Методика прогнозирования частоты человеческих ошибок

Методика прогнозирования частоты человеческих ошибок ( THERP ) — это метод, который используется в области оценки надежности человека (HRA) для оценки вероятности человеческой ошибки, возникающей при выполнении задачи. На основе такого анализа (после расчета вероятности человеческой ошибки в данной задаче) можно принять некоторые корректирующие меры, чтобы уменьшить вероятность ошибок, возникающих в системе. Общая цель THERP — применить и документировать вероятностный методологический анализ для повышения безопасности во время данного процесса. THERP используется в таких областях, как идентификация ошибок, количественная оценка ошибок и уменьшение ошибок. ^{[ 1 ]}

Техники

THERP может относиться к ряду методов, которые делятся на две классификации: методы первого поколения и методы второго поколения. Методы первого поколения основаны на простой дихотомии или дихотомической структуре, определяющей, соответствует ли метод ситуации ошибки при идентификации соответствующей ошибки и количественной оценке ее рассмотрения. Методы второго поколения более теоретические в своей оценке и количественном определении ошибок, обращаясь, скорее, к ситуационным или интерактивным элементам схемы. Методы HRA используются для различных приложений в ряде дисциплин и отраслей, включая здравоохранение, инженерное дело, атомную энергетику, транспорт и бизнес.

THERP моделирует вероятность человеческой ошибки (HEP), используя подход дерева отказов (аналогичный оценке инженерных рисков ), который интегрирует и учитывает факторы, влияющие на производительность, которые могут влиять на эти вероятности. Вероятности для анализа надежности человека дерева событий (HRAET), например, представляют собой инструмент вычислительной оценки, взятый из базы данных, разработанной авторами Аланом Д. Суэйном и Х. Э. Гутманном. Вместо этого можно использовать локальные данные моделирования или отчеты об авариях, если дополнительные данные могут углубить изучение ошибок, связанных с человеком. Полученное дерево представляет собой пошаговое описание этапов выполнения задачи в логическом порядке. Этот метод известен как общая методология. ^{[ 2 ]} потому что он одновременно управляет множеством различных действий, включая анализ задач , выявление ошибок и представление в форме количественной оценки HRAET и HEP.

Фон

THERP — это методология первого поколения. Это означает, что ее процедуры соответствуют тому, как традиционный анализ надежности моделирует машину. ^{[ 3 ]} Методика была разработана в лабораториях Сандиа США для Комиссии по ядерному регулированию . ^{[ 4 ]} Его основным автором является Суэйн , который разрабатывал методологию THERP постепенно в течение длительного периода. ^{[ 2 ]} THERP опирается на большую о человеческой надежности базу данных , которая содержит HEP и основана как на заводских данных, так и на экспертных заключениях. Этот метод стал первым подходом в HRA, получившим широкое распространение, и до сих пор широко используется в ряде приложений, даже за пределами первоначальной ядерной ситуации.

Методология ТЕРП

Методология : метода THERP разбита на 5 основных этапов

1. Определите интересующие системные сбои

Эти сбои включают в себя функции системы, в которых человеческая ошибка с большей вероятностью повлияет на вероятность сбоя, а также функции, представляющие интерес для специалиста по оценке риска; К операциям, в которых может не быть интереса, относятся операции, не являющиеся критическими с эксплуатационной точки зрения или те, для которых уже существуют контрмеры безопасности.

2. Перечислить и проанализировать соответствующие операции человека, а также определить возможные ошибки человека и соответствующие способы устранения ошибок человека.

Этот этап процесса требует комплексной задачи и анализа человеческих ошибок . Анализ задачи перечисляет и упорядочивает дискретные элементы и информацию, необходимую операторам задачи. На каждом этапе задачи аналитик рассматривает и точно определяет возможные ошибки. Затем возможные ошибки рассматриваются аналитиком для каждого этапа задачи. Подобные ошибки можно разделить на следующие категории:

Ошибки пропуска – пропуск этапа задачи или всей задачи целиком.
Ошибка комиссии – включает в себя несколько различных типов ошибок:
- Ошибки выбора – ошибки в использовании органов управления или выдаче команд.
- Ошибки последовательности – необходимое действие выполняется в неправильном порядке.
- Ошибки времени – задача выполняется до или после того, как это необходимо.
- Ошибки количества – недостаточное количество или избыток.

Необходимо также учитывать возможность исправления ошибок , поскольку, если это будет достигнуто, это потенциально может значительно снизить вероятность ошибки для задачи.

Задачи и связанные с ними результаты вводятся в HRAET, чтобы обеспечить графическое представление процедуры выполнения задачи. Совместимость деревьев с традиционной методологией дерева событий, т. е. включение двоичных точек принятия решения в конце каждого узла , позволяет оценивать их математически.

Дерево событий визуально отображает все события, происходящие в системе. Он начинается с исходного события, затем развиваются ответвления как различные последствия исходного события. Они представлены множеством различных путей, каждый из которых связан с вероятностью возникновения. Как упоминалось ранее, дерево работает на двоичной логике , поэтому каждое событие либо завершается успешно, либо завершается неудачей.

Ниже приведен пример дерева событий, представляющего системный пожар:

задачи При условии, что все подзадачи полностью представлены в HRAET и известна вероятность отказа для каждой подзадачи, можно рассчитать окончательную надежность задачи.

3. Оцените соответствующие вероятности ошибок.

В дерево вводятся ОЭП для каждой подзадачи; все ветки сбоя должны иметь известную вероятность , иначе система не сможет дать окончательный ответ. HRAET обеспечивают функцию разделения основных задач оператора на более мелкие этапы, которые представлены в виде успехов и неудач. Это дерево указывает порядок, в котором происходят события, а также учитывает вероятные сбои, которые могут произойти на каждой из представленных ветвей. Степень, в которой каждая задача высокого уровня разбивается на задачи более низкого уровня, зависит от наличия HEP для последовательных отдельных ветвей. HEP могут быть получены из ряда источников, таких как база данных THERP; данные моделирования ; исторические данные об авариях и экспертные заключения. PSF должны быть включены в эти расчеты HEP; Основным источником рекомендаций по этому вопросу является справочник THERP. Однако аналитик должен по своему усмотрению решать, в какой степени каждый из факторов применим к задаче.

4. Оценить влияние человеческой ошибки на события сбоя системы.

После завершения HRA можно оценить человеческий вклад в отказ в сравнении с результатами общего анализа надежности. Это можно сделать путем включения HEP в дерево событий отказов всей системы, что позволяет учитывать человеческий фактор в контексте всей системы.

5. Рекомендовать изменения в системе и пересчитать вероятность отказа системы.

Как только станет известен вклад человеческого фактора, можно использовать анализ чувствительности , чтобы определить, как можно уменьшить количество HEP. Пути устранения ошибок могут быть включены в дерево событий, поскольку это поможет оценщику при рассмотрении возможных подходов, с помощью которых можно уменьшить выявленные ошибки.

Рабочий пример

Контекст

Следующий пример иллюстрирует, как методология THERP может использоваться на практике при расчете вероятности человеческой ошибки (HEP). Он используется для определения HEP для установки воздушной вентиляции с использованием аварийного продувочного вентиляционного оборудования в резервуарах 48 и 49 обработки внутренних осадков (ITP) после отказа системы продувки азотом после сейсмического события.

Предположения

Для того чтобы окончательный расчет HEP был действительным, необходимо выполнить следующие допущения:

Существует инициатор сейсмического события , который приводит к установлению воздушной вентиляции на технологических резервуарах ИТП 48 и 49, возможно, в некоторых случаях 50.
Предполагается, что электропитание как на площадке, так и за ее пределами недоступно в данном контексте, и поэтому действия по управлению, выполняемые оператором, выполняются локально, на верхней части резервуара.
Время, доступное оперативному персоналу для установки воздушной вентиляции с использованием аварийной продувочной вентиляции после возникновения сейсмического события, составляет 3 дня.
Существует необходимость разработки процедуры контроля состояния оборудования ИТП , позволяющей применять единый метод оценки состояния оборудования и элементов ИТП, а также выбранных технологических параметров на период аварийного состояния.
Предполагаемое время реагирования существует для первоначальной диагностики происшествия и размещения оборудования аварийной продувки на верхней части резервуара. Первое составляет 10 часов, второе — 4 часа.
Процесс осаждения в резервуаре связан с требованиями эксплуатационной безопасности (ЛАРН), которые определяют точные условия, при которых оборудование аварийной продувки должно быть подключено к стояку.
Стандартная процедура работы «системы танк 48» имеет определенные условия и действия, которые должны быть включены для корректного выполнения (подробнее см. в файле).
Важнейшим компонентом блока аварийно-продувочного вентиляционного оборудования является индикатор расхода; это необходимо в случае неправильного подключения аварийного продувочного вентиляционного оборудования, поскольку это позволит предпринять восстановительные действия.
Весь персонал, имеющийся для выполнения необходимых задач, обладает необходимыми навыками.
На протяжении всего монтажа аварийно-продувочного вентиляционного оборудования, выполняемого обслуживающим персоналом, должно присутствовать машинист резервуара, осуществляющий контроль за этим процессом.

Метод

Этот метод учитывает различные факторы, которые могут способствовать человеческим ошибкам, и обеспечивает систематический подход к оценке и количественной оценке этих вероятностей.

Вот ключевые этапы метода THERP:

Анализ задачи : Первым шагом является разбиение общей задачи на отдельные шаги или этапы. Каждый этап представляет собой определенную деятельность или действие, выполняемое человеком-оператором.

Идентификация ошибок: на каждом этапе задачи выявляются потенциальные человеческие ошибки. Эти ошибки могут быть результатом различных факторов, таких как неправильное толкование, отвлечение внимания или провалы в памяти.

Количественная оценка ошибок. Следующим шагом является присвоение вероятностей каждой выявленной ошибке. Эти вероятности основаны на исторических данных, экспертных оценках или других соответствующих источниках. THERP часто использует базу данных общих вероятностей человеческих ошибок для различных типов задач.

Расчет общей вероятности ошибки. Общая вероятность ошибки для задачи рассчитывается путем объединения вероятностей отдельных ошибок на каждом этапе. Метод учитывает как независимые, так и зависимые ошибки, признавая, что появление одной ошибки может повлиять на вероятность других.

Анализ чувствительности: THERP позволяет проводить анализ чувствительности , который включает в себя оценку влияния изменений вероятностей ошибок на общий результат. Это помогает определить, какие факторы оказывают наиболее существенное влияние на прогнозируемую частоту человеческих ошибок.

Документация и отчетность. Последний шаг включает документирование анализа, включая разбивку задач, выявленные ошибки, назначенные вероятности и общую прогнозируемую частоту человеческих ошибок. Эта информация имеет решающее значение для лиц, принимающих решения, и разработчиков систем.

THERP широко используется в отраслях, где деятельность человека имеет решающее значение, таких как атомная энергетика, авиация и химическая обработка . Хотя THERP обеспечивает систематическую основу для прогнозирования человеческих ошибок, важно отметить, что этот метод опирается на экспертные оценки и исторические данные, а на его точность может влиять качество входных данных и опыт аналитиков.

Имейте в виду, что другие методы HRA, такие как метод оценки и уменьшения человеческих ошибок (HEART) и подходы на основе байесовской сети , также существуют, и выбор метода зависит от конкретных требований и характеристик анализируемой системы.

Первоначальный анализ задачи был проведен в соответствии с обычной процедурой и стандартной операционной процедурой. Это позволило оператору выровнять, а затем инициировать аварийную продувку вентиляционного оборудования при выходе из строя системы вентиляции. После этого каждая отдельная задача анализировалась, на основе чего можно было присвоить вероятности ошибок и коэффициенты ошибок событиям, которые представляли собой реакции оператора.

Ряд HEP были скорректированы с учетом различных выявленных факторов, влияющих на производительность (PSF).
После оценки характеристик задачи и поведения экипажа были расшифрованы вероятности восстановления. На такие вероятности влияют такие факторы, как знакомство с задачей, сигналы тревоги и независимая проверка.
После того как были определены вероятности ошибок для отдельных задач, были построены деревья событий, на основе которых были получены формулы расчета. Вероятность отказа была получена путем умножения каждой из вероятностей отказа на рассматриваемом пути.

Дерево событий HRA для настройки и запуска оборудования аварийной продувки на внутренних отстойниках 48 или 49 после сейсмического события.

Суммирование каждой из вероятностей пути отказа дает общую вероятность пути отказа (FT).

Результаты

Задача А: Диагностика, HEP 6.0E-4 EF=30
Задача B: Визуальный осмотр выполнен быстро, коэффициент восстановления HEP=0,001 EF=3.
Задача C: Инициировать стандартную рабочую процедуру HEP= 0,003 EF=3
Задача D: Подсоединение обслуживающего оборудования для аварийной продувки вентиляционного оборудования HEP=.003 EF=3
Задача E: Аварийная продувка подключения обслуживающего персонала 2, коэффициент восстановления CHEP=0,5 EF=2
Задача G: Оператор резервуара инструктирует/проверяет подключение, коэффициент восстановления CHEP = 0,5 Нижняя граница = 0,015 Верхняя граница = 0,15
Задача H: Считайте индикатор потока, коэффициент восстановления CHEP = 0,15 Нижняя граница = 0,04 Верхняя граница = 0,5
Задача I: Диагностика HEP= 1.0E-5 EF=30
Задача J. Анализ LFL с помощью портативного анализатора LFL, коэффициент восстановления CHEP = 0,5. Нижняя граница = 0,015. Верхняя граница = 0,15.

Из различных рисунков и расчетов можно определить, что HEP для установки воздушной вентиляции с использованием аварийного продувочного вентиляционного оборудования в резервуарах обработки осадков 48 и 49 после отказа системы продувки азотом после сейсмического события составляет 4,2. Е-6. Это числовое значение считается медианным значением по логнормальной шкале. Однако этот результат справедлив только при условии, что все ранее высказанные предположения реализованы.

Преимущества ТЕРП

THERP можно использовать на всех стадиях проектирования . Более того, THERP не ограничивается оценкой уже существующих проектов и благодаря уровню детализации анализа может быть специально адаптирован к требованиям конкретной оценки. ^{[ 5 ]}
THERP совместим с вероятностной оценкой рисков (PRA); методология этого метода означает, что его можно легко интегрировать с методологиями надежности дерева отказов . ^{[ 5 ]}
Процесс THERP прозрачен и структурирован, обеспечивая логический анализ человеческих факторов, учитываемых при оценке риска ; это позволяет напрямую анализировать результаты и подвергать сомнению предположения. ^{[ 5 ]}
Этот метод может использоваться в широком диапазоне различных областей надежности человека и имеет высокую степень валидности . ^{[ 5 ]}
Это уникальная методология в том смысле, что она подчеркивает устранение ошибок, а также количественно моделирует отношения зависимости между различными действиями или ошибками.

Недостатки ТЕРП

Анализ THERP очень ресурсоемок и может потребовать больших усилий для получения надежных значений HEP. Контролировать это можно, обеспечив точную оценку уровня требуемой работы при анализе каждого этапа. ^{[ 5 ]}
Данная методика не позволяет улучшить систему. По сравнению с некоторыми другими инструментами оценки надежности человека, такими как HEART , THERP является относительно простым инструментом, поскольку диапазон рассматриваемых PSF обычно невелик, а основные психологические причины ошибок не идентифицированы.
Что касается последовательности метода, то на практике были обнаружены большие расхождения в оценках разными аналитиками риска, связанного с одними и теми же задачами. Такие расхождения могли возникнуть либо в результате картирования процесса рассматриваемых задач, либо в результате оценки HEP, связанных с каждой из задач, посредством использования таблиц THERP по сравнению, например, с экспертной оценкой или применением PSF. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}
Методика не дает оценщику указаний о том, как смоделировать влияние PSF и влияние ситуации на оцениваемые ошибки.
HRAET THERP неявно предполагает, что HEP каждой подзадачи независим от всех остальных, т.е. HRAET не обновляется в случае, если оператор выбирает неоптимальный маршрут по пути задачи. Это подкрепляется тем, что HEP просто сокращается за счет вероятности восстановления после ошибки, а не за счет введения альтернативных (то есть неоптимальных) «успешных» маршрутов в дерево событий, что могло бы позволить байесовское обновление последующих HEP.
THERP — это инструмент HRA «первого поколения», который, как и другие подобные инструменты, подвергался критике за неадекватный учет контекста. ^{[ 3 ]}

Другие оценки надежности человека

Другие оценки надежности человека (HRA) были созданы несколькими разными исследователями. Они включают в себя метод когнитивной надежности и анализа ошибок (CREAM), метод оценки человеческих ошибок на основе причин (THEA), дерево решений (CBDT), хранилище и анализ человеческих ошибок (HERA), стандартизированный анализ рисков предприятия (SPAR), метод анализ человеческих ошибок (ATHEANA), исследование опасностей и работоспособности (HAZOP), система прогнозного анализа и уменьшения ошибок (SPEAR) и метод оценки и уменьшения человеческих ошибок (HEART). ^{[ 8 ]}

Ссылки

^ Каликсто, Эдуардо (01 января 2016 г.), Каликсто, Эдуардо (редактор), «Глава 5 - Анализ надежности человека» , Инженерия надежности газа и нефти (второе издание) , Бостон: Gulf Professional Publishing, стр. 471–552, дои : 10.1016/b978-0-12-805427-7.00005-1 , ISBN 978-0-12-805427-7 , получено 20 декабря 2023 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Кирван, Б. (1994) Руководство по практической оценке надежности человека . ЦРК Пресс. ISBN 978-0748400522 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Холлнагель, Э. (2005) Оценка надежности человека в контексте . Ядерная инженерия и технологии. 37(2). стр. 159-166.
^ Суэйн, А.Д. и Гуттманн, HE, Справочник по анализу надежности человека с упором на применение на атомных электростанциях . 1983, НУРЭГ/CR-1278, USNRC.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Хамфрис, П. (1995). Руководство для оценщика надежности человека . Человеческий фактор в группе надежности. ISBN 0853564205
^ Кирван, Б. (1996) Валидация трех методов количественной оценки надежности человека - THERP, HEART, JHEDI: Часть I - описания методов и проблемы проверки . Прикладная эргономика. 27(6) 359-373. doi.org/10.1016/S0003-6870(96)00044-0
^ Кирван, Б. (1997) Проверка трех методов количественной оценки надежности человека - THERP, HEART, JHEDI: Часть II - Результаты проверки. Прикладная эргономика. 28(1) 17-25.
^ ДеМотт, Д.Л. (2014?) « Надежность человека и стоимость ведения бизнеса ». Ежегодный симпозиум по техническому обслуживанию и надежности

[1] Каликсто, Эдуардо (01 января 2016 г.), Каликсто, Эдуардо (редактор), «Глава 5 - Анализ надежности человека» , Инженерия надежности газа и нефти (второе издание) , Бостон: Gulf Professional Publishing, стр. 471–552, дои : 10.1016/b978-0-12-805427-7.00005-1 , ISBN 978-0-12-805427-7 , получено 20 декабря 2023 г.

[Kirwan_1994-2] Перейти обратно: ^а ^б Кирван, Б. (1994) Руководство по практической оценке надежности человека . ЦРК Пресс. ISBN 978-0748400522 .

[Hollnagel_2005-3] Перейти обратно: ^а ^б Холлнагель, Э. (2005) Оценка надежности человека в контексте . Ядерная инженерия и технологии. 37(2). стр. 159-166.

[Swain_&_Guttmann_1983-4] Суэйн, А.Д. и Гуттманн, HE, Справочник по анализу надежности человека с упором на применение на атомных электростанциях . 1983, НУРЭГ/CR-1278, USNRC.

[Humphreys_1995-5] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Хамфрис, П. (1995). Руководство для оценщика надежности человека . Человеческий фактор в группе надежности. ISBN 0853564205

[Kirwan_1996-6] Кирван, Б. (1996) Валидация трех методов количественной оценки надежности человека - THERP, HEART, JHEDI: Часть I - описания методов и проблемы проверки . Прикладная эргономика. 27(6) 359-373. doi.org/10.1016/S0003-6870(96)00044-0

[Kirwan_1997-7] Кирван, Б. (1997) Проверка трех методов количественной оценки надежности человека - THERP, HEART, JHEDI: Часть II - Результаты проверки. Прикладная эргономика. 28(1) 17-25.

[8] ДеМотт, Д.Л. (2014?) « Надежность человека и стоимость ведения бизнеса ». Ежегодный симпозиум по техническому обслуживанию и надежности

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]