Kognitiivinen ergonomia lisää työn sujuvuutta ja turvallisuutta

Ihminen ymmärtää tilanteen teknologian välityksellä

Jostain syystä järjestelmiä suunniteltaessa on taipumus olettaa, että ihmisen tekemät virheet voidaan eliminoida lisäämällä teknisiä järjestelmiä ja automatisoimalla toimintoja. Kuitenkin ihmiselle on luontaista tehdä virheitä eikä niitä voida koskaan täysin eliminoida. Virheiden tekemistä ja niiden seurauksien vakavuutta voidaan vähentää lisäämällä suojakeinoja ja varmistuksia ihmisen ja järjestelmän väliin. Kun tiedetään, miten ihminen toimii luontaisesti, voidaan estää se, että yhdellä napin painalluksella voidaan aiheuttaa onnettomuus. Toiseksi työ voidaan suunnitella niin, että teknologia tukee ihmistä työn tekemisessä eli hän saa riittävästi tietoa ja sellaisessa muodossa, että se mahdollistaa ymmärryksen työprosessista. Pelkkä hienolta näyttävä käyttöliittymän ulkoinen design ei riitä vaan täytyy tietää, kuinka ihminen muodostaa ymmärryksen tiedon pohjalta.

Esimerkiksi lennonjohtajan on saatava jatkuvasti riittävästi ja helposti ymmärrettävässä muodossa tietoa lentokoneiden nopeuksista, korkeuksista ja suunnista, jotta hän voi muodostaa kokonaiskäsityksen tilanteesta ja kykenee ennakoimaan tulevia tilanteita. Käyttöliittymät eivät (toivottavasti!) ohjaa toimintaa vaan ihminen. Työntekijöitä täytyy myös olla riittävästi kussakin vuorossa, jotta lentoliikenne kyetään johtamaan turvallisesti myös ruuhkatilanteissa. Vakavissa suuronnettomuuksissa, kuten Überlingenin ilmatilassa vuonna 2002 tapahtuneessa kahden lentokoneen, lähinnä lapsia kuljettaneen Tubolev Tu154M:n ja rahtikone Boeing B757-200:n törmäyksessä, tarvittava tieto ei välittynyt tilannetta johtaneelle lennonjohtajalle tai lentäjille, eivätkä he kyenneet päättelemään riittävän ajoissa, puutteellisten tietojen varassa, tilanteeseen liittyvää vaaraa. Onnettomuustutkinnan perusteella havaittiin vakavia puutteita Zürichin lennonjohto-organisaation toiminnassa sekä Tubolevin lentäjien koulutuksessa. Onnettomuushetkellä Zürichin lennonjohtokeskus vastasi lennonjohtamisesta, lennonjohtajia oli yövuorossa vain yksi, toisen levätessä virallisten sääntöjen vastaisesti eikä lennonjohtajia oltu koulutettu riittävästi hätätilanteisiin. Kriittisintä kuitenkin lennonjohtokeskuksessa oli se, että lennonjohtajan tietämättä aloitettiin teknisten lennonjohtojärjestelmien päivitys, mikä heikensi ja lamautti useita eri laitteita, kuten törmäyksestä varoittavia laitteita ja tutkajärjestelmiä. Puhelinlinjat eivät myöskään toimineet, jolloin lennonjohtaja ei saanut tietoa vaarasta muista lennonjohtokeskuksista. Tupolevin lentäjät eivät olleet saaneet lainkaan simulaattorikoulutusta yhteentörmäysvaarasta ilmassa varoittavan järjestelmän (TCAS) käyttämiseen, mikä antoi molemmille koneille varoitukset ja ohjeet koneen suunnan muuttamisesta. TCAS:n antamia ohjeita tulee noudattaa riippumatta lennonjohdon ohjeista. Perämies ilmeisesti yritti viime hetkellä saada kapteenia toimimaan TCAS:n ohjeiden mukaan, mutta kapteeni noudatti aikaisempaa lennonjohtajan antamaa ohjetta eikä noteerannut perämiehen toistamaa ohjetta. Onnettomuus tapahtui lähinnä organisaatiotason turvallisuuskulttuurin ja suojakeinojen sekä varmistuksien puutteiden vuoksi.

Erityisesti turvallisuuskriittisissä ympäristöissä, joissa ohjataan monimutkaisen tiedon ja suurien tietomäärien pohjalta toimintaa, on havaittu liian automatisoitujen järjestelmien heikentävän ihmisen tekemien päätöksien laatua. Kuitenkin yksittäiset varoitusjärjestelmät ja osatoimintojen automatisointi silloin, kun kuormitus on korkealla, kuten Überlingenin tilanteessa, helpottavat ihmisen toimintaa. Järjestelmien käyttämiseen pitää olla kuitenkin riittävä koulutus ja käytännön harjoittelua, jotta osataan käyttää järjestelmiä. Jos työ on pelkää automaattisesti tapahtuvan prosessin valvontaa, jossa laitteet opastavat ihmistä mitä pitäisi seuraavaksi tehdä, päätöksien tekeminen heikkenee. Ihmisen ei anneta käyttää työn ja koulutuksen kautta kertynyttä alueeseen liittyvää osaamista monimutkaisten päätöksien tekemiseen vaan opastava automaatiojärjestelmä ohjaa liian suoraviivaiseen päätökseen. Liiallinen töiden automatisointi saattaa aiheuttaa sen, että ei enää tiedetä, mitä työprosessissa tapahtuu. Monet järjestelmät eivät toimikaan ihmisen ajatuslogiikan mukaan vaan laskennallisten periaatteiden mukaan ja ne suorastaan houkuttelevat ihmistä tekemään virheitä. Kognitiivisen ergonomian sovelluksilla pyritään tukemaan ihmisen toimintaa erityisesti monimutkaisissa ympäristöissä, joissa työtä tehdään sekä teknologian välityksellä että toisten ihmisten kanssa yhteistyössä. Organisaatio on viime kädessä vastuussa väistämättä virheitä tekevien ihmisten sujuvasta ja turvallisesta toiminnasta.

Mitä on kognitiivinen ergonomia?

Teknologisen ja elinkeinorakenteen nopean muuttumisen myötä työn tekeminen tapahtuu yhä enemmän teknisten tieto- ja ohjausjärjestelmien välityksellä. Ihminen ei enää suoraan näe työnsä vaikutuksia. Kognitiivinen ergonomia keskittyy ihmisen ja (teknologisen) järjestelmän väliseen toimintaan. Järjestelmällä tarkoitetaan monella tasolla vaikuttavia tekijöitä: a) yksilön tasolla työvälineitä, tehtäviä, työprosessia, b) ryhmän tasolla ihmisten välistä toimintaa ja ihmisen ja teknologian välistä toimintaa, c) organisaation tasolla organisaation toimintaa ja d) kansainvälisen tason sääntelyä kussakin työssä (ks. Kuva 1). Kognitiivinen ergonomia soveltaa tieteellisesti tutkittuja periaatteita ihmisen kognitiivisista toiminnoista eli havainnosta, tarkkaavaisuudesta, muistista, ajattelusta, motoriikasta, päätöksenteosta ja osaamiseen liittyvistä alueista. Lisäksi saatetaan hyödyntää tietämystä ihmisen tunteista ja motivaatioon liittyvistä periaatteista. Sovellusalueita ovat muun muassa laitesuunnittelu, työprosessin suunnittelu, työnjaon suunnittelu, riskien kartoitus ja turvallisuuden lisääminen, koulutuksien suunnittelu ja henkilövalinnat. Myös onnettomuustutkinnassa sovelletaan kognitiivisen ergonomian alan menetelmiä.

Kognitiivinen ergonomia eroaa käytettävyyden tutkimuksesta ainakin siinä, että ei pelkästään hyödynnetä kokeneita laitteiden ja järjestelmien käyttäjiä vaikkapa käyttöliittymän suunnittelussa. Kokeneilla työntekijöillä saattaa nimittäin olla vakaviakin puutteita monimutkaisen järjestelmän toiminnan ymmärtämisessä, varsinkin jos työympäristössä ei ole ollut saatavilla riittävästi tietoa järjestelmän toiminnasta. Jonkin työprosessin ohjaaminen tapahtuu työntekijällä mielessä olevan sisäisen mallin avulla, joka on muodostunut vuosien työkokemuksen ja koulutuksien tuloksena. Työntekijän puutteellinen ymmärrys työprosessista tulee yleensä selvimmin näkyviin vasta normaalista poikkeavassa tilanteessa. Yllättävien tilanteiden seurauksena kokenut työntekijä yleensä hämmästyy sitä, kuinka hän on saattanut vuosikausia työskennellä tuntematta ja tietämättä jotain tärkeää toimintaa, mitä esimerkiksi koneet tekevät tai miten ne ohjaavat prosessia. Lisäksi kokeneet työntekijät ovat sopeuttaneet toimintansa olemassa olevien laitteiden ja järjestelmien käyttämiseen. Laitteet ja työprosessit tulisi suunnitella niin, että työntekijälle tai operaattorille välittyy riittävästi tietoa monipuolisesti sekä työn fysikaalisista piirteitä kuten lentokoneiden tyypeistä ja nopeuksista että monimutkaisemmasta, koko järjestelmän tilasta, kuten laajemmasta ilmatilanteesta.

Miten saadaan työn kognitiiviset tekijät näkyville?

Vasta-alkajan työskentelystä on mahdollista havaita helpommin uuden laitteen tai prosessin suunnittelun puutteita. Aloittelija ei vielä tiedä, kuinka hänen pitäisi toimia tietyssä ympäristössä. Kokenut työntekijä sen sijaan kompensoi ja kiertää laitteiden heikkouksia erilaisten vuosien varrella kehitettyjen toimintatapojen avulla. Jokaiselle työntekijälle kehittyy myös hänelle ominaisia toimintatapoja, vaikka työprosessi olisi virallisesti ohjeistettu samanlaiseksi. Kokeneet työntekijät tai operaattorit eivät kykene yleensä helposti kertomaan mitä ja miten he tekevät vaativia toimenpiteitä, koska monet toiminnot ovat muuttuneet selkäytimestä lähteväksi automaattiseksi toiminnaksi. Ainoastaan poikkeavat tilanteet muuttavat toiminnan hitaammaksi ja paljastavat puutteet järjestelmän toiminnan ymmärtämisessä. Aloittelijan työ tapahtuu tarkkojen ohjeiden ja pienien vaiheiden kautta. Aloittelija huomaa helposti, jos laitteet tai järjestelmä eivät tue toimintaa. Joskus työtä helpottava toiminta saattaa rikkoa virallisia toimintaohjeita, mutta on työn tekemisen kannalta sujuvampaa. Tällöin ohjeita tai työtapoja täytyisi muuttaa niin, että ne niiden avulla työ säilyy turvallisena.

Kognitiivisen ergonomian alueella on kehitetty kognitiivisia työ- ja tehtäväanalyysimenetelmiä työn ja työprosessien analysoimiseen. Näiden menetelmien avulla kerätään systemaattisesti tietoa työprosessista ja kuvataan työprosessin eteneminen. Tuloksena saatavia kuvauksia hyödynnetään laite- ja työprosessin suunnittelussa ja arvioinnissa, työnjaon suunnittelussa, koulutuksien kohdentamisessa ja henkilövalinnoissa. Kognitiivista työn analyysia ei tehdä vain paperilla vaan tietoa kerätään aidoissa tai simuloiduissa tilanteissa, joissa pyritään keräämään tietoa muun muassa siitä, minkälainen malli työtekijällä on mielessä työprosessin aikana, mistä hän hakee tarvittavaa tietoa, miten hän yhdistelee tietoa ja minkä perusteella hän tekee päätöksiä. Kognitiivisen työn analyysin tulosten avulla voidaan parantaa työprosessin vaatimusten ja ihmiseltä vaadittavien kykyjen ja osaamisen yhteensopivuutta.

Miksi ihmiset tekevät virheitä?

Ihmiselle on tyypillistä tehdä virheitä. Yleensä ei siis ole kyse huolimattomuudesta, välinpitämättömyydestä tai motivaation puutteesta. Myös tahalliset rikkomukset ovat hyvin poikkeuksellisia ihmisen tekemiä virheitä työympäristöissä. Virheiden tekeminen saattaa tapahtua hyvinkin automaattisesti. Esimerkiksi aamulla saatan miettiä, lukitsinko kotioven, auton tai jätinkö kahvinkeittimen päälle. En pysty muistamaan, miten toimin, koska toiminnat tapahtuivat tutussa ympäristössä ja olen toistanut niitä tuhansia kertoja. Emme kohdista tiedostetusti tarkkaavaisuutta automatisoituihin toimintoihin ja siksi tällaiset virheet ovat hyvin tyypillisiä. Toiseksi ihmiset tekevät virheitä päätellessään ja tehdessään diagnooseja asioista. Olemme oppineet koulutuksen kautta erilaisia sääntöjä ja olosuhteita, joissa säännöt pätevät. Vastaan saattaa tulla kuitenkin tilanteita, joihin säännöt eivät sovellu tai sitten tilanteeseen sovelletaan vääriä sääntöjä. Kolmanneksi työssä saattaa tulla vastaan tilanteita, jotka ovat täysin vieraita, jolloin täytyy soveltaa tietämystä. Tällaiset tilanteet ovat erityisen riskialttiita, koska valmiita toimintamalleja ei ole olemassa ja olemassa olevat tiedot ja taidot eivät ehkä riitä ongelman ratkaisemiseen.

Ihmisen tekemä virhe työssä on jäävuoren huippu, jossa huipun alapuolella olevat laajemmat vaikuttavat tekijät ovat työympäristöön ja välineisiin liittyviä. Jäävuoren pohjana ovat organisaatiotason näkymättömissä olevat strategisen tason päätökset ja kulttuuri. Organisaatiotason päätökset heijastuvat muun muassa riskien hallintaan, suojakeinojen rakentamiseen, työhön perehdyttämiseen, kouluttamiseen, tiedonkulkuun, ylläpitotoimintaan ja työn sujuvuuteen. Organisaation tasolla tehdään päätökset siitä, miten ja millä keinoilla ihmisen tekemien virheiden vaikutuksia pyritään hallitsemaan. Organisaation tasolla voidaan esimerkiksi tehdä päätöksiä työaikajärjestelyistä, jotka vaikuttavat ratkaisevasti siihen, että työntekijälle annetaan mahdollisuus levätä riittävästi työvuorojen välillä. Tiedonkulkuprosessi työvuorojen vaihtuessa voidaan myös ohjeistaa tapahtumaan dokumentoinnin välityksellä niin, että työtä seuraavassa vuorossa tekevä tietää täsmälleen, mitä työvaiheita edellisen vuoron tehnyt työntekijä teki loppuun ja mitkä vaiheet ovat kesken. Puutteellinen tiedonkulku työvuorojen välissä on aiheuttanut esimerkiksi lentokoneiden ylläpitotoiminnan välityksellä vakavia onnettomuuksia, kun korjaustoimenpiteet ovat jääneet kesken.

Kognitiivisen ergonomian hyödyntäminen

Työterveyshuolloissa kognitiivisen ergonomian oppeja voitaisiin hyödyntää ainakin organisaatioiden turvallisuuskulttuurin ja ihmisten välisen toiminnan arvioimisessa ja kehittämisessä. Toimivan turvallisuuskulttuurin kehittyminen jossain organisaatiossa vie yleensä 10-20 vuotta. Yksittäisen ihmisen laittaminen vastuuseen organisaatiotason toiminnan puutteiden vuoksi ei ole järkevää. Onnettomuuden sattuessa syyksi mainitaan usein inhimillinen virhe, joka viittaa ainakin Suomessa aivan liiaksi yksittäisen ihmisen tekoon.

Suomessa kognitiivisen ergonomian osaamisen hyödyntäminen työn sujuvuuden ja turvallisuuden lisäämisessä on ollut valitettavan vähäistä. Kognitiivisen ergonomian alueen kehitys on ollut länsimaissa nopeaa ja menetelmiä on hyödynnetty ydinvoimaloiden työprosessien ja käyttöliittymien suunnittelussa, sotilasympäristöjen tutkimuksessa ja kehittämisessä, ilmailualan monentasoisessa tutkimuksessa ja kehittämisessä ja terveydenhuollossa erityisesti anestesiayksiköiden toiminnan kehittämisessä ja turvallisuuden parantamisessa, muutamia aloja vain mainitakseni. Jotta ihminen saadaan hyväksymään ja todella hyödyntämään teknologian mahdollisuuksia työssään, on loogista hyödyntää myös ihmisen kognitiivisten toimintojen tieteellisesti tutkittuja periaatteita työn ja työprosessien suunnittelussa. Teknologian hyödyntäminen viedään täysin uudelle tasolle, kun se tukee ja auttaa ihmistä tavoitteiden saavuttamisessa, turvallisesti. Ihmiset myös hyväksyvät toimivat järjestelmät työvälineikseen, mikä tukee myös työhyvinvointia.