核动力厂人因工程设计(HAD 102-21-2021)WORD版本.docx
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1、核安全导那么HAD 102/21-2021核动力厂人因工程设计(国家核安全局2021年12月17日批准发布)国家核安全局核动力厂人因工程设计一完成任务所需的人或组织之间的协作.(3)特定的人因工程设计原那么和人机接口设计指南,用于 制定对供应商的技术规范,并将其纳入供应商的人因工程规范.2. 3. 4在设计阶段,人因工程应考虑给工程设计提供以下输入:(1)因设计开展和标准变化而更新的人因工程要求;(2)特定的人因工程设计原那么以及人机接口设计指南,用 于规范核动力厂和工作场所的设计与布局、人机接口部件及结构;(3)用于维护和试验的特定的人因工程设计原那么和人机接 口设计指南;(4)关于人员效能
2、的新设计或设计修改的潜在影响,以及规程和培训的开发;(5)通过以可用性测试和对原型和概念的用户审查形式进行的早期人因工程分析,对用户反响进行的收集和分析;(6)对支持安全关键任务执行的运行规程的范围、内容和可用性的深入分析;(7)对培训范围和内容的深入分析。2. 3. 5在设计实现阶段,人因工程应考虑给工程设计提供以下输入:(1)根据先前确定的人因工程设计原那么和适用的人因工程设计法规、标准和导那么,验证设计实现;(2)验证设计实现,以确保在设计中提供执行任务所必需 的所有信息与控制;(3)从人因的角度进行确认,以确定人机接口设计及其机 -6-核动力厂人因工程设计械设施在多大程度上有助于核动力
3、厂安全运行;(4)从人因的角度进行确认,证实在概率论和确定论安全 分析中的重要人员任务的可行性;(5)确认人因工程分析以及用于设计的人因工程输入符合 人因工程大纲和监管预期。2. 3. 6在整个设计过程中,应考虑技术的约束条件(如可用 性、可靠性、适用范围以及人员对技术的普遍的接受程度与熟悉 程度)例如:尽管人们在日常生活中己接受了数字技术,设计 者仍需考虑采用虚拟现实或增强现实是否给人带来困难.2. 3. 7人员效能监测应在运行与维护阶段进行,以验证设计 阶段的分析与假设在核动力厂的整个生命周期依然有效。1.3. 8用于分析、设计、验证与确认的人因工程活动应在整 个工程设计阶段迭代执行.2.
4、 3. 9支持分析、设计、验证与确认的人因工程活动大多需 要协作完成,应由一个具备人因工程专业知识的多学科团队来共 同完成.人因工程分析、设计、验证与确认活动的结果应传递给 参与设计的相关单位和部门,以便进行正确处理。3. 3. 10人机接口及其功能应作为统一整体的一局部进行处 理,而不仅仅是控制器、指示器、系统的离散组合。3分析3.1. 运行经验评审4. 1. 1应对具有重要安全影响的事件进行调查,以查明其直接原因和根本原因,包括与设备设计、运行与维护、人员或组织核动力厂人因工程设计因素有关的原因.4.1. 2从事件分析得到的数据与结论应作为新建核动力厂设 计或现有核动力厂改造的人因工程输入
5、。3.1. 3运行经验评审应提供关于当前工作实践的信息,目的 如下:(1)评估计划变更的潜在影响;(2)评估当前设计中的运行问题和困难,这些问题可能需要在核动力厂升级和设备改造过程中解决;(3)评估与仪控系统和人机接口技术的设计选项相关的工 业经验对提高核动力厂安全和效率的潜在作用。3. 1.4运行经验评审过程中,效能和设计的正面和负面经验 都应进行分析。3.1. 5运行经验评审应考虑以下因素:(1)核动力厂运行经验评审中识别出的适用于人因工程的 相关问题;(2)从核动力厂工作人员识别出的经验中所获得的技术分 析;(3)其他核动力厂及其他工业运行经验评审中识别出的问 题。3.1. 6应考虑以下
6、运行经验数据:(1)是更重大事件的前兆或促成因素的小问题,例如:未遂事件或低级别事件;(2)能够说明可靠性下降的不利趋势;(3)需要进行设计改进的根木原因数据;-8-核动力厂人因工程设计(4)组织文化中可能会影响未来运行造成问题的证据;(5)纠正措施与实施;(6)重复发生的事件;(7)维护实践的评审;(8)行业良好实践,2功能分析1. 2. 1应针对所有核动力厂状态进行功能分析,以确保完成 核动力厂安全运行所必需的功能得到明确的定义和充分的分析.3. 2. 2功能分析应提供说明,以便于理解人在核动力厂控制 过程中的角色。4. 2. 3应通过功能分析确定人完成运行目标所需要的信息(例如:功能何时
7、需要、何时可用、何时运行、何时到达目的或 终止)与控制。5. 2. 4功能分析应提供执行功能所需的时间和性能要求及限制条件.6. 2. 5功能分析应考虑人、技术和组织因素。7. 2. 6应通过功能分析确定与维持核动力厂安全运行相关的 高层次验收准那么。8. 2. 7以下内容应作为功能分析的一局部进行分析并存档:(1)确保核动力厂安全运行的高层次功能;(2)高层次功能与执行这些功能的核动力厂系统之间的关系(例如:核动力厂配置或“成功路径”);1 “成功路径”是所选构筑物、系统、设备的一个组合,该组合能高度确保核动力厂在事故发生后成功地到达安全状态,-9-核动力厂人因工程设计(3)将高层次功能分解
8、为可自动执行、手动执行或手/自动 执行相结合的低层次功能;(4)确定人与自动控制的角色与职责的框架.3. 2. 8实现高层次功能所需系统及过程和成功路径所需人员 行为的组合应作为功能分析的局部进行存档。3. 2. 9核动力厂功能、系统以及支持系统之间存在的相关性 应作为功能分析的一局部进行存档.3. 3功能分配3. 3. 1应针对所有核动力厂状态进行功能分配,以确保实现 核动力厂安全运行所必需的功能得到充清楚确的定义和恰当的 分析。4. 3. 2进行人与自动控制的功能分配时,应考虑到人的能力 (例如:改进能力、灵活性、判断与状态探查的能力)和机器的 优势(例如:复杂操作的快速性与并行处理能力)
9、.5. 3. 3进行功能分配时应考虑人、技术和组织因素.6. 3. 4设计团队应利用工艺过程知识、当前工业技术、运行 经验以及人员效能的优势和弱点,将功能分配给人和自动控制 (如硬件和软件等)。7. 3. 5功能分配应利用核动力厂控制系统的功能分析,建立 控制过程的功能分配,可按以下方式分配:(1)分配给人,如手动控制(无自动控制);(2)分配给自动控制系统,如全自动控制和非能动控制;分配给人与自动控制的组合,例如:一共同操作,即:一个功能的某些方面为自动执行,其他-10-核动力厂人因工程设计方面那么是手动操作;一经过批准或授权的操作,即:当得到人员许可且条件允许时,功能通过自动控制实现;一例
10、外操作,即:功能通常通过自动控制实现,除非有特 别预定义的情境或必须要手动操作的情况。3. 3. 6在功能分配时,除了考虑人的能力,还要考虑诸如技 术是否可被人接受、系统响应的及时性、纵深防御等因素。3. 3. 7如果控制功能的实现需要将重叠和冗余的职责分配给 人和自动控制(例如:将对于自动控制系统的监视并维持监督控 制的责任分配给人),那么应对该分配进行记录并存档。3. 3. 8对于所有功能,人员任务的性质和范围应进行记录并 存档。3. 3. 9应分析不同运行状态和事故工况下的功能分配。3. 3. 10功能分析与分配应考虑严重事故管理指南实施的要 求.3. 3. 11功能分配应可从功能追溯至
11、相关系统或部件.3. 4任务分析3. 4. 1任务分析的方法应考虑核动力厂状态和与此任务相关 的运行和维修班组人员,如反响堆操纵员、汽机操纵员、值长、 现场操作员、安工、运维人员。4. 4. 2任务分析应考虑人、技术和组织因素(如领导、管理 和沟通).5. 4. 3任务分析应对人员执行任务相关的身体活动与认知活动进行分析并存档。-11- 核动力厂人因工程设计6. 4. 4任务分析应从任务执行者的角度来分析任务内容及其 关系。7. 4. 5由于核动力厂个体的角色与活动的宽泛性,任务分析 应确定分析的范围,一般包括以下内容:(1)不同地点(例如:主控制室、辅助控制室、就地控制站、应急控制中心)需要
12、执行的任务;8. )取决于核动力厂状态的不同任务;9. )需要个体完成的任务和/或需要在不同组织(运行、维 修、规程编制、计算机系统工程)和相关方之间沟通协作的任务;10. 必须要在时间压力或恶劣的环境条件和背景下执行的 任务,或对安全至关重要但很少被执行的任务。11. 4. 6在确定需要进行分析的任务时应考虑风险与安全因素, 包括以下任务:12. 对人员造成职业风险的任务;13. 安全分析中置信的任务;14. 从运行经验中识别出的具有挑战性的或易于出现失误 的任务;15. 操纵员确定为高难度任务,且未制定自动实施计划;16. 对于维持核动力厂处于安全状态或事件发生后将核动 力厂恢复至安全状态
13、具有关键意义的任务。17. 4. 7任务分析应分析对报警的响应,以及操纵员从控制室 下达的监视和维护任务.18. 4. 8任务分析的结果应有助于识别以下内容:(1)对安全有影响的预期人员任务和潜在的人员失误;-12-核动力厂人因工程设计(2)关于如何执行每项任务的期望,预期的任务效果,任务的人员效能的可靠性评估;(3)安全关键任务的防失误措施;(4)各项任务的开始与终止条件以及受影响的安全功能;(5)执行任务和子任务的顺序;(6)人员需求(如组织方面、人员配置、资质与培训),设备需求(如人机接口、专用工具、防护服),文件需求(如程序、工艺流程和操作指南);(7)人员效能要求和限制(如时间、准确
14、性和独立验证);(8)所需的通信系统及其使用。19. . 9任务分析时应考虑以下信息来源:(1)文件(如供应商文件、技术规范、已有程序、手册和培训教材);(2)来自专家的信息,包括设计团队专家、有类似核动力厂运行经验的运行人员、相关方以及其他行业专家;(3)通过排演、推演分析以往系统和相似核动力厂执行的任务,以及与正在开发的系统有关的任务;(4)运行经验评审的数据(考虑与参考设计的差异);(5)用户需求数据;(6)其他用做人因工程设计输入的数据(如功能分析与分配、重要人员任务处理);(7)来自模拟机研究的数据;(8)国内外相关的人因工程标准.20. 4. 10应论证任务分析所使用的技术选项的适
15、用性。-13- 核动力厂人因工程设计21. . 11应评估任务执行需求对人员可靠性的影响。22. . 12对任务分析输入进行收集、列表和分析的一系列过程应存档.23. . 13任务分析是一项协作活动,应由具备人因工程专业知 识和运行专业知识的多学科团队来共同完成。24. 4. 14任务分析结果应传递给参与设计的相关单位和部门。3. 4. 15任务分析结果可直接用于支持人的失误评估.3.4. 16应特别针对重要的认知活动(如决策、问题解决、记忆、注意力和判断)进行任务分析.3.5. 17当仅对文件(如规程)进行书面分析缺乏以确定任务可否执行时,可通过实物模型仿真、核动力厂实地考察、局部任 务模拟
16、机或全范围模拟机支持的模拟,来确定任务在真实场景中 的可行性。3.6. 18任务分析应包含对错误进行分类的方法,该方法至少 能得出每项任务潜在的疏忽/遗漏错误和执行错误,包括决策错 误、沟通错误.3. 5人员配置、组织和资质的分析3.7. 1应分析人员配置、组织架构、人员资质对重要人员任 务的影响,以确定人员需求数量、组织交互和人员资质。3. 5. 2对于运行核动力厂的改造或新建核动力厂,应进行人 员配置、组织和人员资质的分析,考虑相较参考核动力厂的所有 变更,这些变更可能会影响:人员任务的安全执行;人的工作负荷;-14-核动力厂人因工程设计(3)使每个团队成员的贡献与团队任务相一致的能力;(
17、4)负责检查任务进度(例如:检查操纵员在控制室和就地执行的行动)的个人的独立性与合作性;(5)对任务及其作用的认识,以及人对任务的接受度。3. 5. 3人员配置、组织和资质分析应涵盖执行影响安全任务的所有团队(见3. 4)。这包括所有运行值、服务支持团队、应急 准备与响应团队.分析应识别并评估这些团队在人员配置、组织、 资质方面的需求。3. 5. 4人员配置、组织和资质分析应评估与参考核动力厂的 组织和技术差异的影响。3. 5. 5人员配置、组织和资质分析的输入应包括:(1)运行状态和事故工况下的运行概念方案;(2)设计需求;(3)任务需求;(4)监管要求;(5)运行经验;(6)重要人员任务的
18、处理(例如:对重要人员任务的处理可能确定需要启用两人规那么,以确保可靠地完成某些任务)。3. 5. 6任务分析应用于支持对团队角色、需求、责任及必要 输出的定义。3. 5. 7在给团队成员分配个体任务时应考虑以下几点:(1)分配给每个成员的任务清晰明了;(2)任务分配的依据是确定的、合理的;(3)在所有运行工况和事故工况下,每个成员的工作负荷-15-核动力厂人因工程设计(2021年12月17日国家核安全局批准发布)本导那么自2021年12月17日起实施本导那么由国家核安全局负责解释本导那么是指导性文件。在实际工作中可以采用不同于本导那么的方法 和方.案,但必须证明所采用的方法和方案至少具有与木
19、导那么相同的安全 水平。核动力厂人因工程设计是合适的;(4)在白班和夜班团队间分配任务时,应考虑对人员效能的影响;(5)不同运行工况下的任务应以某种方式分配给团队成员, 这种方式要确保职责的连续性,并保持个人与团队的情境意识。3. 5. 8任何人员配置的减少都应通过建模、分析以及全范围 仿真试验评估其对安全的潜在影响。3. 6重要人员任务处理3. 6. 1重要人员任务和动作应通过概率论或确定论的安全分 析来识别。4. 6. 2确定重要人员任务的基本方法应同时考虑运行状态和 事故工况下的响应。5. 6. 3支持人因工程在设计中应用的分析可采用定性或定量 分析的形式.6. 6. 4至少应对安全分析
20、中置信的操纵员任务与动作进行分 析,包括影响效能的相关因素.应确认设计方案能满足与人员效 能相关的安全要求。7. 6. 5无论采取什么方法识别重要人员任务,设计、规程、 培训、人员配置水平和运行概念应支持重要的人员决策与动作。8. 6. 6核动力厂改造可能会改变重要人员任务的执行方式。 所有核动力厂改造都应评估相关的重要人员任务是否仍然能够 可靠地执行.-16-核动力厂人因工程设计4设计4. 1总那么4. 1. 1必须在核动力厂设计过程初期就系统地考虑人因(包 括人机接口),并贯彻于设计全过程.4. 1.2设计必须支持运行人员履行职责和执行任务,并必须 限制操作过失的可能性及其对安全造成的影响
21、.设计过程必须适 当考虑核动力厂布置、设备布置、以及包括维修程序和检查程序 在内的有关程序,以便于在核动力厂各种状态下运行人员和核动 力厂之间的互动。4.1. 3人机接口的设计必须能按照决策所需时间和行动所需 时间给操纵员提供全面且易于管理的信息.向操纵员提供的用于 决策和行动所需的信息必须简洁明了且无歧义.4. 1.4应采用结构化方法开展人机交互设计,可进行概念设 计、备选人机接口方法的识别和选择、详细设计,以及必要时开 展人机接口测试和评估。4. 1.5应将纵深防御的理念应用于人机接口设计,以保证故 障一旦发生可以被探杳到,并可以通过采取适当措施进行弥补或 纠正.4. 1.6设计应采用以人
22、为中心的方法,从执行相关功能和任 务的人员的角度来考虑设备和系统。4. 1.7人员、技术(包括硬件和软件)、工作环境以及使用的控制、运行和管理策略,应在设计全周期的所有阶段予以考虑(按 照集成的和系统的方法).-17-核动力厂人因工程设计4. 1.8设计应考虑人机接口信息如何在不同组织人员(例如: 主控制室人员和其他应急响应设施人员)之间进行传递、交换和 使用.4. 1.9设计应考虑必要的约束,并确保设计的灵活性,以便 采用不同的控制和运行策略来应对不同的核动力厂状态和运行 模式。4. 1. 10应通过如下检查,为运行人员和组织弹性2提供设计 考虑:(1)是否恰当地为假设始发事件的响应分配了自
23、动动作;(2)人机接口是否能够支持预测并响应一个非预期事件;(3)人机接口是否提供预期突发中断或故障条件下渐进式 变化的有关信息(例如:使用预测性显示);(4)是否提供额外的工具和设备及其放置场所;(5)营运单位通过核动力厂系统对严重事故的响应而实施 的“压力测试”,是否为操作人员如何将设备用于不同于最初目的 而是为了保护裂变产物边界提供了分析;(6)当一个事件开展后,是否必须采用不同运行策略以达 到安全状态;(7)设备能否超越设计意图,以支持其他不同的策略(例 如:使用消防系统带出余热).4. 1. 11人机接口设计输入4. 1. 11. 1应从设计早期阶段(见第3章)的以下分析中识别2指组
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