Ανάλυση επικίνδυνων καταστάσεων σε βιομηχανικές διαδικασίες με βάση τη δυναμική συστημάτων και την οργανωσιακή θεωρία

Abstract

The purpose of the current Ph.D. thesis is the use of System Dynamics method in proposing a Risk Assessment Model that analyzes the work system and industrial processes of a typical mine in order to consider many unsafe scenarios and incidents. The mining industry is still ranked highly among the economic sectors with the highest fatality rates. Earlier safety failures have been attributed to the lack of a comprehensive Safety Management System that employs effective barriers. The Safety Management System is influenced by the safety perspective adopted by the firm. The thesis has used two prominent safety perspectives to develop a Synthetic Model of safety, that is: the Systemic Approach of Safety and the Systemic Control and Cybernetics Theory. In particular, risk is represented as a dynamic variable that emerges through safety interactions between technical, workplace and organizational factors. The proposed model views safety within the overall framework of organizational performance in managing a variety of subsystems, each with their own demands and constraints. This is in contrast to more traditional approaches where incidents have been seen as the result of failures of individual elements such as workers, supervisors, procedures or equipment.The thesis contributes to the development of original scientific knowledge where the possibility of an incident occurring depends both on the willingness of employees and managers to make more effort, as well as on the employees' mental capabilities. Specifically, the new model incorporates the organizational culture of management and employees as well as the effect of human reliability in an effort to examine how risk evolves over time. The latter is influenced by many factors such as, employee strategies and practices, the way in which work is organized and the wider work system.The Synthetic Model consists of four work subsystems: the Safety Subsystem, the Production, the Human Resources and the Task Backlog & Errors Subsystem. The simulation model has tested a number of scenarios in a sensitivity analysis with the Vensim software and several conclusions were reached. For example, human reliability is very important for the safety of production facilities. However, the systematic study of human error has been neglected in industrial facilities for various reasons as shown in this thesis. In general, it has been shown that human errors are fatal when workers find themselves in situations that increase the workload, make communication difficult and make it difficult to repair unsuccessful attempts. Accidents occur when operator mistakes combine with a series of unsafe working conditions, the control of which is effectively exercised by the company's management.The modelling of the typical mine sought to explore the feasibility of the proposed method rather than perform a realistic numerical estimation of all risks involved in mining operations. Several organizational processes have already been explored by previous studies and hence, they were not further discussed in the present thesis. This allowed more space to focus on organizational processes that have not received much attention in the literature. System dynamics is a promising approach that invites further studies to examine other types of system exploration such as, ability of organizations to learn from incidents, new safety management systems, relationships between different stakeholders (e.g., owners, contractors, supervisors), new systems of risk communication and so on. Thus, organizations can build their own models of safety management and use them as tools for further improvement.

Σκοπός της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής είναι η ανάπτυξη ενός Μοντέλου Εκτίμησης Επικινδυνότητας στηριζόμενο στη θεωρία της Δυναμικής Συστημάτων το οποίο αναλύει το εργασιακό σύστημα και τις επιχειρησιακές διαδικασίες ενός τυπικού ορυχείου προκειμένου να εξεταστούν πολλά "επικίνδυνα" Σενάρια και περιστατικά.Η μεταλλευτική βιομηχανία εξακολουθεί να συμπεριλαμβάνεται στους οικονομικούς τομείς με τα υψηλότερα ποσοστά θνησιμότητας. Αυτό οφείλεται στην έλλειψη κυρίως ενός ολοκληρωμένου Συστήματος Διαχείρισης της Ασφάλειας το οποίο χρησιμοποιεί αποτελεσματικές άμυνες και φραγμούς.Το Σύστημα Διαχείρισης της Ασφάλειας επηρεάζεται από την προσέγγιση ασφαλείας που υιοθετείται από την επιχείρηση. Η παρούσα Διατριβή χρησιμοποίησε δύο σημαντικές προσεγγίσεις ασφαλείας για την ανάπτυξη του Συνθετικού Μοντέλου Ασφαλείας, τη Συστημική Θεώρηση της Ασφάλειας και τη Θεωρία Συστημικού Ελέγχου και Κυβερνητικής. Συγκεκριμένα, η επικινδυνότητα αναπαριστάται ως μια δυναμική μεταβλητή η οποία αναδύεται μέσα από τις αλληλεπιδράσεις της ασφάλειας με ένα πλήθος τεχνικών, εργασιακών και οργανωσιακών παραγόντων. Το προτεινόμενο μοντέλο αντιμετωπίζει την ασφάλεια μέσα σε ένα γενικό πλαίσιο οργανωσιακών επιδόσεων στη διαχείριση των υποσυστημάτων όπου το καθένα από αυτά έχει τις δικές του απαιτήσεις και περιορισμούς. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τις πιο παραδοσιακές προσεγγίσεις όπου τα περιστατικά ήταν αποτέλεσμα αστοχιών επιμέρους στοιχείων όπως εργαζόμενοι, διοικούντες, βιομηχανικές διαδικασίες ή εξοπλισμός.Η διατριβή συμβάλλει στην ανάπτυξη πρωτότυπης επιστημονικής γνώσης όπου η πιθανότητα να προκύψει κάποιο περιστατικό ή ατύχημα εξαρτάται τόσο από τη διάθεση των εργαζομένων και των διοικούντων να καταβάλλουν περισσότερη προσπάθεια όσο και από τις νοητικές ικανότητες των εργαζομένων. Συγκεκριμένα, το νέο μοντέλο ενσωματώνει τόσο την οργανωσιακή κουλτούρα της διοίκησης και των εργαζομένων, όσο και την επίδραση της ανθρώπινης αξιοπιστίας σε μια προσπάθεια να εξεταστεί πως εξελίσσεται ο κίνδυνος με την πάροδο του χρόνου. Το τελευταίο επηρεάζεται από τις στρατηγικές και πρακτικές των εργαζομένων, τον τρόπο οργάνωσης της εργασίας και το ευρύτερο σύστημα εργασίας. Το Συνθετικό Μοντέλο, αποτελείται από τέσσερα υποσυστήματα εργασίας. Το υποσύστημα Ασφαλείας, Παραγωγής, Ανθρώπινου Δυναμικού και το υποσύστημα Εργασιών σε Εκκρεμότητα & Σφαλμάτων. Στο μοντέλο προσομοίωσης πραγματοποιήθηκε πλήθος Σεναρίων και παρουσιάστηκαν αναλυτικά τα αποτελέσματα τα οποία προέκυψαν από την ανάλυση ευαισθησίας με το λογισμικό Vensim απ’ όπου προέκυψαν αρκετά συμπεράσματα. Για παράδειγμα, η ανθρώπινη αξιοπιστία είναι πολύ σημαντική για την ασφάλεια των εγκαταστάσεων παραγωγής. Ωστόσο, η συστηματική μελέτη του ανθρώπινου λάθους έχει παραμεληθεί στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις για διάφορους λόγους όπως φαίνεται και στην παρούσα διατριβή. Γενικά, έχει αποδειχθεί ότι τα ανθρώπινα λάθη είναι μοιραία όταν οι εργαζόμενοι βρεθούν σε καταστάσεις που αυξάνουν τον φόρτο εργασίας, δυσκολεύουν οι επικοινωνίες και δυσχεραίνουν τη διόρθωση ανεπιτυχών προσπαθειών. Τα ατυχήματα συμβαίνουν όταν ένα λάθος χειρισμού συμπληρώσει το συνδετικό κρίκο σε μια σειρά ανασφαλών εργασιακών συνθηκών, τον έλεγχο των οποίων ασκεί αποκλειστικά η διοίκηση της επιχείρησης.Η μοντελοποίηση του τυπικού ορυχείου επεδίωξε να διερευνήσει το σκοπό της συγκεκριμένης προσέγγισης παρά να πραγματοποιήσει μια ρεαλιστική αριθμητική εκτίμηση όλων των κινδύνων που παρουσιάζουν οι εξορυκτικές δραστηριότητες. Αρκετές οργανωσιακές διαδικασίες έχουν διερευνηθεί από προγενέστερες μελέτες και ως εκ τούτου δε συζητήθηκαν περαιτέρω στην παρούσα εργασία. Αυτό έδωσε περισσότερο χώρο στη διατριβή να εστιάσει σε οργανωσιακές διαδικασίες που δεν έχουν λάβει εώς τώρα ιδιαίτερη προσοχή στη βιβλιογραφία. Η Δυναμική Συστημάτων είναι μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση η οποία απαιτεί περαιτέρω μελέτη και διερεύνηση για άλλου είδους συστήματα όπως η ικανότητα των οργανισμών να αντλούν διδάγματα από περιστατικά, νέα Συστήματα Διαχείρισης της Ασφάλειας, σχέσεις μεταξύ εμπλεκομένων φορέων (πχ. ιδιοκτήτες, εργολάβοι, εποπτικές αρχές), επικοινωνία κινδύνου και ούτω καθεξής. Έτσι, οι οργανισμοί μπορούν και πρέπει να δημιουργούν δικά τους μοντέλα διαχείρισης της ασφάλειας προκειμένου να τα χρησιμοποιούν ως εργαλεία για περαιτέρω βελτίωση.