Eleştirel sistemlerdeki İnsan Faktörünü Anlayın

Kritik sistemlerde operatör hataları - nükleer enerji santrallerinde, cerrahi robotik veya havacılık kontrolü - nadiren neglisenin sonucu olarak, endüstri kazalarının% 60'ını insan hatasına dahil etmek için çok sayıda insan-makin (HMIs) ve bu hataların çoğu, büyük ölçüde kontrollere veya yetersiz geri bildirimlere yol açabilir.

Operatör Hataları Psikolojisi: Neden İyi İnsanlar Kötü Kararlar Yapıyor

Etkili HMIs tasarlamak için, hataların ne kadar olduğunu ilk önce anlamalıyız. Bilişsel psikoloji iki ana türe hataları yanlış anlamalı: bir operatör doğru şeyi yapmak istediğinde gerçekleşir, ancak yanlış bir eylem gerçekleştirir - örneğin, her iki tür kötü ayırt edici olabilir. Hatalar, diğer yandan, operatörün planının kendisi yanlış olduğunda, çoğu zaman yanlış arabirimler veya zihinsel model yanlış eşleştirmeler nedeniyle meydana gelir.

Eski hataların dahil olduğu ortak bilişsel önyargılar:

  • [FONT:0) İntention tüneling:[Döneticiler, başkalarını görmezden geldiğinde bir alarm veya veri alanında düzeltmeler yapar, özellikle de stres altında.
  • [FONT=0]Yenileme önyargısı:[Döneticiler mevcut yorumu destekleyen kanıtlar arıyor, çelişkili göstergeleri görmezden geliyor.
  • [FONT:0)Mode karışıklık:[Döneticiler sistemin bir devlet olduğuna inanıyor (örneğin, el kitabı) başka bir durumda (örneğin, otomatik) beklenmedik davranışlara yol açan.
  • [FONT:0)Memory aşırı yükleme:[Döneticileri) operatörlerin onları görsel olarak hata oranlarına sunmaları yerine adımları veya değerleri hatırlamaları gerekir.

Etkili HMI tasarımı, bu önyargıları algılayıcı, mantıksal olarak organize edilen ve bir bakışta yanlış anlaşılmamak için hafifletir. Daha derin bir hata sınıflandırması için, insan hatası vergisionoomisinin çalışmasını bakınız).

Core HMI Design Strategies to Mini to Operat Operatörü Hatalarını Minik

Endüstriye özgü standartlar var (örneğin, ISA-101 endüstriyel HMIs için), çeşitli evrensel stratejiler kritik alanlarda uygulanır. Aşağıda temel sütunlar, pratik uygulama rehberliği ile genişletilir.

1. Sik ve Clarity: Gürültüyü Görüntülendirmek

Kritik sistemlerde, ekran gerçek mülkünün her pikseli operatörün dikkatini çeker. Yoğun masalarla, gereksiz renkli gradients veya dekoratif grafikler operatörlerin bilişsel kaynakları filtrelemek için çalışır. Sikatey demektir:

  • [FONT:0) Sadece mevcut görev veya mod için gerekli olanı gösterir.[DÜT:1] İleri bildirim kullanın - operatör açıkça onları talep etmediği sürece menülerin arkasındaki gelişmiş kontroller.
  • [FONT:0]Doğru dil etiketi kullanın.[[D-01 Initiate] yerine bir düğmeye "Emergency Shutdown" etiketi altında anında tanınmayan bir kutuyu kullanarak.
  • [FONT:0) Grupla ilgili bilgi[Dönetici:0) Yer sıcaklığı ölçümleri birlikte, ayrı bir bölgede baskı göstergeleri ve tutarlı bir yerde alarmlar.
  • [FONT:0]Elminat dekorasyonu.[[Dönetici:0] Güvenlik-kritik HMI'de estetik gelişimler için bir oda yoktur.

Bir çarpıcı örnek, üç Mile Island kazasından geliyor, operatörlerin aynı anda yüzlerce alarm tarafından boğulduğu yerde, birçok uyarının gerçek başarısızlığına karşı ilgisi yok. Bilgi dinamik olarak karışıklığa öncelik veren HMI. Modern HMIs şimdi İLMİŞT:0)

2. Arabirim Across the Interface

Operatörler bir arayüz nasıl çalıştığının zihinsel haritalarını geliştirirler. Eğer düğme yerleştirme, renk kodlaması veya navigasyon desenleri ekranlar arasında değişir, operatör durdurmalı ve yeniden öğrenmeli, artan hata fırsatı demektir.

  • [FONT:0] kritik kontroller için genişletilmiş yer.[DÜDÜT:1] “Emergency Stop” düğmesine her zaman aynı köşede olmalıdır, asla yeniden yapılandırmayın.
  • [FONT=0)Standart renkli şema[Dönetici:0) Kırmızı, tehlike veya alarm anlamına gelir, sarı uyarı veya uyarı anlamına gelir, yeşil normal veya güvenli anlamına gelir. Normal bir durum göstergesi için asla kırmızı kullanmayın.
  • [FONT:0]Uniform etkileşimi desenleri.[[Dönetici: 1) Bir sıcaklık değeri bir ekranda trend grafiği açarsa, diğer tüm diğerlerinde de aynı şeyi yapmalıdır.
  • [FONT:0]Consistent terminolojisi.[DÜT:1] Bir konsept için bir terim kullanın, “Fault” arasında geçiş yapmayın, “Error” ve “Mal işlevleri” aynı şey demek olduğunda.

Havacılık endüstrisi tasarım standartları ile uzun süredir tutarlılığa sahiptir. Örneğin, her Boeing 737 kokpit havayolu modifikasyonları bağımsız olarak aynı sertliğe sahiptir, çapraz eğitim hataları azaltır. Aynı ilke endüstriyel HMIs için de geçerlidir.

3. Geri bildirim ve Onay: Eylemin Açıklanması

En yaygın operatör hatalarından biri “Ben baskı yaptım” senaryosudur. Acil, belirsiz geri bildirim olmadan operatörler bir eylemi ya da iki kez gerçekleştirmeleri gerekir.

  • [FONT:0)Instantaneous (100 milisaniye ile).[[DÜT:1) bir saniyeden uzun süre gecikmeler, sistemin girişlerini kaydettireceklerini merak etmek için operatörlerin nedenlerinden daha uzun süre gecikmeleri.
  • [FONT:0)Clear ve ayrı.[[Dönetici:0) Bir düğme basını görsel bir değişiklik (yüksek ışıklı sınır), bir tactile tıklama (eğer donanım) ve bir denetçi (eğer uygunsa) iki adımlı bir onay gerektirir: ilk olarak eylemi kabul eder, sonra ikinci, ayrı bir düğme veya ses komutunu doğrulayabilir.
  • [FONT:0]Persistent'i kabul edene kadar;[Dönetici:0) Beş saniye sonra otomatik olarak kaçırılabilir bir alarmı kaçırılabilir. Bunun yerine, operatöre uyarı netleri olmadan önce bir sistem kullanın.

İyi bilinen bir negatif örnek, 2009 Air France Flight 447 kazasında, pilotların çelişkili bir tezgah uyarıları aldıkları ve hava hızlı anlaşmazlığı hakkında net bir geri bildirim almaması gerektiğidir.A feedback-rich HMI hemen tam sensör yanlış bir şekilde vurgulanacaktır.For more details, see theDANFLT:0BEA son rapor).

4. Eleştirel Bilginin Öncelendirilmesi

Tüm bilgiler eşit görsel ağırlık hak etmiyor. kritik bir anda, operatör en önemli olanı anında görmeli. Teknikler şunları içerir:

  • [FONT=0]Salience haritalama.[[Dönetici:0][Dönetici:0)Salience haritalama[Dönüşünme: 1 ) Boyut, renkli parlaklık ve yüksek öncelikli verileri vurgulamak için pozisyon. Örneğin, kritik bir alarm normal bir statü okumanın font büyüklüğü iki kez olmalıdır.
  • [FONT:0]Alarm hiyerarşileri.[DÜDÜT:1] Üç seviyeyi Tanımlar: acil durum (requires hemen eylem), uyarı (gösterme farkındalığı), ve danışmanlık (ya da bilgi için farklı sesler, renkler ve flaş oranları kullanın.
  • [FONT:0]Dynamic information filtreleme[Dynamic][/FONT][/FONT][/FONT=0)Dynamic information filtreleme[Dynamic information filtreleme[DynamicTR:0).Normal operasyon sırasında, sadece özet ekranları göster.Bir anomali meydana geldiğinde, otomatik olarak etkilenen alt sistemi ilgili parametreleri ile gösterir, dayanılmaz verileri bastırır.
  • [FONT:0]Visual bazlines.[[Dönetici:0] Normal işletim aralığı gösteren trend grafikler üzerinde ince bir çizgi çizer, böylece operatör bir değerin ne zaman ortaya çıktığını hemen görebilir.

Tıbbi cihaz tasarımında FDA'nın rehberliğinde:0. tıbbi cihazlara insan faktörlerini uygulamak) kritik alarmların doğrudan ekranda aramadığı zaman bile tanımlanabilir olduğunu vurgulamaktadır.

5. Reddans ve Başarısız Güvenliler: Mühendislik Güvenliği Nets

En iyi tasarlanmış HMIs bile tüm hataları ortadan kaldırmayacaktır. Bu nedenle, arayüz zarar vermeden önce hataları yakalamak için savunma katmanları içermelidir. Anahtar taktikleri şunları içerir:

  • [FONT:0] Yıkıcı eylemler için teyit etme diyalogları) “Rektör kapatmayı başlatmak istediğinizden emin misiniz? Bu eylem “eşitsiz veya yüksek riskli komutlar için garanti edilemez.”
  • [FONT=0]Stlocks and constraints.[[Dönler: 1 ) Belirli bir düzene göre, HMI bu düzeni, kesintiye uğramadan kontrol ederek uygulamalıdır. Örneğin, yağ pompası çalıştırılana kadar türbini başlatamaz.
  • [FONT:0)Otomatik güvenlik aşırılıkları.[Dönetici:0] Operatör önceden belirlenmiş bir zamanda kritik bir alarma cevap vermezse, sistem otomatik olarak güvenli bir eylem yapmalıdır (örneğin, bir rahatlama valfi). Bu, ISA-84 standardına göre kimyasal işlemede yaygındır.
  • [FONT:0]Undo yetenekleri güvenli olandır.[DÜDÜT:1] Bazı modern HMIs operatörlerin kısa bir süre içinde son komutu tersine çevirmelerine izin verir, bu da güvenlik konusunda uzlaşmaz.

Sonraki Nesil HMIs için Gelişmiş Tasarım Prensleri

Yukarıdaki stratejiler temeldir, ancak teknoloji geliştikçe, yeni yaklaşımlar hata oranlarını daha da azaltır. Üç ortaya çıkan trendler dikkati hak ediyor.

Ecological Interface Design (EID)

Çiğ sensör verilerini sunmak yerine, EID, operatörlerin sistem fiziksel kısıtlamaları ve ilişkileri grafiksel bir temsilini gösterir. Örneğin, kimyasal bir bitkide, P&ID benzeri bir diyagramı canlı sıcaklık ve baskı aşırı yüklemeleri ile operatörler, bir işlem güvenli zarf işletimine yaklaşıp yaklaşıp, bu da birden fazla ölçümler teşvik eder. Araştırmalar EID'nin karmaşık denetim görevlerine göre% 40'a kadar hata oranlarını azaltabileceğini göstermiştir.

Adaptasyon ve Context-Aware HMIs

Modern sensör ağları, operatörün mevcut görevini tespit etmeye izin verir (örneğin, başlangıç, kapatma, sorun giderme) ve görüntüyü bu şekilde yeniden yapılandırır. Eğer sistem operatörün kritik bir dizinin ortasında olduğunu tespit ederse, ilgili kontrolleri gizleyebilir ve genişletilebilir arayüzler.

Haptic Feedback ile Ses ve Gesture Control

Bazı kritik ortamlarda (örneğin, cerrahi süitler veya steril temizlik odaları), dokunmatik ekranlar pratik değildir. Ses kontrollü ve j- bazlı HMIs, haptik veya kalabalarla birlikte, operatörlerin bu tür sistemleri koklamadan aktif olarak araştırmalarına izin verir.

Vaka Çalışması: Bir Güç Bitki HMI Yeniden Tasarımda Hataları Yeniden Üretin

1990'lardan itibaren orijinal HMI’nin bir hata düğmesi nedeniyle bir türbin bulunduğu 500 MW kömür salaklı güç bitkisi düşünün, aynı anda flaşlayan birçok alarm paneli ve bazen “işlev” anlamına gelen karmaşık bir renk planı.

Anahtar değişiklikler dahil:

  • Tüm sayısal görüntüleri gerçek boru akışı ve valf pozisyonları gösteren animasyonlu mimik diyagramlarla yeniden yükleyin.
  • Üç seviyeli bir alarm hiyerarşisini uyguluyor: kritik alarmlar (daha yüksek sesleniş kırmızı, yüksek siren), öncelik alarmları (arlow, sabit ton), ve normal göstergeler (mavi, sessiz).
  • Bir güvenlik-kırık bir devlet değiştirmek için iki-finger bir swipe'yi yeniden ele alalım (örneğin, buhar atağı açma).
  • Sadece en iyi beş önceliği olan uyarıları ve anahtar performans göstergelerini gösteren özel bir “overview” ekranını eklemek, bir-tap matkap-down to detailed screen.

Yeniden tasarımdan sonra, operatör hataları 18 aydan fazla% 73 oranında düştü ve ortalama zaman, 90 saniyenin altında anormal bir olay kısa sürede kısa sürede teşhis etmek için. Bitki şimdi yeni gaz türbinleri için aynı HMI felsefesini kullanıyor.

Hatayı Azaltmak için HMI'nizi Test Etmek ve Geçerlileştirmek

Tek başına tasarım stratejileri yeterli değildir; HMI insan faktörlerini yöntemleri kullanarak titizlikle test edilmelidir. Essential validasyon teknikleri şunları içerir:

  • [FONT:0)Heuristic değerlendirme:[Dönetici:[Döneticiler, arayüzleri, temelleri, Nielsen'in on prensibi) ve potansiyel hata-prone alanlarını tespit eder.
  • [FONT:0)Bilgesel yürüyüş:[Dönetici:[Dönetici:0) Tasarımcılar, operatörün anahtar görevler için düşünce sürecini simüle eder, arayüzün her adımda uygun cues olup olmadığını kontrol eder.
  • [FONT:0] Gerçek operatörlerle ilgili testler: Opera operatörleri simdi senaryolarda (yüksek sadakatli bir şekilde) ve görev tamamlanma süresi, hata oranları ve öznel iş yükü. Operatörlerin tereddüt ettiğini veya hataların tasarım kusurlarının ortaya çıktığını gözlemleyin.
  • [FONT:0) Standartlara Göre Geçerlilik: [Dönetici: 0,4] Güvenlik-kahk endüstriler için HMIs, IEC 62366 (medikal cihazlar) gibi standartları karşılaması gerekebilir. ISO 11064 (kontrol odası tasarımı), veya ISA-101 (insan-makina arayüzleri)

İnsan faktörlerinin test yöntemleri hakkında kapsamlı bir kılavuz için, DÜŞÜNCÜ:0)UL İnsan Faktörleri Mühendisliği) programı endüstri tarafından tanınan protokolleri sağlar.

Sonuç: Merkezdeki İnsan

Kritik sistemlerdeki operatör hataları, daha dikkatli olmak için eğitim insanları hakkında değil - insan bilişsel sınırlamalara saygı duyan arayüzler tasarlamakla ilgilidir. Basitlik, tutarlılık, acil geri bildirim, bilgi önceliklendirme ve daha derin ekolojik görselleştirmelerle ilgili olarak, organizasyonlar HMI'leri doğru eylemleri ve yakalamak için yönlendirebilir ve hataları yakalamak için en etkili arayüzler, doğru eylemleri ve yanlış eylemleri ve yanlış eylemleri veya imkansız şekilde tasarlayabilmeli.