Spolehlivost lidského činitele

Fakulta bezpečnostního inženýrství VŠB TUO SPOLEHLIVOST BEZPEČNOSTNÍCH SYSTÉMŮ Spolehlivost lidského činitele

Spolehlivost lidského činitele definice Schopnost lidí provést úlohu v daných podmínkách a v daném časovém intervalu v akceptovatelném rozsahu. V definici termínu spolehlivost lidského činitele se vychází z lidského práva na chybu. Lidské chyby lze definovat jako poruchy v prováděné činnosti.

Potřeba znalosti lidského činitele (LČ) Nejlepší způsobem ilustrace lidských chyb, jsou případy havárií (nehod), ve kterých LČ na základě dokumentace z vyšetřování sehrál rozhodující úlohu: Jaderné katastrofy Průmyslové katastrofy Letecké katastrofy Dopravní nehody Pracovní úrazy apod.

Havárie HAVÁRIE - mimořádná událost, respektive ČLOVĚKEM ZAPŘÍČINĚNÁ NEHODA ČI KATASTROFA, jež vedla ke zničení nebo poškození: nějakého stroje, důležitého přístroje, budovy, technologického celku, lidského zdraví či života, k rozsáhlým ekologickým nebo hospodářským škodám apod.

Havárie Most Tacoma Narrow Suspension Bridge, který se zřítil čtyři měsíce po dostavění, a to roku 1940 v USA

Havárie Počet obětí: 582 Příčina: chyba pilota Ohnivé rodeo na Kanárech

Havárie Počet obětí: 1.517 mrtvých (706 zachráněných) Příčina: Srážka s ledovcem Nejslavnější námořní nehoda všech dob

Havárie Počet obětí: 118 mrtvých (106 zraněných) Příčina: Čelní srážka osobních vlaků Největší vlakové neštěstí v Československu

Průmyslové havárie J.E. Černobyl Následky: Při výbuchu zahynulo 56 lidí, počet následných úmrtí na následky ozáření se odhadují na 5.000. Trvalými zdravotními následky bylo postiženo asi 60.000 lidí.

Průmyslové havárie Perský záliv, Kuvajt a Saudská Arábie První válka, v níž bylo masové destrukce přírody a životního prostředí použito coby formy zbraně. Ropná skvrna dlouhá 48 a široká 13 kilometrů vážně znečistila více než 500 kilometrů pobřeží.

Průmyslové havárie Událost: Únik kyanovodíku Následky: asi 20.000 obětí a cca 500.000 zdravotně poškozených Bhópálská katastrofa

Havárie v silniční dopravě s důrazem na tunely Požáry v tunelech s více než pěti oběťmi na životech Rok Tunel Délka Poč. tubusů Oběti 1978 Velsen (Nizozemí) 770 m 2 5 mrtvých a 5 zraněných 1979 Nihonzaka (Japonsko) 2 km 2 7 mrtvých a 2 zranění 1980 Sakai (Japonsko) 460 m 2 5 mrtvých a 5 zraněných 1982 Caldecott (USA) 1,1 km 3 7 mrtvých a 2 zranění 1983 Pecorile (poblíž Janova, Itálie) 660 m 2 9 mrtvých a 22 zraněných 1996 Isola delle Femmine (Itálie) 148 m 2 5 mrtvých a 20 zraněných 1999 Mont-Blanc (Francie-Itálie) 11,6 km 1 39 mrtvých 1999 Tauern (Rakousko) 6,4 km 1 12 mrtvých a 40 zraněných 2001 Gleinalm (Rakousko) 8,3 km 1 5 mrtvých a 4 zranění 2001 St. Gotthard (Švýcarsko) 16,9 km 1 11 mrtvých 2006 Viamala (Švýcarsko) 750 m 1 6 mrtvých a 6 zraněných

24. března 1999 kontrola rychlosti a dodržování vzdálenosti mezi vozidly se vytratila; nefunkčními anemometry; šestnáct ze čtyřiceti kamer videodohledu nebylo zcela v provozu; 32 osob nalezeno ve svých vozidlech. Fakulta bezpečnostního inženýrství VŠB TUO Havárie v tunelu pod Mont Blancem V provozu od r. 1965 Po čtvrt století provozu měl tunel na svém kontě pouhých 87 nehod a dva mrtvé.

Havárie v tunelu pod Mont Blancem rozdělení odpovědností mezi dvě organizace dvou států a nejednotné definování krizových opatření, špatně nastavené ventilační zařízení => po poplachu přívod čerstvého vzduchu na cca 90%. Na francouzské straně bylo odsávání přepnuto na plný výkon, zatímco na italské straně se nepodařilo vůbec začít odsávat po celý průběh požáru.

Havárie v tunelu TAUERN květen 1999 řidič kamiónu nestačil zabrzdit, když vozidla před ním zastavila, a narazil do pěti osobních vozů, výbuchem benzínu vznikl požár => 12 mrtvých, 40 zraněných

Havárie v tunelu St. Gotthard říjen 2001 Řidič kamionu narazil do protijedoucího kamionu, odrazil se od něj a vrazil do stěny tunelu. Zapříčená vozidla začala ihned hořet. Turecký řidič jezdil na černo, měl v krvi alkohol. => 11 mrtvých

Havárie v tunelech Většina výše uvedených dopravních nehod byla způsobena selháním lidského činitele tedy řidičů vozidla, v jednom případě operátora. Samotný vjezd do tunelu může u řidičů vyvolávat specifické problémy, jako: problémy s viditelností, problémy s kontrastem prostředí, problémy se ztrátou pozornosti a orientace díky monotónnímu prostředí.

Spolehlivost systému SPOLEHLIVOST každého SYSTÉMU je určována nejen spolehlivostí jeho technického řešení, ale závisí na dalších faktorech, s nimiž je systém při svém užívání v interakci. Jedním z velmi významných je lidský faktor. R SC = R C x R S, Kde: R C je spolehlivost lidského faktoru, R S je spolehlivost zařízení.

Pracovní systém člověk stroj

Spolehlivost LČ - definice Termín spolehlivost LČ je obvykle definován jako pravděpodobnost, že člověk bude správně provádět nějakou aktivitu požadovanou systémem během časového úseku (pokud je čas omezujícím faktorem) bez konání jakékoliv vedlejší aktivity, která by vedla k poškození systému.

Lidský činitel (faktor) - LČ Lidským faktorem (činitelem) se rozumí soubor vlastností a schopností člověka, posuzovaných především z hledisek psychologických, fyziologických a fyzických, které vždy nějakým způsobem v dané situaci ovlivňují výkonnost, efektivnost a spolehlivost pracovního systému.

Člověk Je tvůrcem pracovního systému a současně jeho nejslabším článkem, který limituje jeho výslednou výkonnost; Např. Při analýze nehod v tunelech se ukázalo, že organizace záchranných prací byla příčinou největších ztrát. Vyplývá to z toho, že dispečer vystavený silnému psychickému tlaku jedná často zbrkle a nelogicky, přestože je na tyto situace školen.

Člověk organizační řešení pro řízení práce v krizových situacích nejen v tunelech je nutné připravit detailní scénáře ve formě jakýchsi jednoduchých kuchařek; zahraniční zkušenosti říkají, že je dobré ponechat méně než 10% rozhodnutí na vůli člověka, ostatní by mělo být předem připraveno

Člověk Je posuzován podle výkonnostní (senzorické, mentální a motorické) kapacity, osobní stability a adaptační schopnosti; V součinnosti s pracovním vybavením (strojem) na určitém pracovišti v daném pracovním prostředí realizuje pracovní úkoly.

Vlastnosti člověka Základní antropometrické, fyziologické a výkonové parametry a psychologické vlastnosti Tělesné rozměry (délky částí těla, hmotnost) Pohyblivost (24 základních elementárních pohybů lidského těla) Fyziologické parametry (srdeční frekvence, dechová frekvence, dechový objem, povrch těla, tělesná teplota, tlak) Energetické a výkonové parametry (účinnost lidského těla, síla) Smysly a reflexy (zrak, sluch, čich, chuť, hmat, bolest, teplota, poloha, zrychlení, pohyb, nepodmíněné reflex, podmíněné reflexy)

Schéma lidského činitele Model SHELL - vystihuje obecně problematiku lidského činitele. Uprostřed je subjekt (pracovník) a kolem jsou vlivy, které ovlivňují jeho práci. Tento model vyvinul v roce 1972 prof. Edward a následně modifikoval v roce 1975 prof. Hawkinsem. Byl pojmenován podle názvu jednotlivých použitých bloků.

SHELL model S Software (postupy, symboly, atd.) H Hardware (stroj) E Environment (prostředí, ve kterém se odehrává interakce S H L) L Liveware (člověk, jedinec v centru zájmu) L Liveware (lidé, se kterými je jedinec v centru zájmu v nějakém vztahu)

SHELL model centrální L L V centru modelu stojí člověk, nejkritičtější, současně ale nejflexibilnější součást celého systému. Lidé jsou vystavováni značným variacím ve výkonnosti a trpí mnohými omezeními, přičemž většina z nich je v současnosti většinou předpověditelná. Styčné hrany v tomto modelu nejsou rovné aby ukázaly na komplikované vztahy, které mezi blokem L a ostatními bloky panují, tzn. že ostatní bloky musí být s blokem L spojovány velmi opatrně, nemá-li dojít ke stresu nebo selhání celého systému

Charakteristiky centrálního L Aby mohlo dojít k bezproblémovému spojení bloků, je zásadní porozumět charakteristikám centrálního bloku L, kde k těm nejdůležitějším patří: Tělesné rozměry Fyzické potřeby

Charakteristiky centrálního L - 2 Smyslový systém člověka Zpracování informací člověkem Odezva na vnější podněty

Systém člověk-stroj Je soustava, kterou tvoří pracovník (pracovní skupiny) a pracovní prostředky (stroje, technická zařízení) včetně pracovního předmětu, v níž jsou určitým způsobem rozděleny funkce mezi lidské a technické komponenty, jejíž cíl je přesně vymezen a realizuje se v daném pracovním prostředí.

Systém člověk-stroj Komponent "stroj" je nutno chápat v širším pojetí jako pracovní prostředek počínaje jednoduchým nástrojem či nářadím přes jedno či víceúčelový stroj, technické zařízení, až po řídící centrum. Spolehlivost výkonu systému je dána spolehlivostí člověka a spolehlivostí stroje

Schéma člověk - stroj

Interface Technické prostředky a zařízení, jejíchž prostřednictvím se uskutečňují interakce mezi člověkem a pracovním systémem. Ovládače Sdělovače Značky Signály

Behaviorismus V dobách, kdy začala ergonomie řešit problém člověk-technologie, byl převládajícím přístupem tzv. behaviorismus, který se zabývá především vstupy a výstupy do a ze systému. ČLOVĚK

Ergonomický přístup Ergonomický přístup zvýrazňuje špatný poměr mezi lidskou kapacitou a nároky systému jako hlavní zdroj lidských chyb. Z tohoto hlediska je zásadním zlepšením poznaná potřeba zajištění, aby design systému bral do úvahy fyzické a mentální schopnosti člověka. Proto je třeba reflektovat následující úkoly: Přizpůsobovat design pracoviště a práce požadavkům pracovníků s rozdílnými fyzickými a mentálními charakteristikami. %

Ergonomický přístup Navrhovat design interface člověk stroj, se zaměřením zejména na kontrolní panely tak, aby byla informace o procesu dobře přístupná a interpretována a aby mohly být plynule prováděny příslušné ovládací akce. Navrhovat design fyzického prostředí tak, aby byly minimalizovány negativní tělesné a psychologické účinky nepříznivých podmínek. Optimalizovat mentální a tělesnou zátěž pracovníka.

Ergonomický kognitivní přístup Ergonomický přístup přinesl do podvědomí projektantů a inženýrů mnoho důkazů, že při analýze nehod se nelze zastavit pouze při konstatování, že jejich příčinou byla lidská chyba, nýbrž že se musí uvažovat o tom, proč a čím byla tato chyba podmíněna. Kognitivní přístup

Kognitivní přístup - věnuje značnou pozornost mentálním, zejména poznávacím procesům, a myšlení celkově

Principy posouzení spolehlivosti LČ Vhodně vybranou a správně zpracovanou analýzou lze najít v pracovním systému slabá místa, která mohou vést k selhání člověka. V tomto ohledu je proto důležité zohledňovat osobnostní determinanty jednotlivců při výběru pracovníků na klíčové pozice. V posouzení spolehlivosti LČ by měl být zahrnut celý životní cyklus technologie.

Faktory ovlivňující výkon - PSF PSF - Performance Shaping Factors

Faktory ovlivňující výkon Prostředí pracovního procesu Frekvence nasazení pracovníků, složitost událostí v procesu, závislost na čase, vnímané nebezpečí Fyzické pracovní prostředí Hluk, osvětlení, mikroklimatické podmínky

Faktory ovlivňující výkon Zdravotní stav Únava, narušování tělesných rytmů, spánek Zdraví a výkonnost Zatímco totální zdravotní nezpůsobilost bývá okamžitě rozpoznána, postupné snížení zdravotní způsobilosti, způsobené např. únavou, stresem, usínáním, poruchami biologických rytmů, léky nebo hypoglykemií, mohou zůstat nepovšimnuty. Stres

Stresové faktory PRACOVNÍ PŘETÍŽENÍ CHLAD RODINNÉ PROBLEMY POHOTOVOST SEXUALNÍ PROBLÉMY NEDOSTATEK TRÉNINKU ZDRAVÍ HORKO HLUK STĚHOVANÍ VIBRACE ÚMRTÍ POVÝŠENÍ FINANČNÍ PROBLÉMY NEDOSTATEK ZKUSENOŠTÍ NIZKÁ VLHKOST

Stresory Kumulativní efekt stresorů o Důležitým faktem je to, že stresory jsou kumulativní. Pokud pilot zažívá drobné podráždění anebo je vystaven nějakému drobnému stresoru, pak jeho hladina stresu vzroste disproporcionálně pokud bude vystaven dalšímu malému stresoru. Tudíž pokud pilot, který má spor se svým kolegou na zemi, sedne do letadla a zažije za letu nějaký malý problém, tak jeho úroveň stresu vzroste na mnohem vyšší úroveň, než kdyby spor s kolegou neměl.

Stresory Kategorie stresorů o Výše uvedené stresory mohou být rozděleny na stresory fyziologické, kognitivní, mimo-profesní, imaginární, a organizační.

Lidská chyba - DEFINICE Pokusů definovat pojem lidská chyba bylo od 60. let 20. století mnoho. V běžném životě má pojem chyba vcelku jednoznačný význam. To však neznamená, že to tak je i z technického pohledu na věc. Jedním z mnoha důvodu je, že pojem chyba používáme z technického pohledu na věc pro tři různé věci: jako následek jako událost samu o sobě jako možnou příčinu

Lidská chyba - DEFINICE Zatím nebyla vytvořena, respektive přijata všemi odborníky, jednoznačná definice lidské chyby. U některých autorů bylo úplně upuštěno od užívání termínu lidská chyba a jsou používány výrazy jako chybná akce apod.

Lidská chyba - DEFINICE Lidská chyba je odchylka lidského výkonu z plánovaného, žádoucího anebo ideálního standardu. Takové odchylky mohou mít nežádoucí výstupy, ale také mohou být bezvýznamné nebo dokonce příznivé (jako učení formou pokus-omyl). Chyby nejsou ve své podstatě špatné, nicméně jejich následky a podmínky, kterými byly vyprovokovány, mohou být. Jsou to spíše podmínky jejich výskytu, než vlastní mechanismus, kterými je z velké části určena povaha výstupu.

Klasifikace lidských chyb 1 Klasifikace podle Swaina a Guttmana Chyby vynechání (error of omission) o Do této kategorie jsou zařazeny chyby, kdy úkol nebyl z nějakého důvodu vykonán. Buďto na něj pracovník zapomněl, anebo si neuvědomil, že má něco provézt (nerozpoznal signál, atd.). Chyby provedení (error of commision) o Tato skupina je charakterizována akcemi provedenými nesprávně. Jsou dále rozděleny podle chyb souvisejících s pořadím, načasováním, náhradou a akcemi, které nebyly v popisu práce dané osoby.

Klasifikace lidských chyb 2 Klasifikace podle Trevora a Kletza Chyba způsobená nedostatečným proškolením nebo špatnými pokyny Chyba způsobena nedostatkem motivace anebo úmyslným porušením předpisů Chyba způsobena nedostatkem fyzických nebo duševních schopností Chyba způsobena nedostatkem pozornosti Chyba způsobená managementem

Analýza (hodnocení) lidské spolehlivosti (HRA) Tři základní funkce obsažené v HRA (Human Reliability Analysis): jaké chyby se mohou vyskytnout; jaká je pravděpodobnost výskytu těchto chyb; jak snížit pravděpodobnost vzniku těchto chyb a tím zvýšit spolehlivost systému.

Parametry lidské spolehlivosti Pravděpodobnosti lidské chyby HEP je definována jako poměr počtu sledovaných chybných úkonů n k celkovému počtu N provedených úkonů, viz vztah: Pravděpodobnost úspěšného provedení dané úlohy člověkem HSP (Human Success Probability):

HRA z pohledu úpravy v ČR Stanovení spolehlivosti Identifikace kritických pracovních pozic Kategorizace systému člověk technologie Analýza úkolů prováděných při obsluze zařízení identifikovaného jako zdroj rizika Zjištění osobnostních determinant spolehlivosti LČ

HRA metodiky Je známa existence více než 40 různých metodik, které jsou používány HRA. Mezi nejrozšířenější metody patří: Analýza stromem poruch (FTA). Cílem metody FTA je analýza pravděpodobnosti selhání celého systému a s tím související preventivní opatření, která by měla spolehlivost systému zvýšit. Jde o grafické vyjádření systému, které poskytuje popis kombinací možných výskytů problémů v systému, který může vyústit v problém, který nechceme aby vůbec vznikl.

Metoda FTA

HRA metodiky Analýzy stromem událostí (ETA) je základní metodikou, ve které je indukční analýzou zjišťováno, jak může být nežádoucí událost rozšířena. Výchozí bod pro tuto metodiku je nežádoucí událost. Od té je rozvíjen strom, který je vždy v místě uzlu rozdělen do dvou možností (úspěch nebo selhání). THERP Technika pro předpověď míry lidské chyby) je některými odborníky považovávána za nejpoužívanější kvantitativní HRA.

Metoda ETA Uvedená analýza přinesla tyto následky havárie turbíny: 1. Posádka zachráněna, letadlo přistálo-elektronický systém řízení. 2. Posádka zachráněna, letadlo přistálo-manuální způsob řízení. 3. Posádka zachráněna katapultací, letadlo se zřítilo. 4. Posádka mrtvá, letadlo zřícené.

Metoda THERP

Redukce vlivu chyb lidského činitele Tři základní cesty omezení četnosti a závažnosti chyb obsluhy Eliminace rizikové činnosti daná činnost jako taková nebude vykonávána nebo se použije jiný princip Prevence chyb vytvoření technických a organizačních opatření, která zmenší pravděpodobnost vzniku chyby a tím zvýší spolehlivost lidského činitele Represe omezení následků lidského selhání (pokud prevence není dostatečně účinná). Je to např. kontrola důležitých činností, zabránění pokračování určitého jednání nebo chování apod.

Příklady redukce vlivu chyb LČ u řidičů Eliminace rizikové činnosti Nebezpečí plynoucí z únavy (mikrospánek, nesoustředěnost) a ze stresových situací jsou eliminována např. stanovením určitého pracovního režimu pro řidiče (tj. doba řízení, následující bezpečnostní přestávka, denní, týdenní a čtrnáctidenní limit řízení, odpočinek před vlastním řízením).

Příklady redukce vlivu chyb LČ u řidičů Prevence chyb Nejvíce chyb bývá provedena pod tlakem při krizové situaci. Prevencí je příprava detailních scénářů pro řízení práce operátora v krizových situacích ve formě jakýchsi jednoduchých kuchařek. Zkušenosti říkají, že je dobré ponechat méně než 10% rozhodnutí na vůli člověka, ostatní by mělo být předem připraveno.

Příklady redukce vlivu chyb LČ u řidičů Represe Represe nastupuje po selhání preventivních opatření a spočívá např. v kontrole důležitých činností nebo zařazení tzv. donucovací funkce (zabrání se pokračování určitého jednání nebo chování do vyřešení problému).

Závěr Statisticky lidské selhání způsobuje více jak 80% všech havárií! Příklad hodnot BER (Basic Error Rates) počet lidských chyb na 1 milion operací a HEP (Human Error Probability) zdroj: Ferry, 1988 Typ chyby BER HEP Špatně přečtené instrukce 64 500 6,45.10-2 Špatné nastavení mechanického spojení 16 700 1,67.10-2 Opomenuté součástky ve spojení 1 000 1.10-2 Špatně dotažené šrouby a matice 500 5.10-4

Závěr Existují dvě možnosti, jak zabránit riziku lidského selhání. 1. První z nich je člověka vyřadit z procesu řízení systému člověk-stroj. 2. Druhou možností je předejít riziku lidského selhání a odhalit, kdy člověk přestává svoji činnost bezchybně provádět.

Literatura Skřehot, P. a kol.: Prevence nehod a havárií. 2. díl: Mimořádné události a prevence nežádoucích následků. Kapitola 5.3 až 5.5. Praha, VÚBP, v.v.i. 2009. http://osha.europa.eu/fop/czechrepublic/cs/publications/files/posuzovani_spole hlivosti.pdf http://www.bozpinfo.cz/josra/josra-01-2009/havlikova_lidsky-faktor.html

Literatura http://www.odbornecasopisy.cz/index.php?id_ document=37315 http://d.nipax.cz/cqr/publications/soudobe_ Trendy_JR/Flegl_Zvy%9Aov%E1n%ED%20spol ehlivosti%20%20metodou%20poka-yoke.pdf

Tato prezentace pro výuku byla vytvořena s podporou ESF v rámci projektu: Inovace studia v oblasti bezpečnosti dopravy - SAFETEACH, číslo projektu CZ.1.07/2.2.00/15.0476

Děkuji za pozornost.