Přístup k analýze a hodnocení spolehlivosti člověka v pracovním systému

Chybování či selhání člověka je přirozeným jevem, jenž však má negativní odezvu ve vzniku nežádoucích událostí (havárií). Analýza příčin jejich vzniku a účinná prevence pro zvyšování spolehlivosti člověka, v rámci pracovního systému, je závažný společenský úkol.

Úvod

Pracovní systém charakterizují dvě hlavní složky technické a lidské. Tím se dostává do popředí otázka jaký je vliv a podíl těchto složek na výsledné spolehlivosti uvažovaného pracovního systému. Praxe nám potvrzuje, že hlavní složkou limitující úroveň spolehlivosti tohoto systému je sám člověk. Také to potvrzují i poznatky ergonomie, že postavení člověka v pracovním systému patří k nejslabšímu článku. Strukturalizací systému na prvky, uvažované jako lidské a technické, vznikají tak specificky rozdílné přístupy k analýze a hodnocení jejich spolehlivosti. U techniky, různých zařízení a jejich součástek, je možno zjistit spolehlivost od výrobce a díky tomu vyčíslit jejich spolehlivost. V případě lidí se jedná o neskonale těžší záležitost. Je tedy zřejmé, že jedině systémovým přístupem bude možné analyzovat a hodnotit komplexně a objektivně spolehlivost pracovního systému ve všech fázích jeho životnosti.

Studium spolehlivosti člověka je ve srovnání se studiem spolehlivosti techniky podstatně náročnější. Svědčí o tom skutečnosti, že vědecké práce i praxe věnují zatím velké úsilí k zvyšování spolehlivosti technické složky, ale poměrně malou pozornost soustřeďují na spolehlivost člověka. Proto je třeba chápat interakci člověka a techniky, v rámci daného pracovního systému, jako prvořadý úkol k dosažení co nejvyšší jeho spolehlivosti.

Teoretickým a metodologickým nástrojem pro řešení nastoleného problému je vědní obor teorie spolehlivosti. Teorie spolehlivosti se zabývá zákonitostmi vzniku poruch (selhání) jak v technických objektech, tak v systémech s lidským činitelem. Využitím operačního nástroje teorie pravděpodobnosti a matematické statistiky lze poruchy (chyby, selhání) klasifikovat a numericky vyjadřovat. K identifikaci a analýze spolehlivosti jsou za účelem odhalování a zjišťování příčin chyb a selhání člověka v pracovních i jiných složitých systémech vypracovávány nejrůznější postupy a metody. V této souvislosti je vhodné připomenout, že vedle pojmu „porucha“ či „selhání“ se setkáváme s pojmem „riziko“. Přestože každý z nich má jiný význam, společné mají to, že se redukují na pravděpodobnost, kterou lze za definovaných podmínek (podle projevu jejich účinku) vyhodnotit. Pro praxi to znamená, že některé metody vyhodnocující vznik poruch lze použít na hodnocení rizik a pochopitelně to platí i naopak.

Vyšetřování příčin vzniku nežádoucích událostí v 80 % případů končí zjištěním, že se na jejich vzniku podílel lidský činitel (faktor). Obvyklý přístup k vyšetřování příčin selhání člověka se ale často zastavuje na úrovni, při které jsou definovány pouze obecné příčiny chybného jednání. Následným detailním rozborem dále odhalujeme, že tyto příčiny představují pouhé následky působení příčin vyšších řádů, tzv. kořenových příčin. Jde o analýzu spolehlivosti lidského činitele pomocí scénáře nehodového děje, k jehož zobrazení se většinou používají stromové metody.

Vliv lidského činitele se posuzuje zejména v souvislostech s iniciační událostí, kdy zásah člověka může následky takové události buď minimalizovat, nebo způsobit její rozvoj a tím celou situaci zhoršit. Tento zásah člověka ovlivňují jak vnitřní faktory (fyzické a psychické schopnosti, profesní znalosti a zkušenosti, stresy) tak vnější faktory (pracovní podmínky, pracovní prostředí, sociální vztahy na pracovišti, rodinné klima). Závěrem šetření vzniklé nehody nebo havárie může být zjištění, že chování člověka bylo omezeno individuálními a systémovými nedostatky, jeho nedostatečnou informovaností či kombinací většího počtu faktorů.

Stále častěji se setkáváme s různými kombinacemi termínů, jakými jsou spolehlivost člověka, chybování či selhání a pojmů lidský faktor či lidský činitel. Pro odborníky je však pouze spolehlivost člověka tím ústředním. Tímto pojem se obvykle rozumí pravděpodobnost, že osoba správně provede některé (systémově) požadované aktivity (činnosti) během daného časového období (je-li čas limitujícím faktorem) bez provádění jiné činnosti, která může systém narušit. Lidský činitel, není normativně definován, je v odborných pojednáních vyjadřován jako „Soubor vlastností a schopností člověka, posuzovaných především z hledisek psychologických, fyziologických a fyzických, které vždy nějakým způsobem v dané situaci ovlivňují výkonnost, efektivnost a spolehlivost pracovního systému“.

Spolehlivost člověka, resp. lidské chybování, je parametr značně složitý a nepředvídatelný. Při jeho posuzování je proto potřeba vnímat skutečnost, že se nejedná o izolovaný krok nebo jednorázové rozhodnutí, ale o soubor příčin, vlivů a faktorů (včetně jejich vzájemných kombinací), které celkovou spolehlivost utvářejí. Proto je třeba chápat interakci člověka a techniky, v rámci daného pracovního systému, komplexně, jako prvořadý úkol k dosažení co nejvyšší jeho spolehlivosti.

K usnadnění hodnocení spolehlivosti lidského činitele lze použít řadu metod, které se používají při analýze spolehlivosti systémů, případně k hodnocení rizika. Vhodnou a správně zpracovanou analýzou lze najít v pracovním systému „slabá místa“, která mohou vést k selhání člověka. Účelem analýzy lidského činitele je navrhnout nebo doporučit systémová opatření, které mají zabránit výskytu těchto selhání. K praktickému využití se nabízí české technické normy pojednávající o spolehlivosti třídy 0106, jejichž přehled je uveden v odkazu použité literatury.

1. Všeobecně k problému spolehlivosti člověka v pracovním systému z pohledu ergonomie

Ergonomie se zabývá zkoumáním a řešením aktuálních otázek týkajících se postavením člověka v pracovním systému. Pracovní systém představuje vzájemné působení jedné nebo více osob s pracovními prostředky (obecně technikou) nutné ke splnění úkolu, na určitém pracovišti, v pracovním prostředí, za podmínek vyžadovaných pracovním úkolem. Protože člověk je gestorem i uživatelem pracovního systému stává se tak významným činitelem, který svou aktivní činností v tomto systému ovlivňuje jeho výsledné chování. K důležitým požadavkům kladených na pracovní systém, vedle jeho bezpečnosti, efektivnosti, výkonnosti a dalších atributů, patří spolehlivost.

V ergonomii má pojem spolehlivosti širší význam než v technice. Je to dáno tím, že cílové chování pracovního systému je závislé nejen na spolehlivosti technických prvků, ale i na spolehlivosti člověka nebo skupiny lidí. Obecně se spolehlivostí rozumí včasné a bezchybné plnění pracovního úkolu. Rozhodujícími veličinami jsou tedy čas a chyby či odchylky od předpokládaných tolerancí. Obě veličiny jsou determinovány jednak počtem a vlastnostmi technických prvků, jednak výkonnostní kapacitou člověka a jeho osobnostními rysy (stavy), jak okamžitými, tak relativně stabilními. Z tohoto pohledu je zřejmé, že můžeme hovořit odděleně o technické spolehlivosti systému nebo přesněji o spolehlivosti jeho technických prvků a o spolehlivosti člověka v pracovním systému. Vzhledem k tomu, že technické prvky a člověk tvoří základ pracovního systému a z funkčního hlediska nutně představují jeden celek, nelze je tedy od sebe oddělit a musí být uvažovány současně.

Technický rozvoj se promítá ve zvyšování výkonových parametrů techniky, v růstu její složitosti, v rostoucích nárocích na její efektivní a bezpečné využití, v náročnosti na její obsluhu a údržbu. Spolehlivost se v technice obvykle vyjadřuje pravděpodobností, s jakou technický prvek správně funguje se zřetelem na účel, jež má plnit, v daném časovém úseku a v podmínkách (prostředí) pro něž je určen. Mírou spolehlivosti je pravděpodobnost bezchybného chodu a bývá vyjádřena statisticky (viz ČSN 01 0103). Analogicky můžeme vymezit spolehlivost člověka, jako vlastnost či schopnost vykonávat určitou činnost, aniž by došlo k selhání a následné chybě. Zde při aplikaci stejných základních pojmů a zároveň s tím i kritéria, jak jsou zavedené pro technické prvky, vznikají problémy. Vzhledem k principiálním odlišnostem člověka od techniky musí se k problému spolehlivosti člověka v pracovním systému přistupovat diferencovaně.

Postup při zjišťování předpokládané a výsledné celkové spolehlivosti v pracovním systému, jehož základní komponenty tvoří technické prvky a člověk, je schematicky znázorněn na obr. 1. Jednotlivé kroky u vstupu, jež by měly být uvažovány paralelně (tj. technických a lidských komponent), se týkají funkční analýzy, identifikace „kritických“ míst, pravděpodobnosti výskytu selhání a jejich významnosti a konečně zhodnocení účinků selhání. Systematický rozbor okolností a podmínek, za nichž vznikly změny v chování pracovního systému, má velký význam jak pro ochranu člověka, tak pro zdokonalení technických prvků systému, případně i pro vypracování efektivních způsobů výcviku či tréninku (formulováno obecněji, pro zvýšení celkové spolehlivosti pracovního systému).

Obr. 1 Schéma postupu při zjišťování předpokládané a výsledné celkové spolehlivosti pracovního systému [1]

2. Základní pojmy – funkční charakteristiky spolehlivosti

Pro člověka, jenž je nedílnou součástí pracovního systému, je snaha užívat stejné základní pojmy a zároveň i kritéria, jak jsou zavedené pro objekty technické povahy. Vzhledem k principiálním odlišnostem člověka od techniky si uvedeme definice vybraných pojmů, které mají v oblasti lidského činitele specifický význam. Metodika hodnocení a predikce spolehlivosti člověka v pracovním systému zatím není normativně ani z výzkumných pramenů k dispozici na takové úrovni, aby je bylo možno bezprostředně použít. Je proto rozumné dále použité definice a pojmy blíže specifikovat, v souladu s publikací [3] a ČSN IEC 50 (191), podle tabulek 1, 2 a 3.

TABULKA 1 - Míry spolehlivosti člověka

Název veličiny	Označení veličiny
Intenzita chybného jednání, resp. intenzita selhání	λ
Střední doba mezi chybami, resp. střední doba mezi selháním	Ts
Intenzita obnovy	µ
Střední doba obnovy	To
Koeficient pohotovosti výkonu	Kp
Pravděpodobnost bezchybné činnosti, resp. pravděpodobnost bezporuchové práce	R(t)

TABULKA 2 Základní vztahy ukazatelů spolehlivosti člověka a empirické údaje

Veličina	Vztah k dalším veličinám	Bodový odhad	Poznámka
λ	1/Ts	n/t	n = počet selhání za dobu t udanou v hodinách; v jednotkách: /h-1/
Ts	1/λ		ti = čas od i-1 selhání do i-tého selhání (v hodinách)
µ	1/T0	n/τ	τ = celková doba všech obnovení činnosti po selhání /h-1/
To	1/µ
Kp	Ts / (Ts + T0)		to = doba trvání i-té obnovy činnosti po selhání
R(t)	e x (t / Ts)

TABULKA 3 - Definice a pojmy spolehlivosti člověka

Vybrané definice a pojmy
Spolehlivost člověka - obecná vlastnost, schopnost člověka plnit požadovanou funkci během stanovené doby za stanovených pracovních podmínek.
Bezporuchovost práce - schopnost člověka plnit požadovanou funkci během stanovené doby za stanovených provozních podmínek.
Číselně se udává např. pravděpodobností bezporuchové práce a střední dobou bezporuchové práce.
Obnovitelnost činnosti - schopnost člověk překonat fyzické a psychické následky selhání.
Číselně se udává např. střední dobou obnovy.
Pohotovost - schopnost člověka vykonávat požadovanou funkci v libovolném okamžiku.
Číselně se udává např. hodnotou součinitele pohotovosti.
Pravděpodobnost bezporuchové práce - udává, s jakou pravděpodobností bude člověk po stanovenou dobu pracovat bez (chyb) selhání.
Poznámka: V základních pojmech - selhání a chyba člověka - je třeba principiálně rozlišovat pojmy vyplývající ze strukturálních hledisek:
Chyba, chybné jednání (omyl) - nesplnění některé ze stanovených podmínek, zadání směrnic apod., které může, ale nemusí mít vliv na funkci pracovního systému, jeho efektivitu. Tato lidská chyba vyvolá nezamýšlený výsledek (v činnosti).
Chyba je nesoulad mezi počítanou, pozorovanou nebo měřenou hodnotou nebo podmínkou a skutečnou definovanou nebo teoreticky správnou hodnotou nebo podmínkou.
Selhání - nesplnění některé ze stanovených podmínek činnosti člověka, které má zpravidla za následek ztrátu provozuschopnosti pracovního systému.
Následky selhání člověka můžeme klasifikovat jako: snížení efektivity pracovního systému; poškození zařízení, materiálu, hmotné škody; poškození zdraví člověka.
Vědomá, úmyslná chyba - chyba, které si byl člověk vědom před zahájením chybného jednání, úkonu apod. a vykonal ji úmyslně.
Při statickém šetření se takováto chyba nepovažuje za chybu náhodnou.
Chyba počáteční, časná, začátečnická - chyba vzniklá na začátku činnosti člověka v dané profesionální roli. Intenzita těchto chyb se zpravidla časem zmenšuje.
Chyba stárnutím - chyba vzniklá jako důsledek stárnutí, únavy, snížením rozsahu a pružnosti psychických a fyzických, fyziologických parametrů člověka. Intenzita těchto chyb se od určité hranice progresivně zvyšuje.
Obnova činnosti člověka - je proces opětovného nabytí práceschopnosti člověka po jeho selhání.
Číselně se vyjadřuje např. střední dobou obnovy nebo intenzitou obnovy. (Častý je případ okamžité obnovy činnosti jednotlivce, pro který platí analogický model okamžitě se opravujících technických prvků.)

3. Typologie chybování lidského činitele

V analýzách zabývající se hodnocením spolehlivosti člověka, spolehlivostí funkcí pracovních systémů, průmyslovými nehodami, lze nalézt různé způsoby klasifikace chyb, selhání, označované jako typologie.

Jedním z přístupů podle typologie spočívá v klasifikaci chybování jako následek určitých nedostatečných schopností lidského činitele nebo systémových nedostatků, kde jednotlivé faktory vytvářejí řetězce příčin a následků. Typologii chybování lidského činitele však lze klasifikovat podle různých hledisek.

Chybování lidského činitele může nastat jako následek způsobený:

• nedostatečnými fyzickými a duševními schopnostmi (nedostatek schopností v relaci k požadovanému úkolu),
• nedostatečným školením pro daný úkol,
• nedostatečnými manuály nebo jejich špatnou úrovní (není jednoznačné a jasné co a jak se má dělat),
• nízkou pozorností nebo jejím selháním,
• nedostatečnou motivací,
• záměrné (nevykonání, vynechání nebo nedokončení akce),
• špatnou řídící činností:
  • podcenění vlastní úlohy managementu,
  • neprovedení určitých nezbytných akcí,
  • špatné vytvoření systému,
  • nízké vědomí vlastní odpovědnosti,
  • neodpovídající kontrolní činnosti atd.

Sled tří fází podmiňující spolehlivý výkon člověka a vliv chybného jednání

Způsob klasifikace chyb pracovníků, v rámci pracovního systému, vychází z obsahu vykonávané práce s cílem udržet tento systém v rovnovážném stavu, což předpokládá u pracovníků spolehlivý výkon posuzovaný ve třech fázích:

1. Správná a rychlá percepce, identifikace, interpretace vstupních informací, kdy je nějakým způsobem signalizována odchylka. Chybné jednání je např.: přehlédnutí informace, chybné přečtení či významu informace.
2. Správné stanovení příčiny odchylky (její diagnóza). Chybné jednání je např.: nepřesné nebo neúplné pochopení příčiny odchylky, špatné určení možných důsledků, nedodržení postupu při nalezení příčiny.
3. Zvolení efektivního způsobu likvidace odchylky. Chybné jednání je např.: záměna ovládačů, pozdní zásah, nesprávná volba postupu, zvolení nevhodného rozhodovacího kritéria pro likvidaci odchylky, chyby v komunikaci s dalšími spolupracovníky, špatná kooperace se sousedícími technologickými úseky.

Přehled otázek pro identifikaci potenciálních chyb.

Při sběru informací v daném pracovním procesu je žádoucí provést identifikaci potenciálních chyb. Za tímto účelem bude třeba pokusit se identifikovat všechny podstatné chyby, které by člověk mohl udělat, formou otázek:

• Jaké chyby se mohou vyskytnout s každým úkolem? (Jde zejména o procesy poznávací, rozhodovací a vlastního úkonu.)
• Jakými faktory je ovlivňován výkon člověka při plnění daného úkolu?

(Je to např. časový tlak, stresory pracovního prostředí, únava apod.)

• Jaké jsou důsledky poznaných chyb? (Kritériem jsou zdraví člověka a materiální škody.)
• Jsou nějaké možnosti odhalit (předpokládat) chybu a napravit ji?

(Aplikovat časové a pohybové studie práce.)

• Jsou nějaké vzájemné závislosti mezi určitými chybami? (Posuzováno z hlediska jejich významnosti a četnosti výskytu, kdy jedny umožní další.)

Charakteristické projevy lidských chyb

Hledání příčin chyb, je nejobtížnější při hodnocení vlivu lidského činitele, neboť je to něco, co se snažíme nalézt, co se ještě nestalo (tedy předpovědět chybu). Současně jde i o hledání faktorů, které k dané chybě vedou. Při odkrývání těchto příčin lze postupovati i obráceně, a to tak, že se hledají příčiny již proběhnuvšího selhání (tzn. vyšetřování příčin závažné nehody). Nejvýznamnější projevy lidských chyb a jejich obecných příčin lze shrnout následovně:

• chyby, založené na dovednostech člověka, vyplývající ze stereotypu naučených zvyklostí, jsou považovány za nejčastější,
• chyby, vznikající na koordinační úrovni jako je chybný výběr pravidla, chybné rozhodnutí, špatně odhadnutá situace, které jsou poměrně časté,
• chyby a omyly, projevující se na vědomostní úrovni, vycházející ze znalostí a zkušeností, se vyskytují zřídka.

Tyto specifikované druhy chyb lze doplnit o nápravné poznatky:

• chyby, kterým lze předejít lepším školením nebo pokyny,
• chyby, kterým by šlo předejít lepší motivací a kontrolou,
• chyby, kterým by šlo předejít správným doceněním fyzických a duševních schopností pro danou činnost,
• chyby, kterým by šlo předejít správnou organizací práce,
• chyby, kterým by šlo předejít zvýšením soustředěnosti a pozornosti, s cíleným potlačováním spěchu (stresu) a lehkovážnosti.

Hodnocení podle ukazatele spolehlivosti: Intenzita selhání – označení lambda (t)

Mezi základní ukazatele spolehlivosti, u technických objektů, se řadí intenzita poruch lambda (t), kterou můžeme považovat za ekvivalentní pro intenzitu selhání člověka. V užité aproximaci je to počet selhání za sledovanou dobu provozu (pracovní činnosti), viz tabulka 1 a 2.

Grafické znázornění intenzity selhání člověka jako funkce doby provozu (činnosti) se často nazývá vanovou křivkou, která je uvedena na obr. 2.

Obr. 2 Teoretická závislost intenzity selhání člověka na době provozu (pracovní činnosti)

Průběh intenzity selhání lze rozčlenit na tři rozdílné úseky:

I. úsek – charakterizuje údobí zácviku, popř. častých chyb a omylů
Je to úsek, který je relativně krátký, kde je intenzita selhání vysoká, s klesající tendencí. Hlavní podíl na vysoké intenzitě selhání mají nedostatečné znalosti během zácviku, resp. z důvodu nedokonalého osvojení (nového) pracovního postupu obsluhou.

II. úsek – údobí normálního provozu
Je to úsek, který bývá nejdelším úsekem v období normálního pracovního procesu, kde je intenzita selhání přibližně konstantní. Selhání lze považovat za náhodný jev, při ustálených vlastnostech, schopnostech a dovednostech pracovníka, způsobený náhodnými vnitřními nebo vnějšími faktory iniciační události. Hlavní podíl na vzniku selhání, chyb a omylů má obvykle vliv přetěžování, nesprávná obsluha a údržba., předčasné stárnutí a různé vnější vlivy. Toto údobí se pokládá za nejdůležitější v celém pracovním cyklu, ve které příčiny selhávání lze statisticky vyhodnocovat.

III. úsek – údobí působnosti náhlých nepříznivých vlivů
Zde intenzita selhávání roste jako důsledek nepříznivých vlivů, které se jeví jako přepracovanost, silný pokles motivace, zdravotní potíže. Intenzita selhání může prudce narůstat. Důsledný rozbor vznikajících postupných selhávání má na spolehlivosti člověka v tomto údobí velký ekonomický význam.

4. Metody a techniky užité při analýze spolehlivosti systému „Člověk – technika“

K identifikaci a analýze příčin chyb a selhání člověka v pracovním systému byla vypracována řada nejrůznějších metod a technik. Že jde o společensky velmi významnou problematiku, svědčí vyskytující se jak běžné tak i zejména závažné události (nehody) či havárie. Analýza příčin jejich vzniku a účinná prevence by mělo být mementem pro všechny přímo zainteresované pracovníky.

Volba vhodné metody je však natolik vysoce individualizovaný proces, že nelze vypracovat všeobecný pokyn pro volbu jedné specifické metody nebo více specifikovaných metod a technik. Nejdůležitější z nich jsou uváděny v českých technických normách, ve třídě 0106…, pojednávající o spolehlivosti (viz odkaz v přehledu literatury). Vhodnou metodu či techniku je nutno volit s ohledem na požadovaný cíl. Dále vybrané metody a techniky jsou uspořádány volně, jejich řazení nemá souvislost s upřednostňováním jedné metody před druhou. Základní postup analýzy spolehlivosti je uveden na obr. 3.

Obr. 3 Základní postup analýzy spolehlivosti podle ČSN IEC 60300-3-1

Při vzájemné interakci člověka a technického zařízení je důležité hodnotit spolehlivostní aspekty obou částí systému. Zde nestačí uvažovat pouze náhodné a nezávislé poruchy (selhání), ale také jiné poruchy, jejichž projev nebo příčina jsou „společné“. K tomu je zapotřebí velmi dobře monitorovat celý systém včetně lidského chování v něm a na základě analýzy činností vytvořit hodnotící kritéria pro poruchové stavy. Nejčastěji jsou nekorektní lidské činnosti, chyby, omyly nebo nehody reprezentovány stromem událostí, viz obr. 4, kde uzly A – D představují konkrétní událost, činnost nebo lidskou aktivitu, která má vždy dva rozdílné výsledky: úspěch nebo chybu.

Obr. 4 Strom událostí

Zcela analogicky může uzel stromu událostí také reprezentovat funkci technického systému, určitou komponentu systému nebo interakci mezi operátorem a systémem. Tímto způsobem lze v pracovním systému analyzovat a popisovat jak elementární lidské činnosti, tak komponenty technického systému a také jejich vzájemnou interakci při respektování okolních podmínek (pracovního prostředí).

Charakteristiky metod analýzy spolehlivosti pracovních systémů lze posuzovat podle různých hledisek (viz ČSN IEC 60300-3-1, příloha A). Omezíme se na užití analytických metod pro úkoly posuzování spolehlivosti člověka v pracovní činnosti. Zpravidla se analýza neprovádí na reálném objektu, ale na modelu.

Po vymezení systému, požadavku na řešení problému, rozlišují se dva metodologicky rozdílné postupy induktivní a deduktivní a způsoby hodnocení kvalitativní a kvantitativní.

Postup induktivní – je založen na provádění analýzy funkcí a poruch prvků (a jejich kombinací) na nejnižší úrovni členění systému a postupuje se k analýze poruch a jejich důsledků na nadřazené části systému až k poruchám celého systému.

Představuje postup „ZDOLA – NAHORU“, označován jako „ZD“.

Například jde o metodu „Analýza stromu událostí – ETA“, „Analýza bezporuchové činnosti člověka – HRA“, „Studie HAZOP“.

Postup deduktivní – vychází od analýzy poruch systému na nejvyšší úrovni členění a postupně postupuje k analýze příčin vzniku poruch.

Představuje postup „SHORA – DOLŮ“, označován jako „SD“ Například jde o metodu „Analýza stromu poruchových stavů – FTA“, „Markovova analýza“.

Kvalitativní analýza spolehlivosti – popisuje se rozborem všech poruch resp. poruchových stavů, které se mohou v systému vyskytnout a na základě tohoto přehledu vyhodnotit spolehlivost jednotlivých prvků systému a následně spolehlivost celého systému.

Kvantitativní analýza spolehlivosti – vychází ze znalosti spolehlivostních ukazatelů všech prvků systému. Sestrojením spolehlivostního modelu a díky znalostí spolehlivostních ukazatelů jednotlivých prvků lze potom vyčíslit ukazatele spolehlivosti systému jako celku.

5. Metoda posuzování spolehlivosti člověka – hra (HRA – Human Reliability Assessment)

Posuzování spolehlivosti člověka je v podstatě dílčím úkolem obecnější analýzy lidského faktoru, což je souhrnný název pro rozvržení (alokaci) funkcí, úkolů a zdrojů mezi lidi a stroje a pro posuzování spolehlivé a bezchybné činnosti člověka.

Prakticky každý pracovní proces obsahuje možnosti lidských chyb, zejména tehdy, když je doba, kterou má pracovník (operátor) při rozhodování k dispozici, krátká. Pravděpodobnost, že se budou problémy vyvíjet tak, že se stanou závažnými, je často malá. Někdy však bude činnost člověka jedinou obranou, která zamezí, aby počáteční poruchový stav nepřerostl v nehodu.

Při HRA se identifikují různé typy chybných činností:

1. chyba vlivem zanedbání či neprovedení požadované činnosti;
2. chyba provedení, do které se může zahrnout následující:
   • porucha přiměřeného provedení požadované činnosti;
   • činnost provedená s příliš velkou nebo příliš malou silou nebo neprovedena s požadovanou přesností;
   • činnost provedena v nesprávném čase;
   • činnost (činnosti) provedená (provedené) v nesprávném pořadí;
3. nepatřičná činnost, nevyžadovaná činnost provedená místo požadované činnosti nebo navíc k ní.

HRA se může skládat z následujících kroků:

1. analýza úkolu;
2. identifikace lidských chyb;
3. kvantifikace spolehlivosti člověka

Každý krok je blíže popsán dále a jsou zmíněny reprezentativní metody analýzy.

Analýza úkolu a identifikace lidských chyb má zpravidla začínat v průběhu etapy koncepce a stanovení požadavků nebo brzy po zahájení etapy návrhu a vývoje a v pozdějších etapách životního cyklu systému se má analýza zpřesnit a aktualizovat.

Ad a) Analýza úkolu (TA – Task analysis)

Cílem TA v procesu HRA je popsat a charakterizovat úkol, který se má analyzovat, tak podrobně, aby bylo možné provést identifikaci a/nebo kvantifikaci spolehlivosti člověka. Analýza úkolu se může provádět i za jiným účelem, jako je vyhodnocení rozhraní člověk-stroj nebo návrh postupů.

Ad b) Identifikace lidských chyb (HEI – Human error identification)

Při tomto kroku se identifikují a popisují chybné činnosti při provedení pracovního úkolu. Do identifikace lidských chyb se může zahrnout identifikace možných následků a příčin chybných činností a návrh na opatření ke snížení pravděpodobnosti vzniku lidských chyb, ke zlepšení možností pro zotavení a/nebo pro snížení následků chybných činností. Výsledky HEI poskytují hodnotné vstupní údaje pro management rizika dokonce i tehdy, když se neprovádí žádná kvantifikace.

Základní kritéria identifikace selhání člověka:

• musí být zajištěna úplnost identifikace chyb a tím správnost modelování;
• musí být zajištěno přesné porozumění možnému selhání člověka v případě, že je požadován pokles počtu chyb;
• musí být zabezpečeno, aby odhad zůstal použitelný v průběhu celé existence systému.

Ad c) Kvantifikace spolehlivosti člověka (HRQ – Human reliability quantification)

Cílem HRQ je odhadnout pravděpodobnost správného provedení úkolu nebo pravděpodobnost chybné činnosti. Zde se v teorii spolehlivosti aplikuje matematická statistika, obdobně jako u technických systémů. Do některých technik HRA se mohou zahrnout kroky pro odhad pravděpodobnosti nebo četnosti specifikovaných nežádoucích sledů událostí nebo nežádoucích výsledků.

Použití této metody je možné, pomocí vytváření stromů událostí, pro každý jednotlivý úkol.

Tyto informace je možné též znázornit ve stromu událostí – viz obr. 5.

Strom událostí lze kvantifikovat přiřazením pravděpodobností ke každé větvi. Nutno ještě upozornit, že i v tomto malém příkladu nemusí být získání přesných dat nebo modelů zcela jednoduché. V tomto případě je součinitel pohotovosti pouhým součtem všech zmíněných pravděpodobností ve stromu událostí. Pro daný příklad jsou uvedeny pouze hypotetické hodnoty pro vyjádření věrohodné chyby člověka – viz tabulka 4, dále na obr. 5 a zhodnocení v tabulce 5.

TABULKA 4 Věrohodné lidské chyby

Úkol	Lidská chyba	Příčina	Opatření
a)	1) Strojvůdce zapomněl nebo ztratil smart kartu	i) Nevhodný prostředek pro ukládání karty, který je přijatelný pro strojvůdce	Dodat vhodný prostředek pro ukládání karty nebo vhodné pouzdro pro kartu.
		ii) Nedbalost	Zavést kontroly, které zajišťují (na začátku pracovního dne), aby nedbalost neměla vliv na provoz. Pro takové případy dodat náhradní karty.
	2) Smart karta je ve stavu, který ji činí nečitelnou pro systém	i) Nevhodný prostředek pro ukládání karty	Jako výše
		ii) Nesprávné zacházení	Školení ohledně zacházení se smart kartami. Pravidelné kontroly. Jako alternativní návrh použít bezdotykové smart karty.
b)	1) Strojvůdce zapomněl PIN	Zapomnětlivost	Školení. Jako alternativní návrh by si strojvůdce sám mohl zvolit PIN (snadněji zapamatovatelné číslo) místo kódu PIN přidělené systémem.
	2) Strojvůdce vkládá nesprávný kód PIN	Překlep na klávesnici atd.	Dovolit nejméně jedno opakování. Navrhnout číselnou klávesnici ergonomicky, aby se minimalizovaly překlepy (např. by klávesy neměly být příliš malé, měly by být snadno čitelné, mělo by být dáno na vědomí (pípnutím), když je číslo stisknuto atd.)

Obr. 5 Lidské chyby znázorněné jako strom událostí

TABULKA 5 Hypotetické údaje k obrázku 5

Parametr	Hodnota	Poznámka
P1a	10-4	Strojvůdci si jsou vědomi, že mají být pečliví, jsou vyškoleni v zacházení se smart kartami, je zajištěno řádné uložení karet, jsou zavedeny kontroly.
P1b	10-4	Správná pouzdra na smart karty.
P2a	10-4	Strojvůdcům bylo umožněno zvolit si svůj PIN, jsou si vědomi následků, např. zpoždění vlaku.
P2b	10-2	Ergonomicky navržená číselná klávesnice, ale k překlepům může vždy dojít.

Závěry k příkladu:

1. Výsledkem je zjištění, že je nepohotovost špatná, odhad činí 0,01 na jednu cestu, což je nepřijatelné. Jako náprava je strojvůdcům povolen druhý pokus vložit kód PIN.
2. Pravděpodobnost dvojího selhání je v tomto případu P2b x P2b = 10-4, což dává odhad celkového součinitele pohotovosti 0,004 na jednu cestu (tj. čtyři vlaky z 10 000 budou zpožděny), což se zdá být přijatelné.
3. Umožnění více pokusů vložit kód PIN by mohlo přinést snížení součinitele nepohotovosti na 0,0003, ale mohlo by být nepřijatelné z hlediska zabezpečení.

2. Analýzy stromu události – ETA (Event Tree Analysis)

Metoda uvažuje celou řadu potenciálních následků výchozí události (iniciátora) a dalších událostí. Události se větví vždy na základě dvou možností – příznivá a nepříznivá.

Na obr. 6 metoda vychází z výchozí (iniciační) události, kterou může být porucha dílčí součástky nebo chyba člověka. Následuje větvení s označením pravděpodobnosti p jednotlivých cest, jako následek události A a B. Pravděpodobnost jednotlivých důsledků c je potom dána součinem pravděpodobností událostí na příslušné cestě. ETA se používá tehdy, když je nutné přezkoumat posloupnost a možné cesty následných událostí a nejpravděpodobnější následek výchozí události.

Obr. 6 Příklad stromu událostí

Obr. 7 Strom události popisující následky defektu kola.

Vysvětlivky:
A = žádná škoda na majetku ani zranění
B = škoda na majetku, žádné zranění
C = škoda pouze na vozidle, žádná škoda na jiném majetku

3. Metoda pro odhad chyb pracovníků (OPERÁTORŮ) – TESEO

(Technica Empirica Stima Errori Operatori)

TESEO je empirická metoda pro odhad chyb pracovníků (operátorů), jež byla navržena autory G. C. Bella a C. Columbosi. Je odlišná od metod analytických. Pravděpodobnost selhání lidského činitele je vyjádřena jako součin pěti klíčových faktorů K1 až K5. Tyto faktory byly stanoveny jako nejzávadnější hlediska možného ovlivnění pravděpodobnosti lidské chyby v průběhu daného pracovního procesu. Jejich charakteristiku uvádí tabulka 6.

TABULKA 6 Charakteristické typy klíčových faktorů K1 až K5

K1	Je založen na typu činnosti kvantifikovaného stupně rutiny. Jestliže je aktivita normální rutinou, potom je pravděpodobnost chyby pracovníka velmi nízká.
K2	Jeho kritérium je čas, který je k dispozici k provedení dané aktivity. Zvýšená stresovost pracovníka vede následně k vyšším rizikům vzniku chyby.
K3	Uvažuje odbornou kvalitu pracovníka (znalosti, délka praxe apod.). Čím větší má pracovník zkušenosti, tím je pravděpodobnost vzniku chyby nižší.
K4	Zohledňuje psychickou odolnost pracovníka při plnění pracovních úkolů. S rostoucí psychickou zátěží úměrně klesá spolehlivost pracovníka ve výkonu činnosti.
K5	Zvýrazňuje pracovní podmínky (organické, fyzické i sociální).

Numerické hodnoty faktorů K1 . . . . K5 jsou uvedeny v tabulce 7.

TABULKA 7 Pravděpodobnostní parametry selhání pracovníka pro metodu TESEO

Faktor	Kategorie	Kvantitativní charakteristika		Hodnota Ki
K1	Typ činnosti	Jednoduchá, rutinní.		0,001
		Vyžaduje pozornost, stereotyp		0,01
		Neobvyklá.		0,1
K2	Přechodný stresový faktor pro běžné činnosti	Doba pohotovosti (s)	2	10
			10	1
			20	0,5
	Přechodný stresový faktor pro mimořádné činnosti		3	10
			30	1
			45	0,3
			60	0,1
K3	Kvalita pracovníka	Dobře vybraný, školený		0,5
	Průměrné znalosti			1
K4	Vliv úzkosti a stresu	Závažná nepředvídatelná situace.		3
		Nepředvídaná situace		2
		Normální stav		1
K5	Vliv ergonomie	Vynikající pracovní podmínky, koordinovanost.		0,7
		Velmi dobré pracovní podmínky, dobrá koordinovanost.		1
		Průměrné pracovní podmínky, slabší koordinovanost.		3
		Podprůměrné pracovní podmínky, slabá koordinovanost.		7
		Nevyhovující pracovní podmínky, nekoordinovanost.		10

Po vyhodnocení pravděpodobnostních údajů je výsledná pravděpodobnost dána vztahem:

P_(HEP) = K1 . K2 . K3 . K4 . K5

Závěr

Spolehlivost člověka, resp. lidské chybování, je parametr značně složitý a nepředvídatelný. Při jeho posuzování je proto potřeba vnímat skutečnost, že se nejedná o izolovaný krok nebo jednorázové rozhodnutí, ale o soubor příčin, vlivů a faktorů (včetně jejich vzájemných kombinací), které celkovou spolehlivost pracovního systému utvářejí.

Snad není dne, abychom se nedopustily nějaké chyby. Jen si připomeňme pravdivost lidového rčení „Co není v hlavě, musí být v nohách“, kdy člověk se musí kvůli své zapomnětlivosti vracet, či metoda „Pokus omyl“, jako jedna z pedagogických cest při osvojování si zkušeností, nebo „Chybami se člověk učí“. Nejčastější projev u člověka je zapomnětlivost, jež bývá způsobena spěchem, stresem, problémem při návratu po náhlém odvolání od nedokončené práce atd. Chybu považujeme za náhodný jev, který však má určité zákonitosti. Tyto zákonitosti mají zdroj ve faktorech vnitřních (vlastní člověku) a vnějších (okolních podmínek). Kauzální vazba v odhalování chyb spočívá v identifikaci jejich příčin, které postupně přerůstají do vrcholové události – nehody či havárie nebo naopak se vychází z vrcholové události a hledají se příčiny, které k vrcholové události vedly. Názorným modelem pro analýzu spolehlivosti pracovního systému, kde člověk je rozhodujícím činitelem, jsou analytické metody účelově sestavované ve formě stromu. V článku uvedené ilustrativní příklady vybraných metod analýzy spolehlivosti systémů jistě poskytnou dobrou představu o jejich praktickém použití. Cenné výsledky z analýzy spolehlivosti systémů získáme jejich kvantifikací, založené na výpočtu (či odhadu) pravděpodobnosti vzniku konkrétních lidských chyb. To však předpokládá, že budou k dispozici údaje číselných charakteristik získaných například z předchozích analýz a posléze pak, že bude možno rozlišit, do jaké míry se člověk svoji činností podílí na výsledné spolehlivosti daného systému. Ukázalo se, že je však nesmírně obtížné vypracovat univerzální hodnotící postupy vzhledem k velmi odlišným oblastem činností člověka s výrazně specifickými pracovními postupy, které nelze unifikovat nebo slučovat a přiřazovat jim tak stejné hodnoty. Pro sběr a analýzu provozních údajů o selhání člověka bude vhodné provést třídění pracovních činností podle profesního zařazení. Provádění analýzy spolehlivosti lidského činitele v rámci pracovního systému není jednoduchá záležitost a rozhodně ji nelze provádět bez potřebné kvalifikace a zkušeností. Cílem predikce a hodnocení spolehlivosti lidského činitele je nejen zvyšování pohotovosti technických systémů, ale zejména dosažení vysokého stupně bezpečnosti v pracovních systémech, snižování rizika havárií, odhalování možných potenciálních selhání lidí a zejména i ochrana zdraví a života člověka. Pokud budeme získávat co nejúplnější poznatky o zákonitostech chybování člověka, v rámci daného pracovního systému, stane se to jistě užitečným podkladem pro realizaci nápravných opatření. Pamatujme, že chyby a omyly člověka jsou nedílnou součástí jeho duševního a aktivního stylu života!

DOPORUČENÁ LITERATURA

1. Matoušek, O., Zastávka, Z. Metody rozboru a hodnocení systémů člověk-stroj. 1. vyd. Praha: SNTL – Nakladatelství technické literatury, 1977, 176 s.

2. Král, M. Ergonomie a její využití v praxi. 1.vyd. Ostrava: Alexandr Vávra – VAVA, 1994, 109 s.

3. Pokorný, B. a kol. Metody zjišťování spolehlivosti člověka. 1.vyd. Praha: OBIS při VÚBP, 1981, 47 s.

4. Malý, S., Král, M., Hanáková, E. ABC Ergonomie. 1.vyd. Praha: Professional publishing, Výzkumný ústav bezpečnosti práce, v.v.i., 2010, 386 s.

VYBRANÉ ČESKÉ TECHNICKÉ NORMY

• ČSN IEC 50 (191) (01 0102) /01/1993/ Medzinárodný elektrotechnický slovník. Kapitola 191: Spolehlivost_ a akost_ služieb.
• ČSN 010103 (010103) /10/1975/ Výpočet spolehlivosti dvoustavových soustav.
• ČSN ISO 3534-1 (01 0216), /04/2010/ Statistika – Slovník a značky Část 1: Obecné statistické termíny a termíny používané v pravděpodobnosti.
• ČSN EN 61703 (01 0607), /09/2002/ Návod pro lidská hlediska spolehlivosti.
• ČSN EN 60812 (01 0675) /01/2007/ Techniky analýzy bezporuchovosti systémů. Postup analýzy způsobů a důsledků poruch (FMEA).
• ČSN EN 61025 (01 0676) /09/2015/ Analýza stromu poruchových stavů (FTA).
• ČSN EN 62502 (01 0676) /07/2011/ Techniky analýzy spolehlivosti. Analýza stromu událostí (ETA).
• ČSN EN 62508 (01 0681) /06/2011/ Návod pro lidská hlediska spolehlivosti.
• ČSN EN 60300-1 /01 0690/ /03/2003/ Management spolehlivosti Část 1: Systémy managementu spolehlivosti.
• ČSN EN 60300-3-1 (010690) /09/2003/ Management spolehlivosti. Část 3-1: Pokyn k použití – Techniky analýzy spolehlivosti – Metodický pokyn.
• ČSN EN 60300-3-2 (01 0690) /09/2005/ Management spolehlivosti. Část 3-2: Pokyn k použití – Sběr dat o spolehlivosti z provozu.
• ČSN EN 62347 (01 0690) /11/2007/ Návod pro specifikace spolehlivosti systémů.
• ČSN EN 61165 (01 0691) /04/2007/ Použití Markovových technik.
• ČSN IEC 61882 (01 0693) /10/2002/ Studie nebezpečí a provozuschopnosti. (Studie HAZOP) – Pokyn k použití.