1、1第三章飛航人為因素第三章飛航人為因素人因工程人因工程第一節第一節 飛航人為因素飛航人為因素第二節第二節 飛航人因工程飛航人因工程2第一節飛航人為因素第一節飛航人為因素一一、人為因素簡介及定義、人為因素簡介及定義 國際民航組織(ICAO)及美國聯邦航空總署(FAA)對人為因素(Human Factor)的定義：人為因素指的是經由系統化的資訊蒐集、彙整，藉以掌握人的能力及限制，並整合系統工程，將之應用至人與人、環境、系統、法規、工作、訓練間的互動，以創造安全、舒適及有效的人為表現。3人為因素人為因素 Human FactorsHuman Factors 根據美國波音公司1959至2006年間全球
2、民航噴射機飛機全毀及死亡失事(Hull Loss and Fatal Accidents)統計發現(Boeing,2007)，在1959最初10年內失事率有非常顯著的降低，那是由於飛機結構、系統、裝備、動力、操控以及地面基礎架構的改進。近30年來，當失事率降低到接近谷底時，卻不再繼續下降，而穩定地持續每百萬次離場12次的失事率。這種無法達成飛航零失事的關鍵，主要在於人為因素的瓶頸一直無法突破。4 波音的統計也指出1995至2005年民航機全毀失事中有55%是由於飛航組員(Flight Crew)引起，這當中尚不包括歸因於其他如天氣、飛機、機場、維修、航管所導致的人為因素。雖然許多飛機失事並非僅
3、僅單一因素造成，可能伴隨機件故障、航管錯誤或天候惡劣等間接因素，但飛航組員往往是失事錯誤鍊(Error Chain)中環環相扣的最後一道環節，通常難辭其咎。飛航人為因素是航空安全重要之課題。航機在複雜的運作過程或環境中每一方面都牽涉到人的因素。5 人為因素分析研究，經系統化的資訊收集、彙整，藉以掌握人的特性，並應用系統工程，將人與人、環境、系統、法規、訓練間的互動做一有系統的整合，以創造極大化的產出與成果，而其目的即求能消弭人為疏失的產生，進而降低失事率。安全是一項整體的工作，而人在航空系統的運作中扮演著舉足輕重的地位，人為因素實為增進航空安全之分析探討重點。因此，民航界人為因素的研究與教育，
4、是確保航空安全策略中最具經濟與效益的運用方案。6 航空界於1975年由荷蘭航空（KLM）的Frank Hawkings機長揭開了航空人為因素研究的濫觴。諷刺的是，之後二件因人為疏失所造成的重大失事，其中一件全球最大空難的當事者卻也是荷蘭航空，1977年3月27日於西班牙屬地泰納綠(Tenerife)島機場發生荷蘭KLM航空B747客機在未獲塔台許可情況下起飛滾行，撞及在同跑道上反向滑行的美國泛美航空B747客機，共造成583人罹難，為航空史上最慘痛的空難。1978年12月28日美國聯合航空DC-8客機於波特蘭機場進場時因鼻輪指示燈故障，組員於待命空域執行檢修程序，三位駕駛員都過於注意此一小故障
5、，而忽略了燃油不足之警訊，最後在跑道東南6哩處因燃油耗盡而墜毀，共有10人罹難、23人重傷。7 航空界較關切的人為因素項目有：人類基本能力與限制、人員甄選與訓練、人類的行為與表現、人為失誤、認知、情境察覺及決策過程、飛機操作系統、儀表設計、人體工學、駕駛艙配置、人機介面、自動化系統的影響、人與人溝通及操作手冊等。另外也注意飛行組員生理的因素，包括：睡眠、疲勞、壓力、生理作息週期、心臟血管疾病、失能、缺氧、空中減壓、暈眩、空間迷向、錯覺等與飛行安全息息相關的議題，甚至更考量航空公司安全、管理及組織文化的影響等。8 為了減少人為失誤的發生，航空業及學者針對飛航駕駛員發展了組員資源管理組員資源管理（
6、Crew Resource Management,CRM）的模式，維修人員也發展了維修資源管理維修資源管理（Maintenance Resource Management,MRM），飛航管制員更發展成為團隊資源管理團隊資源管理(Team Resource Management,TRM)，目前都已普遍應用在航空業界，也獲得了不少的成功經驗，在減少人為失誤上貢獻良多。9二二、人為因素之範疇人為因素之範疇(一一)飛航駕駛員之個性飛航駕駛員之個性1.個別的個性特徵會影響駕駛員的表現 (1)正面性格：(2)負面性格：(3)女性飛行員的平均個性特徵。2.人與人衝突主因在於監督者與管理者個性因素的影響。3.
7、防止個性衝突的方法為盡量在地面排出時間來解決衝突，而非到了空中才解決。10(二二)疲勞疲勞定義定義疲勞是指體力的耗盡或來自非身體或智力的運作，造成身體緊張導致力竭疲憊（如來自缺氧症、動作不順或情緒緊張），進而使身心活動表現低落。疲勞的原因疲勞的原因 1.行為上的飛航組員休息不夠、睡眠不足或錯過用餐時間。2.生理上的生理時鐘錯亂。3.身體上的過度的肌肉或身體活動。11 4.心理上的過度的心智(用腦)工作量。5.情緒上的擔心、枯燥、挫折、焦慮。6.環境上的噪音、震動、重力、高溫、濕度、駕駛艙設計、缺氧等。影響疲勞的因素影響疲勞的因素 1.先前休息的質與量不足。2.先前活動的性質，如過於激烈的運動。
8、3.生理與情緒之壓力。4.疾病、宿醉等身體狀況。5.年紀。6.個性、刺激。12疲勞的分類疲勞的分類1.暫時性疲勞最常見的疲勞是經由過度的身體或心智的活動所引起的，只要在一定的工作量後就有可能發生，由於其時間短暫，通常只要適當的休息即可恢復。2.累積性疲勞由於前一次疲勞尚未完全恢復，或長期處於憂慮、壓力、睡眠不足或過量工作所引起，需要更長的休息時間才能恢復，症候包含失眠與健忘症等。13疲勞對飛航組員的影響疲勞對飛航組員的影響 1.時間感的破壞。2.知覺的扭曲。3.減少反應與下決定的時間。4.對最近事件記憶的減少。5.注意力縮小。6.容易發怒。7.容易犯錯。8.有話不說。9.困惑。10.有接受較低
9、標準的工作趨勢。14疲勞與航空器失事疲勞與航空器失事1.失事最常發生在下列的飛航組員身上：(1)失事前24小時內睡眠少於4小時；或(2)在此之前持續醒著有20或20小時以上(3)統計顯示，一天中最危險的失事時段：直昇機失事最常發生在0000-0800時段；第二危險時段為2100-2400。(4)對所有飛機而言，失事最常發生於1800-2400時；其次為1500-1800時。(5)連續24小時內已經工作10或10小時以上的飛航組員與工作少於10小時的飛航組員相比；前者較容易犯錯而導致失事。15 24小時的律動：全天的生理時鐘小時的律動：全天的生理時鐘人類的人類的25-27小小時週期時週期生物體因
10、適應環境之日夜週期變化，而有相應之體溫、血壓、脈搏、呼吸、心跳、內分泌、代謝、消化、知覺的敏感度等超過100種不同身體功能的變化，影響個體嗜睡與清醒的程度，稱為晝夜節律晝夜節律(Circadian Rhythm)，簡稱為生理時鐘生理時鐘。穿越換日線的失調穿越換日線的失調生理時差失調生理時差失調 當人們搭乘噴射客機旅行穿越時區，生理時鐘會仍保持原出發地的狀態，而造成與環境作息不能同步現象，稱之為飛行時差飛行時差(Jet Lag)。16生理時差失調的症候生理時差失調的症候1.身體方面：(1)失眠。(2)便秘。(3)食慾改變。2.行為方面：(1)疲倦。(2)焦慮。(3)沮喪、憂鬱。(4)因疲勞而表現
11、失常。戰勝疲勞及調整時差之方法戰勝疲勞及調整時差之方法 1.暴露亮處 2.模擬日出 3.在原生理時間睡覺 4.嘗試改變睡覺-清醒週期 5.改變飲食：使用抗時差飲食法 6.身體方面的運動 7.自體訓練與生物回饋 8.藥物的使用褪黑激素17 褪黑激素褪黑激素(Melatonin)是人體腦下垂體中的松果體所分泌的一種荷爾蒙，它會隨著人體的生理時鐘而分泌不同的濃度，當眼睛感受到周圍的天色黑暗時，這種荷爾蒙就會開始分泌，通常在夜晚睡覺時濃度會達到最高，清晨醒來它的濃度又會慢慢的降低，是一種幫助睡眠的荷爾蒙，並且可使內臟器官獲得充分的休息。目前口服的褪黑激素其實是從動物的松果體中萃取的，主要是用來調整時差
12、，許多飛航組員常服用此劑來減緩時差的干擾，除了在國內被列為鎮靜安眠藥的管制藥品外，另一方面對飛航安全的影響尚待評估。18與疲勞有關之飛航組員派遣與疲勞有關之飛航組員派遣 飛航組員勤務派遣應儘量減少暫時性及累積性兩種疲勞之發生，並於勤務完畢後給予適當的休息時間，於是有飛航組員飛航時間的限制。飛航時間的限制之主要目的是為了避免飛航組員因為疲勞而影響飛行安全。飛航作業管理規則所規定之時間限度為一般通則，航空公司依其公司政策、勤務特性及安全需求而訂定相關之規定。飛航組員應隨時注意自己疲勞程度，充分利用休息時間，避免在疲勞狀態下執勤。19(三三)壓力壓力壓力的定義 壓力是環境與個人主觀評估需求間不平衡而
13、產生的心理現象；壓力來自人和環境交互作用的結果，且可能與心理、行為和生理產生的後果相關連。而工作壓力則是指個體在工作環境中，面對刺激事件，而使個體心理、生理產生難以負荷的狀態。壓力不一定是負面的。壓力可讓人處於警戒與隨時準備行動狀態，也有所謂的最佳壓力的狀態。20壓力來源壓力來源 1.環境2.人與人間 3.個人4.私生活 5.組織不適當的壓力反應不適當的壓力反應1.內向者：(1)自我毀滅行為(2)冒險行為2.外向者：(1)激烈的外在行為(2)酒精21不當的壓力反應徵候不當的壓力反應徵候1.身體方面 2.行為方面 3.情感方面 壓力因應壓力因應1.組織訂定目標優先度，實際地自我評量，採用時間管理
14、。2.嘗試改變環境，如發展新的興趣或加入社團。3.RED組合休息(R)、運動(E)、減重(D)去除身體內的廢物。4.嘗試辨別各種症候。5.學習放鬆技巧。6.保持幽默感、微笑或洗洗泡泡浴來調和情緒。227.培養友誼，尋求支援。8.多聽忠言。9.解決問題。10.自我調適，騰出時間給自己。壓力和人員績效表現的關係壓力和人員績效表現的關係(圖圖3-1)低 壓力大小 高壓力太小 最適壓力 壓力太大極佳 績效表現水準 極差23能承受高壓力者的特性能承受高壓力者的特性1.身體狀況佳身體健康就是成功的一半。2.較高程度的自我認知與自我評價的意識。3.有信心能影響事件，甚至改變事件。4.視變化為機會與挑戰，而不
15、是威脅。24(四四)人為錯誤人為錯誤/失誤失誤人為錯誤人為錯誤/失誤簡介失誤簡介航空業能忍受百分之一的失誤嗎？如果能的話，那麼下面的答案將讓您大吃一驚：全球每一天將會有500個航班會飛錯地點每開一百張票有一張票會出錯每一班B-747飛機有四名乘客會搭錯班機每一天有12架飛機發生失事，有250人因為空難死亡。25FAA統計列出飛行員最常發生失事之十個主統計列出飛行員最常發生失事之十個主要因素：要因素：一、不充分的飛行前準備或計劃二、未能達到或保持飛行速度三、未能保持方向控制四、不當地改平高度五、未能看到和避開物體或障礙物六、油量管理不善七、飛行中錯誤的判斷和計劃八、誤判距離和速度九、地障隔離不足
16、十、不當的飛行操作26 在這些飛航組員人為因素中，首要的便是組員的失誤。美國國家運輸安全委員會(NTSB)曾對21件肇因於飛航組員失誤的商用噴射機重大失事資料做一研究分析，結果發現有90%的組員失誤，是與程序行為(Procedures Behavior)或決心因素(Decision Making Factors)有密切的關連。換言之，就是失誤即將發生前的臨界時段裡，飛航組員未能遵循操作程序或安全顧慮的決策錯誤。諷刺的是，很多錯誤是在飛機還沒離開地面就開始了。27人為失誤來源人為失誤來源1.人類行為(1)技術基礎的錯誤(2)規則基礎的錯誤(3)知識基礎的錯誤Reason將失誤概分為兩種：將失誤概
17、分為兩種：a.顯性失誤（active error）(圖圖3-3.3-4)b.潛在失誤（latent error）2.生理與心理(1)急躁(2)疲勞(3)枯燥失誤也來自人類本身的盲點及錯覺28(圖圖3-3)人類失誤分類人類失誤分類(Reason 1990)不安全的行為不安全的行為 無意的行為無意的行為 有意的行為有意的行為 29不安全行不安全行為為有意的行為有意的行為無意的行為無意的行為犯犯錯錯經常蓄意犯規經常蓄意犯規偶爾取巧犯規偶爾取巧犯規暴力行為暴力行為違違 規規規章錯誤規章錯誤-誤用良規誤用良規-使用惡規使用惡規知識錯誤知識錯誤-知識不足知識不足-誤導誤導-濫用濫用記憶錯失記憶錯失-忘記預
18、定項目忘記預定項目-緒位迷失緒位迷失-遺忘初衷遺忘初衷失失手手注意力錯失注意力錯失-干擾干擾-遺漏遺漏-顛倒顛倒-亂緒亂緒-失時失時-刺激刺激疏疏 忽忽(圖圖3-4)不安全行為分類不安全行為分類 30盲點盲點 在醫學上的解釋：(1)盲點位於眼球視網膜的視盤上，是網膜上最不敏感的地方。(2)盲點處既無錐體細胞(日視及彩色)，也無桿體細胞(夜視及非彩色)。(3)一旦光線投射在盲點上，便不能產生視覺。盲點盲點在管理學上的解釋：(1)盲點是對事物觀察無法直接涵蓋的領域。(2)思考或功能沒有涉及到的事實。(3)我們想看卻無法看到的地方或情況。31錯覺錯覺在心理學上，是指：(1)對扭曲事實或客觀真實相違背
19、的主觀知覺體驗。(2)對真實感覺刺激的誤解。(3)錯覺並非心理失常，而是正常現象。錯覺錯覺而就管理學而言：(1)錯覺是真實最大的敵人。(2)錯覺是由外界刺激導引，而對真象錯誤的認知或解讀。(3)錯覺如同熵(Entropy)般蔓延，若不即時改正，將導致管理上的大混沌(Chaos)。32航空系統失誤類比的模式航空系統失誤類比的模式 失誤惡化造成失誤惡化造成飛行失事飛行失事或近乎失事或近乎失事 避過危害造成避過危害造成系統紊亂系統紊亂或意外事件或意外事件 失誤緩和失誤緩和而改正而改正 人為失誤人為失誤 信念、意向、心態、信念、意向、心態、行為形成的要件行為形成的要件 飛航作業環境因素飛航作業環境因素
20、 自然物性環境因素自然物性環境因素 33傳染病學蔓延的模式傳染病學蔓延的模式 罹病死亡罹病死亡 罹病痊癒罹病痊癒 無明顯症狀無明顯症狀 傳染疾病症狀或跡象傳染疾病症狀或跡象 傳染病源蔓延傳染病源蔓延 人類社會環境因素人類社會環境因素 自然物性環境因素自然物性環境因素 34人為失誤管理人為失誤管理1.失誤管理：失誤管理是指減少失誤發生的機率，進而降低事故影響層面的管理方式。失誤管理三原則：避免(Avoid)、掌控(Trap)、減輕(Mitigate)2.多元資訊的失誤管理3.威脅與失誤管理(圖圖3-10)35(圖圖3-10)預期中的事件風險非預期的事件風險外在失誤飛航駕駛員的失誤威脅認定與失誤避
21、免的行為失誤偵測與管理行為安全飛行回復正常安全飛行附加過失外在威脅外在威脅內在威脅內在威脅CRM行行為為結果結果意外事件或失事36小結 從根本消弭人為失誤的盲點及錯覺開始，並善用人因工程學的系統設計，以增加整體系統的可靠度。目前國內由於飛安專業管理教育不普及，人們僅憑著偶而從新聞媒體上獲得點滴的資訊、融合個人的經驗而形成傳統片段而局部的思考模式，及其所衍生的治標行動，造成現今社會大眾對航空體系切割而破碎的管道視野(Tunnel Vision)。在人為失誤管理上，是要把過去放在個體行為(個人)的人為失誤焦點轉變成現在以潛伏的組織行為(集體)為主的失誤觀，也就是在看待一個因人為錯誤所導致的事件時，
22、把原本歸咎於職場第一線Sharp-end人員犯錯的行為模式往上溯及管理決策高階主管Top level的潛在失誤。這種上從高階主管、中階主管、基層主管到第一線員工一連串可能導致的失誤，便是失誤管理的範疇。因此，事件發生後的應變(Reactive)計劃也提早於事件發生前做預防(Proactive)。37 這種把作業失誤(Active Failure)歸咎於潛伏失誤(Latent Failure)及從片面(Peace-meal)延伸至系統(Systems)的概念，並以結合個人(Human,H)、組織(Organization,O)、科技(Technology,T)與管理(Management,M)的
23、航空體系MOTH模型觀(圖圖3-11)，便成了目前航空人為因素管理新的方向及契機。38第二節飛航人因工程第二節飛航人因工程一、人因工程簡介一、人因工程簡介（一）人因工程（一）人因工程 人因工程(Human Factor Engineering)是一門研究將人與機器、環境以及科技的關係最佳化的科學。也就是考量人類生理、心理能力及限制，而應用於工具、機器、系統、工作方法和環境之設計，提供使用者安全、健康、舒適及合乎人性的環境，發揮最大工作效率和效能，並提高生產力及滿意度。人因工程是一門重要的工程技術學科。而把人因科技應用在航空產業上稱為飛航人因工程。39 人因工程即是一般俗稱的人體工學，在歐洲及某
24、些國家稱為Ergonomics，Ergonomics是由希臘詞工作、勞動意思的ergon和規則、規律意思的nomos兩字複合而成，本義是人的勞動規律。(二）人機系統二）人機系統 人機系統(Man Machine System)是一個包括人員在內的產品系統。人必須是系統中首要部份，因為只有人才能發動該系統，使其發揮功效。人機系統的研究就是人因工程的一部份。人因工程簡言之就是研究人機系統或是人與機器關係的科學。40二、人因工程的目標二、人因工程的目標(一）增進人在作業時的效率、正確性、安全性及減少疲勞與體力支出。(二）減少必要的訓練時數及費用。(三）減少特殊技術與態度的需求，而減少操作人力的使用。
25、(四）減少因人為失誤導致之意外，以減少工期與裝備的損失。(五）增進工作者的舒適與接受程度。41三、飛航人因工程簡史三、飛航人因工程簡史 工業革命之初；工業工程師先進吉爾布萊斯(F.B.Gilbreth)所發展的工作方法論即注重利用工具、減少疲勞，以增進工作效率及安全。其後工業心理學家的加入，更使心理因素成為考量設計的重點。1950年代美國空軍將人員訓練、選拔與設計整體一併考慮，得以經人性工程的設計達到更佳的使用成效。42 1975年國際空運協會(IATA)第20屆技術會議宣示：人因工程廣泛的屬性及其在航空領域中的應用，仍然未被航空界重視，而這種忽略“人因”的後果，很可能引發運作上的缺乏效率或旅
26、客的不舒適，甚至會造成嚴重的空難。1981年國際空運協會編撰航空公司人為因素指導原則(Airline Guide to Human Factors)以飛航人因工程為主軸，闡述個體(Individual)人員在航空體系中，生理、心理、人身量測、人身極限.等人機介面的互動關係。43四、人為因素在系統設計時之功用四、人為因素在系統設計時之功用 在發展或設計一套產品時，必須同時考慮系統功能與人體功能，方能有效設計出安全可靠的產品。五、人因工程在系統安全中的角色五、人因工程在系統安全中的角色(一）人的本能一）人的本能表3-2 人與機器之比較人機器可以偵測出偽裝的訊號不易偵測出有雜音的訊號遇新狀況有推論的
27、決策能力沒有創新或推論能力僅能承受有限的壓力，無法持久能承受巨大的壓力，且可以持久整修(醫療)時需要維持生命系統整修時關閉即可短暫記憶不佳短暫記憶與回憶極佳44(二）人的極限二）人的極限人的視覺僅能察覺光譜上380至760mm的光線，聽只能聽到20至2萬赫茲(Hz)的頻率，跑完100公尺需9.87秒等都是人類生理上的某些極限。(三三)人的差異人的差異例如設計飛機駕駛艙駕駛員頭頂上方的操作開關面板(Overhear Panel)(圖3-12)，應置於飛行員肩部之最小上伸角度(168度)以內，若誤置於最大上伸角度(208度)，則將有許多飛行員無法打開此開關。又如設計汽車駕駛座空間時，必須取最大空間
28、，及車頂空間要大於38.2公分，否則有人無法坐入其內，該汽車設計就有問題。45七、系統安全與飛航人因工程之應用七、系統安全與飛航人因工程之應用(一）產品安全設計概念階段一）產品安全設計概念階段 1.勿使用有毒或易燃材料，例如：1998年9月2日瑞士航空111班機墜海後，國際上便禁用易燃的PET隔熱層。2.產品有銳利邊緣或易碎材料。3.移動部份易割、刺傷使用者。4.易被吞食。5.因接地不良而感電。6.使人墬地。7.有噪音或高溫。8.易灼傷使用人。46(二）目視顯示裝置的設計二）目視顯示裝置的設計1.顯示訊息的內涵、精確度、格式、故障指示，都符合操作人員的需求，不必要的訊息不顯示。2.位置安排3.
29、符號顯示4.透明顯示裝置應以顯示數字訊息表示必須立刻採取行動或重要系統狀態。5.刻度指示裝置用以表示數量及趨勢，以固定刻度、移動指針較佳。6.顯示器顯示的影像符合操作人員的需求。7.使用大銀幕顯示器應在一組操作人員共同使用時為主。47(三三)聽覺顯示裝置的設計聽覺顯示裝置的設計1.聽覺顯示裝置使用時機:2.聽覺警告訊息3.訊號強度4.訊號特性與目標5.訊號之防護6.口語警告(四四)控制裝置的設計控制裝置的設計1.一般準則。2.旋轉式控制裝置設計。3.直線式控制裝置設計。4.標示的設計。48(五五)地面空間設計。地面空間設計。(六六)維護度之設計維護度之設計。人因工程失事案例人因工程失事案例1994年4月26日，由台北飛往日本名古屋的華航CI-140班機，註冊編號B-1816、空中巴士A300-600R客機，墜毀於名古屋機場跑道右邊300呎位置。機上264人罹難，7人重傷。
