Проблема "отказов" и ошибок человека-оператора

Ю.Ф. Гущин, А. А. Пископпель

Надежность функционирования систем всегда была одним из основных требований при их разработке и производстве. Однако способы обеспечения надежной работы системы существенно изменялись как в связи с процессом развития систем, так и в связи с изменением постановки самой проблемы «отказов» в системе. Эмпирическим материалом для теоретической постановки этой проблемы была область фактов, фиксирующих различного типа «отказы» при эксплуатации систем и, в частности, ошибки оператора.

Исследования, основанные на материале ошибок оператора, имеют свою историю и сложившуюся исследовательскую традицию. Они не потеряли до сих пор своего практического и научного значения; более того, можно сказать, что сейчас эти исследования приобретают для инженерной психологии первостепенное значение как область исследований, определяющих в основном специфику самой инженерной психологии.

Трудности решения проблем, связанных с фактором ошибок, не уменьшились по сравнению с периодом первоначального рассмотрения и осмысления этих проблем. Обусловлено это прежде всего тем, что постоянно изменяется контекст рассмотрения ошибок оператора в системе, изменяются задачи и сам объект исследования. Эти изменения, в свою очередь, вызваны развитием инженерной психологии и проектирования; каждое направление в исследовании ошибок оператора формируется для решения специфических проблем, характерных для определенного периода развития.

Для понимания современных проблем и задач, связанных с рассмотрением ошибок оператора, необходимо уяснить значение факта ошибок в рамках целого, более широкого, чем какое-либо одно из направлений исследований ошибок оператора. Поэтому представляется необходимым обратиться к генезису этой формы инженерно-психологического исследования с целью осознания основных тенденций ее развития.

Борьба с ошибками оператора путем отбора и обучения

В первых исследованиях, посвященных анализу ошибок человека, в качестве эмпирического материала рассматривались аварии на производстве [6]. Этот выбор обусловливался, во-первых,, первостепенной значимостью борьбы с авариями по сравнению с другими мероприятиями на производстве, во-вторых, тем, что значение ошибочных действий человека в авариях выступало особенно выпукло и не могло быть незамеченным и, в-третьих, наличием документальных данных об ошибочных действиях в этом случае: статистических отчетов, свидетельств очевидцев и т. п.

Первые исследования, как правило, носили характер расследования причин аварий и зачастую основывались лишь на свидетельских показаниях очевидцев. Характер этих исследований всецело определялся исходными установками, характерными для психологии труда и позже для психотехники; объектом анализа было значение личностного фактора в производственных авариях. Этим объясняется пристальное внимание к изучению связи между отдельными чертами личности и несчастными случаями [1, 7]. Особенно показательна в этом отношении позиция К. Марбе, пытавшегося выделить черты личности, имеющей «тенденцию к авариям».

Общая концепция психологического анализа аварий была сформулирована в работе Г. Андерсена. По его мнению, «каждая авария представляет собой новый урок, который должен быть использован для предотвращения несчастных случаев в будущем». Значение этих исследований в том, что на основе анализа причин аварий были получены рекомендации по их предотвращению.

Следует отметить, что именно прикладной аспект определял характер этих исследований, так как их научная значимость всецело зависела от того, когда на смену показаниям очевидцев придут наблюдение и эксперимент.

Критерием эффективности прикладных исследований прежде всего является применение полученных результатов, и это определяет требования к характеру продукта психологического исследования аварий. Иными словами, вид этого продукта определяется тем, какая из сфер социальной деятельности становится его потребителем. В данном случае две социальные сферы как сложившиеся и обособившиеся формы социальной деятельности могли стать потребителем продукта таких исследований — «сфера производства» и «сфера обучения».

Традиционно именно «сфера обучения» нуждалась в знаниях, относящихся к человеку, а «сфера производства» всецело ориентировалась на вопросы технического характера. Поэтому результатом[1] психологического исследования аварий могли быть и были прежде всего рекомендации по профессиональному обучению. Если задаться вопросом, почему именно в это время пристальное внимание было обращено на аварии с точки зрения роли в них личностного фактора, то можно указать на следующие причины: 1) формирование прикладной психологии как самостоятельной дисциплины, 2) появление новых нетрадиционных профессий, 3) сложный характер профессиональной деятельности человека в появившихся новых профессиях, 4) увеличение значимости последствий аварий вследствие вовлечения в производстве больших людских и энергетических ресурсов.

Традиционно именно «сфера обучения» нуждалась в знаниях, относящихся к человеку, а «сфера производства» всецело ориентировалась на вопросы технического характера. Поэтому результатом[1] психологического исследования аварий могли быть и были прежде всего рекомендации по профессиональному обучению. Если задаться вопросом, почему именно в это время пристальное внимание было обращено на аварии с точки зрения роли в них личностного фактора, то можно указать на следующие причины: 1) формирование прикладной психологии как самостоятельной дисциплины, 2) появление новых нетрадиционных профессий, 3) сложный характер профессиональной деятельности человека в появившихся новых профессиях, 4) увеличение значимости последствий аварий вследствие вовлечения в производстве больших людских и энергетических ресурсов.

Что касается появления новых нетрадиционных профессий, то это, например, деятельность летчика, которая может рассматриваться в качестве классического образца уже собственно операторской деятельности. Неудивительно, что именно деятельность летчика с момента своего возникновения и до сегодняшнего дня — основной объект изучения сначала в рамках психологии труда и психотехники, а затем и в инженерной психологии, так как в ней, как в фокусе, сосредоточены все проблемы прикладной психологии

Появление новых профессий по-новому поставило проблему подготовки кадров. Профессиональный отбор всегда существовал в рамках профессионального обучения, но его значение раньше было не так заметно, в частности, в связи с относительной простотой производственных навыков традиционных профессий. Первые же шаги авиации показали непригодность подхода, который рассматривал профотбор как второстепенную задачу. Убедительный показатель — статистика авиационных катастроф. Поэтому проблема организации профотбора выдвинулась на одно из первых мест среди других проблем предотвращения аварий.

Перенесение проблематики из авиации на другие типы профессиональной деятельности привело к тому, что профессиональный отбор и соответственно профессиональная ориентация приобрели значительный вес в «сфере обучения», которую с этого времени можно уже рассматривать как «сферу обучения и отбора».

Задачи профотбора в значительной степени определили и характер психологических исследований аварий. Например, одна из самых первых работ на эту тему — работа О. Зельца — содержит психологический анализ трехсот отчетов, содержащих подробное описание авиационных катастроф, а результатом анализа были предложения по организации испытаний для отбора лет-чиков.

Подводя итоги, можно утверждать, что знания, полученные в психологическом исследовании причин аварий, в этот период по необходимости имели характер рекомендаций по обучению и профессиональному отбору, так как только в «сфере обучения» можно было их использовать для предотвращения аварий. Существование определенного социального адресата полученных знаний (это справедливо в значительной степени только для прикладных исследований) определило не только вид этих знаний, но и характер анализа — выделение причин, категоризацию ошибок и т. д.

Если обратиться к категоризации причин, производившейся при изучении аварий, то в качестве основных можно выделить две категории: 1) аварии по техническим причинам, 2) аварии по вине человека — в полном соответствии с двумя социальными сферами, обслуживающими «сферу потребления».

Особенно характерным для этого периода является количественное распределение причин ошибок между этими двумя категориями (по техническим причинам — по вине человека). В свою очередь, каждая из этих категорий содержала у разных исследователей тот или иной набор составляющих факторов. Среди психологических факторов, послуживших непосредственной причиной аварий, исследователи выделяли, например, такие: физическая недостаточность, неуклюжесть, малая подвижность и гибкость, повышенная нервная возбудимость, эмоциональная неустойчивость и переутомление, безрассудство, небрежность и легкомысленность, недостаток уверенности в себе и контроля над собой, чрезмерная самоуверенность и т. д. Глобальный характер выделяемых факторов определил вид рекомендаций по обучению и отбору[2]. Принятые меры позволили значительно снизить число аварий, происходящих из-за личного фактора.

Следует отметить, что для этого периода исследований на материале ошибок оператора было характерно отсутствие обсуждения понятия «ошибки» (хотя такой термин и употреблялся), так как на уровне практического осознания причин аварий обычно не возникало сомнений, какой именно компонент системы — человек или машина — был причиной аварий.

Выделенные исследователями две основные категории (па вине человека и по техническим причинам) фиксировали, скорее, место локализации «отказа в системе», а не его причину. Если в результате неудовлетворительного отбора к полетам допущен летчик, обладающий существенным психофизиологическим недостатком, то следствием этого, как правило, будет авария. Какова же ее причина? Личный фактор или плохой профотбор? Если рассматривать этот вопрос только с точки зрения причинно-следственных связей, то ответом будет: и профотбор и личный недостаток летчика. Но с точки зрения возможности устранения причин аварий первостепенное значение имеет профотбор («органические» недостатки, как правило, неустранимы).

Вопрос этот еще более усложняется, если принять во внимание, что основанием для фиксации ошибки служило то, что должен был делать человек, например летчик в самолете, чтобы авария все-таки не произошла. Таким образом, нормативным планом, по отношению к которому устанавливался факт существования ошибки человека, было требование к деятельности, причем зачастую фиксируемое «постфактум». Это определило основное содержание первого периода «исследований на материале ошибок», который позже был охарактеризован как период «приспособления человека к технике». Неявным основанием этого принципа была установка на то, что «человек может все». Очень характерно в этом отношении рассуждение О. Зельца о причинах аварий самолетов: «...если несчастный случай произошел вследствие того, что летчик сбился с пути и спустился в опасном месте, то у него была, несомненно, недостаточная способность к ориентировке; если летчик выбрал неподходящее место для спуска, то он не обладал способностью к абстракции, то есть «способностью выделять одно впечатление из целой массы других». Продолжая вслед за Зельцем его рассуждение, можно для любой аварии найти личные факторы человека в качестве ее непосредственных причин.

Вопрос этот еще более усложняется, если принять во внимание, что основанием для фиксации ошибки служило то, что должен был делать человек, например летчик в самолете, чтобы авария все-таки не произошла. Таким образом, нормативным планом, по отношению к которому устанавливался факт существования ошибки человека, было требование к деятельности, причем зачастую фиксируемое «постфактум». Это определило основное содержание первого периода «исследований на материале ошибок», который позже был охарактеризован как период «приспособления человека к технике». Неявным основанием этого принципа была установка на то, что «человек может все». Очень характерно в этом отношении рассуждение О. Зельца о причинах аварий самолетов: «...если несчастный случай произошел вследствие того, что летчик сбился с пути и спустился в опасном месте, то у него была, несомненно, недостаточная способность к ориентировке; если летчик выбрал неподходящее место для спуска, то он не обладал способностью к абстракции, то есть «способностью выделять одно впечатление из целой массы других». Продолжая вслед за Зельцем его рассуждение, можно для любой аварии найти личные факторы человека в качестве ее непосредственных причин.

Осознание неудовлетворительности такого подхода привело к постановке проблемы возможностей человека.

Исходный для всей современной психологии факт — рассмотрение. человека как субъекта, управляемого своими законами и механизмами поведения и, следовательно, хотя и специфическими, но все же ограниченными возможностями, был осознан и в рамках деятельности по исследованию аварийных ситуаций. Новый подход уже не мог ориентироваться на одни только аварии из-за их эпизодического характера, с одной стороны, и невозможности организации их экспериментального изучения — с другой. Это потребовало расширения эмпирического материала исследований, кото­рые уже действительно стали «исследованиями на материале ошибок», а  не только исследованиями  аварийных ситуаций.

Исследование ошибок оператора и модификация проектных решений

Борьба с ошибками человека в рамках отбора и обучения позволила значительно сократить число совершаемых ошибок. Тем не менее процент ошибок «по вине человека» оставался значительным. Более того, два обстоятельства говорили о том, что предложенные меры являются недостаточными — то, что ошибки совершали высококвалифицированные специалисты, и то, что в связи с техническим усложнением систем процент ошибок начал увеличиваться. Следовательно, исследователи не выявили всех причин совершаемых ошибок.

Причины ограниченности исследований первого периода следует искать прежде всего в тогдашних исходных теоретических установках. Их недостатки были отмечены в русле самой психотехники[3], теоретические концепции которой определили специфику «исследований на материале ошибок». Человек как объект изучения фактически рассматривался исследователями изолированно от целостной системы «человек — машина» СЧМ. Ошибки человека в этих исследованиях служили в основном показателями его «несовершенств» и оценивались с точки зрения уровня профессиональных навыков, умений или специфических способностей, требующихся для выполнения этого рода деятельности. Однако сам человек является частью более широкого целого —СЧМ; неучет этого факта сказался на эффективности методов борьбы с ошибками.

Второй период «исследований на материале ошибок» непосредственно связан с формированием инженерной психологии как отдельной дисциплины. Вследствие того что объектом инженерно-психологических исследований стала по преимуществу операторская деятельность (деятельность командно-управляющего типа), а развитие исследований «на материале ошибок» было связано именно с ней, в дальнейшем речь будет идти об ошибках оператора, хотя многое здесь можно отнести и к ошибкам человека в любой профессиональной деятельности. Наибольшее значение для этого периода имел процесс обособления проектирования как сферы социальной деятельности [3]. Он стимулировал появление новой исследовательской позиции, рассматривающей в качестве основной причины ошибок человека-оператора проектировочное решение. Здесь следует отметить, что второй период не снял проблемы борьбы с ошибками в рамках обучения и отбора, а выявил новые аспекты проблемы ошибок, требующие новых форм борьбы с ними.

Наиболее полно и осознанно эта позиция выражена в исследовании П. Фитса и Р. Джоунза[4] , которое является классическим для этого направления в инженерной психологии. Здесь был осознанно осуществлен переход от неявной позиции «человек может все» к позиции требующей рассмотрения «возможностей человека и их ограничений как оснований для проектировочного решения». все» к позиции, требующей рассмотрения «возможностей человека и их ограничений как оснований для проектировочного решения». Основное внимание исследователей было привлечено к проблеме «учета человеческих факторов в технике». Исходным для оценки проектировочного решения в этих исследованиях были «знания о человеке», о закономерностях его трудовой деятельности,

В первый период исследований «на материале ошибок» исходным и определяющим было техническое устройство с его законами функционирования, которое как бы закреплялось во время психологического исследования ошибок. Именно его конструкция и закон функционирования определяли требования к человеку, которые пытались удовлетворить за счет отбора и обучения.

.Позиция инженеров-психологов была прямо противоположной (имеется в виду второй период). В ходе их исследований «закреплялся» человек, и механизмы его восприятия, мышления, памяти и т. д. определяли требования к технической части системы. Конечно, такое «закрепление» знаний о человеке было в значительной степени условным, так как те знания, которые можно было использовать  в  инженерно-психологическом  исследовании,  оказались недостаточными и ограниченными, но к самой постановке задали исследований это прямого отношения не имеет.

.Позиция инженеров-психологов была прямо противоположной (имеется в виду второй период). В ходе их исследований «закреплялся» человек, и механизмы его восприятия, мышления, памяти и т. д. определяли требования к технической части системы. Конечно, такое «закрепление» знаний о человеке было в значительной степени условным, так как те знания, которые можно было использовать  в  инженерно-психологическом  исследовании,  оказались недостаточными и ограниченными, но к самой постановке задали исследований это прямого отношения не имеет.

В исследовании П. Фитса и Р. Джоунза совмещены конкретные и общие цели, практические и научные задачи. всех происшествий относится к категории «по вине пилота». . В отличие от всех работ первого периода их работа содержит исследовательскую и -проектировочную части. Хотя сам  факт осуществления  проектирования элементов предметной среды оператора и не являлся новым для прикладной психологии[5], включение проектировочного этапа как основного для «исследований на материале ошибок оператора» определило в дальнейшем и их специфику и специфику такой формы инженерно-психологической деятельности, как инженерно-психологическое проектирование

Таким образом, непосредственным продуктом инженерно-психологического исследования стали предложения по модификации проектировочных решений. Это стало возможным только после того, как проектирование оформилось в обособленную социальную сферу. Структура проектирования определила характер продукта инженерно-психологического исследования (типичный пример такого продукта— предложения по перепроектированию «плоскости соприкосновения» человека и машины).

Существенным образом изменилась и точка зрения на сам факт ошибки оператора и на кол чественное соотношение ошибок по категориям. Ошибки в работе оператора рассматривались уже в большинстве случаев как свидетельство неудовлетворительного характера принятого проектировочного решения[6]. Тем самым они являются фактически не ошибками оператора, а ошибками проектирования. Эта смена точки зрения на статус ошибок в деятельности оператора была обусловлена тем, что планом объективной реальности, по отношению к которому фактически стал устанавливаться факт ошибки, было уже не требование к деятельности, а ; возможности оператора. Если раньше причина ошибки была внутренней  для субъекта — психофизиологические  недостатки, отсутствие у него соответствующих навыков, то теперь она стала: внешней — ошибки в конструкции системы [5].

Это обусловило и изменение типа категоризации ошибок оператора [7], который в целом определяет способ анализа эмпирического материала. Ошибки классифицируются в зависимости от типа психологического затруднения, и в соответствии с выделенным  типом анализируется содержание ошибки. Таким  образом ошибка выступает уже не как внешняя характеристика объекта исследования, а сама становится объектом рассмотрения и характеризует деятельность оператора. Такая ассимиляция материала ошибок в принципе позволяет получить знание как об организации предметной среды оператора (панелей, приборов и т. д.), так и о таких составляющих деятельности, как организация интериоризованных средств, способы деятельности и т. д. Однако долгое время,, в центре внимания исследователей оставались только объекты предметной среды деятельности оператора в полном соответствии с основной установкой этого направления исследований.

Характер «исследований на материале ошибок оператора» на^; втором этапе в значительной степени определялся тем, что сфера проектирования обособилась как сфера системотехнического проектирования. Поэтому оператор рассматривался как компонент системы и задавался набором таких параметров, как передаточная функция, пропускная способность, надежность и т. д.

Такое представление о человеке-операторе часто влечет неадекватные проектировочные решения. Полученные рекомендации носят, как правило, фрагментарный и эмпирический характер, так как они получены при модификации проектировочных решений и не могут быть использованы адекватно в рамках регулярно осуществляемого системотехнического проектирования. Это в значительной степени обусловило характер третьего, современного этапа «исследований на материале ошибок».

Отказы в системе, надежность и ошибки оператора

В процессе развития проектирования происходило усложнение систем за счет автоматизации ряда процессов и за счет объединения отдельных подсистем в системные комплексы. Этот процесс значительно усложнил проблемы эксплуатации систем не только ввиду недостатка квалифицированного персонала, но также из-за больших капиталовложений, которые требует автоматическое оборудование. Чем дороже установка, тем меньше времени она может простаивать. При наличии автоматики выход из строя одного элемента управления может остановить все производство до тех пор, пока не будет обнаружена и устранена неисправность. Кроме того, в значительной степени изменились внешние тре-бования, предъявляемые к системам. Если раньше в случае значимого для системы отказа ее элемента работа чаще всего могла быть отложена и поиски причины отказа и его устранение не были лимитированы во времени, то многие современные системы (в особенности военные) связаны требованием выполнения миссии системы в любых сложившихся для системы условиях.

Отказы в системе, надежность и ошибки оператора

В процессе развития проектирования происходило усложнение систем за счет автоматизации ряда процессов и за счет объединения отдельных подсистем в системные комплексы. Этот процесс значительно усложнил проблемы эксплуатации систем не только ввиду недостатка квалифицированного персонала, но также из-за больших капиталовложений, которые требует автоматическое оборудование. Чем дороже установка, тем меньше времени она может простаивать. При наличии автоматики выход из строя одного элемента управления может остановить все производство до тех пор, пока не будет обнаружена и устранена неисправность. Кроме того, в значительной степени изменились внешние тре-бования, предъявляемые к системам. Если раньше в случае значимого для системы отказа ее элемента работа чаще всего могла быть отложена и поиски причины отказа и его устранение не были лимитированы во времени, то многие современные системы (в особенности военные) связаны требованием выполнения миссии системы в любых сложившихся для системы условиях.

Эти характерные черты современных систем привели к тому,, что на одно из первых мест выдвинулось требование надежности. Так как на современном этапе развития системотехнического проектирования человек рассматривается как компонент системы, то основные понятия теории надежности специфицированы и для человека-оператора [8, 9, 2]. Надежность человека-оператора рассматривается как определенная способность, а именно «способность к сохранению требуемых качеств в условиях возможного усложнения обстановки, или, короче, как «сохраняемость», устойчивость рабочих параметров индивида» [9].

В результате проблема ошибок оператора была включена в более широкий контекст надежности системы в целом, а сами ошибки оператора стали рассматриваться как особый вид «отказов» в системе. В дальнейшем исследование ошибок оператора ведется в русле работ, связанных с проблемой обеспечения надежной и безаварийной работы системы.

Современные требования к СЧМ предполагают всесторонний учет различного рода «отказов в системе» при ее проектировании. С этой целью в системах проектируются средства диагноза и устранения отказов с целью возвращения системы к нормальному функционированию. Однако если при проектировании и ставится задача всестороннего учета отказов, то решается она за счет перебора конкретных вариантов отказов и их возможных последствий. При таком рассмотрении отказов средства, проектируемые для их ликвидации, имеют ограниченное значение для системы, так как таким способом в принципе невозможно предусмотреть все возможные варианты отказов. Поэтому фактически задача обнаружения и ликвидации отказов всегда возлагается на оператора, хотя еще недавно она не осознавалась как особая задача.

В этой связи в современных СЧМ среди других типов операторской деятельности начинает складываться и обособляться деятельность по диагнозу и устранению отказов в системе. Это обстоятельство в значительной степени определяет лицо третьего, современного этапа развития исследований «на материале ошибок оператора». Появление этого типа деятельности позволяет расширить арсенал средств борьбы с «отказами».

Эффективность борьбы с ошибками оператора как особым видом отказов в системе в значительной степени зависит от того, какие категории ошибок будут выделены и проанализированы, так как в этом случае можно предусмотреть эффективные средства для их диагноза и устранения.

Очевидно, что случайная выборка из множества ошибок и разработка средств диагноза и устранения не могут удовлетворить запросы современного проектирования СЧМ. Следовательно, успешность проектирования этого типа деятельности существенно зависит от успехов теоретического подхода к анализу ошибок оператора.

Необходимой предпосылкой такого подхода является введение понятия ошибки оператора (не определения ошибки оператора, а именно понятия). Из этого понятия ошибки должна естественным образом следовать типология, а не наоборот (очень часто понятие вводят как оформление существующей эмпирической типологии, без обсуждения ее оснований).

Для выделенных таким способом типов ошибок оператора можно поставить задачу проектирования специфических способов их диагноза и устранения как в плане интериоризованных, так и в плане экстериоризованных средств.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Баумгартер.  Психотехника.   (Испытание летчиков).  Берлин,  1922.
2. Губинский А. И.,   Ломов  Б.  Ф.,   Мансуров  Р. М.,   Суходольский Г. В. Теория надежности в применении к человеку-оператору. — «Инженерная психология в приборостроении». Л., 1965.
3. Дубровский В. Я., Щедровицкий Л. П. Инженерная психология и развитие системного проектирования. — Сб. «Инженерно-психологическое проектирование», вып. 2. Изд-во МГУ, 1970.
4. Дубровский В. Я., Ще д р о в и цкий Л. П. Проблема распределения функций в системах человек—машина. — Сб. «Инженерно-психологическое проектирование», вып. 1. Изд-во МГУ, 1970.
5. Завалова Н. Д., Пономаренко Д. А. Ошибки оператора как след­ствие слабого учета человеческого фактора при конструировании систем управления. — Сб. «Проблемы инженерной психологии», вып. 1. М., 1968.
6. К л а п а р е д Э. Профессиональная ориентация. М., 1925.
7. Михайловский Б. В. и Оральников Н. С. Связь аварийности, с возрастом и стажем водителя. — «Советская психотехника»,  1.VI  1932.
8. Небылицын В, Д.   К изучению надежности работы человека-оператора в автоматизированных системах управления.—«Вопросы психологии», 1961, № 6.
9. Небылицын В. Д.  Надежность работы оператора в сложной системе управления.— Сб. «Инженерная психология». Изд-во МГУ, 1964.

 

Сб. «Психологические исследования», вып. 5. Под ред. А.Н. Леонтьева, А.Р. Лурия, Е.Д. Хомской. – М.:, МГУ, 1975, с. 133 – 142.