黃德所，楊善超

(陸軍軍官學(xué)院 a.十一系; b.研究生管理大隊，合肥 230031)

【后勤保障與裝備管理】

維修性人素工程要求評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

黃德所a，楊善超b

(陸軍軍官學(xué)院 a.十一系; b.研究生管理大隊，合肥 230031)

針對維修性人素工程要求評價理論體系不夠完善、難以評價和分析的問題，根據(jù)現(xiàn)階段我軍裝備維修特點，通過對維修性人素工程要求以及裝備維修事件進行分析，構(gòu)建了基于維修事件的維修性人素工程要求評價指標(biāo)體系。實踐表明：該指標(biāo)體系解決了維修性人素工程要求難以評價的問題，為評價的精確性和可重復(fù)性提供了理論和技術(shù)支撐。

人素工程；評價；維修事件；指標(biāo)體系

維修性人素工程要求是《GJB368B—2009產(chǎn)品維修性工作通用要求》[1]規(guī)定的九項定性要求之一，維修性人素工程要求評價也是維修性評價的重要組成部分。對于人素工程的研究由來已久，人素工程是基于對人、裝備、環(huán)境的綜合研究，發(fā)現(xiàn)并利用人的、生理特性、行為方式、工作能力、作業(yè)限制等特點，通過對于工具(用具)、機器(設(shè)施)、系統(tǒng)、任務(wù)和環(huán)境進行合理設(shè)計，以提高生產(chǎn)、維修等活動的效率、安全性、健康性、舒適性和有效性的一門工程技術(shù)學(xué)科[2-5]。

目前，在維修性評價工作中，還沒有形成完善的針對人素工程要求評價的指標(biāo)體系。大多數(shù)是在綜合的維修性定性要求評價指標(biāo)中將人素工程要求指標(biāo)簡單定義為：維修舒適度、環(huán)境適宜度，不能很好地體現(xiàn)出人素工程的要求，對其進行的評價也不全面[6-7]。這導(dǎo)致在裝備研制早期維修性人素工程要求評價依據(jù)不足，難以對裝備維修性的人素工程設(shè)計提出改進性的建議?；诖耍疚膹木S修性人素工程要求出發(fā)，根據(jù)裝備維修的主要流程，構(gòu)建了一套科學(xué)完善的、具有可操作性的維修性人素工程要求評價指標(biāo)體系。

1 維修性人素工程要求分析

評價指標(biāo)體系要能全面反映維修性人素工程要求，因此先對維修性人素工程要求進行具體分析。

根據(jù)人素工程的定義，維修中的人素工程就是用科學(xué)的知識進行產(chǎn)品設(shè)計以實現(xiàn)有效地使用、維修和人機結(jié)合的人的因素領(lǐng)域；研究在維修中人的各種因素，包括生理因素、心理因素與裝備和環(huán)境的關(guān)系，較好地解決維修人員的安全性、舒適性、高效性，強調(diào)設(shè)備、環(huán)境更好地適應(yīng)于人[8-10]。裝備維修人素工程設(shè)計是根據(jù)一系列國標(biāo)、軍標(biāo)(GB10000、GB/T 12985、GB/T 13547等)規(guī)定的人的體形、力量、視力、聽覺等的限制，對裝備以及裝備維修進行設(shè)計，使裝備及所提供的環(huán)境確保維修人員舒適安全完成維修任務(wù)，使降低維修人員作業(yè)效率的因素減為最少。

維修性人素工程要求便是為了達到人素工程的目標(biāo)，依據(jù)人的生理、心理特征，對裝備設(shè)計、裝備維修提出要求，保證維修人員的舒適性、安全性等。根據(jù)上述分析，可將其分為對裝備的要求、對環(huán)境的要求兩類(如圖1所示)。

圖1 維修性人素工程要求分類

對裝備的要求是指裝備結(jié)構(gòu)的設(shè)計要讓維修姿勢舒適，例如不用跪、趴等易疲勞姿勢，維修空間適合人體尺寸；舉、提、推拉重物時不超過人的力量限度等。對環(huán)境的要求是指維修時的光照、電磁、振動、噪音等要符合國家標(biāo)準、適合于維修的范圍，不能對人的視力、聽力產(chǎn)生影響，也不能干擾維修人員的積極性。但是不能直接將二者作為評價指標(biāo)，因為這兩類要求還是屬于定性描述，難以直接獲取指標(biāo)值。本研究以上述維修性人素工程要求分析為基礎(chǔ)，對維修事件進行分析，構(gòu)建基于維修事件的人素工程要求評價指標(biāo)體系。

2 評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

2.1 裝備維修事件分析

本研究所構(gòu)建的指標(biāo)體系以維修事件的劃分為基礎(chǔ)，所以先進行裝備維修事件的分析。

維修事件是指由于裝備發(fā)生故障、產(chǎn)生預(yù)警或者按照維修計劃進行的一種或多種維修活動[11]?，F(xiàn)在的裝備維修主要是三級維修模式，文獻[8]給出了系統(tǒng)層析維修職能流程圖，它表明在裝備使用過程中，進行裝備維修主要分為3個級別，分別為基層級維修、中繼級維修、基地級維修。在三級維修體制下，維修活動主要是對可更換單元進行拆卸、更換和維修。針對不同的維修級別，可更換單元分為外場可更換單元(LRU，對應(yīng)基層級)、車間可更換單元(SRU，對應(yīng)中繼級)、車間可更換子單元(SSRU，對應(yīng)基地級)。

圖2是裝備典型的三級維修流程圖。在基層級，對于發(fā)生故障的系統(tǒng)，一般是對故障LRU進行整體的拆卸、更換，對于拆卸的故障LRU，該級別一般不負責(zé)維修，而是送往中繼級。中繼級在接收到該待修LRU后，利用相關(guān)測試設(shè)備，將故障隔離到SRU一級，然后對故障SRU進行拆卸、更換，并將故障SRU送往基地。在基地級，維修人員利用檢測能力更強的設(shè)備，將SRU故障進一步隔離到SSRU級別，并對故障SSRU進行拆卸更換，再根據(jù)實際情況對更換下來的故障SSRU進行處理。圖2中反映的是不同級別的維修活動關(guān)系，在每一維修級別上完成其對應(yīng)的維修活動或者維修事件，共同完成了對裝備的維修。

圖2 裝備典型三級維修流程

2.2 評價指標(biāo)體系的一二級指標(biāo)

依據(jù)上述維修事件分析，可將裝備的維修任務(wù)分解成獨立的維修事件，以維修事件為基礎(chǔ)，將每一維修事件所對應(yīng)的人素工程要求評價指標(biāo)作為一級指標(biāo)[12]。

上文將維修性人素工程要求進行了分解，分別為對裝備的要求和對環(huán)境的要求。裝備維修性設(shè)計中，滿足這兩類要求的情況直接反映了維修性人素工程設(shè)計的好壞。針對每一維修事件，裝備和環(huán)境的滿足要求程度直接影響和反映了此維修事件維修性人素工程要求評價指標(biāo)的好壞。所以將裝備滿足要求程度、環(huán)境滿足要求程度作為每一維修事件所對應(yīng)的人素工程要求評價指標(biāo)下的二級指標(biāo)(見圖3)。同時，這些二級指標(biāo)也能全面的反映維修性人素工程要求。

2.3 評價指標(biāo)體系的三級指標(biāo)

根據(jù)上文中對于維修性人素工程要求的分析，在某一維修事件里，不同的裝備設(shè)計會影響到維修人員的作業(yè)姿勢舒適度，包括作業(yè)姿勢是否易引起疲勞、作業(yè)空間是否合理。此外維修裝備不同的部件對于人的操作力要求程度也不同，部分部件對人體操作力的要求可能超過GJB703里規(guī)定的限度，容易對人體造成傷害。另一方面，在某一維修事件里，所要進行的維修動作是否容易造成人為差錯，出現(xiàn)人為差錯后是否會造成嚴重后果，相應(yīng)的裝備部件在設(shè)計時有沒有進行防差錯和容錯設(shè)計以保證關(guān)鍵的維修動作錯不了、不怕錯。這些都會對人的細心謹慎性提出不同程度的要求，也會影響到整個維修任務(wù)。所以將作業(yè)姿勢舒適度、對人的操作力要求程度、對人的細心謹慎性要求程度作為裝備滿足要求程度的三級指標(biāo)。

圖3 維修性人素工程要求評價一、二級指標(biāo)

GJB/Z91—97《維修性設(shè)計技術(shù)手冊》里將維修環(huán)境分為自然環(huán)境和誘發(fā)環(huán)境，自然環(huán)境包括地形、氣候、生物等，誘發(fā)環(huán)境包括核、電磁輻射等。在這些環(huán)境因素里，溫度、風(fēng)的強度會干擾人員的維修進程，照明、噪聲會影響人的視覺和聽覺，振動同樣也會影響人的維修動作和人的心理。將自然環(huán)境適宜度、誘發(fā)環(huán)境適宜度作為環(huán)境滿足要求程度三級指標(biāo)(見圖4)。

圖4 三級評價指標(biāo)

2.4 關(guān)鍵三級指標(biāo)分析

作業(yè)姿勢舒適度：作業(yè)姿勢舒適度是對作業(yè)姿勢是否容易引起疲勞、作業(yè)空間是否合理等進行度量，通過虛擬維修仿真方法獲取量化值。利用虛擬維修軟件進行靜態(tài)仿真或者動態(tài)仿真，結(jié)合軟件模塊對維修姿勢、虛擬人低背受壓、虛擬人快速上肢、關(guān)節(jié)活動角度等進行分析，獲得維修舒適度的量化值。

對人的操作力要求程度：被維修部件的質(zhì)量不同、對其搬運方式不同，所需操作力不同。GJB703規(guī)定了人體不同動作操作力的標(biāo)準，可以據(jù)此判斷維修事件里每一維修作業(yè)對操作力的要求程度。對維修事件而言，其對人的操作力要求程度由一系列維修作業(yè)里對人的操作力要求程度最高的維修動作決定；先針對每一維修作業(yè)獲取其對人的力操作力要求程度量化值，將其中最大值視為整個維修事件的量化值。

對人的細心謹慎性要求程度：維修事件里的維修作業(yè)是否容易出現(xiàn)差錯，出現(xiàn)差錯是否易造成嚴重后果，能否做到不怕錯或者錯不了，都會影響到維修人員的心理。如果不易造成嚴重后果，或者有防差錯設(shè)計，則對人細心謹慎性要求程度就低。同時，整個維修事件對人細心謹慎性要求程度指標(biāo)值，由一系列維修事件里該指標(biāo)值最大的維修作業(yè)決定。

自然環(huán)境適宜度、誘發(fā)環(huán)境適宜度：自然環(huán)境是指起源是自然的環(huán)境因素，誘發(fā)環(huán)境是指由人引起的環(huán)境因素。自然環(huán)境里的氣溫、風(fēng)強等，誘發(fā)環(huán)境里的照明、振動等，會對人的視覺聽覺或者維修舒適感產(chǎn)生影響。通過對這些環(huán)境因素進行監(jiān)測，結(jié)合我國軍標(biāo)里規(guī)定的相關(guān)保持人體舒適的參數(shù)界限，獲取環(huán)境適宜度的指標(biāo)值。

3 結(jié)束語

從維修性人素工程要求著手，將其分解成對裝備的要求、對環(huán)境的要求兩部分。在此基礎(chǔ)上，對裝備三級維修活動進行分析，構(gòu)建基于維修時間的維修性人素工程要求評價指標(biāo)體系，對關(guān)鍵指標(biāo)的含義、獲取途徑進行了闡述。指標(biāo)體系能全面合理地反映人素工程要求，為維修性人素工程要求評價、維修性人素工程設(shè)計水平的提高，提供技術(shù)支撐，完善了維修性評價理論體系。

[1] GJB368B—2009,產(chǎn)品維修性工作通用要求[S].

[2] 趙江宏.人機工程學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3] 劉剛田.產(chǎn)品造型設(shè)計方法[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.

[4] 劉剛田.人機工程學(xué)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2012.

[5] 孫林巖,崔凱,孫林輝.人因工程[M].北京：科學(xué)出版社，2011.

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[8] 呂川.維修性設(shè)計分析與驗證[M].北京：國防工業(yè)出版社，2012.

[9] GJB/Z91—97,維修性設(shè)計手冊[S].

[10]GJB451A—2005,可靠性維修性保障性術(shù)語[S].

[11]李俊,黃德所,李琴.基于維修事件的維修性定性要求驗證與評價指標(biāo)體系研究[J].裝備學(xué)院學(xué)報,2016,26(5):22-25.

[12]黃德所,李琴,李俊,等.裝備維修性定性評價指標(biāo)體系構(gòu)建研究[J].工程設(shè)計學(xué)報,2015,22(2):101-105.

(責(zé)任編輯 唐定國)

Study on the Maintainability Human Element Engineering Requirement Evaluation Index System Based on Maintenance Event

HUANG De-suoa, YANG Shan-chaob

(a.The Eleventh Department; b.Graduate Management Team, Army Officer Academy, Hefei 230031, China)

To solve the issues that maintainability human element engineering requirement faces on evaluation and analysis, the paper built up a maintainability human element engineering requirement evaluation index system based on maintenance event, according to typical three-level equipment repair process. Practice shows that the index system can solve the difficult problem to evaluate maintainability human element engineering requirement. The paper provides theoretical and technical support for the maintainability human element engineering requirements evaluation.

human element engineering; evaluation; maintenance event; index system

2016-10-06；

2016-11-15 基金項目：部委預(yù)研基金項目:裝備維修性定性要求驗證方法研究(9140A27010213JB91 )

黃德所(1963—)，男，博士，教授，主要從事復(fù)雜系統(tǒng)與裝備維修性評價研究。

楊善超(1992—)，男，碩士研究生，主要從事裝備維修性評價研究。

10.11809/scbgxb2017.03.022

黃德所，楊善超.維修性人素工程要求評價指標(biāo)體系的構(gòu)建[J].兵器裝備工程學(xué)報，2017(3):98-100.

format:HUANG De-suo, YANG Shan-chao.Study on the Maintainability Human Element Engineering Requirement Evaluation Index System Based on Maintenance Event[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2017(3):98-100.

U692

A

2096-2304(2017)03-0098-03