32、航空领域中的人为因素:从咖啡机故障谈起

航空领域中的人为因素:从咖啡机故障谈起

人为因素培训的开端

上世纪90年代末,相关部门决定要求所有航空公司员工参加人为因素课程。当时,大家甚至都不清楚“人为因素”是什么意思。于是,培训中心的一名工作人员被邀请到管理层会议上进行解释。他说明,在某些情况下,人可能会犯错,进而导致事故、事件,或者对物资和人员造成重大损失。

公司规定,每位员工先参加为期一天的培训课程,之后每两年进行一次复习培训。几周后,公司主管在员工会议上提到,公司缺少人为因素课程的讲师,正在招募人员。然而,只有少数员工自愿应聘。我认为这是个不错的兼职岗位,对大家缺乏兴趣感到惊讶。主管随后表示我是合适的人选,就这样我被录用了,并被推荐到培训部门。

我曾在80年代教授过数字技术和飞机仪表等课程,但90年代的规则有所不同。培训部门要求我先参加教学法课程,才能教授新的人为因素课程。我只能去荷兰铁路参加这个培训,在那里我和火车司机们一起上课。他们也面临和我们公司一样的问题,即缺乏足够的讲师来培训员工关于新规定和火车站信号的知识,所以他们派了20名员工参加教学法课程,我们航空领域有3人加入了他们的班级。经过25小时的学习和考试,我获得了教学法证书,这也让我有资格在夜校任教并赚取额外收入。为了能在荷航教授人为因素课程,我还需要参加为期三天的人为因素课程和额外一天的培训。

成为荷航的人为因素讲师后,我用半年时间每周教授一天的课程,同时也训练自己识别与人为因素相关的情况。

咖啡机故障事件

下面通过一个真实的故事来解释人为因素。上世纪90年代,短程航班上咖啡机的移除事件就与人为因素密切相关。最初,一名空乘人员抱怨咖啡机里的咖啡到处漏,就是流不进咖啡壶,无法为乘客提供咖啡。

技术人员更换了咖啡机,问题暂时解决,清洁人员也把厨房和地板打扫干净。但第二天,同样的问题再次出现,另一名技术人员又更换了咖啡机。几天后,第一名技术人员再次值班,他再次解决问题后,觉得事情很奇怪,便查看了维修记录。他发现不同尾号的飞机都出现了咖啡机问题,在28架飞机的机队中,有三架飞机出现了五次投诉,而其他飞机没有问题。

技术人员给工程车间的朋友发邮件说明情况,怀疑这是机队普遍存在的问题。工程师第二天去了维修车间,发现过去六个月咖啡机都没有问题,现在却连续出现五次故障,觉得很可疑。车间技术人员也很困惑,他抱怨空乘人员不会正确使用咖啡机,送回来维修的咖啡机虽然技术上没问题,但又脏又被咖啡浸湿。他还发现,维修的咖啡机中咖啡收集板被倒置了。咖啡收集板是一个半英寸高边缘的方形板,一侧有开口,咖啡应通过开口从滤袋流入咖啡壶。如果板子倒置,边缘朝下,咖啡就无法流入壶中,而是四处泄漏。

工程师通知运营部门发布了一份客舱机组公告,提醒空乘人员使用前阅读说明书。公告发布后,问题暂时得到解决,但两天后又出现了。工程师发现问题与咖啡机质量和飞机尾号无关,且所有投诉都来自从英国伯明翰的入境航班。

为了解决问题,工程师在下次飞往伯明翰的航班前与空乘人员交流,并让空乘现场制作咖啡,一切正常。但飞机返回后,又出现了咖啡机漏咖啡的问题。工程师决定随飞机前往伯明翰,守护咖啡机。在飞机清洁时,一名清洁人员在清洁咖啡机时,将咖啡收集板倒置,导致了问题的反复出现。原来,这名清洁人员用左手取出板子,右手重新安装时将其旋转了180度,而空乘人员没有注意到安装是否正确。当这名清洁人员休息的两天,就没有出现问题。

这个问题造成了一定的成本损失,具体如下表所示:
|项目|成本|
| ---- | ---- |
|咖啡机移除和安装|0.5小时×11台×50美元/小时 = 275美元|
|11次送修(NFF)|300美元/次×11次 = 3300美元|
|客舱机组公告(编写、印刷和分发)|2000美元|
|工程工作|30小时×100美元/小时 = 3000美元|
|厨房和地板清洁|0.5小时×50美元/小时×11次 = 275美元|
|总成本|275 + 3300 + 2000 + 3000 + 275 = 8850美元|

从工程角度看,这个问题的根本原因是设计不佳。如果咖啡收集板只能以一种方式安装,就不会出现这样的问题。因此,工程师在设计时应确保产品万无一失、易于操作和维护,在大规模生产前仔细检查,否则可能要为未来的问题承担成本。

这个事件是人为因素的典型例子,人类从一开始就会犯错,但我们必须意识到这些错误,以减少和预防它们。就像塞缪尔·泰勒·柯勒律治的诗《古舟子咏》,当我想到这个咖啡机问题时,不禁将诗中的“水”换成“咖啡”:
咖啡,咖啡,无处不在
所有的木板都在收缩。
咖啡,咖啡,无处不在
却没有一滴可以饮用。

常见的十二大人为因素

下面为不熟悉十二大人为因素的人做一个总结:
1. 缺乏沟通 :即未能交换信息。培训不仅要关注问题是如何发生的,还要考虑未来如何预防。良好的沟通要求“双方的心理预期必须一致”。
2. 自满 :当我们过度自我满足,就会失去对危险的警觉。这有时是由于过度自信导致的,随着我们对工作越来越熟练,自满情绪就会悄然滋生。意识到这个潜在因素是减少其影响的安全措施之一。
3. 知识不足 :随着技术的不断变化,这个导致错误的因素比我们想象的更为常见。而且,普通人如果不经常使用所学知识,只能记住约20%。培训是避免这种人为错误的有效安全措施。
4. 分心 :任何瞬间分散你注意力的事情都可能导致问题。我们的思维比行动快,容易提前思考,分心会让我们误以为自己的进度比实际更快。据统计,至少15%的航空事故与此有关。
5. 缺乏团队合作 :组织规模越大,这个问题越普遍。团队合作需要不断发展和维护,否则容易导致事故发生。团队合作难以建立却容易失去。
6. 疲劳 :被认为是导致人为错误的首要因素。它很隐蔽,人们往往在判断力严重受损时才意识到。疲劳很少单独起作用,通常会与其他因素共同导致问题。
7. 资源不足 :缺乏安全执行任务的资源会导致许多致命事故。例如,飞机在某个系统故障的情况下飞行,在特定情况下可能会引发重大问题。
8. 压力 :航空业中按时完成任务的压力无处不在。很多决策都围绕时间展开,超过64%的因压力导致的错误是自我施压造成的。我们需要学会识别和应对压力。
9. 缺乏主见 :当事情不对劲时不敢表达意见,会导致许多致命事故。但有主见也意味着在做决策前要倾听他人的意见,它介于被动和激进之间。
10. 压力 :压力是对个人需求的潜意识反应。适度的压力正常,但过度压力会导致困扰。我们必须学会管理压力,否则很可能导致人为错误。
11. 缺乏警觉 :观察时缺乏足够的警觉和警惕。这通常发生在经验丰富的人身上,他们未能考虑到正常操作可能带来的后果。当信息冲突或事情不对劲时,多问“如果……会怎样”是提高警觉的方法之一。
12. 规范问题 :“规范”指组织中通常的做事方式,是大多数人遵循或容忍的不成文规则。负面规范会破坏既定的安全标准。

这个流程展示了从发现咖啡机问题到解决问题的整个过程:

graph LR
    A[空乘抱怨咖啡机漏咖啡] --> B[技术人员更换咖啡机]
    B --> C{问题是否解决}
    C -- 否 --> D[再次更换咖啡机]
    D --> E[查看维修记录,发现多架飞机有问题]
    E --> F[技术人员通知工程师]
    F --> G[工程师检查咖啡机,发现收集板倒置]
    G --> H[发布客舱机组公告]
    H --> I{问题是否解决}
    I -- 否 --> J[工程师调查,发现清洁人员倒置收集板]
    J --> K[解决问题]
    C -- 是 --> L[正常运营]
    I -- 是 --> L

总之,在航空领域,人为因素对安全至关重要。了解和重视人为因素,识别常见的十二大人为因素,有助于我们提高安全意识,减少事故的发生。同时,工程师在设计产品时应考虑到人为因素,确保设计的合理性和安全性。

航空领域中的人为因素:从咖啡机故障谈起

人为因素在航空安全中的重要性

航空业发展至今约100年。在最初的100年里,人们主要致力于解决技术问题,投入了大量工程力量来打造可靠的飞机。过去,工程师们自认为设计出了优秀的飞机,但仍会发生严重事故。经过事故调查并提出改进方案后,他们能够设计出避免同类事故的飞机或系统。多年来,技术不断进步,如今因技术问题导致的事故已很少,大部分事故是由人为因素引起的。

对人为因素的认识和重视至关重要。如今,大多数航空从业者都接受过人为因素培训,熟悉相关问题。我们知道“十二大人为因素”是导致大多数错误和飞机事故的主要原因。如果意识到任何人都可能犯错,且许多因素会导致错误,那么我们就朝着提高安全和质量迈出了重要一步。安全始于每个人,我们要了解安全措施并为安全贡献自己的力量。

一些航空电子设备维修店有着悠久的历史,那里有很多经验丰富的技术人员,他们多年来一直维护着线路可更换单元(LRU)。这些经验丰富的技术人员很难被替代,他们专注于维修相同的飞机部件长达20年,在工作中不断改进LRU。新员工会从老员工那里接受在职培训(OJT),一段时间后就能胜任工作,保证维修质量。不过,质量保证(QA)人员偶尔会到维修店检查技术人员的工作。他们的目的是确认技术人员是否遵循操作流程。有时,他们会发现经验丰富的技术人员会偷工减料,不遵守航空规则,这种对程序的漠视可能会引发“十二大人为因素”中的问题。

其他人为因素案例:丰田召回事件

丰田公司长期以来一直知道其车辆存在问题,但当问题逐渐暴露时,已经无法简单且经济地解决。在2009 - 2010年,问题彻底失控,丰田不得不召回数百万辆汽车,成为行业的笑柄。有些人认为丰田的失败是一种“报应”,因为此前丰田一直是六西格玛管理原则的成功典范。

从这个案例可以看出,人为因素不仅在航空领域会导致严重后果,在汽车等其他行业同样如此。丰田公司可能在沟通、决策、对问题的重视程度等方面存在人为因素的失误,导致问题不断恶化,最终引发大规模召回事件。

人为因素对航空业的综合影响及应对策略

人为因素对航空业的影响是多方面的,它涉及到飞行安全、运营效率、客户满意度等多个层面。为了更直观地了解这些影响,我们可以看以下表格:
|影响层面|具体表现|
| ---- | ---- |
|飞行安全|“十二大人为因素”中的任何一个都可能直接或间接导致飞行事故,如缺乏沟通可能导致机组人员之间信息传递不畅,从而做出错误决策;疲劳可能使飞行员判断力下降,影响飞行操作。|
|运营效率|咖啡机故障事件就体现了人为因素对运营效率的影响。频繁的咖啡机维修、更换以及相关的调查工作,不仅耗费了大量的人力和物力,还可能导致航班延误,影响整体运营效率。|
|客户满意度|在咖啡机故障事件中,乘客无法及时喝到咖啡,会导致客户满意度下降。同样,其他人为因素引发的问题,如航班延误、服务质量下降等,都会影响乘客的体验。|

为了应对人为因素带来的挑战,航空业可以采取以下策略:
1. 加强培训 :对员工进行全面的人为因素培训,包括沟通技巧、安全意识、团队合作等方面。通过培训,让员工了解“十二大人为因素”,并掌握应对方法。
2. 优化流程 :设计更加合理、科学的工作流程,减少人为错误的发生。例如,在咖啡机设计上,改进结构,避免咖啡收集板被倒置的情况。同时,确保操作流程清晰明了,员工易于遵循。
3. 建立监督机制 :加强质量保证和监督工作,定期检查员工的工作是否符合标准和流程。及时发现和纠正人为因素导致的问题,防止问题扩大化。
4. 营造安全文化 :在企业内部营造一种重视安全、关注人为因素的文化氛围。让每个员工都认识到自己的行为对安全的重要性,鼓励员工积极参与安全管理。

下面的mermaid流程图展示了应对人为因素挑战的整体流程:

graph LR
    A[识别人为因素问题] --> B[分析问题根源]
    B --> C[制定应对策略]
    C --> D[实施策略(培训、优化流程等)]
    D --> E[监督和评估效果]
    E -- 效果不佳 --> B
    E -- 效果良好 --> F[持续改进]

综上所述,人为因素是航空业乃至各个行业都不可忽视的重要问题。我们必须充分认识到人为因素的影响,采取有效的应对措施,不断提高安全水平和运营质量。每个人都要在工作中保持警觉,积极参与安全管理,为行业的发展贡献自己的力量。只有这样,我们才能更好地应对各种挑战,确保航空业的安全和可持续发展。

内容概要:本文介绍了一个基于冠豪猪优化算法(CPO)的无人机三维路径规划项目,利用Python实现了在复杂三维环境中为无人机规划安全、高效、低能耗飞行路径的完整解决方案。项目涵盖空间环境建模、无人机动力学约束、路径编码、多目标代价函数设计以及CPO算法的核心实现。通过体素网格建模、动态障碍物处理、路径平滑技术和多约束融合机制,系统能够在高维、密集障碍环境下快速搜索出满足飞行可行性、安全性与能效最优的路径,并支持在线重规划以适应动态环境变化。文中还提供了关键模块的代码示例,包括环境建模、路径评估和CPO优化流程。; 适合人群:具备一定Python编程基础和优化算法基础知识,从事无人机、智能机器人、路径规划或智能优化算法研究的相关科研人员与工程技术人员,尤其适合研究生及有一定工作经验的研发工程师。; 使用场景及目标:①应用于复杂三维环境下的无人机自主导航与避障;②研究智能优化算法(如CPO)在路径规划中的实际部署与性能优化;③实现多目标(路径最短、能耗最低、安全性最高)耦合条件下的工程化路径求解;④构建可扩展的智能无人系统决策框架。; 阅读建议:建议结合文中模型架构与代码示例进行实践运行,重点关注目标函数设计、CPO算法改进策略与约束处理机制,宜在仿真环境中测试不同场景以深入理解算法行为与系统鲁棒性。
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