Ratgeber · CRM & Human Factors

Human Factors in der Luftfahrt: SHELL-Modell, Swiss-Cheese-Modell, Dirty Dozen und TEM

Bei Human Factors in der Luftfahrt geht es darum, wie Menschen im Cockpit, in der Wartung und in der Flugsicherung mit Technik, Verfahren, ihrer Umgebung und miteinander zusammenarbeiten – mit allen Stärken und Grenzen. Das Ziel ist nicht der fehlerfreie Mensch, sondern ein System, in dem Fehler früh auffallen, bevor sie Schaden anrichten. Vier Modelle machen das greifbar: das SHELL-Modell, das Swiss-Cheese-Modell, die Dirty Dozen und Threat and Error Management.

Kurz erklärt: Human Factors, auf Deutsch „menschliche Faktoren“, ist der Fachbegriff für alles, was die Leistung von Menschen in einem technischen System beeinflusst: Wahrnehmung, Aufmerksamkeit, Müdigkeit, Kommunikation und Zusammenarbeit, aber auch die Gestaltung von Cockpit, Checklisten und Arbeitsbedingungen. In der Pilotenausbildung und im vorgeschriebenen CRM-Training der Cockpit-Crews gehört das Thema fest dazu.

Was bedeutet Human Factors in der Luftfahrt?

Ein Verkehrsflugzeug ist ein System aus Technik und Menschen. Piloten, Fluglotsen, Mechaniker und Kabinenpersonal treffen ständig Entscheidungen, oft unter Zeitdruck und mit unvollständigen Informationen. Human Factors fragt, wie Menschen dabei wahrnehmen, denken, kommunizieren und Fehler machen – und wie sich Cockpit, Verfahren, Training und Organisation so gestalten lassen, dass sie zum Menschen passen.

Wichtig ist der Blickwinkel: Human Factors sucht nicht nach Schuldigen. Der Ansatz geht davon aus, dass auch gut ausgebildete und erfahrene Menschen Fehler machen. Entscheidend ist, dass das System diese Fehler erkennt und auffängt, bevor etwas passiert.

Warum das Thema Ende der 1970er-Jahre in den Fokus rückte

Ende der 1970er-Jahre werteten Forschende Unfallberichte und Aufzeichnungen von Cockpit-Stimmenrekordern aus. Ihr Befund: Hinter vielen crewbezogenen Fehlern standen Mängel in der Zusammenarbeit – in Kommunikation, Entscheidungsfindung und Führung. Damit rückte der Mensch als Teil des Systems in den Mittelpunkt. Aus diesem Befund entstand Crew Resource Management (CRM), also die Anwendung von Human Factors auf die Zusammenarbeit einer Crew. Welcher Unfall und welcher Workshop den Anstoß gaben, steht im Abschnitt zur Entstehung von CRM.

Wo das Thema heute verankert ist

  • Pilotenausbildung: Menschliches Leistungsvermögen (Human Performance and Limitations) ist ein eigenes Theoriefach, vom Privatpilotenschein bis zur Verkehrspilotenlizenz.
  • Crew-Training: Die EASA schreibt für die Cockpit-Crews im gewerblichen Flugbetrieb ein CRM-Training vor. Zu den Grundlagen zählen dort ausdrücklich Human Factors in der Luftfahrt, die menschliche Leistungsfähigkeit und ihre Grenzen sowie Threat and Error Management. Das wiederkehrende Training muss alle Inhalte innerhalb von höchstens drei Jahren abdecken.
  • Wartung, Flugsicherung und Kabine: Auch dort gibt es Human-Factors-Schulungen. Die Dirty Dozen stammen zum Beispiel aus der Flugzeuginstandhaltung.

Die vier Modelle auf einen Blick

Jedes Modell beantwortet eine andere Frage. Zusammen ergeben sie einen Werkzeugkasten, mit dem Crews, Ausbilder und Unfallermittler auf dieselbe Situation schauen können.

Die vier bekanntesten Human-Factors-Modelle der Luftfahrt im Überblick
ModellKernfrageHerkunft
SHELL-ModellWo treffen Mensch, Technik, Verfahren und Umgebung aufeinander – und wo hakt es?Elwyn Edwards (1972), erweitert von Frank Hawkins (1975)
Swiss-Cheese-ModellWie kann ein Unfall passieren, obwohl es viele Schutzbarrieren gibt?James Reason, „Human Error“ (1990)
Dirty DozenWelche zwölf Faktoren tragen häufig zu Fehlern bei?Flugzeuginstandhaltung, Anfang der 1990er-Jahre
Threat and Error ManagementWie erkennt und bewältigt eine Crew Bedrohungen und Fehler, bevor sie gefährlich werden?University of Texas, 1990er-Jahre; heute Teil des CRM-Trainings

Das SHELL-Modell: Wo Mensch und System aufeinandertreffen

Das SHELL-Modell zeigt den Menschen im Zusammenspiel mit seinem Arbeitsumfeld. Der Name setzt sich aus den Anfangsbuchstaben der vier Bausteine zusammen:

  • Software: nicht nur Computerprogramme, sondern alle Regeln und Informationen – Verfahren, Checklisten, Handbücher, Karten, Abkürzungen und Symbole auf den Bildschirmen.
  • Hardware: das Flugzeug und das Cockpit mit Schaltern, Hebeln, Anzeigen und Sitzen.
  • Environment: die Umgebung, also Wetter, Licht, Lärm, Temperatur und Tageszeit, aber auch Arbeitszeiten und Zeitdruck.
  • Liveware: die Menschen. In der Mitte steht die Person, um die es gerade geht, etwa der Pilot Flying (wer gerade steuert). Das zweite L steht für alle anderen: die Kollegin oder den Kollegen im Cockpit, die Flugsicherung, die Kabinenbesatzung und die Wartung.

Der Kern des Modells: Probleme entstehen selten in einem Baustein allein, sondern an den Schnittstellen zwischen dem Menschen in der Mitte und den anderen Bausteinen. In der bekannten Grafik haben die Bausteine deshalb unregelmäßige Kanten. Sie passen nicht von selbst zusammen, sondern müssen aufeinander abgestimmt werden.

Die vier Schnittstellen des SHELL-Modells mit Beispielen aus dem Cockpit
SchnittstelleWorum es gehtBeispiel aus dem Cockpit
L–H: Mensch und TechnikGestaltung von Bedienelementen und AnzeigenZwei ähnliche Schalter liegen dicht nebeneinander und werden leicht verwechselt.
L–S: Mensch und VerfahrenChecklisten, Handbücher, Symbole, Logik der AutomatikEine Checkliste ist missverständlich formuliert, oder ein Autopilot-Modus verhält sich anders als erwartet.
L–E: Mensch und UmgebungWetter, Licht, Lärm, Tageszeit, ArbeitszeitenEin Anflug in der Nacht, am Ende eines langen Dienstes, bei Regen und böigem Wind.
L–L: Mensch und MenschKommunikation, Führung, ZusammenarbeitEin Kopilot traut sich nicht, einen Zweifel offen anzusprechen.

Als SHEL-Modell entwarf es Elwyn Edwards 1972. Frank Hawkins erweiterte es 1975 zu dem Bausteinmodell, das heute verbreitet ist, und die ICAO hat es in ihre Unterlagen zu Human Factors übernommen.

Hell beleuchtetes Airbus-Cockpit des Full Flight Simulators: Overhead-Panel, Bildschirme, Mittelkonsole mit Schubhebeln und zwei leere Pilotensitze
Hardware im SHELL-Modell: Schalter, Hebel und Bildschirme müssen zum Menschen passen – nicht umgekehrt.

Das Swiss-Cheese-Modell: Warum Unfälle selten nur eine Ursache haben

Das Swiss-Cheese-Modell, auf Deutsch auch Schweizer-Käse-Modell, geht auf den britischen Fehlerforscher James Reason zurück. Sein Grundlagenwerk „Human Error“ erschien 1990. Die Idee lässt sich mit einem Bild erklären: Stell dir mehrere Scheiben Schweizer Käse hintereinander vor.

  • Jede Scheibe ist eine Schutzbarriere: zum Beispiel die Konstruktion des Flugzeugs, die Ausbildung, Verfahren und Checklisten, Warnsysteme oder das Prinzip „Challenge and Response“, bei dem einer einen Checklistenpunkt vorliest und der andere ihn bestätigt.
  • Keine Barriere ist perfekt: Jede hat Löcher, und diese Löcher sind nicht fest. Sie öffnen und schließen sich, je nach Situation.
  • Ein Unfall braucht mehrere Lücken: Gefährlich wird es erst, wenn die Löcher mehrerer Scheiben hintereinanderliegen und ein Fehler durch alle Barrieren hindurchkommt.

Aktive Fehler und latente Bedingungen

Reason unterscheidet zwei Arten von Löchern. Aktive Fehler passieren an der Front – im Cockpit, in der Werkstatt, im Tower – und wirken sofort, zum Beispiel ein falsch gesetzter Schalter. Latente Bedingungen dagegen schlummern oft lange unbemerkt im System: eine ungünstige Konstruktion oder eine Managemententscheidung. Sie werden erst gefährlich, wenn sie mit anderen Lücken zusammentreffen.

Für die Praxis heißt das: Wer nach einem Zwischenfall nur fragt, wer schuld war, findet meist das letzte Loch und übersieht die anderen. Hilfreicher ist die Frage, welche Barrieren nicht gehalten haben und wie sich ihre Lücken schließen lassen. Deshalb setzt die Luftfahrt auf mehrere Schutzschichten statt auf eine einzige.

Rot leuchtende Feuerwarnungen für Triebwerk 1, APU und Triebwerk 2 im Overhead-Panel des Airbus-Simulators
Eine Barriere unter mehreren: Die Feuerwarnung meldet das Problem. Gelöst wird es erst mit Verfahren, Checkliste und einer Crew, die zusammenarbeitet.

Die Dirty Dozen: zwölf typische Fehlerfallen

Die Dirty Dozen, wörtlich „das dreckige Dutzend“, sind eine Liste von zwölf Faktoren, die häufig zu menschlichen Fehlern beitragen. Entstanden ist die Liste Anfang der 1990er-Jahre für Human-Factors-Schulungen in der Flugzeuginstandhaltung. Die Faktoren passen aber genauso ins Cockpit – als Spiegel für die Frage: Welcher davon wirkt gerade auf mich oder auf uns?

Die zwölf Faktoren der Dirty Dozen mit Erklärung und Gegenmittel
FaktorWas dahinterstecktWas dagegen hilft
1. Mangelnde Kommunikation (Lack of Communication)Informationen kommen nicht, unvollständig oder falsch verstanden an.Closed-Loop-Kommunikation: wiederholen, bestätigen, nachfragen
2. Selbstzufriedenheit (Complacency)Routine macht unaufmerksam: „Das hat doch immer funktioniert.“Jede Checkliste bewusst lesen und mit Fehlern rechnen
3. Wissensmangel (Lack of Knowledge)Wissen über ein System oder Verfahren fehlt oder ist veraltet.Nachschlagen, nachfragen, regelmäßig trainieren
4. Ablenkung (Distraction)Eine Unterbrechung reißt aus einer Aufgabe, ein Schritt wird vergessen.„Sterile Cockpit“: in kritischen Flugphasen keine Gespräche oder Tätigkeiten, die nicht dem Flug dienen; nach einer Unterbrechung einen Schritt zurückgehen
5. Fehlende Teamarbeit (Lack of Teamwork)Jeder arbeitet für sich, niemand hat das Gesamtbild.Gemeinsame Briefings, klare Rollen und Aufgaben
6. Müdigkeit (Fatigue)Konzentration und Urteilsvermögen lassen nach, oft unbemerkt.Ruhezeiten einhalten, Müdigkeit offen ansprechen
7. Fehlende Ressourcen (Lack of Resources)Werkzeug, Ersatzteile, Informationen, Zeit oder Personal fehlen.Bedarf früh prüfen und Lücken melden, statt zu improvisieren
8. Druck (Pressure)Zeit- oder Erwartungsdruck verleitet zu Abkürzungen.Druck erkennen und benennen; Sicherheit geht vor Pünktlichkeit
9. Mangelndes Durchsetzungsvermögen (Lack of Assertiveness)Bedenken werden nicht oder zu leise geäußert.Speak-up: früh fragen und klar ansprechen, wenn es eilt
10. Stress (Stress)Hohe Belastung lässt weniger Kapazität für Wahrnehmung und Entscheidungen.Arbeit verteilen, Prioritäten setzen: erst fliegen, dann navigieren, dann kommunizieren
11. Fehlendes Bewusstsein (Lack of Awareness)Die Folgen des eigenen Handelns oder die Gesamtlage geraten aus dem Blick.Das Lagebild aktiv prüfen: Wo sind wir, was kommt als Nächstes?
12. Normen (Norms)Eingeschliffene Abweichungen vom Verfahren: „Das machen hier alle so.“Verfahren auch dann einhalten, wenn andere abkürzen, und Abweichungen ansprechen

Die Liste ist keine Rangfolge und ersetzt keine Analyse. Ihr Wert liegt darin, dass sie die typischen Fallen benennt: Wer sie kennt, erkennt sie früher – bei sich selbst und im Team.

Abgedunkeltes Airbus-Cockpit im Simulator mit Dunst in der Luft: Zwei Personen sitzen auf den Pilotensitzen, eine dritte steht zwischen ihnen und beugt sich zur Crew vor
Wenn die Arbeitslast steigt, zeigt sich, wie wichtig Kommunikation und Teamarbeit sind.

Threat and Error Management: Bedrohungen und Fehler managen

Threat and Error Management (TEM) überträgt diese Gedanken in den Flugalltag. Es baut auf der Unfalltheorie von James Reason auf und akzeptiert zwei Tatsachen: Bedrohungen treten auf, und Menschen machen Fehler. Das Ziel ist deshalb nicht, beides auszuschließen, sondern es rechtzeitig zu erkennen und zu managen.

Die drei Elemente von TEM

  • Bedrohungen (Threats): Ereignisse, die von außen kommen und die Lage komplizierter machen – Gewitter, starker Seitenwind, eine kurzfristige Pistenänderung, eine technische Störung, Zeitdruck, ein unbekannter Flughafen oder eine missverständliche Freigabe.
  • Fehler (Errors): Handlungen oder Unterlassungen der Crew, die vom Plan abweichen – eine falsch eingestellte Höhe, ein übersprungener Checklistenpunkt, ein falsch verstandener Funkspruch.
  • Unerwünschte Flugzustände (Undesired Aircraft States): Das Flugzeug ist dort, wo es nicht sein sollte – zu schnell oder zu hoch im Anflug, in der falschen Konfiguration oder abseits des geplanten Flugwegs. Noch ist nichts passiert, aber jetzt muss die Crew korrigieren.

Drei Verteidigungslinien

  1. Vermeiden: Bedrohungen vorausdenken und Fehlern vorbeugen, etwa im Briefing: Was erwartet uns heute, und was machen wir, wenn es anders kommt?
  2. Erkennen und abfangen: Fehler auffallen lassen, bevor sie wirken – durch Gegenchecks, Callouts und aufmerksames Überwachen.
  3. Folgen mindern: Ist ein unerwünschter Flugzustand entstanden, das Flugzeug zurück in einen sicheren Zustand bringen, notfalls mit einem Durchstartmanöver.

Ein vereinfachtes Beispiel: Kurz vor dem Anflug teilt die Flugsicherung eine andere Landebahn zu (Bedrohung). Die Crew nimmt sich Zeit für ein kurzes neues Briefing (vermeiden). Trotzdem wird eine Höhe falsch eingegeben (Fehler). Der Pilot Monitoring – wer überwacht, funkt und die Checklisten liest – bemerkt es beim Gegencheck und spricht es an (abfangen). Wäre der Fehler unbemerkt geblieben, wäre das Flugzeug zu hoch im Anflug gewesen (unerwünschter Flugzustand). Dann hätte die Crew den Anflug korrigieren oder durchstarten müssen (Folgen mindern).

Entwickelt wurde TEM in den 1990er-Jahren von Forschenden der University of Texas um Robert Helmreich. Die ICAO hat das Modell in ihre Trainingsunterlagen übernommen.

Human Factors, CRM und die Werkzeuge im Cockpit

Human Factors ist das Wissen darüber, wie Menschen arbeiten und Fehler machen. Crew Resource Management ist die Anwendung dieses Wissens im Team: alle verfügbaren Ressourcen nutzen – Menschen, Informationen und Technik. Die Modelle aus diesem Artikel tauchen dort als konkrete Werkzeuge wieder auf:

  • Gegen fehlendes Bewusstsein hilft ein gutes Lagebild. Wie Crews es aufbauen und halten, erklärt der Artikel Situational Awareness.
  • Unter Druck helfen strukturierte Entscheidungen, etwa mit dem Modell FORDEC.
  • Klare Rollen und Gegenchecks setzen die Verteidigungslinien von TEM um – so wie bei Pilot Flying und Pilot Monitoring.
  • Speak-up und ein ausgewogenes Autoritätsgefälle sind die Antwort auf mangelndes Durchsetzungsvermögen: Die Kapitänin oder der Kapitän führt, und trotzdem traut sich jeder in der Crew, Bedenken anzusprechen. Mehr dazu im Artikel Leadership im Cockpit.

Wie ein CRM-Training aufgebaut ist und welche Elemente die EASA vorgibt, erklärt der Artikel Crew Resource Management einfach erklärt.

Human Factors im Level-D-Simulator erleben

Im Level-D Full Flight Simulator werden die Modelle greifbar. Du merkst selbst, wie schnell die Arbeitslast steigt, wenn im Anflug noch ein Funkspruch und eine Checkliste dazukommen – und wie viel dann klare Callouts und ein aufmerksamer Pilot Monitoring ausmachen.

  • Im Cockpit gelten klare Rollen: Einer fliegt, einer überwacht, Callouts und Checklisten geben den Takt vor.
  • Nach Absprache spielt dein Instruktor Wetter, Tageszeit oder eine technische Störung ein. So wird aus einer Bedrohung im TEM-Modell eine konkrete Aufgabe im Cockpit.
  • Im Debriefing besprichst du mit erfahrenen Berufspiloten, was gut lief und wo es gehakt hat – ohne Schuldfrage, ganz im Sinne von Human Factors.

Für Führungsteams gibt es ein eigenes Format, das Leadership-Training im Flugsimulator. Dort übertragt ihr Kommunikation, Entscheidungen und Speak-up aus dem Cockpit auf euren Führungsalltag. Privat buchst du eine exklusive Session allein oder mit Freunden und Familie: für 1 bis 5 Personen, die sich kennen, ab 16 Jahren, ohne Vorkenntnisse. Alle Pakete und Endpreise stehen auf der Preisseite. Hauptstandort der Flugsimulatoren ist Frankfurt am Main.

Eine Session ist ein Erlebnis- und Trainingsformat, kein anerkannter CRM- oder Human-Factors-Lehrgang. Sie wird auf keine Lizenz oder Berechtigung angerechnet.

Häufige Fragen zu Human Factors in der Luftfahrt

Was ist der Unterschied zwischen Human Factors und CRM?

Human Factors ist das übergeordnete Wissensgebiet: wie Menschen wahrnehmen, entscheiden, zusammenarbeiten und Fehler machen. Crew Resource Management (CRM) wendet dieses Wissen im Cockpit an, mit Methoden für Kommunikation, Führung, Arbeitsteilung und Entscheidungen. Im CRM-Training nach EASA zählt Human Factors in der Luftfahrt deshalb zu den Grundlagen.

Wofür stehen die Buchstaben im SHELL-Modell?

Für Software (Verfahren, Checklisten, Handbücher, Symbole), Hardware (Flugzeug, Cockpit, Bedienelemente), Environment (Umgebung wie Wetter, Licht, Lärm und Arbeitszeiten) und Liveware (der Mensch). Das doppelte L steht für den Menschen in der Mitte und für die anderen Menschen, mit denen er zusammenarbeitet.

Wer hat das Swiss-Cheese-Modell entwickelt?

Der britische Fehlerforscher James Reason. Sein Grundlagenwerk „Human Error“ erschien 1990. Das Modell zeigt, dass ein Unfall meist erst entsteht, wenn die Lücken mehrerer Schutzbarrieren zusammenfallen.

Was sind die Dirty Dozen?

Zwölf Faktoren, die häufig zu menschlichen Fehlern beitragen: mangelnde Kommunikation, Selbstzufriedenheit, Wissensmangel, Ablenkung, fehlende Teamarbeit, Müdigkeit, fehlende Ressourcen, Druck, mangelndes Durchsetzungsvermögen, Stress, fehlendes Bewusstsein und Normen. Die Liste stammt aus der Flugzeuginstandhaltung, die Faktoren lassen sich aber genauso aufs Cockpit übertragen.

Was ist im Threat and Error Management der Unterschied zwischen Bedrohung und Fehler?

Eine Bedrohung kommt von außen, zum Beispiel ein Gewitter, eine technische Störung oder eine kurzfristige Pistenänderung. Ein Fehler ist eine Handlung oder Unterlassung der Crew selbst, etwa eine falsch eingestellte Höhe. Beides muss die Crew managen, bevor daraus ein unerwünschter Flugzustand wird.

Muss ich Human Factors kennen, um im Simulator zu fliegen?

Nein. Was du im Cockpit wissen musst, erklärt dir dein Instruktor im Briefing. Wer Modelle wie Threat and Error Management schon kennt, entdeckt sie in der Session aber schnell wieder – spätestens im Debriefing.

Quellen (abgerufen am 11.10.2026):

Tim Hittinger mit Headset im Cockpit

Tim HittingerBerufspilot auf der Langstrecke und Gründer von GAT – German Aviation Training. Tim bildet an der Airport Academy München Fluglotsen aus, ist ICAO-Sprachprüfer nach FCL.055 und Flugfunkprüfer für AZF und BZF bei der Bundesnetzagentur. Er prüft die Ratgeber-Artikel fachlich und ist im Simulator selbst als Instruktor im Einsatz. Mehr über Tim

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