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Prof. Dr. Gudela Grote, ETH Zürich
VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Vorlesung Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS2009
Teil G. Grote
Prof. Dr. Gudela GroteDepartement Management, Technology, and Economics, ETH ZürichKreuzplatz 5, 8032 ZürichTel. 01- 632 7086/7078, e-mail: [email protected]; www.oat.ethz.ch
Prof. Dr. Gudela Grote, ETH Zürich
VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Übersicht – Vorlesungsteil Gudela Grote
21.4.09 Prozess- versus Arbeitssicherheit - Das Fallbeispiel BP Texas CityText: Grote, G. (2007). Arbeits- und Prozesssicherheit. In H. Schuler & Kh. Sonntag (Hrsg.), Handbuch der Arbeits- und Organisationspsychologie (pp. 155-162). Göttingen: Hogrefe.
28.4.09 Sichere Organisation I: Sicherheitsmanagementsysteme und SicherheitskulturText: Müller, S., Brauner, C., Grote, G. & Künzler, C. (1998). Sicherheitskultur - Spiegelbild des Risikobewusstseins. Zürich: Schweizer Rück.
5.5.09 Sichere Organisation II: Die Rolle von AufsichtsbehördenText: Kirwan, B., Hale, A. & Hopkins, A. (2002). Changing regulation. Amsterdam: Pergamon. Chap. 1 & 11.
12.5.09 Sichere Technik I – AutomationText: Grote, G. (2009). Management of uncertainty - Theory and application in the design of systems and organizations. London: Springer. Chap. 6.
19.5.09 Sichere Technik II – DatensicherheitText noch offen
Benotete Semesterleistung für diesen Teil: in 2-3er Gruppen einen Vorlesungstermin bearbeiten, d.h. Text vorher lesen, Fragen für die Vorlesung vorbereiten und nach der Vorlesung Zusammenfassung schreiben (wird – ggfs. korrigiert – an alle Teilnehmenden verteilt als Prüfungsvorbereitung)
Prof. Dr. Gudela Grote, ETH Zürich
VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Prozess- versus Arbeitssicherheit
Prof. Dr. Gudela Grote, ETH Zürich
VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Beispiel 1: Alitalia-Unfall am Stadlerberg, Nov. 1990
Absturz beim Anflug
È
Kopilot will durchstarten, Pilot verhindert das
Ï Î
Divergenz in Höhenanzeigern, Umschalten auf defektes Pilotgerät,
kein double check
Mitarbeiter der Flugsicherung überprüft Flughöhe nicht
È
Fehler im Funknavigationsempfänger des Piloten (Anzeige plus Warnzeichen für Defekte defekt!)
È
seit 1984 Information des Herstellers über Fehleranfälligkeit eines bestimmten Typs von Höhenmessern verfügbar, keine adäquaten Massnahmen bei Alitalia
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Beispiel 2: Bauunfall
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Anforderungen an menschliches Handeln aus Perspektive …
… Arbeitssicherheit
• Ziel ist der Schutz des Menschen vor Gefahren am Arbeitsplatz
• Sicherheit ist Sekundäraufgabe für Arbeitende mit Anforderungen an– Risikowahrnehmung
z.B. Beachten von Hinweistafeln
– Risikobezogenes Entscheidenz.B. Beurteilen von Sicherheitsvorrichtungen
– Vorbeugendes Handeln z.B. Tragen von Schutzkleidung
… Prozesssicherheit
• Ziel sind sichere Produktionsprozesse
• Sicherheit ist Teil der primären Ar-beitsaufgabe mit Anforderungen an– Risikowahrnehmung
z.B. Erkennen von Prozessabweichungen
– Risikobezogenes Entscheiden z.B. Abbruch eines Arbeitsprozesses
– Vorbeugendes Handeln z.B. Vorwarnen über Betriebsstörung
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Risikowahrnehmung• Erkennen möglicher Schäden
– Beachten, Gewichten und Deuten von Hinweisen auf kritische Bedingungen– Beeinflussung durch Vorerfahrung, Erwartungen, Bedürfnisse etc.– Beschränkung durch begrenzte Aufnahmekapazität
• Wahrscheinlichkeitsbeurteilung– Überbewertung von Basiswahrscheinlichkeiten– Kognitive Heuristiken (z.B. Verfügbarkeit)– Abhängig von Kontrollerwartungen (z.B. unrealistischer Optimismus)– Abhängig von Nutzenbeurteilung (z.B. Risiko selbst als Nutzen)
• “Experten” vs. “Laien”– Unterschiedliche Gewichtung von quantitativer / qualitativer und von “objektiver” /
“subjektbezogener” Information
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Gewohnheitsebene Regelebene Wissensebene
Art der Aktivität Gewohnheitshandlung Problemlösen auf derBasis gespeicherterRegeln
Problemlösen, bei demnicht auf bestehendeRegeln zurückgegriffenwerden kann
Aufmerksamkeits-fokus undKontrollmodus
auf Anderes als dieAufgabe gerichtet;automatische Prozesse
auf das Problem ge-richtet; automatischeProzesse
auf das Problem ge-richtet; bewusste,"begrenzt rationale"Prozesse
EinflusssituationalerFaktoren
personbezogene Faktoren sind dominant(Häufigkeit der Handlung / Regelanwendung)
hoch
BeispielefehlerauslösenderBedingungen
• Parallele Zielset-zungen
• Assoziation aufgrundgemeinsamerMerkmale
• Übervereinfachungvon Sachverhalten
• Verfügbarkeit vonLösungsmustern
• unvollständige Ent-scheidungsregeln
• Linearisierung vonProzessen
Leichtigkeit derFehlerentdeckung
schnelle und effektiveFehlerentdeckung
schwierige Fehlerentdeckung,oft nur durch Intervention von aussen
Individuelles risikobezogenes Entscheiden und Handeln: Kognitive Fehler (Reason 1990)
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Zur Anzeige wird der QuickTime™ Dekompressor „TIFF (Unkomprimiert)“
benötigt.
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Vorbedingungen Hohe KohäsionIsolationDirektive FührungHoher Zeitdruck
Symptome Illusion der EinstimmigkeitGefühl der UnfehlbarkeitZensur von AbweichlernStereotype über AussenstehendeKollektive Rationalisierung
Merkmale derEntscheidungsprozesse
Mangelhafte InformationssucheMangelhafte AlternativensucheSelektive Bewertung von AlternativenFehlende Planung von Konsequenzen
Massnahmen, umGruppendenken zu verhindern
• Offene Entwicklung und Bewertung vonAlternativen
• Ermutigung zu Kritik und Meinungsabwei-chungen
• Beizug von Experten• Institutionalisierung eines Advocatus diaboli
Kollektives risikobezogenes Entscheiden und Handeln: Gruppendenken (Janis, 1972)
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Vorbeugendes Handeln - Aufrechterhalten der Motivation für Sicherheit als "Nichtereignis" am Beispiel Gehörschutz
Handlung Tragen von Gehörschutz Handlung Nichttragen von Gehörschutz
Wert des Handlungsergebnisses:
Vermeidung körperlicher Schädigung (+)
eingeschränktes Wohlbefinden (-)
Einschränkung bei der Erfüllung von Arbeitsanforderungen (-)
soziale Zugehörigkeit (+/-)
soziale Anerkennung (+/-)
Wert des Handlungsergebnisses:
körperliche Schädigung (-)
keine Einschränkung des Wohlbefindens (+)
keine Einschränkung bei der Erfüllung von Arbeitsanforderungen (+)
soziale Zugehörigkeit (+/-)
soziale Anerkennung (+/-)
Erwartung, dass Ergebnis eintritt, wird beeinflusst durch:
Wahrgenommene Gefährdung
Wahrgenommene Funktionalität des Schutzes (bzgl Sicherheit und Arbeitsanforderungen)
Tragekomfort / optische Gestaltung
soziale Normen
Führungsverhalten
Motivation für eine Handlung = Wert x Erwartung
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Anforderungen an menschliches Handeln aus Perspektive …
… Arbeitssicherheit
• Ziel ist der Schutz des Menschen vor Gefahren am Arbeitsplatz
• Sicherheit ist Sekundäraufgabe für Arbeitende mit Anforderungen an– Risikowahrnehmung
z.B. Beachten von Hinweistafeln
– Risikobezogenes Entscheiden z.B. Beurteilen von Sicherheitsvorrichtungen
– Vorbeugendes Handeln z.B. Tragen von Schutzkleidung
• Sicherheitsmassnahmen– Mensch: Wissen über Gesundheitsge-fährdungen und
deren Vermeidung– Technik: Absicherung durch
Barrieren etc.– Organisation: Reglementierung
von Sicherheitsvorkehrungen
… Prozesssicherheit
• Ziel sind sichere Produktionsprozesse
• Sicherheit ist Teil der primären Ar-beitsaufgabe mit Anforderungen an– Risikowahrnehmung
z.B. Erkennen von Prozessabweichungen
– Risikobezogenes Entscheiden z.B. Abbruch eines Arbeitsprozesses
– Vorbeugendes Handeln z.B. Vorwarnen über Betriebsstörung
• Sicherheitsmassnahmen– Mensch: Fach- und Methoden-kompetenz– Technik: Absicherung durch Redundanzen und
Automation– Organisation: Reglementierung
von Arbeitsprozessen
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Sichere Organisation I: Sicherheitsmanagementsysteme und Sicherheitskultur
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Definitionen für Sicherheitskultur und Sicherheitsmanagement
• Safety culture: “that assembly of characteristics and attitudes in organizations and individuals which establishes that, as an overriding priority, nuclear safety issues receive the attention warranted by their significance” (INSAG, 1991)
• Safety management: “the safety management system comprises those arrangements made by the organization for the management of safety in order to promote a strong safety culture and achieve good safety performance” INSAG, 1999)
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
P o l i c y L e v e l
C o m m i t m e n t
S e l f - R e g u l a t i o n
D e f i n i t i o n o f r e s p o n s i b i l i t i e s
D e f i n i t i o n a n d C o n t r o l o f S a f e t y P r a c t i c e s
Q u a l i f i c a t i o n s a n d T r a i n i n g
R e w a r d s a n d S a n c t i o n s
A u d i t , R e v i e w a n d C o m p a r i s o n
C o m m u n i c a t i o n
R i g o r o u s a n d P r u d e n t A p p r o a c h
Q u e s t i o n i n g A t t i t u d e
M a n a g e r s '
C o m m i t m e n t
S t a t e m e n t o f S a f e t y P o l i c y
M a n a g e m e n t S t r u c t u r e s
R e s o u r c e s
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C o m m i t m e n t
Elemente von Sicherheitskultur nach INSAG (1991)
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Merkmale sicherer Organisationen:Beschreibung von Sicherheitskultur oder Sicherheitsmanagement? (z.B. Cohen, 1977; Reason, 1993)
• Commitment des Management zur Sicherheit• Sicherheitsausbildung und -motivation• Sicherheitsgremien und - vorschriften• Unfallberichte• Angemessene Inspektionen und Kommunikation• Angemessene Vorschriften für Betrieb und Unterhalt• Gutgestaltete und funktionierende technische Anlagen• Gute allgemeine Ordnung
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Organisationskultur"a pattern of basic assumptions - invented, discovered, or developed by a given group as it learns to cope with its problems of external adaptation and internal integration - that has worked well enough to be considered valid and therefore, to be taught to new members as the correct way to perceive, think, and feel in relation to those problems" (Schein, 1985)
Artefakte Sichtbare Strukturen und Prozesse in der Organisation(schwer zu entziffern)
WerteStrategien, Ziele, Philosopien (gültige Rechtfertigungen)
GrundannahmenUnbewusste, als selbstverständlich angenommene Glaubenssätze, Beurteilungen, Gefühle(primäre Quelle von Werten und Handlungen)
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
"Sicherheit durch menschliches Handeln"
Dezentrale Autonomie und Kontrolle: Förderung von Kompetenz und
Motivation für flexibles Handeln in komplexen Umwelten
"Sicherheit trotz menschlicher Fehler"
Zentrale Autonomie und Kontrolle: Reduktion von Handlungsspiel-
räumen durch Reglementierung und Automation
Sicherheitsfaktor?Risikofaktor?
Sicherheitsmassnahmen als Spiegel und Bestätigung von Menschenbildern
Bei allen Sicherheitsmassnahmen ist die richtige Balance zu finden.
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Ein FallbeispielIn einer Produktionsanlage eines Petrochemiewerks wird Polyethylen aus in Isobutan gelöstem Ethylen unter hohem Druck und hoher Temperatur unter Zuhilfenahme verschiedener anderer Chemikalien, u.a. Hexan, in sogenannten Loop-Reaktoren hergestellt. Ein Operateur im Kontrollraum dieser Produktionsanlage überwacht den Reaktionsprozess in zwei solchen Reaktoren auf einer Reihe von Bildschirmen und Prozessschreibern. Mit Blick auf einen der Prozessschreiber erläutert einer seiner Schichtkollegen der Beobachterin: "Wenn diese beiden Kurven nicht mehr parallel laufen, ist Vorsicht geboten - wenn sie sich kreuzen, muss sofort der Prozess gestoppt werden." Bei den beiden Kurven handelt es sich um Messungen des Drucks im Reaktor und des Energieverbrauchs bei einer Gruppe von Pumpen; die Kreuzung der beiden Kurven zeigt eine Klumpung des Polyethylens an, wodurch einerseits der Druck im Reaktor steigt, andererseits mehr Energie nötig ist, um das fertige Produkt aus dem Reaktor zu pumpen. Neben den Prozessschreibern wurde auch ein Blatt Papier angeklebt, auf dem kritischen Werte für diese beiden Parameter stehen, unterschieden nach dem Wert, bei dem der Vorgesetzte zu unterrichten ist, und dem Wert, bei dem der Prozess abgestellt werden muss, was sofortiges Leeren des Reaktors und Spülen mit Wasser sowie einen mehrstündigen Produktionsunterbruch bedeutet. Eine Stunde später beginnen sich die beiden Kurven tatsächlich aufeinander zu zu bewegen. Der Operateur bemerkt dies sofort und verändert nach Überprüfung einiger anderer Kenngrössen die Sollwerte für den Produktionsstoff Hexan - er hat sich zusätzlich über die Hexan-Sollwerte in den Prozessvorschriften vergewissert -, wodurch das Prozessleitssystem den Zufluss des Stoffes reduziert und der Reaktor aufgrund des geringeren Reaktionsvolumens entlastet wird. Gleichzeitig hat der Operateur auch den Schichtführer informiert, der wenige Minuten später aus einer Sitzung heraus zu ihm kommt und auch während des weiteren Verlaufs der Störung anwesend ist. Die ersten Aktionen des Operateurs haben den Trend der Messgrössen noch nicht umgekehrt, erst weitere Reduktionen des Hexanzuflusses und schnelleres Entleeren des Kessels führen nach mehr als einer Viertelstunde wieder zu einer Normalisierung der Werte. Im Verlauf dieser Störung haben sich die beiden Kurven auf dem Prozessschreiber kurzfristig gekreuzt, im Vertrauen auf seine Fähigkeiten und unterstützt durch den Schichtführer hat sich der Operateur aber dagegen entschie-den, den Prozess gänzlich zu stoppen. Statt einen grösseren Produktionsausfall zu verursachen, hat er innerhalb einer halben Stunde den Prozess wieder weitgehend normalisiert, auch die Resultate der Qualitätskontrolle sind bald wieder positiv. Der Schichtkollege kommentiert "Ich hätte den Prozess ganz sicher gestoppt", dabei ist aber Bewunderung für die Kompetenz des Anderen zu spüren.
Hat der Operateur richtig gehandelt?
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Organisationales Management von Unsicherheit (Grote, 2004, in press)
Minimierung von Unsicherheiten
• Komplexe, zentrale Planungssysteme
• Reduktion von operativen Handlungs-spielräumen durch Reglementierung und Automatisierung
• Störungen als zu vermeidende Symp-tome ineffizienter Systemgestaltung
Bewältigung von Unsicherheiten
• Planung als Ressource für situatives Handeln
• Fördern operativer Handlungsspiel-räume durch vollständige Aufgaben und laterale Vernetzung
• Störungen als Gelegenheit für Kompetenzerwerb/-einsatz und für Systemveränderungen
Bindung
Autonomie
Prof. Dr. Gudela Grote, ETH Zürich
VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Organisationales Management von Unsicherheit (Grote, 2004)
Minimierung von Unsicherheiten
• Komplexe, zentrale Planungssysteme
• Reduktion von operativen Handlungs-spielräumen durch Reglementierung und Automatisierung
• Störungen als zu vermeidende Symp-tome ineffizienter Systemgestaltung
Bewältigung von Unsicherheiten
• Planung als Ressource für situatives Handeln
• Fördern operativer Handlungsspiel-räume durch vollständige Aufgaben und laterale Vernetzung
• Störungen als Gelegenheit für Kompetenzerwerb/-einsatz und für Systemveränderungen
Bindung
Autonomie
Koordination via- technische Systeme- Standards/Programme- persönliche WeisungEffektiv bei wenig Unsicherheit
Koordination via- Pläne- gegenseitige Absprachen- KulturEffektiv bei viel Unsicherheit
Balance durch lose Kopplung Motivation durch Aufgabenorientierung
Autonomie höherer OrdnungFlexible Wechsel zwischen Organisationsformen
Kultur als Basis für Koordination/Integration
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Soziotechnisches Modell der Sicherheitskultur (Grote & Künzler, 2000)
M a t e r i e l l e M e r k m a l e
d e r O r g a n i s a t i o n
I m m a t e r i e l l e M e r k m a l e
d e r O r g a n i s a t i o n
N o r m e n u n d G r u n d a n n a h m e n , d i e d i e I n t e g r a t i o n
v o n S i c h e r h e i t i n a l l e A r b e i t s p r o z e s s e f ö r d e r n
N o r m e n u n d G r u n d a n n a h m e n z u s o z i o t e c h n i s c h e n
G e s t a l t u n g s p r i n z i p i e n w i e A u t o m a t i o n s p h i l o s o p h i e u n d
U m g a n g m i t V e r t r a u e n / K o n t r o l l e
V e r a n k e r u n g d e r S i c h e r h e i t i n d e r A u f b a u - u n d
A b l a u f o r g a n i s a t i o n
G e m e i n s a m e O p t i m i e r u n g v o n T e c h n i k e i n s a t z u n d
A r b e i t s o r g a n i s a t i o n m i t d e m Z i e l d e r R e g u l a t i o n v o n
S c h w a n k u n g e n u n d S t ö r u n g e m a m E n t s t e h u n g s o r t
}
}
P r o a k t i v
S o z i o t e c h n i s c h i n t e g r i e r t
W e r t e b e w u s s t
s i c h t b a r , a b e r o f t n i c h t
e n t z i f f e r b a r
u n s i c h t b a r ,
s e l b s t v e r s t ä n d l i c h
Prof. Dr. Gudela Grote, ETH Zürich
VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Indikatoren im soziotechnischen Modell der Sicherheitskultur
• Individuelles und kollektives Sicherheitsbewusstsein als Handlungsbasis
• Fragende Grundhaltung bzgl. Praktiken und Leitlinien• Partizipation aller Betroffenen bei Entscheidungs- und Veränderungsprozessen• Reflexion der Balance von zentraler vs. dezentraler Kontrolle und Autonomie
(III) Wertebewusstes Handeln
• Kontrollierbare technische Systeme• Individuelle Motivation durch Aufgabenorientierung• Selbstregulation in kleinen Regelkreisen• Aufgabenangemessene technische und organisatorische Sicherheitssysteme
(II) Soziotechnisch integrierte Systemgestaltung
• Institutionalisierte kontinuierliche Verbesserungsprozesse• Erhebung von Negativ- und Positivindikatoren von Sicherheit• Ressourcenplanung als Verpflichtung zur Sicherheitsförderung• Strategische und operative Sicherheitsziele für alle Unternehmensbereiche
(I) Proaktive Sicherheitsförderung
Prof. Dr. Gudela Grote, ETH Zürich
VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Methode für die Beurteilung von Sicherheitsmanagement bei Swiss Re: Safety Management Audit in the Process Industries (SMAPI)
S M A P I - C h e c k l i s t
S a f e t y A w a r e n e s s
Q u e s t i o n n a i r e
F e e d b a c k - M e e t i n g R e p o r t
M a t e r i a l c h a r a c t e r i s t i c s
o f s a f e t y m a n a g e m e n t
b a s e d o n
e x p e r t i n t e r v i e w s a n d p l a n t i n s p e c t i o n
I m m a t e r i a l c h a r a c t e r i s t i c s
o f s a f e t y m a n a g e m e n t
b a s e d o n
s a f e t y - r e l a t e d p e r c e p t i o n s o f
m e m b e r s o f t h e o r g a n i z a t i o n i n
d i f f e r e n t d e p a r t m e n t s a n d o n
d i f f e r e n t h i e r a r c h i c a l l e v e l s
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Basis für die Beurteilung von Sicherheitskultur: Vergleich der Urteile von Beschäftigten verschiedener Abteilungen und Hierarchiestufen
(1) Beurteilung von Sicherheitsmassnahmen
Formale Sicherheit
e.g. There are sufficient written procedures, checklists etc. to ensure process safety.
Gelebte Sicherheite.g. Proposals developed during safety meetings are swiftly implemented.
(2) Beurteilung von Sicherheitsstrategien
e.g. Plant personnel can intervene in automated processes to ensure quality and safety of production.vs.Plant personnel may not intervene in automated processes in order not to jeopardize safety.
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009B
eis
pie
le F
rag
eb
og
en
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Be
isp
iele
Fra
ge
bo
ge
n
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Standardisierung als wesentlicher Teil von Sicherheitsmanagementsystemen
• Standards unterstützen koordiniertes Handeln ohne Notwendigkeit für explizite Koordination
• Standards unterstützen geteilte mentale Modelle der Situation und des angemessenen Handelns
• Standards reduzieren die bewusste individuelle Handlungsplanung• Standards können explizite Koordination in anomalen Situationen
verhindern
Welche und wieviele Standards sind nötig, um situatives, flexibles Handeln zu unterstützen ? (z.B. Landung Hudson River)
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Typen von Regeln (Hale & Swuste, 1998)
• Ebene der Handlungsregulation: – Ziel (Regel definiert nur das Ziel, macht aber keine Aussagen darüber, wie
das Ziel zu erreichen ist)– Prozess (Regel beschreibt Prozesse, die nötig sind, um die korrekte Handlung
zu definieren)– Handlung (Regel scheibt eine konkrete operative Handlungsweise vor)
• Verbindlichkeit der Regel • Handlungsspielraum in der Ausführung der Regel • Verantwortungszuteilung • Ausnahmen der Regelanwendung • Begründung der Regel
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Vorschriftenanalyse in einem Eisenbahn-unternehmen
Regelart Regeln Rangier-bewegungen
Neue Regeln Zugfahrten
Bisherige Regeln Zugfahrten
Anzahl Prozent Anzahl Prozent Anzahl Prozent
Gesamt 28 100 32 100 155 100
Zielregel 0 0 1 3 1 1
Prozessregel 6 21 9 28 19 12
Handlungsregel 22 79 22 69 135 87
Ratschlag 0 0 1 3 3 2
mit Spielraum 20 71 15 47 61 39
mit Verantwor-tungszuteilung
2 7 17 53 46 30
mit Ausnahme 7 25 6 19 34 22
mit Begründung 1 4 0 0 5 3
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Prinzipien für die Förderung flexibler Routinen durch Regeln
• Festlegung der geforderten Balance zwischen Stabilität und Flexibilität– Beispiel Google versus Kernkraftwerk
• Ziel- und Prozessregeln für Flexibilität und Handlungsregeln für Stabilität– Beispiel Überwachung von Zugfahrten im Stellwerk
• Passung zwischen Verantwortung und Kompetenz für den Umgang mit Unsicherheit– Beispiel TCAS
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Management von Unsicherheit in Organisationen (Grote, 2004; in press)
Stabilität
Flexibilität
Zentrale Planung
Hohe Standardisierung
Hoher Automationsgrad
Wenig operative Spielräume
Jede Organisation muss die richtige Balance zwischen Stabilität durch Minimierung von Unsicherheit und Flexibilität durch
Bewältigung von Unsicherheit finden.
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Beispiel Überwachung von Zugfahrten im Stellwerk
Das richtige Funktionieren des Zuglenksystems und der Stellwerkautomatik ist durch den Fahrdienstleiter zu über-wachen. Nötigenfalls ist manuell einzugreifen.
Im Regelbetrieb kann auf die Überwachung verzichtet werden, sofern die Einhaltung der betrieblichen Vorgaben gewährleistet wird.
Zudem muss bei Störungen oder Ereignissen das Aufbieten der entsprechenden Dienste bzw. die Alarmierung sichergestellt sein.
(Auszug aus Fahrdienstvorschriften einer Eisenbahngesellchaft)
Prof. Dr. Gudela Grote, ETH Zürich
VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Beispiel Überwachung von Zugfahrten im Stellwerk
Das richtige Funktionieren des Zuglenksystems und der Stellwerkautomatik ist durch den Fahrdienstleiter zu über-wachen. Nötigenfalls ist manuell einzugreifen.
Im Regelbetrieb kann auf die Überwachung verzichtet werden, sofern die Einhaltung der betrieblichen Vorgaben gewährleistet wird.
Zudem muss bei Störungen oder Ereignissen das Aufbieten der entsprechenden Dienste bzw. die Alarmierung sichergestellt sein.
(Auszug aus Fahrdienstvorschriften einer Eisenbahngesellchaft)
Handlungsregel Stabilität
(mit Spielraum)
Zielregel Flexibilität
aber: unzureichende Passung Verantwortung-Untertsützung
Prozessregel Flexibilität
Prof. Dr. Gudela Grote, ETH Zürich
VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Beispiel TCAS
Zur Anzeige wird der QuickTime™ Dekompressor „TIFF (Unkomprimiert)“
benötigt.
Zur Anzeige wird der QuickTime™ Dekompressor „TIFF (Unkomprimiert)“
benötigt.
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Sichere Technik I – Automation
Prof. Dr. Gudela Grote, ETH Zürich
VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Technikgestaltung in risikoreichen Arbeitssystemen
• Technische Sicherung kritischer Systemfunktionen (z.B. ABS)• Technische Redundanzen• Technische Hilfsmittel zur Verhaltensbeeinflussung (z.B.
Signale)• Ergonomie (Hardware und Software)
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
QuickTime™ and aTIFF (LZW) decompressor
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Cockpit A320
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Menschliche Fehler bei Incidents im AirbusMenschliche Fehler bei Incidents im Airbus
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
4 (2%)
6 (3%)
7 (3%)
8 (4%)
9 (4%)
15 (7%)
16 (7%)
19 (9%)
20 (9%)
35 (16%)
38 (18%)
39 (18%)
Sonstiges
Wahrnehmung
Interpretation
Selbstüberschätzung
Slips/ Lapses
Procedures
Planung/Timing
Entscheidung
System Operation
Crew Koordination
A/C-Handling
Situationsbewusstsein
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Beispiel: Lack of Situation Awareness
• Crew ist sich nicht bewusst über V2• keine Bewusstheit über Power Setting (N1)• bemerkt Mode Change nicht• ist sich der niedrigen Rotationsrate nicht bewusst• bemerkt nicht, dass A/THR in Climb Thrust• sind sich nicht bewusst, im Leerlauf zu fliegen
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VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Lack of Situation Awareness
fokussierte Aufmerksamkeit
mangelndes Feedback ATS
mangelndes Feedback Sidesticks
hohe mentale Belastung
Interpretationsfehler
informationelle Einflüsse
Zugrundeliegende Faktoren Hinweis auf Bedeutung der (un)ergonomischen Gestal-tung von Steuerelementen im Airbus
Prof. Dr. Gudela Grote, ETH Zürich
VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Technikgestaltung in risikoreichen Arbeitssystemen
• Technische Sicherung kritischer Systemfunktionen (z.B. ABS)• Technische Redundanzen• Technische Hilfsmittel zur Verhaltensbeeinflussung (z.B.
Signale)• Ergonomie (Hardware und Software)• Aufgabenverteilung Mensch-Technik
Prof. Dr. Gudela Grote, ETH Zürich
VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
Menschliche Kontrolle in soziotechnischen Systemen
• Unabhängig vom Grad der Automatisierung soziotechnischer Systeme müssen Menschen die Verantwortung für ihr Funktionieren übernehmen.
• Um Verantwortung übernehmen zu können, müssen die Systeme für den Menschen kontrollierbar sein.
• Kontrolle beinhaltet die Durchschaubarkeit, Vorhersehbarkeit und Beeinflussbarkeit des Systems.
Prof. Dr. Gudela Grote, ETH Zürich
VL Risikoverhalten in Arbeitswelt und Alltag FS 2009
"(...) das automatische Kontrollsystem ist eingeführt worden, weil es die Aufgabe besser erfüllen kann als der Operateur, und doch wird vom Operateur verlangt, dass er das richtige Funktionieren des Systems überwacht. (...) wenn die Entscheidungen vollständig spezifiziert werden können, kann der Computer sie schneller treffen, unter Berücksichtigung von mehr Entscheidungen und genauer spezifizierten Kriterien im Vergleich zu dem, was ein Mensch könnte. Daher ist es unmöglich, dass der menschliche Operateur unmittelbar überprüfen kann, ob der Computer seinen eigenen Regeln korrekt folgt.
Ironien der Automation
Man kann deshalb vom Operateur nur erwarten, dass er die Entscheidungen des Computers auf einer Meta-Ebene überwacht, um festzustellen, ob die Entscheidungen des Computers 'akzeptabel' sind. Falls der Computer für die Entscheidungen eingesetzt wird, weil menschliche Urteilskraft und intuitives Schlussfolgern dem jewei-ligen Kontext nicht angemessen sind, fragt sich, welche der Entscheidungen akzeptiert werden sollte? Der mensch-liche Überwacher hat eine unmögliche Aufgabe erhalten." (Bainbridge, 1982)
Prof. Dr. Gudela Grote, ETH Zürich
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Strategien für die Aufgabenverteilung zwischen Mensch und Technik
Allokationskriterium Menschenbild Technikbild AusdrücklichePlanung mensch-licher Aufgaben
Wirtschaftlichkeit Kostenfaktor nein
Maximale Automation Stör-/Risikofaktor Effizienz-/Sicherheitsfaktor
nein
Ausnutzung derLeistungspotenziale
konkurrierender Leistungsfaktor ja
Motivierende/menschengerechte Aufgaben
wertvolleRessource
Unterstützung desMenschen
ja
SituationsangepassteFlexibilität
wertvolle Ressource ja
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Menschliche Fähigkeiten im Vergleich zu technischen Potentialen
Mensch besser als Maschine Maschine besser als MenschWahrnehmung schwacher und/oderunerwarteter Signale auch bei viel "Rauschen"
Wahrnehmung von vorher spezifiziertenSignalen auch ausserhalb menschlicher Sinne
(Wieder-)Erkennen komplexer Reizmuster inverschiedenen Situationen
Verarbeitung quantitativer Information nachvorgegebenen Regeln
Behalten von Prinzipien und Strategien,weniger Einzelinformationen, über lange Zeit
Behalten grosser Mengen von Detailinforma-tion
Erinnern relevanter Informationen einschliess-lich assoziativer Ketten
Abruf von Information nach vorgegebenenRegeln
Improvisation in "Not"-Situationen Zuverlässige Ausführung repetitiver Prozesse
Setzen von Prioritäten bei Überbelastung Aufrechterhaltung gleicher Leistung überlange Zeiträume und bei hoher Belastung
hochausgebildete Sensorik
ImprovisationsfähigkeitBewältigung von "ill-defined" Problemen
Geschwindigkeit
exakte Wiederholung ohne ErmüdungBewältigung von komplexen, aber "well-defined" Problemen
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Kritik an der Vergleichsstrategie
• Mensch und Technik sind nicht quantitativ vergleichbar, d.h. die gleiche Funktion wird von Mensch und Technik qualitativ anders erfüllt.
• Mensch und Technik sind nicht austauschbar, sondern ergänzen sich, d.h. statt Entweder-Oder-Entscheiden bei der Funktionsverteilung ist die Interaktion von Mensch und Technik zu gestalten.
• Ausführungsbedingungen ergeben sich aus Wechselwirkungen zwischen Funktionen, d.h. Automatisierung einer Funktion beeinflusst Ausführung anderer Funktionen durch den Menschen.
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Das Grundprinzip der Komplementarität
sondern als komplementäre Unterstützung der Stärken des Menschen und Kompensation seiner Schwächen
nicht als Konkurrent und nicht als Nachbildung des Menschen mit dem Ziel, ihn zu ersetzen,
d.h. Technik
Gestaltung der Interaktion von Mensch und Technikauf der Grundlage einer sich zu einer neuen Qualitätergänzenden Unterschiedlichkeit
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Soziotechnische Systemgestaltung: Beispiel KOMPASS (Grote et al., 2000)
F u n k t i o n a l e I n t e g r a t i o n
R e l a t i v e U n a b h ä n g i g k e i t
A d ä q u a t e R e g u l a t i o n s m ö g l i c h k e i t e n
P o l y v a l e n z d e r M i t a r b e i t e r
A u t o n o m i e d e r A r b e i t s g r u p p e n
G r e n z r e g u l a t i o n d u r c h V o r g e s e t z t e
O R G A N I S A T I O NT E C H N I K
P r o z e s s t r a n s p a r e n z
D y n a m i s c h e K o p p l u n g
F l e x i b l e F u n k t i o n s v e r t e i l u n g
P a s s u n g A u t o r i t ä t / V e r a n t w o r t u n g
M E N S C H
G a n z h e i t l i c h k e i t
D e n k - u n d P l a n u n g s e r f o r d e r n i s s s e
A n f o r d e r u n g s v i e l f a l t
K o o p e r a t i o n s e r f o r d e r n i s s e
D u r c h s c h a u - u n d G e s t a l t b a r k e i t
L e r n - u n d E n t w i c k l u n g s m ö g l i c h k e i t e n
B e h i n d e r u n g s f r e i h e i t / Z e i t e l a s t i z i t ä t
K o m p e t e n z f ö r d e r u n g
f ü r
l o k a l e B e w ä l t i g u n g
v o n V a r i a n z e n
K o n t r o l l i e r b a r k e i t
d u r c h M e n s c h e n
M o t i v a t i o n d u r c h A u f g a b e n o r i e n t i e r u n g
S e l b s t r e g u l a t i o n
i n k l e i n e n R e g e l k r e i s e n
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Beispiel aus KOMPASS: Informations- und Ausführungsautorität
Manuell
Manuell, technisch unterstützt
Manuell, technisch unterstützt und begrenzt
Automatisch, manuell bestätigt
Automatisch
Manuell, technisch begrenzt
Gestaltungsziel: Passung zwischen Grad an Informations- und Ausführungsautorität und zwischen Autorität und Verantwortung
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Fortschritte arbeitswissenschaftlicher Designmethoden: Kontrollierbarere Systeme?
• Unfall- und Ereignisanalysen legen ein Nein nahe.• Mögliche Gründe:
– Systementwickler folgen den arbeitswissenschaftlichen Methoden nicht und beharren auf Annahmen zu
• Menschen als Risikofaktoren • Organisationen als geschlossenen technischen Systemen, in denen
Unsicherheit minimiert werden kann. – Kontrolle wird durch Vertrauen ersetzt.
• Aber: Trotz wachsender Komplexität menschliche Kontrolle immer wieder auf ähnliches Niveau eingependelt.
• Wird das auch mit noch höheren Komplexitätsgraden funktionieren?
Prof. Dr. Gudela Grote, ETH Zürich
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Erweiterung: Systemdesign für partielle Nicht-Kontrollierbarkeit
• Information für menschliche Operateure zu den Grenzen der Kontrollierbarkeit (z.B. Airbus-Unfall Warschau)
• Durch Menschen nicht kontrollierbare Funktionen vollständig automatisieren ohne menschliche Back-up-Anforderung (z.B. TCAS)
• Verschiebung der Verantwortung für Systemsicherheit hin zu Betreiberorganisationen und Entwicklern