comparação entre diferentes métodos de análise de confiabilidade humana

“COMPARAÇÃO ENTRE DIFERENTES

MÉTODOS DE ANÁLISE DE

CONFIABILIDADE HUMANA:ESTUDO

DE CASO DA ANÁLISE DE

CONFIABILIDADE HUMANA DA

PARTIDA DO TURBOGERADOR.”

Eduardo Calixto

(UFRJ)

Darlene Paulo

(UFF)

Denise Faerte

(Petrobras)

Wilson Junior

(Petrobras)

Resumo Apesar da importância, atualmente a análise de confiabilidade humana

ainda não é aplicada de forma sistemática na Indústria de Petróleo

Brasileira, sendo um dos principais fatores a complexidade de algumas

técnicas. Uma das áreas que mais aaplica a análise de confiabilidade

humana na indústria de Petróleo brasileira é a Exploração de petróleo,

quando são realizadas as análise de risco dos Poços. Dentre as

diversas técnicas de confiabilidade humana, a mais utilizada por essa

área é a Rede Bayesiana. Apesar da consistência da técnica, por

considerar a dependência entre diversos fatores que afetam o erro

humano, sua aplicação exige um grau de conhecimento da técnica,

além de conceitos estatísticos, que estão apenas no domínio de

especialistas. Dessa forma essa técnica não e amplamente difundida na

indústria de petróleo brasileira.

O objetivo da pesquisa é verificar a consistência das diversas

técnicas de confiabilidade humanas em relação ao resultado final de

probabilidade de falha humana. Além disso, é um objetivo especifico

da pesquisa a sistematização das diversas técnicas de confiabilidade

humana. Assim é necessário aplicação em casos práticos, onde os

fatores de desempenho humanos influenciam no desempenho atividades

consideradas importantes, seja atividade de manutenção, operação ou

um procedimento de segurança.

Dessa forma foi feita a análise de confiabilidade humana para a

atividade de partida do turbogerador, sendo comparados os resultados

12 e 13 de agosto de 2011

ISSN 1984-9354

VII CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO 12 e 13 de agosto de 2011

2

de probabilidade de falha humana, as vantagens e desvantagens de

diferentes técnicas além do cálculo do custo de parada do

turbogerador.

Palavras-chaves: Confiabilidade Humana , Redes Bayesianas, SLIM,

STAHR,SPAH-R


3

1 – Situação problema, objetivo e metodologia

Apesar da importância, atualmente a análise de confiabilidade humana ainda não é aplicada de forma sistemática na Indústria de Petróleo Brasileira, sendo um dos principais fatores a complexidade de algumas técnicas. Uma das áreas que mais aplica a análise de confiabilidade humana na indústria de Petróleo brasileira é a Exploração de petróleo, quando são realizadas as análise de risco dos Poços. Dentre as diversas técnicas de confiabilidade humana, a mais utilizada por essa área é a Rede Bayesiana. Apesar da consistência da técnica, por considerar a dependência entre diversos fatores que afetam o erro humano, sua aplicação exige um grau de conhecimento da técnica, além de conceitos estatísticos, que estão apenas no domínio de especialistas. Dessa forma essa técnica não e amplamente difundida na indústria de petróleo brasileira. O objetivo da pesquisa é verificar a consistência das diversas técnicas de confiabilidade humanas em relação ao resultado final de probabilidade de falha humana. Além disso, é um objetivo especifico da pesquisa a sistematização das diversas técnicas de confiabilidade humana. Assim é necessário aplicação em casos práticos, onde os fatores de desempenho humanos influenciam no desempenho atividades consideradas importantes, seja atividade de manutenção, operação ou um procedimento de segurança. Dessa forma diversas técnicas de confiabilidade humana que consideram os fatores de performance humanos na sua avaliação serão aplicadas a um estudo de caso e os resultados, assim como as vantagens e desvantagens de cada técnica serão analisados. A hipótese da pesquisa é que apesar das diferenças entre as diferentes técnicas de confiabilidade humanas, os valores de probabilidade humana são normalizados, podendo ter uma tendência da curtose para direita (Gumbel) ou para esquerda (lognormal), tendo assim maior chance assumir maiores ou menores valores de probabilidade de falha humana em um universo de valores possíveis. A primeira análise realizada que será apresentada nesse artigo trata de uma atividade de partida de uma turbina, cuja falha, aumenta a despesa com energia elétrica. Além do valor de probabilidade de falha humana na partida da turbina, o valor esperado do custo de energia devido à falha humana será calculado na aplicação das diversas técnicas na análise da atividade de partida da turbina. A pesquisa foi realizada baseada na seguinte metodologia: 1 – Revisão bibliográfica das técnicas de confiabilidade Humana 2 – Escolhas das técnicas de confiabilidade Humana que considera fatores de desempenho humanos na sua análise 3 – Aplicações das técnicas e análise dos resultados de cada técnica 4 – Análises dos resultados e comparação das diversas técnicas 5 – Conclusões preliminares.


4

2 - INTRODUÇÃO

A Análise de Confiabilidade Humana iniciou no final da década de 50 quando alguns especialistas perceberam a influência do fator humano no desempenho dos sistemas, assim destacam-se as primeiras iniciativas como:

Em 1958 Williams sugere que a confiabilidade humana deve ser considerada nos modelos de confiabilidade;

1960 estudos mostram que parte das falhas dos equipamentos são causadas por falha humana;

1962 foi iniciada a criação de bancos de dados de falhas humanas;

1972, IEEE publicou uma edição sobre confiabilidade humana; A Confiabilidade humana pode ser entendida como chance de um indivíduo executar uma atividade sem causar desvio, ou seja, erro que tenha como conseqüência no não atendimento do resultado esperado. Logo quando é realizada avaliação das atividades com objetivo de redução do erro humano surgem algumas questões como:

O que pode dar errado e quais as consequências;

Qual a chance de dar errado;

Quais od fatores que influenciam no erro;

Como reduzir a chance de errar; Assim ao avaliar as atividades percebe-se que o erro humano pode ocorrer por falta de percepção, por execução errada ou por transgressão. No primeiro caso não, alguma etapa da tarefa é esquecida ou um estimulo auditivo ou visual não é percebido e uma ação não é iniciada. No segundo caso, a atividade é executada de forma errada, às vezes com excesso ou falta de ação, ou mesmo, uma ação é executada no tempo errado. No caso da transgressão, um procedimento ou norma não são seguidos com o objetivo de executar uma atividade em tempo menor por exemplo. Quando a transgressão é feita com objetivo de causar um dano ao sistema é considerada uma sabotagem. Na Análise de confiabilidade humana, para entender porque os erros ocorrem, é necessário entender a influência dos fatores de performance humanos na execução da atividade e a natureza do processo de execução, ou seja, a atividade é executada baseada em um procedimento, no conhecimento ou na experiência.


5

Figura 1 - Abordagem da Confiabilidade Humana

Fonte: Calixto e Moraes, 2011.

Na figura 1 acima podemos verificar que os fatores de performance humanos tem forte influência na falha humana e como exemplo podemos citar:

Psicológicos (estresse, depressão, falta de concentração);

Fisiológicos (doenças em gerais, condicionamento físico);

Tecnológicos (procedimentos, ergonomia do ambiente de trabalho, equipamentos, logística);

Sociais(fatores sociais); Assim é fundamental definir os fatores de performance humanos que mais influenciam na falha humana na execução de uma atividade. De fato, dependendo do contexto da análise, tais fatores humanos podem ser conhecidos ou não. Assim, é necessário definir o escopo da análise de Confiabilidade Humana, o objetivo e verificar as informações disponíveis.

Falha

Humana

Erro de

percepção

Erro na

execução

Fatores de

Performance

Humanos

Internos Externos

Psicológicos Fisiológicos Sociais Tecnológicos

Execução baseada

no procedimento

Execução baseada

na prática

Execução baseada

no conhecimento

Pro

cesso C

ogn

itivo


6

Devido ao variado número de técnicas de análise de confiabilidade Humana, é preciso verificar, além dos fatores mencionados anteriormente, o tempo disponível para a análise e o conhecimento dos profissionais envolvidos sobre o problema a ser avaliado. As técnicas de análise de confiabilidade humana podem ser definidas em três gerações. A primeira geração tem como característica marcante o foco na definição da probabilidade humana, embora algumas técnicas considerem os fatores de performance humanos. A segunda geração tem o foco maior na avaliação dos fatores de performance humanos e no processo cognitivo, ou seja, percepção, avaliação planejamento e ação. As técnicas da terceira geração consideram a dependência dos fatores de performance humanos na falha humana. A tabela 1 abaixo mostra exemplo de técnicas de Análise de confiabilidade humana das três gerações.

Tabela 1 - Técnicas de Confiabilidade Humana


7

Para definição das probabilidades das tarefas é necessário avaliação do histórico de falhas humanas ou levantamento da opinião de especialista. Atualmente existem vários métodos para estimar o valor de uma variável a partir da opinião de especialistas. Tal estimativa pode ser feita individualmente ou em equipe. Logo os métodos de estimativa da opinião do especialista em relação aos valores de uma variável são:

Método de Valor individual agregado, que consiste na coleta da opinião de cada especialista e posteriormente tratamento estatístico de todas as opiniões;

Método Delphi, que é parecido com o anterior, porem após a elicitação individual, os especialistas discutem suas opiniões em grupo, sendo mostradas as opiniões de cada especialista;

Técnica Nominal de Grupo, que é similar ao método Delphi, porém após a verificação dos valore estimados por outros especialistas, cada especialista reavalia sua estimativa;

Método de Consenso em equipe, que diferente dos métodos anteriores, os especialistas chegaram a uma estimativa da variável em questão através do debate a aceitação de todos os especialistas em relação ao valor da estimativa da variável. O método matemático indicado para avaliar o valor de uma estimativa a partir da opinião de vários especialistas é o Método de Bayes. Apesar da consistência de tal método é necessário que haja mais de um especialista para aplicação de tal método, sendo seu resultado mais confiável quanto maior o número de especistas. Muitas vezes na prática não existem muitos especialistas em uma determinada tarefa disponíveis para participar de uma análise de confiabilidade humana, sendo utilizado outros métodos de elicitação da opinião de especialistas.

3. TÉCNICAS DE CONFIABILIDADE HUMANA

A aplicação das técnicas de confiabilidade humanas tem como objetivo definir os principais fatores de performance humanos que influenciam no erro humano assim como, em alguns casos, definir a probabilidade de falha humana. Assim, o estudo em questão avalia uma sequência de ações para partida de um Turbogerador sendo as quatro ações:

Abertura da válvula de vapor;

Abertura da válvula de sucção;

Fechamento da válvula de vapor;

Fechamento da válvula de sucção. As técnicas utilizadas para avaliação da confiabilidade humana na execução da partida do turbogerador levaram em consideração a aplicabilidade no estudo em questão, a complexidade e o resultado esperado. Logo, no final do estudo serão


8

comparados os resultados, vantagens e desvantagens da aplicação das diversas técnicas assim como o ganho esperado com a implantação das recomendações. Para estima a probabilidade de falha humana das tarefas foi utilizada o método de consenso de grupo através da opinião de dois especialistas que conhecem as tarefas de partida do turbogerador.

A tabela 2 abaixo mostra o questionário de elicitação da opinião dos especialistas com valores pessimistas e otimistas, representando as probabilidades antes e após as ações de melhoria, que nesse caso foi a melhoria do procedimento. Essa tabela serviu de base para avaliação da Técnica Therp, OAT e HFTA que não serão apresentadas nesse artigo. Tabela 2 - Elicitação da Opinião dos especialistas.

Na aplicação das técnicas de Análise de confiabilidade humana, que consideram o fatores de performance humanos, não serão utilizadas todas os valores de probabilidades da tabela 2 acima apenas as questões relacionadas as principais falhas (F1, F4,F7 e F10).

3.1 STAHR (Social-Thenical Assessment of Human Reliability)

O método foi criado por Philip (1982) com objetivo de considerar fatores de performance humanos técnicos e sociais através da utilização da opinião de especialistas criando diagramas estruturados. A partir da estruturação de uma árvore de fatores de performance humanos, são criadas tabelas onde é dado peso para a influência dos fatores de performance humanos e posteriormente são avaliadas as chances combinadas de ocorrência dos eventos. No caso da partida do turbogerador, foi considerada o procedimento, o treinamento e a supervisão como principais fatores de performance humana que influenciam nas partida do turbogerador. A figura 2 abaixo mostra os fatores de performance humanos que influenciam na partida do turbogerador.

Ramal:

Probabilidade Otimista Pessimista

Operador F1 10,00% 15,00%

supervisor F2 5,00% 6,00%


Operador F4 0,01% 0,02%



Operador F7 5,00% 6,00%



Operador F10 0,00% 0,00%



Qual a probabilidade do TG tripar por apesar de perceber a válvula de vapor fechada abrir indevidamente ?

Qual a probabilidade do TG tripar por não percepção da válvula de vapor fechada ?

Qual a probabilidade do TG tripar por não abertura da válvula de vapor ?

Qual a probabilidade do TG tripar por não percepção da válvula de sucção aberta ?

Qual a probabilidade do TG tripar por apesar de perceber a válvula de sucção aberta fechar indevidamente ?

Qual a probabilidade do TG tripar por não fechamento da válvula de vapor ?

Qual a probabilidade do TG tripar por não percepção da válvula de vapor aberta ?

Qual a probabilidade do TG tripar por apesar de perceber a válvula de sucção fechada abrir indevidamente ?

Qual a probabilidade do TG tripar por não fechamento da válvula de sucção ?

Qual a probabilidade do TG tripar por apesar de perceber a válvula de vapor aberta fechar indevidamente ?

Qual a probabilidade do TG tripar por não abertura da válvula de sucção ?

Qual a probabilidade do TG tripar por não percepção da válvula de sucção fechada ?

Therp (Thechnique for Human Rate Prediction)Nome :

Especialidade :

Questionário

Valores


9

Figura 2 - Modelagem da árvore de fatores de performance humanos (STAHR - Social-Thenical Assessment of Human Reliability)

A partir dos fatores de performance humanos são definidos as principais causas que levam atais fatores influenciarem no sucesso ou fracasso da execução da atividade que são:

Avaliação e prática (treinamento);

Falta de clareza e falta de informação (procedimento);

Presença na área e gestão de pessoas (supervisão); O próximo passo é avaliar o peso das causas que influenciam nos fatores de performance humanos, variando de 0 a 1, sendo 1 o valor máximo em grau de importância. Por último, é considerado todos os fatores humanos e o peso para avaliação da probabilidade de falha na atividade, ou seja, partida do TG. No caso do treinamento a avaliação do conhecimento adquirido no treinamento tem peso de 0,7 quando é inadequado e 0,3 quando é adequado. A prática em campo quando realizada tem peso 0,2 e quando não realizada tem peso 0,8. Assim, avaliando a combinação de eventos, o peso da qualidade do treinamento na falha da partida do TG é 0,362 quando o treinamento é bom e 0,638 quando é ruim como mostra a tabela 3 abaixo. Tabela 3 - Avaliação do treinamento como fator de performance humano (Priori).

No caso do procedimento, a clareza do procedimento tem peso de 0,8 quando é inadequada e 0,2 quando é adequada. A falta de informação tem peso 0,9 quando a informação é muito importante e 0,1 quando a informação é pouco importante. Assim, avaliando a combinação de eventos, o peso da qualidade do procedimento

Supervisão

Presença na área Gestão de pessoas

Erro na Partida do TG

Avaliação/Diagnóstico Sem prática (TLT)

Treinamento Procedimento

Falta de Clareza Falta informação

se e

Boa Ruim Tempo Prática Resultado

Inadequado Realizada 0,5 0,5 0,7 0,2 0,14

Inadequado Não realizada 0,2 0,8 0,7 0,8 0,56

Adequado Realizada 1 0 0,3 0,2 0,06

Adequado Não realizada 0,5 0,5 0,3 0,8 0,24

0,362 0,638

Pesos finais (Tempo e Prática de campo)

3 - Treinamento

Peso da evidência

que a qualidade do

treinamento é :Avaliação/

DiagnósticoPrática de campo

então

total


10

na falha da partida do TG é 0,092 quando o procedimento é bom e 0,908 quando é ruim como mostra a tabela 4 abaixo. Tabela 4 - Avaliação do procedimento como fator de performance humano (Priori).

Em relação à supervisão, a presença na área tem peso de 0,1 quando é adequada e 0,9 quando é inadequada. A gestão de pessoas tem peso 0,3 quando é adequada e 0,7 quando é inadequada. Assim, avaliando a combinação de eventos, o peso da qualidade da supervisão na falha da partida do TG é 0,213 quando a supervisão é boa e 0,787 quando é ruim como mostra a tabela 5 abaixo. Tabela 5 - Avaliação da supervisão como fator de performance humano (Priori).

A próximo etapa é a avaliação da probabilidade de falha humana na partida do TG, considerando os pesos das causas relacionadas aos fatores de performance humanos e as possíveis combinações de falha e sucesso nos fatores de performance humanos.O valor da coluna “resultado” é o produto dos valores das colunas do campo “pesos finais”. O valor final da probabilidade de sucesso e falha na partida do turbogerador é a soma do produto dos valores das colunas do campo “partida” do TG pelos valores da coluna “resultado” como mostra a tabela 6 abaixo.

se e

Boa RuimPresença na

área

Gestão de

pessoasResultado

Muita Boa 0,9 0,1 0,1 0,3 0,03

Muita Ruim 0,6 0,4 0,1 0,7 0,07

Pouca Boa 0,3 0,7 0,9 0,3 0,27

Pouca Ruim 0,1 0,9 0,9 0,7 0,63

0,213 0,787

9 - Supervisão

então

Peso da evidência

que a qualidade da

supervisão é :

Pesos finais (Clareza e Falta de informação)

Presença na

área

Gestão de

pessoas

total

se e

Boa Ruim ClarezaFalta de

informaçãoResultado

Muita Muito importante 0,1 0,9 0,8 0,9 0,72

Muita Pouco Importante 0,2 0,8 0,8 0,1 0,08

Pouca Muito importante 0 1 0,2 0,9 0,18

Pouca Pouco Importante 0,2 0,8 0,2 0,1 0,02

0,092 0,908

6 - Procedimento

então

Peso da evidência

que a qualidade do

procedimento é :

Pesos finais (Clareza e Falta de informação)

ClarezaFalta de

informação

total


11

Tabela 6 - Avaliação da probabilidade de Falha do TG (Priori).

Após a melhoria do procedimento o peso da influência de clareza e falta de informação reduzem para 0,2, independente da adequação, pois é considerado que o procedimento foi melhorado, tendo pouca influência sobre a falha na partida do TG. Assim mantendo os mesmo valores para os outros fatores de performance humanos a probabilidade de falha na partida do turbogerador reduz para 6,4% como mostra a tabela 7 abaixo. Tabela 7 - Avaliação da probabilidade de Falha do TG (Posteriori).

Em relação à aplicação da Técnica STAHR, pode-se dizer que a configuração das tabelas com os fatores de performance humanos é mais simples quando comparada com a modelagem da árvore de eventos humana da THERP, a árvore de eventos humana da OAT e a Árvore de falhas humanas. Apesar da simplicidade da STAHR, caso os especialistas não conheçam bem a atividade avaliada o resultado pode ser inadequado. O custo da falha humana esta relacionado diretamente com a despesa de energia elétrica que varia de R$ 1.400,00 to R$ 500.000,00 para parada de 2 horas a um mês de indisponibilidade do turbogerador. Assim o ganho de redução de custo esperado varia de R$1.008,00 a R$360.000,00.

se e e

Acerto Falha Treinamento Procedimento Supervisão Resultado

Bom Bom Boa 1 0 0,362 0,092 0,213 0,00709375

Bom Bom Ruim 0,9 0,1 0,362 0,092 0,787 0,02621025

Bom Ruim Ruim 0,3 0,7 0,362 0,908 0,787 0,25868375

Bom Ruim Boa 0,6 0,4 0,362 0,908 0,213 0,07001225

Ruim Bom Boa 0,8 0,2 0,638 0,092 0,213 0,01250225

Ruim Bom Ruim 0,6 0,4 0,638 0,092 0,787 0,04619375

Ruim Ruim Ruim 0 1 0,638 0,908 0,787 0,45591225

Ruim Ruim Boa 0,2 0,8 0,638 0,908 0,213 0,12339175

0,212692 0,78730815

Treinamento Procedimento

total

Supervisão

10 - Erro na partida do TG

entãopartida do TG

Pesos finais (Clareza e Falta de

informação)

se e e

Acerto Falha Treinamento Procedimento Supervisão Resultado

Bom Bom Boa 1 0 0,362 0,02 0,213 0,00154212

Bom Bom Ruim 0,9 0,1 0,362 0,02 0,787 0,00569788

Bom Bom Ruim 0,9 0,1 0,362 0,14 0,787 0,03988516

Bom Bom Boa 1 0 0,362 0,14 0,213 0,01079484

Ruim Bom Boa 0,8 0,2 0,638 0,02 0,213 0,00271788

Ruim Bom Ruim 0,6 0,4 0,638 0,02 0,787 0,01004212

Ruim Bom Ruim 0,3 0,7 0,638 0,14 0,787 0,07029484

Ruim Bom Boa 0,7 0,3 0,638 0,14 0,213 0,01902516

0,935967 0,064032664total

Supervisão

10 - Erro na partida do TG

entãopartida do TG

Pesos finais (Clareza e Falta de

informação)Treinamento Procedimento


12

3.2 SPAR-H (Standardized Plant Analysis Risk Human Reliability Analysis)

Em 1999, em apoio ao Programa Precursor de Acidentes, foi desenvolvido o método ASP/SPAR, sendo aplicado a plantas nucleares e posteriormente melhorado e desenvolvido o SPAR-H (1999). A técnica é aplicada para avaliação de atividades considerando os fatores de performance humanos e erros de percepção e execução. Os fatores de performance humanos são padronizados, considerando níveis de adequação como mostra a tabela 8 abaixo. A tabela 8 de fatores de performance humanos esta de acordo com o procedimento NUREG/CR 6883.

Tabela 8 – Fatores de performance humanos (priori).

Para o calculo da probabilidade de falha humana, são utilizados os valores (multiplicador) dos fatores de performance humanos segundo a adequação da

PSFs PSF NívelMultiplicador

por Ação

Tempo InadequadoP(f)=1

Tempo disponível Tempo requerido 10

Tempo Nominal 1

Tempo disponível 5x o tempo requirido 0.1

Tempo disponível 50x o tempo requirido 0.01

Informação insuficiente 1

Estremo 5

Alto 2

Nominal 1

Informação Insuficiente 1

Altamente Complexo 5

Moderadamente Complexo 2

Adequada 1

Informação Insuficiente 1

Baixo 3

Adequada 1

Alto 0.5


Não disponível 50

Incompleto 20

Disponível mas de baixa qualidade 5

Adequado 1


Muito ruim 50

Ruim 10

Adequada 1

Bom 0.5


Totalmente despreparado P(f)=1

Pouco preparo 5

Adequado 1


Ruim 5

Adequado 1

Bom 0,5


Preparo físico

para a atividade

Processo de

Trabalho

Stress

Complexidade

Experiência/

Treinamento

Procedimentos

Disponibilidade

de tempo

Ergonomia


13

atividade e somados, definindo a composição do fator de performance humano ( PSF composite). Logo, o cálculo da probabilidade de falha humana (HEP-Human Error Probability) é feito segundo a equação abaixo.

Equação 1

Os valores dos fatores de performance humandos (PSF comopsite para cada tarefa da atividade de partida do turbogerador é mostrado na tabela 9 abaixo.

Tabela 9 – Fatores de performance humanos das tarefas da partida do Turbogerador (priori).

Utilizando os valores de probabilidade de falhas da tabela 2 e os valores de PSF composite da tabela 8, aplicando na fórmula da equação 1, tem-se 36% de falha humana na partida do TG como mostra a tabela 10 abaixo. Tabela 10 – Probabilidade de falha Humana na partida do TG (HEP - Human Error Probability)

Tempo disponível 1 Tempo disponível 1 Tempo disponível 1 Tempo disponível 1

Stress 2 Stress 2 Stress 2 Stress 2

Complexidade 1 Complexidade 1 Complexidade 1 Complexidade 1

Experiência/Treinamento1 Experiência/Treinamento 1 Experiência/Treinamento 1 Experiência/Treinamento 1

Procedimento 5 Procedimento 5 Procedimento 5 Procedimento 5

Ergonomia 1 Ergonomia 1 Ergonomia 1 Ergonomia 1

Preparo físico para a tarefa1

Preparo físico para a

tarefa 1Preparo físico para a tarefa

1Preparo físico para a tarefa

1

Processo de trabalho 1 Processo de trabalho 1 Processo de trabalho 1 Processo de trabalho 1

Total 10 Total 10 Total 10 Total 10

PFS Composição para HEP 1 PFS Composição para HEP 2 PFS Composição para HEP 3 PFS Composição para HEP 4

1 - Abrir Válvula de Vapor 0,091743

2 - Abrir Válvula de Sucção 0,091743

3 - Fechar Válvula de Sucção 0,091743

4 - Fechar Válvula de Vapor 0,091743

Total 0,366972

HEP


14

Após a melhoria no procedimento, os valores de adequação de procedimento são modificados na tabela de performance humana como mostra a tabela 11 abaixo. Tabela 11 – Fatores de performance humanos das tarefas da partida do Turbogerador (posteriori).

Utilizando os valores de probabilidade de falhas da tabela 2 e os valores de PSF composite da tabela 18, aplicando na fórmula da equação 1, tem-se aproximadamente 8% de falha humana na partida do TG como mostra a tabela 12abaixo. Tabela 12 – Probabilidade de falha Humana na partida do TG (HEP - Human Error Probability)

Em relação à aplicação da Técnica SPARH, pode-se dizer que a configuração das tabelas com os fatores de performance humanos é mais simples quando comparada com a modelagem da árvore de eventos humana da THERP, a árvore de eventos humana da OAT, a Árvore de falhas humanas e STAH-R. Apesar da simplicidade da STAHR, caso os especialistas não conheçam bem a atividade avaliada o resultado pode ser inadequado.Outro fator importante é a existência de algum fator de performance humano que não esteja na tabela, devendo ser inserido e criado valores de adequação. O custo da falha humana esta relacionado diretamente com a despesa de energia elétrica que varia de R$ 1.400,00 to R$ 500.000,00 para parada de 2 horas a um mês de indisponibilidade do turbogerador. Assim o ganho de redução de custo esperado varia de R$ 392,00 a R$140.000,00.

Tempo disponível 1 Tempo disponível 1 Tempo disponível 1 Tempo disponível 1

Stress 2 Stress 2 Stress 2 Stress 2

Complexidade 1 Complexidade 1 Complexidade 1 Complexidade 1

Experiência/Treinamento1 Experiência/Treinamento 1 Experiência/Treinamento 1

Experiência/Treinamen

to 1

Procedimento 1 Procedimento 1 Procedimento 1 Procedimento 1

Ergonomia 1 Ergonomia 1 Ergonomia 1 Ergonomia 1

Preparo físico para a tarefa1


tarefa 1Preparo físico para a tarefa

1


tarefa 1

Processo de trabalho 1 Processo de trabalho 1 Processo de trabalho 1 Processo de trabalho 1

Total 2 Total 2 Total 2 Total 2

PFS Composição para HEP 1 PFS Composição para HEP 2 PFS Composição para HEP 3 PFS Composição para HEP 4

1 - Abrir Válvula de Vapor 0,019802

2 - Abrir Válvula de Sucção 0,019802

3 - Fechar Válvula de Sucção 0,019802

4 - Fechar Válvula de Vapor 0,019802

Total 0,079208

HEP


15

4.2 HEART (Human Error Assessment and Reduction Technique) A técnica foi apresentada em uma conferência por Williams (1985) e depois descrito detalhadamente em 1988. A HEART é aplicada para avaliação de atividades considerando os fatores de performance humanos, tendo valores pré-estabelecidos para o tipo de atividade e o contexto da falha humana. A tabela 13 abaixo mostra os valores de probabilidade humana segundo o tipo de atividade, sendo a atividade de partida do turbogerador enquadrada na categoria F, ou seja, restauração de um equipamentos seguindo procedimento. Dessa forma, foi definido 7% como valor de probabilidade de falha pelo consenso do grupo de especialistas. Tabela 13 – Probabilidade de falha Humana relativo à atividade genérica (priori) O próximo passo é verificar o contexto que induz ao erro, tendo uma relação dos fatores de performance humanos que mais influenciam na execução da atividade. Assim foram definidos os itens 11 e 15 da tabela 14 abaixo, sendo ambiguidade no procedimento e inexperiência do operador dois contextos que podem levar falha na execução da atividade. Tais itens possuem valores de peso que serão utilizados no cálculo da probabilidade de falha humana final.

Atividade genérica

Tarefa totalmente desconhecida sem idéia das consequências

da falha

Restaura o sistema ou o equipamento na primeira tentativa

sem necessidade de supervisão

0,02

Atividade totelmente familiar executada por pessoa experiente

motivada para realização da tarefa

Realiza corretamente a tarefa como se tivesse na situação de

um sistema autimático fornecer as informações reais do estado

do sistema

Tarefa complexa exigindo alto nível de compreenção e

habilidade

Tarefa fácil executada rapidamente ou sem muita atenção

Tarefa rotineira sendo de rápida execução envolvendo pouca

habilidade

Restaura o sistema ou o equipamento seguindo procedimentos

com supervisão

Probabilidade de falha nominal

0,55 (0,35-0,97)

0,26 (0,14-0,42)

0,16 (0,12-0,28)

0,09 (0,06-0,13)

(0,07-0,045)

0,003 (0,0008-0,007)

0,0004 (0,00008-0,009)

0,00002 (0,000006-0,009)

A

B

C

D

E

F

G

H


16

Tabela 14 – Contexto que induz o erro O próximo passo é calcular o valor de probabilidade de falha humana para cada tarefa da atividade de partida do turbogerador e para isso é necessário definir pesos para o impacto dos fatores de performance humanos na execução das tarefas. Logo o valor final da probabilidade de falha humana é calculada pela equação abaixo. Sendo, GEP=valor de probabilidade de falha humana da tabela de atividade genérica

R(i) = Peso do fator de performance humano (0x1) W(i) = valor do peso da tabela de contexto que induz ao erro

Peso

3

2,5

2,5

2

4

4

3

3

6

5,5

5

4

Contexto que induz ao erro

17

11

10

9

8

8

8

16

17

18

19

Informação improvidada retirada de procedimentos ou opinião de

pessoas

Pequeno ou nenhuma checagem independente de dispositivo fora

de operação

Conflito entre objetivos de curto e longo prazo

Ambiquidade no procedimento

12

13

Sem confirmação da ação pelo controle do sistema avaliado

Operador inexperiente

14

15

8

9

10

11 Ambiguidade no procedimento

Falta de informação que é facilmente acessível

Gap entre o risco percebido e o risco real

1

2

3

4

5

6

7Falta de perceção da importância de reverter uma ação não

intencional

Sobrecarga de informação indisponibilizando comunicação

Necessidade de aprender uma nova técnica com filosofia diferente

da usual

Necessidade de transferir conhecimento por diversas tarefas sem

perda

Diferença do modelo mental do operador e do projetista (realidade

de campo e projeto)

Pouco tempo para correção e detecção do erro

Baixa condição de identificação da falha

Falta de informação que é facilmente acessível

Não há informações que possam ser assimiladas rapidamente pelo

executor da tarefa

Falta de conhecimento da tarefa mais a falha é rara e só ocorre

com pessoa inexperiente na sua execução


17

Para facilitar a visualização do calcula das probabilidades de falha humana das tarefas foi utilizado a tabela 15 abaixo. A probabilidade de falha na partida do TG é 17%. Tabela 15 – Cálculo da probabilidade de falha na partida do turbo gerador (HEART-priori)

Após as ações de melhoria no procedimento, considera-se que o procedimento não será mais um fator que vai contribuir significativamente para o erro da atividade de partida do turbogerador. Dessa forma, após a melhoria do procedimento a probabilidade de falha reduz para 5% como mostra a tabela 16 abaixo. Tabela 16 – Cálculo da probabilidade de falha na partida do turbo gerador (HEART-posteriori)

Atividade Classificação da Tarefa

Falha

Humana

Nominal

Fatores de

Performance

Humanos

Valor PesoValor do fator de

performance Humano

Probabilidade

de falha

humana

Procedimento

Ambíguo4 0,8 3,4

Operador

inexperiente3 0,4 1,8

Procedimento

Ambíguo4 0,8 3,4

Operador


Procedimento

Ambíguo4 0,8 3,4

Operador


Procedimento

Ambíguo4 0,8 3,4

Operador


17%

Abrir Válvula

de vaporAção 0,007

Abrir Válvula

de Sucção

Ação 0,007

0,04284

0,04284

0,04284

0,04284

Probabilidade de falha na Partida do TG

Fechar

Válvula de

vapor

Ação 0,007

Fechar

Válvula de

Sucção

Ação 0,007

Atividade Classificação da Tarefa

Falha

Humana

Nominal

Fatores de

Performance

Humanos

Valor PesoValor do fator de

performance Humano

Probabilidade

de falha

humana

Procedimento

Ambíguo1

Operador


Procedimento

Ambíguo1

Operador


Procedimento

Ambíguo1

Operador


Procedimento

Ambíguo1

Operador


5%

Abrir Válvula

de vaporAção 0,007

Abrir Válvula

de Sucção

Ação 0,007

0,0126

0,0126

0,0126

0,0126

Probabilidade de falha na Partida do TG

Fechar

Válvula de

sucção

Ação 0,007

Fechar

Válvula de

vapor

Ação 0,007


18

Em relação à aplicação da Técnica HEART, pode-se dizer que o cálculo de confiabilidade humano é relativamente simples dado que as tabelas com valores dos fatores de performance humanos e probabilidade de falha estão padronizados. Apesar da facilidade de padronização de tais valores, é necessário a verificação se tais valores são adequados para a atividade analisada. A aplicação da técnica HEART é mais simples quando comparada com a modelagem da árvore de eventos humana da THERP, a árvore de eventos humana da OAT, a Árvore de falhas humanas, STAH-R e SPARH. Apesar da simplicidade da técnica HEART, caso os especialistas não conheçam bem a atividade avaliada o resultado pode ser inadequado. Outro fator importante é a existência de algum fator de performance humano que não esteja na tabela, devendo ser inserido e criado valores de adequação. O custo da falha humana esta relacionado diretamente com a despesa de energia elétrica que varia de R$ 1.400,00 to R$ 500.000,00 para parada de 2 horas a um mês de indisponibilidade do turbogerador. Assim o ganho de redução de custo esperado varia de R$ 168,00 a R$60.000,00.

4.3 SLIM (Success Likehood Index Method)

A técnica foi criada por Embrey (1984), com objetivo de definir a HEP (Human Error probability) baseado na opinião de especialistas de forma estruturada. Primeiramente, são definidos valores de sucesso para posteriormente serem definidos os valores de falha humana. Assim o primeiro passo da técnica é definir os fatores de performance humanos que mais impactam na atividade. No caso da partida do turbogerador, os fatores de performance humanos mais significativos são o treinamento, o procedimento e a supervisão. Em seguida é necessário que os especialista valorem cada fator de performance humanos de 1 a 9, sendo 9 o valor de adequação máximo do fator de performance humano para a execução da tarefa e 1 o valor menor. A tabela 17 abaixo mostra os valores de aderência definidos pelos especialista.

Tabela 17 – Valores de aderência dos fatores de performance humanos (SLIM-posteriori)

Após essa avaliação pode ser estimado um valor de importância em termos de impacto dos fatores de performance humanos na atividade, variando entre 0 e 1, sendo o somatório igual a um. Assim os valores de importância dos fatores de performance humanos são:

0,3 para Procedimento;

0,4 para Treinamento;

Procedimento Treinamento Supervisão

6 8 9

6 9 9

6 8 9

6 8 9

Fechar a válvula de sucção

Fechar a válvula de vapor

PF rate

Tabela: Atividade X PF

Abrir a válvula de vapor

Abrir a válvula de sucção


19

0,3 para Supervisão;

Em seguida, considerando os valores de importância e de aderência forma-se a tabela com os valores de índice de sucesso (SLI) como mostra a tabela 18 abaixo. O valor SLI é obtido multiplicando os valores da tabela 24 pelos valores de importância dos fatores de performance humanos.

Tabela 18 – Valores de Índice de Sucesso (Priori)

Com os valores SLI é possível definir os valores de probabilidade de falha humana que são calculados pela equação abaixo.

Através de valores estimados de probabilidade de falha das tarefas (0,1 e 0,0001) foram definidos os parâmetro a (-0,024) e b(0,18). A tabela 19 abaixo mostra o cálculo da probabilidade de falha da partida do turbogerador. Tabela 19 – Probabilidade de Falha humana na partida do turbogerador (Priori).

Após as melhorias do procedimento o fator de importância dos fatores de performance humanos são:

10% para Procedimento;

50% para Treinamento;

40% para Supervisão; Os novos valores de aderência dos fatores de performance humanos a atividade de partida do turbogerador são mostrados na tabela 20 abaixo. Tabela 20 – Valores de Índice de Sucesso (Posteriori)

Procedimento Treinamento Supervisão SLI

3 2,4 1,8 7,2

3 2,4 1,8 7,2

3 2,4 1,8 7,2

3 2,4 1,8 7,2





Atividades

Tabela: Atividade X PF (Normalizada)

Log P= aSLI+b

Procedimento Treinamento Supervisão

9 8 9

9 8 9

9 8 9

9 8 9



PF rate

Tabela: Atividade X PF



aSLI+b

(-0,024*SLI)+0,18

-1 0,10

-1 0,10

-1 0,10

-1 0,10

Total 40%



Atividades



18,024,010 xSLI


20

Considerando os valores de importância e de aderência forma-se a tabela com os novos valores de índice de sucesso (SLI) como mostra a tabela 21 abaixo.O valor SLI é obtido multiplicando os valores da tabela 22 pelos valores de importância dos fatores de performance humanos. Tabela 22 – Valores de Índice de Sucesso (Posteriori)

Com os valores SLI aplicando a equação abaixo através de valores estimados de probabilidade de falha das tarefas (0,1 e 0,0001) foram definidos os novos parâmetro a (3) e b(-27,3). A tabela 23 abaixo mostra o cálculo da probabilidade de falha da partida do turbogerador após a melhoria do procedimento que é de 10%. .

Tabela 23 – Probabilidade de Falha humana na partida do turbogerador (Posteriori).

Em relação à aplicação da Técnica SLIM, pode-se dizer que o cálculo de confiabilidade humana é relativamente mais complicado pela necessidade de definição de probabilidade de falha de alguns eventos para utilização da equação que permite o cálculo da probabilidade de falha considerando os valores de índice de sucesso. Assim, a aplicação da técnica SLIM é mais complexa quando comparada com a modelagem da árvore de eventos humana da THERP, a árvore de eventos humana da OAT, a Árvore de falhas humanas, STAH-R, SPARH e HEART. Outro fator que influencia na efetividade da técnica é a opinião dos especialistas, que podem influenciar muito no resultado da análise. O custo da falha humana esta relacionado diretamente com a despesa de energia elétrica que varia de R$ 1.400,00 to R$ 500.000,00 para parada de 2 horas a um mês de indisponibilidade do turbogerador. Assim o ganho de redução de custo esperado varia de R$ 420,00 a R$150.000,00.

Procedimento Treinamento Supervisão SLI

0,9 4 3,6 8,5

0,9 4 3,6 8,5

0,9 4 3,6 8,5

0,9 4 3,6 8,5

Atividades

Tabela: Atividade X PF (Normalizada)





Log P= aSLI+b

aSLI+b

(3*SLI)-27,1

-2 0,03

-2 0,03

-2 0,03

-2 0,03

Total 10%


Atividades10^((3*SLI)-

27,1)





21

4.4 Redes Bayesianas As Redes Bayesianas foram desenvolvidas início dos anos 80 para facilitar a tarefa de predição e “abdução” em sistemas de inteligência artificial (AI) (Pearl, 2000). As redes bayesianas diferem das demais técnicas na sua modelagem, pois considera a dependência dos fatores de performance humanos matematicamente. O modelo de redes cíclico é formado por nós interligados por arcos, sendo os nós as variáveis do estudo, ou seja, fatores de performance humanos e a falha humana e os arcos representam a relação de dependência entre as variáveis independentes (fatores de performance humanos) e dependentes (falha humana). No estudo em questão os fatores de performance humanos são a supervisão, o treinamento e o procedimento. Como mostra a figura 3 abaixo. Figura 3 – Redes Bayesianas

Para estimativa das probabilidades condicionais é necessário a elicitação da opinião dos especialistas. A técnica utilizada para elicitação foi o método de consenso em equipe considerando os valores pessimistas (priori) e otimista (posteriori), ou seja, antes e após as recomendações de melhoria, que no estudo em questão foi baseado na melhoria do procedimento. A tabela 24 abaixo mostra os valores pessismistas e otimista de probabilidade dos eventos Tabela 24 – Elicitação da opinião dos especialista (Redes bayesianas)

Ramal:

Otimistas Pessimistas

1 - Qual a probabilidade de Falha na partida dado que existe falha no procedimento 60% 90%

2 - Qual a probabilidade de Falha na partida dado que existe falha na supervisão 20% 40%

3 - Qual a probabilidade de Falha na partida dado que existe falha no treinamento 40% 60%

4 - Qual a probabilidade de Falha na partida dado que existe falha no procedimento, supervisão e treinamento 90% 100%

5 - Qual a probabilidade de Falha na partida dado que existe falha no procedimento e supervisão e sucesso no treinamento 80% 90%

6 - Qual a probabilidade de Falha na partida dado que existe falha no procedimento e treinamento e sucesso na supervisão 70% 80%

7 - Qual a probabilidade de Falha na partida dados que existe falha no procedimento e sucesso na supervisão e treinamento 60% 70%

8 - Qual a probabilidade de Falha na partida dados que existe falha na supervisão e treinamento e sucesso no procedimento 20% 30%

9 - Qual a probabilidade de Falha na partida dados que existe falha na supervisão e sucesso no procedimento e treinamento 10% 20%

10 - Qual a probabilidade de Falha na partida dados que existe falha no treinamento e sucesso no procedimento e na supervisão 1% 0%

11 - Qual a probabilidade de Falha na partida dados que existe sucesso no procedimento, supervisão e treinamento 0% 0%

Nome :

Especialidade :

Redes Bayesianas

Valores


22

Assim, através da modelagem da rede no software E&P Office, o valor de probabilide de falha na partida do turbogerador é de 43% como mostra a figura 4 abaixo. Figura 4 – Resultado da modelagem da Rede Bayesiana (priori)

6 Recomendações e Acompanhamento

A rede bayesiana modela a falha na partida do turbogerador, sendo as quatro tarefas de abertura e fechamento das válvulas de vapor e sucção consideradas de uma só vez, ou seja, a modelagem de falha humana é feita para a atividade de partida do turbogerador. Uma alternativa seria considera uma rede bayesiana para cada uma das quatro tarefas de abertura e fechamento das válvulas de vapor e sucção, porém, nesse caso é difícil para os especialistas estimarem as probabilidades condicionais especificas para cada tarefa.


23

Após a melhoria do procedimento é esperada que a probabilidade de falha seja aproximadamente 13%. Diferente da análise a priori, a avaliação a posteriori considerou os valores otimistas das probabilidades definidas a partir da elicitação da opinião dos especialistas. A figura 5 abaixo mostra o resultado da modelagem da rede bayesiana. Figura 5 – Resultado da modelagem da Rede Bayesiana (posteriori)

A Técnica Rede bayesianas para o cálculo de confiabilidade humana é mais complicada que as demais técnicas pela necessidade de definição de probabilidade condicional de falha das possíveis combinações de eventos. Apesar da utilização do software E&P Office, é necessário que os especialista entendam bem a relação de dependência entre os fatores de performance humanos e a falha humana. A elicitação da opinião dos especialistas se torna mais difícil a partir do aumento do


24

número de fatores de performance humanos, sendo essa a principal limitaçãos da técnica. Esse fato é minimizado caso exista histórico de dados das probabilidades condicionais dos fatores de performance humanos, o que na prática é muito difícil. O custo da falha humana esta relacionado diretamente com a despesa de energia elétrica que varia de R$ 1.400,00 to R$ 500.000,00 para parada de 2 horas a um mês de indisponibilidade do turbogerador. Assim o ganho de redução de custo esperado varia de R$ 420,00 a R$150.000,00.

5 CONCLUSÕES A análise de confiabilidade humana realizado para a atividade de partida do turbogerador mostrou que apesar da diferença entre as diversas técnicas empregadas o resultado final de probabilidade de falha após a melhoria do procedimento é bem representada por uma distribuição Weibull triparamétrica com características de uma lognormal como mostra a figura 6 abaixo. Figura 6 – Função densidade dos resultados de probabilidade de falha na partida do turbogerador após a melhoria do procedimento. ReliaSoft Weibull++ 7 - www.ReliaSoft.com.br

Função Densidade de Probabilidade

Tempo, ( t)

f(t)

0,000 30,0006,000 12,000 18,000 24,0000,000

0,200

0,040

0,080

0,120

0,160

Pdf

Dados 1Weibull-3PRRX SRM MED FMF=5/S=0

Linha da Pdf

Eduardo Calixtoreliasoft Brasil01/05/201113:07:06


25

Isso significa que existe maior chance da probabilidade de falha ser menor que 10%

e 63% de chance da falha humana ser maior que 5,5% (=5,5), sendo sempre

maior que 3,5 % (=3,5). A técnica HEART apresentaram os valores mínimo (5%) na distribuição de probabilidade de falha da partida do TG. O valor mínino na distribuição se explica pelo fato da utilização das probabilidades indicadas na tabela de atividade genérica (tabela 13). Uma sugestão da pesquisa é a aplicação dessas técnicas de análise de confiabilidade humana e outras em mais atividades para ter maior grau de certeza da tendência das técnicas em gerar o valor normalizado de probabilidade humana. A aplicação das técnicas de confiabilidade humanas na análise da atividade de partida do turbogerador permitiu, além de estimar a probabilidade de falha, a estimativa do prejuízo esperado com a falha na partida do turbogerador. A aplicação das técnicas de análise de confiabilidade permitiu também a discussão dos fatores de performance humanos que mais influenciam na partida do turbogerador e a verificação do ganho esperado com a melhoria do procedimento, podendo ser aplicada para analisar outras atividades. BIBLIOGRAFIA Calixto, Eduardo. Notas de Aula da Disciplina de Gerenciamento e Análise de Risco. Curso de Especialização de Engenharia de Segurança do Trabalho. PUC,Rio de Janeiro, 2011. Embrey, D. E., Humphreys, P., Rosa, E. A., Kirwan, B., and Rea, K. (1984b), "SLIM-MAUD: An Approach to Assessing Human Error Probabilities Using Structured Expert Judgment, Volume 2: Detailed Analysis of the Technical Issues," NUREG/CR-3518, Brookhaven National Laboratory, Upton, NY. Drouguett E.Lopez; Menezes Regilda da Costa Lima. Análise da confiabilidade humana via redes Bayesianas: uma aplicação à manutenção de linhas de transmissão. Produção, v. 17, n. 1, p. 162-185, Jan./Abr. 2007. Grozdanovic, Miroljub. Usage of Human Reliability Quantification Methods. International Journal of Occupational Safety and Ergonomics (JOSE) 2005, Vol. 11, No. 2, 153–159. NUREG/CR-6883,INL/EXT-05-00509. Menezes, Regilda da Costa Lima.Uma metodologia para avaliação da confiabilidade humana em atividades de Substituição de cadeias de isoladores em linhas de transmissão. Dissertação de Mestrado. UFPE. Recife, Junho / 2005. Ronald L. Boring.; David I Gertman. Advancing Usability Evaluation Through Human Reliability Analysis. Human Computer Interaction International, 2005.


26

SILVA, V. A. O planejamento de emergências em refinarias de petróleo brasileiras: um estudo dos planos de refinarias brasileiras e uma análise de acidentes em refinarias no mundo e a apresentação de uma proposta de relação de canários acidentais para planejamento. 2003. 158 f. Dissertação (Mestrado em Sistemas de Gestão)–Universidade Federal Fluminense, Niterói, 2003 Spurgin, Anthony J. Human Reliability Assessment: Theory and Practice.CRC Press. Taylor & Francis Group.2010 Vestrucci P. “Modelli per la Valutazione dell’Affidabilità umana” Franco Angeli editore 1990

comparação entre diferentes métodos de análise de confiabilidade humana

Documents