ヒューマンエラー率予測技術

ヒューマンエラー率予測技術 ( THERP ) は、ヒューマン信頼性評価 ( HRA )の分野で、タスクの完了中に発生するヒューマンエラーの確率を評価するために使用される技術です。このような分析 (特定のタスクにおけるヒューマンエラーの確率を計算後) から、システム内でエラーが発生する可能性を減らすための是正措置を講じることができます。 THERP の全体的な目標は、特定のプロセス中の安全性を高めるために、確率的方法論的分析を適用して文書化することです。 THERP は、エラーの特定、エラーの定量化、エラーの削減などの分野で使用されます。^[1]

THERP は、第 1 世代の手法と第 2 世代の手法の 2 つの分類のいずれかに分類される多数の手法を指す場合があります。第 1 世代の手法は、関連するエラーの特定と考慮の定量化において、その手法がエラー状況に適合するかどうかという単純な二分法、または二分構造に基づいています。第 2 世代の手法は、エラーの評価と定量化においてより理論的であり、むしろ図式の状況的要素またはインタラクティブ要素に対処します。HRA 手法は、医療、エンジニアリング、原子力、輸送、ビジネスなど、さまざまな分野や業界でさまざまな用途に利用されています。

THERP は、フォールトツリーアプローチ（エンジニアリングリスク評価に類似）を使用してヒューマンエラー確率（HEP）をモデル化し、これらの確率に影響を及ぼす可能性のあるパフォーマンス形成要因を統合して考慮します。たとえば、ヒューマン信頼性分析 イベントツリー（HRAET）の確率は、著者のAlan D. Swainと HE Guttmann が開発したデータベースから取得した計算評価ツールです。補足データによってヒューマンエラーの調査を深めることができる場合は、シミュレーションや事故報告書のローカルデータを代わりに使用できます。結果として得られるツリーは、タスクに含まれる段階を論理的な順序で段階的に説明します。この手法は、タスク分析、エラー識別、HRAET および HEP 定量化の形式での表現など、さまざまなアクティビティを同時に管理するため、トータル方法論^[2]として知られています。

THERPは第一世代の方法論であり、その手順は従来の信頼性解析で機械をモデル化する方法に従います。^[3]この手法は、米国原子力規制委員会のためにサンディア研究所で開発されました。^[4]その主な著者はSwainで、彼は長い期間をかけてTHERP手法を徐々に開発しました。^{[2] THERPは、HEPを含み、プラントデータと専門家の判断の両方に基づいた大規模な人間}信頼性データベースに依存しています。この手法は、HRAで広く使用されるようになった最初のアプローチであり、元の原子力設定を超えて、さまざまなアプリケーションで現在でも広く使用されています。

THERP テクニックの 方法論は、主に 5 つの段階に分かれています。

1.関心のあるシステム障害を定義する

これらの障害には、人為的ミスが障害の確率に影響を及ぼす可能性が高いシステムの機能や、リスク評価者の関心のある機能が含まれます。関心のない操作には、運用上重要でない操作や、すでに安全対策が存在する操作が含まれます。

2.関連する人的操作をリスト化して分析し、発生する可能性のある人的エラーと関連する人的エラー回復モードを特定する

プロセスのこの段階では、包括的なタスクおよびヒューマンエラー分析が必要です。タスク分析では、タスク オペレーターに必要な個別の要素と情報をリストし、順序付けます。タスクの各ステップで、アナリストは起こりうるエラーを検討し、正確に定義します。次に、アナリストは各タスク ステップで起こりうるエラーを検討します。このようなエラーは、次のカテゴリに分類できます。

• 省略エラー – タスクのステップまたはタスク全体を省略する
• 過失犯 – これにはいくつかの異なるタイプの過失が含まれます。
  • 選択エラー – コントロールの使用またはコマンドの発行におけるエラー
  • 順序のエラー - 必要なアクションが間違った順序で実行される
  • タイミングのエラー - タスクは必要なときより前または後に実行されます
  • 数量の誤り – 量が不十分または多すぎる

エラー回復の機会も考慮する必要があります。これが実現されれば、タスクのエラー確率を大幅に削減できる可能性があります。

タスクとそれに関連する結果は、タスクの手順をグラフィカルに表現するために HRAET に入力されます。ツリーは従来のイベント ツリー手法と互換性があり、各ノードの最後にバイナリ決定ポイントが含まれているため、数学的に評価できます。

イベント ツリーは、システム内で発生するすべてのイベントを視覚的に表示します。イベント ツリーは開始イベントから始まり、開始イベントのさまざまな結果として分岐が展開されます。これらは、発生確率に関連付けられたさまざまなパスで表されます。前述のように、ツリーはバイナリ ロジックに基づいて動作するため、各イベントは成功するか失敗するかのいずれかになります。

以下は、システム火災を表すイベント ツリーの例です。

タスクのすべてのサブタスクが HRAET 内で完全に表現され、各サブタスクの失敗確率がわかっているという条件下では、タスクの 最終的な信頼性を計算することができます。

3.関連するエラー確率を推定する

各サブタスクの HEP がツリーに入力されます。すべての失敗ブランチには既知の確率が必要です。そうでない場合、システムは最終的な答えを提供できません。 HRAET は、主要なオペレータ タスクを成功と失敗の形式で表されたより細かいステップに分割する機能を提供します。このツリーは、イベントが発生する順序を示し、表された各ブランチで発生する可能性のある失敗も考慮します。各高レベル タスクが低レベル タスクに分割される程度は、後続の個々のブランチの HEP の可用性に依存します。HEP は、THERP データベース、シミュレーションデータ、過去の事故データ、専門家の判断など、さまざまなソースから取得できます。PSF は、これらの HEP 計算に組み込む必要があります。そのための主なガイダンス ソースは、THERP ハンドブックです。ただし、各要因がタスクに適用される範囲を決定する際には、アナリストが独自の裁量を使用する必要があります。

4.システム障害イベントにおける人為的エラーの影響を推定する

HRA が完了すると、全体的な信頼性分析の結果と比較して、故障に対する人的要因を評価できます。これは、HEP をフルシステムの障害イベント ツリーに挿入することで完了します。これにより、フルシステムのコンテキスト内で人的要因を考慮できるようになります。

5.システムの変更を推奨し、システム障害の確率を再計算する

人的要因の寄与がわかれば、感度分析を使用して HEP を削減する方法を特定できます。エラー回復パスをイベント ツリーに組み込むと、特定されたエラーを削減できる可能性のあるアプローチを検討する際に評価者に役立ちます。

次の例は、THERP 方法論が実際に人的エラー確率 (HEP) の計算にどのように使用されるかを示しています。この例は、地震発生後に窒素パージ システムが故障した後、タンク内沈殿(ITP) 処理タンク 48 および 49で緊急パージ換気装置を使用して空気ベースの換気を確立するためのHEPを決定するために使用されます。

最終的な HEP 計算を有効にするには、次の仮定を満たす必要があります。

1. ITP 処理タンク 48 および 49 (場合によっては 50) に空気ベースの換気を確立させる地震イベントイニシエーターが存在します。
2. オンサイトおよびオフサイトの両方の電力が利用できない状況を想定しており、そのため、オペレータによる制御アクションは、タンク上部でローカルに実行されます。
3. 地震発生後、緊急パージ換気装置を使用して空気換気を確立するために作業員が利用できる時間は3日間です。
4. 事故状態期間中のITP機器とコンポーネントの状態および選択されたプロセスパラメータを評価するために、一貫した方法を採用できるように、 ITP機器の状態監視手順を開発する必要がある。
5. 事象の初期診断とタンク上部への緊急パージ換気装置の設置には、想定される対応時間があります。前者は 10 時間、後者は 4 時間です。
6. タンク内沈殿プロセスには、緊急パージ換気装置をライザーに接続する必要がある正確な条件を特定する操作安全要件（OSR）が関連しています。
7. 「タンク48システム」の標準操作手順には、正しく完了するために含めなければならない特定の条件とアクションがあります（詳細についてはファイルを参照してください）
8. 緊急パージ換気装置ユニットの重要なコンポーネントはフローインジケータです。これは、緊急パージ換気装置が誤って接続された場合に回復措置を可能にするために必要です。
9. 必要なタスクを実行できる人員は全員、必要なスキルを備えている
10. 保守担当者が緊急パージ換気装置の設置作業を行う間、タンクオペレーターが立ち会ってこのプロセスを監視する必要があります。

この方法では、人為的エラーの原因となる可能性のあるさまざまな要因を考慮し、これらの確率を評価および定量化するための体系的なアプローチを提供します。

THERP メソッドに含まれる主な手順は次のとおりです。

タスク分析: 最初のステップは、タスク全体を個別のステップまたはステージに分割することです。各ステージは、人間のオペレーターが実行する特定のアクティビティまたはアクションを表します。

エラーの特定:各タスク段階で、潜在的な人為的エラーが特定されます。これらのエラーは、誤解、注意散漫、記憶喪失など、さまざまな要因によって発生する可能性があります。

エラーの定量化:次のステップは、特定された各エラーに確率を割り当てることです。これらの確率は、履歴データ、専門家の判断、またはその他の関連ソースに基づいています。THERP では、さまざまなタイプのタスクに対して一般的なヒューマン エラー確率のデータベースを使用することがよくあります。

全体的なエラー確率の計算:タスクの全体的なエラー確率は、各段階での個々のエラーの確率を組み合わせて計算されます。この方法では、1 つのエラーの発生が他のエラーの可能性に影響を与える可能性があることを考慮し、独立エラーと従属エラーの両方を考慮します。

感度分析: THERP では、エラー確率の変動が全体的な結果に与える影響を評価する感度分析が可能です。これにより、予測されるヒューマンエラー率に最も大きな影響を与える要因を特定できます。

文書化とレポート:最後のステップでは、タスクの内訳、特定されたエラー、割り当てられた確率、および全体的な予測されるヒューマンエラー率を含む分析を文書化します。この情報は、意思決定者とシステム設計者にとって非常に重要です。

THERP は、原子力、航空、化学処理など、人間のパフォーマンスが重要な業界で広く使用されています。THERP はヒューマンエラー予測の体系的なフレームワークを提供しますが、この方法は専門家の判断と履歴データに依存しており、その精度は入力データの品質とアナリストの専門知識によって左右される可能性があることに注意することが重要です。

Human Error Assessment and Reduction Technique (HEART) やベイジアン ネットワークベースのアプローチなど、他の HRA 手法も存在し、手法の選択は分析対象のシステムの特定の要件と特性によって決まることに留意してください。

通常の手順と標準操作手順について、初期タスク分析が実行されました。これにより、オペレータは、換気システムが失われた場合に備えて、緊急パージ換気装置を調整して起動することができました。その後、個々のタスクが分析され、オペレータの応答を表すイベントにエラー確率とエラー要因を割り当てることができました。

• 多くのHEPは、特定されたさまざまなパフォーマンス形成要因（PSF）を考慮して調整されました。
• 作業の特性と乗組員の行動を評価し、回復確率を解読した。このような確率は、作業の熟知度、警報、独立した確認などの要因によって影響を受ける。
• 個々のタスクのエラー確率が決定されると、イベント ツリーが構築され、そこから計算式が導出されました。失敗の確率は、検討中のパスに沿った各失敗確率を乗算することで得られました。

地震発生後にタンク内沈殿タンク 48 または 49 の緊急パージ換気装置を調整して起動するための HRA イベント ツリー。

各故障経路確率の合計は、総故障経路確率（FT）を与える。

• タスクA: 診断、HEP 6.0E-4 EF=30
• タスクB: 目視検査を迅速に実施、回復係数 HEP=0.001 EF=3
• タスクC: 標準操作手順を開始する HEP= .003 EF=3
• タスクD: 保守担当者が緊急パージ換気装置を接続する HEP=.003 EF=3
• タスクE: メンテナー2フックアップ緊急パージ、回復係数CHEP=0.5 EF=2
• タスク G: タンクオペレーターがフックアップを指示/確認、回復係数 CHEP=0.5 下限 = .015 上限 = 0.15
• タスク H: フローインジケーターの読み取り、回復係数 CHEP= .15 下限= .04 上限 = .5
• タスクI: 診断 HEP= 1.0E-5 EF=30
• タスク J: ポータブル LFL 分析装置を使用して LFL を分析、回収率 CHEP = 0.5 下限 = .015 上限 = .15

さまざまな図や計算から、地震発生後に窒素パージシステムが故障した後、タンク内沈殿処理タンク 48 および 49 の緊急パージ換気装置を使用して空気ベースの換気を確立するための HEP は 4.2 E-6 であると判断できます。この数値は、対数正規スケールの中央値であると判断されます。ただし、この結果は、前述のすべての仮定が実装されている場合にのみ有効です。

• THERPは設計のあらゆる段階で使用することができます。さらに、THERPは既存の設計の評価に限定されず、分析の詳細レベルにより、特定の評価の要件に合わせて調整することができます。^[5]
• THERPは確率的リスク評価（PRA）と互換性があり、その手法はフォールトツリー信頼性手法と容易に統合できることを意味します。^[5]
• THERPプロセスは透明性があり構造化されており、リスク評価で考慮される人的要因の論理的なレビューを提供します。これにより、結果をわかりやすい方法で検証し、仮定に異議を唱えることができます。^[5]
• この技術は、人間の信頼性のさまざまな領域で幅広く利用することができ、高い表面妥当性を持っています。^[5]
• これは、エラー回復を強調し、さまざまなアクションまたはエラー間の依存関係を定量的にモデル化するという点でユニークな方法論です。

• THERP分析は非常に多くのリソースを必要とし、信頼性の高いHEP値を生成するために多大な労力を必要とする場合があります。これは、各段階の分析に必要な作業レベルを正確に評価することで制御できます。^[5]
• この技術はシステムの改善には役立ちません。HEART などの他の人間信頼性評価ツールと比較すると、 THERP は、考慮される PSF の範囲が一般的に狭く、エラーの根本的な心理的原因が特定されていないため、比較的単純なツールです。
• 手法の一貫性に関しては、同じタスクに関連するリスクを異なるアナリストが評価する際に、実際に大きな相違が見られた。このような相違は、問題のタスクのプロセスマッピング、または各タスクに関連するHEPの推定を、専門家の判断やPSFの適用などと比較してTHERP表を使用して行った場合に生じた可能性がある。^{[6] [7]}
• この方法論では、PSF の影響と、評価対象のエラーに対する状況の影響をどのようにモデル化するかについて、評価者にガイダンスを提供できません。
• THERP HRAET は、各サブタスクの HEP が他のすべてから独立していることを暗黙的に想定しています。つまり、オペレータがタスク パスで最適ではないルートを取った場合、HRAET は更新されません。これは、代替の (つまり最適ではない)「成功」ルートをイベント ツリーに導入するのではなく、ミスからの回復の可能性によって HEP が単純に削減されることで強化され、後続の HEP のベイジアン更新が可能になります。
• THERPは「第一世代」のHRAツールであり、他の同様のツールと同様に、文脈を適切に考慮していないと批判されてきた。^[3]

その他のヒューマン信頼性評価（HRA）は、複数の異なる研究者によって作成されています。それらには、認知信頼性およびエラー分析法（CREAM）、ヒューマンエラー評価技術（THEA）、原因に基づく意思決定ツリー（CBDT）、ヒューマンエラーリポジトリおよび分析（HERA）、標準化されたプラント分析リスク（SPAR）、ヒューマンエラー分析技術（ATHEANA）、危険性および操作性調査（HAZOP）、予測エラー分析および削減システム（SPEAR）、およびヒューマンエラー評価および削減技術（HEART）が含まれます。^[8]