A Decision-making Model Proposal On Human Reliability Analysis On-board Ships

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2015Denizde emniyet son yıllarda önemi artan bir konu olarak öne çıkmaktadır. Artan ticaret hacmi ve gemi filoları denizciliği önemli bir sektör haline getirmesine rağmen emniyet standartları hala yersiz kalabilmektedir. Bu kapsamda denizde emniyet ve çevrenin korunması için uluslararası otoriteler çalışmalarına devam etmektedir. Ayrıca akademik alanda denizde emniyeti geliştirecek ve çevre kirliliğini azaltacak yönde önleyici çalışmalar yapılmaktadır. Bu aşamada insan faktörü en önemli sebep olarak değerlendirilmektedir. Günümüzde gemi operasyonlarında meydana gelen kazalar ve tehlikeli oluşumlarda insan faktörü yüksek oranda ön plana çıkmaktadır. Bu oluşumları indirgemek için eğitimler, uygulamalı talimler, sıkı denetimler ve yaptırımlar getirilmiş ancak gemide meydana gelen kazalar ve tehlikeli oluşumlar tam olarak engellenememiştir. Günümüzde insan performansını etkileyen faktörlerin incelenmesi endüstriyel ve akademik organizasyonların odak konularından biri haline gelmiştir. Hali hazırda başta nükleer enerji olmak üzere sağlık hizmetleri, tıp, savunma sanayi, elektronik sistemler, petrokimya endüstrisi ve taşımacılık alanında konu ile ilgili kapsamlı çalışmalar devam etmektedir. Ancak, denizcilik endüstrisinin ihtiyaçlarına cevap verebilecek nitelikte bir çalışmanın olmadığı görülmektedir. Oysa gemilerde meydana gelen kazalar ve tehlikeli oluşumlarda insan faktörü yüksek oranda ön plana çıkmaktadır. Son yıllarda insan hataları üzerine uluslararası otoritelerin (Uluslararası Denizcilik Örgütü, Uluslararası Çalışma Örgütü, Gemi Klaslama Kurumları, vb.) çalışmalarını artırdığı görülmektedir. Bahsedilen insan hata oranlarının istatistiksel araştırmalarda %80 düzeylerini bulması ve problemin kronik bir hal alması nedeni ile gemilerde insan güvenirliliği analizi konusu seçilmiştir. Dolayısıyla bu çalışma denizcilik endüstrisi karar mercilerinin ve paydaşlarının bu konudaki çözüm beklentileri ile paralellik arz etmektedir. Bu tezin amacı, gemi platformunda insa hatalarından doğabilecek operasyonel problemleri en aza indirgemek için özgün bir insan güvenirliliği analiz ve takip sistemini geliştirilmiştir. Akademik literatürde mevcut insan güvenirliliği analizi yöntemlerine de katkı yaparak geliştirilecek bu sistem konteyner, kimyasal tanker, petrol tankeri, sıvılaştırılmış gaz tankeri, dökme yük gibi gemilerde uygulanabilir olması sağlanmıştır. Tez kapsamında yürütülen çalışma ile aşağıda sıralanan somut hedeflere ulaşılması öngörülmüştür: i) Gemi operasyonlarında insan güvenirliliğini ölçerek hata riskini en aza indirgemek, ii) Önerilen yaklaşımı yükleme veya tahliye, yakıt alımı, balast işlemleri, demirleme, gemi acil durum eylemleri, kapalı mahalde çalışma, deniz kirliliği önleme gibi kritik gemi operasyonları için test etmek, iii) İnsan hatası ölçümü için geçerli bir yaklaşım geliştirerek gemi operasyonel konseptine uygun çözümler üretmek, iv) Gemi operasyonlarında hataya neden olan odak faktörlere yönelik önleyici (insan güvenirliliği iyileştirici) faaliyetleri belirlemek, vi) Gemi emniyet yönetim sistemi uygulamalarına katkı sağlamak. Bu tezin araştırma planı, operasyonel seviyedeki değişenlerin analizi ile gemi platformunda insan hataları en aza indirgenerek, emniyet unsuru geliştirilebilir kuramsal yaklaşımı üzerine kurulmuştur. Bu tezda izlenecek yöntemin ana hatları kavramsal araştırma, yöntem geliştirme ve uygulama aşamaları üzerine tasarlanmıştır. İnsan güvenirliliği analizinde özellikle kaza nedensellikleri ile genel görev türleri (GGT) ve hata üreten koşullar (HÜK) gibi değişkenler arası korelasyonun araştırılması, gemi platformuna uygun olarak özelleştirilmesi, karar verme yöntemi ile ilgili değişkenlerin ağırlıklandırılması, ağırlıklandırmada tutarlılık ve hassasiyetin artırılması projenin özgün yönleri olarak ifade edilebilir. Bu kapsamda analytik hiyerarşi süreci yöntemi kullanılarak hata üreten koşulların göreceli ağırlıklandırılması sağlanmıştır. Ayrıca, literatürdeki mevcut bir insan güvenirliliği analiz modelinin değişkenleri, denizcilik endüstrisi kaza verilerinin sentezi ile sayısallaştırarak ilgili hata üreten koşullar değerleri yeniden belirlenmiştir. Çünkü literatürdeki mevcut çalışmalarda değişkenlerin koşul tanımları genel yapıdadır ve değişkenler üzerine doğrudan ağırlıklandırma yapılmaktadır. Bu tez kapsamında denizcilik için özgün hale getirilecek hata üreten koşullar (HÜK) yeniden hesaplanırken doğruluğunu ölçmek için farklı gemi tiplerinden farklı kaza örnekleri incelenmiştir. Bu incelemeler neticesinde elde edilen deniz kaza sebepleri tek tek ilgili sınıflara dağıtılmıştır. Bu dağılım neticesinde her bir kaza nedeni ilişkili olduğu HÜK’ ler üzerine önem derecesine gore pay edilmiştir. Bu kapsamda sıralı ağırlıklandırma yöntemi kullanılmıştır. Farklı filo guruplarından (ham petrol tankeri, kimyasal tanker, konteyner, dökme yük ve general kargo gemi filoları) alınan uzman görüşleri neticesi ile sıralı ağırlıklandırma yapılarak HÜK değerleri bulunmuştur. Sonraki aşamada normalize edilen değerler ilk değerler ile bağımsız T testi ile karşılaştırılmış ve doğrulanmıştır. Denizcilik için hesaplanan HÜK değerleri uygulama kısmında kullanılmış ve sonuçları değerlendirilmiştir. Bu kapsamda kimyasal tanker gemisinde propylen oksit yükü tahliyesi analiz edilmiştir. Uygulama gerçek gemi ortamında yapılmış ve gemi kaptanının değerlendirmesi ile operasyon sırasında insan güvenirlirlik analizi yapılmıştır. Sonuçlar çerçevesinde insan güvenilirliği aralığı tespit edilmiş ve bu aralığı aşan değerler için önleyici faaliyet planı geliştirilmiştir. Bu çalışma ile literatüre ilgili hususlarda çözümler önererek, insan hata değerlendirme ve indirgeme yönteminin denizcilik alanında tutarlı bir şekilde uygulanması sağlanmıştır. Özellikle havacılık, demiryolu ya da nükleer enerji sektöründe kendine has geliştirilmiş insan güvenirliliği analiz yöntemleri olmasına karşın denizcilik alanına özgün bir yöntem henüz yoktur. Bu tez ile ortaya konulacak yöntem (MAHRA) ilgili açığı gidermekle birlikte; liman, tersane, açık deniz platformları, petrol çıkarma kuyuları, yüzer-üretim-depolama-yükleme üniteleri gibi benzer alanlarda kullanılması öngörülmektedir. Tez kapsamında yürütülen çalışma ile sıralanan somut hedeflere ulaşılması ve ilgili ölçme ve karşılaştırmalar ile değerlendirilmesi öngörülmüştür. Bu hedefler; i) Gemi operasyonlarında insan güvenirliliğini ölçülmüş ve hata riski en aza indirgenmeye çalışılmıştır, ii) Önerilen MAHRA yaklaşımı ile kritik gemi operasyonları için uygulama fırsatı oluşturulmuştur, iii) İnsan hatası ölçümü için geçerli bir yaklaşım geliştirerek gemi operasyonel konseptine uygun çözümler üretilmiştir, iv) Gemi operasyonlarında hataya neden olan odak faktörlere yönelik önleyici (insan güvenirliliği iyileştirici) faaliyetleri belirlenmiştir, v) Gemi emniyet yönetim sistemi uygulamalarına katkı sağlanmıştır. Sonuç olarak, yukarıda belirtilen önleri ile önerilen çalışma, insan güvenilirlik değerlendirmesi araştırmalarına çeşitli yönlerden yeni bakış açıları getirirken, denizcilik alanında odak bir konuya çözüm üretecektir. Gemilerde insan hata olasılıklarını istenilen düzeylere indirgediğimiz takdirde, uygunsuzların, tehlikeli oluşumların hatta kazaların büyük ölçüde önlenebileceği görülmektedir. Bu yönü ile düşünüldüğünde, önerilen yöntem ile geliştirilecek olan insan güvenilirliği analiz yöntemi, uluslararası denizcilik örgütü ve ilgili denizcilik otoritelerinin stratejik hedef olarak ortaya koyduğu, sürdürülebilir deniz taşımacılığı konseptinin, gereklerini somut olarak destekleyecek bir adım olarak görülebilir. Yürütülen tezin ilk etapta ulusal düzeyde desteklenerek, disiplinlerarası yukarıda sıralanan ilkeler doğrultusunda çalışmanın sürdürmesi ile birlikte kısa vadede olgunlaştırılan denizcilikte insan güvenilirliğinin bilgi tabanlı ölçümü ve hassasiyet düzeyi kavramları, orta ve uzun vadede denizcilik otoritelerine yeni bir emniyet konsepti (gemi personeli güvenilirlik indeksi gibi) olarak sunulması ile ülkemizi uluslararası düzeyde denizcilik bilgi ve teknolojileri konularında çözüm öneren noktaya taşıyacaktır. Bu kapsamda tezin ortaya koyduğu teorik çalışmanın gemi platformunda insan güvenirliliğinin sürekli izlemesi için önerilen yaklaşımı kullanıcı arayüzü yazılımı ile desteklemesi çalışmanın sonraki etapları olarak planlanmaktadır.Recently, investigation of the human performance affecting factors has become one of the focal subjects of industrial and academic organizations. There are ongoing extensive studies about it in industries such as nuclear energy, petrochemical industry, health services, medical, defence industry, electronic systems and transportation. Despite the fact that marine incidents that happen and hazards occur on ships mostly on human factor, it is seen that there is not a sufficiently novel study that can meet the needs of maritime industry. In recent years, it is observed that international authorities such as IMO (International Maritime Organization), ILO (International Labour Organization), IACS (Ship Classification Societies e), etc. increased their studies. As statistical studies point out that human error proportion reaches 80% level and the problem becomes obstinate, the subject of human safety analysis on ships is chosen. Because of that this study is parallel to expectation of a solution to this problem of maritime industry decision-makers and their stakeholders. The purpose of this thesis is to develop an unique human reliability analysis approach on-board ship based on a decision-making model proposal in order to eliminate and minimize the human error during critical shipboard operations. This approach, additionally contributing current human reliability analysis methods in academic literature, will be applicable on vessel fleets such as container, chemical tanker, petrol tanker, LGP tanker, bulk. With the study under this thesis, it is predicted to reach solid targets mentioned below: i) To minimize the error risk by assessing human reliability in shipboard operations, ii) To test proposed approach for critical shipboard operations such as loading or discharging cargo, bunkering, ballast operations, anchoring, shipboard contingency actions, working in enclosed space, maritime pollution prevention, iii) To create available solutions for shipboard operational concept by developing a valid approach to human error assessment, iv) To determine preventive actions (that improves human reliability) against pivotal factors that cause errors in shipboard operations, vi) To contribute to ship safety management system practices. In human reliability analysis study of correlation among variables especially with incident causalities generic task types (GTT) and error producing conditions (EPC), suitable customization to ship platform, weighting of variables related to decision-making method, consistency in weighting and increasing sensitivity can be mentioned as original aspects of the project. In other words, EPC values will be re-determined by quantifying variables of an existing human reliability analysis method (HEART) with synthesis of human factor analyse and classification system (HFACS) approach. Also, this thesis proposes a smart solution utilising analytic hierarchy process (AHP) technique to weight the importance of each EPC since they are weighted from 0 to 1.Because term descriptions of variables of existing studies in literature are in general structure and direct weighting is implemented on variables. With this study, via offering solutions to related points, implementation of management of human error analysis and reduction technique will be consistently provided in maritime industry. Specially, even though there are peculiar, developed human reliability analysis methods in aviation and railway as well as nuclear industries, there is no unique method for maritime industry yet. With the method presented by the thesis will both satisfy this requirement and it is expected to be utilized in similar sectors such as ports, shipyards, off-shore platforms, etc. To keep contact with academic and industrial experts to contribute researchers` careers. As a result, proposed thesis with these aspects, will be providing new perspective to human reliability assessment researches and will provide marine-specific HRA in transportation industry.DoktoraPh