故障情况下,人的行为正确与否取决于人对该突发故障的认识或判断[10]。除按照人机工程要求对涡扇发动机及保障设备进行防差错设计外,最重要的对策还是提高维修人员的行为可靠性,以减少人为因素故障。

6.1 加大职业道德素质培养

职业道德素质高低直接影响维修人员的工作责任心,较高的职业道德素质是减少人为因素故障的前提。要求维修人员必须具有对用户飞行安全的高度责任感,忠实履行职业职责,必须自觉养成严、慎、细、实的维修作风和职业习惯,并贯穿于涡扇发动机维修过程的始终。

6.2 强化落实各项技术质量管理规章制度

强化落实各项技术质量管理规章制度,对预防各种人为因素故障具有重要的指导意义。涡扇发动机维修管理强调的是依据维修技术文件、工艺规程、维修控制卡等进行施工,严禁仅依靠记忆和经验。各种维修技术文件都是经过各级权威技术部门反复研究推敲认定的,同时也给维修人员提供了科学的施工程序和工艺流程,但是不可否认,在维修企业中存在着一些问题,维修技术文件和各类卷宗文件的标准不够详细、翻译不够准确,管理程序上交接情况不够明确和沟通不畅,工作流程安排上有诸多缺陷,因此,健全各项技术质量管理制度是减少各种人为因素故障发生的有力保障。在涡扇发动机维修过程中,可采取一些辅助性手段来防止人为因素故障,具体包括:① 文字提示,在操作处写上文字说明;② 标志提醒,用色带、箭头等表示应注意的问题;③ 颜色分类,关联机件涂相同颜色。

6.3 强化维修现场管理

应加强维修工作的组织计划,做到安排科学、任务明确、责任落实。车间在制订工作计划、组织实施维修中,必须尊重客观规律,控制工作强度,注意劳逸结合。加强维修工作的技术指导,保持维修工作的连续性。加强维修工作质量检验,严格落实自检、互检、专检的三检制原则,把好维修质量关。

完善激励机制,改善用人机制。建立行之有效的激励机制,以调动员工的积极性为目标,对工作中有突出贡献的员工给予一定的奖励,以此带动所有维修人员的工作积极性。对工作中出现差错的人员视情节给予处罚,真正做到奖罚分明。用长远的目光善待人才,按公平、平等、择优原则确立用人机制。

营造宽松的工作环境,关心职工的工作生活,为职工营造一个良好的生活环境,创造宽松的工作氛围。本着关心、理解、体贴的原则,及时掌握职工的家庭生活状况和身体状况,合理安排工作任务,防止职工在身体不适时引发人为因素故障。此外,合理安排职工的作息时间,防止由于精力不足、身体疲劳而导致人为因素故障的发生。

7 结束语

人为因素是导致新型涡扇发动机维修事故或事故征候的主要原因,消除人为因素故障是一个长期渐进式的过程。维修企业在新型涡扇发动机维修过程中,通过将诱发事故的因素分类并分级管理,针对性地提出改进措施,建立高效完善的工作流程、合理的激励提升机制、良好的福利保障、定期的思想和技能培训机制,以及科学合理、富有活力的管理体制,可以大幅减小人为因素故障的发生率,消除多种潜在隐患,从而实现零误差、零缺陷和零故障的目标。