d-BoS (dependable Bridges on Ships) Entwurf : Kersandt, D.
Informationen über neue Produkte, Hinweise der Hersteller über die Verlässlichkeit neuer Systeme und Erfahrungsberichte aus der Praxis werden diese Seite für Hersteller und Betreiber / Nutzer wertvoll machen.
HINWEIS : weitere Ideen findet man unter den Nr. 4, 9, 13, 16, 24, 25, und 29 bei PUBLIKATION/DOWNLOAD
Zur Einstimmung :
Aus :
The „DEPENDABLE SHIP’S BRIDGE” – center of a “Task-Oriented Integrated System for Ship Operation at Sea”
(Die “Verlässliche Schiffsbrücke“ – Zentrum eines „Aufgabenorientierten ganzheitlichen Systems für die Schiffsführung auf See“)
Diethard Kersandt
Einführung
Im maritimen Sprachgebrauch wird man den Begriff „verlässliche Brücke“ bisher genauso wenig finden wie die Bezeichnungen „aufgabenorientiert“ oder „aufgabenabhängig“ und „ganzheitlich“ im Sinne von „integriert“.
Dagegen sind solche Bezeichnungen wie „Zuverlässigkeit“ und „Sicherheit“ durchaus geläufig und genau definiert (z.B. Zuverlässigkeit in DIN 40041, DIN EN ISO 9000 und Sicherheit in DIN EN 292, DIN EN 1050, DIN EN 61508, DIN IEC 65A, DIN VDE 31000, VDE/VDE 2180, VDE/VDE 3542).
Der Begriff „Verlässlichkeit“ wird heute als Synonym für Zuverlässigkeit (einschließlich Verfügbarkeit) und Sicherheit verwendet. Er bringt die außerordentlich enge Verflechtung zwischen Mensch, Technik und Prozess zum Ausdruck und kann allein aus dieser Sicht als „Zielmarke“ beim Entwurf und im Betrieb von maritimen Prozessüber-wachungs- und steuerungssystemen dienen.
Wenn die Möglichkeit besteht, Anforderungen an die technische Entwicklung und den Betrieb von integrierten Schiffsführungssystemen neu zu definieren, sollte man das mit einem ausreichenden „Vorhaltewinkel“ tun und sich nicht davor scheuen, die Erfahrungen und Erkenntnisse aus anderen Fachdisziplinen schöpferisch einzubringen. Der vorliegende praktische Erfahrungshorizont der traditionellen Schiffsführung reicht nicht mehr aus, die Grenzen eigener Befangenheit im Denken und Handeln zu überschreiten. Ziel einer neuen Definition des Zielen muss immer auch die Befähigung der Nutzer sein, die Verlässlichkeit des komplexen Systems in seiner Gesamtheit zu verbessern und die Maßstäbe für eine hohe Qualität der Prozessergebnisse (Sicherheit, Wirtschaftlichkeit) auszuweiten.
Widersprüche und Mängel existierender Lösungen
Die technische Entwicklung hat bei unveränderbarem Gesamtzeitfonds des Nautikers in der Seewache zu einer Zunahme des Zeitaufwandes für die indirekte Prozessüberwachung bei gleichzeitiger Abnahme der verfügbaren Zeit für die direkte Prozessüberwachung geführt. Mit anderen Worten : Nautiker führen das Schiff zunehmend auf der Grundlage von künstlichen Abbildern (z.B. Displays) und weniger über die Wahrnehmung der realen Natur.
Die Entwicklung äußert sich in einem erhöhten Zeitbedarf für Dekodierungsleistungen des Menschen zur Erkennung und Umsetzung von Messdaten in handlungsrelevante Informationen. Gleichzeitig verringert sich die Zeit für die Entscheidungsfindung. Wichtige Rückkopplungsmechanismen sind entfallen; der Mensch hat sich vom Prozess gelöst, hat seine engen Bindungen verloren und sie noch nicht durch eine neue Qualität der Einbeziehung in eine ganzheitliche Systemgestaltung ersetzen können.
Er ist zum „Bediener“ geworden, nicht zum Gestalter.
Die wissenschaftliche Arbeit und die Forschung sind fast ohne Ausnahme auf die Bereiche Schiffbau, Transporttechnologien, Häfen und Umwelt konzentriert, haben aber für das Spannungsfeld „Schiffsführung“ als Nahtstelle für das Auftreten und Entdecken von Widersprüchen keine tragende und zukunftsweisende Profillinie.
Damit aber kann das für den Nautiker, den Operateur eines Risikosystems, bestehende und oft genannte Ziel : „Wir müssen die Komplexität zurückfahren“ nicht erreicht werden.
Im Gegenteil : der zu steuernde Prozess erscheint durch die Vielzahl angebote-ner Daten und Systeme als noch viel undurchsichtiger, verflochtener, zufälliger, kurz : immer weniger beherrschbar.
Nunmehr steht man vor der Tatsache, dass mit höchstem technischen Aufwand ein fast unveränderter Prozess beschrieben wird und wundert sich darüber, dass der Mensch unfähig ist, mit der hochkomplexen Technik vernünftig umzugehen.
Andererseits entstehen Widersprüche gesetzmäßig, sind notwendig und bilden die Basis für neue Lösungen. Eine solche neue Lösung besteht in der Entwicklung und im Betrieb einer „DEPENDABLE SHIP’S BRIDGE” – center of a “Task-Oriented Integrated System for Ship Operation at Sea”
Was ist „Verlässlichkeit“, was bedeutet „Gesamtheit“ ?
Verlässlichkeit ist ein qualitativer Begriff („dependability“) zur Charakterisierung der anforderungsgerechten Zielerreichung eines Mensch-Maschine-Systems in seiner Gesamtheit (Zusammenwirken aller beteiligten Systeme : Individuen, Gruppen, Organisationen, Organisationsumwelt und Technik) (vergl. TIMPE) .
Verlässlichkeit ist die Erreichung der gesetzten qualitativen Kriterien für Wirtschaftlichkeit und Sicherheit durch das Mensch-Maschine-Umwelt-System „Schiffsführung“ in seiner Gesamtheit. Dabei ist die Erreichung des Zieles nicht von dem einen oder anderen Systembestandteil (z.B. integriertes Navigationssystem oder Nautiker) abhängig, sondern vom aufgaben-orientierten Zusammenwirken aller Systemkomponenten.
Eine „Dependable Ship’s Bridge“ muss unter umgebungs- und funktionsbedingten Beanspruchungen, unter Berücksichtigung der technischen Charakteristika der Arbeitsmittel, der psychischen und physischen Einflussfaktoren auf die menschliche Arbeitskraft sowie ihrer organisatorischen Einbindung während einer vorgegebenen Zeitdauer und in einem vorgegebenen Raum die gestellte Transportaufgabe (mit den verlangten Qualitäten : Wirtschaftlichkeit und Sicherheit) erfüllen.
Während man den Begriff „Zuverlässigkeit“ definieren und berechnen kann, ist der Begriff Verlässlichkeit zur Beschreibung eines komplexen Systemzustandes schwer zu operationalisieren. Über die Definition, Gestaltung und Überwachung qualitativer Prozessparameter für in der Schiffsführung zu lösende Aufgaben ist ein Lösungsweg gegeben.
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Aus :
Der ingenieurpsychologische „AIT“ – Ansatz : Entwicklung eines adaptiven, ganz-heitlichen und aufgabenorientierten Systems der Schiffsführung (Teil 1).- HANSA. -Heft 7 (Juli) 2008
und
Der ingenieurpsychologische „AIT“ – Ansatz : Entwicklung eines adaptiven, ganzheitlichen und aufgabenorientierten Systems der Schiffsführung (Teil 2).- HANSA. - Heft 8 (August) 2008
Auszüge :
Die Nautiker „vor Ort“ stehen vor ihren Leistungsgrenzen. Sie machen Fehler und sollten sie doch durch die neue Technik vermeiden. Der eigentliche Vorteil, den Prozess numerisch immer schneller und exakter beschreiben zu können, wurde dadurch aufgebraucht, dass der Mensch diesen Vorteil nicht mehr umzusetzen in der Lage ist. Der Schiffsführungsprozess erscheint immer komplexer und immer weniger beherrschbar. Analysten weisen auf mangelhafte „situation awareness“ hin. Der Anteil des „menschlichen Versagens“ als Begründung für die Ursachen von Seeunfällen bleibt hoch. Die Ursachen für Konflikte in der Prozessführung kennen wir nur oberflächlich oder übersehen sie, da wir nur sehr unvollkommene und veraltete Methoden der Prozessanalyse für Problemlösungsprozesse oder der Untersuchung des Informationsmangels anwenden und mit ihnen an der Aufdeckung der wahren Ursachen für Fehlhandlungen bzw. Handlungsmängel an Bord vorbeigehen. Maritime Bildungseinrichtungen liefern bezüglich der Lehre und Forschung in der Schiffsführung ein zersplittertes Bild ohne zukunftweisendes theoretisches Fundament und ohne strategische Orientierung. Hintergründe für den sogenannten „human error“ werden kaum ermittelt; Forschungsarbeiten fehlen in der Bundesrepublik Deutschland. Der Verfasser erachtet es als notwendig, sinnvoll und zeitgerecht, dass sich die Fachwelt verstärkt mit neuen Inhalten und Anforderungen der Schiffsführung beschäftigt, existierende praktische Lösungen und ihre wissenschaftlichen Grundlagen erprobt, diskutiert und weiterverbessert (s. „Kersandt, D. : „Strategische Orientierung der Schiffsführung“, Schiff & Hafen, Heft 02 / 2008, S. 78 ff und angegebene Literaturquellen).
Die Summe der Erkenntnis lautet : Wenn wir die Tätigkeit des Nautikers auf der Brücke vor allem als kognitiven Prozess der Informationsverarbeitung verstehen, wenn wir erkennen, dass sein Leistungsvermögen in der Informationsaufnahme und daraus abgeleiteter Verarbeitung an objektive Grenzen gestoßen ist, wenn wir Mängel in der Informationsverarbeitung benennen und nicht allein als Probleme der „situation awareness“ bezeichnen wollen, wenn wir wissen, dass Wissen und Erfahrung in Form der „guten Seemannschaft“ (noch) verfügbar und geeignet sind, komplexe, dynamische und zufällige Prozesse zu beschreiben, die Bedeutung von Daten zu interpretieren und Zustände zu bewerten – warum versuchen wir wieder und immer wieder, die Anzahl und Vielfalt von Signalen und Daten zu erhöhen und nicht, wie es objektiv notwendig und effektiv wäre, die Schwachstelle in den kognitiven Vorgängen bei der Informationsverarbeitung : Bewertung und Bedeutung von Informationen als Grundlage von Hypothesen, Situationsabbildern und Entscheidungsvorgängen zu beseitigen ?
DER „AIT“- LÖSUNGSANSATZ VON KERSANDT
AIT : Adaptive, Integrated, Task oriented
Adaptive : anpassungsfähig … an die Betriebszustände, das Informationsangebot, den Menschen, die Aufgabe, den Prozesszustand, die Situation
Integrated : ganzheitlich ... die Betrachtung und Gestaltung eines Mensch-Maschine-Systems (des integrierten Brückensystems) in seiner Gesamtheit mit dem Ziel seiner Verlässlichkeit unter Berücksichtigung von Fehlhandlungen durch Mängel in der Informationsverarbeitung
Task oriented : aufgabenorientiert … entsprechend der Prozesshierarchie, der Aufgabenstruktur, der Zielgerichtetheit nach qualitativen Kriterien für Sicherheit und Wirtschaftlichkeit
Anforderungen an die Systemgestaltung
Lösungen aus ingenieurpsychologischer Sicht widerspiegeln sich vor allem in den Merkmalen einzelner Stufen der Informationsverarbeitung. Dem Aufnehmen und Erfassen von Informationen folgt bekanntlich die Bewertung von Informationen und die Klärung ihrer Bedeutung. Erst dann werden Hypothesen gebildet, denen Entscheidungen und Handlungsausführungen folgen. Grundlage dieses kognitiven Modells der Informationsverarbeitung ist in der ersten Phase die „DIAGNOSE“, der in der zweiten Phase die „THERAPIE“ folgt.
Auf der Grundlage der Ausarbeitung von HERCZEG (Michael Herczeg : Interaktions- und Kommunikations-versagen in Mensch-Maschine-Systemen als Analyse- und Modellierungskonzept zur Verbesserung sicherheitskritischer Technologien; erschienen in: Verlässlichkeit der Mensch-Maschine-Interaktion, Herausgeber: M. Grandt, DGLR-Bericht 2004-03, ISBN 3-932182-36-7, Bonn: Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt, 2004) können in diesem Zusammenhang die folgenden Anforderungen an die Gestaltung einer verlässlichen Brücke („d-BRIDGE“) abgeleitetet werden :
1. Sensoren und Messeinrichtungen des Schiffes müssen die Prozesse erfassen, die für die adäquate Widerspiegelung einer Situationsfolge oder einer einzelnen Situation erforderlich sind. Die gewonnenen und kodierten Messdaten müssen hinreichend genau und vollständig die Qualität des Prozesszustandes beschreiben und dabei Inhalt und Struktur der spezifischen Steuerungsaufgabe berücksichtigen. (Struktur- und Aufgabenaspekt)
2. Die Entstehung von scheinbaren situativen Abbildern durch fehlende oder fehlerbehaftete Sensorik einschließlich ihrer Widerspiegelung in scheinbar exakten Messdaten oder Abbildungen, die eine unvollständige oder falsche Bewertung der Situation begünstigen, muss unterdrückt werden. (Zuverlässigkeitsaspekt)
3. Die Abbildung des Prozesszustandes durch Vorverarbeitung oder / und Nachbereitung von Messdaten sowie ihre Umformung in grafische Darstellungen müssen die grundsätzlichen kognitiven Eigenschaften eines Operateurs bei ihrer Aufnahme, Selektion und Bewertung berücksichtigen. (Kognitionsaspekt)
4. Mathematische Verfahren zur Verknüpfung von einzelnen Messdaten müssen sich an der Aufgabenstruktur des Schiffsführungsprozesses orientieren, diese widerspiegeln und neben der quantitativen Zustandsdiagnose auch eine Bewertung von qualitativen Merkmalen bzw. Zielen in den einzelnen partiellen Prozessen beinhalten. (Bewertungsaspekt)
5. Eine differenzierte Bewertung von aufgabenbasierten Teilprozessen und die Verfügbarkeit über partielle Zustandsbewertungen auf allen funktional-technisch geprägten Überwachungs- und Kontrolleinheiten dient der Gewinnung einer Übersicht über den zu steuernden Prozess in seiner Gesamtheit bei gleichzeitiger Konzentration auf Prozesse mit hoher qualitativer Priorität, gemessen am geforderten bzw. gewollten Prozessziel. (Qualitätsaspekt)
6. Durch die Bewertung von Prozesszuständen auf der Grundlage maschinell erfasster und gegebenenfalls vorverarbeiteter Messdaten, ihre aufgabenbasierte Strukturierung, die Ermittlung von qualitativ ausgewiesenen Differenzen zwischen dem Istzustand eines partiellen Prozesses und seiner geforderten Zielgröße, sind sowohl die scheinbare Komplexität des Prozesses zu reduzieren als auch kognitiv verständliche direkte Steuerungsimpulse für die Handlungsregulation des Operateurs zu geben. (Regulationsaspekt)
7. Die Widerspiegelung des aktuellen Prozesszustandes, der Situation, muss das Tätigkeitsprofil des Operateurs und seine spezifischen Aufgaben unterstützen und keine handlungsregulierenden Elemente beinhalten, die zu einer nicht adäquaten Modellbildung beim Operateur führen und in dessen Folge unsichere und unklare Handlungen provozieren. (Modellaspekt)
8. Unter Berücksichtigung der Beschränktheit des menschlichen Leistungsvermögens in der Wahrnehmung von Informationen muss durch die aufgaben- und prozessbasierte Bewertung partieller Zustände gewährleistet werden, dass unter allen internen und externen Störungen stets eine Diagnose des Prozesses in seiner Gesamtheit und eine priorisierte partielle Diagnose abrufbar sind. (Prioritätenaspekt)
9. Die durch die Bewertung partieller Prozesse erzeugten differenzierten Abbilder aktueller Situationen und der in deren Folge entstehende „selektive Wahrnehmungstunnel“ muss dadurch aufgeweitet werden, dass unabhängig von durch den Operateur ausgelösbaren Bedienvorgängen eine automatisierbare Abwägung aktueller Konfliktlagen zwischen konkurrierenden Zielen erfolgen und deutlich wahrnehmbar dargestellt werden kann. (Differenzierungsaspekt)
10. Bewertungsvorgänge für komplexe Situationen müssen durch Erfahrungswissen unterstützt werden, das gegebenenfalls auf extrahierte Informationen zurückgreift und die Eigenschaft einer mental wahrnehmbaren qualitativen Zustandsdiagnose unterstützt. (Wissensaspekt)
11. Für identifizierte Systemzustände müssen Möglichkeiten der Ursachennachfrage und der Korrektur der Bewertung vorhanden sein, die zur Klärung der Bedeutung von Prozesszuständen für die Zielerreichung beitragen. (Bedeutungsaspekt)
12. Die mit der aufgaben- und prozessbasierten Strukturierung und Bewertung von Zuständen entstehende Abstraktion maschinell-technischer Messdaten zu qualitativen Steuerungskenngrößen muss die Anforderungen an die mentale Modellbildung im spezifischen Prozess unterstützen, die durch die bisherige funktionell-technische Prozessordnung entstandene scheinbare Komplexität entflechten und zur Abbildung eines situationsgerechten Abbildes der vorgefundenen Situation beitragen. (Abbildungsaspekt)
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INTERNATIONALE EINORDNUNG
Das Maritime Safety Committee (MSC) hat auf seiner 81. Session (MSC 81/23/10; 19 December 2005 - Agenda item 23 - Development of an E-Navigation strategy) beschlossen, in den Arbeitsprogrammen der NAV and COMSAR Sub-Committees bis zum Jahre 2008 eine “e-navigation” – Strategie erarbeiten zu lassen.
Das Sub-Committee on Safety of Navigation fand auf seiner 53rd session am 23-27 July 2007 folgende endgültige Definition für diesen Begriff : :
"E-Navigation is the harmonized collection, integration, exchange, presentation and analysis of maritime information onboard and ashore by electronic means to enhance berth to berth navigation and related services, for safety and security at sea and protection of the marine environment."
Als Hauptgegenstände können im Zusammenhang mit dem AIT-Ansatz aufgeführt werden :
„- facilitate safe and secure navigation of vessels having regard to hydrographic, meteorological and navigational information and risks;
- provide opportunities for improving the efficiency of transport and logistics;
- demonstrate defined levels of accuracy, integrity and continuity appropriate to a safety critical system;
- integrate and present information on board and ashore through a human interface which maximizes navigational safety benefits and minimizes any risks of confusion or misinterpretation on the part of the user;
- integrate and present information onboard and ashore to manage the workload of the users, while also motivating and engaging the user and supporting decision making in corporate training and familiarization requirements for the users throughout the development and implementation process;
- facilitate global coverage, consistent standards and arrangements, and mutual compatibility and interoperability of equipment, systems, symbology and operational procedures, so as to avoid potential conflicts between users; and
- be scalable, to facilitate use by all potential maritime users.”
Als sehr wesentlich für zukünftige Lösungen im Sinne des ingenieurpsychologischen Ansatzes erscheint die folgende Formulierung :
„The Sub-Committee agreed that the e-navigation strategy should be driven by user needs rather than by technology and was advised that the United Kingdom, IALA and IFSMA were working on developing a methodology to identify users and their needs and would be providing the appropriate input to the Correspondence Group on the subject. …”
Auch die Revision der „performance standards for Integrated Navigation Systems (INS) and Integrated Bridge Systems (IBS)” weist auf eine spürbare Änderung der Entwurfsphilosophie von Brücken hin (s. AIT – Ansatz : „aufgabenorientiert...“):
“… An INS comprises navigational tasks such as route planning, route monitoring and collision avoidance, including the respective sources, data and displays which are integrated into one navigation system.
“ … An INS is defined as such in the performance standards if it covers at least two of the following navigational tasks / functions: route monitoring, collision avoidance and track control. Other navigational tasks may also be integrated into the INS. The scope of the INS may differ, depending on the number and kind of tasks and functions integrated into the INS. The performance standards allow for a differentiated application of the requirements depending on integrated tasks and functionality.”
Zur Eröffnung eines IALA- Seminars über die e-navigation bestätigte der Generalsekretär der IMO , Herr Efthimios E. Mitropoulos, am 2.Juli 2007 diese Einschätzung :
“… The imperative to evolve a radical new approach to the traditional art and science of navigation is growing. Most of the fundamental elements for such a change exist. The challenge now is how we combine and integrate them into systems that will have a significant beneficial effect far into the future.”
Die IMO geht davon aus, dass in absehbarer Zukunft der Mensch mit allen seinen Schwächen das Schlüsselelement in jedem integrierten und aufeinander angestimmten elektronischen Navigationskonzept bleiben wird.
Ein integriertes Navigationssystem muss stets ein System zur Entscheidungsunterstützung sein.
“… it should be able to relieve the officer of the watch from some of the burdens of watchkeeping while also being 'intelligent' enough to filter out some of the less crucial information; but, under no circumstances, should it ever draw the navigator into a false sense of security or induce over-reliance on the information presented. …
… The system should never reduce the navigator to the role of mindless equipment monitor. Instead, it should be designed to provide optimum support and infor- mation to enable appropriate and timely navigational and anti-collision decision- making, in accordance with good seamanship. .”
(Quelle : http://www.imo.org/About/mainframe.asp?topic_id=1534&doc_id=8438 IALA E- Navigation Seminar)
Auch die neuesten Veröffentlichungen der IMO orientieren die Gegenstände der e-Navigation ganz eindeutig an ingenieurpsychologischen Grundsätzen. Die Schwerpunktverlagerung auf die Anforderungen der Nutzer an ein neues Brückensystem ist nur zu begrüßen.
Auf folgende Nutzeranforderungen wird orientiert (SUB-COMMITTEE ON RADIOCOMMUNICATIONS AND SEARCH AND RESCUE. - 12th session; Agenda item 11: COMSAR 12/11; 1 February 2008
DEVELOPMENT OF AN E-NAVIGATION STRATEGY. - Report from the e-navigation Correspon-dence Group; Submitted by the United Kingdom
Developing the User requirements)
http://www.iho.shom.fr/INT_ORGS/COMSAR12_11.pdf
(auszugsweise) :
„ ...
.5 Human Machine Interface: e-navigation systems must be designed to engage and motivate the user while managing workload. It was clear that as electronic systems take on a greater role, facilities should be developed for the capture and presentation of non-electronic data such as visual observations and user knowledge and experience. The presentation of information for all users should be designed to reduce single person errors and enhance team operations on board ship this includes the entire navigation watch, including the lookout, as well as the Master and, when one is aboard, the pilot. There is a clear need for good ergonomics both in the physical layout of equipment and in the use of light, colours, symbology and language.
.6 Data and System Integrity: A clear user need was expressed for e-navigation systems to be resilient and to take into account issues of data validity, plausibility and integrity, and for the systems to be robust, reliable and dependable. Requirements for redundancy, particularly in relation to position fixing systems, should be considered.
.7 Analysis: There is a clear need for an effective use of analysis functions within e-naviga-tion to improve performance and prevent single person error. Shipboard systems should include analysis functions that support the user in complying with regulations; identifying risks, and avoiding collisions and groundings including the calculation of real-time under keel clearance (UKC) and air drafts.
Shore-based systems should support environmental impact analysis, operational planning, hazard/risk assessment, reporting indicators and prevention. Consideration should also be given to the use of analysis for activities including: response recovery, risk assessment and planning, detection and prevention, mitigation, preparedness, resource management and communication.
E-navigation analysis should be designed to complement users capabilities while compen-sating for any limitations.”
Der Mensch verzweifelt an der Informationsflut, konzentriert sich auf die Dinge, die er eben gerade noch versteht, übersieht andere, viel wichtigere Signale, macht Fehler und wird schließlich mit dem Vorwurf eines „Fehlverhaltens“ bestraft.
Durch bessere ergonomische Lösungen, durch noch präzisere Messtechnik, bessere Verfahren und grafischen Darstellungen, auch durch bessere Ausbildung und vermehrtes Training ist das Problem allein nicht zu lösen, sondern nur zeitweise (bis zum nächsten Unfall mit „menschlichem Versagen“) zu unterdrücken.
Es scheint so, dass sich der in den letzten 20 Jahren betriebene finanzielle und personelle Aufwand für die Forschung und Entwicklung, an deren Ende heute die „nicht mehr beherrschbaren komplexen Systeme“ stehen, zu einer Falle entwickelt hat, aus der man nur sehr mühsam entkommen kann.
Ist die Komplexität zu einem Hemmschuh, vielleicht zu einem Feind der Sicherheit geworden ? Das „Einfache“ hat sich durch unsere (gut gemeinte ?) Arbeit zum „Komplexen“ gewandelt. Was wir nicht wollten, ist eingetreten : Systeme werden immer schwerer bedienbar, Prozesse immer weniger durchschaubar, Über-wachungs-, Kontroll- und Steuerungstätigkeiten immer belastender und Folgen von Fehlhandlungen immer umfangreicher.
Ursprünglich hatten die Entwickler die Absicht, das „Einfache“, das „Elementare“, das „Unzerstörbare“, das „elementar Notwendige“ eben nur besser darzustellen und in der Regel mathematisch zu beschreiben.
Die Möglichkeiten der Rechentechnik führten schnell zu einer unkontrollierten Ansammlung dieses „Einfachen“, so dass allein daraus die Zunahme der Komplexität erwuchs. Die Komplexität „explodierte“, der Prozess selbst, das Führen eines Schiffes über See, veränderte seinen Charakter kaum.Das hat zur Folge, dass es Reeder, maritime Verbände, Bildungs- und Forschungseinrichtungen, Kapitäne und Schiffsoffiziere nicht verstanden haben, die akuten Probleme in der Beherrschbarkeit der Schiffsführungsprozesses in einer solchen Weise zu analysieren und aufzubereiten, dass sie neben der Schwerpunktsetzung auf den technischen Bereich das Zusammenwirken mit dem Menschen als gleichrangig zu lösende operative und strategische Aufgabenstellung größter gesellschaftlicher Relevanz erkennen lassen.
Technische Einzelsysteme (z.B. Radar / ARPA, ECDIS, Conning Display, Multifunktionsdisplay) wurden bisher funktionell-technisch integriert. Was bedeutet das ? Es ist der (geglückte) Versuch der Hersteller, die Vielfalt, eben die Komplexität des Schiffsführungsprozesses mittels integrativer technischer (funktioneller) Lösungen abzubilden. Hersteller haben durch die Existenz verlockender Zugriffsmöglichkeiten auf elegante technische Lösungen versäumt, das Humankapital zum Vorteil ganzheitlicher Lösungen und Wirkungen einzusetzen. Nicht selten haben sie selbst technische Systeme entwickelt, in denen Menschen bewußt keine wesentliche Rolle mehr spielen sollen.
Das verkündete Ziel, die Entscheidungsfindung zu erleichtern und die Systeme effektiver und sicherer zu machen, ist daran gescheitert, dass die Erhöhung der Menge der angebotenen Signale nicht gleichzeitig mit ihrer qualitativen Verbesserung, d.h. mit der Erhöhung ihres handlungsrelevanten Charkters (z.B. durch die Interpretation ihrer Bedeutung) verbunden war. Diese Überbetonung der Quantiät hat die Erkennung komplexer Abbilder von Situationen eher verhindert als gefördert.
Die sogenannte „Prozessentfremdung“ ist die Folge einer solchen Entwicklung. Sie äußert sich u.a. in fehlenden Lerneffekten und in fehlenden „inneren“ Vergleichsvorgängen. Die technische Entwicklung war mit einer Reduzierung der manuellen Prozesseingriffe und mit einer Erhöhung der rechnergestützten automatischen Prozesseingriffe verbunden. Die damit verbundenen Hoffnungen für die Erhöhung der Sicherheit wurden offensichtlich nicht erfüllt, denn der Anteil der durch „menschliches Versagen“ verursachten Seeunfälle blieb über Jahrzehnte konstant.
Nationale und internationale Maßnahmen zur Regelung, Überwachung und Lenkung des Verkehrs, Maßnahmen zur Verbesserung der Ausbildungsqualität und die Erhöhung des Trainingsanteils auf Schiffsführungssimulatoren haben dazu beigetragen, den existierenden Qualitätsmangel von bordautonomen Schiffsführungssystemen (als Mensch-Maschine-Systeme in ihrer Gesamtheit) zu kompensieren. Der eigentliche Vorteil, den Prozess numerisch immer schneller und exakter beschreiben zu können, wird dadurch aufgebraucht, dass der Mensch diesen Vorteil nicht mehr umzusetzen in der Lage ist. Trotz hohen gerätechnischen (und finanziellen) Aufwandes, wird der Prozess nicht sicherer und auch nicht wirtschaftlicher. Abhilfe kann nur geschaffen werden, wenn Quantität der Prozessbeschreibung in Qualität, d.h. in bewertete Zustandsdiagnosen, gewandelt wird und damit die Schere zwischen Datenangebot und menschlicher Leistungsfähigkeit geschlossen werden kann. Hier liegen die Reserven für intelligenzintensive Bausteine und neue Gestaltungskonzepte.
Die Ursachen für Konflikte in der Prozessführung kennen wir nur oberflächlich oder übersehen sie, da wir über nur sehr unvollkommene und veraltete Methoden der Prozessanalyse verfügen und mit ihnen an der Aufdeckung der wahren Ursachen für Fehlhandlungen bzw. Handlungsmängel an Bord vorbeigehen.
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VORSCHLÄGE für Fragestellungen bezüglich der Verlässlichkeit integrierter Schiffsführungssyteme ("Produktkritik"):
1)Werden Situationen und Situationsfolgen so genau, vollständig und klar strukturiert abgebildet, dass der Nutzer in der Lage ist, einen spezifischen Zustand zeitgerecht wahrzunehmen und die jeweiligen Steuerungsaufgabe zu erkennen ?
2) Sind die Sensoren/ Systeme so zuverlässig, dass keine Signale bzw. Messdaten verwendet werden können, die zu falschen bzw. unvollständigen situativen Abbildern und in deren Folge zu falschen Bewertungen durch den Nutzer führen ?
3) Werden Merkmale von Prozesszuständen einschließlich ihrer Quantität und grafischen Darstellung so angeboten, dass kognitive Eigenschaften des Nutzers bei ihrer Aufnahme, Selektion und Bewertung berücksichtigt werden ?
4) Werden Messdaten fusioniert bzw. verknüpft, so dass die Informationsmenge reduziert und ihre Bewertung erleichtert wird ?
5) Können partielle Prozesse auf allen Überwachungs- und Kontrolleinheiten im Sinne einer Gesamtprozessübersicht qualitativ dargestellt und zugleich partielle Prozesse mit hoher Priorität selektiert werden ?
6)Werden Datenmenge und Datenvielfalt (scheinbare Komplexität) durch spezielle Verfahren zu komplexen Zusrandsaussagen komprimiert, die in der Lage sind, Steuerungsimpulse mit handlungsregulierender Wirkung bei den Nutzern auszulösen ?
7) Spiegelt das Angebot an Messdaten die aktuell zu lösende Aufgabe wider und entspricht es dem Tätigkeitsprofil des Nutzers, so dass nicht adäquate Modellbildungen mit unsicheren Handlungsfolgen verhindert werden ?
8) Wird die Begrenztheit menschlichen Leistungsvermögens bei der Informa-tionsverarbeitung berücksichtigt und ist bei internen und externen Störungen die Prozessdiagnose einschließlich der Erkennung von Prioritäten gesichert ?
9) Werden die durch Messdaten bzw. Zustandsbewertungen erzeugten Abbilder aktueller Situationen so dargestellt, dass Vergleiche bei konkurierenden Zielen möglich und Unterschiede gut erkennbar sind ?
10) Kommt bei der Bewertung von Zuständen Erfahrungswissen zum Einsatz ?
11) Können Messdaten bzw. Zustandsbewertungen hinterfragt und Ursachen dargestellt bzw. abgerufen werden , die zur Klärung der Bedeutung der akuellen Situation beitra-gen ?
12)Unterstützen die dargestellten Messdaten und ihre Verdichtung zu Steuerungskenngrößen die mentale Modellbildung (Erzeugung situationsgerechter Abbilder) und verringern sie die wahrgenommene Komplexität ?
Eine Auswahl von Fragen für die Einschätzung von Produkten integrierter Schiffsführungssysteme :
1.Kann das Radargerät betriebszustandsabhängig „auf einen Griff“ eingestellt werden ?
(Vorzugsweise : Offene See, Küstennähe, Ansteuerung, Fahrwasser, Verkehrstrennung, Ankern)
2.Kann die ECDIS /ECD betriebszustandsabhängig „auf einen Griff“ eingestellt werden ?
(Vorzugsweise : Offene See, Küstennähe, Ansteuerung, Fahrwasser, Verkehrstrennung, Ankern)
3. Erfolgen Umschaltungen von Radar bzw. ECDIS betriebszustandssynchron ?
4.Verfügen Radar oder ECDIS über systemsichernde Grundeinstellungen (Stärke, Kontrast, Helligkeit, Schärfe, Regen, Seegang) ?
5. Wie wird die situative Aufmerksamkeit auf nicht durch den Nutzer beobachtete Anzeigen erreicht ?
6. Gibt es ein aufgabenbasiertes Alarmmanagement ?
7. Werden redundante Systeme bei Ausfall von technischen Einheiten (Sensoren,
Displays usw.) zugeschaltet ?
8. Sind betriebszustandsabhängige Alarmschwellwerte üblich ?
9. Können Alarme individuell abgestuft werden (Sensibilitätseinstellung) ?
10. Sind Algorithmen für eine intelligente Alarmbehandlung vorhanden und
werden in diesem Zusammenhang nach Prioritäten geordnete Alarme angeboten ?
11. Werden gemessene und angezeigte Prozessdaten bewertet ?
12. Werden Zustandsdaten aufgabenorientiert gruppiert, angezeigt und dargestellt ?
13. Wie wird die Einhaltung einer geplanten Bahn bewertet ?
14. Wird die Größe des Manövergebietes (verfügbar und benötigt) bewertet ?
15. Ist die Berechnung des Verhaltens im Seegang ein operativer Aufgabeninhalt ?
16. Ist die Berechnung der Schiffskörperbeanspruchung ein operativer Aufgabeninhalt ?
17. Werden menschliche Leistungseigenschaften kontinuierlich bewertet ?
18. Sind Möglichkeiten für die Messung der Beanspruchungsdauer möglich ?
(Einchecken / Auschecken)
19. Welche Verfahren zur Treibstoffoptimierung werden eingesetzt ?
20. Gibt es Methoden für die wirtschaftliche Reiseplanung ?
21. Wird der Schadstoffausstoss im Schiffsbetrieb auf See berücksichtigt(Planung und
operativer Prozess) ?
22. Werden Verfahren zur Rekonstruktion von Prozessabläufen und ihrer Bewertung eingesetzt ?
23. Gibt es Methoden zur Sammlung und Verwertung von Erfahrungswissen ?
24.Werden Verfahren zur Risikoabschätzung angewendet ?
25.Werden Prozesszustände qualitativ bewertet ?
26.Welche Kriterien der „guten Seemannschaft“ werden bei der Planung der Reise eingesetzt ?
27. Wie wird die Einhaltung der „guten Seemannschaft“ im Verlauf der Reise operativ
kontrolliert ? (qualitative Prozesskenngrößen)
30. Wird im Rahmen der Radarbildauswertung eine Analyse der Gefährlichkeit der
Ziele vorgenommen und existiert eine daraus abgeleitete Prioritätenliste ?
31. Welche „Werkzeuge“ werden für das strategische und das taktische Risikomanage-
ment bereitgestellt ?
32. Existieren Verfahren zur Gefahren- bzw. Risikoabschätzung an Bord ?
33.Werden Alarmzustände situationsabhängig angezeigt ?
34.Gibt es Sensibilitätsstufen bei der Alarmmeldungen ?
35.Sind Alarme aufgabenspezifisch strukturiert ?
36.Werden Alarme zentral angezeigt und bearbeitet ?
37.Werden vorrangig technische Mängel angezeigt, Systemausfälle usw. ?
38.Gibt es Unterscheidungen von operationellen und technisch bedingten Alarmen bzw.
Meldungen ?
39.Gibt es Fehlerlisten mit Vorschlägen zur Mängelbeseitigung ?
40.Existieren automat.Verbindungen zwischen Systemausfall und Service ?
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