Ethics code: IR. Ssu. Sph. REC1404.030
دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد ، abedibaran82@gmail.com
متن کامل [PDF 925 kb]
(28 دریافت)
|
چکیده (HTML) (48 مشاهده)
متن کامل: (15 مشاهده)
بررسی سیستمی خطاهای انسانی و سازمانی در اتاقهای کنترل معادن
فریدون لعل1، روح اله فلاح مدواری2، باران عابدی3، ولی سرسنگی
چکیده
مقدمه: در صنایع با ریسک بالا، بهویژه معادن، بروز حوادث اغلب ناشی از برهمکنش پیچیده عوامل انسانی و ساختارهای سازمانی است. اتاق کنترل بهعنوان مرکز فرماندهی عملیات، نقش کلیدی در تضمین ایمنی و پایداری فرآیندهای تولید ایفا میکند؛ ازاینرو بررسی و تحلیل خطاهای محتمل در این بخش اهمیت ویژهای دارد.
روش بررسی: در این مطالعه، بهمنظور شناسایی و دستهبندی عوامل مؤثر بر خطاها، از چارچوب سیستم تحلیل و طبقهبندی عوامل انسانی استفاده شد. همچنین برای برآورد کمی احتمال وقوع خطاها، رویکرد منطق فازی به کار گرفته شد. دادهها از طریق پرسشنامههای تخصصی و اخذ نظرات خبرگان گردآوری و با استفاده از متغیرهای زبانی و توابع عضویت فازی تحلیل شدند.
نتایج:. نتایج نشان داد که بیشترین احتمال بروز خطا به سطح عوامل سازمانی اختصاص دارد (حدود 8/99 درصد) که بیانگر نقش تعیینکننده سیاستها، مدیریت منابع و جو سازمانی در شکلگیری خطاها است. در مرتبه بعد، نظارت ناایمن با احتمال 1/54 درصد قرار گرفت که نشاندهنده ضعف در کنترل، پایش و اصلاح بهموقع انحرافات میباشد. همچنین پیششرطهای اعمال ناایمن (1/36 درصد) و خود اعمال ناایمن (8/24 درصد) در رتبههای بعدی قرار گرفتند.
نتیجهگیری: تحلیل سلسلهمراتبی سطوح مطالعه نشان داد که خطاها دارای ماهیتی زنجیرهای بوده و ریشه بسیاری از آنها در لایههای بالادستی سیستم نهفته است. بهطوریکه اختلال در سطح سازمانی میتواند بهصورت آبشاری سایر سطوح را تحت تأثیر قرار دهد و احتمال وقوع رویداد نهایی را بهطور چشمگیری افزایش دهد. این الگو بر اهمیت رویکردهای پیشگیرانه در سطح مدیریت کلان تأکید دارد.
واژههای کلیدی: منطق فازی، اتاق کنترل، خطاهای انسانی و سازمانی
مقدمه
صنایع معدنی در بافت اقتصادی یک کشور اهمیت اساسی و استراتژیک دارند، زیرا این فعالیتها تضمینکننده تأمین مستمر مواد خام برای عملکرد پایدار جامعه هستند. همچنین در معادن ممکن است عدم توجه به اصول ایمنی منجر به مرگ یا ناتوانی کارگران گردد (1,2). صنایع معدنی از بخشهای متعددی تشکیل شده است. اتاق کنترل (CR:Control Room) به عنوان واحد کنترل مرکزی یک معدن عمل کرده و نقش حیاتی در نظارت و مدیریت عملیات پیچیده ایفا میکند. CR آنالوگ و CR دیجیتال دو نوع اصلی از CR هستند. از دستگاههای آنالوگ مانند گیجها، مترها و کنترلهای فیزیکی برای اندازهگیری و نمایش دادهها در CR آنالوگ استفاده میشود. هرگاه دادهها به صورت مقادیر فیزیکی پیوسته و متغیر بیان شوند که معمولاً از طریق گیجها یا نشانگرهای آنالوگ نمایش داده میشوند؛ از نوع CR دیجیتال استفاده میشود (4). اپراتورهای انسانی مسئولیت انجام وظایف شناختی مختلفی شامل اسکن بصری دادهها، تصمیمگیری درباره این دادهها و اجرای تصمیمات در محیط اتاق کنترل را بر عهده دارند (5). یکی از دلایل اصلی حوادث بزرگ در جهان خطاهای انجامشده توسط اپراتورهای اتاق کنترل میباشد که یکی از دلایل آن بار ذهنی بالا در اتاقهای کنترل است (3). یکی از علل اصلی حوادث عمده در جهان خطاهای انجامشده توسط اپراتورهای اتاق کنترل بوده است، از جمله حادثه بوپال در هند (۱۹۸۴)، پایپر آلفا در بریتانیا (۱۹۸۸)، چرنوبیل در اوکراین (۱۹۸۶) و پالایشگاه تکساگو در وگاس (۱۹۹۴) (7-9) بنابراین خطای انسانی یکی از علل اصلی حوادث معدنی است و برای محیط کار تهدید قابل توجهی محسوب میشود. به همین دلیل ایمنی و سلامت شغلی (OSH: Occopational Safety and Health) در محیطهای کاری در صنایع مختلف به یک اولویت تبدیل شده است (4). همچنین در محیط کار خطای انسانی یک مسئله بحرانی است و به عنوان یکی از علل اصلی حوادث شغلی شناخته میشود (4). مطالعات گذشته نشان میدهند که دلیل 96% از آسیبهای دریایی، 75% از آتشسوزیها و انفجارها، 75% از برخوردها، 89-96% از تصادفها، 79% از به گل نشستن قایقهای یدککش و 84-88% از حوادث نفتکشها عوامل انسانی و سازمانی (HOFs: Human and Organizational Factors) است. عوامل انسانی و سازمانی در میان عوامل مؤثر بر حوادث، بهطور قابل توجهی در اکثر موارد نقش دارند. بر اساس مطالعات قبلی، حداقل 70% از حوادث در بخشهای مختلف را این عوامل تشکیل میدهند. در بسیاری از حوادث فرآیندی نقش عوامل انسانی و سازمانی شناسایی شده است، ازجمله آتشسوزی و انفجار بندر تیانجین در سال ۲۰۱۵، حادثه چاه عمیق BP (Deepwater Horizon incident در سال ۲۰۱۰ ، و شکست مخزن ذخیره هگزان مایع در یک شرکت پتروشیمی در ایران میباشد (5, 6).
روشهای متعددی برای تحلیل و بررسی خطاهای انسانی و سازمانی وجود دارد که میتوان بهSTAMP ،ATHEANA،THERP ، CREAM و FRAM اشاره کرد (7-9).
مدل HFACS که توسط شاپل و ویگمن در سال ۲۰۰۱ معرفی شد، یکی از چارچوبهای مهم در تحلیل خطاهای انسانی به شمار میرود. این رویکرد بر مبنای مدل معروف پنیر سوئیسی ریزن توسعه یافته است و با هدف بررسی نظاممند عوامل مؤثر بر وقوع حوادث در سیستمهای پیچیده انسانی و سازمانی طراحی شده است (10). خطاها و عوامل ناایمن را در چهار سطح شامل اعمال ناایمن، شرایط پیشزمینه، ضعفهای نظارتی و عوامل سازمانی طبقهبندی میکند (10,11). از مهمترین مزیتهای این چارچوب میتوان به ساختار ساده و قابلفهم آن اشاره کرد که امکان یادگیری و بهکارگیری سریع آن را حتی با آموزش کوتاهمدت برای تحلیلگران فراهم میسازد. علاوه بر این،HFACS قابلیت استفاده در تحلیلهای کمی ریسک را نیز دارد و از طریق سازماندهی نظاممند دادهها، امکان شناسایی دقیقتر عوامل انسانی مؤثر بر بروز خطاها را فراهم میکند (11,12).
در سال ۱۹۶۵، لطفیزاده با معرفی نظریه مجموعههای فازی، رویکردی متفاوت برای توصیف پدیدههای نامشخص و مرزهای مبهم ارائه داد (13,14). در این دیدگاه، برخلاف منطق کلاسیک که پدیدهها را صرفاً به صورت درست یا نادرست در نظر میگیرد، امکان بیان میزان تعلق یک ویژگی به یک مجموعه در قالب درجات مختلف وجود دارد (15). این ایده بعدها به شکلگیری منطق فازی منجر شد که هدف آن کاهش اثر عدم قطعیت و بهرهگیری از دانش تجربی و قضاوت خبرگان در موقعیتهای پیچیده است (15-17).
منطق فازی بر پایه مفاهیمی همچون ابهام، متغیرهای زبانی و درجه عضویت استوار است و تلاش میکند فرآیند تصمیمگیری انسان را به صورت محاسباتی بازنمایی کند. در این چارچوب، سیستم فازی به عنوان یک سیستم هوشمند عمل کرده و با تقلید از شیوه استدلال انسانی، اطلاعات کیفی را به فرم ریاضی تبدیل میکند. سپس این قواعد ریاضی برای پردازش و تحلیل به کار گرفته شده و در نهایت امکان دستیابی به نتایج قابل استفاده در شرایط همراه با عدم قطعیت فراهم میشود (15,17).
بنابراین، هدف این پژوهش بررسی و تحلیل عوامل انسانی و سازمانی اثرگذار بر عملکرد کارکنان اتاق کنترل یک معدن با بهرهگیری از رویکرد ترکیبی HFACS و منطق فازی است. این مطالعه در پی آن است که با استفاده از منطق فازی، میزان احتمال وقوع شکستها را در سطوح مختلف مدل HFACS برآورد کرده و رویدادهای بحرانی را شناسایی کند.
روش بررسی
این پژوهش از نوع کاربردی بوده و در آن از یک چارچوب ترکیبی جهت بررسی خطاهای انسانی و سازمانی در محیط اتاق کنترل معدن استفاده شده است. این مطالعه شامل دو بخش اصلی شامل سیستم تحلیل و طبقهبندی عوامل انسانی (HFACS) و منطق فازی است که در ادامه تشریح میگردد.
سیستم تحلیل و طبقهبندی عوامل انسانی (HFACS)
مدل HFACS یک چارچوب جامع برای تحلیل خطای انسانی است که در آن خطاهای پنهان، خطاهای فعال و عوامل محیطی در قالب یک ساختار سلسلهمراتبی موردبررسی قرار میگیرند (18). این مدل به دلیل توانایی در طبقهبندی نظاممند عوامل انسانی و سازمانی مؤثر بر وقوع حوادث، کاربرد گستردهای دارد. در واقع HFACS یکی از پرکاربردترین روشهای تحلیل عوامل انسانی است که امکان شناسایی طیف وسیعی از عوامل مؤثر بر شکلگیری و تشدید حوادث را بهصورت ساختارمند فراهم میسازد. مزیت مهم این رویکرد آن است که به جای تمرکز بر «چه کسی» یا «چه اتفاقی افتاده»، بر «چگونگی وقوع حادثه» تمرکز دارد (5,19). علاوه بر این، چارچوب HFACS قابلیت انطباقپذیری بالایی دارد و میتوان آن را بر اساس دانش متخصصان و شرایط واقعی اصلاح و تنظیم کرد، بهگونهای که تحلیل عوامل انسانی در سطوح مختلف بهصورت متناسب انجام شود (20).
مدل HFACS یک ساختار چندلایه برای تحلیل عوامل مؤثر بر بروز خطاهای انسانی است که در آن عوامل در چهار سطح اصلی از پایینترین تا بالاترین سطح سازماندهی میشوند: اعمال ناایمن، پیششرطهای اعمال ناایمن، نظارت ناایمن و عوامل سازمانی میباشند (5,18). در پایینترین سطح، یعنی «اعمال ناایمن»، رفتارها و خطاهای مستقیم کارکنان قرار دارند که بیشترین نزدیکی را به وقوع حادثه دارند. این سطح شامل اقداماتی است که بهطور مستقیم منجر به خطا یا حادثه میشوند. در مرحله بعد، «پیششرطهای اعمال ناایمن» قرار میگیرند که به عنوان عوامل زمینهساز، بر شکلگیری خطاهای سطح اول اثر میگذارند و شرایط فردی، محیطی و موقعیتی را شامل میشوند. پسازآن، در سطح «نظارت ناایمن»، کیفیت و نحوه مدیریت و کنترل فعالیتها مورد توجه قرار میگیرد؛ جایی که ضعف در نظارت، برنامهریزی نامناسب، عدم اصلاح خطاها یا بیتوجهی به ایمنی میتواند احتمال وقوع حوادث را افزایش دهد. در بالاترین سطح نیز «عوامل سازمانی» قرار دارند که به ساختارها، سیاستها، فرهنگ و فرآیندهای کلان سازمانی مربوط میشوند و بر سایر سطوح اثرگذار هستند (5,18).
این چارچوب در مجموع ۱۹ زیرگروه اصلی را در بر میگیرد. در سطح اعمال ناایمن، این زیرگروهها شامل خطاها (مانند خطاهای تصمیمگیری، خطاهای مبتنی بر مهارت و خطاهای ادراکی) و نقضها (مانند نقضهای روتین و استثنایی) هستند. در سطح پیششرطهای اعمال ناایمن، عوامل در سه دسته کلی قرار میگیرند: عوامل محیطی (محیط فیزیکی و فناوری)، شرایط اپراتورها (وضعیت جسمی و ذهنی نامطلوب و محدودیتهای فردی) و عوامل پرسنلی (مدیریت منابع گروهی و آمادگی نیروی انسانی). سطح نظارت ناایمن نیز شامل مواردی مانند ضعف در نظارت، برنامهریزی نامناسب عملیات، عدم اصلاح نواقص و کاستیهای نظارتی است. در نهایت، سطح عوامل سازمانی شامل مدیریت منابع، فرهنگ سازمانی و فرآیندهای سازمانی میباشد (16,21,22).
منطق فازی
نظریه منطق فازی میتواند قضاوت کارشناسان یا تصمیمگیرندگان را که با زبان طبیعی مانند کم، متوسط، زیاد، بسیار زیاد و غیره بیان میشود، استفاده کند و آنها را به مقادیر کمی تبدیل کند (23,24).
در این مطالعه خبرگان بهصورت ناهمگن انتخاب شد و بهعنوان افرادی که اطلاعات کافی در مورد سیستم دارند تعریف شدند (جدول1). تعداد خبرگان نیز 10 نفر بود. محاسبه نمرات وزنی کارشناسان بر اساس فرمول وزندهی به نظر خبرگان (مطابق فرمول1) محاسبه شد.
(1)
خبرگان وزنی امتیازخبرگان تمامی وزنی امتیازهای مجموع = Wμ
وزندهی به نظر خبرگان
سپس بازیسازی و ارزیابی ذهنی متخصصان انجام شد. این مرحله ارزیابی مجموعهای از دادههای کیفی را تولید میکند که احتمال خرابی رویدادها را نشان میدهند. در جدول 2 پارامترهای توابع عضویت فازی مثلثی ملاحظه میگردد.
جدول1: امتیازدهی معیارها بر اساس نظر خبرگان در تحلیل فاکتورهای انسانی و سازمانی اتاق کنترل معدن
| امتیاز |
طبقهبندی |
وضعیت |
ردیف |
5
4
3
2
1 |
استاد، مدیر و مهندس ارشد
سرپرست، مدیر و بازرس کارخانه
مهندس، ناظر
سرکارگر، تکنسین
اپراتور |
عنوانسازمانی |
1 |
5
4
3
2
1 |
>20
20-15
10-15
5-10
5> |
سابقه کار (سال) |
2 |
5
4
3
2
1 |
دکتری
کارشناسیارشد
لیسانس
دیپلم
کمتر از دیپلم |
سطح تحصیلات (سال) |
3 |
4
3
2
1 |
50<
40-50
30-40
<30 |
سن (سال) |
4 |
جدول 2: پارامترهای توابع عضویت فازی مثلثی
| متغیر زبانی |
اعداد فازی مثلثی |
| خیلی کم |
0 |
04/0 |
08/0 |
| پایین |
07/0 |
13/0 |
19/0 |
| نسبتاً کم |
17/0 |
27/0 |
37/0 |
| متوسط |
35/0 |
5/0 |
65/0 |
| نسبتاً بالا |
62/0 |
73/0 |
82/0 |
| بالا |
81/0 |
87/0 |
93/0 |
| بسیار بالا |
92/0 |
96/0 |
1 |
ورودیها مجموعهای از رویدادهای پایه هستند که توسط خبرگان برای ارزیابی ذهنی خرابی رویداد اصلی ارائه شدهاند. در این مرحله، متغیرهای زبانی بهصورت نظرات خبرگان در قالب توزیعهای امکان خرابی (FPDs (Failure Probability Distributions)) بیان خواهند شد تا احتمال رویدادهای پایه محاسبه شود. در این مطالعه از توابع عضویت مثلثی برای کمیسازی FPDها استفاده شد. در واقع، زمانی که خبرگان با مقادیر نامشخص مانند احتمال رویدادهای پایه سر و کار دارند، استفاده از بیان زبانی برای آنها آسانتر از قضاوت عددی است و تعداد مناسب 5 تا 9 را برای قضاوت خبرگان در یک زمان معین در نظر میگیرند. در این مطالعه از هفت اصطلاح زبانی (بسیار کم، کم، نسبتاً کم، متوسط، نسبتاً زیاد، زیاد و بسیار زیاد) استفاده شد (16). پس از به دست آوردن اعداد فازی مربوط به هر اصطلاح زبانی، نظرات خبرگان باید در این مرحله به یک نظر واحد اجماع (اجماع متخصصان در قالب احتمال شکست فازی تجمیعشده (AFFP (Aggregated Fuzzy Failure Probability))) شوند که در این مطالعه از روش Sum-Product (مطابق فرمول 2) استفاده شد (16).
(2)
i=1,2,…. ,n j=1,2,…. ,m
جایی که Zi عدد فازی اجماع برای رویدادهای پایه (BEs) است، wj وزن خبره j است، و fij اعداد فازی رویداد پایه i طبق نظر خبره j است.
سپس غیرمبهمسازی انجام شد. درواقع هدف غیرمبهمسازی به دست آوردن نتایج قابلاندازهگیری از اعداد فازی است. برای تعیین رابطه بین این اعداد، عدد فازی باید به یک نمره قطعی به نام نمره امکانپذیری فازی (FPS: ( Fuzzy Possibility Score)) تبدیل شود. نمره FPS هر رویداد اساسی از تابع عضویت بهدستآمده استخراج شد. در این مطالعه، مقادیر امکانپذیری فازی هر رویداد اساسی با استفاده از روش مرکز ناحیه (COA (Center of Area)) مطابق فرمول (3) به دست آمد، زیرا این روش از سادگی و قابل درک بودن برخوردار است (13).
(3)
μIXdxμIdx == X معادله غیرمبهمسازی
برای عدد فازی مثلثی A =a1,a2,a3 معادله بهصورت زیر است (معادله 4):
(4)
X=a1a2x_a1a2-a1xdx+a2a3a3-xa3-a2xdxa1a2x-a1a2-a1dx+a2a3a3-xa3-a2dx=13×a1+a2+a3
پس احتمال وقوع (تبدیل امکانها به احتمالها) محاسبه میشود. در برخی موارد، به دلیل دادههای نامشخص، پیدا کردن مقدار احتمال شکست ممکن نیست. این مشکل میتواند با تبدیل FPS به فرم احتمال شکست ( (FP (Failure Probability) حل شود. در این مطالعه از معادله Onisawa (فرمول 5) برای تبدیل FPS به FP استفاده شد (25,26).
(5)
FP=110K,FPS≠00,FPS=0,K=1-FPSFPS13×2.301
احتمال وقوع رویدادهای میانی و رویدادهای بالادستی در هر سطح از HFACS با استفاده از معادلات مربوطه که در مطالعات لعل و همکاران تشریح گردیده (14,16) و بر اساس نوع دروازه ورودی ("و" و "یا") برآورد شد (18).
نتایج
در این مطالعه، فرآیند تحلیل خطاهای انسانی و سازمانی در اتاق کنترل معدن بر اساس چارچوب HFACS طراحی و اجرا شد (شکل1). جدول 3 نیز توصیف رویدادهای پایه را نشان میدهد. این فرایند حاصل ترکیب مرور منابع علمی و مصاحبه با خبرگان بوده و در قالب یک ساختار چند سطحی شامل چهار لایه اصلی HFACS، 24 رویداد میانی و 79 رویداد پایه (BEs) تدوین گردید (جدول4). رویدادهای استخراجشده پس از طراحی اولیه، با استفاده از شاخصهای روایی محتوا و همچنین جلسات طوفان فکری مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج این اعتبارسنجی نشان داد که تمامی رویدادهای پایه از اعتبار محتوایی قابلقبول برخوردار بوده و قابلیت استفاده در مدل نهایی را دارند.
با توجه به تفاوت ویژگیهای فردی خبرگان از نظر سمت سازمانی، سطح تحصیلات، سابقه کاری و سن، وزندهی به خبرگان انجام شد. در این فرآیند، وزن هر خبره (WF) بر اساس مجموعهای از شاخصها شامل تجربه کاری، تحصیلات، جایگاه سازمانی و سن محاسبه گردید (شکل2). بر اساس نتایج بهدستآمده، خبره شماره 8 بالاترین امتیاز وزنی را در میان شرکتکنندگان به خود اختصاص داد که نشاندهنده نقش اثرگذارتر وی در فرآیند ارزیابی بوده است.
در ادامه، احتمال وقوع رویدادهای پایه با استفاده از منطق فازی محاسبه شد (شکل3). درواقع در این شکل به دلیل تعداد بالای رویدادهای پایه تنها احتمال شکست 16 رویدادهای پایه با بیشترین و کمترین احتمالات بر اساس منطق فازی آمده است. در این مرحله، نظرات خبرگان بهعنوان ورودی مدل در نظر گرفته شد و پارامترهای مرتبط شامل AFFP،CFP و ضریب K برای هر رویداد تعیین گردید. نتایج نشان داد که رویدادهایی نظیر BE33، BE11، BE15 و BE72 دارای بیشترین احتمال وقوع بودهاند، در حالی که رویدادهای BE39 و BE44 کمترین میزان احتمال را به خود اختصاص دادهاند.
پس از تعیین احتمال رویدادهای پایه، احتمال وقوع رویدادهای میانی و در نهایت رویداد اصلی محاسبه شد (جدول 4). نتایج نشان داد که در میان سطوح مختلف HFACS، بیشترین مقدار احتمال مربوط به سطح «نظارت ناایمن» با مقدار998318/0 و زیرمولفه «نظارت ناکافی» با مقدار846418/0 بوده است.
همچنین یافتهها نشان داد که به دلیل ماهیت زنجیرهای روابط بین سطوح HFACS، ضعف در لایههای بالادستی سازمانی میتواند اثر تشدیدکننده بر سایر سطوح داشته باشد. بهگونهای که در صورت بروز شکست در سطح سازمانی، احتمال وقوع رویداد اصلی به سطح بسیار بالا و نزدیک به 100 درصد افزایش مییابد. این موضوع نشاندهنده نقش تعیینکننده عوامل سازمانی در شکلگیری و تشدید حوادث در اتاق کنترل معدن است.
