Влияние человеческой ошибки на инженерные катастрофы и как ее минимизировать

Человеческая ошибка выступает в качестве одного из наиболее важных факторов, способствующих инженерным катастрофам на протяжении всей истории. От катастрофической аварии на Чернобыльской АЭС до трагического взрыва космического челнока Challenger человеческие ошибки неоднократно демонстрировали свой потенциал для преобразования рутинных операций в разрушительные неудачи. Понимание глубокого воздействия человеческой ошибки в инженерии и реализация комплексных стратегий по минимизации этого имеет важное значение для повышения безопасности, надежности и производительности во всех инженерных дисциплинах.

Повсеместная роль человеческой ошибки в инженерных катастрофах

Человеческая ошибка является причинным фактором в 80-90% всех неудач, согласно статистике Министерства обороны, подчеркивая подавляющее влияние человеческих факторов на системные сбои. Почти 80% того, что идет не так, можно отнести к проблемам людей, с проблемами, связанными с процедурами и обучением, ответственными за почти 40% сбоев в производственных и инженерных средах.

Человеческие ошибки могут проявляться на любом этапе инженерного процесса, от первоначальной концептуализации и проектирования до строительства, эксплуатации и обслуживания. Эти ошибки могут быть вызваны различными источниками, включая усталость, недопонимание, неадекватную подготовку, плохое суждение, процессуальные нарушения или простой надзор. Когда такие ошибки остаются незамеченными или не исправленными, они могут каскадироваться через несколько системных слоев, что в конечном итоге приводит к катастрофическим сбоям с разрушительными последствиями для жизни человека, имущества и окружающей среды.

Ни один шаг в жизненном цикле процесса не обходится без участия человека, и, основываясь на человеческой природе, человеческий провал или ошибка являются данностью и будут возникать во всех частях жизненного цикла процесса. Эта реальность подчеркивает критическую важность проектирования систем, процедур и организационных структур, которые объясняют человеческую ошибочность, а не предполагают идеальную человеческую производительность.

Историческая инженерия катастроф, вызванных человеческой ошибкой

Изучение конкретных бедствий дает ценную информацию о том, как человеческая ошибка способствует инженерным сбоям и какие уроки можно извлечь для предотвращения будущих трагедий.

Чернобыльская ядерная катастрофа

Во время ночного испытания на безопасность 26 апреля 1986 года реактор пережил внезапный скачок мощности, приведший к серии взрывов, уничтоживших ядро реактора, вызванных сочетанием дефектов конструкции реактора и ошибок оператора во время испытания, в том числе отключением систем безопасности.Катастрофа Чернобыльской АЭС произошла в результате недостатков конструкции, ошибок оператора и отсутствия систем безопасности, показав, как множественные человеческие сбои на разных организационных уровнях могут объединиться, чтобы дать катастрофические результаты.

Катастрофа убила десятки немедленно и вызвала долгосрочные последствия для здоровья миллионов из-за радиационного облучения.Инцидент коренным образом изменил подход ядерной промышленности к протоколам безопасности, обучению операторов и проектированию системы, подчеркнув необходимость отказоустойчивых механизмов, которые предотвращают человеческие ошибки от катастрофических сбоев.

Взрыв космического челнока Challenger

Шаттл Challenger взорвался через 73 секунды после старта, в результате чего погибли все семь членов экипажа, что восходит к отказу уплотнителя O-кольца в одной из твердотопливных ракетных ускорителей шаттла, что усугублялось холодными погодными условиями, однако технический сбой усугублялся критическими человеческими ошибками в принятии решений и коммуникации.

Инженеры Morton Thiokol предупреждали, что уплотнения с кольцами в твердотопливных ракетных ускорителях могут потерпеть неудачу в холодную погоду, но руководство НАСА проигнорировало эти опасения из-за давления графика, а температура в то утро была значительно ниже безопасного диапазона работы уплотнений. Эта катастрофа иллюстрирует, как организационное давление, плохая связь между инженерами и руководством и некорректные процессы принятия решений могут переопределить техническую экспертизу со смертельными последствиями.

Трагедия Бхопалского газа

Трагедия с газом в Бхопале произошла 2-3 декабря 1984 года, когда пестицидный завод, принадлежащий корпорации Union Carbide, просочился в окружающие жилые районы Бхопала, Индия, из-за сочетания факторов, включая плохое обслуживание, неадекватные меры безопасности и ряд процедурных и эксплуатационных ошибок.Это бедствие немедленно убило тысячи и оставило сотни тысяч людей, страдающих от долгосрочных последствий для здоровья.

Утечка газа на заводе Union Carbide в Бхопале убила тысячи и ранила еще многих, при этом в качестве ключевых факторов были плохая безопасность завода, отказ оборудования и неадекватное реагирование на чрезвычайные ситуации.Трагедия демонстрирует, как системные человеческие сбои в обслуживании, протоколах безопасности и готовности к чрезвычайным ситуациям могут сочетаться с техническими недостатками для создания одной из худших промышленных катастроф в истории.

Марсианский климатический орбитальный аппарат теряет

Основной причиной насильственной гибели орбитального аппарата стало то, что одна часть наземного программного обеспечения, поставляемого Lockheed Martin, дала результаты в обычном подразделении США, вопреки спецификации программного интерфейса, в то время как вторая система, поставляемая НАСА, ожидала, что эти результаты будут в блоках SI. Этот сбой в размере 125 миллионов долларов США был вызван простой ошибкой преобразования блока, которая осталась незамеченной в ходе нескольких процессов обзора, подчеркнув, как сбои связи и неадекватные процедуры проверки могут привести к критически важным ошибкам.

Hyatt Regency Walkway обвалился

В Канзас-Сити, США, во время мероприятия из-за изменений в дизайне и строительстве рухнула проезжая часть отеля. Катастрофа унесла жизни 114 человек и ранила более 200, когда подвесные дорожки в атриуме отеля рухнули во время переполненного мероприятия. Провал произошел в результате изменения дизайна, которое удвоило нагрузку на критические соединения, модификации, которая никогда не была должным образом рассмотрена или одобрена первоначальным инженером-строителем. Эта трагедия подчеркивает важность надлежащих процессов инженерного обзора и опасности несанкционированных модификаций дизайна.

Мост Такомы Нэрроуз рухнул

Мост Такома Нэрроуз в штате Вашингтон открылся 1 июля 1940 года и рухнул всего через четыре месяца 7 ноября, когда инженеры проигнорировали испытания аэродинамической трубы и отбросили опасения по поводу необычных движений моста, а узкая конструкция моста и твердые стороны создали идеальные условия для аэродинамической нестабильности.Этот провал произвел революцию в проектировании моста, продемонстрировав критическую важность рассмотрения аэродинамических сил в конструкции подвесного моста.

Boeing 737 MAX потерпел крушение

Два трагических крушения Boeing 737 Max в течение пятимесячного периода в 2018-2019 годах в конечном итоге вынудили заземлить весь мировой флот, причем следователи приписывали крушения ошибочной системе увеличения характеристик маневрирования, которая опиралась на один датчик без адекватного резервирования, что усугублялось недостаточной подготовкой пилотов. Неудача показала, как коммерческое давление для ускорения разработки и снижения затрат может поставить под угрозу критически важные системы безопасности, что приводит к 346 смертельным случаям и потерям в миллиарды долларов.

Понимание типов и категорий человеческих ошибок

Для эффективного устранения человеческих ошибок в инженерии важно понимать различные типы ошибок, которые могут произойти, и основные механизмы, которые их производят.

Скольжения и скольжения

Проскальзывания — это ошибки в исполнении, когда намерение правильное, но выполняемое действие неправильное. Они обычно происходят во время рутинных автоматических задач, когда внимание отвлекается. Например, оператор может повернуть неправильный клапан или нажать неправильную кнопку, несмотря на знание правильной процедуры.

Пробелы — это сбои в памяти, когда шаги в процедуре забываются или опускаются.Ошибка состояния провала происходит, когда оператор думает о чем-то другом, с эффектом мечтания, приводящим к снижению осведомленности о выполняемой работе, в результате чего оператор добавляет неправильную или опускает ключевую часть, движение или движение без осознания состояния.

Ошибки и ошибочные суждения

Ошибки возникают, когда сам план или намерение несовершенны, даже если выполнены правильно. Эти ошибки проистекают из неадекватных знаний, неправильных ментальных моделей или ошибочных рассуждений. Инженеры могут делать ошибки в расчетах, неправильно интерпретировать данные или применять неадекватные стандарты проектирования, основанные на неправильных предположениях о поведении системы или условиях эксплуатации.

Ошибки связаны с ошибками в оценке или принятии решений, такими как недооценка рисков, переоценка возможностей или принятие неправильных решений под давлением времени или неопределенностью. Эти ошибки особенно опасны в инженерных условиях, когда сложные системы требуют точной оценки рисков и обоснованного профессионального суждения.

Нарушения процедур

Человеческая ошибка — это непреднамеренное действие или решение, тогда как нарушения преднамеренно — преднамеренно делают неправильные вещи. Нарушения происходят, когда люди сознательно отклоняются от установленных процедур, правил или правил. Хотя некоторые нарушения могут быть благими намерениями, направленными на повышение эффективности, они обходят меры безопасности, предназначенные для предотвращения ошибок и могут привести к катастрофическим последствиям.

Нарушения могут быть рутинными (обычные ярлыки, которые становятся нормализованными), ситуационными (ответы на конкретные обстоятельства, такие как давление времени или неадекватные ресурсы) или исключительными (редкие отклонения в необычных ситуациях). Понимание того, почему происходят нарушения, имеет решающее значение для разработки эффективных стратегий профилактики.

Коммуникационные сбои

Инженерия — это точная дисциплина, требующая общения между разработчиками проектов, и несколько форм недопонимания могут привести к ошибочному дизайну.Сбои связи представляют собой особенно коварную категорию человеческой ошибки, потому что они могут возникать между отдельными людьми, командами, отделами или организациями, умножая их потенциальное влияние.

Инженерные катастрофы могут быть результатом недопонимания, в том числе неудачи с леви в Большом Новом Орлеане в 2005 году во время урагана Катрина, катастрофа космического челнока Колумбия и обрушение пешеходной дорожки Hyatt Regency, которые могут включать в себя неясные инструкции, неоднозначные спецификации, неадекватную документацию, языковые барьеры или сбои в передаче информации между проектированием, строительством и эксплуатацией.

Коренные причины и факторы, способствующие человеческой ошибке

Человеческие ошибки редко происходят изолированно, они обычно являются результатом сложного взаимодействия между индивидуальными, организационными и экологическими факторами, которые создают условия, способствующие ошибкам.

Усталость и рабочая нагрузка

Усталость значительно ухудшает когнитивные функции, способность принимать решения и физическую работоспособность. Лишение сна, длительный рабочий день, сменная работа и нарушения циркадного ритма — все это способствует ошибкам, связанным с усталостью. Инженеры и операторы, работающие в течение длительного времени или нерегулярные графики, сталкиваются с повышенным риском совершения критических ошибок.

Чрезмерная рабочая нагрузка, будь то из-за недоукомплектования штатов, сжатых сроков или сложных задач, может перегрузить когнитивные способности и привести к ошибкам.Наоборот, недостаточная рабочая нагрузка может привести к самоуспокоенности и снижению бдительности, а также увеличению вероятности ошибок.

Неадекватная подготовка и опыт

Недостаточная подготовка оставляет персонал неподготовленным к выполнению обычных операций, не говоря уже о ненормальных или чрезвычайных ситуациях. Отсутствие опыта означает, что люди могут не распознавать предупреждающие знаки, могут неправильно интерпретировать поведение системы или могут не иметь практических знаний, необходимых для эффективного реагирования на неожиданные ситуации.

Программы обучения должны выходить за рамки теоретических знаний, чтобы включать практическую практику, основанное на сценариях обучение и регулярные курсы повышения квалификации, которые поддерживают компетентность и адаптируются к развивающимся технологиям и процедурам.

Плохой дизайн и эргономика

Системы, разработанные без адекватного учета человеческих факторов, создают возможности для ошибок.Сбивающие с толку схемы управления, неоднозначные дисплеи, похожие на них компоненты, неадекватная маркировка и плохой дизайн рабочего пространства увеличивают вероятность ошибок.

Инженерия человеческих факторов - это дисциплина, которая учитывает сильные стороны и ограничения человека при проектировании интерактивных систем, в которых участвуют люди, инструменты и технологии, а также рабочая среда для обеспечения безопасности, эффективности и простоты использования.Применение этих принципов во время проектирования может предотвратить многие ошибки до их возникновения.

Организационные и управленческие факторы

Организационная культура, приоритеты управления и решения о распределении ресурсов создают контекст, в котором работают люди. Организации, которые отдают приоритет производству над безопасностью, не предоставляют адекватных ресурсов или создают чрезмерное давление времени, создают условия, способствующие ошибкам.

Плохая культура безопасности, неадекватный надзор, нечеткие обязанности и неспособность учиться на предыдущих инцидентах способствуют увеличению количества ошибок.Решения руководства об уровне персонала, бюджетах обучения, графиках технического обслуживания и процессах контроля качества непосредственно влияют на вероятность человеческой ошибки.

Условия окружающей среды

Физические факторы окружающей среды, такие как экстремальные температуры, плохое освещение, чрезмерный шум, вибрация и качество воздуха, могут ухудшить работу человека.Эти условия влияют на концентрацию, физическую ловкость, сенсорное восприятие и общую когнитивную функцию, увеличивая вероятность ошибок.

Человеческие ошибки могут возникать во всех видах деятельности человека в организации на управленческом, концептуальном или техническом уровнях, и факторы, которые могут повлиять на надежность тех людей, принимающих решения, включают качество их образования, их опыт работы со стрессом, нагрузкой, усталостью, эргономикой на рабочем месте, рабочим временем, социальным климатом и частными вопросами.

Стресс и психологические факторы

Стресс, будь то давление времени, ситуации с высокими ставками, межличностные конфликты или личные проблемы, значительно ухудшает суждение и производительность.Тревога может сузить внимание, уменьшить объем рабочей памяти и привести к преждевременным или импульсивным решениям.

Самодовольство, самоуверенность и нормализация отклонений представляют собой психологические факторы, которые могут привести к ошибкам.Когда системы успешно работают, несмотря на незначительные нарушения или ярлыки, люди могут стать нечувствительными к риску и продолжать небезопасную практику до тех пор, пока не произойдет критический сбой.

Швейцарский сыр как причина несчастного случая

Модель швейцарского сыра, разработанная Джеймсом Разумом, обеспечивает мощную основу для понимания того, как человеческие ошибки приводят к катастрофам.Эта модель концептуализирует организационные системы как несколько защитных слоев, каждый из которых представлен как ломтик швейцарского сыра с дырками, представляющими слабости или неудачи.

В этой модели человеческие ошибки считаются управляемым риском, и если ошибка происходит на определенном уровне внутри организации и не обнаруживается и не устраняется на другом уровне, это может привести к критической ситуации.Аварии происходят, когда отверстия в нескольких слоях выравниваются, позволяя опасности пройти через все защитные барьеры.

Модель проводит различие между активными сбоями (небезопасными действиями, совершаемыми людьми, находящимися в непосредственном контакте с системой) и латентными условиями (патогенными микроорганизмами-резидентами в рамках системы, созданной организационными и управленческими решениями). Понимание этого различия имеет решающее значение, поскольку устранение только активных сбоев без исправления основных латентных условий не предотвратит будущие катастрофы.

Эффективные системы безопасности требуют нескольких независимых уровней защиты, регулярной оценки и укрепления этих барьеров, а также организационной приверженности выявлению и исправлению скрытых условий до того, как они будут способствовать несчастным случаям.

Анализ и методы оценки человеческой надежности

Анализ надежности человека (HRA) обеспечивает систематические методы для выявления, анализа и количественной оценки вероятности человеческих ошибок в сложных системах. Эти методы позволяют инженерам активно оценивать риски человеческих ошибок и внедрять соответствующие меры предосторожности.

Метод прогнозирования частоты ошибок человека (THERP)

Методика прогнозирования частоты ошибок человека используется в Оценке надежности человека для оценки вероятности ошибок человека, возникающих в ходе выполнения задачи, и из такого анализа могут быть приняты некоторые корректирующие меры для снижения вероятности ошибок, происходящих в системе, с общей целью применения и документирования вероятностных методологических анализов для повышения безопасности.

ТЕОРП предполагает разбиение сложных задач на отдельные этапы, присвоение вероятностей ошибок каждому этапу на основе эмпирических данных и экспертных суждений, а также построение деревьев событий для расчета общих вероятностей отказов. Такой систематический подход позволяет проводить количественную оценку рисков и помогает расставить приоритеты в усилиях по снижению ошибок.

Факторы формирования производительности

Факторы формирования производительности существуют на индивидуальном, рабочем и организационном уровнях, и когда плохое управление может увеличить вероятность ошибки, происходящей на рабочем месте.Эти факторы включают сложность задачи, доступное время, уровни стресса, качество обучения, ясность процедуры, дизайн оборудования, условия окружающей среды и организационную культуру.

Инструменты HRA вычисляют вероятность ошибки для конкретного типа задачи с учетом влияния факторов формирования производительности.Системно оценивая эти факторы, организации могут выявлять конкретные условия, повышающие риск ошибок, и осуществлять целевые вмешательства.

Иерархический анализ задач

Иерархический анализ задач (HTA) разбивает сложные действия на иерархические структуры целей, подцелей и отдельных операций.Это систематическое разложение позволяет детально изучить каждую компоненту задачи, выявить потенциальные точки ошибок и оценить последствия, если ошибки происходят.

HTA обеспечивает основу для многих других методов работы с человеческими факторами и помогает обеспечить всестороннее освещение всех элементов задачи при проведении анализа ошибок или разработке процедур и программ обучения.

Количественная вероятность человеческой ошибки

Человеческая производительность по своей природе ненадежна - люди всегда будут испытывать ошибки, причем лучшие случаи человеческой надежности наблюдаются в показателях ошибок персонала примерно в одном из каждых 100 шагов для рутинных задач, основанных на процедурах, и один из каждых десяти шагов для более сложной нестандартной работы, такой как диагностика критической тревоги и ответ.

Понимание этих базовых коэффициентов ошибок помогает инженерам проектировать системы с соответствующими механизмами резервирования, проверки и восстановления ошибок.Количественные методы HRA объединяют эти базовые показатели с оценками факторов, формирующими производительность, для получения реалистичных оценок вероятности ошибок для конкретных ситуаций.

Комплексные стратегии минимизации человеческих ошибок в инженерии

Для уменьшения человеческих ошибок необходим многогранный подход, учитывающий индивидуальные, организационные и системные факторы.Эффективные стратегии сочетают в себе технические решения, процедурные улучшения, повышение квалификации и культурные изменения.

Надежная подготовка и развитие компетенций

Комплексные программы обучения должны выходить за рамки первоначальной квалификации, чтобы включать регулярные курсы повышения квалификации, основанные на сценариях тренировки, упражнения-симуляторы и оценки компетентности. Обучение должно охватывать не только обычные операции, но и ненормальные ситуации, аварийные реакции и обоснование процедур.

Эффективные программы обучения включают в себя принципы обучения взрослых, предоставляют практические возможности практики, используют реалистичные сценарии и включают механизмы обратной связи, которые усиливают правильную производительность и исправляют ошибки. Перекрестное обучение помогает обеспечить адекватное освещение во время отсутствия и обеспечивает более широкое понимание системы.

Программы наставничества, которые объединяют опытный персонал с новыми сотрудниками, облегчают передачу знаний и помогают выработать практическое суждение, которое исходит из опыта. Регулярные оценки компетентности обеспечивают сохранение навыков и определение областей, требующих дополнительной подготовки.

Стандартизированные процедуры и контрольные списки

Хорошо разработанные процедуры обеспечивают четкое, пошаговое руководство, которое уменьшает зависимость от памяти и обеспечивает последовательную работу.Процедуры должны быть написаны четко, организованы логически и проверены с помощью фактического использования перед реализацией.

Контрольные списки служат мощными инструментами предотвращения ошибок, гарантируя, что критические шаги не будут опущены. Авиация продемонстрировала эффективность контрольных списков в сокращении ошибок, и этот подход был успешно принят во многих инженерных дисциплинах. Контрольные списки должны быть краткими, ориентированными на критические элементы и интегрированными в нормальный рабочий процесс.

Процедуры и контрольные списки должны представлять собой живые документы, регулярно пересматриваться и обновляться на основе опыта работы, расследований инцидентов и технологических изменений.

Человеческий дизайн и защита от ошибок

Инженерия человеческих факторов учитывает сильные стороны и ограничения человека в проектировании интерактивных систем с участием людей, инструментов и технологий, а также рабочих сред для обеспечения безопасности, эффективности и простоты использования, уделяя особое внимание тому, как системы работают на практике с реальными и ошибочными людьми в органах управления и пытаясь разработать системы, которые оптимизируют безопасность и минимизируют риск ошибок в сложных средах.

Ошибочность (poka-yoke) включает в себя проектирование систем, которые предотвращают возникновение ошибок или обнаруживают их сразу же, когда они происходят. Примеры включают физические ограничения, которые предотвращают неправильную сборку, блокировки, которые предотвращают небезопасные операции, цветовое кодирование, отличительные формы для различных компонентов и этапы подтверждения критических действий.

Конструкция диспетчерской и рабочего пространства должна следовать эргономичным принципам, с логическими макетами, четкой маркировкой, адекватным освещением, комфортными условиями работы и дисплеями, которые представляют информацию в легко интерпретируемых форматах. Аналогичные элементы управления должны быть сгруппированы вместе, а критические элементы управления должны быть защищены от непреднамеренной активации.

Системы автоматизации и поддержки принятия решений

Автоматизация может уменьшить человеческие ошибки, принимая на себя рутинные, повторяющиеся задачи, которые склонны к промахам и промахам.Однако автоматизация должна быть реализована осторожно, чтобы избежать создания новых возможностей ошибок через путаницу режима, чрезмерную зависимость или деградацию навыков.

Системы поддержки принятия решений могут помочь в принятии решений человеком, предоставляя соответствующую информацию, выполняя расчеты, проверяя на несоответствия и предупреждая операторов об аномальных условиях. Эти системы должны дополнять, а не заменять принятие решений человеком, поддерживая надлежащий человеческий надзор и способность к вмешательству.

Системы сигнализации должны быть разработаны таким образом, чтобы избежать чрезмерного количества операторов с сигнализацией, обеспечивая при этом, чтобы критические условия получали соответствующее внимание.Рационализация сигнализации, расстановка приоритетов и интеллектуальная фильтрация помогают операторам сосредоточиться на наиболее важной информации.

Проверка и независимая проверка

Независимое подтверждение обеспечивает критический уровень безопасности, поскольку второй квалифицированный человек проверяет критически важную работу, прежде чем она повлияет на систему. Этот подход особенно важен для действий с высокой степенью последствий, таких как расчеты проектирования, программный код, техническое обслуживание систем безопасности и оперативные решения со значительными последствиями для безопасности.

Процессы коллегиального обзора, обзоры проектов и проверки качества — все это механизмы проверки, которые могут улавливать ошибки до того, как они приведут к сбоям. Эти процессы должны быть действительно независимыми и проводиться компетентным персоналом с достаточным временем и ресурсами.

Эффективные системы связи

Структурированные протоколы связи уменьшают недоразумения и обеспечивают точную передачу критической информации.Техники, такие как обратная связь / обратная связь слуха, фонетические алфавиты для критической информации, стандартизированная терминология и письменные подтверждения для важных инструкций, повышают надежность связи.

Структурированные процедуры передачи данных, достаточное время перекрытия, письменные журналы и личные брифинги помогают обеспечить непрерывность операций и передачу важной информации.

Системы документирования должны обеспечивать доступность информации, ее актуальность и представление в пригодных для использования форматах.Электронные системы управления документами могут помочь поддерживать контроль версий, отслеживать изменения и обеспечивать доступ персонала к правильной информации.

Программы управления усталостью

Комплексное управление усталостью касается планирования работы, моделей сдвига, требований к отдыху и распределения рабочей нагрузки. Политика должна ограничивать последовательные часы работы, обеспечивать адекватные периоды отдыха и учитывать эффекты циркадного ритма при планировании критических видов деятельности.

Организации должны информировать персонал об эффектах усталости, гигиене сна и личных стратегиях поддержания бдительности. Системы управления рисками усталости используют научные принципы для оценки и смягчения рисков, связанных с усталостью, в операциях, которые не могут устранить нерегулярные часы.

Экологические средства контроля, такие как освещение, регулирование температуры и оборудование для перерывов, помогают персоналу поддерживать бдительность и производительность на протяжении всех своих смен. Управление рабочей нагрузкой обеспечивает надлежащее распределение задач и не перегружает и не недооценивает персонал.

Культура безопасности и организационное обучение

Сильная культура безопасности признает, что человеческая ошибка неизбежна, и фокусируется на создании систем, которые предотвращают ошибки и смягчают их последствия, а не просто обвиняют людей. Эта культура поощряет сообщение об ошибках, почти промахах и проблемах безопасности, не опасаясь наказания.

Принципы справедливой культуры отличают честные ошибки, поведение в группе риска и безрассудное поведение, адекватно реагируя на каждую из них. Такой подход поддерживает подотчетность, признавая, что большинство ошибок являются результатом недостатков системы, а не индивидуальной халатности.

Изучение опыта требует надежных процессов расследования инцидентов, которые выявляют коренные причины и способствующие факторы, а не останавливаются на непосредственных причинах.В ходе расследований следует изучать организационные и системные факторы, а не только отдельные действия, и рекомендации должны учитывать основные условия.

Обмен опытом, накопленным в рамках всей организации и отрасли, помогает предотвратить повторение подобных ошибок. Бюллетени по безопасности, тематические исследования, сценарии обучения, основанные на реальных инцидентах, и отраслевые форумы - все это облегчает передачу знаний.

Регулярные проверки и постоянное совершенствование

Систематические проверки и оценки выявляют скрытые условия и недостатки системы, прежде чем они будут способствовать сбоям. Эти оценки должны изучать процедуры, эффективность обучения, состояние оборудования, организационные факторы и соответствие стандартам.

Мониторинг эффективности с помощью таких показателей, как частота ошибок, частота почти промахов, соблюдение процедур и завершение обучения, помогает выявить тенденции и области, требующие внимания. Ведущие показатели, которые предсказывают потенциальные проблемы, более ценны, чем запаздывающие показатели, которые измеряют сбои только после их возникновения.

Процессы непрерывного совершенствования систематически определяют возможности для улучшения и осуществления изменений. Этот подход признает, что безопасность не является статическим состоянием, но требует постоянных усилий для поддержания и улучшения по мере развития систем, технологий и операционных сред.

Увольнение и оборона в глубине

Многообразие независимых барьеров между опасностями и последствиями гарантирует, что единичные ошибки не приводят к катастрофическим сбоям.Этот подход к защите в глубине обеспечивает уровни защиты, включая физические барьеры, административный контроль и возможности реагирования на чрезвычайные ситуации.

Однако избыточность должна быть действительно независимой, чтобы быть эффективной - сбои в обычном режиме, которые влияют на несколько избыточных систем одновременно, могут победить стратегии избыточности.

Ненадежная конструкция гарантирует, что при возникновении сбоев системы по умолчанию переходят в безопасные состояния, а не в опасные условия. Этот принцип применяется как к проектированию оборудования, так и к процедурному проектированию, построению в пределах безопасности и консервативным предположениям.

Реализация инженерии человеческих факторов на практике

Успешное внедрение принципов человеческого фактора требует системных подходов, интегрированных на протяжении всего жизненного цикла проектирования, от первоначальной концепции до проектирования, строительства, эксплуатации и вывода из эксплуатации.

Ранняя интеграция в дизайн

Если дизайн процесса все еще открыт для изменений, внедрение человеческих факторов более выгодно с финансовой точки зрения для организации, а не ждать, пока не произойдет неудача, чтобы изучить влияние, и смысл в том, чтобы выбрать процесс с наибольшим потенциалом для улучшения как можно раньше.

Рассмотрение человеческих факторов должно начинаться в ходе концептуального проектирования, когда принимаются фундаментальные решения об архитектуре системы, уровнях автоматизации и операционной философии. Ранняя интеграция гораздо более рентабельна, чем модернизация улучшений человеческих факторов после строительства.

В обзорах проектов должны быть четко учтены проблемы, связанные с человеческими факторами, рассмотрены способы взаимодействия персонала с системами, возможные ошибки и способы предотвращения или смягчения ошибок, а участие операторов и обслуживающего персонала в обзорах проектов дает ценную практическую информацию.

Кросс-функциональные команды

При внедрении Human Factors Engineering первым шагом является создание кросс-функциональной команды для обзора процесса, состоящей из эргономиста, операторов, инженеров-производителей, инженеров по качеству и руководителей производства, причем каждый член получил надлежащую подготовку по человеческим факторам и обладает глубокими знаниями процесса, который должен быть рассмотрен.

Различные перспективы помогают выявить проблемы, которые могут быть упущены однородными командами. В том числе персонал, который фактически будет использовать системы, гарантирует, что проекты практичны и удобны для пользователя. Специалисты по человеческим факторам предоставляют опыт применения научных принципов для проектирования и эксплуатационных задач.

Тестирование и валидация

Прототипирование и моделирование позволяют тестировать интерфейсы человека-системы до полной реализации.Использование тестирования с репрезентативными пользователями, выполняющими реалистичные задачи, выявляет проблемы проектирования и проверяет, что системы поддерживают эффективную работу человека.

Подтяжки и тренажеры позволяют проводить обучение и разрабатывать процедуры до того, как появятся реальные системы, а также обеспечивают безопасные условия для тестирования аварийных процедур и изучения поведения системы в ненормальных условиях.

Проверка должна подтверждать, что реализованные системы действительно достигают намеченных целей в области производительности человека. Это включает проверку того, что показатели ошибок соответствуют целевым показателям, процедуры являются подлежащими выполнению, а персонал может эффективно эксплуатировать и обслуживать системы.

Документация и управление знаниями

Комплексная документация по анализу человеческих факторов, проектным решениям и обоснованию поддерживает будущие модификации и помогает поддерживать безопасность на протяжении жизненного цикла системы. Эта документация должна быть доступна и поддерживаться по мере развития систем.

Системы управления знаниями позволяют накапливать и сохранять опыт, извлеченные уроки и передовую практику. По мере того как опытный персонал уходит на пенсию, эти системы помогают предотвратить потерю важнейших организационных знаний.

Нормативно-промышленные стандарты для человеческих факторов

Многочисленные нормативные акты и стандарты касаются человеческих факторов в машиностроении в различных отраслях промышленности. Понимание и соблюдение этих требований имеет важное значение для соблюдения правовых норм и представляет собой отраслевой консенсус в отношении надлежащей практики.

Правительственные правила и рекомендуемые отраслевые практики сосредоточили внимание на человеческих факторах, с помощью стандарта OSHA PSM, правила RMP EPA, рекомендуемой практики API для программ управления безопасностью окружающей среды и других передовых отраслевых инженерных практик, направленных на эту тему.

Ядерная, авиационная, химическая и другие отрасли промышленности, представляющие опасность, разработали подробные требования к человеческим факторам на основе многолетнего опыта работы и исследований. Эти стандарты обеспечивают ценное руководство даже для отраслей без конкретных нормативных требований.

Международные стандарты, такие как публикации ИСО и МЭК, обеспечивают глобально признанные рамки для решения человеческих факторов в проектировании и операциях. Профессиональные инженерные общества публикуют рекомендуемые практики и руководящие принципы, которые представляют собой современные передовые практики.

Будущее предотвращения ошибок человека в инженерии

Новые технологии и развивающееся понимание производительности человека продолжают расширять возможности для предотвращения и смягчения человеческих ошибок в инженерных системах.

Продвинутая аналитика и прогнозные системы

Аналитика больших данных и машинное обучение позволяют идентифицировать закономерности и предшественники ошибок, которые могут быть не очевидны с помощью традиционного анализа.Прогнозирующие системы могут предупреждать организации об условиях, связанных с повышенным риском ошибок, что позволяет проводить активные вмешательства.

Носимые технологии и физиологический мониторинг могут в конечном итоге обеспечить оценку состояния оператора в режиме реального времени, обнаруживая усталость, стресс или отвлечение внимания, прежде чем они приведут к ошибкам. Однако такие технологии поднимают вопросы конфиденциальности и этических соображений, которые необходимо тщательно решать.

Виртуальная и дополненная реальность

Виртуальная реальность обеспечивает иммерсивные среды обучения, которые могут безопасно и экономически эффективно имитировать редкие или опасные ситуации.Дополненная реальность может обеспечить наложение информации в реальном времени во время реальных операций, снижая требования к памяти и поддерживая сложные процедуры.

Эти технологии позволяют более эффективно обучать, улучшать поддержку процедур и повышать ситуационную осведомленность. По мере того, как они созревают и становятся более доступными, они, вероятно, станут стандартными инструментами для предотвращения ошибок.

Искусственный интеллект и когнитивные помощники

Системы ИИ могут служить когнитивными помощниками, которые контролируют операции, выявляют аномалии, предлагают действия и ловят ошибки. Эти системы могут обрабатывать огромные объемы данных, выходящие далеко за рамки человеческих возможностей, и сохранять бдительность без усталости.

Однако ИИ ставит новые задачи, включая обеспечение прозрачности принятия решений ИИ, поддержание надлежащего человеческого надзора, предотвращение чрезмерной зависимости и управление переходом по мере развития возможностей ИИ. Взаимосвязь между принятием решений человеком и ИИ потребует тщательного проектирования для оптимизации общей производительности системы.

Инженерная устойчивость

Инженерия устойчивости представляет собой эволюцию за пределами традиционной профилактики ошибок, фокусируясь на том, как системы и организации адаптируются к переменчивости, неожиданным ситуациям и изменяющимся условиям. Вместо того, чтобы пытаться устранить все ошибки, инженерия устойчивости стремится построить системы, которые могут поглощать ошибки и изящно восстанавливаться.

Этот подход признает, что сложные системы работают в динамических средах, где невозможно идеальное прогнозирование и управление.Построение адаптивной способности, поддержание маржи и развитие гибких возможностей реагирования становятся столь же важными, как и предотвращение конкретных ошибок.

Тематические исследования: успешные программы по уменьшению человеческих ошибок

Изучение успешных программ дает практическое понимание эффективного внедрения стратегий снижения ошибок человека в различных отраслях и контекстах.

Трансформация авиационной промышленности

Коммерческая авиация добилась значительных улучшений в области безопасности благодаря систематическому применению принципов управления человеческими факторами. Обучение управлению ресурсами экипажа, стандартизированные процедуры, всеобъемлющие контрольные списки, передовые конструкции кабины пилотов и надежные системы отчетности о происшествиях резко снизили показатели аварийности.

Успех авиационной промышленности демонстрирует ценность обучения на инцидентах, обмена информацией между организациями, поддержания высоких стандартов обучения и постоянного совершенствования на основе оперативного опыта. Эти уроки применимы по всем инженерным дисциплинам.

Безопасность ядерной промышленности Культура

После крупных аварий ядерная промышленность разработала комплексные программы по человеческим факторам, касающиеся обучения, процедур, проектирования диспетчерской, организационных факторов и культуры безопасности. программы Института операций в ядерной энергетике (INPO) облегчают общеотраслевое обучение и поддерживают высокие стандарты.

Акцент ядерной промышленности на подходе к вопросам, консервативном принятии решений и строгом анализе обеспечивает ценные модели для других отраслей с высокой степенью опасности. Их опыт показывает, что устойчивая приверженность управлению и отраслевое сотрудничество имеют важное значение для поддержания показателей безопасности.

Уменьшение ошибок в здравоохранении

В здравоохранении внедрено множество методов снижения ошибок в инженерных и авиационных системах, включая контрольные списки, стандартизированные протоколы, системы отчетности об ошибках и проектирование медицинских устройств и медицинских учреждений с учетом человеческих факторов. Эти усилия позволили уменьшить количество медицинских ошибок и повысить безопасность пациентов.

Опыт здравоохранения иллюстрирует как проблемы изменения устоявшихся культур, так и преимущества систематических подходов к снижению ошибок. Межотраслевое обучение продолжает расширять возможности по предотвращению ошибок во всех областях.

Измерение и демонстрация эффективности программы «Человеческие факторы»

Для демонстрации ценности программ по изучению человеческих факторов требуются соответствующие метрики и методы оценки, которые учитывают как опережающие, так и отстающие показатели эффективности.

Ведущие показатели, такие как показатели завершения обучения, соблюдение процедур, частота сообщений о почти неисправности и результаты обследования культуры безопасности, обеспечивают раннее предупреждение о потенциальных проблемах. Отстающие показатели, включая показатели ошибок, частоту инцидентов и тяжесть, измеряют фактические результаты.

Анализ затрат и выгод может продемонстрировать экономическую ценность предотвращения ошибок путем сравнения затрат по программам с предотвращенными потерями от предотвращенных инцидентов, однако многие преимущества, такие как повышение репутации, улучшение морального духа и предотвращение катастрофических событий, трудно точно определить.

Сравнение отраслевых стандартов и партнерских организаций помогает оценить относительную производительность и определить возможности для улучшения. Анализ тенденций с течением времени показывает, достигают ли программы устойчивых улучшений или просто временных выгод.

Преодоление барьеров на пути реализации человеческих факторов

Несмотря на явные преимущества, организации часто сталкиваются с препятствиями при реализации программ по человеческим факторам. Понимание и устранение этих барьеров имеет важное значение для успеха.

Ограничения ресурсов, особенно в отраслях, конкурентоспособных по стоимости, могут ограничивать инвестиции в улучшение человеческих факторов. Демонстрация окупаемости инвестиций и определение приоритетов в рамках мероприятий с высокой отдачей помогает преодолеть бюджетные ограничения.

Сопротивление переменам со стороны персонала, удобного для существующей практики, требует эффективного управления изменениями, четкого информирования о преимуществах и участия затронутого персонала в разработке решений. Быстрые победы, которые демонстрируют ценность, могут создать импульс для более широких изменений.

Недостаток опыта работы с человеческими факторами в организациях может быть решен путем обучения, найма специалистов или привлечения консультантов. Создание внутреннего потенциала обеспечивает устойчивое внимание к человеческим факторам с течением времени.

Конкурирующие приоритеты и краткосрочное давление могут отвлечь внимание от долгосрочных инвестиций в безопасность. Приверженность лидерству и интеграция человеческих факторов в основные бизнес-процессы помогают сохранять фокус, несмотря на конкурирующие требования.

Вывод: разработка комплексного подхода к предотвращению человеческих ошибок

Эти катастрофы служат мощным напоминанием о том, что за каждым великим инженерным проектом стоят люди, принимающие решения, и люди совершают ошибки, а уроки, извлеченные из этих трагедий, сформировали современные протоколы безопасности и инженерные стандарты, что делает сегодняшний мир значительно безопаснее.

Человеческая ошибка всегда будет фактором в инженерных системах, потому что люди по своей природе ошибочны. Однако, хотя мы не можем полностью устранить человеческую ошибку, мы можем извлечь уроки из этих болезненных уроков, чтобы построить более безопасные, более устойчивые системы, которые объясняют нашу врожденную ошибку.

Эффективное предотвращение человеческих ошибок требует комплексных подходов, которые учитывают индивидуальные, организационные и системные факторы. Технические решения, такие как автоматизация и защита от ошибок, должны сочетаться с процедурными улучшениями, улучшенной подготовкой, лучшей коммуникацией и сильной культурой безопасности.

Совершенствование структуры процесса с учетом человеческих факторов может привести не только к повышению безопасности и гигиены труда, но и к повышению качества, производительности и удовлетворенности работой сотрудников. Такое согласование целей в области безопасности и бизнеса обеспечивает убедительное обоснование инвестиций в человеческий фактор.

За последние десятилетия инженерная профессия добилась огромного прогресса в понимании и устранении человеческих ошибок. Продолжение исследований, сотрудничество в отрасли, разработка нормативных актов и применение новых технологий будут способствовать дальнейшему развитию возможностей для предотвращения ошибок и смягчения их последствий.

В конечном счете, минимизация человеческих ошибок в инженерии требует постоянной приверженности со стороны руководства, вовлечения персонала на всех уровнях, систематического применения принципов человеческих факторов на протяжении всего жизненного цикла инженерии и непрерывного обучения как успехам, так и неудачам.

Для получения дополнительной информации о инженерной безопасности и человеческих факторах посетите Американское общество инженеров-механиков , изучите ресурсы Человеческие факторы и эргономическое общество , просмотрите руководство от Администрация по безопасности и гигиене труда , проконсультируйтесь с публикациями из Американский институт инженеров-химиков , а также получите доступ к исследованиям из Национальные академии наук, инженерии и медицины .