ОШИБКИ ЧЕЛОВЕКА И ЕГО НАДЕЖНОСТЬ

Д. Миллер, А. Суэйн^Х)

8.1. Введение

Значение совершаемой человеком ошибки зависит от ее социального и экономического последствия. Забытая почтовая марка может задержать доставку корреспонденции, а невыполненные меры предосторожности могут повлечь за собой катастрофу гигантского реактивного аэробуса. Психологические корни этих двух ошибок могут быть очень сходны, однако именно ошибки второго вида особенно тщательно изучаются, и для такого рода случаев разрабатываются меры предосторожности. 70% всех авиакатастроф, изученных за последние годы Национальной службой безопасности на транспорте, характеризовались как «ошибки пилота». Аналогичная статистика доминирует в специальных публикациях. Эта широкая категория ошибок включает все — от ненадежного ручного управления до неадекватного планирования полета. Исключаются только те случаи, которые связаны со сбоями в работе механизмов или электроники либо вызваны внезапным" ухудшением метеоусловий (волей Бога). Почему же эта статистика так велика? Потому что по мере своего развития система обеспечения безопасности полетов становилась все более надежной. Неотвратимое действие гравитации повлекло за собой производство' высоконадежных машин, частые проверки и точное выполнение правил эксплуатации. Так как люди несут главную ответственность за связь, контроль за полетом, прием решений, управление транспортом, их ошибки преобладают в статистических данных. По мере совершенствования системы число отказов, связанных с надежностью оборудования, уменьшается. Однако общее число отказов растет в связи с увеличивающимся числом ошибок человека-оператора. Таким образом, если мы намерены совершенствовать рассмотренные сравнительно надежные системы, нам следует сосредоточиться на устранении ошибок оператора.

Цель этой главы — помочь читателю понять, как ошибки оператора могут изменить режим работы системы, как проана-

'■> D. P. Miller, Д. D. Swain, Sandia National laboratories, Albuquerque, New Mexico

Ошибки человека и его надежность

лизировать производственные ситуации и задачи с учетом потенциальной возможности ошибок оператора и как могут быть модифицированы характеристики оборудования или рабочие задания для уменьшения вероятности ошибки оператора. В задачи этой главы не входит рассмотрение психологических теорий, а также процессов, влекущих за собой ошибки. В работе [1] проводится более подробное обсуждение этой темы. Глава не содержит также широкого и систематического обзора литературы последних лет, касающейся ошибок человека и его надежности. Такой обзор сделан в работе [2].

Следующие разделы посвящены изучению природы ошибок человека как на психологическом, так и на системном уровнях. Приведены различные классификации ошибок и влияние факторов, формирующих деятельность человека, на вероятность ошибки. Определено понятие анализа надежности человека-оператора и представлены некоторые методики этого анализа. Последний раздел посвящен стратегиям уменьшения ошибок человека.

S.2. Что такое ошибка человека?

8.2.1. Системный контекст

Прежде чем осознать взаимозависимость ошибки человека и работы системы, следует определить, что же такое ошибка человека-оператора. Согласно работе [3], ошибка оператора — это любое конкретное действие человека в процессе его деятельности, которое выходит за некоторые допустимые границы, т.е. превышает допуск, границы которого определены режимами работы системы. Большинство ошибок — это непреднамеренные действия, неадекватные данной ситуации. Существуют также умышленные ошибки. Это касается тех случаев, когда оператор выполняет неверные действия, расценивая их как верные или наиболее подходящие. Случаи вредительства, влекущие за собой повреждение системы, в данном контексте не рассматриваются как ошибки.

Однако не все ошибки человека ведут к повреждению системы. Ошибка может быть исправлена прежде, чем окажет нежелательное действие на систему. Такой восстановительный фактор может быть результатом избытка операторов (например, когда кто-то контролирует действия оператора) либо способности самой системы обнаружить ошибку до возникновения нежелательных последствий. Ошибки оператора могут изучаться независимо от их последствий для системы, и эта независимость помогает анализировать их. Факторы, которые увеличивают или уменьшают вероятность успешного выполнения задания, могут

362 Глава 8

быть изучены на исполнительном уровне. Мы также можем рассматривать сходные задачи при сходных условиях и делать заключения по поводу вероятности ошибки. С другой стороны, данная постановка вопроса во взаимосвязи с другими задачами функционирования системы определяет значение этой ошибки с точки зрения влияния на работу системы.

Надежность — антитеза вероятности ошибки. Это вероятность отсутствия каких-либо ошибок. Надежность обычно определяют [4] как вероятность успешного выполнения задания. (В настоящей главе термин «надежность» употребляется в смысле вероятности прэвильно или удовлетворительно выполненного задания. Здесь не подразумевается психологическая трактовка, обозначающая логичность и повторяемость действий человека.) В работе [б] надежность человека определена следующим образом: «Вероятность, что работа или задача будет успешно выполнена персоналом на любом требуемом уровне работы системы в течение требуемого промежутка времени (если имеется ограничение по времени)». В работе [6] надежность человека-оператора определена как «вероятность того, что оператор (1) правильно выполнит некоторые обусловленные системой действия за определенный период времени (если время — ограничивающий фактор) и (2) не произведет никаких посторонних действий, способных нанести ущерб системе».

Анализ надежности человека-оператора (АНЧ)—это метод, с помощью которого осуществляется оценка надежности человека. Тесно связанная с ним системная характеристика пригодности системы предполагает, что система или ее компонент могут быть использованы, когда потребуется.

Основное понятие вероятности ошибки, используемое в этой главе, — вероятность ошибки человека-оператора (ВОЧ). ВОЧ означает, что поставленная задача выполняется с ошибкой. ВОЧ определяется как отношение количества совершенных ошибок к числу возможных ошибок, или как оценка этого отношения:

ог\ц________ Число ошибок ______,«»

Число возможных ошибок

Знаменатель предоставляет нам возможность обратить внимание на задачу или ее элементы как на объект исследования. Задача — это уровень трудового поведения, который определяет выполнение содержательной трудовой функции, или любая единица поведения, содействующая успешному функционированию системы или достижению поставленных целей. Под элементом задачи мы подразумеваем любую составляющую ее часть или содержащуюся в ней подзадачу. Пример задачи— обработка детали на фрезерном станке. Элементы задачи, способствующие

Ошибки человека и его надежность

ее выполнению, — включение станка, настройка всех его приспособлений, подбор подходящей заготовки для обработки и т.д. К сожалению, знаменатель уравнения (1) часто трудно определить, так как возможности ошибок могут быть скрытыми.

В литературе нет единого мнения об исходном распределении частот ВОЧ для различных людей и условий. Например, авторы работы,[7] считают, что распределение по Вейбуллу наилучшим образом соответствует их данным. В работе [б] сделано предположение, что распределение является логарифмически-нормальным. Когда речь идет о работе опытных операторов, разумно предположить, что большая часть частот ВОЧ будет располагаться в начале распределения ошибок. Несмотря на отсутствие статистических данных, подтверждающих это предположение, большинство данных о деятельности человека-оператора (например, времена реакции) указывает на преобладание логарифмически-нормального или подобного ему распределения. В работе [71] показано, что в известных пределах распределение времени выполнения задачи не имеет существенного значения.

Любая оценка ВОЧ связана с неопределенностью. Неопределенность, о которой идет речь в настоящей главе, связана с сочетанием неполного знания и стохастической изменчивости. Поскольку рассматриваемые вероятности ошибки человека являются обычно оценками деятельности, основанными на некоторых данных и суждениях, то в этом случае неопределенность касается ожидаемого наложения величин ВОЧ на исходное распределение, а не является неопределенностью в смысле доверительных интервалов. Когда вероятности ошибки человека относятся к задачам нли их элементам в качестве оценок деятельности оператора, они выражаются в виде точечных оценок и в виде интервалов неопределенности (ИН); В диапазон между верхним и нижним интервалами неопределенности попадает по крайней мере 90% истинных значений ВОЧ, определенных для рассматриваемой задачи или деятельности [6]. Большая неопределенность, связанная с определяемыми ВОЧ и сложной исходной информацией, делает предполагаемое основное распределение менее важным.

8.2.2. Виды ошибок человека-оператора

Существует несколько способов классификации ошибок человека-оператора. В системном контексте первостепенный интерес представляют те ошибки, которые характеризуют неверное входное воздействие на систему. Неправильные входные параметры системы появляются в результате ошибок оператора (его выходных параметров). Если при рассмотрении выходных пара-