Оценка надежности человека как звена сложной технической системы

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 [64] 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. Аналогичные результаты дает анализ причин несчастных случаев на предприятиях "Белглавэнерго", %: психологические - 49,1; социально-психологические - 21,8; смешанные - 22,7; технические - 4,3; прочие - 2,1.

Для операторов атомной электростанции психологическая нагрузка еще выше: более высокая личная ответственность; опасность радиационного облучения; риск радиационного заражения местности в случае аварии с выходом теплоносителя.

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.).

Особого рассмотрения требует поведение человека в экстремальных (аварийных) ситуациях. За примером обратимся к работе проф. С. А. Тевлина [64], в которой весьма наглядно раскрыт этот вопрос при анализе аварий на АЭС "Три-Майл-Айленд" (США, 1979г.) и Чернобыльской АЭС (бывший СССР, 1986г.). Одновременно Вы обнаружите и ряд ошибок из приведенной нами классификации.

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.

Это нетрудно проследить на примерах крупных радиационных аварий на АЭС в последние десятилетия. С 1944 по 1988 г. в мире произошло 296 таких аварий, в которых пострадало 136615 чел., из них 24853 чел. получили значительное облучение (6 Гр на кожу или 0,25 Гр на все тело) и 69 чел. погибли. Из них 13 случаев приходится на ядерные реакторы и критсборки, а остальные - на радиационные установки и радиофармацевтику.

При развитии аварии на АЭС "Три-Майл-Айленд" отмечаются следующие ошибки персонала:

- ремонтники оставили закрытыми задвижки на линии аварийного питания парогенератора (ПГ).

- непонимание протекающих процессов вследствие отсутствия полной информации, стереотипа мышления и недочетов конструкции. В частности, существенную роль в развитии аварии сыграл импульсный предохранительный клапан (ИПК) на линии от конденсатора давления (КД), который не закрылся после срабатывания. Аналогичная ситуация сложилась на 11 мая 1984 г. на Калининской АЭС, которая, к счастью, не привела к аварии. Возврат на место ИПК КД происходит далеко не всегда, наблюдались случаи непосадки клапана и на других АЭС уже после аварии на "Три-Майл-Айленд". Однако это не породило импульса к исправлению положения. Это пример отсутствии культуры безопасности на арматурном предприятии - изготовителе и в проектной организации, использовавшей такой ИПК в проекте.

В возникновении наиболее тяжелой аварии за всю историю атомной энергетики - аварии на ЧАЭС - большую негативную роль сыграл оперативный персонал. Известно, что человеческие ошибки совершаются только в условиях, когда люди не могут их не сделать. Исходя из этого представляется важным оценить психологическую и социально-психологическую обстановку на ЧАЭС.

1. ЧАЭС - одна из лучших АЭС. Благоустроенный город Припять. Престижное место работы.

2. Квалификация оперативного персонала на ЧАЭС, и в пятой смене в частности (когда произошла авария), в общем, не дают основания для сомнений: образование и практический опыт работы имелись.

3. ЧАЭС - Припять: обособление должностных группировок, внутри которых поддерживались отношения "своих".

4. Подбор и расстановка кадров осуществлялась в соответствии с п.3.

5. Снижение активности жизненной позиции: определяющий мотив поведения - избежать конфликта с руководством (следствия: "Мне приказано - я делаю", т.е. буквальное следование инструкциям; равнодушие к производству; уход в мир личных интересов; "позиция винтика").

6. Традиция сохранения в тайне информации об аварийных случаях, что исключает возможность обучения персонала и воспитания чувства коллективной ответственности.

7. Внутренняя установка на выполнение задания (плана производства электроэнергии, программы испытаний и т.п., но не на безопасность).

Перечисленное свидетельствует об отсутствии основных элементов культуры безопасности (дать анализ). Следует отметить еще ряд негативных факторов:

1. Работа оператора может быть успешной, если технические характеристики управляемой системы соответствуют возможностям человека (профессиональная подготовка, психофизиологические и психологические характеристики). Это не было обеспечено в данном случае.

2. Управление блоком осуществлялось на основании богатого операторского опыта, знаний физических и теплофизических процессов и интуиции.

Успешный выход из нестандартных ситуаций в прошлом укрепляет уверенность в личных возможностях операторов и способствует потере бдительности у персонала, а иногда порождает и особую "доблесть" риска ("Прорвемся, как и в прошлый раз!").

3. Блочный щит управления был выполнен без учета требований эргономики (количество и важность информации).

Все эти негативные и позитивные обстоятельства реализовались во время аварии. Оценка масштабов аварии, доступная специалистам, не была доведена до сведения жителей города: соблюдать порядок, не сеять панику, ждать команд свыше - вот тон руководящих указаний, продолжавших линию секретности. Пока дети работников АЭС баловались в лужах города, сами работники АЭС ликвидировали аварию.

Мотивы любого поступка определяются объективными условиями и индивидуальными особенностями человека. Оперативной задачей на ночь с 25 на 26 апреля было завершение испытаний по выбегу ротора турбины. Развитие событий послужило тому, что положительные личностные качества персонала - дисциплинированность, исполнительность - обратились в свою противоположность - безответственность и небрежность. Причина: привычка к существующему порядку вещей - "главное, чтобы не было конфликта с начальством", пассивная подчиненность, а не критическая позиция и личная ответственность за безопасность.

Возврат к проявлению личностных качеств в неискаженном служебной иерархией виде произошел после аварии. Оперативный персонал 5-й смены и прибывшие по тревоге работники АЭС проявляли выдержку, решительность, мужество, хотя по признакам острой лучевой болезни, появившимся в первые часы после аварии, представление об уровне радиации у них было. Поступки отражали высокую эмоциональную напряженность, активность гражданской позиции, имели целесообразный характер. В основе их лежали ощущения причастности к происшедшему событию, которое может иметь непредсказуемые последствия, ярко проявились чувства ответственности и долга в условиях непосредственной опасности для жизни.

Однако в ряде случаев отмечалась и неадекватная реакция на опасность: демонстрация бесстрашия, легкомысленный интерес к тому, как выглядит помещения 4-го блока, куски реакторного графита, разбросанные внутри и вне здания. В единичных случаях отмечалось и повышенное чувство опасности, нежелание покидать защищенное от радиации помещение даже для выполнения служебного задания.

После завершения первой, наиболее эмоционально напряженной фазы ликвидации аварии, отмечался в ряде случаев уход от инициативной, активной позиции, готовность подчиниться любому решению "сверху".

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 7.1.1

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.

Оценка вероятностей наступления событий. Оценка вероятности наступления каких-либо событий является наиболее часто используемой операцией как в формальных методах принятия решений в условиях риска, так и в методах, основанных на профессиональных суждениях. Возможности человека правильно определять вероятности неопределенных событий существенно влияют на его способности оценивать степень риска в целом. Его оценки нарушают многие фундаментальные принципы рационального поведения.

Люди часто переоценивают надежность малых выборок, полагая, что их свойства характерны для всей совокупности. Малая выборка рассматривается как репрезентативная для суждения о характеристиках генеральной совокупности (эффект "репрезентативности"). Вероятности того или иного события часто определяются на основе того, как часто люди сталкивались с ними в прошлом (эффект "представительности"). Событие считается более вероятным, если человек может его представить, вспомнить аналогичные примеры. Это ведет к переоценке вероятностей ярких, запоминающихся событий и недооценке других.

Замечено, что люди плохо учитывают априорные вероятности и при оценке вероятности стремятся использовать преимущественно свой опыт ("эгоцентризм"), игнорируя и считая ненадежной любую другую априорную информацию. При оценке надежности оборудования технических систем это может приводить к большой переоценке вероятности аварий, если последние имели место, и к недооценке - в случае безотказной работы оборудования.

Известно также, что человек недостаточно охотно меняет уже сложившиеся представления о вероятностях тех или иных событий под влиянием вновь поступившей информации. Если информация не согласуется с его представлениями, он склонен считать ее случайной и ненадежной ("консерватизм").

Значительное влияние на оценки людей оказывают точки отсчета. Когда в экспериментах людям давали разные значения вероятности события в качестве первого приближения и затем просили их скорректировать, ответы существенно отличались друг от друга и тяготели к точкам отсчета (эффект "якоря").

Исследования показали, что человек, как правило, недооценивает вероятность очень вероятных событий и переоценивает вероятность маловероятных событий. Одновременно существует гипотеза, что человек не воспринимает вероятности порядка 10^-6, т.е. когда вероятность неблагоприятного исхода составляет один шанс из миллиона.

При оценке вероятностей двух последовательных независимых событий люди стремятся установить между ними связь (иллюзия "Монте-Карло"). При оценке вероятности совершения одновременно двух независимых событий люди часто игнорируют тот факт, что эта вероятность не может превосходить вероятности каждого из них в отдельности (Р(А) или Р(В) больше Р(А и В)).

Значимость последствий. Большую роль при этом играет то, какие потребности индивидуума могут быть удовлетворены в результате осуществления благоприятного исхода и какую угрозу ему может представлять неблагоприятный исход. Негативные последствия могут быть ранжированы с точки зрения их значимости для человека. Наиболее значимы последствия, ставящие под угрозу жизнь и здоровье человека, далее идут разнообразные последствия, связанные с семейным благополучием, карьерой и т.д.

Распределение угрозы во времени и пространстве. На восприятие риска оказывает большой влияние характер распределения негативных последствий во времени и пространстве. Так, чем ближе местожительство людей к рисковому предприятию, тем больше беспокойства они проявляют. Замечено также, что люди относятся терпимее к частым, распределенным во времени, мелким авариям, чем к более редким катастрофам с большим числом жертв, даже если суммарные потери в первом случае гораздо больше, чем во втором.

Связь между возможными последствиями и их вероятностями. Опыт деятельности страховых фирм показывает, что люди по-разному оценивают степень риска от ситуаций с возможно малой вероятностью наступления катастрофических событий (землетрясения, наводнения) и ситуаций с большей вероятностью менее значимых потерь (автопроисшествие). Они активно пытаются уберечь себя от последних, например покупкой страховок, и проявляют безразличие к первым. Психологи объясняют этот феномен тем, что люди в практической деятельности стараются абстрагироваться от маловероятных событий.

Контролируемость ситуации. Возможность контроля за развитием событий, использование своих навыков для избежания негативных последствий оказывает большое влияние на оценку приемлемости всей ситуации. Замечено, что люди предпочитают принимать участие в таких событиях, где много зависит от их личного мастерства.

Возможность свободного выбора. Имеются в виду два различных вида деятельности. Использование большинства современных промышленных технологий носит для людей "обязательный" характер в отличие от таких видов деятельности, как употребление сигарет, занятие горнолыжным спортом и т.п. Замечено, что чем больше степень добровольности в использовании той или иной технологии, тем больше уровень риска, на который согласны идти люди.

Степень новизны технологии. Общество проявляет большую терпимость к старым, хорошо им известным науке и технологиям, чем к новым, относительно которых у них мало опыта.

Личностные характеристики лица, принимающего решения (свойства личности). Этот фактор оказывает влияние как на субъективную оценку вероятностей событий, так и на оценку серьезности возможных последствий. Он же играет существенную роль и при оценке ситуации в целом. Пол, возраст, образование, образ жизни, эмоциональный настрой, социальные нормы и обычаи общества, степень доверия к органам власти, техническим экспертам, средствам массовой информации и другие факторы влияют на поведение человека при оценке уровня риска и безопасности.

ВЫВОД: люди в условиях аварии проявляют лишь те качества, которые в них были заложены, развиты и укреплены, и которые неоднократно можно было наблюдать до аварии. И ничего более! С этой точки зрения культура безопасности, гуманизация технического образования, воспитание и привитие общечеловеческой культуры специалисту должны стоять в одном ряду с развитием техники, и занимать тем более ответственную позицию, чем более опасной является та или иная отрасль техники.