Denizcilikte kompleks sistem kaza analizi için yeni bir model önerisi

Abstract

Kazaların neden oluştuğunu anlayabilmek, ileride oluşacak kazaları engellemek adına son derece önemlidir. Kaza nedenselliğinin sonuçları mal, çevre ve insan yaşamı için son derece yıkıcı etkilere sebep olabileceğinden, birçok alan için her zaman kritik ve sıklıkla çalışılan bir konudur. Bu bağlamda, kazaların analiz edilerek güvenlik kavramının iyileştirilmesi, birçok sistemin temel hedefi haline gelmiştir. Kazaların neden oluştuğunu anlamak ve kazanın ardında gizlenen tüm faktörleri ortaya çıkartmak amacıyla tarih boyunca çeşitli kaza analiz yöntemleri önerilmiş ve kullanılmıştır. Bu yöntemler, genellikle içinde bulunduğu ortamı yansıttığından, bazıları salgın hastalık durumundan, bazıları ise dönemin teknolojik şartlarından etkilenmiştir. Fakat genel olarak kaza analiz yöntemleri oluşan kazaların, birbiri ardına tetiklenen olaylar sonucu meydana geldiğini kabul eden, doğrusal bir akış içerisinde kazayı inceleyen mekanizmalara sahiptir. Son yıllarda hızla gelişen teknoloji sayesinde gelişmiş ekipman, yazılım ve sistemler endüstride kullanılmaya başlanmıştır. Daha önceki yıllarda sadece mekanik temellere dayanan endüstri insan, makine ve yazılım unsurlarını beraber barındıran dinamik ve karmaşık süreçlere sahip yapılara evirilmiştir. Artık, pek çok sistem, yazılım ve insan tarafından kontrol edilen makineler ve bunların birbiri ile etkileşimini içermektedir. Tarih boyunca, diğer mekanik sistemlerde olduğu gibi, günümüz karmaşık sosyo-teknik ortamlarında da kazalar yaşanmakta ve bu kazalar analiz edilmektedir. Kompleks yapıdaki tesislerin mühendislik sistemleri, dinamik ve karmaşık bir yapı içerisinde hareket eden bileşenlere sahiptir. Bu sosyo-teknik sistemin kaza analizi, süreç güvenliği ve risk mühendisliği açısından diğer sistemlerden daha büyük bir öneme sahiptir. Ancak günümüz kompleks sistemlerinde, ortaya konduğu dönemin mekanik endüstri anlayışını yansıtan ve olayların zincirleme reaksiyonlar sonucu geliştiği fikriyle çalışan kaza analiz yöntemleri başarılı olamadığı görülmüştür. Uzun yıllar önce ortaya konmuş bu yöntemler, insan, makine ve yazılım etkileşimlerinin tümünü yakalamada başarısız olabilmektedir. Ayrıca anlık olarak değişen dinamik sistemlerde, sıralı olarak analiz yapan bu yöntemlerin etkili olması beklenmemektedir. Bu yöntemlerin ortaya konduğu tarihteki mekanik sistemler ile günümüz kompleks sistemleri kıyaslandığında, çok büyük farklar olduğu açıktır. Bu nedenle, bugünün karmaşık sistemlerini analiz edebilen, yeni nesil kaza analiz tekniklerinin önemi gün geçtikçe artmaktadır. Bu ihtiyaç ışığında, araştırmacılar tarafından sistem teorisine dayalı yeni kaza analiz yöntemleri tanıtılmaya ve kullanılmaya başlanmıştır. Sistem teorisi tabanlı AcciMap, Sistemler-Teorik Kaza Modeli ve Süreçleri (STAMP) ve Fonksiyonel Rezonans Kaza Modeli (FRAM) en tutarlı yapıdaki ve sık çalışılan sistematik yaklaşımlardır. Bu analiz yöntemlerinden biri olan STAMP, Leveson tarafından karmaşık sistemlerde analiz yapmak üzere, geleneksel kaza analizinin sınırlamalarına cevap verebilecek şekilde tasarlanmıştır. Bu yöntem, güçlü algılama kabiliyeti sayesinde, dinamik ve karmaşık bir yapının her türlü bileşen hatasını ve bunların etkileşimlerini tespit edebilmektedir. Diğer sistem teorisine dayalı yöntemlerle karşılaştırıldığında ise, STAMP'ın kazanın temel nedenlerinin belirlenmesinde daha kapsamlı olduğu, bazı çalışmalarla ortaya konmuştur. Ek olarak, bu yöntemin, karmaşık sistemlerde daha etkin bir kapasiteye sahip olduğu ve Accimap gibi diğer tekniklerden daha güvenilir analiz sonuçları üretebildiği de çeşitli çalışmalarla vurgulanmıştır. Fakat bu teknik sistem teorisine dayanmasına ve dinamik analitik yeteneklere sahip olmasına rağmen, hala geliştirmeye açık zayıf noktaları vardır. Dezavantajlardan biri, STAMP'ın sayısal bir analiz olmayıp nitel olarak analiz yapmasıdır. Literatürdeki çalışmalara bakıldığında araştırmacıların bu yöntemi çeşitli alanlarda, nitel olarak kullandıkları görülmektedir. Analiz sonucu tespit edilen eksiklikler, bir sıralama olmaksızın okuyucuya sunulmakta, faktörlerin eşit öneme sahip olduğu kabul edilmektedir. Bu sebeple, analiz sonrası bir öncelik sırası paylaşılamamaktadır. Buna ek olarak, yöntemin bilimsel çalışmalarda çok farklı şekillerde uygulanması, net uygulama adımları bulunmadığını göstermektedir. Daha özel bir bakış açısıyla, güverte ve makine bölümleri ile gemiler yukarıda bahsedilen karmaşık mühendislik yapıları arasında yer almaktadır. Ticari bir geminin makine dairesi, farklı süreçlere sahip çeşitli sistemler ve alt sistemler içermektedir. Örneğin, basınçlı hava, yağlama, soğutma suyu, ön ısıtma, egzoz, yakıt, sevk sistemi, yağ buharı algılama, makine koruma güvenlik sistemleri ile ana makine, geminin makine dairesi bileşenlerinden yalnızca bir tanesidir. Sadece geminin ana makinesinde bile, bu kadar çok bileşen varken, gemide bulunan jeneratörler, kazanlar, kompresörler, pompalar, dümen sistemi, acil durum jeneratör ve pompa sistemleri, gibi unsurlar düşünüldüğünde gemilerin son derece karmaşık yapılar olduğu görülmektedir. Makine kısmına ek olarak, geminin güverte kısmı da benzer şekilde çeşitli sistemlerle donatılmış durumdadır. Tüm bunlara insan faktörü ve gelişen teknoloji ile artan insan-makine etkileşimleri de eklendiğinde gemilerin yüksek karmaşıklıktaki durumu daha iyi ifade edilmiş olmaktadır. Karmaşık sistemleri analiz edebilen, yeni nesil kaza analiz yöntemleri, günümüzde çok farklı alanlarda kullanılmaya başlanmıştır. Sağlık, havacılık, demiryolu, petrol üretim, mühendislik süreçleri gibi sektörler bunlardan bazılarıdır. Denizcilik, tamamen karmaşık sistemler içermesine ve sistem teorisi temelli kaza analizleri son derece kapsamlı olmasına rağmen, bu yeni nesil yaklaşımlar denizcilik alanında henüz yeterince kullanılmamıştır. Denizcilik sektöründe, STAMP gibi yeni nesil kaza analiz yöntemlerini kullanan çok az çalışma bulunmaktadır. Yüksek karmaşıklığa sahip yapılar olan gemilerde yürütülecek olan kaza analizlerinin bu karmaşık yapıya cevap verebilen kapsamlı ve yeni nesil teknikler kullanılması gerekliliği açıktır. Bu sebeple, bu tez çalışmasında, yenilikçi kaza analiz yöntemleri ile denizcilikte kompleks sistem kaza analizi için yeni bir model önerisi sunularak bu ihtiyacın karşılanması amaçlanmaktadır. Çalışmada, kazalara katkıda bulunan faktörlerin araştırılması için, yeni bir analiz aracı önermektedir. Bu yaklaşım, karmaşık sistem kaza analizi dâhilinde, alternatif bir çözüm oluşturmak için, STAMP ve kural tabanlı bulanık FMEA yöntemlerini birleştirmektedir. Bu iki yönteme ek olarak, bazı yenilikçi adımlar da çalışmaya dâhil edilmiştir. Tez uygulaması kapsamında, önerilen modelin etkinliğini göstermek adına, iki adet yaşanmış gemi kazası incelenmiştir. İncelenen kazaların, makine kaynaklı olması ve insan, yazılım, donanım etkileşimlerini içeren son derece karmaşık bir yapıya sahip olması gözetilmiştir. Ayrıca, son dönemde artan teknolojik gelişmelerle hızlanan makine-insan etkileşimlerini daha iyi gösterebilmek adına, her iki kaza son yıllarda gerçekleşen, güncel vakalardan seçilmiştir. Her iki vakaya önerilen modelin adımları, sırasıyla uygulanmış, elde edilen faktörler, FRPN puanlarıyla beraber final raporu altında paylaşılmıştır. İlk uygulama olan M/V Vitaspirit kazası kapsamında, kazaya sebep olan faktörler tespit edilmiş, kodlanmış, daha sonra bulanık mantık ortamında uzman görüşü ile ağırlıklandırılarak, final raporu elde edilmiştir. Final raporu ışığında, bu kazanın, %71 insan faktörü, %12 donanım ve yazılım faktörü ve %17 dış faktör nedeniyle ortaya çıktığı ortaya konmuştur. Önerilen yaklaşıma göre, ikinci uygulaması vakası olan M/V Guroni olayında ise, kazanın %79 insan faktörü, %14 donanım ve yazılım faktörü ve %7 dış faktör nedeniyle oluştuğu tespit edilmiştir.