Jag ska här berätta om en självbiografi skriven 1998 av Alphonse Chapanis (1917–2002), en av de verkliga pionjärerna inom Human Factors.

Chapanis var från början utbildad psykolog och började sin karriär på Aero Medical Laboratory på Wright-Patterson Air Force Base i Dayton, Ohio 1942–46. Han fick där tidigt i uppdrag att titta på varför piloter så ofta fällde in landnings-stället istället för klaffen efter landning.

Chapanis fann att dessa misstag ofta gjordes med B-17 bombplan och han inspekterade cockpit.

Han fann att “gear” och “flap” manövrerades med identiska spakar placerade mycket nära varandra. Chapanis fann att olyckorna inte var ”pilot error” utan ”design error”. Han rekommenderade att spakarna separerades och att de utformades med symboliska formar. Hans idéer är idag självklara.

År 1942 började han jobba med ett annat problem. Piloter som flög attack-flygplanet A-20 blev ofta flygsjuka.

Efter att ha provat flera hypoteser kom man fram till att det berodde på huven vilket blev särskilt tydligt under lågflygning där horisont och föremål på marken ”dansade runt” orsakat av optisk förvrängning i huvens plexiglas. Förvrängningen gjorde att besättningen missade sina mål och att de blev flygsjuka. Även om Chapanis arbete ledde till rekommendationer i ”the Handbook of Instructions for Aircraft Designers” blev han aldrig nöjd med vad han gjort. Han försökte hitta en metod att mäta förvrängningen och på så vis kunna göra en specifikation men lyckades aldrig fullt ut. I sin biografi skriver han att nu, 55 år senare, tror han sig veta hur han skulle gjort för att lyckas!

År 1946 sammanfattade han själv sina militära år med att han inte åstadkom mycket av värde. Han menade att det fanns alltför lite tid och resurser och att hans militära chefer krävde för snabba resultat. De var ointresserade av de data forskningen kunde ge utan sökte enbart praktiska tillämpningar. När Chapanis 50 år senare ser tillbaka på detta har han en annan syn. Han inser nu att kriget måste vinnas och han är tacksam att han kunde bidra. Han menar också nu att det viktigaste är att lösa de praktiska problem som människor har. Det är ett tema som återkommer i boken.

Efter kriget arbetade Chapanis med forskning 1946–1958 på Johns Hopkins University. Han var bl.a. med om att ta fram en utrustning som presenterade bäring i siffror på en radarskärm. Tidigare hade bäringen avlästs på en skala runt skärmen.

Han var med om att skriva den första handboken inom Human Factors; ”Applied Experimental Psychology: Human Factors in Engineering Design” som publicerades första gången 1949. En utgåva från 1962 med 450 sidor finns tillgänglig som e-bok här: länk till bok

Chapanis tar upp en detalj som han är mycket nöjd med. Han ville visa skillnaden mellan ”variable and constant errors” och eftersom Chapanis var skytt blev detta resultatet:

Till vänster – ”small mean error, large standard deviation”
Till höger – ”large mean error, small standard deviation”

Jag tror den illustrationen används än idag!

På 50-talet arbetade Chapanis för Bell där man planerade för att sluta tillverka telefoner där numret slogs med en roterande skiva för att istället använda knappar. Flera olika sätt att placera knapparna provades innan Chapanis tagit fram den knappsats för telefoner som ännu används i dagens mobiltelefoner!

Chapanis arbetade också som konsult för industrin och han tar upp några tankar kring skillnaderna. Som forskare på universitet är det viktigt att erkänna upphovsrätt. Samtidigt vill en forskare göra sina resultat tillgängliga för andra. Som forskare för ett företag har företaget full rätt till det forskaren producerat och resultatet ses som affärshemligheter som inte får spridas. Chapanis verkar ändå ha uppskattat företagsvärlden och återvänder ännu en gång till att forskning lätt producerar data och teorier som inte leder till att verkliga problem kommer närmre sin lösning.

Chapanis är en av de verkliga pionjärerna inom Human Factors och han var verksam under väldigt lång tid. Han arbetade också som konsult, bl.a för IBM under 36 år, till en ålder av 79 och slutade motvilligt pga att kroppen började ge upp. Han hade svårt att gå och hörde dåligt. Trots detta gjorde hans erfarenheter som sjukhuspatient att han skrev artiklar om brister ur human factors-synpunkt på sjukhusen!

Självklart innehåller boken mycket mer än de få exempel jag tar upp här men den är tyvärr bitvis ganska tråkig med långa uppräkningar av resor, konferenser och möten. Det mesta har jag bara skummat översiktligt. Det finns delar som är intressanta och jag har försökt ta upp några här men jag kan ändå inte rekommendera ett köp av boken om man inte är väldigt intresserad.

Avslutningsvis vill jag delge två citat där Chapanis menar att nyckelordet är ”design” därför att det är detta som skiljer Human Factors från psykologi, fysiologi och antropologi. Forskning som inte är inriktat mot design är enligt Chapanis inte Human Factors.

1. Human Factors enligt Alphonse Chapanis?
• ”Human Factors (Ergonomics) is a body of knowledge about human abilities, human limitations and other human characteristics that are relevant to design.”

2. Vad en Human Factors-specialist gör enligt Alphonse Chapanis?
• ”Human Factors Engineering (The practice of ergonomics) is the application of human factors (ergonomic) information to the design of tools, machines, systems, tasks, jobs, and environments for safe, comfortable and effective human use.”

Detta är en fortsättning på ett tidigare inlägg. Där tittade vi på en hazard (riskkälla); ”Large CAT Fixed wing aircraft – Take-off/ Departure Operations” och den händelse vi oroar oss för är ”Aircraft does not accelerate or take-off as expected”.

Ett av de hot som kan trigga händelsen var “3. Flt Crew commence take-off from incorrect point on runway (or from taxiway) due to a loss of situational awareness.”
Nu ska vi använda vår Bowtie för att lista olika sätt att kontrollera detta hot. Vilka åtgärder kan vi göra för att kontrollera risken?

UK CAA har här hittat hela nio kontroller:
• Aircraft Operator ensures Flt Crew have reference to appropriate charts
• Flt Crew establish an accurate shared mental picture via pre-taxi briefing
• ATCO issues understandable routings using standard phraseology
• Flt Crew maintain SA (Situational Awareness) via reference to clear and unambiguous aerodrome signs, markings and AGL
• Flt Crew maintain SA through effective monitoring practices (and contact ATCO if SA uncertain)
• ATCO detects and recognises taxiing error via visual or electronic monitoring
• Flt Crew reference to electronic navigation tools (e.g. position alerting device)
• Flt Crew detect and recognise problem via adherence to runway entry related SOPs (e.g. cross-checking and visual checks)
• Flt Crew detect and recognise problem via hold point TORA signs and take appropriate action

Ni som är piloter känner naturligtvis igen detta. En del av dessa kontroller har flygbolaget möjlighet att själv se till att det finns på plats. Detta är ju en generell Bowtie och alla kontroller är kanske inte möjliga att anordna (såsom ”electronic navigational tools”. Andra ligger ju utanför flygbolagets kontroll – det ligger alltså på ATS. För ett flygbolag som tänker sätta upp en linje till ny destination kan då en sådan här Bowtie vara en hjälp då man gör sin flygsäkerhetsbedömning. Man kanske bör besöka ATS och studera deras utrustning och arbetssätt för att se vilka kontroller man kan räkna med på just denna flygplats. Ganska självklar blir här referensen till Linate-olyckan där det lokala ATS inte kunde leva upp till alla kontroller ovan.

Om alla kontroller finns på plats innebär det en väsentligt reducerad risk för att just detta hot; “3. Flt Crew commence take-off from incorrect point on runway (or from taxiway) due to a loss of situational awareness.” ska bli en orsak till att; ”Aircraft does not accelerate or take-off as expected”. I modellen finns naturligtvis kontroller även för de andra hoten.
Sedan finns det kontroller även på andra sidan händelsen. Dvs, även om alla kontroller saknas eller fallerar och den oönskade händelsen inträffar så innebär det ju inte att olyckan är ett faktum. För denna hazard har UK CAA listat tre konsekvenser.

En av dessa är; ”Insufficient rate of climb after take-off resulting in collision and fatalities” och här har man fyra kontroller:
• Flt Crew detect and recognise problem via unexpected aircraft response and take appropriate action (e.g. RTO / apply full thrust)
• Flt Crew recognise poor performance and apply emergency thrust/ climb techniques
• Safety margin built into the TODR calculations (e.g. factored calculations)
• Aerodrome Operator provides obstacle free clearway

Även här ligger möjligheterna att påverka kontrollerna dels hos flygbolaget och dels hos flygplatsen.
Det är ju lite arbete med att skapa en sådan här Bowtie. En fullständig Bowtie innehåller betydligt mer än de smakprov jag visar här. De mallar som UK CAA tagit fram och visar upp på sin hemsida är en fantastisk service för den som vill börja arbeta med modellen. Det är ju betydligt enklare att ta en mall och anpassa den efter egna förutsättningar än det är att börja helt från noll.

Jag tänker mig att efter att grundarbetet är klart så är modellerna till stor hjälp och kan spara tid. Ett exempel har jag redan tagit upp – att göra en flygsäkerhetsbedömning för en ny destination. En annan användning kan vara vid utredning av en incident – det går enkelt att se om incidenten visar på ett nytt, tidigare inte identifierat hot eller om det är ett känt hot där en riskkontroll inte fungerat som tänkt.

Jag tänkte här kort beskriva hur Bowtie-modellen kan användas för att bedöma och hantera risker. Modellens ursprung är något oklar men modellen började användas i större omfattning efter olyckan på den brittiska oljeplattformen ”Piper Alpha” i Nordsjön 1988. Den utvecklades i början av 1990-talert som en bolagsstandard av oljebolaget Shell men har sedan spridit sig till även andra branscher. Jag har stött på modellen bl.a. under min utbildning i flygsäkerhetsbedömningar på Eurocontrols skola i Luxemburg och den användes flitigt under min utbildning i Barcelona nyligen (Human Factors in Flight Safety – länk).

Bowtie (engelska namnet på en ”fluga”) har fått sitt namn eftersom modellen ofta liknar en fluga då den ritas upp. Modellen känns nära besläktad med Reasons Swiss Cheese model och bygger på en liknande syn på olyckor, hur de uppstår och hur de kan förhindras.

En enkel beskrivning av modellen är att i mitten finns en ”top event” (farlig händelse) som är förknippad med en ”hazard” (riskkälla). Den vänstra delen är en förenklad ”fault tree analysis” (felträdsanalys) medan den högra sidan är en motsvarande ”event tree analysis”.

Luftfartsmyndigheten i Storbritannien har på senare tid, och i samarbete med olika aktörer inom luftfarten, tagit fram ett antal mallar för bowtie och dessa går att hitta här – länk. Jag tänker använda en av dessa modeller för att beskriva modellen lite mer detaljerat.

Riskkällan här är ”Large CAT Fixed wing aircraft – Take-off/ Departure Operations” och den händelse vi oroar oss för är ”Aircraft does not accelerate or take-off as expected”. För att analysera riskerna som är förknippade med denna riskkälla behöver vi fundera ut vad som kan vara orsaken – vilka hot finns.

Här har man hittat fyra hot:
1. Flt Crew incorrectly calculate or do not correctly set aircraft speed/ configuration (e.g. flaps, trim) or they are no longer valid (e.g. slippery runway)
2. Flt Crew do not correctly set reference speeds or thrust de-rate for take-off
3. Flt Crew commence take-off from incorrect point on runway (or from taxiway) due to a loss of situational awareness
4. Incorrect/ inadequate de-icing/ anti-icing (e.g. contaminated flying surfaces)

Till höger I modellen finns sedan olika tänkbara konsekvenser av riskkällan.

Här har man hittat tre konsekvenser:
1. Insufficient rate of climb after take-off resulting in collision and fatalities
2. Runway overrun and collision with structures, obstacles or terrain resulting in injuries/ fatalities
3. Tail strike on take-off resulting in airframe damage

Varje hot och konsekvens kan sedan bedömas utifrån sannolikhet och allvarlighet. Det går också att försöka konstruera barriärer för att kontrollera såväl risker som konsekvenser. Jag hoppas kunna återkomma med beskrivningar hur dessa kan se ut i modellen. Till dess kan ni själva titta vidare via UK CAA hemsida. Själv har jag haft svårt att få deras webviewer att fungera ordentligt och har därför skaffat en testversion av Bowtie XP som är software för att arbeta med modellen.