航空公司飛航運作系統安全分析模式之建立

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(1)國立交通大學交通運輸研究所博士論文 No. 038. 航空公司飛航運作系統安全分析模式之建立 Development of a System Safety Analysis Model for Airline Operation. 研究生：葉文健指導教授：汪進財. 中華民國九十三年五月.

(2) 航空公司飛航運作系統安全分析模式之建立 Development of a System Safety Analysis Model for Airline Operation 研究生：葉文健. Student: Weh-Chien Yeh. 指導教授：汪進財博士. Advisor: Dr. Jinn-Tsai Wong. 國立交通大學交通運輸研究所博士論文 A Dissertation Submitted to Institute of Traffic and Transportation College of Management National Chiao Tung University in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy in Engineering. May 2004 Hsinchu, Taiwan, Republic of China. 中華民國九十三年五月.

(3) 謝. 誌. 感謝恩師費心指導教授盡心授課. 使得思維邏輯更為縝密使得學識涵養更為豐碩. 委員撥冗審查同儕相互砥礪. 使得論文內容更為紮實使得治學態度更為嚴謹. 職員不吝協助碩士班學弟妹. 使得學業事務更為順遂使得休閒生活更為多采. 家人充分支持摯友殷切關懷. 使得求學過程更為無礙使得情感思緒更為平穩. 葉文健謹誌民國九十三年六月.

(4) 航空公司飛航運作系統安全分析模式之建立研究生：葉文健. 指導教授：汪進財博士. 國立交通大學交通運輸研究所. 摘要航空公司位於飛航安全的第一線，飛航安全亦是航空業經營成功與否的重要關鍵，而飛安管理的主要核心便是預防事件的發生。然而，航空運輸為一複雜系統，其涉及個人、機器、設備、組織與環境等諸多因素，而且其交互間之影響關係相當密切，欲確切發掘問題之核心，以杜絕事件之發生，實非易事。因此，必須建立完善之飛安風險分析系統，協助飛安管理者系統性地深入剖析複雜之飛安體系，探索所有潛在飛安危險因子，發掘一切導致問題發生之可能環節，以改善根本缺失並提升飛安系統運作之績效。基於上述原因，本研究由失事肇因、系統組成、事件形成與系統運作等觀點之釐清，以及飛安管理理念與機制之探討著手，掌握飛航安全系統之內涵與本質，進而構建完整性與層級性的航空公司飛安系統架構。本研究以結構化方程模式作為方法論之基礎，為能確實反應飛安系統之架構且有效發掘系統問題之根本，進而研擬模式構建、系統解析與問題改善之方式。接著，依據本研究所研提之模式構建方式，一一探討各系統層級之飛安影響因素，研擬對應之績效品質評量指標，以確立飛安系統之衡量模式；透過系統各層級與各活動關係之釐清，系統性串連各飛安系統環節，以確立飛安系統之結構模式。最後，基於完整之系統模式架構與給定之假設性線性參數，進一步透過數值案例，應用與呈現本研究所研提之系統解析與問題改善方式；結果顯示，本研究所研提之系統安全分析模式確能運作，而且可作為診斷航空公司安全品質與健康之有效工具。關鍵字：航空公司、飛航運作、安全管理、系統安全、安全分析。.

(5) Development of a System Safety Analysis Model for Airline Operation Student: Wen-Chien Yeh. Advisor: Dr. Jinn-Tsai Wong. Institute of Traffic and Transportation National Chiao Tung University ABSTRACT Airlines are on the forefront to deal with the aviation safety which is crucial for success. The core of the aviation safety management is to prevent the occurrence of accidents. However, air transportation is a complex system involving closely related factors such as humans, machines, facilities, organizations and environments, and it is hard to discover the causes to prevent accidents from the system. Therefore, it is necessary to develop a system safety analysis model to assist the safety managers dissecting and analyzing the system, exploring the hazard factors and discovering the critical problems with a systemically approach. For this reason, this study begins with clarifying the characteristics of aviation safety system through different viewpoints— accident causes, system components, accident formations and system operations; and then, exploring the concepts and essences of safety management. Thus, a comprehensive and hierarchical framework of airline safety system could be constructed. In order to clearly represent the framework and effectively discover the root cause of the system, the methodology of Structural Equation Model (SEM) is adopted, and the processes of model construction, safety analysis and problem improvement are brought up. According to the proposed model construction process, the study follows with specifying the frameworks of measurement model and structure model of the system. The effecting factors of each system level are explored one by one, and their corresponding indicators and measurements are drawn up respectively. The relationship between levels and activities of the system are identified, and all the system components can be methodically connected. In the final, basis on the constructed model frameworks and given linear parameters, a numerical case is further illustrated by applying the proposed processes of safety analysis and problem improvement. The demonstration reveals that the proposed system safety analysis model works well and can be a useful tool for airlines to diagnose the quality and health of their safety systems. Keywords: Airline, Flight Operation, Safety Management, System Safety, Safety Analysis..

(6) 目. 錄. 第一章緒論...........................................................................................................1 1.1 研究緣起 ................................................................................................1 1.2 研究背景 ................................................................................................2 1.3 研究目的 ................................................................................................6 1.4 研究範疇 ................................................................................................7 1.5 研究內容 ................................................................................................8 1.6 研究架構 ..............................................................................................10 第二章飛安系統之本質 .................................................................................... 11 2.1 失事事件之概況 ..................................................................................11 2.2 失事事件之形成 ..................................................................................14 2.3 飛安系統之體系 ..................................................................................16 2.4 飛安系統之組成 ..................................................................................22 2.5 小結 ......................................................................................................34 第三章飛安管理之機制 ....................................................................................37 3.1 飛安管理之角色 ..................................................................................37 3.2 飛安管理之理念 ..................................................................................39 3.3 飛安管理之觀點 ..................................................................................43 3.4 小結 ......................................................................................................53 第四章系統分析之方法 ....................................................................................53 4.1 分析模式之概念 ..................................................................................53 4.2 分析模式之理論 ..................................................................................58 4.3 系統模式之建立 ..................................................................................64 4.4 系統模式之分析 ..................................................................................67 4.5 系統問題之改善 ..................................................................................72 4.6 小結 ......................................................................................................74. I.

(7) 第五章分析模式之結構 ....................................................................................75 5.1 系統解構之方法 ..................................................................................75 5.2 線上活動之組成 ..................................................................................79 5.3 線上活動之關係 ..................................................................................81 5.4 安全計畫之型態 ..................................................................................83 5.5 安全計畫之關係 ..................................................................................86 5.6 安全架構與分析之整合 ......................................................................87 5.7 結構模式之架構 ..................................................................................88 第六章分析模式之指標 ....................................................................................93 6.1 觀測因子之探討 ..................................................................................93 6.2 觀測資料之型態 ..................................................................................99 6.3 觀測因子之指標 ................................................................................101 6.4 觀測資料之彙整 ................................................................................106 6.5 衡量模式之架構 ................................................................................109 第七章分析模式之應用 .................................................................................. 111 7.1 數值模式 ............................................................................................ 111 7.2 案例分析 ............................................................................................127 7.3 改善計劃 ............................................................................................135 7.4 小結 ....................................................................................................138 第八章結論與建議 ..........................................................................................139 8.1 結論 ....................................................................................................139 8.2 建議 ....................................................................................................143 參考文獻...............................................................................................................147. II.

(8) 表目錄表 2.1. IATA 航空器失事原因之類別 ..............................................................17. 表 2.2. 民航主管機關執行飛安督導工作之要件............................................24. 表 2.3. FSF 所研擬航空公司飛安管理之體系 ................................................26. 表 2.4. 航空公司飛安實踐與落實之軟體機制................................................28. 表 3.1. 安全管理之原則....................................................................................50. 表 4.1. 配適度指標特性....................................................................................62. 表 4.2. 數值比較嚴重性綜整............................................................................70. 表 4.3. 路徑影響效果........................................................................................72. 表 4.4. 因子負荷效果........................................................................................73. 表 4.5. 因子分數效果........................................................................................73. 表 5.1. 安全計畫之管理活動............................................................................86. 表 6.1. 安全設計影響因素................................................................................98. 表 6.2. 安全執行影響因素................................................................................99. 表 6.3. 安全設計評量之指標架構—系統功能..............................................101. 表 6.4. 安全設計評量之指標架構—系統組件..............................................102. 表 6.5. 安全設計評量之指標架構—系統程序..............................................103. 表 6.6. 安全設計評量之指標架構—系統監控..............................................103. 表 6.7. 安全設計評量之指標架構—系統界面..............................................104. 表 6.8. 安全執行評量之指標架構—系統功能..............................................104. 表 6.9. 安全執行評量之指標架構—系統組件..............................................105. 表 6.10. 安全執行評量之指標架構—系統程序..............................................105. 表 6.11. 安全執行評量之指標架構—系統監控..............................................105. 表 6.12. 安全執行評量之指標架構—系統界面..............................................106. III.

(9) 表 6.13. 安全執行評量之指標架構—系統組件範例......................................107. 表 6.14. 評量指標評點方式範例......................................................................108. 表 6.15. 影響因素評點方式範例......................................................................109. 表 7.1. 各活動/計畫之原始觀測資料範例.....................................................115. 表 7.2. 各活動/計畫之標準化觀測資料範例.................................................116. 表 7.3. 各活動/計畫之標準化變異與共變異矩陣範例.................................117. 表 7.4. 模式整體之標準化變異與共變異矩陣範例......................................119. 表 7.5. 飛航資訊活動系統主要關聯結構模式之路徑參數..........................120. 表 7.6. 安全績效門檻值..................................................................................127. 表 7.7. 個別性與整體性問題分析結果..........................................................135. 表 7.8. 問題變數路徑影響效果......................................................................136. 表 7.9. 問題變數因子負荷效果......................................................................137. 表 7.10. 問題變數因子分數效果......................................................................137. 表 7.11. 安全分析改善之品質提升效果..........................................................137. 表 7.12. 人員安全計畫改善之品質提升效果..................................................137. 表 7.13. 改善計劃之預估成效..........................................................................138. IV.

(10) 圖目錄圖 1.1. 航機運行相關活動..................................................................................8. 圖 1.2. 研究架構................................................................................................10. 圖 2.1. 全毀失事飛行階段之比率....................................................................13. 圖 2.2. 波音公司全球失事統計與預測............................................................14. 圖 2.3. 每一失事事件改善策略數目之統計資料............................................15. 圖 2.4. 全毀失事肇因之統計............................................................................16. 圖 2.5. SHELL 模式..........................................................................................18. 圖 2.6. 系統工程之 5M 模式 ...........................................................................19. 圖 2.7. 飛航系統之危險因子............................................................................19. 圖 2.8. 失事事件形成因素與系統安全概念....................................................20. 圖 2.9. 整體飛安系統之概念............................................................................22. 圖 2.10. LOSA 之飛航組員錯誤管理模式 ........................................................33. 圖 2.11. 維修活動失誤風險之評量指標架構....................................................34. 圖 2.12. 航空公司飛安系統中各構面因子之交互影響關係............................35. 圖 3.1. 運輸服務與飛航安全之關係................................................................38. 圖 3.2. 意外事件及其可能後果........................................................................41. 圖 3.3. Reason 之組織性失事模式 ...................................................................44. 圖 3.4. 肇事因素與人為錯誤及飛安事件間之關係........................................45. 圖 3.5. 風險評量矩陣........................................................................................47. 圖 3.6. RAT 之起落架運作分析模式 ...............................................................47. 圖 3.7. AvRAM 系統之雛形 .............................................................................48. 圖 3.8. 服務(生產)管理理論之演化 .................................................................49. 圖 3.9. 全面品質管理之機制架構....................................................................51. 圖 3.10. 安全管理之機制架構............................................................................52 V.

(11) 圖 4.1. 安全管理之使命、價值、願景與目標體系........................................54. 圖 4.2. 飛安管理組織之層級............................................................................54. 圖 4.3. 飛安管理機制之運作............................................................................56. 圖 4.4. 飛安評量指標層級架構........................................................................57. 圖 4.5. 結構化方程模式示意圖........................................................................59. 圖 4.6. 結構化方程模式構建步驟....................................................................63. 圖 4.7. 系統分析模式建立之架構....................................................................64. 圖 4.8. 因子衡量模式之架構............................................................................66. 圖 4.9. 數值比較概念........................................................................................68. 圖 4.10. 因子負荷與路徑係數探討....................................................................71. 圖 5.1. IDEF0 模式之概念 ...............................................................................76. 圖 5.2. 線上活動與管理活動之關係架構........................................................77. 圖 5.3. 航機運行與相關活動之流程................................................................80. 圖 5.4. 航機飛行前準備階段之線上活動與作業流程....................................81. 圖 5.5. 航機飛行前準備階段中與飛航資訊相關活動之交互關係................82. 圖 5.6. 航機飛行前準備階段中飛航資訊活動之「機制」與「控制」要素84. 圖 5.7. 安全計畫之設計理念............................................................................85. 圖 5.8. 安全計畫之功能劃分............................................................................86. 圖 5.9. 安全架構及分析之設計理念................................................................87. 圖 5.10. 線上活動層結構模式............................................................................88. 圖 5.11. 安全計畫層結構模式............................................................................89. 圖 5.12. 安全架構及分析層結構模式................................................................89. 圖 5.13. 線上活動層與安全計畫層間結構模式................................................90. 圖 5.14. 安全計畫層與安全架構及分析層間結構模式....................................91. 圖 5.15. 安全架構及分析層與線上活動層間結構模式....................................91. 圖 5.16. 飛航資訊活動之飛安管理系統結構模式架構....................................92 VI.

(12) 圖 6.1. 紀錄、觀察與訪查資訊之特性..........................................................100. 圖 6.2. 飛航資訊活動之飛安管理系統衡量模式架構..................................110. 圖 7.1. 系統安全分析模式之應用範疇..........................................................112. 圖 7.2. 飛航資訊活動系統主要關聯結構模式架構......................................113. 圖 7.3. 各活動/計畫之三階層衡量模式架構.................................................114. 圖 7.4. 飛航資訊活動系統結構模式與衡量模式之關聯..............................121. 圖 7.5. 安全架構衡量模式..............................................................................122. 圖 7.6. 安全分析衡量模式..............................................................................122. 圖 7.7. 人員管理安全計畫衡量模式..............................................................123. 圖 7.8. 文件管理安全計畫衡量模式..............................................................123. 圖 7.9. 設施管理安全計畫衡量模式..............................................................124. 圖 7.10. 控制管理安全計畫衡量模式..............................................................124. 圖 7.11. 「航機與組員適航確認」活動衡量模式..........................................125. 圖 7.12. 「飛航資料蒐集」活動衡量模式......................................................125. 圖 7.13. 「飛行計畫擬訂」活動衡量模式......................................................126. 圖 7.14. 「飛行計畫簡報」活動衡量模式......................................................126. 圖 7.15. 飛航資訊活動系統主要關聯結構模式之因子品質分數..................128. 圖 7.16. 安全架構衡量模式之因子品質分數..................................................129. 圖 7.17. 安全分析衡量模式之因子品質分數..................................................129. 圖 7.18. 人員管理安全計畫衡量模式之因子品質分數..................................130. 圖 7.19. 文件管理安全計畫衡量模式之因子品質分數..................................130. 圖 7.20. 設施管理安全計畫衡量模式之因子品質分數..................................131. 圖 7.21. 控制管理安全計畫衡量模式之因子品質分數..................................131. 圖 7.22. 「航機與組員適航確認」活動衡量模式之因子品質分數..............132. 圖 7.23. 「飛航資料蒐集」活動衡量模式之因子品質分數..........................132. VII.

(13) 圖 7.24. 「飛行計畫擬訂」活動衡量模式之因子品質分數..........................133. 圖 7.25. 「飛行計畫簡報」活動衡量模式之因子品質分數..........................133. 圖 7.26. 問題變數關係架構..............................................................................136. VIII.

(14) 第一章. 緒論. 1.1 研究緣起安全一直是飛航服務中最重要的要素，也是乘客最關心的權益，但在安全的環境中卻也是最難以使民眾有所感受。根據國際民航組織(International Civil Aviation Organization, ICAO)之統計資料[ICAO, 2003]，雖然全世界飛安失事發生率逐年下降並趨於穩定至每百萬起降架次 0.7 起，然而隨著全球經濟景氣持續之復甦與成長，預期全球航空運量自 2005 年後，將可掃除 911 事件與 SARS 之陰霾，逐年成長 5%以上；這表示如果失事率再不能有效降低的話，則總失事件數將會逐年遽增，造成更多人的傷亡，亦映證 Rose (1992)、Hasson (1997)與 Berendsen (2000)等學者之憂心。此外，由民國七十七年至民國八十六年間，20,000 公斤以上之國籍民航機失事統計來看，計全毀失事 6 架次，總飛時為 1,983,122 小時，平均失事率為每百萬飛時 3 架次，而國際民航組織(ICAO)統計之同期全球平均失事率為每百萬飛時 0.818 架次[交通部民航局，民 89]，相較之下，我國平均失事率遠高於國際平均失事率 3.5 倍。再加上，我國最近飛航事件頻傳，尤其是民國八十七年（中華-桃園，國華-新竹）、民國八十九年（中華-香港，立榮-花蓮）與民國九十一年（中華-澎湖，復興-澎湖），分別接連發生兩起重大飛航失事事件，更嚴重影響民眾對我國飛航安全的信心。 Amjad (1996)在國際飛航安全基金會(Flight Safety Foundation; FSF)年會發表的演說中指出，世界各國的航空安全狀況可以分成兩群，第一群是屬於飛航安全狀況良好的國家，其佔全球航空運輸量的 84%；第二群是屬於飛航安全狀況較差的國家，其佔全球航空運輸量的 16%。然而，全球 70%的飛機失事事件卻是由第二群國家所發生的，也就是說第二群國家發生失事事件的機率是第一群國家的 12 倍之高。而在歷次全國飛航安全改進策略會議中歸結得出 [交通部，民 87、民 89、民 91]，我國飛航失事事件頻傳的主要原因便是缺乏良好的飛航安全管制機制與專業的安全管理，以及航空公司對員工的專業訓練不足，而這也正是 Amjad 在 FSF 年會中認為飛航安全狀況較差國家的問題所在。因此，如何有效提升飛安管理效能以確保民眾的安全，不僅為當前航空界專家學者們關心的課題，更為我國空運管理首要努力的目標。由我國民航政策白皮書[民用航空局，民 89]之綜整可知，整個飛航安全系統之主要參與者，包括交通部民用航空局與行政院飛航安全委員會等政府單位、航空業者、民間團體、民眾與軍方等層面。雖然，飛安系統之參與者繁多，但就整體而言，主要的關鍵份子為飛航服務實際營運者之航空公司，其不僅位於飛安運作與管理之第一線，亦為整體飛安系統之核心。航空公司之主要產品為提供旅客或貨物運送之服務，但是服務提供之過程將提升自身之人員與資產，或是載運之 1.

(15) 旅客與貨物的危險性，尤其是每次失事或意外事件的發生，公司不僅必須負擔航機損失與旅客賠償，尚須承受股價降低、保費調漲與需求移轉等之損失[Chance & Ferris, 1987; Borenstein & Zimmerman, 1988; Mitchell & Maloney, 1989; Bosch et al., 1998]，甚至引起民眾對航空運輸之不安，造成其他航空公司旅客需求之減少 [Wong and Yeh, 2003a]。因此，為保障民眾享有安全之權益與減少公司鉅額流失之成本，以及維護航空市場健全之營運，航空公司必須致力於各項飛航安全確保之工作，所以飛安管理為航空事業經營核心之一，而非僅為航空公司內部附屬之措施或系統。 Reason(1997) 認為航空公司對飛安管理的主要動力來自組織的承諾 (Commitment)、認知(Cognizance) 與能力(Competence) ，而這也正是 Mintzberg (1989)所謂管理之核心。就航空公司安全管理的角度來說，承諾就是必須要有達到安全境界之企圖與投入各項飛安資源之意願，認知就是能夠正確發覺與判斷各項公司運作之潛在危險，而能力就是擁有充足的知識與技能以消除潛在之危險。此三者之妥善整合，即形成公司持續不斷改善而朝向安全境界邁進之動力來源，也就是各種改善措施與管理方法成功的關鍵因素，以及「理想的安全文化」(Ideal Safety Culture)[ Wilson, 1993; Reason, 1997]。然而，整體航空公司飛安管理系統之參與份子繁多且日常營運作業項目龐雜，其涉及個人、機器、設備、組織與環境等諸多因素，要檢視航空公司安全之政策與理念是否深達組織各個層面，了解飛安資源投入之狀況與運作之成效，掌握導致各項作業運作發生缺失之根本原因，學習與累積各項飛安技能與知識，實非易事。由於系統安全分析(System Safety Analysis)的目的便是透過各種方法、技術或程序分析複雜的系統，完整地評估所欲研究系統內與安全相關之風險[FAA, 2000]，而構建模式(Model)的用意，即在運用邏輯性的理論架構簡化現實中繁雜的系統，並依研究需要盡可能地精確呈現系統的內涵，以探討與釐清系統相關議題。因此，建立一套完善的系統安全分析模式對航空公司之飛安管理者而言，可作為系統性地深入剖析複雜飛安體系與探索問題發生癥結之工具，深入瞭解因子交互影響之特性並確切診斷出所有形成錯誤之原因，從而根本改善缺失並提升飛安管理之績效。換句話說，系統安全分析模式為航空公司飛安理念能否確實落實之重要工具與飛安理念之具體表現，亦為能否擁有良好安全績效之關鍵。. 1.2 研究背景探究飛安管理之理念，欲建立一套符合航空公司飛安管理所需之系統安全分析模式，其主要議題如下：. 2.

(16) 一、全面系統之掌握就安全管理而言，航空運輸為一複雜系統，其涉及個人、機器、設備、組織與環境等諸多因素，而且其交互間之影響關係相當密切，如欲了解輸入資源與輸出結果間關係的外部系統行為(System Behavior)，以評量與控制整體系統風險，或是釐清系統內各因子交互影響關係的內部系統架構 (System Structure)，以確認潛在危險並加以抑制，唯有以更全面性與系統性的思考模式方能確切掌握此一系統。因此，飛安管理思考的原則與趨勢也由強調安全工程設計的運輸侵權法規學派 (Transportation Tort Law School) ，演變至強調硬體設施可靠性的可靠性工程學派 (Reliability Engineering School)，進而至強調硬體與軟體設施和人為與組織因素等整合而成的系統安全工程學派(System Safety Engineering School) [McIntyre, 2000]，而失事事件亦被視為由多種因子與不同錯誤所引發之組織失事 (Organizational Accident)或系統失事(System Accident)[Reason, 1997; FAA, 2000]。而各種進行安全管理之研究方法，為了徹底釐清疏失發生之原因，以提升整體安全之績效，其研究之主要論點與系統範疇，亦由早期探究個人疏失所引起之不安全行為或受傷事故的個人模式(Personal Model)，演變至由人因工程之角度探討工作場所屬性，對於工作人員績效或工作可靠度影響的工程模式(Engineering Model)，進而延伸至更上層之管理、組織與社會等因子之組織模式(Organizational Model)，或稱為系統方法(System Approach)。由於系統(System)為一個實體，其運作狀態(性能)係由個別組成份子之交互影響所形成，所以系統輸出之結果受到輸入之資源與運作之方式，以及各部分與環境間之互動關係所影響 [Blakeney, 1983]；再加上整體飛安系統之參與份子繁多與因子關係交錯，而且導致事件之發生原因絕不僅止於單一之層面。因此，飛安績效之提升，需由整體安全系統著手管理，不能僅探討人為錯誤與技術層面因素，更應深入發掘組織與文化等潛藏危機；換言之，飛航安全之落實需靠各參與份子同心協力與各運作機制相互配合方能達成，這也是避免事件再發生的唯一良方。而美國聯邦飛航總署 (FAA) [ATOS, 1997]亦認為安全為一系統性概念，要探討事件發生之原因，不能僅探討技術層面之因素，應該以整體系統之觀點，將組織與文化層面一併考量，如此方能釐清導致事件發生之潛在因素，並適切運用技術與管理之手段，進一步分析、評估與控制飛安之風險。二、運作機制之檢視美國聯邦航空總署[FAA, 2004]認為完善之飛航安全管理系統，應由系統安全分析的角度，透過各種方法、技術或程序監理複雜的飛安系統，完整地評估所欲研究系統內與安全相關之風險；Hale 等人(1996)認為欲正確診斷航 3.

(17) 空公司飛安系統體質並確切評量其飛安風險，必須掌握整體系統動態之狀況與作業流程之運行，也就是航空公司各項日常作業活動；Kiwan (1998)指出安全管理系統必須落實至日常作業活動中，如此方能達到安全確保與提升之效能，而作業活動亦往往為安全管理系統之具體表現。然而，在複雜的飛安管理系統中最常面臨之問題為難以了解系統全貌，僅能運用片面之控制方式處理部分之層面，所以往往難以有效且確實地處理與改善問題，並維持系統之品質，這也是為何一般航空公司需針對許多的工作項目與運作流程，建置不同的飛安控管機制，而這些機制，又往往分屬不同的工作部門與飛安管理次系統，如此將難以有效維持整體系統之品質，更枉論確實地處理與改善系統根本之問題。因此，完善的系統安全分析模式，應能協助管理者了解整體飛安管理系統之全貌，確實檢視飛安運作機制之運行狀況，以有效進行安全相關之作業管理工作，並確實提升與維持航空公司整體飛安品質。三、完善資料之蒐集 Bird(1969)針對 21 種產業中 297 家公司之 1753498 起失事事件加以分析，其結果指出嚴重傷害之事故(Serious Injury)、輕微傷害之事故(Minor Injuries)、財產損失之事故(Property Damage Accident)與無明顯傷害之事件 (Incidents with No Visible Damage or Injury)，四者發生次數之比值約為 1:10:30:600，表示若僅以飛安失事事件與意外事件作為飛安資訊之依據，則僅能反映所有飛安問題之冰山一角；此外，而且這些失事與意外事件具有偶發性，並不是時常發生，如果有匿報的情形發生，則可供分析與檢討之資料將更為稀少，難以達到問題發掘之功效。所以，事件之調查報告主要是提供作為事後補救之用，以免類似事件再次發生，此種被動式的飛安改善動作更難以達到防患於未然之積極功效。因此，Logan(1999)指出提升飛安績效僅靠意外事件資料之分析是不夠的，必須更廣泛地蒐集與分析各項機務與航務等日常性運作資料；而美航(US Airways) [US Airways, 2003] 亦正積極探討線上運作安全查核(Line Operations Safety Audit, LOSA)資訊之運用方法，以提升飛安管理之績效，預防潛在事件之發生。此外，由整體飛安系統來看，潛在之危險因子就存在於日常營運作業中，而作業流程之品質控管亦需要各項運作資料作為評判之依據，為能適切控制各項流程之運作與發掘導致事件發生之根本肇因，建立一能妥善蒐集、整理、分析與回饋各項資料之飛安資訊系統，便為系統安全分析模式的核心。不過，飛安相關資訊之來源與管道相當多，諸如航空公司內部的自我督察、人員考核、可靠度資料、飛行資料、組員報告、維修紀錄[Bertrand de Courville, 2003]，以及外部的民航主管機關之查核報告、失事調查組織之調查結果、飛機製造商適航指令等等，由於片面之資料僅能進行片面之 4.

(18) 分析，分析者與管理者唯有使用所有可取得與正確之資訊，方能進行適切之判斷與決策[FAA, 2000]，而有效的安全管理系統也必須蒐集各種被動之事件資訊與主動之定期健康檢查(health check)資訊[Reason, 1997]。因此，唯有適切地整合各項可用的飛安資訊，方能確實發揮飛安改善之功效。四、根本肇因之探索 Wilson(1993)認為許多系統改善或管理方法之核心理念皆為「第一次就將事情做好」(Do it right the first time)，而其成功之關鍵要素皆在於確實的組織承諾(The real (vs. perceived) organizational commitment)、對於現況的深入分析(The careful analysis of current operations and/or processes)、願意做任何必須的改變與設置必要控制機制(The Willingness to make any needed changes and to install necessary controls)，以及採行合適的改正與防範措施(The taking of appropriate corrective, adaptive, and preventive)。因此，良好的飛安管理系統，為能確保各項程序能妥善運作且避免問題與疏失之發生，以及符合問題之多變與環境之變遷，必須持續不斷地檢討與改進，而持續改善之動力則來自於問題之發掘，也就是根本肇因之分析(Root Cause Analysis)。 Reason(1997)認為一般的飛安管理機制極度仰賴紀律之規範而忽略管理之意涵，對於事件之發生，常專注於問題的表象並將錯誤歸責於個人，忽略了人為疏失之發生深受周遭環境所影響；此外，僅專注於處理已發生的錯誤，並在錯誤檢討上使用責備與無意義的說詞，以及未能適當區別不可避免與可控制的錯誤發生因素，此種作法對於問題之改善與飛安之提升效果不彰。其實，各種探究航空事件發生之理論，諸如 Blame 之失誤鍊法則(Error Chain Rule)、Heinrich(1959)之骨牌效應理論(Domino Sequence Theory)或 Reason(1997)之乳酪理論(Swiss Cheese Theory)，皆指出事故的發生是肇因於個人、組織與環境等一系列危險因素，而且各因素間交互影響且環環相扣；此外，根據國際飛航安全基金會(FSF)之統計資料顯示 [Matthews, 2000]，失事事件鮮少由單一因素所造成，平均而言每起失事包含 4.39 個疏失，也映證了其實際系統之複雜性。因此，一如 Cicero 所說的「引起事件發生之原因比事件本身更值得我們注意」[Ho, 2000]，理想的飛安管理機制，不應如以往大多僅止錯誤責任之歸責與事件後果之彌補，應要深入整體系統運作之潛在層面，明瞭事件發生之潛在原因，積極發掘並消除根本肇因，以確實地減低失事之風險。. 5.

(19) 1.3 研究目的透過上述之探討可知，一套符合航空公司飛安管理所需之系統安全分析模式應能全面性掌握飛安系統與檢視運作機制，進而依據各飛安環節蒐集完整資料，達到探索根本肇因與預防飛安事件之功效；然而，在系統管理中最常面臨之問題為難以了解系統之全貌，更何況是作業活動繁多且機制運作複雜之航空公司飛安管理系統，若不能清楚瞭解與掌握飛安系統之全貌與各項活動間之交互影響關係，則難以確認各項潛在危險之所在與蒐集完善之飛安資訊，更罔論探索與發掘系統根本問題與消弭事件肇因。相關方法[GAIN, 2000; Mimpriss, 2000; Luxhøj, 2000]，如初始危害分析 (Preliminary Hazard Analysis, PHA)、錯誤型態與影響分析(Failure Mode and Effects Analysis, FMEA)、風險評量矩陣(Risk Assessment Matrix)、事件樹(Event Tree Analysis, ETA)、失誤樹分析(Fault Tree Analysis, FTA)、網路邏輯分析(Network Logic Analysis, NLA)等，其理論大多為憑藉先驗知識或統計歸納之方法確認與選取關鍵因素，以邏輯性與主觀性方式推論因素間影響關係與程度，以及事件發生之可能後果，進而評判關鍵影響因子與其危害程度。此種推論過程看似合理且科學，但在如此複雜之飛安系統中，僅憑先驗知識與邏輯而推測因子間之層級關係與交互影響，而未經嚴謹驗證，恐怕會隱藏著許多誤判之可能性；此外，各方法之分析對象，大多為已發生之危害事件或人為疏失，對於未發生潛在危害或系統隱藏之安全品質則鮮少探討。因此，如何掌握飛安系統之本質與飛安管理之機制，系統化串連與邏輯化綜整航空公司運作項目，勾勒出清晰之飛安管理系統藍圖，提供設計者構建完善飛安分析模式之依據，以及分析者發掘系統根本問題之工具，則為發展系統安全分析模式與落實飛安管理之關鍵。是故，本研究之目的如下：一、釐清飛航安全系統本質，探討各項可能影響飛安之因素及其交互關係。二、確立航空公司飛安管理機制，反映各項作業流程與掌握系統運作動態。三、構建層級性飛安分析構面，整合各項飛安資訊並擬定完整飛安指標架構。四、發展適切之系統安全分析模式，協助發掘系統潛在問題與事件根本肇因。. 6.

(20) 1.4 研究範疇航空公司飛安運作之主要內容大致分為機務、航務與飛安等三部門，機務部門負責飛機維修相關事務及管理維修人員，維修人員必須根據航空公司與民航局相關規定，遵循一定的時程與程序監控飛機及發動機性能，以保證飛機能正常無誤運作。而維修人員的聘用、考核與訓練，以及其人員的配置也須符合航空公司的政策與民航局的相關規定，以確保維修作業的運作績效與維修人員技能素質，對於不同機型間的維修工作的差異，也需要特別注重；另外，管理人員也需負責日常監控維修人員的修護工作，以保障飛機的修護品質。航務部門主要工作人員可分成兩大類，分別為執行飛機運行之飛航組員與負責飛航業務運作之管理人員。由於飛航組員的表現直接影響飛行安全，因此相關人員之飛安管理格外重要，亦為航務部門之主要工作；在飛行員方面，包括聘用、訓練、資格審核、日常監督作業等等，均需依照公司與民航局之相關規定程序進行，期使飛行員能處於適合飛航的狀態，降低飛安事故風險。為使其他飛航組員與飛行員之間具有良好的互動，賦予企業資源管理 (Corporate Resource Management)或是組員資源管理(Crew Resource Management)之觀念與訓練，強化群體決策之機制與功能，避免發生不必要的人為疏失。除此之外，面對航務部門龐大的運作體制，航務部門建立完善之標準考核系統，定期定時考核各飛航組員。飛安部門主要負責建立自我督察系統，檢視日常任務運作時可能發生的潛在錯誤，監控飛行人員日常操作之狀況、航機適航之性能、機務部門的維修工作、工作人員之飛安教育與訓練，以及各項危險事件之調查與分析，以維持機務、航務部門能正常運作，灌輸正確之飛安觀念與技能，並監控與確保整體運作之安全；飛安部門之充分發揮與順暢運作，端賴於完善之飛安資訊系統，及時且廣泛蒐集飛安相關資訊，並加以分析與檢討，以有效發掘分析機務、航務部門日常運作的潛在風險，進一步提出改善措施。由此可知，對航空公司而言，飛安管理是一個十分複雜的系統，除了直接與飛安相關之維修與飛行等線上作業項目外，尚且包括人員甄選、訓練與考核等與飛安間接相關之非線上作業項目。就精確與完整的角度來說，航空公司系統安全分析模式最好是能涵蓋所有的運作項目，但是涵蓋的項目越多，則模式之分析與運算的複雜性將大大提高，而且會模糊真正問題的焦點。不過，歸納航空公司整體飛航安全運作之內容，由於航機為提供飛航服務重要之關鍵，亦為公司最龐大之投入成本，若以獲利為前提，航空公司營運之方向便是讓航機獲得最大之使用，減少無謂之閒置消耗，並提供各項充足的人員、設施與資訊，讓航機能安全與有效地完成任務，以提供顧客所需要之飛航服務，所以本研究將以圖 1.1 之航機運行相關飛航活動為主要研究範疇。. 7.

(21) 飛行前準備. ●氣象及航路簡報 ●飛航計畫及燃油計算 ●飛航組員實施航空器內外部檢視 ●檢視最低需求裝備 (MEL). 離場及起飛. ●與地勤人員之協調（引擎起動/航機後推） ●計算臨界起飛速度 ●滑行及使用機場圖表 ●對組員及旅客之簡報 ●獲得航管許可. 飛航中. 進場及落地. 飛行後整備. ●載重平衡程序 ●加油程序 ●飛航計畫書提報及航務簽放 ●飛機臨時進場維修. ●遵守法規及檢查表 ●組員紀律、協調及警覺性 ●適當之陸空通訊 ●組員使用安全肩帶. ●旅客通告（安全帶、抽煙） ●飛航駕駛員之適職能力（手控及自動飛行） ●遵循作業最低限度 ●對模擬緊急/狀況之處置. ●檢查表之使用及乘客通告 ●遵守航管之指示 ●助航設施之使用. ●進場程序 ●著陸、滾行及煞車 ●滑行及停機. ●檢查表之使用 ●回報及記錄航空器之運作狀況 ●完成記錄簿之填寫 ●回報重要危險事件（航機接近、鳥擊、客艙緊急狀況及乘客受傷等）. ●中間停留站之地勤服務 ●外宿休息 ●飛機臨時與定期進場維修. 圖 1.1 航機運行相關活動. 1.5 研究內容為能深入了解飛航安全系統之特性，掌握航空公司飛安運作概況，以建立一套完善的系統安全分析模式，本研究的主要內容如下：一、飛安系統本質之探討航空公司飛航運作系統安全模式之建立，其用意為預防失事事件之發生，而為達此一功能就必須先從飛航安全系統本質之探討著手，掌握導致失事事件發生之潛在危險因素，釐清飛安系統之組成及其交互影響之關係，了解航空公司飛安管理之核心層面與功能，作為後續建立飛安管理機制與安全分析模式之依據。二、飛安管理機制之釐清航空公司為確保自身所提供之飛航服務符合民眾對安全之期盼，並監控各項作業以減少疏失之發生，確保飛航運作之安全，已於各作業環節設計或建置諸多安全保證機制或流程監督系統；然而，此種運用片面之控制方式處理部分之層面，往往難以有效且確實地處理與改善系統中根本問題。因此，為能掌握飛航安全管理機制之精神，以及思索飛航安全分析模式應有之機能，必須針對飛航安全管理的要件與各種安全管理的核心理念加以釐清與探討，確立飛安管理機制之架構，作為安全分析與系統評量之方針，以及系統分析模式構建之依據。 8.

(22) 三、飛安管理藍圖之繪製為提供方便快捷與安全可靠的空運服務，航空公司飛航運作之活動甚多，如組員派遣、旅客服務、貨物裝載、物料補給、航機操作、航機維修等等；由於此一系統的複雜性，而且各個飛安潛在危險因子就存在其中，所以為能構建一完善之航空公司系統安全分析模式，便需層次分明地綜整各項作業活動，以了解飛航運作之組成與運作流程，進而掌握其交互影響關係。因此，如何以系統分析的角度繪製清晰之飛安管理藍圖，層級性解構飛安管理系統，辨識確保與提升飛安績效之關鍵活動，掌握作業層面與管理層面之關係，並串聯飛安管理運作之流程，為分析模式構建之關鍵。四、安全評量指標之訂定由航空公司飛航運作系統中可知，各活動要素之品質往往難以運用統計或試驗等方式直接衡量或觀測，必須藉由其他間接相關之指標來加以評判，所以需進一步針對各活動要素，研擬公正、客觀且能夠適切反應其安全品質之指標。因此，本研究擬由安全系統之觀點與飛安管理之層級，擬定適切之安全衡量構面與安全衡量指標，作為評量航空公司飛安系統運作品質與改善成效之依據，以及尋找可能潛在危險之先驅指標(Precursor)，達到適切診斷系統安全健康之目的。五、安全分析模式之構建藉由先前飛安系統之探討可知，飛安之參與份子與飛安影響因素相當龐雜，而且事故的發生是肇因於一系列危險因素，各因素間交互影響且環環相扣，所以若要徹底杜絕事件發生之成因，除了危險因子之發掘外，更須進一步掌握危險因子間之關聯。因此，如何緊密串連理論模式建立、模式結構分析與改善方案評估等三項完整功能，構建一個完整性且系統性之推論模式，將有助於發掘與改善航空公司飛安系統之根本問題，提升與確保安全品質之績效，為落實飛安管理必要之工具。六、安全分析模式之應用依據解構後之飛航運作管理系統架構，以及訂定的系統安全衡量指標，進一步構建可能之系統關係架構。雖然，本研究無實際且充足的資料可供關係校估或模式驗證之用，但仍可針對所建立之模式架構，以假設性關係函數加以替代實際的影響關係，運用敏感度分析之概念，衡量各活動或其運作要素對於整體飛航運作系統之影響程度，進行整體飛安風險水準之估算與瓶頸問題點之發掘，測試與檢驗模式之分析能力，以作為後續飛安系統改善之依據。. 9.

(23) 1.6 研究架構為能建立完善之航空公司飛航運作系統安全分析模式，本研究之架構與章節之安排如下：首先，透過相關文獻之評析與彙整，於第二章與第三章釐清飛安系統之本質與確立飛安管理之機制，並以此作為第四章系統分析方法構建之依據；接著，於第五章按藍圖法之系統解構概念，建立分析模式之結構，於第六章分別由安全設計與安全執行兩構面，研擬分析模式中各環節之評量指標；最後，於第七章藉由數值案例之應用，具體呈現與測試模式之分析能力，並且於第八章提出本研究所獲致之結論及後續研究之相關建議；整體研究架構即如圖 1.2 所示。飛安系統本質之釐清. 飛安管理機制之確立. 系統分析方法之構建. 分析模式結構之建立. 了解線上活動組成. 確認線上活動關係. 釐清安全計畫型態. 確認安全計畫關係. 飛安影響因素之探討. 飛安資料型態之探討. 確立安全評量構面. 結合安全結構及分析. 研擬評量指標架構. 完成飛航運作管理藍圖. 完成管理系統安全指標. 建立結構模式架構. 建立衡量模式架構. 完成系統模式建立. 安全分析模式之應用. 解析模式參數. 發掘問題環節. 研擬改善計劃. 圖 1.2. 研究架構 10. 假設性參數之設定. 分析模式指標之訂定.

(24) 第二章飛安系統之本質航空公司飛航運作系統安全模式之建立，其用意為預防失事事件之發生，而為達此一功能就必須先從飛航安全系統本質之探討著手，掌握導致失事事件發生之潛在危險因素，徹底了解飛安系統之組成及其交互影響之關係，如此方能作為後續建立飛安管理機制與安全分析模式之依據。因此，本章藉由失事事件之統計資料與事件形成之分析理論，了解導致失事發生之概況；接著，由失事肇因、系統組成、事件形成與系統運作等觀點加以探討，釐清飛安系統體系之全貌；最後，由環境、組織與活動等三個層面，一一探討影響航空公司飛安績效之因素，確實釐清飛航安全之本質。. 2.1 失事事件之概況 2.1.1 失事事件之定義對飛航安全之研究而言，失事事件發生率為衡量飛安水準最主要且廣為一般大眾所接受之指標。依據 ICAO 與波音公司失事統計[Boeing, 2002]之定義，航機之失事事件可分成運作失事(Operational Accident)、航機失事(Airplane Accident)、全毀失事(Hull Loss Accident)、主要失事(Major Partial accident)與死亡失事(Fatal Accident)等五類。一、運作失事：指自任何人員為飛航目的登上航空器時起，至所有人員離開該航空器時止，於航空器運作中造成之事件，代表一般飛機營運的風險。二、航機失事：指自任何人員為飛航目的登上航空器時起，至所有人員離開該航空器時止，於航空器運作中造成機體實質損壞(Substantial damage) 或人員致命傷害(Fatal injury)或嚴重傷害(Serious injury)。其中： (一) 實質損壞(Substantial damage)：指航空器蒙受損壞或其結構變異，致損及該航空器之結構強度、性能或飛航特性，或通常須經大修或更換受損之組件者。但屬發動機之故障或受損，而其損壞僅限於發動機、發動機蓋或其配件；或損壞僅及於螺旋漿、翼尖、輪胎、剎車、整流罩，或航空器表面凹陷者則不在此限。 (二) 致命傷害(Fatal injury)：指由於事故造成之傷害而於30天內導致人員死亡。. 11.

(25) (三) 嚴重傷害(Serious injury)：指事故後七日以內需在醫院治療四十八小時以上者、骨折(但不包括手指足趾及鼻等之單純性骨折)、撕裂傷導致嚴重之出血或神經、肌肉、筋腱之損害、內臟器官之傷害與全身皮膚有百分之五以上之二級或三級之灼傷。三、全毀失事：指飛機遭受嚴重損毀且其修復超過經濟上修復的價值，亦包括飛機失蹤、飛機殘骸在搜尋終止前未被發現與機體遭受實質損毀且無法接近。四、主要失事：指飛機遭受嚴重損毀且其修復成本超過飛機保險價值的 10% 或一百萬美金(1992 年之價格)即為此類事故。五、死亡失事：造成機組人員或乘客致命傷害之事故。. 由上述失事之定義來看，運作失事與航機失事之定義最為廣泛，但是運作失事僅對於營運時期有所界定，對於事件之定義並不明確，所以一般統計資料並不採用；而全毀與主要失事，主要是就財務上維修金額之大小而加以考量，亦為一般保險業者所使用之定義，而死亡失事則僅針對人員之死亡加以區分。航機失事為目前最廣泛使用之失事定義，亦為我國民航局所採行之定義。根據波音公司之統計資料[Boeing, 2002]顯示，由西元 1959 年至 2002 年，全球商用飛機共發生 1337 起航機失事事件，其中造成飛機嚴重毀損或人員死亡者有 1242 起。進一步針對航機失事之定義來看，其定義之範圍包括全毀失事與死亡失事。不過，死亡事件包括旅客因行走跌倒與亂流造成的嚴重碰撞與餐飲時食物中毒等而引發的死亡事件，並非皆為航機營運所造成之事件；而全毀與主要失事也並不一定表示飛機遭受嚴重損毀，有可能僅為老舊機齡飛機的輕微損毀而不值得維修，或是地勤車輛碰撞造成之嚴重損毀。此外，根據 Bird(1969)針對 21 種產業中 297 家公司之 1753498 起失事事件加以分析，其結果指出嚴重傷害之事故(Serious Injury)、輕微傷害之事故(Minor Injuries)、財產損失之事故(Property Damage Accident)與無明顯傷害之事件(Incidents with No Visible Damage or Injury)，四者發生次數之比值約為 1:10:30:600，其中嚴重傷害事件發生之比率佔不到所有事件的千分之二，顯示失事事件具有稀少與偶發之特性，僅能反映所有飛安問題之一角；而 Barnett(1979)之研究更指出，航空公司之失事事件發生率，往往因其飛航航路、營運航程、起降機場、航管區域、使用機型等因素而有所不同。因此，以失事事件來推斷航空公司之飛安水準並不恰當，更難以達到事件預防之功效。. 12.

(26) 2.1.2 失事發生之階段根據波音(Boeing)公司[Boeing, 2002]之統計資料，由飛機航行歷程之裝(卸) 載、起飛、初始爬升、爬升、巡航、下降、初始進場、最後進場與降落九個階段來看(圖 2.1)，近五成失事事件集中在最後進場與降落之 4%飛行時間裡，而且 1988 年 7 月至 1995 年 11 月近七年所發生之 30 起飛行員操控下撞地(Controlled Flight Into Terrain, CFIT)中有 23 起是發生在進場階段。因此，世界各國成立「減少 CFIT、進場與降落事故任務小組」(CFIT and Approach and Landing Accident Reduction Task Force)，積極進行相關課題之研討，亦引發各界積極投入此一改善工作；其中航太工業界研發出加強型地面接近警報系統 (Enhanced Ground Proximity Warning System, EGPWS)，以及垂直狀況顯示系統(Vertical Situation Display System, VSDS)，以加強航機之性能與飛行員對地形之掌握，而美國飛安基金會 [FSF, 1999]亦提出一套進場與降落之輔助工具，以加強飛行員在進場與降落時對各項風險之認知。. 裝(卸)載滑行 (1959-1995) 1.8% (1993-2002). 5%. 起飛. 初始爬升. 爬升. 巡航. 下降. 14.2%. 9.5%. 6.8%. 4.3%. 6.7%. 11.7%. 23.6%. 21.3%. 11%. 5%. 8%. 6%. 5%. 5%. 7%. 47%. 襟翼收起 1%. 1%. 14%. 初始進場最後進場. 降落. 固定導航外部信標 57%. 11%. 12%. 3%. 1%. 飛行時間之曝光比率 (以1.5飛行小時為基準). 資料來源：Statistical Summary of Commercial Jet Airplane Accidents [Boeing, 1996 & 2003]. 圖 2.1 全毀失事飛行階段之比率. 然而，歷年來航空業者雖不斷致力於航機性能之更迭與改進，ACARS、 TCAS、GPWS、EGPWS 與 VSDS 等設備之研發與使用，CFIT 與 ARLA 等全球性重要失事改善計畫之進行，以及組員資源管理(Crew Resource Management, CRM)之推動，但是由 1959-1995 年間與 1993-2002 年間之資料相較來看，失事發生之主要飛航階段仍在於起飛與初始爬升及最後進場與降落這僅占 7％航程的時段內。這也反映出，飛航失事之發生與航機飛行之階段有密切的相關，凸顯出起飛與降落階段作業之繁忙與複雜，而飛航作業層面之改善已到達瓶頸階段，對於整體飛航事件減少之效益將為有限。 13.

(27) 2.1.3 失事發生之趨勢就歷年全球商用飛機失事率之統計來看(圖 2.2)，不論是航空服務盛行之美加地區或是其他國家，整體失事率皆呈現不斷下降之趨勢且趨於穩定，不過多位學者[Rose, 1990; Hasson, 1997; Berendsen, 2000]不斷提出警訊，隨著全球航空公司的不斷拓展航線與增加航班，如果失事率再不能有效改善的話，則總失事件數將會逐年增加，造成更多人的傷亡。而且，不論是 Boeing 公司或 Airbus 公司皆估計直至 2015 年，航空運量每年將呈 5％之成長，也就是說若失事率如果繼續維持不變，一旦到 2010 年，全球之航機失事件數將從 2000 之每年平均 45 起而增加至每年平均 70 起左右[Berendsen, 2000]。因此，如何再進一步有效地降低飛安事件的發生，便成為當今刻不容緩且急需解決的課題。. 資料來源：[Hasson, 1997]. 圖 2.2 波音公司全球失事統計與預測. 2.2 失事事件之形成回顧以往之文獻[交通部運輸研究所，民 86；Reason, 1997]，有關航空事故分析的理論可整理如下：一、骨牌效應理論(Domino Sequence Theory)：此一理論在 1931 年由 H.W. Heinrich 提出，用以探討航空事故發生之原因。由於骨牌只要排列中之一片被推倒，即會產生連環傾倒之效應，故該理論係運用推理，自失事的結果追溯整個事件發生的過程，再發掘所有可能造成失事的原因，以協助管理階層檢討其在各項工作之督導上，是否仍存在相同的問題，進而謀求改善之道，以防止類似事件之再發生。其基本理論認為失事是由接觸衍生，接觸發生是由次標準操作結果或狀況衍生，次標準操作結果或狀況是由人與工作因素衍生，人與工作因素則可追溯至管理上之欠缺掌控。 14.

(28) 二、錯誤鏈理論(Error Chain Rule)：錯誤鏈理論是由 Blame 所提，其指出安全事故的發生並非僅由單一原因造成，而是由一連串的失誤串聯而成，所以預防之道在於將環節移走或打斷，以避免事故之釀成，而這些肇事原因大致可以區分成航員、航管、航空公司、航站、飛機設計、維修與氣象等七大類。因此，若能從飛安體系中研發出一套機制，提早發覺各項疏失，打斷造成飛安事故的錯誤鏈或錯誤網路，即可有效降低飛安事故發生的風險。三、乳酪理論(Swiss Cheese Theory)：乳酪理論為 Reason 所提出，其認為航空公司的各項飛安預防措施，目的在於防範各項疏失的發生，就好比一片片的乳酪可以用來阻絕光線的穿透；然而基於成本效益的考量及不可避免的風險，各種飛安預防措施皆會有疏漏之處，就如每片乳酪都會有孔洞一般。若潛在危險因子穿透預防措施，則表示可能會發生飛安上的失誤；單一的失誤若能及時改正並不會造成飛安上的威脅，只有當許多的失誤一連串地形成時，意外事件才會發生，進一步甚至演變成失事事件，造成飛安上無法彌補的遺憾。根據 Matthews(2000)之統計資料顯示(圖 2.3)，失事事件鮮少由單一因素所造成，平均而言每起失事包含 4.39 個疏失；而骨牌效應理論、乳酪理論或錯誤鏈理論皆指出，事故的發生是肇因於一系列事件，這些事件環環相扣與交互影響，只要能阻止其中一項事件的發生，這個事故便不會發生。換言之，現行的飛安管理理論皆將失事事件視為由多種因子與不同錯誤所引發之組織性失事 (Organizational Accident) 或系統性失事 (System Accident)[Reason,1997; FAA, 2000]。因此，飛安績效之提升與落實，不應僅從片面之疏失著手，需妥善釐清飛航安全系統之全貌。 30 平均改善策略數：4.39. 25 20 15 10 5 0 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 每一失事事件改善策略數目. 18 19 20. 資料來源: [Matthews, 2000]. 圖 2.3 每一失事事件改善策略數目之統計資料. 15.

(29) 2.3 飛安系統之體系由於導致事件發生之原因相當複雜，其涉及個人、機器、設備、組織與環境等諸多因素，而且其交互間之影響關係相當密切，所以唯有以更全面性與系統性的思考模式方能確切掌握此一系統。以下由失事肇因、系統組成與系統運作等觀點加以探討，進一步釐清飛安系統之體系。 2.3.1 失事肇因之觀點根據波音公司公布之失事統計報告[Boeing, 1996 & 2002]，主要肇事原因為組員、航機、天候、維修，以及機場與航管等五類(圖 2.4)，而國際航空運輸協會 (International Air Transport Association, IATA) [IATA, 1998]將肇事之原因分為人員、機械、環境與組織等四類(表 2.1)。不論波音公司或國際航空運輸協會之統計方式，由於肇事原因係從失事調查資料加以推演與歸納，而在災難發生後，不論管理者、監督者與社會大眾總想要知道是誰犯的過錯，即將調查與事後改正工作之焦點放在人為因素上，尤其是放在實際執行飛航任務與肩負防止失事發生最後防線的飛行組員身上。因此，組員疏失往往成為為肇事歸責之表面箭靶，這也是為何不論是波音公司或國際航空運輸協會的統計資料皆顯示其為最主要之失事肇因。而航機為航空公司提供飛航服務之運具，不僅搭載旅運之乘客與託付之貨物，亦裝設諸多飛航操控儀器與安全防護裝置，所以自然地航機狀況便成為失事後調查之重點，也往往成為飛航失事之第二肇因。相形之下，影響組員駕駛與航機飛行之飛航環境因素，如天候、機場等，以及組織管理因素如航機維修、人員訓練等，變成為導致事件發生之次要原因。已知肇因之失事件數比率：. 1959-1995，. 組員. 64% 67%. (Crew) 航機. 16%. 主. (Airplane). 要. 天候. 肇. (Weather). 事. 維修. 3%. 原. (Maintenance). 3%. 因. 機場與航管 (Airport/ATC) 其他. 1992-2001. 12% 5% 10%. 5% 3% 7%. (Misc./Other) 5% 資料來源：[Boeing, 1996 & 2002]. 圖 2.4 全毀失事肇因之統計 16.

(30) 表 2.1. IATA 航空器失事原因之類別. 人員類 (Human Category). 機械類 (Technical Category). H1 ：主動性疏失 H2 ：被動性疏失 H3 ：能力/技術疏失 H4 ：失能 T1 ：發動機重大故障、無法維持正常推力、失火 T2 ：發動機故障、火警 T3 ：起落架、輪胎 T4 ：飛行操控 T5 ：結構損壞 T6 ：艙內火警、冒煙 T7 ：工廠維修、服務(包括人為因素) T8 ：航電系統 T9 ：設計、製造 T10：其他 T11：系統故障 T12：自動駕駛. 環境類 (Environmental Category). E1 ：天氣 E2 ：航管、通訊、航路衝突 E3 ：地勤人員、客艙組員、旅客 E4 ：鳥擊、外物損傷 E5 ：機場設施 E6 ：地面支援-政策、處理程序、訓練 E7 ：導航設備 E8 ：危險物品 E9 ：安全 E10：其他 E11：管制的監督. 組織類 (Organizational Category). O1 ：組員徵選與訓練 O2 ：不完善的作業程序及規定 O3 ：行政疏失 O4 ：潛在問題 O5 ：監控不周 O6 ：目標不明確 O7 ：溝通不當 O8 ：其他. 資料不足(Insufficient Data) 資料來源：1998 IATA Safety Report Jet. 17.

(31) 2.3.2 系統組成之觀點由於人為因素是航空領域中最重要之因素，其為個人與團體績效與行為之表現，除了包含個人之心理與生理因素外，還包括個人、機器、設備與環境間之關係[Thom, 1997]，而此一觀念也正是圖 2.5 所示之 SHELL 模式的核心精神。SHELL 模式[FAA, 2000]強調，人員為維繫系統安全績效之核心，而此一績效係透過其與其他人員、硬體、軟體及環境間共同運作所形成，所以影響系統安全績效之因子，不僅應考量其組成份子，更須包括各組成份子間溝通與互動之關係。而另一著名的 5M 模式[FAA, 2000] (圖 2.6)，其概念為使命(Mission)乃系統之目的或主要功能，為群聚所有系統要素之核心，而系統內之主要要素除了參與系統運作之相關人員(Man)與運作所需之硬體及軟體之機制(Machine)，還需包括涉及系統運作、維護、設置與關閉等相關之程序、政策與法規之管理因素(Management)；而各系統要素，則在適當的環境媒介(Media)下相互配合且發揮功效，以確實達成系統之使命。不同於 SHELL 模式以人員為核心與 5M 模式以使命為核心之方式，美國洛格司大學(Rutgers University)發展之 AvRAM 系統[Luxhøj, 2000]，其由飛航運作之角度構建如圖 2.7 所示之飛航系統，認為安全之飛航活動，取決於航機系統、組織、環境，以及溝通與控制等因素。. 硬體 Hardware (機械、設備). 軟體 Software. 人員 Liveware. 環境 Environment. (程序、政策). (人為因素). (運作環境). 人員 Liveware (人為因素). 資料來源：[FAA, 2000]. 圖 2.5 SHELL 模式. 18.

(32) 媒介使命(Mission)：系統之目的或主要功能。. 人員. 人員(Man)：參與系統運作之相關人員。. 機制. 機制(Machine)：包括系統所需之硬體與軟體要件。. 使命. 管理(Management)：系統運作、維護、設置與關閉等相關之程序、政策與規定。媒介(Media)：為系統運作、維護與設置之環境。. 管理. 資料來源：[FAA, 2000]. 圖 2.6 系統工程之 5M 模式. 流程. 架構. 策略. 天候. 地形. 管制. 人員. 裝備. 組織. 文化. 環境. 設施. 引擎. 硬體. 航機系統. 溝通與控制. 操作. 軟體. 查核. 維護. 設計. 溝通. 資訊. 資料來源：[Luxhøj, 2000]. 圖 2.7 飛航系統之危險因子 19. 生理.

(33) 2.3.3 系統運作之觀點汪進財等人(民 92)曾基於系統組成與失事形成之觀點，綜整 Reason(1997)與英國健康安全執行部(Health and Safety Executive, HSE) [Braithwaite, 1998]之研究，進一步解釋系統安全之概念如圖 2.8 所示；就整體事件發生之系統而言，事件之發生受到機械可靠度 (Engineering Reliability) 、人員可靠度 (Operator Reliability)、溝通與回饋(Communication and Feedback Control)、組織與管理 (Organization and Management)，以及系統風氣(System Climate)等五個層面所影響。其中，機械可靠度為與航機飛行相關之硬體與軟體，包括機體、引擎、助航設施與導航設備等；人員可靠度則泛指所有影響飛航運作之人為因素，對象包含飛行員、維修人員、航管人員與查核人員等，層面包括甄選、訓練、經驗交流、工作設計、工作環境與支援系統等，所以其可靠度與組織與管理層面息息相關。溝通與回饋指透過文件、簡報、工作紀錄與通報系統等方式之訊息傳遞與回饋，其為聯繫與協調各層面因素以達成飛安目標之關鍵；組織與管理層面透過設施的使用、場所的提供、標準的制訂、目標的確立與理念的傳達，深深地影響公司對安全的管理制度；系統風氣為五個層次中最廣的一層，也就是航空公司、民航主管當局與其他組織共同形成之產業風氣，而此一層面主要受到經濟壓力、民眾意見、政府管制與技術可行性之影響。同時，此五項系統層面之關係環環相扣，並非獨立運作。防範措施. 飛安危害因子. 肇事原因. 損失. 機械可靠度. 表面因素. 事件調查人員可靠度. 溝通與回饋. 潛在因素組織與管理. 系統風氣. 資料來源：本研究整理. 圖 2.8 失事事件形成因素與系統安全概念 20.

(34) 以航空公司為例，若是整個系統中的良好飛安風氣未能形成具體共識，則航空公司便容易姑息自滿，難以具有積極謀求飛安改善與飛航為先之經營理念；一旦缺乏此一理念，自然地在管理機制、標準制訂上便容易傾向注重運作之效率與營運之利益而忽略飛安工作之確保與落實，以及缺乏各項充足維修設備與訓練課程之提供。資訊之蒐集與使用，端視組織運作之需要而設計，在一個僅注重運作效率之公司裡，那麼在管理、考核與監督等機制所需的資訊內容中飛安資訊便不被重視，此一資訊之宣導與觀念之傳遞便難以落實。人員在此一訓練環境與設施缺乏及飛安理念薄弱之公司裡，又怎能獲得正確且安全之觀念與合格之技能，並專注細心地致力於一切安全環節之上，再加上相關設備之匱乏與機件保養維修之不確實，航機在飛行中自然充滿高度風險，安全績效難以信賴。 2.3.4 飛安系統之架構 Zelgler 等人(2000)認為，對系統安全研究者而言，了解輸入資源與輸出結果間關係的外部系統行為(System Behavior)，以及釐清系統內各因子交互影響關係的內部系統架構(System Structure)，為兩大主要議題；系統行為與系統架構並非單獨存在，兩著間有著相輔相成之效果，研究者可藉由系統內部之架構推估與了解外部之行為，而系統外部之行為亦可作為校估與推演內部架構之依據。依此概念，本研究進一步，將圖 2.8 之安全系統加以重整，視飛安危害因子所導致的事件發生與損失視為系統外部之行為，亦即航空公司所呈現的飛安績效，而將機械可靠度、人員可靠度、溝通與回饋、組織與管理、系統風氣等，視為飛安系統之內部架構。針對飛安系統之內部架構而言，由先前探討之飛安系統組成可知，航空公司之飛安績效，除了受本身系統風氣、組織與管理、溝通與回饋等影響外，組織外部的環境也是影響其運作績效之重要因素。當組織外部的環境變動時，公司在追求營運目標或維持營運正常的前提下，其營運決策、營運方式、資源分配等內部狀態必須隨之調整，而整體安全狀態亦將隨之波動，所以就航空公司飛安評量指標而言，組織外部的環境為不可或缺之指標，其可視為航空公司經營運作之先天條件。雖然，原模式中以系統風氣一項作為組織外部的環境表徵，但仍不足以涵蓋其他系統模式所提及之相關因素，例如航空器飛行時之地形、天候、氣溫與風向等自然環境因素，或是機場、航管與空域限制等運作環境因素，以及旅運需求、解除管制等與航空公司經營運作有關之市場環境因素。此外，人員可靠度與機械可靠度往往表現於各項飛航作業活動之中，所以將之歸為活動層面，而溝通與回饋及組織與管理，由於就屬性而言，同屬航空公司經營與管理之機制，所以歸為組織層面。根據以上概念，飛安系統內部之架構分成環境、組織與活動等三個層面，而飛安系統外部之行為則由績效層面探討，其整體概念即如圖 2.9 所示。. 21.

(35) 系統架構. 系統行為. 環境層面組織層面績效層面活動層面. 資料來源：本研究整理. 圖 2.9 整體飛安系統之概念. 2.4 飛安系統之組成為釐清飛安系統之本質，本節進一步依據上節歸納之飛安系統架構，由環境、組織與活動等三個層面，一一探討飛安系統之組成與影響航空公司飛安績效之因素。 2.4.1 環境層面根據本研究之整理，將環境層面主要可分成自然環境 (Physical Environment) 、運作環境 (Operating Environment) 與管制環境 (Regulatory Environment)等三類，以下分別加以探討：一、自然環境：自然環境為航機飛行時之周遭媒介(Ambient Medium)，影響航機之飛行與飛行組員之駕駛，主要包括常態(constant)的自然環境因子，如大氣 (Atmosphere)、地形(Terrain)與光線(Light)等，以及動態(changing)的自然環境因子，如與天候(Weather)相關之風向(Wind)及雲霧(Cloud/Fog)等[Kern, 1996; 交通部運研所，民 85]。 (一) 大氣空氣給予航空器上升的浮力與引擎的推力，是航機得以飛行的主要因素，舉凡一切飛行動作，如起飛、仰轉、爬升、滑行、降落，以及航程之最大航高、最低航速，皆與大氣中空氣密度及含氧量等因素相關。. 22.