AUTOMOTIVE INFOKOM VERKEHR, UMWELT

& ENERGIETECHNIK

LUFTFAHRT RAUMFAHRT VERTEIDIGUNG &

SICHERHEIT

Human Factors und Functional Safety

Über die Notwendigkeit einer gemeinsamen Betrachtung

Prof. Dr. Harald Schaub

VDE/DKE-Tagung 20 Jahre IEC61508 • Erfurt • März 2017

© IABG 2017

Menschliches Versagen als Hauptabsturzursache in der Luftfahrt

Die meisten tödlichen Unfälle, etwa 70 Prozent, sind auf menschliches Versagen

zurückzuführen. Meist ist die Ermüdung der Piloten die Ursache für einen Absturz. Einige Vorfälle

in letzter Zeit deuten der Studie zufolge außerdem darauf hin, dass sich die Piloten zu sehr auf

die Automatisierung im Cockpit verlassen.

"Ein kontinuierliches Training der Piloten mit und ohne Automatisierungstechnik ist wichtig", sagt

Josef Schweighart von der AGCS. "Das Handwerk der Flugzeugführung sicher zu beherrschen, ist

nach wie vor unerlässlich."

Durch die gewachsene Sicherheit in der Luftfahrt hätten zudem viele der in der Branche

Beschäftigten noch keinen großen Unfall erlebt. Dieser Mangel an Erfahrung ist eines der größten

Probleme bei der Vorbereitung auf Notfälle.

Studie von 2014 von Allianz Global Corporate & Specialty SE (AGCS), einer der weltweit größten Luftfahrtversicherer

Human Factors 2

© IABG 2017

Menschliches Versagen als Hauptabsturzursache in der Luftfahrt

Die meisten tödlichen Unfälle, etwa 70 Prozent, sind auf menschliches Versagen

zurückzuführen. Meist ist die Ermüdung der Piloten die Ursache für einen Absturz. Einige Vorfälle

in letzter Zeit deuten der Studie zufolge außerdem darauf hin, dass sich die Piloten zu sehr auf

die Automatisierung im Cockpit verlassen.

"Ein kontinuierliches Training der Piloten mit und ohne Automatisierungstechnik ist wichtig", sagt

Josef Schweighart von der AGCS. "Das Handwerk der Flugzeugführung sicher zu beherrschen, ist

nach wie vor unerlässlich."

Durch die gewachsene Sicherheit in der Luftfahrt hätten zudem viele der in der Branche

Beschäftigten noch keinen großen Unfall erlebt. Dieser Mangel an Erfahrung ist eines der größten

Probleme bei der Vorbereitung auf Notfälle.

Studie von 2014 von Allianz Global Corporate & Specialty SE (AGCS), einer der weltweit größten Luftfahrtversicherer

Human Factors 3

© IABG 2017

Menschliches Versagen als Hauptabsturzursache in der Luftfahrt

…dass sich die Piloten zu sehr auf die Automatisierung im Cockpit verlassen.

Human Factors 4

© IABG 2017

Menschliches Versagen als Hauptunfallursache

■ 60 - 80 % menschliches Versagen als Fehlerursache in sozi-technischen Systemen

■ Aber auch: 60 - 80 % menschliches Handeln als Retter in Beinahneunfällen

Human Factors 5

© IABG 2017

Aus Sicht der KAN (Kommission Arbeitsschutz und Normung):

Vorhersehbare Fehlanwendung

Der Hersteller einer Maschine ist verpflichtet, eine Risikobeurteilung für sein Produkt

durchzuführen. Dabei geht der Hersteller zunächst von der "bestimmungsgemäßen Verwendung"

aus. Dies ist der nach den Angaben des Herstellers vorgesehene Verwendungszweck.

Die einschlägigen Rechtstexte (z.B. die Maschinenrichtlinie) verlangen aber auch, dass solche

Risiken berücksichtigt werden, die sich aus so genannten "vorhersehbaren ungewöhnlichen

Situationen" ergeben, z.B. Störungen.

Ferner ist die "zu erwartende Benutzung der Maschine" in Betracht zu ziehen. In der

Maschinensicherheitsgrundnorm EN ISO 12100 wird dies als "vorhersehbare Fehlanwendung"

bezeichnet (früher: vorhersehbarer Missbrauch).

Aus Sicht der KAN ist es daher wichtig, dass in Normen neben der bestimmungsgemäßen

Verwendung auch die vernünftigerweise vorhersehbaren Fehlanwendungen berücksichtigt werden.

Human Factors 6

© IABG 2017

Was macht man mit einem Rasenmäher?

Human Factors 7

■ Rasenmähen

■ Gartenabfälle häckseln

■ Hecken schneiden

© IABG 2017

Der Mensch spielt in der IEC61508 keine Rolle

■ Obwohl eine Person ein Teil eines sicherheitsbezogenen Systems sein kann, werden

Anforderungen zu menschlichen Faktoren in Bezug auf den Entwurf der

sicherheitsbezogenen E/E/PE-Systeme in dieser Norm nicht im Detail betrachtet.

Human Factors 8

© IABG 2017

Der Mensch spielt in der IEC61508 doch eine Rolle

Human Factors „durch die Hintertür“

■ Die Dokumentation muss von denjenigen Personen, die sie verwenden müssen, einfach zu verstehen zu

sein.

■ Das erste Ziel der Anforderungen dieses Unterabschnitts ist es, die Gefährdungen und gefährlichen Vorfälle

der EUC und des EUC-Leit- oder Steuerungssystems (in allen Betriebsarten) für alle vernünftigerweise

vorhersehbaren Umstände, einschließlich Fehlerbedingungen und Fehlanwendung, zu bestimmen.

■ Diejenigen Personen, die die Beurteilung der funktionalen Sicherheit ausführen, müssen für die

auszuführenden Tätigkeiten kompetent sein.

■ Eine Person kann Teil eines sicherheitsbezogenen Systems sein. Zum Beispiel könnte eine Person eine

Information von einem programmierbaren elektronischen Gerät erhalten und aufgrund dieser eine

Sicherheitshandlung oder eine Sicherheitshandlung über ein programmierbares elektronisches Gerät

ausführen.

■ Vernünftigerweise vorhersehbare Fehlanwendung (en: reasonably foreseeable misuse) Verwendung eines

Produktes, Verfahrens oder einer Dienstleistung unter Bedingungen oder für Zwecke, die von einem Lieferer

nicht vorgesehen sind, sondern die, verursacht durch das Produkt, das Verfahren oder die Dienstleistung, in

Verbindung mit oder als ein Ergebnis von üblichen menschlichen Verhaltensweisen geschehen können.

■ Ausfälle können entweder durch physikalische Fehler im Gerät (die z. B. zufällige Hardwareausfälle

verursachen), durch systematische Fehler (z. B. kann menschliches Versagen bei der Spezifikation oder

beim Entwurf systematische Ausfälle bei einer besonderen Kombination von Eingaben verursachen) oder

durch Umgebungsbedingungen entstehen.

Human Factors 9

© IABG 201710

H2 A

CE

H1

Hardware

• Ergonomie

• Arbeitsplatz

• Arbeitsmittel

• Bediengeräte

• Bediensicherheit

• Displays

Environment

• Regularien

• Gesetze

• Sozio-technische

Systeme

• Organisation

• Klima

Application

• HMI

• Usability

• Signale

• Alarme

• Automation

• Visualisierung von

Informationen

• Feedback vom System

Cooperation

• Kommunikation

• Kolaboration

• CRM

• Operationelle

Prozeduren

• Rollen und

Verantwortlichkeiten

• Team-Dynamik

Human

• Aufmerksamkeit

• Wahrnehmung

• Stress, Ermüdung

• Workload

• Entscheiden

• Situation

Awareness

• Mode Awareness

• Fähigkeiten

• Wissen

• Training

Human Factors Modell H2ACEA

CE

H

H

© IABG 2017

Human Factors & Human System Integration

Human Factors 11

SYSTEM SAFETY

Fehleranalysen

Gefährdungsanalysen (nach DIN ISO

100 75)

Technologiebewertung

SOZIO-TECHNISCHE SYSTEMANALYSE

Arbeits- und Anforderungsanalysen

Prozessanalysen

HMI / Usability Beratung (z.B. nach ISO 9241)

Anforderungskonzepte

Human Factors &

Human System

Integration

TRAINING

Human Factors Grundlagen

Training für Teams in sicherheitskritischen

Arbeitsfeldern

Methodenausbildung (Operations Research)

Trainingskonzepte und -evaluation

SYSTEMGESTALTUNG

Ergonomie Beratung ,

SOP, Verfahren und Interaktionsdesign

HMI /Human System Interface Design

PERSONALAUSWAHL

(Potential- und Auswahl-)Assessment

STRESS UND

BELASTUNGSUNTERSUCHUNGEN

Kognitive Arbeitsanalyse

Felduntersuchungen

Experimentelle Überprüfung

© IABG 2017

Aufgabe des IEC Projekt 62879 TC65/SC65A WG17 die Beziehungen der Human

Factors zur Functional Safety normgerecht zu bearbeiten

Human Factors 12

■ Anknüpfungspunkte zur Functional Safety

■Human Error / vernünftigerweise vorhersehbare Fehlanwendung

■Hazard Logs / Human Factors Issues Log

■Controllability (SIL/ASIL: Wenn die Fehlfunktion in der angenommenen Situation

auftritt, wie gut kann sie dann beherrscht werden?)

■Root Cause Analysis (am Ende steht immer HF oder Management)

■Safety Culture

■Safety Training

© IABG 2017

Human Factors & Safety auf einen Blick am Beispiel des Def Std 00-250 UK

Human Factors 13

Concept

Employment

ALARP – As Low As Reasonably Practicable

© IABG 2017

Aufgabe des IEC Projekt 62879 TC65/SC65A WG17 die Beziehungen der Human

Factors zur Functional Safety normgerecht zu bearbeiten

Human Factors 14

■ References to Human Factors found in 61508 Part 1: 1.2, a, note 2 / 7.1.2.2, table 1, entry 6 and 7 / 7.3.2.1 / 7.3.2.5 / 7.4.2.3, clause and note 2 / 7.4.2.10, last line / A.1, 5th

and 6th paragraph;

Part 2: 7.4.5.2, note (i) / 7.4.7.3 / 7.4.10.1, note / 7.4.10.2, note / 7.6.2.3, note 1 / 7.8.2.1, b / A.1, 3rd paragraph, second dash;

Part 3: 1.1, b / 7.2.2.13, note 2 / 7.4.4.2, note 3 / 7.4.4.9, note / G.2, e;

Part 4: 3.1.9, note 3 / 3.1.14 / 3.6.6, note 3 / 3.8.14, note;

Part 5: A.5.1, [2nd paragraph, 2nd dash] & [3rd paragraph, 1st and 3rd dash] / A.5.2, [2nd paragraph, 2nd dash] & [3rd paragraph, 3rd

dash] / D.2, 3rd paragraph;

Part 6: A.1, 1st paragraph / B.5.2.1, 2nd paragraph after figure B.26 / D.1.4, 2nd paragraph, 1st dash & [1st dash-2nd sub-dash] /

Table D.1, 5th general entry / Table D.3, note 1 / Table D.6, 5th entry / E.3,4th paragraph, 2nd dash;

Part 7: B.3.5, “description” item, 2nd paragraph / B.4.2, “description” item & 1st dash / B.4.9, “description” item / C.2.4.1,

“description” item / C.2.14, “description” item / C.3.12.2, 1st paragraph / C.6.2, “description” item.

■ Zunächst als Technical Report mit informativer Natur und Vorschläge zur Einarbeitung (im

Sinne von Vereinfachung und Klärung bei der nächsten Maintance) in die IEC61508.

■ Ziele:

■ Neben der bestimmungsgemäßen Verwendung auch die vernünftigerweise vorhersehbaren

Fehlanwendungen berücksichtigen

■ Behandlung des Themas konsistent, nachvollziehbar, nutzbar und effizient

© IABG 201715

Ihr Ansprechpartner

Prof. Dr. Harald Schaub

Head of IABG Safety Academy

Phone: +49 89 6088-3178

E-Mail: schaub@iabg.de

IABG mbH

Einsteinstrasse 20

85521 Ottobrunn

Phone +49 89 6088-0

E-Mail info@iabg.de

Web www.iabg.de

http://academy.iabg.de

Human Factors