Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3130
Main Title: Sehen vier Augen mehr als zwei? Der Einfluss personaler Redundanz auf die Leistung bei der Überwachung automatisierter Systeme
Translated Title: Are four eyes better than two? The influence of human redundancy on performance in automation monitoring
Author(s): Marold, Juliane
Advisor(s): Manzey, Dietrich
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät V - Verkehrs- und Maschinensysteme
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Redundanzen gelten als grundlegendes Gestaltmerkmal komplexer Organisationen mit hohem Gefährdungspotential (wie z.B. kerntechnische oder chemische Anlagen). Durch eine redundante Auslegung sicherheitskritischer Funktionen verspricht man sich in der Praxis einen Zuverlässigkeitsgewinn. Ursprünglich als rein technisches Instrument implementiert, wird das Redundanzprinzip auch auf soziale Beziehungen übertragen. Der Erfolg von Redundanzen beruht in erste Linie auf der Gewährleistung der Unabhängigkeit zwischen den redundanten Einheiten. Diese Voraussetzung ist allerdings bei personalen Redundanzen nur sehr schwer herzustellen. Die Möglichkeit der Übertragbarkeit und die Untersuchung der Wirksamkeit des personalen Redundanzprinzips wurden innerhalb dieser Arbeit überprüft. Da das Aufgabenspektrum der in Organisationen mit hohem Gefährdungspotential tätigen Operateure vor allem die Überwachung automatisierter Systeme beinhaltet, wurde für die laborexperimentelle Analyse ein Untersuchungsparadigma entwickelt, welches neben der Bearbeitung von Einzelaufgaben auch die Überprüfung von Statusmeldungen einer Automation enthält. In Anlehnung an sozialpsychologische Studien wurde die Art der Bearbeitungssituation einer Aufgabe (individuell/gemeinsam) variiert, um mögliche Einflüsse zu untersuchen. Die Ergebnisse aus den Experimenten verdeutlichen, dass allein das Wissen um eine gemeinsame Aufgabenbearbeitung zu einer Verringerung der Leistung gegenüber der individuellen Bearbeitung führt. Weiterhin wurde deutlich, dass Informationen über die Leistung des redundanten Partners die eigene Leistung beeinflussen, wobei eine Erhöhung der eigenen Leistung bei einem Partner mit geringeren Fähigkeiten und eine Reduktion der eigenen Leistung durch einen besseren Partner zu be¬obachten war. Zur weiteren Beschreibung der beobachteten Effekte wurde in der sich anschließenden Untersuchung die Dauer der Bearbeitung und somit die Expertise erhöht. Weiterhin wurde die Zuverlässigkeit des automatisierten Systems durch die Bearbeitung von Automationsfehlern variiert, um Unterschiede zwischen Arbeitsbedingungen und mögliche Konsequenzen zu analysieren. Die Ergebnisse zeigen, dass auch bei einer längeren Aufgabenbearbeitung das Wissen über eine gemeinsame Aufgabenbearbeitung zu einer geringeren Leistung führen kann. Erneut gestützt wurde, dass die Informationen über die Leistung des redundanten Partners die eigene Leistung beeinflussen, indem eine Erhöhung der Zuverlässigkeit bei einem schlechteren Partner zu beobachten war. Um Ableitungen für den Umgang in der Praxis formulieren zu können, wurden im Anschluss an diese Untersuchungen Interventionsmöglichkeiten erprobt. Eine zentrale Rolle spielt gemäß sozialpsychologischen Untersuchungen das Potential der Bewertbarkeit einer Leistung. Dies umfasst die Möglichkeit, eine Leistung auf die jeweilige Person zurückzuführen und diese auch bewerten zu können. Es wurden Arbeitsbedingungen untersucht, in denen ein unterschiedliches Ausmaß an Rückmeldung über die eigene Leistung variiert wurde. Hier bleibt zusammenfassend festzuhalten, dass es zumindest Hinweise dafür gibt, dass redundant arbeitende Personen ein automatisiertes System besser kontrollieren, wenn sie eine Rückmeldung ihrer individuellen Leistung in Aussicht gestellt bekommen. Insgesamt verdeutlichen die Ergebnisse die Ambivalenz, die sich aus dem Einsatz personaler Redundanzen zur Überwachung automatisierter Systeme ergibt. In der Praxis kann das Wissen einer gemeinsamen Bearbeitung, sowie darüber hinaus das Wissen über die Leistung des Redundanzpartners und Informationen über die Möglichkeit der Bewertung durch Kollegen oder Vorgesetzte einen erheblichen Einfluss auf die individuelle Arbeitsleistung ausüben. Diesen Befunden ist in der Praxis Rechnung zu tragen, z.B. indem bei der Planung und Gestaltung von Arbeitsumgebungen die Auswirkungen sozialer Einflüsse hinreichend berücksichtigt werden.
The use of redundancy is a common strategy in ensuring safe performance in high-reliability organizations such as nuclear power or chemical plants, air traffic control networks or commercial aviation systems. Its main purpose is to optimize a system’s overall reliability. Whereas redundancy was first used in designing technological systems, it has since also been applied to social systems. In order to reduce the risk of system failures, redundant units need to work completely independent of each other. Still, individuals in redundant work systems are normally aware of each other. The knowledge that someone else is carrying out the same task can affect individual performance in ways that might counteract the expected benefits. Possible consequences for implementing human redundancy as a means of safety defense in high-reliability organizations have not yet been fully explored. This study addresses possible effects in an area where human redundancy usually represents the measure of choice in order to enhance safety, i.e. supervisory control of automated systems. Whether the redundancy design in the given context can easily be applied to social systems was examined within an experimental setting. Since most of the tasks in high-reliability organizations today are part of automated systems, experiments were conducted within a multi-task environment, including an automation monitoring task. In conjunction with social psychology studies, participants were randomly assigned to one of four groups that varied according to whether participants worked alone on all three of the tasks (non-redundant), were redundant with a second crew member (participants were informed that a second crewmate would work simultaneously on the monitoring task) or served as an informed-redundant (like the redundant condition, but with the additional information that the crewmate’s monitoring performance might be low or high). The results of the first study provide empirical evidence that the implementation of human redundancy for automation monitoring purposes can strongly influence individual monitoring performance. In particular, our behavioral data suggests that people exert less effort in monitoring an automated system when they know that they are working as part of a redundant unit compared to conditions where they perceive themselves as the only responsible person for the task. Participants with information that the crewmate’s monitoring performance might be low showed significantly better performance results than redundant working people. To investigate possible time-on-task effects, the processing time people had for working on the multi-task was extended in the following experiment. To further analyze the consequences of individual performance losses due to shortcomings of human redundancy, we included automation errors that had to be recognized within the monitoring task by the participants. Results of experiment 2 demonstrated that the main effects could be replicated although people had gained more expertise handling the system. The time course for monitoring performance across the blocks showed a slight increase over time in the number of completely verified events. To obtain insights as to how to handle the effects of human redundancy in the real work context, a follow-up experimental study regarding intervention strategies was established. Central in social psychology literature is the role of evaluating individual performance in eliminating those effects. In Experiment 3, work situations varied with regards to the degree of reported feedback on their performance to participants. Results show a slight trend that participants check the automated system better if they were told to receive feedback on their own performance. These studies imply that human redundancy might not always be the best means for enhancing safety. The findings from all of the studies are discussed in terms of concepts drawn from literature. To conclude, the methodological aspects are outlined that might be relevant for future studies on the effects of human redundancy.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-34066
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/3427
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3130
Exam Date: 18-Nov-2011
Issue Date: 28-Feb-2012
Date Available: 28-Feb-2012
DDC Class: 150 Psychologie
Subject(s): Organisationen mit hohem Gefährdungspotential
Personale Redundanz
Sicherheit
High Reliability Organizations
Human Redundancy
Safety
Social Compensation
Social Loafing
Creative Commons License: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/
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