人因可靠性分析
——CREAM 模型

◎姚義東

一、引言

安全是一個永恒的話題，影響安全的最重要的因素就是人為因素。據統計，核電廠中由人為因素影響所造成的系統失效的事故約占50%-70%；海上石油鉆探由人為因素影響的約占70%；而在過去幾年的空中交通事故中74。3%是人為因素造成的。因此，一個簡單有效的分析人為因素對不安全事件發生的影響的方法模型是很重要的。

人因可靠性分析（HRA）源自于人因工程學，HRA 以人因工程、認知科學、系統分析、概率統計、行為科學等作為理論基礎。是一種對人因可靠性定性、定量研究的方法。HRA 是一種關于某個特定系統中的人在某個特定時間完成任務概率的研究方法。其目的是對系統運作中，由人為差錯所導致的風險概率進行評估以及選擇降低對人為差錯對系統的影響。

隨著各行各業日益發展，所面臨的安全問題愈加凸顯，人因可靠性分析（HRA）也得到了人們的重視。其中HRA 依照時間和研究的側重點被分為第一代人因可靠性分析方法以及第二代人因可靠性分析方法。第一代人因可靠性分析法是在二十世紀八十年代左右提出的。第一代HRA 著重于研究人的行為理論以及人為失誤方法的研究。是利用結構化的模型以及一些數學計算所得到的數據結論；第二代人因可靠性分析法是在二十世紀九十年代左右提出的，該方法是對第一代人因可靠性分析的一種改進。初步建立了人的認知過程模型，第二代HRA 著重于在特定的環境下，通過分析環境、操作員以及設備等人為差錯的誘因，描述人為差錯產生機理。從而確定人因可靠性以及對人因可靠性的提升的研究方法。

以下是幾種人因可靠性分析法比較具有代表性的方法：

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CREAM 方法具有兩個特色：該方法強調情景環境對人的行為影響，結合了共同績效條件（CPC）中的環境要素，給出共同績效條件（CPC）水平影響人的可靠性的獨立認知模型和框架并具有雙向的追溯和預測的分析能力。也可對人因失誤概率進行定性、定量的預測分析。

二、CREAM 的共同績效條件和績效可靠性

CREAM 方法將人完成任務時所處的情景環境對人的認知控制和不同認知活動中的效應的影響因素分為九大因素。這就是共同績效條件（CPC）。其中，每一個因素稱為一個CPC 因子，這些CPC 因子被劃分為幾個不同的等級，并且對人的績效會產生三種不同水平的影響：改進、降低以及不顯著。并且每個CPC 因子都有其對應的認知功能權重如下表2 所示：

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三、CREAM 的追溯分析法

人因失效事件往往不是因為動作的差錯，有些情況中，即使執行的動作正確，但是所產生的的效果可能與預期相反。在一個系統中，往往不是由于一個動作的差錯或者一個設備的失效而導致整個系統出現崩潰。是各項失誤導致超出了系統的承受能力，從而導致整個系統崩潰，出現事故。因此，分析人因失誤事件的根本原因，找到人對所處情景的錯誤認知或者特殊環境中做出的錯誤決策是CREAM 模型追溯分析法的目的。

1.失誤模式和前因分類組。

CREAM 中將失誤分為可觀察性失誤和不可觀察性失誤。可觀察式失誤是指具有外在表現形式的失誤即失誤模式（Error mode）。不可觀察性失誤是指不具備外在的表現形式的失誤即人的思維失誤。CREAM 將失誤模式分為八類：時間、歷程、力量、速度、方向、距離、序列、目標。

CREAM 將不可觀察性失誤稱為前因。分為三大類：與人有關的前因、與技術有關的前因和與組織有關的前因。這三類也正是導致人因失誤發生的重要因素。人有關的分為五類：觀察、解釋、計劃、人的臨時性功能以及人的永久性功能。技術有關的分為四類：設備、規程、臨時性界面問題以及永久性界面問題。組織有關的分為五類：通訊、組織、培訓、環境以及工作條件。以上的14 類前因也稱為前因分類組。

2.追溯分析。

CREAM 的追溯分析是以失誤模式為起點，通過對應的8 類失誤模式和14 類前因分類組找到可能的前因，再追查下去，從而找到根本原因。以下是追溯分析的具體步驟：

（1）根據人為差錯的外部表現確定失誤模式的類別。

（2）根據前因分類組，依據具體情況綜合考慮CPC 因子進行分析，找出可能的前因作為追溯性分析的起點。

（3）作為一種結果，對其前因的進行追溯，逐步向前尋找可能的具體前因當做根原因；尋找合理的前因當選定多個前因時，就增加新的分支。反之，沒有合理的前因就停止該前因分支的分析。

（4）當一個前因分支分析結束后，就繼續分析下個分支的前因，直至所有分支結束。

追溯分析的結果得到的所有前因都有可能是該事故的根原因。

四、CREAM 的預測分析法

CREAM 預測分析是對人的認知活動可能發生失效的概率進行預測。它包括基本法和擴展法兩種分析法。

1.基本法。

CREAM 法提出四種類型的認知模型：混亂型、機會型、戰術型和戰略型。通過分析事故，并歸納為四種認知模式中按照不同的人的績效可靠性進行從高到低的順序排列。

基本法是依照任務的特定的情景環境來確定CPC 因子水平，綜合確定人完成該任務的認知控制模式，從而得出出現系統失效的概率。基本法的具體步驟：

（1）任務分析，建立事件序列。

（2）評價CPC，根據環境對九種CPC 因子進行評價，確定績效可靠性期望。并且根據實際情況對CPC 的某些數值進行修正。

（3）確定可能的認知控制模式。根據CPC 因子的評價結果記錄各績效可靠性期望之和，如圖1 所示，對照找出控制模式類別。

（4）預測失效概率。根據查得的認知控制模式對照表3 得出可能發生失效概率的區間。

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2.擴展法。

CREAM 將認知功能歸納為四類：觀察、解釋、計劃和執行。擴展法主要是進一步分析人在完成任務過程中的認知活動和可能的認知功能失效。首先得到認知功能的失效概率基本值如表4所示。然后綜合考慮環境中CPC 因子對基本值進行修正，從而對發生失效概率進行預測。

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擴展法的步驟如下：

（1）任務分析，認定認知功能。

（2）評價CPC 的因子水平，確定績效可靠性期望。

（3）分析得出認知功能失效模式，得出13 種失效模式中最可能的模式。

預測分析失效概率。先由表4 查出基本值，記為CFP 標定。評價CPC 對CFP 的影響，由圖1 確定控制模式再由表3 查得平均權重因子值得出CFP 修正=CFP 標定×平均權重因子。從而得出該事件發生失效的概率。

五、總結與展望

CREAM 方法雙向分析，包含追溯性分析和預測性分析。對于我們對人為差錯的預防與追溯原因有著很重要的意義。作為第二代HRA 的代表方法之一，我認為CREAM 方法是一種很好的應用方法，對事故的總結反思以及事件可行性（失誤事件發生的概率）有著很有效的指導性。