Cientistas criam laboratório de ergonomia avançado para aprimorar a relação homem/máquina em centrais nucleares
| Autor principal: | |
|---|---|
| Formato: | Online |
| Publicado em: |
2003
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2023-09-22T18:34:35Z |
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O estudo demonstra que, os pesquisadores desenvolveram laboratório de ergonomia avançado que estabelece relação aprimorada entre o homem e máquina em centrais nucleares. |
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Entre os principais resultados esperados da atividade do LABIHS, espera-se obter dados sobre o desempenho de operadores e equipes de operação em salas de controle híbridas e avançadas em operação normal e especialmente em condições de acidentes.
Com isso será possível elaborar um conjunto integrado de manuais para projeto, verificação e validação de aspectos de fatores humanos em salas de controle.
Também poderão ser desenvolvidos projetos de interfaces homem/sistema para salas de controle avançadas que permitam a redução de erros humanos, a melhoria do desempenho dos operadores e, conseqüentemente, da segurança e do resultado econômico das plantas.
As pesquisas poderão fornecer dados sobre o desempenho de operadores ao usarem interfaces computadorizadas em salas de controle avançadas, considerando os novos métodos de interação homem/sistema.
Nos manuais e guias para projetos também será contemplado o princípio da complementaridade. Os pesquisadores poderão também conseguir dados sobre a análise de modos de interação e apresentação das informações relacionadas à diferentes tipos e níveis de automação em plantas industriais.
Outro ponto de destaque das pesquisas é o possível desenvolvimento do conceito de automação baseada no operador, de meios para uma classificação prática de diferentes tipos de sistemas automáticos e de um modelo explicativo identificando importantes aspectos a serem considerados no projeto de sistemas automáticos.
Este trabalho contribuirá para a área da confiabilidade humana em termos de seu desenvolvimento conceitual e teórico, e na avaliação a respeito de como as técnicas correntes podem ser utilizadas na prática.
A investigação relacionada a erros humanos irá aumentar a compreensão com relação ao desempenho de operadores, tanto nas salas de controle principal, quanto em atividades relacionadas, como manutenção. Diretivas para melhoria do desempenho de operadores serão uma importante contribuição destas pesquisas juntamente com guias práticos relacionados ao desempenho das equipes de operação.
Finalmente, o conjunto destas atividades levará a um melhor entendimento dos diversos métodos de medida do desempenho humano, permitindo que os experimentos realizados no LABIHS possam efetivamente contribuir para a melhoria no desempenho de operadores e equipes de operação de salas de controle de reatores nucleares e demais instalações industriais. Usinas geradoras de energia elétrica, a partir de energia nuclear, combustível fóssil, ou mesmo as usinas hidroelétricas, são sistemas homem/máquina complexos que combinam agentes humanos e diversos tipos de equipamentos, componentes e sistemas. O lado máquina do sistema é um conjunto de equipamentos, componentes e sistema automáticos, constituídos por hardware e software, altamente confiáveis, redundantes e com um elevado grau de interconexões. O lado humano do sistema é, na realidade, uma grande organização socio-técnica que inclui aspectos de gerenciamento, engenharia, manutenção, operação e treinamento. Recai sobre o pessoal de operação a difícil tarefa de realizar o acoplamento entre as duas metades deste sistema, mantendo a planta operando em condições aceitáveis de segurança e eficiência, por meio de uma grande variedade de controles, comandos, painéis e displays existentes na sala de controle principal, nos diversos pontos remotos de monitoração e nas demais estações de controle da planta. Suas ações são normalmente baseadas em procedimentos operacionais, previamente definidos, auxiliadas por diversos tipos de interfaces homem/sistema como sistemas de informação computadorizados, painéis mímicos, sistemas de alarme, sistemas de suporte ao operador, de ajuda ao diagnóstico de falhas, de comunicação etc. A segurança deste sistema tem sido baseada em aspectos de engenharia, como defesa em profundidade, sistemas intertravamento, barreiras de proteção, extensiva análise de modos de falha e elaboração de procedimentos para mitigação das falhas analisadas. Todo este esforço de engenharia, entretanto, não foi suficiente para impedir acidentes como os de Three Miles Island (EUA) ou Chernobil (URSS). A análise dos acidentes revelou falhas humanas, de equipamento, e de interface homem/máquina. Assim se impôs a necessidade da inclusão de aspectos de fatores humanos no projeto, operação, manutenção e até no gerenciamento das centrais nucleares. Foram elaboradas normas específicas e proliferaram laboratórios de ergonomia e fatores humanos em países como a França, Japão, Coréia, Canadá e, até em nações não nucleares como Noruega e Dinamarca. No Brasil, a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), sintonizada ao contexto mundial, preocupada com a melhoria da segurança das centrais nucleares brasileiras e em decorrência de suas atribuições legais, iniciou no âmbito da Coordenação de Instrumentação do Instituto de Engenharia Nuclear (IEN), um programa de pesquisa na área de ergonomia e fatores humanos focalizado em aspectos de interação e comunicação entre seres humanos e sistemas computadorizados. A materialização deste programa se traduz na construção, implantação e desenvolvimento do Laboratório Interfaces Homem/Sistema (LABIHS) no IEN, como a principal ferramenta para realização de estudos ligados às funções dos operadores e para dar suporte às análises teóricas relacionadas a este ambiente complexo, além de desenvolver métodos e critérios para projeto e avaliação das interfaces homem/sistema e sistemas de suporte ao operador. O LABIHS organiza-se em torno de uma sala de controle computadorizada onde são simulados os processos da planta e apresentadas às equipes de operação as informações referentes a estes processos, por meio de uma interface homem/sistema digital. Este ambiente é concebido com a flexibilidade necessária visando à realização de diversos tipos de pesquisas e estudos nas áreas de ergonomia e fatores humanos, que devem contribuir para a melhoria do desempenho das equipes de operação e, conseqüentemente, na segurança das centrais nucleares. Este conhecimento pode ser usado nas especificações, nos projetos e na busca de soluções para problemas referentes a ambientes de controle tecnológico, onde equipamentos analógicos são substituídos por digitais (computadorizados). Nas novas plantas, por exemplo, na usina nuclear de Angra 3, a sala de controle já será toda digital. Nas plantas existentes (como Angra I e II) processos de modernização já estão em andamento. Por isso é urgente a necessidade de métodos que viabilizem a implementação, avaliação, verificação, validação e otimização de aspectos de ergonomia e fatores humanos nos projetos das interfaces homem/sistema, associados às novas salas de controle - totalmente digitais - e às salas de controle híbridas, onde sistemas digitais convivem com analógicos. O uso de sistemas computadorizados para auxílio ao desempenho de operadores é outra área em rápida evolução. A implementação destes sistemas deve se basear na capacidade real dos operadores em utilizá-los e na possibilidade de serem avaliados em simuladores antes da instalação nas plantas. A meta central dos pesquisadores do LABIHS é, portanto, fornecer à indústria de processos, especialmente ao segmento eletronuclear – e estendendo-se a situações tecnologicamente análogas nos setores petroquímico, aeroespacial e de transportes (aeronáutico) – bases avançadas para projeto de sistemas de supervisão e controle, através das contribuições da Ergonomia em seus critérios de segurança, eficiência, confiabilidade e usabilidade. Para isso os pesquisadores do LABIHS desenvolvem cinco linhas de pesquisa: 1. Projeto e modernização de salas de controle; 2. Desenvolvimento e projeto de interfaces homem/sistema; 3. Automação centrada no operador; 4. Confiabilidade humana; e 5. Métodos de medida e análise de dados relacionados ao desempenho de operadores. Imagem 1 Imagem 2 Imagem 3 Imagem 4 Também há grande necessidade de pesquisar o trabalho coletivo das equipes de operação e manutenção das plantas industriais, o que requer o desenvolvimento de modelos que descrevam o trabalho individual e em grupo em diversas condições. Sabe-se que há mais risco e piora no desempenho de operadores durante os turnos noturnos devido aos ritmo metabólico e seus efeitos nas funções físicas e mentais, além do “déficit” de repouso, comum em turnos noturnos. Muitos acidentes industriais ocorreram durante os turnos noturnos, ou em função deles. Os cientistas esperam determinar e quantificar os aspectos mais emergentes na área de confiabilidade humana, como os erros de comissão (a execução de tarefas de modo não adequado), e auxiliar na melhora dos métodos de avaliação estatística da confiabilidade e no seu uso em casos reais, implantando esses métodos nas centrais nucleares. As pesquisas e estudos relativas a erros e desempenho humano incluem: 1. aspectos negativos e positivos de desempenho, isto é, qualidade do desempenho em geral, distinguindo desempenho eficiente de desempenho confiável; 2. desempenho fora da sala de controle principal e em atividades de manutenção; 3. estender o foco da investigação do indivíduo para o das equipes de operação (trabalho colaborativo); e 4. investigar o desempenho de operadores em turnos noturnos de modo a verificar seu efeito nas funções cognitivas de alto nível, como diagnóstico e solução de problemas complexos. Finalmente, no campo das medidas de desempenho humano e métodos para análise de dados são feitos esforços para que os experimentos do LABIHS possam ser controlados sem sacrificar o realismo e a possibilidade de generalização dos resultados. Para isso desenvolvem-se métodos para a organização de experimentos, coleta e análise de dados; investigam-se os métodos existentes para medição da Consciência da Situação, Carga de Trabalho Cognitiva, etc.; e aplicam-se estes métodos nos experimentos realizados no LABIHS. |
| institution |
Agência Internacional de Energia Atômica Comissão Nacional de Energia Nuclear |
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2003 |
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2003-05-30 |
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Também poderão ser desenvolvidos projetos de interfaces homem/sistema para salas de controle avançadas que permitam a redução de erros humanos, a melhoria do desempenho dos operadores e, conseqüentemente, da segurança e do resultado econômico das plantas. As pesquisas poderão fornecer dados sobre o desempenho de operadores ao usarem interfaces computadorizadas em salas de controle avançadas, considerando os novos métodos de interação homem/sistema. Nos manuais e guias para projetos também será contemplado o princípio da complementaridade. Os pesquisadores poderão também conseguir dados sobre a análise de modos de interação e apresentação das informações relacionadas à diferentes tipos e níveis de automação em plantas industriais. Outro ponto de destaque das pesquisas é o possível desenvolvimento do conceito de automação baseada no operador, de meios para uma classificação prática de diferentes tipos de sistemas automáticos e de um modelo explicativo identificando importantes aspectos a serem considerados no projeto de sistemas automáticos. Este trabalho contribuirá para a área da confiabilidade humana em termos de seu desenvolvimento conceitual e teórico, e na avaliação a respeito de como as técnicas correntes podem ser utilizadas na prática. A investigação relacionada a erros humanos irá aumentar a compreensão com relação ao desempenho de operadores, tanto nas salas de controle principal, quanto em atividades relacionadas, como manutenção. Diretivas para melhoria do desempenho de operadores serão uma importante contribuição destas pesquisas juntamente com guias práticos relacionados ao desempenho das equipes de operação. Finalmente, o conjunto destas atividades levará a um melhor entendimento dos diversos métodos de medida do desempenho humano, permitindo que os experimentos realizados no LABIHS possam efetivamente contribuir para a melhoria no desempenho de operadores e equipes de operação de salas de controle de reatores nucleares e demais instalações industriais. Usinas geradoras de energia elétrica, a partir de energia nuclear, combustível fóssil, ou mesmo as usinas hidroelétricas, são sistemas homem/máquina complexos que combinam agentes humanos e diversos tipos de equipamentos, componentes e sistemas. O lado máquina do sistema é um conjunto de equipamentos, componentes e sistema automáticos, constituídos por hardware e software, altamente confiáveis, redundantes e com um elevado grau de interconexões. O lado humano do sistema é, na realidade, uma grande organização socio-técnica que inclui aspectos de gerenciamento, engenharia, manutenção, operação e treinamento. Recai sobre o pessoal de operação a difícil tarefa de realizar o acoplamento entre as duas metades deste sistema, mantendo a planta operando em condições aceitáveis de segurança e eficiência, por meio de uma grande variedade de controles, comandos, painéis e displays existentes na sala de controle principal, nos diversos pontos remotos de monitoração e nas demais estações de controle da planta. Suas ações são normalmente baseadas em procedimentos operacionais, previamente definidos, auxiliadas por diversos tipos de interfaces homem/sistema como sistemas de informação computadorizados, painéis mímicos, sistemas de alarme, sistemas de suporte ao operador, de ajuda ao diagnóstico de falhas, de comunicação etc. A segurança deste sistema tem sido baseada em aspectos de engenharia, como defesa em profundidade, sistemas intertravamento, barreiras de proteção, extensiva análise de modos de falha e elaboração de procedimentos para mitigação das falhas analisadas. 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No Brasil, a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), sintonizada ao contexto mundial, preocupada com a melhoria da segurança das centrais nucleares brasileiras e em decorrência de suas atribuições legais, iniciou no âmbito da Coordenação de Instrumentação do Instituto de Engenharia Nuclear (IEN), um programa de pesquisa na área de ergonomia e fatores humanos focalizado em aspectos de interação e comunicação entre seres humanos e sistemas computadorizados. A materialização deste programa se traduz na construção, implantação e desenvolvimento do Laboratório Interfaces Homem/Sistema (LABIHS) no IEN, como a principal ferramenta para realização de estudos ligados às funções dos operadores e para dar suporte às análises teóricas relacionadas a este ambiente complexo, além de desenvolver métodos e critérios para projeto e avaliação das interfaces homem/sistema e sistemas de suporte ao operador. O LABIHS organiza-se em torno de uma sala de controle computadorizada onde são simulados os processos da planta e apresentadas às equipes de operação as informações referentes a estes processos, por meio de uma interface homem/sistema digital. Este ambiente é concebido com a flexibilidade necessária visando à realização de diversos tipos de pesquisas e estudos nas áreas de ergonomia e fatores humanos, que devem contribuir para a melhoria do desempenho das equipes de operação e, conseqüentemente, na segurança das centrais nucleares. Este conhecimento pode ser usado nas especificações, nos projetos e na busca de soluções para problemas referentes a ambientes de controle tecnológico, onde equipamentos analógicos são substituídos por digitais (computadorizados). Nas novas plantas, por exemplo, na usina nuclear de Angra 3, a sala de controle já será toda digital. Nas plantas existentes (como Angra I e II) processos de modernização já estão em andamento. Por isso é urgente a necessidade de métodos que viabilizem a implementação, avaliação, verificação, validação e otimização de aspectos de ergonomia e fatores humanos nos projetos das interfaces homem/sistema, associados às novas salas de controle - totalmente digitais - e às salas de controle híbridas, onde sistemas digitais convivem com analógicos. O uso de sistemas computadorizados para auxílio ao desempenho de operadores é outra área em rápida evolução. A implementação destes sistemas deve se basear na capacidade real dos operadores em utilizá-los e na possibilidade de serem avaliados em simuladores antes da instalação nas plantas. A meta central dos pesquisadores do LABIHS é, portanto, fornecer à indústria de processos, especialmente ao segmento eletronuclear – e estendendo-se a situações tecnologicamente análogas nos setores petroquímico, aeroespacial e de transportes (aeronáutico) – bases avançadas para projeto de sistemas de supervisão e controle, através das contribuições da Ergonomia em seus critérios de segurança, eficiência, confiabilidade e usabilidade. Para isso os pesquisadores do LABIHS desenvolvem cinco linhas de pesquisa: 1. Projeto e modernização de salas de controle; 2. Desenvolvimento e projeto de interfaces homem/sistema; 3. Automação centrada no operador; 4. Confiabilidade humana; e 5. Métodos de medida e análise de dados relacionados ao desempenho de operadores. Imagem 1 Imagem 2 Imagem 3 Imagem 4 Também há grande necessidade de pesquisar o trabalho coletivo das equipes de operação e manutenção das plantas industriais, o que requer o desenvolvimento de modelos que descrevam o trabalho individual e em grupo em diversas condições. Sabe-se que há mais risco e piora no desempenho de operadores durante os turnos noturnos devido aos ritmo metabólico e seus efeitos nas funções físicas e mentais, além do “déficit” de repouso, comum em turnos noturnos. Muitos acidentes industriais ocorreram durante os turnos noturnos, ou em função deles. Os cientistas esperam determinar e quantificar os aspectos mais emergentes na área de confiabilidade humana, como os erros de comissão (a execução de tarefas de modo não adequado), e auxiliar na melhora dos métodos de avaliação estatística da confiabilidade e no seu uso em casos reais, implantando esses métodos nas centrais nucleares. As pesquisas e estudos relativas a erros e desempenho humano incluem: 1. aspectos negativos e positivos de desempenho, isto é, qualidade do desempenho em geral, distinguindo desempenho eficiente de desempenho confiável; 2. desempenho fora da sala de controle principal e em atividades de manutenção; 3. estender o foco da investigação do indivíduo para o das equipes de operação (trabalho colaborativo); e 4. investigar o desempenho de operadores em turnos noturnos de modo a verificar seu efeito nas funções cognitivas de alto nível, como diagnóstico e solução de problemas complexos. Finalmente, no campo das medidas de desempenho humano e métodos para análise de dados são feitos esforços para que os experimentos do LABIHS possam ser controlados sem sacrificar o realismo e a possibilidade de generalização dos resultados. Para isso desenvolvem-se métodos para a organização de experimentos, coleta e análise de dados; investigam-se os métodos existentes para medição da Consciência da Situação, Carga de Trabalho Cognitiva, etc.; e aplicam-se estes métodos nos experimentos realizados no LABIHS. Laboratório Interfaces Homem/Sistema (LABIHS) O estudo demonstra que, os pesquisadores desenvolveram laboratório de ergonomia avançado que estabelece relação aprimorada entre o homem e máquina em centrais nucleares. 2003-05-30 https://www.ipen.br/biblioteca/cd/inac/2002/ENFIR/R09/R09_035.PDF Engenharias Também há grande necessidade de pesquisar o trabalho coletivo das equipes de operação e manutenção das plantas industriais, o que requer o desenvolvimento de modelos que descrevam o trabalho individual e em grupo em diversas condições. Sabe-se que há mais risco e piora no desempenho de operadores durante os turnos noturnos devido aos ritmo metabólico e seus efeitos nas funções físicas e mentais, além do “déficit” de repouso, comum em turnos noturnos. Muitos acidentes industriais ocorreram durante os turnos noturnos, ou em função deles. Os cientistas esperam determinar e quantificar os aspectos mais emergentes na área de confiabilidade humana, como os erros de comissão (a execução de tarefas de modo não adequado), e auxiliar na melhora dos métodos de avaliação estatística da confiabilidade e no seu uso em casos reais, implantando esses métodos nas centrais nucleares. As pesquisas e estudos relativas a erros e desempenho humano incluem: 1. aspectos negativos e positivos de desempenho, isto é, qualidade do desempenho em geral, distinguindo desempenho eficiente de desempenho confiável; 2. desempenho fora da sala de controle principal e em atividades de manutenção; 3. estender o foco da investigação do indivíduo para o das equipes de operação (trabalho colaborativo); e 4. investigar o desempenho de operadores em turnos noturnos de modo a verificar seu efeito nas funções cognitivas de alto nível, como diagnóstico e solução de problemas complexos. Finalmente, no campo das medidas de desempenho humano e métodos para análise de dados são feitos esforços para que os experimentos do LABIHS possam ser controlados sem sacrificar o realismo e a possibilidade de generalização dos resultados. 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