شکل(2-7) سرمایه گذاری در قابلیت اطمینان محصول. 48

شکل(2-8)  بیان گرافیکی بارمحدودیت زمانی.. 51

شکل(2-9) انواع خطاهای فردی وعلل بوجودآورنده­ی آن. 54

شکل(2-10) انواع خطاهای تیمی.. 56

شکل(2-11) انواع خطاهای محیطی.. 57

شکل(3-1) مدل کلی خطاهای انسانی توسعه داده شده در این تحقیق.. 66

شکل(3-2) منحنی یادگیری.. 67

شکل(3-3) سلسله مراتب ماشین آلات… 73

شکل(3-4) نمودار بلوک کارکردی دستگاه کاروسل CNC 4.5 متری کد 1B540. 74

شکل(3-5) تصویر دستگاه کاروسل CNC  4.5 متری کد 1B540. 77

شکل(3-6) روش کلی انجام پژوهش…. 86

شکل(4-1) نمودار قابلیت اطمینان خطاهای فردی، تیمی ومحیطی.. 93

شکل(4-2) نمودار قابلیت اطمینان خطاهای انسانی.. 93

شکل(4-3) قسمتی از محاسبات انجام شده با بهره گرفتن از نرم افزار اکسل.. 95

شکل(4-4) نمودار تغییرات ضریب نمایی قابلیت اطمینان انسان نسبت به مدت زمان. 95

شکل(4-5) نمودار تغییرات قابلیت اطمینان انسان نسبت به مدت زمان. 96

شکل(4-6) نمودار تغییرات عدم قابلیت اطمینان انسان نسبت به مدت زمان. 96

عنوان                                                                                                                             صفحه

شکل(4-7) نمودار تغییرات هزینه قابلیت اطمینان انسان نسبت به مدت زمان. 97

شکل(4-8) نمودار تغییرات سرمایه گذاری انسان نسبت به تغییر زمان بهره برداری از پروژه 99

شکل(4-9) نمودار تغییرات سرمایه گذاری نسبت به تغییر نرخ قابلیت اطمینان. 100

شکل(4-10) نمودار تغییرات سرمایه گذاری نسبت به تغییر در قابلیت اطمینان. 101

شکل(4-11) نمودار تغییرات سرمایه گذاری نسبت به تغییر در حداقل نرخ جذب کننده 102

این مطلب را هم اگر خواستید بخوانید :

فهرست جدول ها

عنوان                                                                                                                             صفحه

جدول(2-1) طبقه بندی سطوح تحلیل خطا 42

جدول(2-2) جمع بندی مقالات خارجی استفاده شده در پیشینه تحقیق.. 58

جدول(2-3) جمع بندی مقالات داخلی استفاده شده در پیشینه تحقیق.. 61

جدول(3-1) روش جمع آوری داده ها و اطلاعات… 70

جدول(3-2) جدول تعیین ماشین آلات بحرانی.. 72

جدول(3-3) قسمت های تشکیل دهنده دستگاه کاروسل CNC 4.5 متری کد 1B540.. 76

جدول(3-4) مشخصات مهم  دستگاه کاروسل CNC 4.5 متری کد 1B540.. 78

جدول(3-5) ) کاربرگ اطلاعات RCM جهت سیستم خنک کاری دستگاه 79

جدول(3-6) کاربرگ اطلاعات RCM جهت سیستم پنوماتیک دستگاه 80

جدول(3-7) کاربرگ اطلاعات RCM جهت سیستم مکانیک دستگاه 83

جدول(4-1) مقادیر قابلیت اطمینان علل بوجود اورنده خطاهای ادراک وفشار. 90

جدول(4-2) مقادیر قابلیت اطمینان محاسبه شده ادراک وفشار ودیگر علل خطای اپراتور. 90

جدول(4-3) مقادیر قابلیت اطمینان علل بوجود آورنده زیرمجموعه های خطای فردی.. 91

جدول(4-4) مقادیر محاسبه شده قابلیت اطمینان خطاهای بوجوداورنده خطای فردی.. 91

جدول(4-5) مقادیر قابلیت اطمینان علل بوجود اورنده خطاهای پیوستگی وکیفیت… 91

جدول(4-6) مقادیر قابلیت اطمینان علل بوجودآورنده خطاهای تیمی.. 92

جدول(4-7) مقادیر قابلیت اطمینان علل بوجودآورنده خطاهای محیطی.. 92

جدول(4-8) مقادیر محاسبه شده خطاهای فردی،تیمی و محیطی.. 92

جدول(4-9) مقدار کلی محاسبه شده قابلیت اطمینان. 92

جدول(4-10) مقادیر اولیه استفاده شده در محاسبات اکسل.. 94

جدول(4-11) تاثیر افزایش یا کاهش فاکتورهای اولیه موجود درمدل اکسل بر شاخصهای نهایی.. 98

جدول(4-12) تحلیل حساسیت سرمایه گذاری با تغییرات زمان بهره برداری از پروژه 99

جدول(4-13) تحلیل حساسیت سرمایه گذاری با تغییرات نرخ روند قابلیت اطمینان. 99

 عنوان                                                                                                                           صفحه

جدول(4-14) تحلیل حساسیت سرمایه گذاری با تغییرات مقدار قابلیت اطمینان. 100

جدول(4-15) تحلیل حساسیت سرمایه گذاری با تغییرات حداقل نرخ جذب کننده 101

فهرست پیوست

عنوان                                                                                                                             صفحه

پیوست 1- انواع روش های ارزیابی خطای انسانی.. 115

چکیده:

نیروی انسانی جزء مهم ولاینفک هر سازمان و یکی از علل پیشرفت سازمان محسوب می شود. در رابطه با قابلیت اطمینان انسانی می توان به صورت دقیق­تر خطاهای انسانی را در نظر گرفت. با افزایش کاربرد تکنیک اتوماسیون در صنایع، حذف کامل تاثیر عوامل انسانی در عملیات نگهداری و تعمیر سیستم ها غیر ممکن است و این امکان وجود دارد که سهم خطاهای انسانی در کاهش قابلیت اطمینان سیستم در مراحل مختلفی از چرخه تولید به وجود آید. در بسیاری از محیطهای شغلی با وجود فن­آوری های پیچیده، خطاهای انسانی به دلیل منتهی شدن به حوادث ناگوار از اهمیت بالایی برخوردار است. به همین دلیل جهت پیشگیری و محدود ساختن پیامدهای ناشی از خطاهای انسانی، شناسایی آن ها لازم است و دسته بندی خطاها وتحلیل علتها می تواند منجر به شناخت ساز و کار بروز خطا شده و به کاهش تعداد بروز خطا منتهی گردد. از دیدگاه دیگر در چرخه بررسی اقتصادی یک پروژه باید نوع رابطه ی انسان – ماشین  نیز در نظر گرفته شود و از آنجا که خطاهای انسانی در تولید یا نگهداری وتعمیرات مشمول هزینه هایی می باشد، می توان بحث های مالی را مطرح نمود. از طرفی انسان جزیی از ارکان دارائی های نامشهود بوده واین دارایی ها سرمایه ی فکری ونیروی انسانی است، پس هدف مطلوب، رسیدن به میزان سرمایه گذاری بهینه می باشد.

در این پژوهش ابتدا خطاهای انسانی به صورت مدلی توسعه داده شده که درآن عوامل محیطی، فاکتورهای فردی  و تیمی دخیل هستند. سپس خطاهای عمده انسانی در قالب FTA بیان شده و مقدار آن تحت عنوان قابلیت اطمینان و به صورت فازی تخمین زده می شود. مقدار عدم قابلیت انسانی در گذشت زمان با توجه به مفهوم منحنی یادگیری به صورت نمایی کاهش یافته است. این عمل از طریق ضرب فاکتور نمایی  در قابلیت اطمینان سال اول انجام می شود. در مدل ارائه شده فرض گردیده مقدار نرخ افزایش سالانه قابلیت اطمینان انسان(λ یا همان α) به میزان سرمایه گذاری اولیه برای تجهیز ارتباط دارد. به عبارت دیگر هرچه تکنولوژی دستگاه جدیدتر و در نتیجه هزینه آن بیشتر باشد، خطاهای انسانی اولیه در آن بیشتر می باشد. درمرحله نهایی مدل براساس محاسبه ارزش خالص اولیه پروژه، مقدار بهینه  سرمایه گذاری برای انتخاب وخرید تجهیز بدست می آید. این مقدار دقیقا با میزان خطا و قابلیت اطمینان انسانی در سال اول و سالهای بعدی بهره برداری از دستگاه در تعامل و ارتباط است. در ادامه، مدل ارائه شده بر روی یک کارگاه ماشین کاری با تجهیزات پیشرفته، اعتبار سنجی شده است. به این صورت که ابتدا با تکیه بر اصول نت مبتنی بر قابلیت اطمینان(RCM)، دستگاه مهم و بحرانی که یک دستگاه کاروسل CNC 4.5 متری می باشد، انتخاب شده است. سپس، کاربرگ اطلاعات RCM  برای بخشهای مختلف این تجهیز تهیه و شکستهای کارکردی آن مشخص می شود. در مرحله بعد این شکستها در قالب FTA ریشه­یابی شده و قابلیت اطمینان انسان آن بررسی شده است. در پایان، این قابلیت اطمینان در تعامل با سرمایه گذاری در بستر زمان بهره برداری از تجهیز، میزان بهینه سرمایه گذاری برای انتخاب و خرید یک نوع دستگاه مشابه جدید را به ما می دهد.

واژگان کلیدی :

قابلیت اطمینان انسان[1] ، خطای انسانی[2] ،آنالیز درخت خطا[3]، ارزش خالص فعلی[4]، سرمایه گذاری[5]

مقدمه:

امروزه در بسیاری از صنایع از قبیل صنایع هسته ای، شیمیایی، نظامی و پزشکی، سیستم های حساس با تکنولوژی های پیشرفته به کار گرفته می شود. از آن جایی که این سیستم ها همواره در تعامل متقابل با انسان ها هستند، پتانسیل وقوع خطرات ناشی از خطاهای انسانی در این فرایندها بالا می باشد. خطای انسانی شامل انحراف عملکرد انسان از قوانین و وظایف مشخص شده می باشد که از حد قابل قبول سیستم فراتر رود و بر کارایی سیستم اثر نامطلوب داشته باشد. حوادثی مانند بوپال هند نشان داد که به رغم پیشرفتها و استفاده از اتوماسیون در صنایع و کاهش نقش انسان در محیط کار، همچنان خطای انسانی می تواند سبب بروز حوادثی ناگوار جانی و مالی شود. این بدین علت است که از طرفی وظایف انسان در محیط کار با افزایش بار روانی – فکری و پیچیدگی های کار همراه است که احتمال وقوع خطا را بیشتر می کند، از طرف دیگر با افزایش بار مسؤولیت، پیامدهای حاصل ازخطای انسانی نیز گرانبارتر می شود(هلناگل[6]،1998 ولیو و همکاران[7]،2004 ).

انسان نقش اساسی در افزایش یا کاهش ایمنی  و قابلیت اطمینان سیستم ایفا می کند. درطی همه ی مراحل عملکرد، نگهداری، تست و پاسخ به رویدادهای مختلف، انسان با ماشین تعاملات زیادی دارد. تعاملات بین انسان وماشین می تواند با انجام اقدامات کنترلی و بهینه سازی، منجربه کاهش اثر رویدادهای ناگوار شود. یا برعکس این تعاملات می تواند به علت خطای فرد منجر به رخداد رویدادهای خطرناک شود. امروزه حتی روش هایی وجود دارند که به صورت کمی وکیفی میزان احتمال وقوع وتاثیر خطاهای انسانی در قابلیت اطمینان وایمنی سیستم را تحلیل می کنند که به آن ها قابلیت اطمینان افراد گفته می شود(فاضل، 1388).

تحقیقات در زمینه خطاهای بشری بر مبنای دو رهیافت مطالعات بنیادین و چارچوب کاربردی انجام یافته است. در رهیافت مطالعات بنیادین، شناخت قوانین حاکم برخطا از طریق مدلهای پدیده شناسی و یا مدلهای مبتنی بر آزمون و خطا انجام می گیرد. گستره این مطالعات شامل بررسی تجربی بروز خطاها، مدلهای ریاضی ساده شده و حتی مدلهای فرایند تصادفی است. دررابطه با بحث مالی، معیار و شاخصی که برای سنجش و بهینه سازی سودآوری از آن استفاده شده است ، فاکتور ارزش خالص فعلی(NPV) می باشد و هدف مطلوب این پژوهش نیز رسیدن به سرمایه گذاری بهینه می باشد.

پژوهش حاضر در قالب پنج فصل تدوین شده است. فصل اول کلیات پژوهش، فصل دوم پیشینه و ادبیات پژوهش و فصل سوم روش پژوهش است که در این قسمت مدل پیشنهادی مطرح شده است و نیز در فصل چهارم  و پنجم به ترتیب نتایج یافته های پژوهش و نتیجه گیری و ارائه ی پیشنهادات آمده است.

فصل اول

کلیات پژوهش

1-1- مقدمه

در این فصل ابتدا مسئله اصلی پژوهش به طور دقیق بیان شده است وسپس به بیان اهمیت و ضرورت پژوهش و اهداف آن پرداخته شده است. در ادامه، هدف اصلی پژوهش و در راستای آن اهداف فرعی تشریح شده و همچنین سؤالات پژوهش نیز ذکر شده است و در انتها نیز تعاریف عملیاتی واژه های پژوهش بیان شده ­اند.

1-2- بیان مساله

صنعتی شدن جوامع و گسترش ارتباطات به طور وسیع و بزرگترشدن سازمانهای اجتماعی که همراه با موفقیتهای فراوان تکنولوژیکی و اجتماعی بوده است، نه تنها میزان بروز خطرات غیرمنتظره را کاهش نداده، بلکه در بسیاری موارد باعث افزایش  خطر بوده است. از این رو سازمانها موظفند همراه با افزایش پیچیدگی و توان تولیدی خود، توان رویارویی و مواجهه با بحرانهای مختلف را در خود افزایش دهند، امری که تنها با برنامه ریزی های به موقع و هوشمندانه ممکن  می شود. شناخت چرایی و چگونگی این حوادث، به منظور پیشگیری از وقوع مجدد آنها، جایگاه حیاتی در بالا بردن قابلیت اطمینان سازمان دارد.

پیش بینی قابلیت اطمینان سیستم از اهمیت زیادی برخوردار است. در اغلب موارد خطاهای انسانی عامل ایجاد مشکلات و نقص در سیستم ها شناخته می شود. اما اغلب پس از بررسی ریشه بوجود آمدن این خرابی­ها علت، عدم تناسب بین واسط سیستم وپردازش اطلاعات انسانی معرفی شده است. بنابراین شناخت حالات خطای انسانی، ریشه یابی آنها و نیز عوامل عملکردی موثر بر روی احتمال و شدت خطا، منجر به طراحی سیستم قابل با اطمینان بیشتری می شود. بروز خطاهای انسانی که موجب ایجاد خطرات تهدید کننده­ سیستم می گردد، همواره مورد توجه صاحبنظران بوده است (خشنودقویم و نصرت اللهی، 1388). از دیدگاه دیگر در بررسی اقتصادی یک پروژه باید به رابطه­ انسان و هزینه­ های مرتبط با خطاهای انسانی توجه کرد، زیرا خطاهای انسانی در تولید یا نگهداری و تعمیرات  مشمول هزینه هایی می باشد. در نتیجه در هر پروژه هدف مطلوب، کاهش هزینه ها از جمله هزینه قابلیت اطمینان انسان و رسیدن به میزان سرمایه گذاری بهینه می باشد.

در این تحقیق ابتدا خطاهای انسانی  به صورت معیار و زیر معیارهایی در نظر گرفته شده و خطاهای انسانی ریشه یابی و به سه دسته­ی فردی، تیمی ومحیطی تقسیم بندی شدند و مدلی کلی ازخطاهای انسانی ارائه گردیده است. این مدل می تواند با بهره گرفتن از داده های کمّی برای محاسبه­ی قابلبت اطمینان استفاده شود. در این مدل عوامل محیطی، فاکتورهای فردی  وتیمی دخیل هستند؛ برای رسیدن به مقدارعددی قابلیت اطمینان می توان از روش آنالیز درخت خطا (FTA ) و داده ­های فازی استفاده کرد که این روش  یک ابزار تشخیصی بسیار قوی برای تحلیل سیستمهای پیچیده است و به عنوان یک روش کمک کننده در اصلاح طراحی مورد استفاده قرار می گیرد.

درروش آنالیز درخت خطا، تحلیل گر رخداد اصلی را شناسایی کرده (یک خرابی یا اتفاق) و سپس ترتیبی از خرابی ها که منجر به این خرابی شده است را می سازد. تحلیل گر منطق بالا به پایین را در ساخت مدلش به کار می برد و سیستم را یک منظر بالا به پایین نگاه می کند. در انتهای هر مسیر خرابی رخداد اصلی وجود دارد و تحلیلگر به هر یک از خرابی ها یک نرخ خرابی اختصاص می دهدو اگر اطلاعات کمّی در دسترس نباشند ممکن است ارزش را براساس تجربیات خودش یا تجربیات دیگر کارشناسان استفاده کند.

پس ازمحاسبه قابلیت اطمینان انسان، می توان با بهره گرفتن از ضریبی نزولی وضرب آن در عدم قابلیت اطمینان انسان، به هزینه قابلیت اطمینان انسان رسید . با کسر درآمد از این هزینه و سایر هزینه های موجود، خالص درآمد محاسبه شده وسرانجام به ارزش خالص فعلی می رسیم. دراقتصاد مهندسی با بهره گرفتن ازسرمایه اولیه و درآمد دوره های متوالی می توان ارزش اقتصادی ) NPV ( را محاسبه کرد و درصورت مثبت بودن این مقدار به سود و در نتیجه با تحلیل ارزش خالص فعلی به سرمایه گذاری بهینه رسید.

همانطور که ذکر شد، این پژوهش دو هدف اصلی را دربردارد که هدف اول آن کمینه کردن نرخ خرابی وخطای انسانی یا به عبارتی بیشینه کردن قابلیت اطمینان انسان است. یکی از عوامل کلیدی که می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر هزینه‌های عملیاتی سیستم بگذارد، بحث قابلیت اطمینان می‌باشد. به خاطر افزایش پیچیدگی سیستم های مهندسی، خرابی سیستم­ها که ناشی از عواملی همچون انسان و ماشین می­باشد خسارت­های زیادی برای سیستم­ها دربرداشته است. هدف دومی که این پژوهش به آن می ­پردازد راجع به بحث مهم سودآوری است، همانطور که می­دانیم هزینه، یک فاکتور مهم در همه­ی سیستم­هاست. هزینه­ای که در این مدل به آن توجه شده  شامل، هزینه قابلیت اطمینان انسان می باشد که باتوجه به مدل کلی بدست می آید.

1-3- اهمیت و ضرورت پژوهش

یکی از عوامل کلیدی که می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر افزایش هزینه‌های عملیاتی پس از استقرار یک سیستم بگذارد، بحث قابلیت اطمینان می‌باشد. مطالعاتی که تاکنون در زمینه خطای انسانی با رو ش­های مختلف صورت گرفته اند، سیستم­هایی را مورد بررسی قرار دادند که اپراتور در ارتباط با سیگنال ها، نشانگرها و کلیدها قرار دارد و اکثر آن ها در صنایع شیمیایی، هسته ای، فرایندی، حمل و نقل ریلی و هوایی است. متأسفانه در ایران و مخصوصا در زمینه ارزیابی  ریسک و پارامترهای ایمنی در صنایع، ارزیابی خطای انسانی کم رنگ می باشد.. با این حال مطالعاتی در زمینه خطای انسانی در بعضی صنایع صورت گرفته است که می توان مطالعات شناسایی خطای انسانی در واحد آیزوماکس به روشPHEA[8] و ارزیابی قابلیت اطمینان در اتاق کنترل مرکزی پتروشیمی امام خمینی ماهشهر به روش HEART[9] اشاره کرد(قلعه نوعی و همکاران[10]،2009). در بررسی امکانات و قابلیت های یک سیستم، باید احتمال کارکرد موفقیت آمیز و بدون اشکال آن را ارزیابی نمود، روشن است که احتمال کارکرد سالم یک سیستم، علاوه بر وابستگی به طرح اولیه، به شرایط محیط بر سیستم نیز وابستگی دارد. سیستم معمولاً تحت تاثیر عوامل انسانی قراردارد و خطاهای انسان می تواند تاثیر زیادی بر عملکرد آن داشته باشد. پس  یافتن علت خطاها وریشه یابی آن بر قابلیت اطمینان تأثیرگذار است. باکاهش خطا، می­توان هزینه های موجود رانیز کاهش داد و به سودآوری مطلوب رسید.

سؤال اصلی این است که: چگونه می توان با در نظر کرفتن قابلیت اطمینان انسان، مدلی برای بهینه سازی  سرمایه گذاری تعیین کرد؟

[1]. Human Reliability