基于S3000L標準的民用直升機維修相關人因分析技術研究

梁海軍 朱俊生

摘要：隨著我國民用直升機的快速發展，其可靠性、安全性也在逐步提升，然而人為差錯仍是造成直升機安全問題的一個主要因素。現主要根據S3000L標準，針對人為因素在直升機維護中發揮的作用進行詳細分析和闡述。

關鍵詞：民用直升機;人因分析;分析輸入;分析輸出

0 ? ?引言

對直升機飛行事故及事故原因的分析表明，直升機飛行事故有60%～70%是由人的失誤引起的，有證據表明，直升機維護也是造成事故的主要原因之一。盡管維護對直升機系統安全性和可靠性做出了重要貢獻，保證了直升機固有的安全性和可靠性設計水平，但隨著直升機系統自動化越來越普遍，人對設備和系統的直接手動控制越來越少，維護則成為人與技術之間直接交互的主要剩余點，而人的能力和所受限制可能會對系統安全性和可靠性產生重大影響，從而帶來人員和財產的巨大損失。因此，了解維護中的人為因素比以往任何時候都更有必要。

1 ? ?目的

基于S3000L標準的維修相關的人為因素分析主要用于確定維修機組人員、工具設備要求，為后勤保障分析（LSA）提供必要的數據來源，其貫穿于直升機維修任務分析的全過程。

研究人為因素的主要目的是：

（1）保障安全——高度重視人的因素所導致的事故，減少差錯;

（2）提高效率——合理的環境、便捷的人機環境、有效的訓練、團隊的協作有利于提高效率，保障直升機維護工作更好地進行。

2 ? ?分析要求

LSA和人的因素分析中可能包括如維修人員的人口統計資料、承載重量、可以達到的范圍和其他標準及限制。此外，為了對標準一致認同，對標準和記錄的免責條款進行審查十分必要。

LSA從設計接收輸入，并對每張圖紙進行權衡分析。從第一張圖樣的工作開始，LSA將在備選方案中分析設計和比照保障需求，并基于保障性和生命周期費用提出推薦方案。這一進程包含標示所有可能的維護活動，每一項維護活動將生成完成各項任務所需的資源清單，這些資源包括零件、維護工時、訓練、保障設備和測試設備。有關人的因素的特定考慮是維護人員的數量以及關系到保障設備的人的因素的總數。

人因分析需要提供定量的數據來確定維修人員的技能、數量和所需的工具設備。例如，人為因素分析中需提供單人可抬起物品的重量限制要求，如果項目的重量超過限制，需要增加維護人員，一般建議使用機械裝置抬起。

不同標準間的這些限制可能是不同的，但這個限制應適用于所有的維修任務分析。如果項目超出這些限制，應該給額外的維修人員提供足夠的把手。

整個分析是一個反復迭代的過程，每個設計變更都需要用到它。一旦最終設計批準，LSA將開始更詳細的維修工作分析。維修任務分析將每一個維修子任務與人的因素標準進行對比以確保正確的步驟記錄在案。

3 ? ?人的行為表現影響因素

3.1 ? ?人的生理機能

LSA和人為因素的綜合貫穿在整個產品生命周期內。每次修訂和提議的設計更改可能要求在維修中進行更改，這些維修需要對人為因素約束和限制進行評審。特別是在生命周期結束時的報廢階段，由于需要處理材料，人為因素成為重要的關注點，因為它對人體健康十分關鍵。LSA和人的因素的作用有一個共同的對象，但是有截然不同的目的或目標。人為因素方面注重各種標準，包括：人體測量方面、人類工效學方面、環境方面、其他生理方面。LSA應考慮到這些標準來評估潛在的保障方案。

3.2 ? ?健康威脅導致的人員限制

另一個涉及人的因素的方面是由于健康威脅對人的活動構成的限制。處理危險材料或危害健康的材料必須遵循嚴格的規程，以確保人身安全。這同樣適用于必須在極端環境條件下進行的工作，如：極冷或極熱的環境、非常潮濕的環境、地下或水下作業、因為其他原因（如灰塵、接觸煙氣、噪聲）構成的極端環境。規程必須確保人員抵御這些環境影響的沖擊。后勤分析活動必須考慮這些規程以及因身體限制造成的局限。

4 ? ?分析的定義

人的因素是直升機系統中最靈活、最具適應性和最有價值的部分，但也最脆弱、最容易受不利因素的影響。應該就將哪些人的因素納入LSA活動中給出一個非常粗略的概述，這份清單包括但不限于以下給出的方面，其應提出人的因素哪些方面可以影響到產品的設計，特別是在LSA領域以及影響保障環境的設計（操作和維修相關的）上。

（1）人體測量方面包括：視線（視野，垂直和水平）;音頻信號要求;手臂、手掌和拇指的肌肉力量;垂直方向的拉伸需要的肌肉力量;水平方向推拉動作所需的肌肉力量;提升組件的最大重量;保障設備的最大重量;手臂和手的可達范圍。

（2）人類工效學方面包括：控制設計（如開關、曲柄、操縱桿、球狀控制機構、手輪、杠桿系、腳蹬、旋鈕）;最小操作范圍;工作區設計（如坐、站立、移動）;難以接近——坡道和梯子;門和檢修口蓋尺寸;照明要求。

（3）人的生理方面包括：身體健康;心理壓力;時間壓力;工作負荷;疲勞;藥物、酒精及毒品;維修工作。

（4）環境方面包括：有效溫度;低溫和高溫條件限制;風寒對人的影響;人類在極端的氣候條件下工作能力降低;通風要求;暴露在紫外線輻射能量下的限制;暴露在污染如灰塵、煙氣等之下的限制;噪聲限制;觸電電流限制。

5 ? ?分析輸入

（1）人因分析的目的、范疇和時機：

人因分析用于確定維修人員的技能、數量和所需的工具設備。人因限制將會影響使用環境的建立以及產品本身的設計。人為因素涉及人與機器和設備關系、人與程序關系、人與環境關系以及人與人之間關系。人因分析始終貫穿于直升機的設計、制造、使用、維護以及運行等環節，建議記錄各階段人因分析結果。

（2）確定人因分析的輸入，包括：

1）產品/項目的部件級劃分。到部件層級并分配編號的系統分解。

2）產品/項目運用需求分析。

3）產品/項目部件級的技術描述。

4）產品/項目的重量和尺寸。

5）維修人員的技能、性別。面對不同的維修對象，根據不同的維修要求和工作環境的范圍，對維修人員的技能和生理有一定的要求和限制。

6）相似產品/項目的可靠性數據和維修性數據。主要涉及與被分析對象相似的產品，包括從初始設計到最后的使用和維護相關的數據。

7）產品/項目的全壽命周期要求。

8）工作區域的設計和環境。

6 ? ?分析輸出

通過獲得的人因分析的輸入數據，確認分析結果。綜合MTA分析，對比人因分析的標準，確保維修和操作在人因分析的限制內，人因分析輸出表如表1所示。

7 ? ?結語

維修人為因素直接影響直升機維修質量，進而可影響飛行安全。本文明確了直升機維修人為因素相關分析要求、要素及數據輸入/輸出等，可用于指導直升機后勤保障的人為因素分析，對減少直升機維修人為因素引起的事故具有一定的借鑒意義。

[參考文獻]

[1] 歐洲宇航與防務工業協會.（ASD）S3000L后勤保障分析國際技術規范[S]，2014.

[2] 顏聲達，許或青，陳玉.人機工程與產品設計[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2017.

[3] 袁修干，莊達民.人機工程[M].北京：北京航空航天大學出版社，2002.

收稿日期：2020-02-10

作者簡介：梁海軍（1975—），男，江西進賢人，高級工程師，研究方向：維修工程。