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是福还是祸 自动化技术究竟给我们带来了什么?

2016年10月28日 09:49中国机床商务网点击:5251

  【中国机床商务网 机床上下游】我们正越来越多地借助计算机来驾驶飞机或者进行安全检查。无人驾驶汽车将是自动化技术的下一突破口。然而,人类对自动化的依赖是否正在削弱我们的技能?这是否会成为一件危险的事?文中提到的法航447号班机空难正是一个血淋淋的例子。
  

 
  当睡眼惺忪的马克·杜波依斯(MarcDubois)走进自己飞机的驾驶舱时,见到的是一片混乱景象。飞机颠簸得很厉害,连清仪盘上的读数都难以看清。报警声此起彼伏地响起,副驾驶正在操控飞机。身为机长的杜波依斯故作镇静地问道:“出什么事了?”
  
  副驾驶大卫·罗伯特(DavidRobert)的回答就没那么平静了:“我们完全失去了对飞机的控制,不知道怎么回事!我们把所有的东西都试过了!”
  
  事实上,机组人员当时是可以控制住飞机的,本来只需要一组简单的动作就可以结束这场混乱,但他们没有,连试都没有试一下。副驾驶罗伯特只有一句话是说对了:他不知道发生了什么事。
  
  正如作家兼专业飞行员威廉·朗格维舍(WilliamLangewiesche)一篇写于2014年的文章中所描述的,法国航空447号班机起飞时非常顺利,它于当地时间2009年5月31日下午7点29分在里约热内卢准时起飞,目的地是巴黎。事后看来,这三位飞行员各自都有弱点。32岁的副驾驶皮埃尔-塞德里克·博南(Pierre-CedricBonin)很年轻,经验不足;37岁的大卫·罗伯特经验更多一些,但他刚刚成为法航的管理人员,不再担任全职飞行员;57岁的机长马克·杜波依斯经验丰富,但他在里约期间一直陪伴一位休班的空乘游山玩水。后来媒体曝出,他登机前只睡了一个小时。
  
  幸运的是,虽然存在这些潜在的安全缺陷,但机组人员掌控的是世界上最先进的飞机之一:一架空中客车A330,它的操纵极其顺畅,非常易于上手。这种飞机还拥有一种更加精密的自动化系统,叫做电传飞行控制系统。传统的飞控系统,飞行员是通过机械方式直接控制襟翼,包括方向舵、升降舵和副翼,这也意味着飞行员可能出错的环节很多。电传飞控系统更平稳,也更安全。在飞行员(连带他们的各种失误)跟飞机的机械运转之间,电传飞行控制系统“横插了一竿子”。它可以说是人与机器之间的翻译,一面观察飞行员对控制系统的操作,搞清楚飞行员希望飞机如何移动,一面完美地执行这一意图。它可以把蹩脚的操作转换为优雅的飞行动作。
  
  这使得A330极难坠毁,该机型的安全记录也非常了不起:自从1994年问世以来,A330在此后15年间的商业飞行中没有发生过一起坠机事故。但是,自相矛盾的是,打造一种如此细致入微地对飞行员提供保护的飞机,这是有风险的。这意味着,当某种少见的紧急情况出现时,飞行员基本上都没有过处理经验。
  
  447号班机当时面临的状况其实并不是特别凶险:飞行路线上空出现了暴风雨。这些都不是什么大问题,但或许机长杜波依斯过于大意了,起飞之后他就离开驾驶舱补觉去了,让经验不足的博南负责操控飞机。
  
  博南很紧张,麻烦刚露苗头就让他爆了粗口:“真他妈该死,他妈的!”他不止一次表达了要让飞机在“3-6”(即36,000英尺)飞行的想法——令人遗憾的事实是,法航标准操作程序建议A330在较低的高度飞行。虽然飞到云层上方来躲避暴风雨是行得通的,但飞机有飞行高度限制,高空的大气非常稀薄,提供的升力不足。在那样的高度上,飞行的容错率很低,出现失速的风险很高。如果飞机以过于陡峭的仰角爬升,就容易发生失速,一旦发生这种情况,飞机就会以头朝上的姿势朝地面坠去。
  
  幸运的是,高空也提供了足够的时间和空间来纠正失速。而且驾驶飞机摆脱失速状态,是每一位飞行员都要掌握的基本功。
  
  随着法航447号班机接近暴风雨,机翼开始结冰。博南和罗伯特开启了除冰系统,以防止积冰制造的阻力拖慢飞行速度。罗伯特数次劝告博南把操纵杆往左拉,以避开暴风雨最猛烈的区域。
  
  接着,警报声响起,表示自动驾驶仪已经断开,飞机上的一个空速传感器因结冰而停止了工作——这不是什么大问题,但这个问题需要飞行员接管飞机控制权。但与此同时,另一个变化也因此发生:电传飞行控制系统切换了模式,自我降级,这时候它能给予飞行员的辅助减少,而飞行员则拥有了更大的控制权。
  
  第一个后果几乎是立刻出现的:飞机开始左右不停地摇晃,博南过于猛烈地拉动了操纵杆。然后,他又犯了一个简单的错误:他向后拉动操纵杆,飞机开始急剧爬升。
  
  随着机头朝上,飞机开始失去空速,自动语音不断报警:“失速!失速!失速!”可是博南还在向后拉操纵杆。在大西洋的黑色夜空中,这架飞机以每分钟2000米的速度扶摇直上。然而,飞机马上就要陷入失速状态,然后就会朝1万米下的水面坠去。要是博南或罗伯特当时能够意识到发生了什么事,事情本来可以在早期阶段就得到解决。但他们并没有,为什么呢?
  
  问题的根源在于那个保障A330安全飞行15年、跨越数百万英里的系统:电传飞行控制系统。或者更确切地说,问题并非源自该系统,而是这样一个事实:飞行员已经变得极度依赖它。
  
  让博南犯错的问题被称为模式混淆。也许他没有意识到,飞机已经切换到替代的控制模式,而他在这种模式下获得的帮助将变得少很多。也许他已经知道飞机切换了模式,但并没有完全理解其中的含义:飞机现在将任由自己失速。为什么博南和罗伯特对警报置之不理?最合理的解释就是:他们以为这是飞机在用自己的方式告知,它正在出手干预以防止失速。简而言之,博南让飞机失去了空速,因为他的直觉认为,有了飞控系统的辅助,根本不会发生飞机失速。
  
  博南缺乏在没有计算机辅助情况下驾驶飞机的经验,这进一步加剧了局面的混乱。虽然他飞A330的时间也不算短了,但他大部分时候都只是在监控和设置飞机的计算机,而不是直接手控。至于那少部分手动驾驶的时间,几乎也都是在飞机起降的时候。所以他当时的手足无措也就毫不奇怪了。
  
  正如威廉·朗格维舍所写,飞行员根本不习惯在没有计算机辅助的情况下驾驶飞机。即使经验丰富的机长杜波依斯也有点手生了:他在过去6个月总计执飞346小时,其中只有4小时是在手动驾驶,而且全都是在飞控系统全力辅助下进行的。机上的三名飞行员都被剥夺了练习飞行技巧的能力,因为通常情况下负责驾驶的是飞机自己。
  
  这个严重的问题其实是有说法的,叫做“自动化悖论”。它适用于各种情境,从核电站的操作员到游轮的船员,从我们再也记不住电话号码的简单事实(因为我们把号码都存到了手机)到我们现在都不擅长心算(因为我们周围到处都有电子计算器)。
  
  自动化系统变得越出色,人类操作员的技能就会变得越生疏,继而造成他们必须面对的状况变得越极端。
  
  《人为错误》(HumanError)一书的作者、心理学家詹姆斯·瑞森(JamesReason)写道:“手动控制是一项高度技能化的活动,而技能是需要不断练习才能保持水准的。然而,极少出错的自动化控制系统剥夺了操作员练习基本控制技能的机会……这意味着,当出现异常状况需要手动控制时,操作员要有更熟练的技能,而不是反过来。”
  
(来源:造就)
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