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Nakata1503 jss

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Human factors and functional safety (in Japanese)
ヒューマンファクターと機能安全

Published in: Engineering
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Nakata1503 jss

  1. 1. 中田 亨 (産業技術総合研究所 Toru Nakata aist.go.jp ) ヒューマンファクターと機能安全 1
  2. 2. 人間の信頼性に頼ってしまう  無人運転の方が安全?  エレベータ、ゆりかもめ:無人万歳  完全自動飛行機、完全自動手術ロボット:まだ怖い  「人がいた方が安全な印象」はどこから生まれるか  システムの故障率が大きい場合は、人間にいてほしい  設計想定外の事態でも、人間なら対応できる?  人なら、効率のために安全規則を少し緩めてくれるし、 うまくカバーして事故にはしない?  今時、手動の踏切での事故(2005年)  運転手に法的責任を持たすことができる?  つい、設計の不備を人にしわ寄せする?  「システムが故障しても人間が対処するから安全です」という逃 げ口上 2
  3. 3. 人間は一人四役 1. 監督者としての人間  目標を設定し、非常時には作業打ち切りの決断をする、 最高権限者。  例:「私は自転車に乗ってAに行くぞ!」と決める人 2. 制御系としての人間  誤差を打ち消す人力の制御器  例:舵切り制御する、目・脳・腕 3. 被制御系(システム本体)としての人間  例:力を出す足 4. 外乱源としての人間  間違える、ふらつく。  例:道の間違い。フラフラ運転 3
  4. 4. 人はこう使え 役割 望ましい姿 不適切な姿 監督者 熟慮できる環境 せわしない決断要求 安全優先の選択肢がある。 事前に損切りラインを設定。 ジレンマばかりで選べない。 事前想定なし。 十分な情報が与えられる 情報不足、知識不足 制御系 不器用でもOK 個人の技量に頼る 割り込み業務もこなせる 制御への専念が必要 安全規則は完全遵守 安全規則を人が緩める 被制御系 変動、休憩を許す 定常出力を要求する 人しかできない仕事 機械の方が勝る仕事 外乱源 人間をなるべく隔離 人間を排除できるのにしない 4 上記9項目を点付けし、SILと見合うかチェック
  5. 5. 人間のまちがえる確率は?  HEP: Human Error Probability  その逆は、HR: Human Reliability  まちがいのメカニズムは全く謎である。  羽生名人ですら一手頓死の大ポカ(2001年)  HEP見積もりの精度を求めるのは、むずかしいが、  代わりにこう考える 1. 確率的見積もりがいらない場合も多いぞ。 2. 見積もりが必要なら、故障樹分析等を使おう。 3. 一番大事なこと、それはコンセンサスだ。 5
  6. 6. 決定論的/確率論的  決定論的:「この状況なら、ああなる」とif-thenルール で決まること  「決定論的エラー」:再現性が高いエラー  「系統的エラー」ともいう。  「群馬県の県庁所在地は、タカサキでしょうか?タカザ キでしょうか?」  「23-7=17-3=14」:小学生に多いミス  「両国国技館 東京都墨田区横網1-3-28」  確率論的:再現性が低いこと  「確率論的エラー」:予測がつきにくいエラー  文字の書き間違い、ダーツの的外し、等 6
  7. 7. 決定論的エラー  3秒以内に“O”の文字を探しなさい 7 O T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T Q P S Q S A Q C O S D D D Q DV A P T D S C D D V B QB W R D S C R D D C A L D S E T P T I Q F Q D B Y R V X T Z T M H J G S O W T K T U N B D ほぼ100%成功する ほぼ100%で失敗成功確率は中庸で不明 成功するルールがはっきりしている。 • 「はじっこなら」「字形が大きく違うなら」「整列なら」 If-thenルールで、エラー率ゼロと見積もっていいのでは。
  8. 8. 決定論/確率論の領域境界 8 Humanreliability (人間の作業成功率) 0% 100 作業の複雑度 決定論的見積も りで考えるべき 定量的評価が 必要 そもそも設計が ダメすぎる 100-e % d ひざ点 Knee point ひざ点の設定方法は、実験による測定か、文献値か、設計者の直感。 どれにするかは、コンセンサスの問題
  9. 9. 確率論的評価  「このタスクは100%成功としよう」とは言えない作業に は必要となる。  各種技法がある。  Technique for Human Error Rate Prediction (THERP)など  同工異曲の技法が多すぎ?  人のエラー確率(HEP)は不明である。  実験でエラー確率を調べる。  文献値・典型値を使う。  THERPの本などに書いてある  精度や根拠は乏しいが、使用実績はある。  樹系図で考える 9
  10. 10. Fault Tree Analysis (FTA) 10 自動車走行中にドアが開く 運転手がド ア開きに気 付かない 運転手が発 進時にアクセ ルを踏む 運転手が高 速度である ことを忘れ る 運転手がドア を開ける 3 ∙ 10−3 3 ∙ 10−4 3.3 ∙ 10−3 1.00 1.003 ∙ 10−3 (= 1 365 ) 3 ∙ 10−4 (= 0.1 365 ) 特定の事故が起こる条件と確率を逆算
  11. 11. Event Tree Analysis (ETA) 11 害 Yes No 高速運転中 の自動車 運転手が高速度を 忘れない 無 運転手がドアを 開けようとする 無 ドアロック作動 無 中 安全装置により ガソリン供給停止 大 9.9 ∙ 10−1 見積り確率 0.9997Yes No 0.9997 0.9997 0.999999 3.0 ∙ 10−4 9.0 ∙ 10−8 9.0 ∙ 10−14 9.0 ∙ 10−8 3.0 ∙ 10−4 3.0 ∙ 10−4 3.0 ∙ 10−4 1.0 ∙ 10−6 1つのポカから起こりえる事故を広く予想
  12. 12. 評価の厳格度 項目 厳格 簡略 情報の根拠 使用実績、実験、信用 のおける文献値 直感、定性値 被験者数 多い 4人以下 被験者特徴 多様。老若男女。実際 のユーザ 均一。社内人員 実験シナリオ 実際的シナリオ。混合 要素的シナリオ。単純 実験環境 迫真。多様(夜間、悪 天候、極寒地)。 実験室内。シミュレー ション。 事故情報フィード バック 苦情情報回収体制あ り 苦情情報が来ない 評価技法 定量的。FTA, ETAなど 既存の構造的な手法 を踏襲。 定性的。評価の構造 が浅い。 12
  13. 13. コンセンサス、それが求められる  どのくらい厳格な手法を使えばいいのか?  厳格度の選択は、合意に依る  SILに応じて、合意の範囲を広げる  合意の範囲:設計者当人のみ、設計部署内、独立した 検査部署、特定の買い手、公的機関、一般消費者  IEC規格は策定作業中である。  参考になるのは、UK DEF STAN 00-250 - Human Factors for Designers of Systems  しかし、事故は起きている。  いつ裁判に巻き込まれてもおかしくはない。  どこに出しても恥ずかしくない、公正明大なコンセンサ ス作りが必要。 13

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