宋傳洲，王瑞奇

（1.海軍航空大學，煙臺 265400； 2.煙臺警備區(qū)，煙臺 264000）

引言

據(jù)波音公司調(diào)查統(tǒng)計，世界噴氣式飛機的事故70 %是由人員因素導(dǎo)致[1]。對人員因素的研究中多集中在其對飛行安全方面的影響和量化研究。國內(nèi)外有許多研究項目被設(shè)立和模型被相繼提出。主要有SHEL 模型[2]、Reason提出的Reason 模型[3]、HFACS模型[4]以及中國礦業(yè)大學（北京）安全管理研究所提出的24model模型[5]。崔文建[6]對機務(wù)維修人員可靠性與飛機安全問題進行了研究，通過構(gòu)建維修人員的故障辨識、決策、計劃、執(zhí)行的IDPA模型研究績效影響因子PIF，從而量化維修人員的可靠性。類似的，王霞[7]利用多層回歸統(tǒng)計法對維修人員心理資本與安全感知進行了研究，得到年齡、性別、期望、氛圍等對安全意識影響顯著，整體兩者之間存在正相關(guān)等結(jié)論。文獻[8]采用模糊TOPSIS方法對航空維修任務(wù)中的潛在人為誤差進行分析并提出有效改進策略。武耀罡等[9]使用改進的HFACS（人為因素分析和分類系統(tǒng)）模型對不安全因素和誘發(fā)因素進行了研究。事實上，人員因素對飛行器的影響貫穿了飛機使用的全過程，包括飛行員、維修員、管理員、服務(wù)員等，甚至包括飛機所承載人員，囊括了心理壓力、技術(shù)等級、環(huán)境氛圍、資金投入、安全意識、身體條件等很多方面，不僅影響著最重要的飛行安全[10]，還對飛機維修[7]、航材消耗[11]、資金管理、飛行效率、甚至軍用飛機的戰(zhàn)斗力生成都產(chǎn)生重要影響。本文就軍用飛機執(zhí)行任務(wù)過程中的航材需求影響因素之一人為因素展開分析，采用實用模糊綜合評價法[12]對人為因素進行量化評分，為后續(xù)航材品種分類和消耗預(yù)測提供量化參考。

表1 人員因素特征指標體系

1 人為因素分析[13,14]

通過查閱文獻和問卷調(diào)查，總結(jié)出人員因素特征指標體系，如表1所示，包含飛行員能力、維修人員能力、管理因素、保障資源等四部分，主要分析如下：

1）飛行員能力[15]

飛行員是航空兵最重要的戰(zhàn)斗力之一，飛行員的能力對航材消耗有很大的影響，包含參與任務(wù)飛行時間和次數(shù)、人為失誤次數(shù)、技術(shù)等級、心理素質(zhì)、身體素質(zhì)等特征量。這里參與任務(wù)飛行時間和次數(shù)是指參與相同等級任務(wù)的飛行總時間和總次數(shù)。比如遇到繁重而艱巨甚至危險系數(shù)很高的任務(wù)，低級飛行員的操作經(jīng)驗和能力都有所不足，心理壓力也會增大，人為錯誤增多，航材需求量會增多。

2）維修人員能力[7]

維修人員能力的特征量與飛行員的類似，包括參與任務(wù)的次數(shù)、人為失誤次數(shù)、技術(shù)等級、心理素質(zhì)、身體素質(zhì)等，維修過程中人為錯誤操作所造成的損耗與用來說明損壞敏感性的“事故率”有密切的聯(lián)系，包括在搬運、裝配、維修以及使用過程中零部件非正常受損的可能。

3）管理因素

管理因素主要是指貫穿于整個任務(wù)前后的管理工作情況和管理員的能力，一方面包括在封裝、運輸、保養(yǎng)等流程中出現(xiàn)航材損傷和因指揮調(diào)度不當造成的航材供應(yīng)延誤，另一方面就是管理員的能力所涵蓋的失誤次數(shù)、技術(shù)等級、心理素質(zhì)、身體素質(zhì)等。

4）保障資源

保障資源包括所能調(diào)動的各類保障資源，這里主要指維修資源，比如維修方案、設(shè)備、工具和參考資料等，而維修方案規(guī)定了航材攜行維修保障工作全部內(nèi)容，包括預(yù)防性和修復(fù)性維修、維修間隔期、維修級別及修理策略等，這些都會不同程度的影響航材的消耗。

人員因素中特別是飛行員能力和維修人員因素對航材消耗影響較大，其他因素也對航材消耗產(chǎn)生不同程度的影響。

2 算法基本原理

本文主要采用模糊層次分析法[12]（FAHP）是對層次分析法（AHP）和模糊綜合評價法（FCE）的聯(lián)用，先用AHP確定因素集和權(quán)重，然后用FCE進行綜合評價取值。

2.1 層次分析法

AHP是一種非常簡潔實用的評價方法，常被運用于多目標、多準則、多要素、多層次的非結(jié)構(gòu)化的復(fù)雜決策問題，其原理和公式如下：

Step1.層次結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建

建立目標層、準則層和方案層，按相互關(guān)系區(qū)分層級，列表并繪出層次結(jié)構(gòu)圖。

Step2.判斷矩陣的構(gòu)造

采用一致矩陣法確定各層次因素間的權(quán)重，即：采用相對值進行因素間的兩兩比較，本文采用常用的1～9標度法，得到判斷矩陣A，用aij表示第i個因素相比較第j個因素的比值。

Step3. 計算權(quán)重和一致性檢驗

將矩陣A的各行aij方根法和歸一化計算，得到各評價指標權(quán)重和特征向量w，并計算邏輯一致性，即一致性檢驗，得到最大特征根，計算一致性指標CI、隨機一致性指標RI和一致性比例CR，一般情況下，當CR＜0.1時，認為矩陣具有一致性，否則需調(diào)整。

Step4. 層次排序

單層排序：對上一層某個因素，本層各因素的重要性的權(quán)值排序。

總體排序：依次從最高到最底層確定某層所有因素對于總目標相對重要性的權(quán)值排序。

2.2 模糊綜合評價法

FCE是以模糊數(shù)學為基礎(chǔ)，是模糊關(guān)系合成原理的應(yīng)用，可將邊界不明、不易量化的因素定量，從而進行綜合評價，其原理和公式如下：

Step1. 建立評價指標體系

設(shè)第一級評價對象X= {X1,X2,… ,Xm}有m種評價指標。根據(jù)第一級評價指標X定第二級評價指標，設(shè)，依次類推可定第三級、第四級。

Step2. 確定評語等級

Step3. 建立模糊矩陣R

確定評價等級后，判斷X中各因素對應(yīng)評語等級的隸屬度，得到模糊關(guān)系矩陣R

Step4. 確定指標權(quán)重W

設(shè)W= (w1,w2,… ,wm)，權(quán)重采用上述AHP方法獲得。

Step5. 綜合模糊評價B

Step6. 評價取值

采用最大隸屬度原則來判斷，得到最后取值。

3 算例分析

Step1. 根據(jù)人員特征指標體系構(gòu)造層次結(jié)構(gòu)分析模型，如圖1所示。

圖1 人員因素綜合評估指標體系

Step2. 層次分析法計算權(quán)重

計算各個層級的權(quán)重如表2～7所示，表7中得到整體權(quán)重W。

Step3. 模糊綜合評判

將A1飛行員能力、A2維修員能力、A3管理員能力所有影響因素區(qū)分四個等級{一等、二等、三等、四等}；參與任務(wù)時間、任務(wù)飛行次數(shù)、維修資料區(qū)分四個等級{較多、多、中、少}；失誤次數(shù){高、中、低、較低}；技術(shù)等級區(qū)分四個等級{高級、中級、初級、合格}；心理素質(zhì)、身體素質(zhì)、將維修設(shè)備、維修工具、維修場地統(tǒng)一稱作維修條件區(qū)分四個等級{優(yōu)、良、合格、差}。

表2 能力層判斷矩陣和權(quán)重

表3 維修員能力判斷矩陣和權(quán)重

表4 管理員能力判斷矩陣和權(quán)重

表5 維修資源判斷矩陣和權(quán)重

通過保障記錄和飛行記錄選出10名專家，15名維修和管理人員、5名飛行員，共計30人對某次任務(wù)進行單因素評價，將調(diào)查表收集整理后，建立如表8和表9統(tǒng)計表，并計算其單因素指標統(tǒng)計權(quán)重R，最后計算最終評判得分v。

Step4. 模糊綜合評判結(jié)論B

表6 飛行員能力判斷矩陣和權(quán)重

表7 底層特征對整體和同級的權(quán)重

隸屬度矩陣B=W·R={優(yōu)、良、一般、差}={0.591 5 0.291 5 0.1161 0.000 9}

Step5. 模糊綜合得分v

經(jīng)過模糊層次分析法得到該任務(wù)人員因素的量化得分為92。

表8 評測分數(shù)

表9 單因素指標統(tǒng)計

4 結(jié)束語

本文對任務(wù)中影響航材需求的人員因素進行了分析，并使用模糊層次分析法對其量化，得到綜合分數(shù)，既對不同任務(wù)的人員因素有了直觀的比較，又為下一步航材的品種確定和消耗預(yù)測研究中人員因素的提取和量化做好了基礎(chǔ)工作。盡管如此，本文對人員因素的挖掘還不夠深入，比如人員的工作狀態(tài)這一因素，包括作風問題、工資狀況、家庭情況等；對下一等級的因素還可以深入挖掘，比如評定飛行員心理因素，下一級可包括應(yīng)變心理、抗壓心理等，從而擴大特征系統(tǒng)中特征數(shù)量和層級，使量化的人員因素更加全面科學。此外，量化方法也可以嘗試使用其他更高效的方法。

表10 單因素指標統(tǒng)計權(quán)重R