UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS1 Inhimilliset tekijät teollisuusautomaatiossa Standardin IEC 61508 soveltaminen HSE:n Tutkimusraportti 373/2001 Matti Sundquist.

Esitys aiheesta: "UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS1 Inhimilliset tekijät teollisuusautomaatiossa Standardin IEC 61508 soveltaminen HSE:n Tutkimusraportti 373/2001 Matti Sundquist."— Esityksen transkriptio:

1 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS1 Inhimilliset tekijät teollisuusautomaatiossa Standardin IEC 61508 soveltaminen HSE:n Tutkimusraportti 373/2001 Matti Sundquist matti.sundquist@tsp.stm.vn.fi 11.11.2004 Suomen Automaatioseura 61508-ryhmä

2 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS2 Raportin sisältö Lähestymistapa Inhimilliset tekijät standardissa IEC 62508 Inhimillisten tekijöiden käsittelyn menetelmät Vaatimukset järjestelmän suunnittelussa Huomioon ottaminen elinkaaren eri vaiheissa Johtopäätökset

3 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS3 Lähestymistapa Tarkastelu perustuu ihmisen asemaan suhteessa tekniseen järjestelmään ja sen viitekehykseen (eri toimialat ja sovellukset) Tarkastelussa otetaan huomioon inhimillisiä tekijöitä sekä virhelähteenä että riskin vähentämisen osana Elinkaaritarkastelu sopii myös inhimillisten tekijöiden tarkasteluun Niitä voidaan käsitellä myös turvallisuuden eheysvaatimusten mukaisesti.

4 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS4 Inhimillisiä tekijöitä Inhimilliset virheet järjestelmän vaatimusmäärittelyn ja suunnittelun yhteydessä Käyttöliittymät Operointivirheet Käyttö- ja huoltotoimenpiteet Koulutus ja opastus

5 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS5 Operoinnin inhimillisiä tekijöitä hälytykset ja niiden hallinta (turva)toimintojen ohitukset käsiajotilanteet syöttötietojen tarkistukset ja niiden eheys tietojen näyttö (esim. tilatiedot, tietojen esitysmuoto) toimintojen nopeusvaatimukset (järjestelmän dynamiikka, palautteet) tietojen syöttö- tai hallintalaitteiden suunnittelu ja sijoitus vikaantumisten vaikutukset

6 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS6 Inhimilliset tekijät esitettynä standardissa IEC 61508 Soveltamisala: otettava huomioon inhimilliset tekijät Vaara- ja riskianalyysi: asiaan kuuluvat inhimilliset tekijät inhimilliset virheet poikkeukselliset toiminnat rajoittavat tekijät Turvallisuusvaatimusten kohdentaminen: otettava huomioon käytön ja kunnossapidon voimavarat ja ammattitaitovaatimukset

7 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS7 Inhimilliset tekijät esitettynä standardissa IEC 61508 Käytön ja kunnossapidon suunnittelu: eriteltävä rutiininomaiset toiminnot ja vielä tarkemmin eriteltävät toiminnot toimintaohjeet tavanomaisen, heikentyneen, poikkeuksellisen ja hätätilanteen aikana Kelpoistuksen suunnittelu tulossa standardin ylläpidon mukana

8 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS8 Inhimilliset tekijät esitettynä standardissa IEC 61508 Järjestelmän toteutuksen yhteydessä: turvallisuusvaatimuksissa on tunnistettava operaattorin käyttöliittymät ja niihin on viitattava suunnittelun aikana järjestelmän on siedettävä operaattorin tekemät ohjausvirheet ihmisten kyvyt, rajoitukset ja sopivuus kyseiseen tehtävään on otettava huomioon käyttö- ja kunnossapitotehtävissä

9 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS9 Inhimilliset tekijät esitettynä standardissa IEC 61508 kaikkien käyttöliittymien on noudatettava hyviä suunnitteluperiaatteita ja niiden on vastattava operaattorien todennäköistä koulutustasoa ja tietoisuutta toiminnoista kaikki järjestelmän käyttö- ja kunnossapitotoimenpiteet on kelpoistettava testauksilla tai analyyseillä yhteisvikaantumiset on otettava huomioon eräiden inhimillisten tekijöiden osalta Käyttö, kunnossapito ja korjaustehtävät: toimintatapojen käyttöönotto.

10 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS10 Sovellettavat menetelmät HRA (Human Reliability Assessment): ihmisen toiminnan luotettavuus (ihmisen toimintavirheiden analysointi) HCI (Human-Computer Interaction) tai UA (Usability Engineering): käyttäjäliitännät HFE (Human Factors Engineering): työvälineiden, työympäristön ja työtehtävien suunnittelu HFI (Human Factors Integration): eritelmät ja organisatoriset rakenteet ihmisen toimintojen yhdistämiseen suunnitteluprosesseihin.

11 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS11 Ihmisen toiminnan luotettavuus HRA Ylhäältä-alas-menetelmät (top-down approach): mm. PRA (Probabilistic Risk Assessment), jossa lähtien ei-toivotusta tilanteesta analysoidaan laitteiden vikaantumisten, ulkoisten häiriöiden ja ihmisten tekemien virheiden yhdistelmien todennäköisyydet (virhe aiheuttaa vaaratilanteen tai korjaavat toimenpiteet ovat virheelliset). Todennäköisyydet tai niiden yhdistelmät kvantifioidaan.

12 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS12 Ihmisen toiminnan luotettavuus HRA Alhaalta-ylös-menetelmä (Bottom to up approach): suositumpi lähestymistapa, jossa lähdetään yksityiskohtaisesta tehtävien analysoinnista ja tunnistetaan ihmisten tekemät kriittiset virheet. Puolikvantitatiivisesti suljettaan matalan riskin tapaukset pois ja korkean riskin tapaukset yhdistetään riskimalliin, jonka avulla ihmisen virheiden vaikutus koko järjestelmän turvallisuuteen saadaan määrättyä.

13 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS13 Käyttäjäliitännät HCI Standardi EN ISO 13407: tulevat käyttäjät mukaan suunnitteluun ja tarkka erittely käyttäjistä ja tehtävistä sopiva toimintojen kohdentamisen laitteiden ja käyttäjien kesken sovellusten kehittämisen iteratiivinen prosessi monitieteinen yhteistyö.

14 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS14

15 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS15 Työvälineiden, työympäristön ja työtehtävien suunnittelu HFE toimintojen analysointi toimintojen kohdentaminen (automaatio) tehtävien analysointi (mm. ajoitus, kuormitus) inhimillisten tekijöiden oikeat soveltamiskäytännöt käyttökokemukset, toiminta- ja ympäristömallit työn suunnittelun ja työn opastuksen kehittäminen toimintatapojen kehittäminen ja apuvälineet koekäytöt, mallien ja prototyyppien arviointi

16 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS16 Ihmisen toimintojen yhdistämiseen suunnitteluprosesseihin HFI Edellisten yhdistäminen projektin elinkaareen perustan muodostaminen (mm. standardit ja muut vaatimukset käyttöön) inhimillisten tekijöiden tunnistaminen (mm. projektin johto ja konsultoijat) tunnistetaan vaadittavat inhimillisten tekijöiden ”tuotteet” projekteissa (ml. inhimillisten tekijöiden yhdistämisen suunnitelma) laaja-alaiset inhimillisten tekijöiden analyysit järjestelmän elinkaaren eri vaiheissa.

17 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS17 Järjestelmien arkkitehtuurit Arkkitehtuurimallien mukainen tarkastelu perustuu järjestelmiin, joissa ihminen on osana turvallisuuteen liittyvää järjestelmää: ihminen käyttää ohjausjärjestelmän tuottamia tietoja turvatoimintojen toteuttamiseen ihminen käynnistää turvatoimintoja ohjausjärjestelmän avulla Arkkitehtuurimallit kuvaavat pääasiallisesti tosiaikaisia ohjaustoimintoja, mutta myös lisäksi käyttäjää avustavia järjestelmiä tietolähteenä tai yhteydenpitokanavana.

18 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS18 Inhimilliset virheet otetaan mukaan vaara- ja riskianalyyseihin ”ulkoisina vaatimuksina” Ohjaustoiminnot otetaan mukaan perusjärjestelmän riskin arviointiin Käyttöliittymästä aiheutuvia virheitä tarkastellaan erikseen ja pyritään estämään operaattorin virheellisiä ohjaustoimintoja Järjestelmää pyritään varmistamaan käyttö- ja kunnossapitotoimintojen virheiden varalta ja viemään rajoitukset ym. käytäntöön

19 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS19 Ihminen on olennainen osa koko järjestelmää eikä ihmisen toiminnan osuutta järjestelmässä pyritä minimoimaan ”helppo- käyttöisyys” vaaditaan kaikille SIL- tasoille 61508 ei anna tähän lainkaan tarkennusta

20 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS20 Ihminen-kone järjestelmien arkkitehtuurit Inhimilliset tekijät luokitellaan niiden mahdollistamien seurausten mukaisesti (esim. lievä, merkittävä, vakava, suuri, katastrofi) Vaatimukset inhimillisille tekijöille pyritään asettamaan riskin arviointiin perustuvan turvallisuuden eheyden vaatimusten mukaisesti (suositeltu, erittäin suositeltu, vaadittu) Perusjärjestelmät ilman turvajärjestelmää ovat tarkastelun ulkopuolella (SIL < 1) Esitetään viisi erilaista arkkitehtuuria

21 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS21 Ohjausjärjestelmä turvajärjestelmänä tyypillinen IEC 61508 tarkoittama järjestelmä esimerkkinä hätäalasajo operaattorilla ei suoraa vaikutusta järjestelmään järjestelmä antaa operaattorille varoitukset ja hälytykset valtuutetut turvatoimintojen ohitukset käsiajotoiminnot (esim. käynnistys)

22 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS22 Ohjausjärjestelmä valvonta- järjestelmänä järjestelmä voi toteuttaa turvatoimintoja operaattori valvoo toimintoja ja tarvittaessa antaa toimintakäskyjä tyypillisiä esimerkkejä: SCADA, hajautettu tehdasjärjestelmä, rautatiet liitäntänä tavallisesti useita näyttöpäätteitä

23 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS23 Etäohjaus operaattori ohjaa järjestelmää ja on osana turvajärjestelmää esimerkkeinä manipulaattori, laivan peräsimen ohjaus, lentokoneen käsiohjaus hallintalaitteiden suunnittelu ja ohjauksen vasteiden sopivuus tärkeitä

24 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS24 Ohjausjärjestelmä näyttö- ja tiedonsiirto- välineenä toiminnat operaattorin varassa esimerkkinä valvontakamerat, junien kulun ohjauksessa lisäjärjestelmänä

25 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS25 Analyysi- tai muut avustavat järjestelmät ei- tosiaikaiset järjestelmät esimerkkinä laivan tai öljynporaus- lautan tasapainon tai kuormituksen laskenta, asuiantija- järjestelmät

26 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS26 Inhimillisten tekijöiden vaatimusten määrittäminen vaadittujen SIL-tasojen mukaisesti

27 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS27 Raportin taulukot Taulukko 1: IEC 61508 osat 1…7 Taulukko 2: IEC 61508:ssa esitetyt vaatimukset inhimillisten tekijöiden ottamisesta huomioon Taulukko 3: Käyttäjälähtöinen suunnitteluprosessi (ISO 13407) Taulukko 4: Yhteenveto vaatimuksista inhimillisten tekijöiden ydistämisestä Taulukko 5: Esimerkkejä vaatimuksista ihmisen luotettavuuden analyysistä Taulukot 6…9: Esimerkkejä inhimillisten tekijöiden vaatimuksista SIL-tasoille 1…4

28 UUDENMAAN TYÖSUOJELUPIIRI MS28 Raportin liitteet Liite A: Viittaukset standardin IEC 61508 inhimillisiin tekijöihin Liite B: Inhimillisten tekijöiden kohdentaminen turvallisuuden elinkaareen Liite C: Inhimillisten tekijöiden toiminnalliset kuvaukset Liite D: Esimerkkejä inhimillisiä tekijöitä koskevista standardeist