Willkommen zur Demo der Ereignisanalyse und

Bewertung menschlicher Zuverlässigkeit mit CAHR.

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CAHR bedeutet "Connectionism Assessment of Human Reliability" (Konnektionistische Beurteilung der menschlichen Zuverlässigkeit). Das Datenbanksystem CAHR ist ein Werkzeug zur Analyse von Betriebsstörungen, die durch Personalhandlungen oder organisatorische Faktoren zustande kommen. Es wurde unter MICROSOFT ACCESS implementiert. Zur Analyse steht eine generische Wissensbasis zur Verfügung, die sich durch eingegebene Ereignisse selbständig erweitert. Die Wissensbasis enthält Angaben für die Beschreibung des Systemzustandes, der Aufgaben sowie der Fehlermöglichkeiten und Einflußfaktoren.

Demo Version, 7.2000

Ursprünglich wurde das Verfahren zur Analyse von Ereignissen in Kernkraftwerken angewendet:

• Erste Studie 1994 zu 165 Vorkommnissen in Siedewasser-Reaktoren• Zweite Studie 1998 zu 55 Vorkommnissen in Druckwasser-Reaktoren• Dritte Studie 2000 zu Kommunikationsverhalten

Die Ergebnisse fanden bisher Anwendung in:• Der Bewertung kognitiver Aspekte bei Sicherheitsanalysen von Kernkraftwerken• Der Weiterentwicklung von Methoden zur Analyse und Bewertung menschlicher Fehler,

insbesondere sogenannter „Errors of Commission“

Derzeit entwickeln wir es für für die folgende Bereiche weiter:• Vorhersage kognitiver Fehler bei Luftfahrtunfällen• Vorhersage von Verhalten in Entscheidungssituationen

(in der Prozesstechnik und dem Automobilbereich)

Ereigniszer-legung inUnterereignisse

Analyse des Informationflusses- Organisation- Kommunikation

Bewertung und Optimierung

Ereignis

Detailierte Analyse der Unterereignisse als Mensch-Maschine System

Ereignis-AuswertungFehler

Situative Bedingun-gen

PSFs- organisatorisch- ergonomisch- technisch- kognitiv

Wechselwirkungenzwischen- Fehlern und PSFs- verschiedenen PSFs

- situativen Bedin- gungen und Fehlern oder PFSs

Maschine

Informationsverarbeitung

Situation

Operateur

Motorik Bedie-nung

Aufgabe

Umgebung

System-ausgang

AuftragserledigungAuftragserteilung

Rück-meldung

System-größe

Wahr-nehmung

Kognitive Aspekte

Technische Aspekte

Organisatorische Aspekte

Ergonomische Aspekte

Das Verfahren geht einen neuen Weg bei der Analyse und Bewertung der Rolle des Menschen in technischen Systemen.

Aufbau des Verfahrens

CAHR gliedert sich in die Teile Ereignisanalyse

CAHR gliedert sich in die Teile Ereignisanalyse ....und.... Ereignisauswertung

Bindeglied ist die Analysestruktur des Mensch-Maschine Systems (MMS)

denn es beinhaltet...

Situationen

MMS 1.1: Typ APerson1=OperateurOrt=Warte

Personen

MMS 2.2: Typ B Person2=OperateurOrt=Warte

MMS 2.3: Typ BPerson3=OperateurOrt=Warte

MMS 3.2: Typ C Person2=OperateurOrt=Warte

MMS 3.4: Typ C Person4=MechanikerOrt=Vor Ort

Ereignis-eintritt

Ereignis-ende

Zeitliche Abhängigkeit einer Person

Abhängigkeit zweier Personen an einem Ort

Latenter Fehler

Aktiver Fehler

Baukastenartig kann aus einem MMSein Ereignis mit mehreren MMSs(ein Arbeitssystem) beschrieben werden.

Die zugrundeliegende Philosophie des Verfahrens beinhaltet:

Analysefokus ist das Arbeitssystem, nicht der Mensch. Versagen oder Schuld des Menschen sind nicht Gegenstand der Analyse.

Menschliche Fehler resultieren aus der Wechselwirkung einer Vielzahl von situativen und kausalen Faktoren im Arbeitssystem, dem sogenannten Kontext

Das Verfahren gibt eine feste Struktur aber keine feste Taxonomie vor (offenes Verfahren) und ist damit auf beliebige Ereignisse und Technikbereiche übertragbar

Deutliche Trennung zwischen beobachtetem Verhalten, Fehlerklassifikation und Ursachenzuordnung(auftretensorientierte, ursachenorientierte Klassifikation)

Allgemeine Verwaltungsinformationen

In der Ereignisanalyse werden zunächst die ereignisrelevanten Informationen

beschrieben und verwaltet.

Anlage und AnlagentypEreignisdatum und Ereigniszeit

Informationen über • betroffene Systeme

• ob es ein menschlicher Fehler war oder • ob der Mensch das Ereignis erfolgreich beendet hat

Kategorisierung der Bedeutung des VorkommnissesBearbeitungszustand des Vorkommnisses

In der Ereignisanalyse wird ferner die Ereignisbeschreibung verwaltet.

Sprachliche Beschreibung des Vorkommnisses

Fotos, weitere Unterlagen (über OLE-Objekte)

Das Beschreiben eines Vorkommnisses geschieht implikativ, d.h. es darf z.B. nur dann ein Fehler in der Spalte 'Angabe' eingetragen werden, wenn bereits ein Objekt und eine Aktion angegeben wurden. Entsprechendes gilt für die Einflußfaktoren in der Spalte 'Eigenschaft'. Hierdurch ist gewährleistet, daß die Analyse eines Ereignisses mit der beobachtbaren beginnt sowie der Wirkungszusammenhang zwischen Aktionen, Fehlern und Einflußfaktoren dargestellt wird und somit festgelegt ist, worauf der Einflußfaktor gewirkt hat.

Dann kommt das Interessante in der Ereignisanalyse:

Die Analyse hinsichtlich menschlicher Fehler.

Die Eingabe wird von allgemeinen Fragen zu Informationen, die beim Ereignis beobachtbar waren (Objekt, Aktion), zu Fehler (Angabe) und Einflußfaktoren (Eigenschaft) und

bezogen auf die Kategorien bzw. Klassen des MMS aufgebaut.

In der Spalte „Element“ können Zusatzinformationen angegeben werden, die für das Verständnis

des Ereignisses wichtig sind

Ein Satzzeichen dient zur Trennung und korrekten Zuordnung von Objekt, Aktion und Fehler-Angabe.

Es kann ja z.B. sein dass Ventil B zu spät geöffnet undVentil C zu früh geschlossen wurde.

Die relevanten Informationen zu menschlichen Handlungen werden interaktiv eingegeben.

Per Doppelklick erhält man eine für die jeweilige Beschreibung gültige Taxonomie

z.B. hier:Welche Fehlerarten treten bei Tätigkeiten aus?

Click...

Click...

Die relevanten Informationen zu menschlichen Handlungen werden interaktiv eingegeben.

Wieder einen Schritt weiter in der Ereignisbeschreibung

Ereignisse bestehen oft aus mehreren Unterereignissen:

• andere beteiligte Personen• andere Phase des Ereignisses

• anderer Handlungsort

Hierzu wählen wir NEU

Die relevanten Informationen zu menschlichen Handlungen werden interaktiv eingegeben.

Für ein neues Unterereignis

Wenn die getroffenen Vorkehrungen beschrieben werden sollen.

Dies ist ganz nützlich, um sie dannmit den tatsächlichen Ursachen

zu vergleichen (was oft nicht gleich ist).

Um die kognitives Aspekte des Unterereignisses zu analysieren.

Die relevanten Informationen zu menschlichen Handlungen werden interaktiv eingegeben.

Hier das neue Unterereignis

zum Ausfüllen mit Hilfe der Taxonomie

Hier die in diesem Fall getroffene Vorkehrung

Wenn mehrere Ereignisse analysiert und eingegeben

sind, was dann?

Auswerten natürlich!

Das geht mit CAHR hinsichtlich

• Einfacher Abfragen zu Ereignissen

• Qualitativer Analysen der Ursachen menschlicher Fehler

• Quantitativer Schätzungen zu menschlichen

Fehlerwahrscheinlichkeiten

Ereignis 1 :

Ereignis i :

Ereignis n

Zunächst kann man sich einen Überblicküber Häufigkeiten, Bearbeitungsstatus o.ä.

verschaffen.

Schauen wir mal, wieviele Ereignisse aus Siedewasserreaktoren (SWR) bearbeitet wurden

und

als Fehler bzw. Leistung des Menschen zu verbuchen sind...

Click und...

FehlerLeistungen

Ganz gut, dass Menschen hochautomatisierte Systeme überwachen,oder?

Würden Sie bei so einem Verhältnis zugunsten der Leistungen des Menschen von

Menschlichem Versagen

sprechen wollen?

Zunächst kann man sich einen Überblicküber Häufigkeiten, Bearbeitungsstatus o.ä.

verschaffen.

Nun analysieren wir die Fehler genauer.Warum machen Menschen Fehler?

Ein genaueres Bild erhalten wir, wenn wir die Ereignisse hinsichtlich der uns interessierenden Problemstellung

zusammenfassen, z.B.:

Fehler einer bestimmten Personengruppe bei der Betätigung von Ventilen.

Das geht ganz analog wie bei der Ereignisbeschreibung und natürlich interaktiv.

Click und...

Verschiedene Abfrageaspekte können mit UND, ODER NICHT

verbunden werden.

Nun analysieren wir die Fehler genauer. Warum machen Menschen Fehler?

... finden wir 10 vergleichbare Fehler in 220 Fällenbzw. 10 in 400 Unterereignissen

...und natürlich Unsicherheiten, denn ein Ereignis ist nie vollständig beschrieben

Aber wir können immerhin einen Schätzwert für die menschliche

Fehlerwahrscheinlichkeit (Human Error Probability - HEP)

mit CAHR generieren, der nach allen bisherigen Studien

kompatibel zu den Schätzwerten anderer Verfahren

wie z.B. THERP ist.

... mit einem aufwendigen Rechenverfahren, dem konnektionistischen Teil von CAHR,...

Welche Ursachen führenzu so einem Fehler?

Click und...

Nun analysieren wir die Fehler genauer.Warum machen Menschen Fehler?

... wir finden eine Reihe von Ursachen aus den Bereichen

• Organisation• Kognition

• Ergonomie• Technik

die alle in ihrem Zusammenwirken zu dem Fehler führen.

... deren Häufigkeiten

... und deren relative Häufigkeiten

Damit können wir insgesamt Systematiken erkennen und optimale Verbesserungen

finden.

Aber denken Sie an das Zusammenwirken der Faktoren

Kein Ereignis ist wie ein anderes! Ganz unterschiedliche Begriffe sind notwendig,

um ein Ereignis zufriedenstellend mit seinen individuellen Wirkungszusammenhängen zu

beschreiben.Eine Taxonomie muss nach jedem

Ereignis überprüft und evtl. überarbeitet werden.

Die Variabilität der Ereignisse wird berücksichtigt, indem CAHR nur die Beschreibungsstruktur und

nicht die Taxonomie streng vorgibt.

Um mit dieser Offenheit bei der Ereignis-Analyse umzugehen,

hat CAHR noch einige Werkzeuge:

• Einen Klasseneditor• Einen Taxonomie Editor

Mit dem Werkzeug Klasseneditor können unterschiedliche Begriffe

zusammengefaßt werden

... z.B. verschiedene Personengruppen

zur Klasse „Personen“

Bei der Auswertung der Ereignisse können dann verschiedene Begriffe so genutzt werden,

als wenn die Ereignisse mit diesen beschrieben worden wären.

Mit dem Taxonomie-Editor können alte Begriffe verändert oder neue Begriffe

eingeführt werden

Betriebs-erfahrung

Modul für HRA

ProbabilistischeDaten

Interface

Falleingabe Modul fürDiagnose

Faktoren undUrsachen

HRA / Qualitative Analysen

DatenQualitative

Nutzer-Ausgabe

Vorkommnis

mögliche Fakto-ren und Ursachen

Konnektionistische Datenbank

Ursachenbe-schreibung

Situatives Muster

Fragestellung der Analyse

Nutzer-Eingabe

Fälle Taxonomien

Klassen Editor

Fall-Datenbank

Anfrage

Zusammenfassung der Methode CAHR

ACCESS

Was können Sie mit CAHR tun?

Einen retrospektiven Blick in das Vergangene, um...

• ...verschiedene Ereignisse systematisch zu analysieren und beschreiben...

• ... dies auch für verschiedene Technologien

Einen prospektiven Blick in die Zukunft, um...

• ...die Wirkungsbeziehungen von Faktoren zu verstehen, die zu einer Fehlerkette in einem Ereignis geführt haben

• ...Ursachen und situative Bedingungen zu finden, die für die Entstehung menschlicher Fehler wichtig sind

• ...Sicherheitsbeurteilungen in Risiko-Analysen durchzuführen

• ...Verbesserungsmaßnahmen für Ihr System zu finden und deren Qualität und Wirksamkeit zu bewerten

• ...Vorkehrungsmaßnahmen zu verbessern und optimieren

Wir hoffen, Ihnen hat die Tour gefallen.

Kontakt & Entwicklung:

Prof. Dr. Oliver Straeter Universität Kassel Fachbereich Maschinenbau Arbeits- und Organisationspsychologie Heinrich-Plett-Strasse 40 D-34132 Kassel Tel: +49 561 804 4211 eMail: straeter@ifa.uni-kassel.de

Wollen Sie menschliche Fehler erfassen und bewerten? Wir beraten Sie gerne. Wollen Sie diese Datenbank nutzen? Wir machen Ihnen gerne ein Angebot.

• Sträter, O. (1997) Beurteilung der menschlichen Zuverlässigkeit auf der Basis von Betriebserfahrung. Dissertation an

der Technischen Universität München. GRS-138. GRS. Köln/Germany. (ISBN 3-923875-95-9)• Sträter, O. & Bubb, H. (1998) Assessment of Human Reliability based on Evaluation of Plant Experience: Requirements

and their Implementation. Reliability Engineering and System Safety. Elsevier. Vol. 63, No. 2, p. 199-219. • Reer, B., Sträter, O., Dang, V. & Hirschberg, S. (1999) A Comparative Evaluation of Emerging Methods for Errors of

Commission Based on Applications to the Davis-Besse (1985) Event,. PSI. Schweiz. Nr. 99-11 (ISSN 1019-0643)• Sträter, O. & Reer, B. (1999) A Comparison of the Application of the CAHR method to the evaluation of PWR- and

BWR-events and some implications for the methodological development of HRA. In: Modarres, M. (Ed). PSA‘ 99 - Risk-

Informed Performance-Based Regulation. American Nuclear Society. LaGrange Park, Illinois, USA.