基于S3000L标准的民用直升机维修相关人因分析技术研究

梁海军 朱俊生

摘要：随着我国民用直升机的快速发展，其可靠性、安全性也在逐步提升，然而人为差错仍是造成直升机安全问题的一个主要因素。现主要根据S3000L标准，针对人为因素在直升机维护中发挥的作用进行详细分析和阐述。

关键词：民用直升机;人因分析;分析输入;分析输出

0    引言

对直升机飞行事故及事故原因的分析表明，直升机飞行事故有60%～70%是由人的失误引起的，有证据表明，直升机维护也是造成事故的主要原因之一。尽管维护对直升机系统安全性和可靠性做出了重要贡献，保证了直升机固有的安全性和可靠性设计水平，但随着直升机系统自动化越来越普遍，人对设备和系统的直接手动控制越来越少，维护则成为人与技术之间直接交互的主要剩余点，而人的能力和所受限制可能会对系统安全性和可靠性产生重大影响，从而带来人员和财产的巨大损失。因此，了解维护中的人为因素比以往任何时候都更有必要。

1    目的

基于S3000L标准的维修相关的人为因素分析主要用于确定维修机组人员、工具设备要求，为后勤保障分析（LSA）提供必要的数据来源，其贯穿于直升机维修任务分析的全过程。

研究人为因素的主要目的是：

（1）保障安全——高度重视人的因素所导致的事故，减少差错;

（2）提高效率——合理的环境、便捷的人机环境、有效的训练、团队的协作有利于提高效率，保障直升机维护工作更好地进行。

2    分析要求

LSA和人的因素分析中可能包括如维修人员的人口统计资料、承载重量、可以达到的范围和其他标准及限制。此外，为了对标准一致认同，对标准和记录的免责条款进行审查十分必要。

LSA从设计接收输入，并对每张图纸进行权衡分析。从第一张图样的工作开始，LSA将在备选方案中分析设计和比照保障需求，并基于保障性和生命周期费用提出推荐方案。这一进程包含标示所有可能的维护活动，每一项维护活动将生成完成各项任务所需的资源清单，这些资源包括零件、维护工时、训练、保障设备和测试设备。有关人的因素的特定考虑是维护人员的数量以及关系到保障设备的人的因素的总数。

人因分析需要提供定量的数据来确定维修人员的技能、数量和所需的工具设备。例如，人为因素分析中需提供单人可抬起物品的重量限制要求，如果项目的重量超过限制，需要增加维护人员，一般建议使用机械装置抬起。

不同标准间的这些限制可能是不同的，但这个限制应适用于所有的维修任务分析。如果项目超出这些限制，应该给额外的维修人员提供足够的把手。

整个分析是一个反复迭代的过程，每个设计变更都需要用到它。一旦最终设计批准，LSA将开始更详细的维修工作分析。维修任务分析将每一个维修子任务与人的因素标准进行对比以确保正确的步骤记录在案。

3    人的行为表现影响因素

3.1    人的生理机能

LSA和人为因素的综合贯穿在整个产品生命周期内。每次修订和提议的设计更改可能要求在维修中进行更改，这些维修需要对人为因素约束和限制进行评审。特别是在生命周期结束时的报废阶段，由于需要处理材料，人为因素成为重要的关注点，因为它对人体健康十分关键。LSA和人的因素的作用有一个共同的对象，但是有截然不同的目的或目标。人为因素方面注重各种标准，包括：人体测量方面、人类工效学方面、环境方面、其他生理方面。LSA应考虑到这些标准来评估潜在的保障方案。

3.2    健康威胁导致的人员限制

另一个涉及人的因素的方面是由于健康威胁对人的活动构成的限制。处理危险材料或危害健康的材料必须遵循严格的规程，以确保人身安全。这同样适用于必须在极端环境条件下进行的工作，如：极冷或极热的环境、非常潮湿的环境、地下或水下作业、因为其他原因（如灰尘、接触烟气、噪声）构成的极端环境。规程必须确保人员抵御这些环境影响的冲击。后勤分析活动必须考虑这些规程以及因身体限制造成的局限。

4    分析的定义

人的因素是直升机系统中最灵活、最具适应性和最有价值的部分，但也最脆弱、最容易受不利因素的影响。应该就将哪些人的因素纳入LSA活动中给出一个非常粗略的概述，这份清单包括但不限于以下给出的方面，其应提出人的因素哪些方面可以影响到产品的设计，特别是在LSA领域以及影响保障环境的设计（操作和维修相关的）上。

（1）人体测量方面包括：视线（视野，垂直和水平）;音频信号要求;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;水平方向推拉动作所需的肌肉力量;提升组件的最大重量;保障设备的最大重量;手臂和手的可达范围。

（2）人类工效学方面包括：控制设计（如开关、曲柄、操纵杆、球状控制机构、手轮、杠杆系、脚蹬、旋钮）;最小操作范围;工作区设计（如坐、站立、移动）;难以接近——坡道和梯子;门和检修口盖尺寸;照明要求。

（3）人的生理方面包括：身体健康;心理压力;时间压力;工作负荷;疲劳;药物、酒精及毒品;维修工作。

（4）环境方面包括：有效温度;低温和高温条件限制;风寒对人的影响;人类在极端的气候条件下工作能力降低;通风要求;暴露在紫外线辐射能量下的限制;暴露在污染如灰尘、烟气等之下的限制;噪声限制;触电电流限制。

5    分析输入

（1）人因分析的目的、范畴和时机：

人因分析用于确定维修人员的技能、数量和所需的工具设备。人因限制将会影响使用环境的建立以及产品本身的设计。人为因素涉及人与机器和设备关系、人与程序关系、人与环境关系以及人与人之间关系。人因分析始终贯穿于直升机的设计、制造、使用、维护以及运行等环节，建议记录各阶段人因分析结果。

（2）确定人因分析的输入，包括：

1）产品/项目的部件级划分。到部件层级并分配编号的系统分解。

2）产品/项目运用需求分析。

3）产品/项目部件级的技术描述。

4）产品/项目的重量和尺寸。

5）维修人员的技能、性别。面对不同的维修对象，根据不同的维修要求和工作环境的范围，对维修人员的技能和生理有一定的要求和限制。

6）相似产品/项目的可靠性数据和维修性数据。主要涉及与被分析对象相似的产品，包括从初始设计到最后的使用和维护相关的数据。

7）产品/项目的全寿命周期要求。

8）工作区域的设计和环境。

6    分析输出

通过获得的人因分析的输入数据，确认分析结果。综合MTA分析，对比人因分析的标准，确保维修和操作在人因分析的限制内，人因分析输出表如表1所示。

7    結语

维修人为因素直接影响直升机维修质量，进而可影响飞行安全。本文明确了直升机维修人为因素相关分析要求、要素及数据输入/输出等，可用于指导直升机后勤保障的人为因素分析，对减少直升机维修人为因素引起的事故具有一定的借鉴意义。

[参考文献]

[1] 欧洲宇航与防务工业协会.（ASD）S3000L后勤保障分析国际技术规范[S]，2014.

[2] 颜声达，许或青，陈玉.人机工程与产品设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2017.

[3] 袁修干，庄达民.人机工程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2002.

收稿日期：2020-02-10

作者简介：梁海军（1975—），男，江西进贤人，高级工程师，研究方向：维修工程。