复杂工业系统中班组人因失误分析

　　【摘　要】　在复杂工业系统中，人因可靠性分析(HRA) 是预防和减少人因失误的有效方法。人在复杂工业系统中的生产活动，往往是由组织中班组成员集体完成的，完整的HRA 必须充分考虑班组人误的产生。班组人误的产生有其自身的规律，如何合理地定义人员行为形成因子(PSFs) 是 班组人因失误分析的难点，也是班组人因失误分析的重要手段，被广泛应用在核电厂，航空和造船工业领域的事故分析中。笔者详细分析和探讨了班组人因失误的定义、产生过程及相关的人的行为形成因子，以期能使大规模工业系统中的人因失误分析更加合理和完善。

　　【关键词】　人因可靠性分析;班组人因失误;人员行为形成因子

　　1 　引　言

　　在复杂工业系统中，随着设备(硬件和软件) 可靠性不断提高，由人的因素而诱发的事故已成为其最主要的事故源之一[1 ] 。人因可靠性分析(HRA ，Human Reliability Analysis) 是预防和减少复杂工业系统中人因失误的有效方法。HRA 方法中人的失误率预测技术( THERP ，  Technique for Human ErrorRate Prediction) 以及事故序列评估程序[2 ] (ASEP ，Accident Se2quence Evaluation Program) 方法对于班组人误的分析考虑了主控室值长监督作为一个恢复因子(RF ，Recovery Factor) ，这种考虑并未详细追溯班组成员内部因为联络，分工和“群体思维”倾向可能造成的失误，对HRA 中的班组人误分析缺乏笔者试图分析班组失误的产生过程以及其行为形成因子(PSF ，Performance ShapingFactor) ，以使大规模复杂工业系统中的HRA 能够更加发展完善，为班组人误分析量化提供定性基础。

　　2 　复杂工业系统与班组人因失误产生

　　2．1 　复杂工业系统

　　复杂工业系统具有以下基本特征[3 ] :

　　(1) 人机界面复杂性，即人机接口多样，人员多元化。

　　(2) 信息复杂性，即信息显示方式多样性，信息量大，信息变化快。

　　(3) 动态特征复杂性，即系统的层次性、关联性复杂。

　　(4) 环境不确定性复杂性，包括物理、组织、社会、心理等环境;

　　(5) 操作复杂性，系统主要运行特征为监视、确认、控制，应急状态下的操作负荷数倍于正常的操作负荷。核电厂、石油化学工厂、飞机、铁路等均为典型的复杂工业系统。人在工业系统中的生产活动往往是由班组成员集体完成的，班组运作可以提供相互的支持与帮助，合理分工可以提高效率与质量，这在复杂工业系统中尤其显著。班组运作可以探查与恢复人的失误，亦可以产生失误，主要的原因是所谓的“群体思维”。其背面的原因往往是班组成员把为了维系良好的人际关系置于找寻最佳决策方案之上，因而可能导致错误结果。因此在以班组为出发点考虑人的失误时，不但要考虑他们如何产生失误，而且要考虑为什么没有纠正失误和人际关系是如何引起失误发生的。

　　2．2 　班组人因失误产生

　　班组人因失误(team error) 是Reason 定义的“人的失误”的形式之一[4 ] 。Reason 将人的失误分为3 种类型:错误(mis2take) 、过失(lapse) 和疏忽(slip) 。错误一般产生于计划和决策过程之中，疏忽基本上发生在操作动作的执行过程中。前二者失误与“群体思维”的联系 较为密切，后者与单一成员的活动联系更多。班组失误产生过程(error2making process) 如图1 所示，其中个人失误与共享失误含义如下:

 

　　(1) 个人失误( IE:independent error) 是由班组中单独成员个体产生的失误。个人失误可进一步分为独立失误(indepen2dent errors) 和关联性失误(dependent errors) 。独立失误是指对于当事人提供的信息是充分和正确的条件下产生的失误;关联性失误是指信息中的一部分是不恰当的，未提供的或不正确的，以致于使得个人产生了与某种情景不相符合的失误。

　　(2) 共享失误是指失误是由部分或全部班组成员共同承担的，其中不论他们是否直接参预了交流。与个人失误相似的是，共享失误也可以分为两种子类型，即独立性的与关联性的。

　　2．3 　失误恢复过程

　　失误- 恢复过程可以分为3 个阶段:察觉(detect) 、表示(indication) 和纠正(correct) 。

　　2. 3. 1 　察觉失败

　　失误恢复的第一步是察觉它们的产生，如果没有注意到这种失误，就不会有机会去纠正它们，在此失误基础上的动作将得到执行。

　　2. 3. 2 　表示失败

　　一旦察觉到失误，能否得到恢复的关键取决于班组其他成员是否将它以某种方式表示出来，以得到注意。如果未得以恰当表示，错误动作照样可以执行下去。

　　2. 3. 3 　纠正失败

　　最后一个屏障是失误的实际纠正，即使班组中的某些成员察觉到失误并作出表示，产生失误的成员也可能不顾他(们) 的观点。如果他没有纠正失误，基于这种失误的动作将得不到纠正而给予执行。

　　3 　人员行为形成因子(PSFs) 和班组失误

　　3．1 　人员行为形成因子(PSFs)

　　PSFs 是指对人的认识、判断、行动过程中产生不利影响的物理的、精神的(或外、内部的) 因素[5 ] 。在班组失误中，笔者定义3 种PSFs ，即外部、内部和班组人员的PSFs ，并着重考虑其与共享失误的关系:

　　(1) 外部PSFs ，指班组成员共享的共同工作条件，例如亮度、高温、湿度、振动等。

　　(2) 内部PSFs ，包括应激、疲劳、知识缺乏、技能和经验等。内部PSFs 往往与外部PSFs 相关联，同样的工作环境对于不同的人产生的影响可能不尽相同。

　　(3) 班组PSFs ，这种PSFs 来自于目标或任务的班组成员之中，包括缺乏交流、不恰当的任务分配、过度的权威效应(在两位人员以上的班组中，权力或责任大小的差异) 及过度信任(对于其他人员的能力不恰当的信任) 等(见图2) 。

 

　　3．2 　班组失误

　　班组失误PSFs 分析被广泛应用在核电厂，航空和造船工业领域的事故分析中。笔者将对3 个行业的近百件事故进行分析，其中包括21 个核工业事故、21 个航空事故和25 个造船事故。数据来源于INEEL ( IDAHO国家工程与环境实验室) 的人因调查报告、EPRI(电力研究所) 报告、英国交通部的飞机空难报告和中国国家安全生产管理局的统计资料等。其中28 项班组失误发生在13 个核工业事故中，8 项发生在7 个航空事故中，9项发生在7 个造船工业事故中，一项发生在石油化工领域(未包含在下面统计分析中) 。

　　3．2．1 　共享失误和外部PSFs

　　在表1 中显示了与共享失效和个人失效相联系的PSFs的观察值，两者之间差异不大。但可以看出，人- 机界面缺陷对于失误的贡献较大，这是因为在实际系统运行中，界面提供的信息的真伪会全面直接影响着操纵员对电厂状态的真实了解与判断，这种影响将扩及每一个成员的行为方式。因此，人- 机界面缺陷对于共享的失效- 决策过程影响很大。

  

　　3．2．2 　共享失误与内部PSFs

　　在表2 中，显示与共享失效及个人失效相关联的内部PSFs ，其中低水平的情景意识，低水平的任务意识和过度地坚持于他们自己的意识、观点、决策、动作，过度依赖于报警器、显示器等。对于共享失效的贡献大于个人失效。班组工作的特点可能造成一种氛围，使得其中的成员不是每个人均尽力去达到他们的共同目标。其中可能是由于丧失了对自身责任的明确认识，所以造成了他们不经常作必要的观察或完全共享集体的决策。

 

　　3．2．3 　共享失误和班组PSFs

　　表3 ，给出了在共享失误中观察到各类的PSFs 的影响与相互比例关系。由于在共享失误的定义中阐明:“共享失误是由班组中某些或全部成员共同分享的失误，而不论他们之间是否进行过直接交流”。因此，可以认为班组PSFs 中的“交流缺陷”和“过度相信他人的意见、观点、决策工作等”将只会作用在人们产生共享失误的氛围环境上。2003 年12 月23 日中国重庆开县天然气井喷事故中，现场负责人要求换下卸压阀并告知现场技术员，现场技术员未表示异议(交流缺陷、过度的职业礼貌和组织管理因素) ，导致起钻发生井喷时无法控制，酿成了死亡243 人的重大恶性责任事故。

 

　　3．2．4 　未察觉失误与PSFs

　　在表4 中，列出了班组其他人员未察觉到失误的PSFs影响。可以看到，班组PSFs 的影响超出了50 % ，其中影响最大的是“交流缺陷”。如果班组成员没有通过交流获得充分的信息，他们就不会有机会察觉到个人失误或共享失效。这种失误不完全是因为他们不了解信息交流的重要性，而是还存在着一些其他原因:或者是由于意识到面临事故的严重性，班组成员处于高水平的激励之下;或者是，他们都过于忙于各自的观察和操作;或者是他们没有意识到任务或情景的重要性等。

 

　　在许多恶性事故中，都可以发现由于过度的职业礼貌使得原本可以得到提醒的事故隐患未以察觉(例如，未对某人的操作活动给予监查和指导)，3. 2. 3 节中重庆开县井喷事故亦如此。这种职业上的礼貌不同于权威效应，前者是在同级权利水平上，由于犹豫没有坦诚地进行讨论，或打不开情面，当时讲出自己的观点。同时，过度信任和过度自信也是两个关键因素。虽然一些外部和内部PSFs 可以引起交流缺陷，过度的职业礼貌、过度信任和过度自信也会限制恰当交流的能力。

　　此外，过度相信某一种印象或观点已妨碍班组人员对失误的察觉。1979 年Oyster Creek 核电厂，操作员坚信4 个阀门中有两个是打开的，实际上4 个阀门全部被错误地关闭。不充分的资源和不良的任务管理不仅仅产生失误，也会导致无法察觉失误。如果一位决策者在班组中具有资深地位，其他的成员非常小心谨慎，那么他们可能接受资深者的决策，而不去评价它的恰当与否。

　　3．2．5 　指出/ 纠正失误与PSFs

　　表5 引出了班组其他人员在察觉失误条件下，未得以指出和纠正失误情况下观察到的PSFs。可以看出内在PSFs 中只有两种因素发挥影响作用，即高激励和低自信两种。

 

　　班组PSFs 的联合影响在总体的PSFs 的5 %以上。其中过度的权威效应占据了主要的地位，许多事故实例说明了这一点。但是，同层水平上过度职业礼貌也使得涉及人对是否指出/ 纠正失误产生犹豫。例如，在1989 年Dryden 机场的一次飞机坠落事故中，两位在客舱中未当班机长注意到机翼上覆盖的冰雪，但是在起飞前没有提前否定飞行人员。结果飞机非正常起飞，酿成大祸。当然，在这起事故中，其他PSFs也发生着影响，如未当班机长与驾驶舱之间的距离较长等。如果两位客舱内的机长跨越了他们过度职业礼貌束缚，那么就可以克服其他障碍指出存在的问题。交流缺陷和资源/ 任务管理缺陷也是十分重要的。观察到的一个实例是，英国一架飞机失事中，飞行员根据他对于空调系统所掌握的知识，误认为NO. 2 引擎发生故障，事实上，是NO. 1 引擎发生起火。驾驶员没有使用舱内飞行小组成员作为补充信息资源，以确认自己的判断是否正确，结果他关闭了NO. 2 引擎，结果飞机失去动力栽到地面。

　　4 　结束语

　　在复杂工业系统中，关于班组失误的特点与意义日益受到决策者和管理员的重视并开展大量的探索和研究工作。研究班组运作人因失误的产生机理主要是通过分析相关的PSFs 的发生，其目的在于改进班组运行绩效，预防班组个人失误和共享失误的产生，其中包括决策、交流、领导、应激/疲劳管理和班组的运行协调各个过程中产生的人误。笔者认为，对复杂工业系统中进行的PSFs 和班组失误的分析和研究，还不能完全涵盖的班组运行人因失误的特点，HRA 必须继续进行深入探讨，以使HRA 能够更加完善，更加有效。