Оценка надежности человека, как звена сложной технической системы

Методология прогнозирования ошибок

Методы прогнозирования частоты ошибок человека основываются на классическом анализе и включают следующие этапы [1]:

1. составление перечня основных отказов системы;

2. составление перечня и анализ действий человека;

3. оценивание частоты ошибок человека;

4. определение влияния частоты ошибок человека на интенсивность отказов рассматриваемой системы;

5. выработка рекомендаций, внесение необходимых изменений в рассматриваемую систему и вычисление новых значений интенсивности отказов.

Одним из основных методов анализа надежности работы человека является построение дерева вероятностей (дерево исходов). При использовании этого метода задается некоторая условная вероятность успешного или ошибочного выполнения человеком каждой важной операции либо вероятность появления соответствующего события. Исход каждого события изображается ветвями дерева вероятностей. Полная вероятность успешного выполнения определенной операции находится суммированием соответствующих вероятностей в конечной точке пути успешных исходов на диаграмме дерева вероятностей. Этот метод с некоторыми уточнениями может учитывать такие факторы, как стресс, вызываемый нехваткой времени; эмоциональная нагрузка; нагрузка, определяемая необходимостью ответных действий, результатами взаимодействий и отказами оборудования. [1]

Следует заметить, что данный метод обеспечивает хорошую наглядность, а связанные с ним математические вычисления просты, что в свою очередь снижает вероятность появления вычислительных ошибок. Кроме того, он позволяет специалисту по инженерной психологии легко оценить условную вероятность, которую в противном случае можно получить только с помощью решения сложных вероятностных уравнений. [1]

ПРИМЕР. Оператор выполняет два задания - сначала x, а затем y. При этом он может выполнять их как правильно, так и неправильно. Другими словами, неправильно выполняемые задания - единственные ошибки, которые могут появляться в данной ситуации. Требуется построить дерево возможных исходов и найти общую вероятность неправильного выполнения задания. Предполагается, что вероятности статистически независимы. [1]

Для решения поставленной задачи воспользуемся деревом возможных исходов, изображенным на рисунке 3 и введем следующие обозначения [1]:

Рs - вероятность успешного выполнения задания;

Рf - вероятность невыполнения задания;

s - успешное выполнение задания;

f - невыполнение задания;

Рx - вероятность успешного выполнения задания x;

Р - вероятность успешного выполнения задания y;

- вероятность невыполнения задания x;

- вероятность невыполнения задания y.

Согласно рисунку 3, вероятность успешного выполнения задания равна

(3)

Аналогично находится выражение для вероятности невыполнения задания:

(4)

Из рисунка 2 следует, что единственным способом успешного выполнения системного задания является успешное выполнение обоих заданий – x и y. Именно поэтому вероятность правильного выполнения системного задания определяется как .

Рисунок 3.Схема дерева исходов

Для оценки надежности работы операторов технических систем необходимо учитывать следующие факторы [1]:

1. качество обучения и практической подготовки;

2. наличие письменных инструкций, их качество и возможность неправильного их толкования;

3. эргономическиe показатели рабочих мест;

4. степень независимости действий оператора;

5. наличие операторов-дублеров;

6. психологические нагрузки.

Оценивание частоты ошибок человека следует проводить только после рассмотрения всех этих факторов, так как они влияют на качество работы оператора. Полученные оценки должны затем включаться в процедуру анализа дерева отказов. [1]

Принципы формирования баз об ошибках человека

Базы данных об ошибках человека необходимы для анализа и прогнозирования безопасности рассматриваемой системы, предупреждения опасных ситуаций. Их можно разделить на следующие три категории.

Базы экспериментальных данных. Содержат результаты лабораторных экспериментов и заслуживают большего доверия, чем базы данных иного типа, поскольку в меньшей степени подвержены влиянию субъективных оценок, способных приводить к ошибкам. Однако необходимо иметь в виду, что с какой бы тщательностью ни формировались подобные базы данных, в них всегда присутствует значительный элемент субъективности.

Базы эксплуатационных данных. Являются более реальными, чем базы экспериментальных данных, однако сформировать такие базы довольно трудно, поскольку для этого требуется тщательная регистрация действий в реальных условиях эксплуатации. Подобные базы данных дают более удовлетворительные результаты, чем лабораторные исследования, поскольку в лабораторных условиях часто ставятся надуманные задачи.

Базы субъективных данных. Составляются на основе экспертных оценок. Создание таких баз обходится сравнительно дешево и не вызывает особых трудностей, поскольку большой объем информации может быть получен от небольшого числа опрошенных экспертов.

Чтобы базы субъективных данных можно было использовать при анализе надежности работы человека, необходимо:

- обеспечить требуемую точность данных;

- гарантировать представительность экспертных оценок.

Основное преимущество базы субъективных данных состоит в широком охвате всех параметров, по которым требуется иметь данные об ошибках. [1]

Заключение

Независимо от уровня профессиональной подготовки, навыков, психо-физиологического и эмоционального состояния ни один человек не застрахован от выполнения им ошибок при эксплуатации машин.

Причинами ошибок могут стать как личностные качества человека, так и условия окружающей среды или недочеты в самой технике.

Для прогнозирования возникновения ошибок и их предотвращения необходим комплексный анализ возникновения частоты и интенсивности ошибок, который основывается на экспериментальных, эксплуатационных и субъективных базах данных.

Исследовав данную проблему в целом можно сделать следующий вывод, что для повышения безошибочности действий человека необходимо учитывать:

1. Основные функциональные, антропометрические и энергетические возможности человека-оператора;

2. Характеристики человека-оператора, связанные с видами его деятельности и влиянием нежелательных факторов окружающей среды.