Тема 5. Человек как элемент человеко-машинных систем. Виды ошибок человека

Виды ошибок человека и причины их совершения

ЧЕЛОВЕКО-МАШИННАЯ СИСТЕМА (или система “человек—машина”) — система, состоящая из людей и техники, причем все ее элементы (и человек, и машина) взаимно дополняют друг друга, используя, таким образом, преимущества и того, и другого. Основное преимущество человека — в его творческом разуме, умении подходить к решаемым задачам нестандартно, эвристически. Но человек уступает машине в быстродействии, способности точно выполнять однообразные вычисления.
Компоненты человеко-машинной системы:

- человек;

- машина – совокупность технических средств, которые обеспечивают процессы получения, преобразования, передачи и использования некоторых ресурсов;

- рабочая среда – совокупность различных факторов, которые воздействуют на человека-оператора в процессе его деятельности.

– воздействие со стороны среды на человека

- воздействие человека на машину

– воздействие машины на среду

– реакция со стороны среды

– информация машины о реакции

Деятельность оператора включает в себя 4 функции:

управление

обслуживание

осваивание

использование (эксплуатация)

Классы человеко-машинных систем:
I – оператор выполняет всю совокупность указанных функций, первые 3 выражены явно, 4 совмещается с 1. (АСУ возд, водн транспорта, автопилот). Это АС с непрерывным обслуживанием и управлением. 1, 2, 3, 4↓
II – функция управления выполняется оператором только в случае нарушения автоматизированного управления. Это АС с эрготическим ресурсом и техническим обслуживанием. 1↓, 2, 3, 4
III – функция управления полностью автоматизирована (автоматические линии, автомаяки).2, 3↓, 4↑. Это АС с техническим обслуживанием.
IV – автоматизированы функции управления и обслуживания (искусственный спутник Земли) – АС без технического обслуживания. 3↓, 4↑.
2 подхода к анализу человеко-машинной системы:

1. Человек только пассивное звено системы. Задача связана с тем, чтобы определить входные/выходные характеристики этого звена. Это машиноцентрический подход.

2. Деятельность человека направлена на поддержание ОУ в целевом состоянии, при этом оператор сам организует работу системы, формирует и решает частные задачи. Технические устройства служат только средством его деятельности. Это антропоцентрический подход.

ПРИЧИНЫ СОВЕРШЕНИЯ ОШИБОК

Технические системы становятся взаимосвязанными только благодаря наличию такого основного звена, как человек. Примерно 20-30 % отказов прямо или косвенно связаны с ошибками человека; 10-15 % всех отказов непосредственно связаны с ошибками человека. По мнению академика В.А. Легасова, свыше 60% аварий происходит из-за ошибок персонала " рисковых" объектов.

Ввиду этого, анализ надежности реальных систем должен обязательно

включать и человеческий фактор.

Надежность работы человека определяется как вероятность успешного выполнения им работы или поставленной задачи на заданном этапе функционирования системы в течение заданного интервала времени при определенных требованиях к продолжительности выполнения работы.
Ошибка человека определяется как невыполнение поставленной задачи (или выполнение запрещенного действия), которое может явиться причиной повреждения оборудования или имущества либо нарушения нормального хода запланированных операций.

В реальных условиях в большинстве систем независимо от степени их автоматизации требуется в той или иной мере участие человека.
Можно утверждать, что там, где работает человек, появляются ошибки. Они возникают независимо от уровня подготовки, квалификации или опыта. Поэтому прогнозирование надежности оборудования без учета надежности работы человека не может дать истинной картины.
Ошибки по вине человека могут возникнуть в тех случаях, когда:
- оператор или какое-либо лицо стремится к достижению ошибочной цели;
- поставленная цель не может быть достигнута из-за неправильных действий оператора;
- оператор бездействует в тот момент, когда его участие необходимо.
Виды ошибок, допускаемых человеком на различных стадиях взаимодействия в системе " человек - машина" можно классифицировать следующим образом.
1. Ошибки проектирования: обусловлены неудовлетворительным качеством проектирования. Например, управляющие устройства и индикаторы могут быть расположены настолько далеко друг от друга, что оператор будет испытывать затруднения при одновременном пользовании ими.
2. Операторские ошибки: возникают при неправильном выполнении обслуживающим персоналом установленных процедур или в тех случаях, когда правильные процедуры вообще не предусмотрены.
3. Ошибки изготовления: имеют место на этапе производства вследствие (а) неудовлетворительного качества работы, например неправильной сварки, (б) неправильного выбора материала, (в) изготовления изделия с отклонениями от конструкторской документации.
4. Ошибки технического обслуживания: возникают в процессе эксплуатации и обычно вызваны некачественным ремонтом оборудования или неправильным монтажом вследствие недостаточной подготовленности обслуживающего персонала, неудовлетворительного оснащения необходимой аппаратурой и инструментами.
5. Внесенные ошибки: как правило, это ошибки, для которых трудно установить причину их возникновения, т.е. определить, возникли они по вине человека или же связаны с оборудованием.
6. Ошибки контроля: связаны с ошибочной приемкой как годного элемента или устройства, характеристики которого выходят за пределы допусков, либо с ошибочной отбраковкой годного устройства или элемента с характеристиками в пределах допусков.
7. Ошибки обращения: возникают вследствие неудовлетворительного хранения изделий или их транспортировки с отклонениями от рекомендаций изготовителя.
8. Ошибки организации рабочего места: теснота рабочего помещения, повышенная температура, шум, недостаточная освещенность и т.п.
9. Ошибки управления коллективом: недостаточное стимулирование специалистов, их психологическая несовместимость, не позволяющие достигнуть оптимального качества работы.

Свойство человека ошибаться является функцией его психофизиологического состояния. Интенсивность ошибок во многом определяется параметрами внешней среды, в которой человек работает.

В основе всех перечисленных причин лежат психологические мотивы поведения человека в разных ситуациях. Отдельные лица представляют и руководящее звено, и операторское звено, и ремонтный персонал, и т.п. Подходы к проблемам безопасности у них будут разные, разными будут и результаты. Поведение отдельных лиц и их влияние на безопасность систем будет различным на разных ступенях технологической цепочки создания объекта (выбор площадки, разработка технико-экономического обоснования, конструкторские проекты, изготовления оборудования, строительство объекта, монтаж, наладка, эксплуатация, контроль и т.п.).

Одновременно персонал рисковых объектов испытывает большую психологическую нагрузку. Факторы, ее обусловливающие, можно рассмотреть на примере работы оперативного персонала традиционной промышленной электростанции: осознание степени опасности и тяжести последствий аварии; высокое давление пара и воды, высокое электрическое напряжение; движущиеся механизмы; вибрация; повышенная температура и пониженная влажность воздуха; монотонность обстановки; медленные изменения показаний приборов; размеренный ритм работы оборудования.
Следствия: расстройство сознания, рост психологической напряженности, потеря бдительности.
Статистика: от 7 до 36% аварий происходит по вине персонала; 73% из них - в результате неблагоприятных психологических качеств человека.

Психологи определяют две группы качеств профессиональной подготовки: знания и навыки, психологические, психофизиологические и социально-психологические качества, такие, как стрессоустойчивость, выдержка, добросовестность, ответственность, умение работать в группе. Как правило, основная часть оперативного персонала этому комплексу качеств удовлетворяет. Однако здесь, видимо, требуется полное, 100% соответствие оперативного персонала этим качествам, так как неизвестно, на чью долю придется критическая ситуация, из которой придется выходить.

Не следует забывать о социально-психологическом аспекте надежности человеческого фактора в условиях политических столкновений в обществе (тревоги внешнего мира становятся фактором риска, когда у пульта обеспокоенный оператор). В целом сложная картина воздействий на человека, управляющего потенциально опасной техникой, представлена на рис. 7.1.1.

Рис.7.1.1. Факторы, воздействующие на человека, управляющего потенциально опасной техникой

При этом для разных людей движущие мотивы профессионального поведения могут быть различные: познавательный интерес к делу, уважение к профессии, осознание ответственности, избежание конфликтов, карьеризм, утилитарный подход (зарплата, премия, жилье, машина, путевка на отдых и т.д.).

В экстремальных ситуации человек, как правило, продолжает ту линию поведения, которая отработана в предыдущий период. Мера воплощения привычных стереотипов зависит от выраженности таких личных качеств, как эмоциональная выдержка, добросовестность, доверчивость, самоконтроль, стрессоустойчивость и доброжелательность.
Поэтому формула безопасности: критическая позиция (I) + строго регламентированный и взвешенный подход (II) + коммуникабельность (III) = безопасность, - будучи внедренной в стереотип поведения оператора, обеспечивает:
- предотвращение (удаление от) аварийной ситуации;
- снижение процента ошибок при управлении аварией.

На развитие опасной ситуации оказывает процесс субъективного восприятия риска. Субъективное восприятие риска - очень интересный и сложный вопрос. От того, как люди воспринимают события катастрофического характера, таким образом формируется их поведение при различных формах деятельности. У экспертов представление о риске от какой-либо технологии однозначно связано со смертностью от нее, у населения же такой связи нет.

Характерный пример: эксперимент, поставленный сотрудниками Всесоюзного научно-исследовательского института системных исследований (ВНИИСИ), был направлен на выявление особенностей субъективного представления людей о степени риска, связанного с различными видами деятельности. Он предполагал ранжирование испытуемыми тринадцати видов риска. Первое место по степени риска для общества (социального риска) в обобщенной ранжировке заняли стихийные бедствия, второе - АЭС, а последнее - поездки на железнодорожном транспорте и активный отдых (см. табл. 7.1.1).

Таблица 7.1.Ранжировка суждений о риске

Полученная ранжировка неадекватна реальному положению вещей. Несомненно, что ущерб от стихийных бедствий велик и ежегодное число жертв стихийных бедствий оценивается 250-300 тыс. человек. Однако число жертв курения составляет до 2, 5 млн. чел. каждый год, что в восемь раз превышает число жертв, связанных с использованием автотранспорта.

Как показали исследования, на субъективное восприятие риска влияет множество факторов. Представляется необходимым привести только главные.

Особенности искаженного восприятия человеком техногенного риска
При изучении отношения людей к риску можно воспользоваться концепцией Маслоу, которая дает основу для рассмотрения действий индивидуума в связанных с риском ситуациях. Восприятие риска может быть понято из рассмотрения потребностей первого и второго уровней. Первый уровень отвечает физиологическим потребностям человека, которые служат фундаментом для психологических потребностей. Непосредственно на этом фундаменте находится низший уровень психологических потребностей — потребность в безопасности. Ее роль и положение относительно других потребностей имеют важнейшее значение в понимании психологической основы восприятия риска. Потребности двух низших уровней требуют удовлетворения в первую очередь для сохранения здоровья. После их удовлетворения заявляют о себе потребности более высоких уровней, становясь мотиватором поведения.

Потребность в безопасности имеет собственную внутреннюю структуру — она включает не только обеспечение физической безопасности, но также достижение чувства защищенности от физических и эмоциональных угроз. Чувство эмоциональной безопасности (комфорта) близко к чувству защищенности от болезни. Потребность в эмоциональной безопасности в значительной степени определяет восприятие риска. Таким образом, восприятием риска управляют сложные процессы, имеющие психологическую, антропологическую и социально-психологическую природу. Исследования по изучению факторов, определяющих восприятие риска, направлены на установление связи между двумя процессами: восприятием риска и выработкой решений по приемлемости (допустимости) риска. От восприятия риска зависит его оценка, управление им (принятие мер по его предотвращению или снижению), а также выбор пути информирования людей о том или ином риске. Проведенные исследования выявили закономерности этих процессов. Психологи и социальные психологи установили, что уровень риска — это не единственный фактор, влияющий на восприятие риска. Считаться необходимо также со следующими факторами.
Разновидностью механизма неадекватного восприятия вероятностей является систематическое искажение оценок риска. Это проявляется в недооценке людьми относительно высоких уровней риска и, напротив, переоценке ими низких уровней. Например, подавляющее большинство людей увеличивает риск полетов на самолете и занижает риск езды на автомобиле. Это можно объяснить влиянием таких факторов восприятия риска, как катастрофичность, контролируемость, добровольность, понимание и т.д.

Искажение оценок вероятности приводит к тому, что риски, характеризуемые низкими вероятностями событий, но тяжелыми последствиями, воспринимаются как более угрожающие по сравнению с рисками, обусловленными событиями с большой вероятностью, но умеренными последствиями. По этой причине общественное мнение склонно, в частности, преувеличивать опасность использования ядерных реакторов для Роизводства электроэнергии по сравнению с тепло- и гидроэлектростанциями.

Эксперименты свидетельствуют об определенной склонности людей подвергнуться риску, чтобы избежать потерь, и в то же время явной недооценке ими перспективы выигрыша. В этом заключается так называемая стратегия оптимизации риска («лучше синица в руках, чем журавль в небе»). Человек обычно идет на определенный риск, чтобы предотвратить потерю чего-либо или свести эту потерю к минимуму, даже если при этом он рискует большей потерей. Однако когда речь идет не о потере, а возможном приобретении, люди, как правило, не желают подвергаться риску, предпочитая получить меньше, но со стопроцентной уверенностью (теория ожидаемой полезности Бернулли).

Устрашение «скрытыми» рисками. Механизм устрашения рисками, условно называемыми скрытыми, близок по действию к эффектам, проявляющимся в случае восприятия риска от крайне редких, но катастрофичных событий. Люди склонны преувеличивать риск, обусловленный маловероятными событиями или процессами, являющимися катастрофами. Термин «скрытые риски» следует понимать в двух значениях.

Методы оценки вероятности и последствий ошибок человека-оператора.
Одна из первых и распространенных методик АНЧ — методика оценки коэффициентов ошибок человека (МОКОЧ) — была разработана Суэйном и Руком в начале 1960-х. Суэйн и Гутт- манн [6] предложили количественную методику и дали следующее определение МОКОЧ: «Это метод, позволяющий оценивать вероятности ошибок человека-оператора и прогнозировать ухудшение работы системы человек—машина, связанное с ошибками человека или их сочетанием с отказами оборудования и характеристиками системы и человека, влияющими на работу системы». МОКОЧ — традиционный подход к анализу надежности, который модифицирован с учетом большей изменчивости и взаимозависимости действий оператора по сравнению с работой оборудования. Технология применения МОКОЧ сходна с используемой в традиционном анализе надежности с той лишь разницей, что выходные параметры оборудования заменяются показателями деятельности человека при выполнении задачи. Основные этапы этого метода соответствуют общим положениям АСЧМ:
1. Определение отказов системы, вызываемых ошибками человека-оператора.
2. Идентификация, регистрация и анализ управляющих действий оператора и их взаимосвязи с задачами системы и ее нормальным функционированием.
3. Оценка относительных вероятностей ошибок человека.
4. Выяснение влияния ошибок человека на отказы в работе системы (здесь АНЧ обычно сочетается с анализом надежности системы в целом).
5. Рекомендации по изменениям системы для понижения количества ее отказов до приемлемого уровня. Этапы 2—4 могут быть повторены для оценки необходимых изменений.
С помощью МОКОЧ можно количественно оценить надежность выполнения задачи, взаимозависимости видов операторских действий, влияние определяющих работоспособность факторов, функционирование оборудования и другие системные воздействия. Таким образом, МОКОЧ была разработана не для создания гипотетических моделей, основанных на ощущениях, а как практически применимая технология — быстрый и сравнительно простой способ получения рекомендаций для конструкторов н исследователей системы, которым необходимы количественные данные о влиянии ошибок человека на работу системы. На рис. 8.2 показаны четыре этапа применения МОКОЧ.
Основа для моделирования задач и цепочек задач — дерево событий АНЧ. Дерево событий АНЧ начинает строиться с любой удобной точки в последовательности действий и наращивается с течением времени. Оно основывается на анализе выбранной задачи, развивается в той же последовательности с течением времени и показывает графически этапы анализа задачи относительно АНЧ. Не следучт путать дерево событий с деревом ошибок, которое начинается с ошибки и развивается в обратном направлении о течением времени. МОКОЧ моделирует события в виде последона.ельписти двойных узловых точек принятия решения. В каждой узловой точке задание выполняется

Рис. 8.2. Четыре этапа применения МОКОЧ

либо правильно, либо неправильно. В каждом двойном разветвлении вероятности событий в сумме должны составлять J, 0. Вероятности, определенные для всех видов деятельности человека, изображенных ветвями дереза, являются условными, за исключением вероятностей, представленных первой ветвыо. Если первая ветвь содержит информацию, перенесенную с кп- кого-либо другого дерева, или если задача основана на вероятностях некоторых предшествующих событий, то и в этом случае вероятности будут условными. Заглавные буквы означают отказы и их вероятности. Строчные буквы обозначают достижения требуемого результата (или состояния) н их вероятности. На рис. 8.3 приведен простейший пример дерева событий для выполнения двух задач «Л» и «В». Следует учесть, что задача «Л» всегда выполняется первой, поэтому вероятности, связанные с задачей «В», полностью обусловлены результатами выполнения первой задачи. Взаимозависимость задач

Рис. 8.3. Пример дерева событий в АНЧ.

«Л» и «5» представлена символами Ь\а, В\а, Ь\А и В\А, Если условная взаимосвязь ясна, то символика может быть сокращена до Ь и В.
Когда дерево событий АНЧ сформировано и оценки условных вероятностей успехов и отказов произведены, выполняется расчет вероятностей прохождения дерева по каждому пути. В последовательной системе достигается желаемый результат, если успешно выполняются обе задачи «Л» и «В», изображаемые одним путем, вероятность прохождения по которому Pr[S] равна произведению а и Ь\а. В параллельной системе, наоборот, для достижения желаемого результата достаточно успешного выполнения одной из задач. Отказ происходит в том случае, если обе задачи не выполнены. Для подсчета вероятности общего успеха при прохождении по нескольким путям значения /V[S] для каждого пути суммируются. Так как Pr[S]=l—Рг[! '] (здесь Pr[S] — вероятность успеха, Pr[F] — вероятность отказа), достаточно вычислять вероятность успеха либо вероятность отказа.
Моделирование задачи с помощью дерева событий и использование традиционных математических методов теории надежности для определения вероятности достижения желаемого результата обычно приводят к успеху. Тем не менее всякое связывание ВОЧ с конкретными ветвями дерева событий, где происходит отказ какой-либо частной задачи-элемента, требует хорошего обоснования исследователем. Суэйн и Гуттмани рекомендуют, чтобы эту часть исследования проводил специалист, хорошо разбирающийся в деятельности человека-опе- ра; ора. Очевидно, что хорошее знанне специфической произволе геенной ситуации позволит лучше оценить ошибки при анализе задачи.

Пути снижения вероятности совершения человеком ошибок
Законы Мерфи гласят: если человек может сделать ошибку, он её сделает; если что то плохое может случится, оно обязательно случится

Ошибка – неверное действие или неверные данные. Ошибка происходит чаще всего из-за человеческого фактора.

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒