機電工程施工安裝階段中的人為失誤問題研究
發(fā)布時間：2014-09-05 11:20
1 緒論
1.1 選題背景和研究
經濟技術的發(fā)展，外部環(huán)境的變壞，導致機電安裝工程的各個方面都發(fā)生著巨大的變化，對腦力、心理的高要求促使企業(yè)要在組織結構、激勵機制、安裝現(xiàn)場和管理決策等領域做出改進，而這些改進都需要充分考慮人的因素和應用人因工程。機電安裝行業(yè)的快速發(fā)展，一方面要求企業(yè)必須加快轉型步伐，跟上市場、技術前進的步伐，通過技術升級來增強機電安裝企業(yè)的核心競爭力；另一方面，技術環(huán)境、生產環(huán)境以及人力資源環(huán)境的變化需要企業(yè)改進管理機制、組織結構，更加嚴格的預防和控制工作效率低下、安全事故。工作效率低下對工程質量產生直接的影響，進而對企業(yè)造成財產上的損失，安全事故使員工受到身體傷害，傷害嚴重的會對員工家庭和企業(yè)造成長期的負擔，工程質量問題及安全事故的頻發(fā)更會對企業(yè)的聲譽、社會責任產成負面影響。
隨著我國經濟、技術的發(fā)展，越來越多的機械、電子技術得以引進機電安裝工程中，機械、電子技術的應用使人從單一的體力勞動中得以解放，但伴隨而來的是腦力、心理上的高要求，這一轉變也標志著在機電安裝工程中人的因素受到越來越多的重視。在機電安裝工程施工階段，雖然工程質量及安全生產的影響因素很多，但最主要的因素仍然是人的因素，多數(shù)研究人員認為，所有系統(tǒng)的失效中，60%-90%可以認定是因為人的失誤而導致的。人因失誤不僅僅會影響工作效率，更有可能引起安全事故，因為機電安裝工作通常會接觸到重型機械設備、高壓電線、高空作業(yè)等，一旦發(fā)生安全事故，各種機器設備極易對員工的身體造成極大的傷害，甚至殘疾、死亡。因此，隨著技術的提升，環(huán)境的變化，對于機電安裝工程的人因失誤的研究愈發(fā)重要起來。
基于這些，在機電安裝工程中運用人因工程學進行系統(tǒng)的分析研究，在考慮機電安裝工程施工特點的前提下，有針對性地設計管理措施、組織結構、施工方案，預防和控制人因失誤，進而提高工程質量、減少安全事故，最終增加企業(yè)的效益，提高企業(yè)的聲譽，是機電安裝企業(yè)在當前社會環(huán)境背景下可持續(xù)發(fā)展的首要任務。
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1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
人因工程學是在研究勞動科學的基礎上發(fā)展起來的，英國是開展人因工程學研究較早的國家，1950 年成立英國人機學研究會，1957 年創(chuàng)立了會刊《工效學》。人因工程學經過幾十年的迅速發(fā)展，其應用領域已十分廣闊，涉及到多種學科，例如生理學、心理學、解剖學、管理學、工程學、勞動科學、安全科學等。近年來，國外人因工程學研究的熱點是工程負荷與職業(yè)健康、產品與工具的設計評價、組織和管理中人因工程、作業(yè)方法及場所改善等[1]。
隨著人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程的發(fā)展，人因失誤對系統(tǒng)可靠性的負面影響越來越受到重視，尤其是在 1973 年，“人的可靠性”論文集的出版標志著人因失誤研究的正式確定[2]。對工程中的人因失誤，Swain 定義為:任何超過一定接受標準——系統(tǒng)正常工作所規(guī)定的接受標準或容許范圍的人的行為或動作[3]。
在機電安裝工程中，人因失誤發(fā)生規(guī)律的研究是人因失誤研究的基礎，國外學者在這方面的研究比較多，A.S.Nowak[4]等建議分開考慮人誤，并用簡單的二項分布模型分析了嚴重錯誤對一些特定的情況結構失效的影響，但并沒有分析人因失誤的影響程度。學者 Rasmussen[5]等對人因失誤提出了另一種分類，把人為失誤分成三大類：技能型差錯；規(guī)則型差錯；知識型差錯。隨著研究的深入，人們逐漸發(fā)現(xiàn)組織管理因素往往是導致個體人誤的根本原因。James Reason 是這一研究方向的最先倡導者，他在著作《人誤》中首次提出“潛在錯誤”這一概念，特指發(fā)生在組織管理上的錯誤，并強調組織失效對系統(tǒng)防御體系的潛在失效途徑[6]。在德國心理學家 Wilpert 和挪威學者 Qvale 主編的《危險工作系統(tǒng)的可靠性與安全》一書中，匯集了很多心理學家對潛在錯誤的觀點，他們都使用了“組織錯誤”這一概念，書中認為典型的組織錯誤包括：管理系統(tǒng)的缺陷、管理者的錯誤決策、不充分的培訓、不良的安全文化等[7-8]。Marden 分析了核電站各種操作程序的缺陷，包括程序準備過程中的缺陷、使用者遵守過程中的問題以及程序系統(tǒng)設施的缺陷，并指出這些缺陷是潛在的組織缺陷(latent organizational failures)[9]。YongSuk Lee 等分析了韓國核電站失誤事故中的人因和組織缺陷，并采用核心傷害頻率作為風險測評手段，以此對人因和組織缺陷進行重要度排序[10]。Catherine Hetherington 等通過對航運安全中人因失誤的研究，確定了航運事故的影響因素中最應該受到關注的是個人和組織因素對事故的影響[11]。國外學者也提出了多種數(shù)學假設模型來研究人因失誤的規(guī)律，例如 N.C.Lind 提出了三種可靠性模型來分析人因失誤對結構可靠度的影響，包括有：單一差錯模型、組合差錯模型和差錯清除模型[12]。Bruce.Ellingwood 分析了施工中的人因失誤原因和類型，建立了基于事件樹的人為失誤影響模型[13]。在研究人因失誤的模型中，最為有影響力的是簡單認知模型[14]和人因工程學專家 Reason 的事故因果模型[15]。
1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
我國人因工程學的熱點研究問題有：組織和管理中的人因工程、人因失誤與安全、人-機系統(tǒng)研究、產品設計與評價、人的職業(yè)及能力素質研究、工作環(huán)境研究等。研究領域主要有：航空航天工程、交通駕駛、核電工程、人力資源管理、產品設計及可用性等。我國人因失誤的研究滯后于國外，始于 20 世紀 90 年代，較早開始研究人因失誤的有清華大學的黃祥瑞、高佳教授，研究的主要方向是認知和人因可靠性方面[16-17]，建立了人因失誤心理學分類機制[18]、動態(tài)認知可靠性模型[19]、失誤原因的認知心理學分析方法[20-21]；南華大學的張力教授，其深入研究了大規(guī)模復雜人-機系統(tǒng)中人員可靠性模型[22]、人因事件分析與預防[23-24]。隨著研究的發(fā)展，人因失誤的理論研究已進入結合認知心理學并以人的失誤動態(tài)過程為研究熱點的階段[25]。
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2 相關理論基礎
2.1 現(xiàn)代機電安裝工程
工程建設項目可分為土木工程項目和機電工程項目兩大類，其中土木工程項目以土木工程為主，例如橋梁、道路、廠房、住宅及其他建筑工程項目等；機電工程項目是以機電系統(tǒng)制造、安裝為主的工程項目，例如煤礦采掘生產系統(tǒng)、冶金生產系統(tǒng)以及各種生產線的制造安裝等工程，本文研究的是機電工程項目中的機電系統(tǒng)安裝工程。
（1）機電安裝工程
機電安裝，通常也稱為機電設備安裝，是指經過一系列必要的施工過程，將機電設備生產廠商生產出的設備主體和附屬部件安裝到正確的工藝位置上，并通過調整、試運行，最終達到投產條件。
建設工程中的“安裝”是一個“大安裝”的概念，它包括了民用、公用以及工業(yè)工程中的各類設備、電器、通信、消防、暖通、給排水、自動控制等系統(tǒng)的安裝。
機電安裝工程涉及專業(yè)面廣、學科跨度大。它涵蓋了機械設備工程、電子工程、動力站工程、環(huán)保工程、自動化儀表工程、電器工程、建筑智能化工程、管道工程、消防工程、通風空調與潔凈工程、電梯工程、非標準設備制造以及成套設備監(jiān)造工程等，其施工活動從采購機器設備開始，經運輸、安裝、調整、試運行、竣工驗收直至滿足企業(yè)要求的標準或者生產出合格的產品為止。
（2）機電安裝工程項目施工的特點
1）涉及的學科和專業(yè)門類多。安裝對象包括不同品種、不同類型的機器設備，不同的環(huán)境會導致不同的施工工藝。企業(yè)的管理者及技術工人需要具備大量的專業(yè)技術知識，以解決相關問題。
2）新技術、新工藝、新材料、新機器設備的出現(xiàn)對企業(yè)提出了更高的要求。
3）隨著工業(yè)生產規(guī)模日趨擴大，大型、精密設備的日益增加，安裝工程規(guī)模也越來越大，對裝配與檢測技術的要求更加嚴格。
4）大體量建筑與設備的增加使大型構件吊裝工程量越來越大，對吊裝的要求越來越高。
（3）機電安裝項目的劃分
建筑機電安裝工程項目通常包括單位工程、分部工程和分項工程。機電安裝工程項目分部、分項的劃分如表 2.1 所示：
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本文編號：8705
1.1 選題背景和研究
經濟技術的發(fā)展，外部環(huán)境的變壞，導致機電安裝工程的各個方面都發(fā)生著巨大的變化，對腦力、心理的高要求促使企業(yè)要在組織結構、激勵機制、安裝現(xiàn)場和管理決策等領域做出改進，而這些改進都需要充分考慮人的因素和應用人因工程。機電安裝行業(yè)的快速發(fā)展，一方面要求企業(yè)必須加快轉型步伐，跟上市場、技術前進的步伐，通過技術升級來增強機電安裝企業(yè)的核心競爭力；另一方面，技術環(huán)境、生產環(huán)境以及人力資源環(huán)境的變化需要企業(yè)改進管理機制、組織結構，更加嚴格的預防和控制工作效率低下、安全事故。工作效率低下對工程質量產生直接的影響，進而對企業(yè)造成財產上的損失，安全事故使員工受到身體傷害，傷害嚴重的會對員工家庭和企業(yè)造成長期的負擔，工程質量問題及安全事故的頻發(fā)更會對企業(yè)的聲譽、社會責任產成負面影響。
隨著我國經濟、技術的發(fā)展，越來越多的機械、電子技術得以引進機電安裝工程中，機械、電子技術的應用使人從單一的體力勞動中得以解放，但伴隨而來的是腦力、心理上的高要求，這一轉變也標志著在機電安裝工程中人的因素受到越來越多的重視。在機電安裝工程施工階段，雖然工程質量及安全生產的影響因素很多，但最主要的因素仍然是人的因素，多數(shù)研究人員認為，所有系統(tǒng)的失效中，60%-90%可以認定是因為人的失誤而導致的。人因失誤不僅僅會影響工作效率，更有可能引起安全事故，因為機電安裝工作通常會接觸到重型機械設備、高壓電線、高空作業(yè)等，一旦發(fā)生安全事故，各種機器設備極易對員工的身體造成極大的傷害，甚至殘疾、死亡。因此，隨著技術的提升，環(huán)境的變化，對于機電安裝工程的人因失誤的研究愈發(fā)重要起來。
基于這些，在機電安裝工程中運用人因工程學進行系統(tǒng)的分析研究，在考慮機電安裝工程施工特點的前提下，有針對性地設計管理措施、組織結構、施工方案，預防和控制人因失誤，進而提高工程質量、減少安全事故，最終增加企業(yè)的效益，提高企業(yè)的聲譽，是機電安裝企業(yè)在當前社會環(huán)境背景下可持續(xù)發(fā)展的首要任務。
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1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
人因工程學是在研究勞動科學的基礎上發(fā)展起來的，英國是開展人因工程學研究較早的國家，1950 年成立英國人機學研究會，1957 年創(chuàng)立了會刊《工效學》。人因工程學經過幾十年的迅速發(fā)展，其應用領域已十分廣闊，涉及到多種學科，例如生理學、心理學、解剖學、管理學、工程學、勞動科學、安全科學等。近年來，國外人因工程學研究的熱點是工程負荷與職業(yè)健康、產品與工具的設計評價、組織和管理中人因工程、作業(yè)方法及場所改善等[1]。
隨著人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程的發(fā)展，人因失誤對系統(tǒng)可靠性的負面影響越來越受到重視，尤其是在 1973 年，“人的可靠性”論文集的出版標志著人因失誤研究的正式確定[2]。對工程中的人因失誤，Swain 定義為:任何超過一定接受標準——系統(tǒng)正常工作所規(guī)定的接受標準或容許范圍的人的行為或動作[3]。
在機電安裝工程中，人因失誤發(fā)生規(guī)律的研究是人因失誤研究的基礎，國外學者在這方面的研究比較多，A.S.Nowak[4]等建議分開考慮人誤，并用簡單的二項分布模型分析了嚴重錯誤對一些特定的情況結構失效的影響，但并沒有分析人因失誤的影響程度。學者 Rasmussen[5]等對人因失誤提出了另一種分類，把人為失誤分成三大類：技能型差錯；規(guī)則型差錯；知識型差錯。隨著研究的深入，人們逐漸發(fā)現(xiàn)組織管理因素往往是導致個體人誤的根本原因。James Reason 是這一研究方向的最先倡導者，他在著作《人誤》中首次提出“潛在錯誤”這一概念，特指發(fā)生在組織管理上的錯誤，并強調組織失效對系統(tǒng)防御體系的潛在失效途徑[6]。在德國心理學家 Wilpert 和挪威學者 Qvale 主編的《危險工作系統(tǒng)的可靠性與安全》一書中，匯集了很多心理學家對潛在錯誤的觀點，他們都使用了“組織錯誤”這一概念，書中認為典型的組織錯誤包括：管理系統(tǒng)的缺陷、管理者的錯誤決策、不充分的培訓、不良的安全文化等[7-8]。Marden 分析了核電站各種操作程序的缺陷，包括程序準備過程中的缺陷、使用者遵守過程中的問題以及程序系統(tǒng)設施的缺陷，并指出這些缺陷是潛在的組織缺陷(latent organizational failures)[9]。YongSuk Lee 等分析了韓國核電站失誤事故中的人因和組織缺陷，并采用核心傷害頻率作為風險測評手段，以此對人因和組織缺陷進行重要度排序[10]。Catherine Hetherington 等通過對航運安全中人因失誤的研究，確定了航運事故的影響因素中最應該受到關注的是個人和組織因素對事故的影響[11]。國外學者也提出了多種數(shù)學假設模型來研究人因失誤的規(guī)律，例如 N.C.Lind 提出了三種可靠性模型來分析人因失誤對結構可靠度的影響，包括有：單一差錯模型、組合差錯模型和差錯清除模型[12]。Bruce.Ellingwood 分析了施工中的人因失誤原因和類型，建立了基于事件樹的人為失誤影響模型[13]。在研究人因失誤的模型中，最為有影響力的是簡單認知模型[14]和人因工程學專家 Reason 的事故因果模型[15]。
1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
我國人因工程學的熱點研究問題有：組織和管理中的人因工程、人因失誤與安全、人-機系統(tǒng)研究、產品設計與評價、人的職業(yè)及能力素質研究、工作環(huán)境研究等。研究領域主要有：航空航天工程、交通駕駛、核電工程、人力資源管理、產品設計及可用性等。我國人因失誤的研究滯后于國外，始于 20 世紀 90 年代，較早開始研究人因失誤的有清華大學的黃祥瑞、高佳教授，研究的主要方向是認知和人因可靠性方面[16-17]，建立了人因失誤心理學分類機制[18]、動態(tài)認知可靠性模型[19]、失誤原因的認知心理學分析方法[20-21]；南華大學的張力教授，其深入研究了大規(guī)模復雜人-機系統(tǒng)中人員可靠性模型[22]、人因事件分析與預防[23-24]。隨著研究的發(fā)展，人因失誤的理論研究已進入結合認知心理學并以人的失誤動態(tài)過程為研究熱點的階段[25]。
.............................
2 相關理論基礎
2.1 現(xiàn)代機電安裝工程
工程建設項目可分為土木工程項目和機電工程項目兩大類，其中土木工程項目以土木工程為主，例如橋梁、道路、廠房、住宅及其他建筑工程項目等；機電工程項目是以機電系統(tǒng)制造、安裝為主的工程項目，例如煤礦采掘生產系統(tǒng)、冶金生產系統(tǒng)以及各種生產線的制造安裝等工程，本文研究的是機電工程項目中的機電系統(tǒng)安裝工程。
（1）機電安裝工程
機電安裝，通常也稱為機電設備安裝，是指經過一系列必要的施工過程，將機電設備生產廠商生產出的設備主體和附屬部件安裝到正確的工藝位置上，并通過調整、試運行，最終達到投產條件。
建設工程中的“安裝”是一個“大安裝”的概念，它包括了民用、公用以及工業(yè)工程中的各類設備、電器、通信、消防、暖通、給排水、自動控制等系統(tǒng)的安裝。
機電安裝工程涉及專業(yè)面廣、學科跨度大。它涵蓋了機械設備工程、電子工程、動力站工程、環(huán)保工程、自動化儀表工程、電器工程、建筑智能化工程、管道工程、消防工程、通風空調與潔凈工程、電梯工程、非標準設備制造以及成套設備監(jiān)造工程等，其施工活動從采購機器設備開始，經運輸、安裝、調整、試運行、竣工驗收直至滿足企業(yè)要求的標準或者生產出合格的產品為止。
（2）機電安裝工程項目施工的特點
1）涉及的學科和專業(yè)門類多。安裝對象包括不同品種、不同類型的機器設備，不同的環(huán)境會導致不同的施工工藝。企業(yè)的管理者及技術工人需要具備大量的專業(yè)技術知識，以解決相關問題。
2）新技術、新工藝、新材料、新機器設備的出現(xiàn)對企業(yè)提出了更高的要求。
3）隨著工業(yè)生產規(guī)模日趨擴大，大型、精密設備的日益增加，安裝工程規(guī)模也越來越大，對裝配與檢測技術的要求更加嚴格。
4）大體量建筑與設備的增加使大型構件吊裝工程量越來越大，對吊裝的要求越來越高。
（3）機電安裝項目的劃分
建筑機電安裝工程項目通常包括單位工程、分部工程和分項工程。機電安裝工程項目分部、分項的劃分如表 2.1 所示：
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本文編號：8705
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