河南城建學(xué)院環(huán)境與市政工程系.ppt

時鵬輝 河南城建學(xué)院環(huán)境與市政工程系,人因分析面臨的問題及發(fā)展趨勢,人因可靠性專題講座之二,1 引言 2 人因分析面臨的問題 3 人因分析研究的發(fā)展趨勢 4 國內(nèi)HRA研究狀況簡介 5 結(jié)論,1 引言, 人因分析對系統(tǒng)可靠性、安全性 的作用 人因事件：人機系統(tǒng) 70-90 核電站 國際 5585 國內(nèi) 70 預(yù)防與減少人因事件的策略和手段基于對人因事件準確分析與預(yù)測,人因分析的概念 廣義 ：分析人在系統(tǒng)中的功能、 作用和影響 狹義：特指人對系統(tǒng)可靠性的影 響，包括傳統(tǒng) 的人因可靠 性分析（HRA）、人-機界 面分析、人 的特性分析等,2 人因分析面臨的問題,2.1 人因分析的難度 (1)人的特性：生理，心理，社會，文化，變化多樣性和復(fù) 雜性 (2)不僅需研究行為者本身，還需研究行為者與系統(tǒng)中其他 元素的關(guān)系 (3)人與人之間的個體差異，致使研究結(jié)果具有不確定性, 或難以有準確性 (4)對控制人行為、特別是認知行為的大腦機能，至今尚未 完全弄清楚 (5)人因失誤的突發(fā)性和無序性，使得其數(shù)據(jù)收集和掌握規(guī) 律 很 困難, 所以人因數(shù)據(jù)庫建設(shè)多年進展緩慢 (6)人員失誤構(gòu)成潛在的失效，致使大量人因信息丟失,2.2 對人因的再認識,人適機 機宜人 人機匹配 以人為中心 從個體到“系統(tǒng)中、組織中的人”，人的社會屬性和 精神屬性，組織管理對人員可靠性的作用 組織也可能犯錯誤，組織錯誤歸根到底也是一種人 因錯誤，且對復(fù)雜系統(tǒng)而言，組織錯誤是對其安全 性最大的潛在威脅 典型的組織錯誤包括管理制度缺陷、不充分的培訓(xùn) 、 管理者的錯誤決策等 由于個體失誤和組織失誤的并存，人因失誤只能通 過不斷加強管理、改善管理來減少或弱化它的影響,2.3 環(huán)境與人行為的關(guān)系, 環(huán)境是圍繞主體，并對主體行為產(chǎn)生影響的外界事物。 人通過各種感覺通道從環(huán)境中獲得關(guān)于行為意義的信 息，并運用這一信息，建立支配某種心理過程的動機 和決定行為的方式，進而通過行為的實施來適應(yīng)與改 造環(huán)境。 在相對穩(wěn)定的條件下，人力圖適應(yīng)環(huán)境，以降低自身 的損耗，同時又力圖改造環(huán)境，以滿足自身更高的需求 人類自然屬性與社會屬性的并存，使得在一定界限 內(nèi)，人與環(huán)境保持著一種相互協(xié)調(diào)、相互適應(yīng)的動態(tài) 平衡。,2.4 人因可靠性分析（HRA）方法,2.4.1 HRA應(yīng)達到的三個基本目標 辨識什么失誤可能發(fā)生 確定這些失誤發(fā)生概率 如何減少失誤及減輕其影響, 完整的HRA應(yīng)包含的項目 任務(wù)分析：描述運行人員應(yīng)當做什么 失誤分析：確定什么可能會出錯 表現(xiàn)形式：表達事件邏輯和量化結(jié)構(gòu) 量化：推算失誤的可能性 失誤減少：減少人誤對風險的影響 質(zhì)量保證和資料編制：有效性，信息資源,2.4.2 HRA方法的有效性、可用性和可靠性,有效性 可用性 可靠性,有效性：HRA方法能夠客觀、真實、準確地測量系統(tǒng)框架中的確可能發(fā)生的人因失效事件。在數(shù)學(xué)意義上，有效性（有效度）刻畫被該方法測量的參數(shù)與應(yīng)當被測量對象之間的關(guān)系,可用性：HRA方法能夠測量出其所使用的參數(shù)。在數(shù)學(xué)意義上，可用性刻畫該方法意欲測量的參數(shù)與所測的變量之間的關(guān)系,可靠性：測量的一致性，其數(shù)學(xué)意義是刻畫在不同時間或被不同用戶所測得變量之間的關(guān)系,有效性、可用性、可靠性的涵義,2.4.3 受限于S-O-R模式, 基于S-O-R（刺激-機體-反應(yīng)）模式:預(yù)測 “R”，注意力集中“S” 作業(yè)者被作為“反應(yīng)器”，而不是“行為者” 改進S-O-R模式：更多的注意放在“O”，建 立以人為中心的模型，強調(diào)作業(yè)者的特 征和所處環(huán)境，特別是強調(diào)作業(yè)者所遵從 的規(guī)則和其文化、態(tài)度、目標,2.4.4 人因事件的動態(tài)性,人與系統(tǒng)相互作用的動態(tài)性 醞釀、形成及發(fā)生的迭代性、交互性 人因事件一般不是在時間的某一特定點 就完成了它的醞釀、形成及發(fā)生，而是 迭代的、交互的過程失效。然而現(xiàn)有的 HRA方法幾乎不能處理人因事件的動態(tài)性。,2.4.5 實用性欠缺 HRA多為簡化模型，距真實系統(tǒng)差距大 可供模型使用的數(shù)據(jù)極為缺乏，常不得不由 專家判斷代替,2.4.6 模型間的接口問題, 模型的專用性：模型特定適用范圍 人的行為的多樣性 導(dǎo)致多個模型組合使用，模型間接口的合理性受到質(zhì)疑 如THERP+HCR接口：時間分割,2.5 人誤機理問題,認知行為特性 行為模型 失誤類型 失誤內(nèi)部機制 失誤源,失誤形態(tài) 失誤背景 失誤結(jié)構(gòu) 失誤觀測 控制管理,2.6 人因分析的客觀性與一致性問題, PSFs（人員行為形成因子）的分析與量 化：非結(jié)構(gòu)化，極度依賴使用者的判斷, 源于實際的HRA數(shù)據(jù)缺乏且可用性差,2.7 人因分析數(shù)據(jù)的可用性,人因數(shù)據(jù)庫 人員可靠性分析手冊 美國的NUCLARR 英國的CORE-DATA 日本的IHF和HFC庫 法國電力公司（EDF）M310,三方面的問題尚待解決 數(shù)據(jù)的可靠性 數(shù)據(jù)的普適性，不同領(lǐng)域的認知結(jié)構(gòu)和信 息處理機制的差異 他國數(shù)據(jù)的可引用性,2.8 人因分析中的文化因素,科學(xué)素養(yǎng) 道德水準 心理素質(zhì) 工作態(tài)度 思維習(xí)慣和工作作風 安全文化,2.9 組織管理層的人因分析,組織管理層人因分析的必要性 不足方面： 適用技術(shù)缺乏 定性分析多，定量分析少 考慮常規(guī)的組織結(jié)構(gòu)、管理過程的多， 涉及管理決策層次少,3 人因分析研究的發(fā)展趨勢 人因分析研究方法的特點： 涉及大量不同的技術(shù)方法 定性定量相結(jié)合 前者反映出人因分析的應(yīng)用復(fù)雜性及理 論不成熟性，而后者為人因分析的研究 對象所確定。,3.1 人因分析基礎(chǔ)研究 人的行為（失誤）機理研究 定量模型和結(jié)構(gòu)化的定性-定量模型 人因數(shù)據(jù)庫,3.2 人-機系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo),人-機功能分配、人-機交互關(guān)系、 操作人員監(jiān)督功能 人因分析的理論、方法及技術(shù)工 程化、標準化 轉(zhuǎn)化方式的可行性、有效性和可用性,3.3 安全評價與事故防范, 安全評價 人因事故分析,4 HRA研究狀況簡介,人因可靠性：人對于系統(tǒng)的可靠性所必須完成的活 動的成功概率。 人的可靠性，人為可靠性，人員可靠性 人因失誤(human error)：人未能精確地、恰當?shù)亍?充分地、可接受地完成所規(guī)定的績效 標準范圍內(nèi)的任務(wù)。 人為失誤，人為錯誤，人的失誤，人誤 人因可靠性分析（HRA：Human Reliability Analysis): 以人因工程、系統(tǒng)分析、認知科學(xué)、概率 統(tǒng)計、行為科學(xué)等學(xué)科為理論基礎(chǔ)，以對 人的可靠性進行定性與定量分析和評價為 中心內(nèi)容，以分析、預(yù)測、減少與預(yù)防人 的失誤為研究目標。,4.1 HRA發(fā)展歷史與研究動態(tài),HRA最早工作是20世紀50年代美國Sandia國家試驗室（SNL）：采用硬件可靠性分析方法，估計人員失誤對軍隊系統(tǒng)及裝備可靠性的定量影響。 1964年8月，在美國新墨西哥大學(xué)舉行第一次HRA國際學(xué)術(shù)會議，美國人因?qū)W會會刊HUMAN FACTORS出版專輯。 HRA學(xué)科正式確立。,HRA發(fā)展歷程的兩個階段,第一階段：20世紀60年代到80年代中后期 主要工作：人的失誤理論與分類研究，人的可靠性數(shù)據(jù)的收集和整理，發(fā)展以專家判斷為基礎(chǔ)的人失誤概率的統(tǒng)計分析與預(yù)測方法。 代表： THERP (Technique for Human Error Rate Prediction) 特征：以人的輸出行為為著眼點，不探究行為的內(nèi)在歷程。對人的處理方式類似于對機器的處理。稱為靜態(tài)的基于專家判斷與統(tǒng)計分析相結(jié)合的第一代HRA方法 。,第二階段：20世紀90年代至今,1979年美國三哩島核電廠事故后，結(jié)合認知心理學(xué)、以人的認知可靠性模型為研究熱點-研究動態(tài)過程中的人的可靠性。 第二代HRA方法，又稱為動態(tài)的人的可靠性分析模型。正在發(fā)展，尚未正式用于工程實踐。,人誤率預(yù)計技術(shù)(THREP), 1983 人的認知可靠性模型(HCR), 1984 成功似然指數(shù)法(SLIM), 1984 操作員動作樹(OAT)，1982 事故引發(fā)與進展分析(AIPA)，1975 成對比較法(PC)，1984 人因可靠性社會技術(shù)評估法(STAHR), 1985 系統(tǒng)化的人員行為可靠性分析程序 (SHARP), 1984,主要HRA方法,混淆矩陣法(CM)，1981 維修個人行為模擬模型(MAPPS)，1984 多序貫失效模型(MSFM), 1985 人誤評價與減少方法(HEART)，1988 估計人決策失誤方法(INTENT)，1992 認知事件樹系統(tǒng)(COGENT)，1992 人誤分析技術(shù)(ATHEANA) ，1996 認知可靠性與失誤分析方法(CREAM)，1998,HRA方法年代分布,當前國際上HRA研究三個主流方向,繼續(xù)探討能合理表征大規(guī)模復(fù)雜人機系統(tǒng)中人的行為特征和規(guī)律、系統(tǒng)特征及人機關(guān)系的人的行為模型和人機關(guān)系行為模型。 對原主流方法進行改造與完善，包括模型、技術(shù)、數(shù)據(jù)等。 HRA的工程應(yīng)用研究，由核能、航天航空擴大到石油化工、礦山冶金、交通通訊、海洋工程等領(lǐng)域 。,4.2 國內(nèi)HRA研究狀況簡介,國內(nèi)對HRA的研究始于20世紀90年代初期 清華大學(xué)黃祥瑞： 人的失誤及人的可靠性分析研究（93年國 家自然科學(xué)基金） 人的認知可靠性模型及應(yīng)用（97年國家自 然科學(xué)基金） 人的認知失誤模型的理論及應(yīng)用研究（02 年國家自然科學(xué)基金）,楊孟琢、趙炳全、方向 核電廠操縱員認知可靠性模型和模擬機實驗研究，建立了基于模糊數(shù)學(xué)的操縱員事故響應(yīng)時間可信性回歸模型 張炯 核反應(yīng)堆人誤數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 王武宏 行為形成因子與人的差錯關(guān)系模型 羅曉利 中國民航20年人因事故統(tǒng)計分析研究 龐志兵 高炮操作失誤類型及原因,報告人,國家自然科學(xué)基金項目 復(fù)雜人-機系統(tǒng)中人員可靠性研究(1995) 人因事故分析理論與方法研究(1998) 人誤分析技術(shù)及應(yīng)用研究(2002) 考慮組織與管理因素的人因可靠性分析 方法及應(yīng)用研究（2005） 國防軍工技術(shù)項目 核電站人員可靠性基礎(chǔ)研究(1994) 反應(yīng)堆系統(tǒng)人因事件分析與預(yù)防方法(2000) 人因可靠性技術(shù)（2002） 人誤因素辨識與原因分析技術(shù)研究（2005）,HRA應(yīng)用 大亞灣核電站：人因可靠性分析（1998） 嶺澳核電站：人因可靠性分析(2000) 秦山核電站：人因可靠性分析(2004) 模擬機實驗 PSR中人因安全因素評審 獲獎 國防科學(xué)技術(shù)獎二等獎3項、三等獎1項 中國核工業(yè)總公司、湖南省科技進步獎二、三 等獎6項,5 結(jié)論, 人因分析對系統(tǒng)的可靠性、安全性有重 要貢獻 人因分析的理論、方法、技術(shù)尚不完備 人因分析學(xué)科富有生命力、正在蓬勃發(fā)展,參考文獻 張力