Глава 8. метров оператора не учитывать внутренние процессы, то в получающейся классификационной схеме устанавливаются связи между в'ыходными параметрами оператора и

метров оператора не учитывать внутренние процессы, то в получающейся классификационной схеме устанавливаются связи между в'ыходными параметрами оператора и системными требованиями. Такая схема была предложена Суэйном [8] и в течение последних 20 лет используется многими исследователями для анализа надежности человека-оператора. Она рассматривается в следующем разделе.

Человек может допустить ошибку, если он выполняет задание неправильно либо неспособен его выполнить вообще или в течение отпущенного времени. Ошибка пропуска возникает тогда, когда оператор пропускает все задание или один из этапов его выполнения. Например, когда механик меняет моторное масло и заливает новое, не закрыв пробку сливного отверстия в поддоне картера, результатом его упущения будет пролитое масло и грязный пол в гараже. Ошибка в выполнении появляется тогда, когда оператор выполняет задание, но делает это неправильно. К данной большой категории относятся ошибки в выборе, ошибки в последовательности действий, ошибки во времени и качественные ошибки. В примере с заменой масла если механик закрывает сливное отверстие пробкой неподходящего размера, то он допускает ошибку выбора. Если он заливает новое масло, не слив предварительно старое, он допускает ошибку в последовательности действий. Если он не выполняет чту работу за определенное время, он допускает ошибку во времени. Если он недостаточно плотно закрутил пробку сливного отверстия, что привело к медленной утечке масла, он допустил качественную ошибку.

Норман [1] предлагает другой способ классификации ошибок человека-оператора. Занимаясь преимущественно психологическими причинами ошибок, Норман характеризует «рабочие срывы» с помощью их предполагаемых источников. Группы «рабочих срывов» основаны на модели, названной системой ак-тивационно-триггериых схем (АТС), согласно которой последовательности действий контролируются схемами, представляющими собой сенсомоторные познавательные структуры. Работа этой модели основана на активации и выборе таких схем; в ней используется триггерный механизм, срабатывающий при определенных условиях. Любая задача моделируется как иерархия схем. Материнская схема самого высокого уровня эквивалентна понятию цели. Последовательность действий определяется материнской схемой, которая управляет активностью путем включения подсхем; последние контролируют составные элементы последовательности действий и называются дочерними схемами. Моделирование действия по этому принципу создает многочисленные возможности совершения ошибок в последователь-ирсти действий. Ошибки могут совершаться как при выборе

Ошибки человека и его надежность

намерения, так и в спецификации элементов. Схемы могут быть запущены не в том порядке, пропущены или заменены неподходящими схемами. Предполагая существование этих источников ошибок, Норман выделил три основных типа срывов:

1. Срывы, как результат ошибок при формировании намерения. Сюда относятся ошибки, допущенные при выработке решения и при решении задач.

2. Срывы как результат неправильной активации схем. Сюда относятся забывание намерения, нарушение последовательности действий, пропуски этапов или их повторение при выполнении последовательности действий.

3. Срывы, связанные с ошибочным запуском активной схемы. Подразумевается запуск схемы не вовремя, смешивание элементов, заимствованных из конкурирующих схем, невозможность запуска из-за отсутствия подходящих условий срабатывания триггерного механизма.

Классификация по Норману прекрасно подходит для теоретического анализа причин, вызывающих ошибки человека-оператора, однако для анализа его надежности эта классификация непригодна. Метод Нормана основан на активационно-триггер-иых схемах, без которых он теряет смысл. Чтобы специалисты, изучающие надежность человека, могли пользоваться классификацией Нормйна, они должны придерживаться АТС-модели. Однако это практически невозможно из-за противоречивых взглядов психологов на поведение человека. Кроме того, исследователь вынужден изучать ошибку человека с точки зрения ее психологических корней, а подобный анализ неразумно проводить исследователю, не имеющему достаточного опыта в когнитивной психологии. И, должно быть, самый важный аргумент против этой классификации — тот факт, что отдельная ошибка человека, которая нарушает работу системы, может быть закономерно квалифицирована в контексте человек — машина как ошибка в выполнении задания (например, при работе с клавиатурой цифрового ввода) по классификации Суэйна и в то же время может быть отнесена к разного рода рабочим срывам в зависимости от того, о чем он думал в этот момент. Это влечет за собой разрушение всей системы эмпирически полученных данных. При изучении влияния ошибок человека на работу системы важно знать, ошибки какого рода и как часто совершались. Классификация Суэйна соответствует этой цели. Когда установлено, что в определенной рабочей ситуации ошибки допускаются слишком часто, можно с помощью психологического моделирования найти пути к их уменьшению.

Высокие уровни когнитивной деятельности, такие, как выработка стратегии, решение проблемы и принятие решений, представляют большие трудности при АНЧ. Для идентификации

366 Глава 8

ошибки человека необходимо выработать критерии поведения в условиях реальной деятельности. Эти критерии обычно вполне определены в каждом конкретном случае и известны для данного оператора или системы до начала выполнения задания. К сожалению, такие критерии отсутствуют при решении задач, связанных с высокоинтеллектуальной деятельностью. Рассмотрим пример принятия решения при выборе наилучшего места работы. Здесь нет однозначно правильного решения. Необходимо рассмотреть вопрос с разных точек зрения, учитывая заработную плату, месторасположение, надежность, безопасность и т. д. Но даже эти характеристики основаны на предположении, а не на точном знании. Начинание, которое выглядело грандиозным, может обернуться убыточным через три года после принятия решения. Иногда капиталовложения делаются на основании самой свежей рыночной информации. Через неделю ситуация на рынке может резко измениться, и вложения не дадут ожидаемого результата. Очень трудно прогнозировать ошибку человека в задачах, где информация не определена или критерии изменяются со временем.

Такие сложные когнитивные задачи требуют оптимизации по нескольким критериям и принятия одних критериев в ущерб другим, а также включают переменные во времени характеристики. Поэтому не существует правильного либо ошибочного решения. Может быть только наилучшее решение для конкретного сочетания условий и конкретного момента времени, однако об этом можно узнать только значительно позже. С помощью анализа надежности человека не удается адекватно определить или прогнозировать его поведение при выполнении такого рода задач. В работе [6] сделана попытка частично рассмотреть когнитивные задачи. Авторы достаточно уверенно чувствуют себя, анализируя симптоматику поведения при принятии простых решений, опирающихся на определенные правила. Диагно;? отклонений в работе системы, вызванных ограниченной информацией, можно изучать в терминах ошибок человека. Отказ обусловлен либо причиной А, либо причиной В, и оператор или ремонтник должен с помощью дополнительной информации сделать заключение об истинной причине отказа и проверить свое предположение. Его вывод может быть правильным или нет. Правильные действия оператора в данном случае диктуются стандартным приемом обслуживания, опытом работы либо правилами управления, а не его информированностью.

Такая классификация ошибок вполне отвечает требованиям ЛНЧ, несмотря на критику психологов-экспериментаторов, которая вызвана тем, что данная классификация не учитывает отклонений в поведении. Подобно анализу надежности оборудования, основное внимание сосредоточено здесь на выходных харак-

Ошибки человека и его надежность

теристиках человека-оператора в системном контексте. Конечно, чтобы определить ВОЧ по этим выходным характеристикам, специалисту, занимающемуся АНЧ, часто приходится рассматривать основные поведенческие процессы.

S.3. Почему человек совершает ошибки?

Анализ ошибок человека, определение их вероятности и поиск путей их уменьшения требуют понимания причин возникновения этих ошибок. Этот раздел посвящен изучению тех особенностей человека и систем в целом, которые причастны к возникновению ошибок человека.

8.3.1. Анализ условий трудовой деятельности

Метод анализа условий трудовой деятельности [9] в целях повышения надежности системы основан на главном постулате инженерной психологии, который гласит, что система должна проектироваться для пользователя, а не наоборот.

В то время как в психологии труда основная ответственность за допущенную человеком ошибку возлагается иа рабочего и его заранее предполагаемую малую компентентность, указанный метод основан на анализе требований, вытекающих из задачи, изучении оборудования и рабочей среды с точки зрения заложенных в них предпосылок к совершению оператором ошибочных действий.

Стратегия традиционной психологии труда опиралась в основном на персональный отбор, приспособление человека к работе, тренировочные программы, выработку мотивационных установок, способствующих мобилизации умственной деятельности рабочего к сокращению ошибок и повышению производительности труда; в основе же метода анализа условий трудовой деятельности лежит выявление обстоятельств, провоцирующих ошибочные действия, их устранение или модификация. Этот подход предполагает, что низкая ответственность и плохая профессиональная подготовка, как правило, не являются причинами ошибок операторов, и лишь немногие из них совершают ошибки умышленно или сознательно.

Ситуации, чреватые ошибкой, в работе [6] определяются как ситуации, эргономически настолько плохо обеспеченные, что возникновение ошибок становится весьма вероятным. Эти ситуации накладывают на операторов такие требования, которые не совместимы с их способностями, предельными возможностями, опытом и ожиданиями. Любой проект или любая конструкция, которые нарушают сложившиеся человеческие стереотипы, можно Назвать чреватыми ошибкой- Аварийной ситуацией называется

368 Глава 8

чреватая ошибкой ситуация, в которой ошибка оператора может повлечь за собой травмы персонала или выход нз строя оборудования. Термин «аварийный» часто применяют к определенному типу людей. «Аварийная» личность — эта человек, имеющий больше случаев аварий по сравнению с другими операторами, находящимися в аналогичных условиях. Это утверждение оказывается неправильным, если данные статистического анализа не подтверждают наличие у людей, определенных как «аварийные», большего числа неудач по сравнению с контрольной группой [10]. Выявление аварийных людей не является продуктивным способом уменьшения количества ошибок. Наиболее передовые специалисты по безопасности производства утверждают, что поиск аварийных людей экономически менее эффективен, чем улучшение условий труда и ликвидация возможности создания аварийных рабочих ситуаций.

8.3.2, Факторы, определяющие работоспособность

Суэйн [11] ввел термин «фактор, определяющий работоспособность» (ФОР), для характеристики любых факторов, влияющих на работоспособность человека. В этой главе рассматриваются только те ФОР. которые сказываются на надежности человека. Внешними ФОР являются не зависящие от индивидуума факторы, привнесенные окружающей средой или условиями задания. Ниже перечислены задачи и характеристики оборудования (т.е. ФОР), которые приводят к увеличению ошибок, совершаемых рабочими на производстве [12]:

1. Неадекватные рабочее пространство и размещение оборудования. При выполнении работ, требующих особой точности, необходима соответствующая организация рабочего пространства. Если детали разложены не в порядке их использования, опасность выбора не той детали возрастает. Неудобное рабочее место ведет к утомляемости и снижению производительности, что увеличивает ошибки.

2. Плохие условия окружающей среды. Плохое освещение затрудняет выполнение мелких механических работ (например, распайку мелких деталей на электронной печатной плате). Высокие температура и уровень шума ослабляют мотивы деятельности и уровни усилий и увеличивают количество ошибок.

3. Неадекватная с точки зрения инженерной психологии конструкция. Плохо сконструированные панели управления, механизмы и контрольно-измерительное оборудование ведет к возникновению ошибок в выборе и последовательности действий. Большинство водителей автомобилей путают включение «дворников» и передних фар из-за сходства выключателей.

Ошибки человека и его надежность

4. Недостаточная профессиональная подготовка и несовершенная эксплуатационная документация. Рабочие, не имеющие достаточного опыта или недостаточно информированные, совершают больше ошибок при выполнении нового вида работ. Плохо написанные инструкции по управлению и эксплуатации порождают неуверенность и ошибки в действиях оператора.

5. Плохой контроль. Если контролеры не обеспечивают рабо-чнх-новичков информационной обратной связью, они могут не внать о совершенных ими ошибках и путях исправления неправильных методов работы. Плохой контроль может привести также к ослаблению мотивации у рабочих и перегруженности персонала из-за нарушения графиков работы.

Внутренние ФОР связаны с индивидуальными качествами оператора: мастерством, способностями, отношением к своему труду. Однако при соответствующей подготовке влияние внутренних ФОР на надежность человека в целом меньше, чем внешних ФОР. Такое соотношение между внутренними и внешними ФОР является благоприятным, так как внешние ФОР почти полностью контролируются администрацией предприятия и при необходимости могут быть улучшены. Несколько примеров внутренних ФОР приведено в табл. 8.1.

Таблица 8.1. Примеры внутренних ФОР

Профессиональная подготовка/опыт Знание задачи

Уровень мастерства Социальные факторы

Умственные способности Физическое состояние

Мотивация/отношение Пол

Эмоциональное состояние Сила/выносливость

Способности восприятия Уровень стресса

Стресс (весьма важный внутренний ФОР)—это физиологическая и психологическая реакция организма на внешний или внутренний раздражитель. Если требования задачи не адекватны способностям исполнителя, результат обычно страдает из-за чрезмерной сложности задачи (психологического стрессора). Влияние разных уровней стресса на деятельность человека не одинаково. Стресс на очень низком уровне недостаточен, чтобы заставить человека сосредоточиться на качественном выполнении работы. Точно так же при слишком высоком уровне стресса качество работы ухудшается из-за слишком сильного или слишком длительного действия стрессора. Между высоким и низким уровнями стресса находится уровень, называемый оптимальным, который не затрудняет выполнение рабочих заданий и изменяется в зависимости от сложности задачи и других факторов [13, 14]. Сильный стресс может увеличить вероятность ошибки

Профессиональная подготовка/опыт Уровень мастерства Умственные способности Мотивация/отношение Эмоциональное состояние Способности восприятия

Знание задачи Социальные факторы Физическое состояние Пол Сила/выносливость Уровень стресса

370 Глава 8

Таблица 8.2. Влияние стресса и опыта на выполнение типовых заданий

	Увеличение	вероятности ошибки
Уровень стресса	мастер	новичок
Очень низкий Оптимальный Сравнительно высокийОчень высокий	Х2 XI Х2 Х5	Х2 XI Х4 хю

в два — пять раз [6], а особо высокие уровни стресса способны привести к еще более худшим результатам.

Другой внутренний ФОР, оказывающий значительное влияние на выполнение задания, — это опыт. Практические навыки и умение, приобретенные во время обучения и при работе на производстве, уменьшают количество ошибок. Для достижения эквивалентного уровня профессионализма при выполнении различных работ и заданий необходим различный объем и уровень подготовки. Можно сравнить, например, умение, необходимое для погрузки багажа в самолеты, и умение, необходимое пилоту гражданской авиации. В качестве первого приближения и для упрощения модели человеческой деятельности Суэйн выбрал только два уровня мастерства. Один из них — «новичок», т.е. такой оператор, который не приобрел еще знаний и умений, необходимых для эффективного и качественного выполнения работы, другой — «мастер», или оператор, который обладает всеми необходимыми знаниями.

Стресс и неопытность — настолько сильные внутренние ФОР, что их сочетание может увеличить в 10 раз вероятность ошибки человека. В табл. 8.2 приведена модель Суэйна, демонстрирующая влияние стресса и опыта на вероятность ошибки при выполнении типовых заданий.

8.3.3. Сложность задачи

Задачи различаются по затратам умственной энергии, необходимой для их выполнения. Простые задания (например, подметание пола) требуют очень мало умственных усилий, в то время как такие сложные задачи, как нейрохирургическая операция, требуют значительно больших затрат. Люди способны приобретать очень сложные навыки и характеризуются большими индивидуальными различиями в таких внутренних ФОР, как интеллектуальность и эмоциональное состояние. Тем не менее в целом люди обладают сходными пределами работоспособности и методами обработки информации. Психологи-экспери-

Ошибки человека и его надежность

ментаторы подтверждают этот факт и публикуют свои наблюдения с конца 1800 г. Общие для всех пределы возможностей объясняют то обостоятельство, что люди допускают больше ошибок при решении более сложных задач.

С пределами памяти сталкивался каждый, кто сдавал экзамен по истории или пытался запомнить новый 10-значный номер телефона. Ввиду ограниченности долговременной памяти исторические факты забываются спустя несколько дней или недель после экзамена, а непостоянство кратковременной памяти часто приводит к тому, что мы забываем номер телефона прежде, чем успеем набрать его до конца (более детально характеристики памяти обсуждаются в гл. 7).

Знания и навыки, необходимые для мастерского выполнения работы, сохраняются в течение долгого времени после окончания обучения. Рабочие обычно не испытывают затруднений в сохранении уровня мастерства во время отпуска или при чередовании смен на работе. Правда, качество выполнения производственных заданий, в которых несколько элементов должно быть выполнено в необычной последовательности, сильно страдает из-за ограниченных возможностей памяти. Чтобы помочь людям усвоить все элементы задания и правильный порядок их выполнения, разработаны письменные инструкции и подробные контрольные листы. По расчетам Суэйна и Гуттманиа [6], при наличии письменных инструкций вероятность пропуска оператором ядерной силовой установки одного задания из пяти понижается более чем в 100 раз по сравнению с использованием одних только устных инструкций. Наличие руководства с указаниями но контролю понижает вероятность ошибки дополнительно еще в три раза.

Оценка состояния системы и определение причин ее отказа— сложная задача. Обычно чем сложнее система, тем сложнее определить причину ее выхода из строя. Специально подготовленные инженеры, операторы и техники при поисках причин отказа используют свои знания системы, данные о ее состоянии и логический анализ. Часто последовательное исключение потенциальных причин отказа позволяет провести правильную диагностику. Для успешной диагностики сложных систем требуются большие затраты сил и времени. Если время поиска неисправности жестко ограничено, то вероятность ошибочной диагностики значительно возрастает. Суэйн разработал модель, которая демонстрирует зависимость вероятности ошибочной диагностики от времени, прошедшего с момента обнаружения аномального влияния на контрольном пульте ядерной силовой установки. Вероятность неправильной диагностики уменьшается от 1 в начальный момент до 0,1 через 10 мин и до 0,0001 через 1 ч (рис. 8.1).