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一

FMEA 技法の 標準化 につ い て

Standardization　ofFMEA 　Techniques

益 田　 昭彦

Aldhiko　MASUDA

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 概　要

　FMEA は我が国にお い て最 も広く用 い られて きた信頼性 の 技法で ある ．我が国 の FMEA は防衛 ・

航空宇 宙産業 か ら始ま り，家電・自動車産業に定着 し，現在では医療 ・サ

ービス へ 拡大 し使用 され て

い る．根源 は米 軍仕様書 にあ る が， 最新情 報で は ， 国際規格 IEC60812 が 制定 され ，

　 JIS　 C　 5750 −4−3

として発行 され る運び にな っ た ．我が国で は FMEA は独 自の 発達 を遂 げてお り，国際規格適用 に あ

た っ て は 注意す べ き事項が あ る ．本稿で は FMEA の 沿革 と留意点を述 べ る とともに，　 JIS規格 の 附属

書 JA と し て 追加 され る 三要素 FMEA の 概要 を紹介する ．

1．は じめに

　FMEA は我が 国 で 最 も広範囲 に定着 した信頼性解

析技法とい える．近年 の 自動車業界にお け る ISOITS

l6949 （［日QS　goOo）規格 の よ うに ，　FMEA を 単独で

要求する場合 もあ る が ，FMEA は FTA と相補的に適

用 され ， 相乗効果を狙 うこ とが多 い ．こ の よ うな背

景か ら国際規格 の IEC　60812 お よび IEC 　61025 に 基

づ く ，JIS　C　5750 −4−3 の FMEA 規格お よび JIS　C

5750−4−4 の FTA 規格が近 々 制定 され る運び で あ る ，

　本稿で は FMEA の 沿革 と留意点 をま とめ る とと

もに ，JIS　C 　5750−4−3 の 概要を紹介す る．

2． FMEA の 沿革

　 FMEA （Failure　Mode 　and 　Effects　Analysis； 故障モー

ド・影響解析）の 歴史は定 か で は な い が ， 1950年代

に は米国の 航空機産業で 用 い られ て い た とい う，

Web 検 索による と ， 米 国 で は 1940年代に米軍 に よ

っ て 開発 され た と い うの が定説に な っ て い る ．1949

年に MIL −P−1629　 FMECA の 手順が制定 され た の が

FMEA の 標 準化 の 始 ま りとい う．こ の 規格 の 内容 は

い ま で は窺い 知 る こ とが で きな い けれ ども，そ の 後

身 とい う MIL −STD −1629A は現在 web 上 か ら容易 に

入手で きる，FMEA は シ ス テ ム の構成要素の潜在的

な故 障モ ー ドを洗 い 出 し，それ が シ ス テ ム の 機能 に

及 ぼす影 響 を明確 化 し，影 響を除去 または緩和 する

た め の 対策案 を検討す るた め の 表形式 の 系統的で

定性的な手法 で ある．し か し，対策 を効率 的に進 め

る上で ， 故障 モー

ドの もた らす影響を数値的に評定

し格付けする解析手法で あ る CA （致命度解析）を

同時に 実施する FMECA （Failure　Mode ，　Effects　and

Criticality　Analysis； 故障モー

ド，影響及び致命度解

析）が主流に な っ た．FMECA はそ の 後，航空宇 宙

の 分野 で盛ん に行われ ，顕著な成果 が得 られ た こ と

で有名 にな る．筆者 も 1970 年代 の初めに MIT の

Lincohユ 研 究所 を訪問し た際に ，　 Apollo 計画 で 用 い

た とい うFMECA と FTA の 成果 を閲覧 した経験 が あ

る．実 は ， そ の 少 し前の 1960 年代後半にイ ン テ ル

サ ッ ト4 号衛星 の 国際プ ロ ジ ェ ク トに信頼性及び品

質保証担当と し て参加 した際 に も，NASA の 規格 に

基 づ く ヒ ューズ航空機会社の FMECA とFTA 規格 を

内覧 して い た の だが，そ の ときは残念なが ら こ れ ら

手法 の 重要性や 有用性に気付か な か っ た ．

　閑話休題 ．我 が国で は FMEA は信頼性 の 手法 に 留

ま らず，1970年代後半か ら TQM の 傘 の 下 で 品質改

善の 手法 と し て 使 わ れ る よ うに な り ， 技術者 の みな

らず ，現場の 小集団活動などで用 い られ るよ うに な

一237 一 REAJ 誌 2010Vol ．32，　No．4 （通 巻184号 ）

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っ た ，1994 年 に 米国 の 自動 車産業は ISO　9001 を

ベ ース に 自動車独 自の 要求事項 を加 えた QS　9000 を

制 定 し ， そ の 中 で の Potential　FMEA の 実施 が要求 さ

れ た．こ れ に伴 い ，エSO 　9000研修 に も取 り入れ られ ，

我が国で FMEA に 取 り組 む企業が 急増 した の は周

知の 通 りで ある，QS　9000は 2006 年に失効 され たが，

FMEA は 2002年 に制定され た ISOrTS 　l　6949 に継承

されて い る．

　・一方，国際規格 と し て は IEC　60812　i）

が 1985年 に

制定され て い た が，2006 年に 大幅改定され第 2 版 が

発 行 され た ．こ れ を機 に，FMEA の 国内規格 の 制定

が発案され，JIS　C　5750−4−3 と し て 近 々 制定 の 運 び に

至 っ た ．

3．FMEA の 留意点

3．1　機能上 の 留意点

　FMEA は ，　JIS　Z　8115 ：2000 デ ィ ペ ン ダ ビ リテ ィ

（信頼性）用語 ［以 下 「用語規格」 と略す］に よ れ

ば 「あ るア イ テ ム にお い て ， 各下位 ア イ テ ム に存在

し得 る故障モー ドの 調査 ，並び に そ の 他の 下位ア イ

テ ム 及び 元 の アイ テ ム ，さらに，上位 の ア イテ ム の

要求機 能 に 対 す る故障 モー

ドの 影 響 の 決 定を含む

定牲 的な信頼性解析手法」且

と定義 され る．FMEA は

シ ス テ ム が下位 の レ ベ ル へ 順 次分 解 し うる とき に，

シ ス テ ム を構 成す る 下位 の レ ベ ル か ら上 位 レ ベ ル

へ 解析 を進め て い く帰納的，ボ トム ア ッ プ的な手法

で ，FMEA に よ り，シ ス テ ム に 重 大な影 響 を 及 ぼす

構成要素 を抽出す る こ とができ る．

　標準化の方法 と し て は ，解析に 必要 な項 目を網羅

し た一

覧表 の 様式 を定 め て， そ の 表様式 を 共 通 に利

用す る こ とを要求す る．加 え て解析 手順 の 規準化 を

行 っ て ， 表 に盛 り込む べ き必 要最小限 の 事項を明確

にす る こ とで ある，FMEA の 解析手順は，系統的に，

シ ス テ ム の性能 （組立 品及び シ ス テ ム 全 体又 は ある

プ ロ セ ス の 性 能）に 関する潜在的故障 モー

ド並 び に

それ らの 原 因及 び影響を明確にす る．

　 FMEA の 弱 点は事象 の 順序ま たは時間依存性 の あ

る 特 性 を解析す る の に は 適 さな い 点 で あ る．また ，

lIECITC56　Dependability　Pt門委員会 の 決 定に従

い， 筆者 に よりJIS 用 語 の 定義の 「フォ

ール ト」を 「故障」

に 修 正 した，

単独 の 故障 モー

ドか らの 解析 に 限 られ る とい う制

限があ る．

3．2　実施上 の留意点

　FMEA は，ハー

ドウェ ア，ソ フ トウェ ア （それ らの

相互作用を含む），またはプ ロ セ ス へ の適用が可能で

ある．対象とする シ ス テ ム の 性能を適切 に定義す る こ

とによ っ て ，幅広 い 分野で の応用が可能で あ る ．

　FMEA には，図 1 に示 すよ うに，設 計 FMEA ，工

程 FMEA ，設備 FMEA などの 様 々 なバ リエー

シ ョ ン

が あ り， 信頼性 ・安全性 の 解析お よび 改善の 手法 と

し て 広 く定着 し て い る ．デ ザ イ ン レ ビ ューな どの信

頼性 マ ネジ メ ン トに必要 な情報 を提供す る こ と が

で き る た め ， 開発 か ら生 産 に至 る各 プ ロ セ ス で

FMEA の実施 を義務づ け て い る場合 も多い ．

　FMEA の 実施 に当た っ ては，故障の 原 因 となる潜

在的な不具合 の 程 度 ， お よび及ぼ され る影響 の 程度

を晃積 り，そ の 評価能力 を有する人 々 に よ る チー

ム

活動が 必 要 となる．

　 新製 品開発や 生産 にお い て は 自社 だ けで な く ， 多

くの サプ ラ イ ヤ との 協業が不可欠で あ る ．そ こ で ，

サプ ライヤ に FMEA に よ る解析 の 要求や協業で の

作成を行 うこ との 重要 性が増大 し て い る ．

プ吐 スF硴 A 三要素FMEA

工程F贈 購買F繍 製品安全刪 Eへ

使用隔臥 醺FMEA 医療安全F餅巳A

環境FM麟 人 の 行動サービスFMEA

図 lFMEA の 種類 と体系化 の一

例

3．3　致命度解析 （CA ）の留意点

　べ 一シ ッ ク な FMEA は故障 モー

ドを網羅的に抽

出 し うる が，効率的 に対策を とるた め の指標が不足

して い る．そ こ で ，故障 モー

ドの 影 響 の 大 き さ を合

REAJ 誌 2010Vol32、No．4 （通 巻184号）一 238一

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理的に評価す る致命度解析 （CA ）が考案 され た ．

FMECA は FMEA に CA を加 え て 拡張 した もの であ

る．

　CA に は 定 量 的 方 法 と定 性 的 方 法 が あ る ．

MIL −STD −1629A の CA は定量 的方法が べ 一ス になっ

て い る．構 成要 素の ある故障モー

ドに着 目し，構成

要素の 故障率 （λ），そ の 構成要素の 当該故障 モー

ド m の 占める割合 （％ ），当該故障モー

ドが 上位ア

イ テ ム に影響 を与 え る条件付き確率 （βm ）お よび構

成要素の 実質的運用時聞 （t ）を用い て ， 故障 モー

ドの 致命度数 （CN ；Criticality　Number ）を次式 の よ

うに算出す る方法で ある．

　　　 Cm・＝　？・ormβmt

　対象 とする構成要素に お い て ，す べ て の 故障 モー

ドに つ い て の致命度数を合計する と，構成要素の致

命度数が得 られ る，

　　　 CN ＝ ΣCm

　偶発故障をす る と仮定すれ ば，故障モー

ド m の故

障発 生確率 （P） は

　　　P＝＝exp 　（− Cm ）

か ら求め られ る．

　故障発生確率を大きさで ラ ン ク 分けし，ま た影響

の 厳 しさを定性的に ラ ン ク分けす る，横軸に影響の

厳 しさ ， 縦軸 に故障発生確率 の ラ ン クを と っ た もの

が致命度マ トリ ッ ク ス で ，例えば故障 モー

ド毎 の 相

対的な致命度 を図示 でき る2，図 2 はそ の

一例である．

A　B　C　

D　

E

故

障発

生の

可

能性

高 リス ク

故障モー 鴨

1　●

故 障 モ ド2　 ●

低 リス ク

IV　 　 　 皿 　 　 　 　 皿

　　　影 響 の 厳 しさ

図 2 致命 度 マ トリ ッ ク ス1 ）

1

　米 軍様式 の FMEA 表 （Task　lOl）に は 影響 の 厳 し

さを等級化 し て 記載する欄があ る．CA 表 （Task ユ02）

は CN を計 算す る こ とに特化 した もの で ある．両者

を合 わ せ て FMECA とな る2） ，

2 こ れを応 用 した手 法に R ・Map がある，

　定性 的方 法は故障モー

ドの 発生確率 と影響 の 厳

しさをそれぞれ定性 的に格付け して 評点 し，そ の 積

を致命度とする 方 法で ある，通 常は FMECA 表 と し

て FMEA と CA を一

緒に した表様式 となる．こ の 形

式は安全や地球環境 の 問題を解析す る の に も拡張

し て用 い られ，図 1 に示 し た よ うに ，種 々 の バ リ

エー

シ ョ ン が存在す る．CA は対象 とす る事象 の リ

ス ク に相応す る3．発生確率 （また は 発生頻度）の 格

付け と影響 の 厳 し さの 格付 けを縦軸 と横軸に と り，

定 量 的方 法 と同様 に致命 度 マ トリ ッ ク ス で 表 現す

る こ ともあ る ，

　自動車産業に おける ISO／TS　 16949 （旧 QS　9000）

にお ける Potential　FMEA （DFMEA お よび PFMEA ）

は リス ク優先 数 （RPN ； Risk　Priority　N   ber）を用

い た 定性的 CA を要求 して い る．こ の 方法は 我が 国

に 広 く流布 し た FMEA で それ以前か ら実施 され て

きた方法 で あ る．RPN は影 響の 厳 しさ （S），故障

モ ー ドの 発生頻度 （O ）お よび故障の 検出の難 し さ

（D ） の 各評 点 の 積 （S × 0 ×D ） で 与 え られ る．し か

し，後述 の JIS　C　5750 −4 − 3 （IEC　60812）で は附属

書 B の 事例で は FMECA と明示 され て い る ．筆者 の

判断で は FMECA が理 に 合っ て い る と思 うが，本家

の 米国で，軍用 と民 間用 とで命名に混乱 がある，し

か しな が ら国際的 に は ，CA が 行わ れ る 様式 は

「FMECA 」 と称する 方 向付けがなされた ，

3．4　FTA と併用上 の 留意点

　FTA は故障原因の 検出及 び 定量的評価 の 手法 と

して用 い られ る トッ プダウン 的な解析手法で ， 既 知

の また は疑 わ しい 影響 をも っ 故障 モー

ドと原 因 を

明確に して 評価す る有効な手法で ある．

　FTA は シ ス テ ム レ ベ ル の 故 障事象を起点 と し て

下位 レ ベ ル に順 次原 因 を探 して い く手法 で 樹木図

上 に表現す る手法で あ る ．こ れ に よ っ て 最下位 の レ

ベ ル の 故障確率か らシ ス テ ム レ ベ ル の 故障確率 を

求 め る こ とも行われ る．また ，プー

ル 代数表現 を用

い る こ とで 複合故障事象 の 解析が可能で ある．

　FME （C）A とFTA は対比的な長所短所 がある の で ，

両者 を併用す る こ とで ，相補的か つ 相乗的な効果 が

期待 で き る ．一般 に，新製品 開発時に は FME （C）A

31SOIIEC　Guide 　73 によれば，リス クとは 事象の 発生

確率と事象の 結果 の 組 み合わせ と定 義される．

一 239一 REAJ 誌 2010Voi．32，　Ne．　4 （通巻184号）

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を先行 し て 行 い ，潜在的なシ ス テ ム 故障や不具合を

抽出 して，しか る後 ，重要 な シ ス テ ム 故障や不 具合

に つ い て ，FTA を実施 して 潜在的原因を追究 し ， 未

然に トラブ ル を防止 する 方法が行われ る．既存製晶

の 場 合は，顧 客やサービ ス 部 門 か らの ク レ ー ム に基

づ く事後解析 と して まず FTA を行い， しか るべ き対

策が と られ た後に ，FME （C）A を用 い て シ ス テ ム へ の

影響 を解析す る方法を とる．前者は プ ロ ア クテ ィ ブ

な手 段 とい い， 主に米国 で 発 達 して きたが ，近年 は

わ が国 の 企 業で も開発 設計 段 階で 取 り入れ られ つ

つ あ る ．後者は リ ア ク テ ィ ブな 手 段 とい い ，わが国

独特 の TQM の 発 展 とともに積み重ねて きた方法で ，

QC サークル な どの 現場の ag・一一線で の 適 用が進 ん で

い る．

　また，FME （C）A は電気 ・電 子や機械の シ ス テ ム へ

の 適用 の み な らず，近年は サービ ス 産業やサ

ービ ス

活動 へ の 波及 が進 み，医療 ，教育，保守な どの サー

ビ ス に も活用 され て い る，さらに，接客サービ ス へ

の 適 用 も始ま っ て い る．

4． JIS　C　5750−4− 3 （案）の 紹介

表 lJISC5750 −4−3 の 目次構成

4，1　規格の 構成

　 こ の 規格 の 名称 は 「デ ィ ペ ン ダ ビ リテ ィ マ ネ ジ

メ ン トー

第 4−3 部 ： シ ス テ ム 信頼性 の た め の 解析

技法一故障モ

ード ・影響解析 （FMEA ）の 手順」 と

い う．サービ ス を含む製品 の ため の FMEA お よび

FMECA の 適用 に つ い て の 指針を示すも の で ある．

　 こ の 規格の 目次構成を表 1に 示す．

序文

1．適 用 範囲

2．引用 規 格

3．用語 及 び 定 義

4．概要

　 4．1　 は じ め に

　 4．2　解析 の 目的及 び 目標

5．故 障モー

ド・影響解析 （FMEA ）

　 5．1 一般 的事項

　5，2　準i備作業

　5，3 故障モ ードの 影 響及 び 致命度解析 （FMECA ）

　 5．4　解析結 果 の 報 告

6．そ の 他 の 検討事項

6．16，26

，36、47

．適 用

12347777

共通原因故障

ヒ ュー

マ ン フ ァ ク タ

ソ フ トウ ェ ア の エ ラー

シ ス テ ム 故障の 影響 の 大 き さに 関 す る FMEA

FMEA 又 は FMECA の 活 用

FMEA の 利点

FMEA の 限 界 及 び 欠 点

他 の 手法 と の 関係

附属 書 A （参考）FMEA 及 び FMECA の 手順 の 要約

附属書 B （参 考 ） 解 析 の 例

附属書 C （参 考）三 要 素 FMEA に よ る人一装置系 の 解析例

ア イテ ム の FMEA又 は FMECAを開始す る

解析する ア イ テ ム の 構成品を選択す る

選択 した構 成品の 故 障モー

ドを明 らか に する

解析 する故障モードを選 択す る

故障 モ ードの 即時 的な影 響及び最終 的な影響

を明確 に す る

最 終的 な影 響の 厳 し さ を判 定す る

その 影響モ ードの 原因 と思われるもの を明確に する

あ らか じめ 決 定 した 期 間 中 の 故 障モー

ド

に つ い て 発生頻度又 は 発生確率を推定する

　障 発 生 の 厳 しさ及

は 故 障 の 発 生 確 率 は ，処

理 の 必 要性 を示 してい る

　 　 　 　 か ？

軽減方 法，是 正 処 置 ，補 正 対 策 を提示 す る．

処置及 び責任者 を明確 に す る．

備考，勧 告，処 置，訴 見の 文 書 化

　析 しなけれ　　　　　　の 他 の 解ならない その 他　　　　 ため の 構 成贔 は

　構成 品の 故　　　　　　在するか　　ドは 存

るか

FMEA を終 了．適切な場含 は，次の

改 訂年 月 日 を決定する，

　　　 図 3FMEA 解析 の フ ロー

チ ャート

こ の 規格 の 達成 目標は 次の 通 り で あ る．

・解析 を行 う上 で 必 要 とな る 手続 き上 の ス テ ッ プ の

提供

・適切 な用 語，前提条件，致命度 の 測 定及び各故 障

　モー

ドの 明確化

REAJV ．　2010　Vol．32、　No．4 （通 巻184号）

一 240 一

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・基本的な諸原則 の 規定

・必 要な ワー

ク シー ト類又 はそ の 他の 表形 式 の 書 式

　例 の 提供

こ の 規格に よ る解析手順 を図 3 に 示 す．

4．2　致命度解析に つ い て

　致命度解析 に つ い て MIL 規格は定量 的な方 法が

主流 で あ っ たが，こ の 規格では定性的な方法が主流

で あ る ．付属書 A お よび B の 事例 は PRN 方式に偏

っ て い る．し か し ， 規格の本文で は 両者 を紹介 して

い る．定量的 には SxP の リス ク と し て 表 現す る 方法

を と り，定性 的 には RPN を用 い る方法を とる．RPN

に 関 し て は ， S，　 O ，　 D の それぞれ が順位尺度 を持 つ

場 合の 例 と して 10 段階法を 例示 し て い る ，こ れ は

QS　9000 の 影響 を受けて い る と思われ る．

4，3 審議中に 問題とな っ た事項に つ い て

　JIS化 に あた りい くつ か の 問題が顕在化 した ，

　第一

は信 頼性 用 語 規格 と本 規格 の 用語 の 不一

致

に つ い て で あ る．FMEAfFMECA は用 語 で は“F”に フ

ォール ト （fault）が 用 い られて い る が，そ の 後，

IEC ／TC56 専門委員会で は 故障 （failure）を用い る こ

とに決 定 し ， 本 規格もそれ に従 っ て い る．

　第 二 は Process　FMEA の 和訳 につ い て で あ る ．従

来 「工 程 FMEA 」 と称 し て きたが ，製品安全や医療

安全な どサービ ス 業務に用 い られ るよ うにな り，こ

の 分 野 で は 「工 程 」 とい う用語 を用 い な い こ とか ら，

全般的に は 「プ ロ セ ス 」 ，生 産工 程に 特化する 用途

で は 「工 程」 を用い る こ とに した．

　第三 は故 障モー

ド （failure　 mode ） の 意味で ある。

現行 の 信 頼性 用 語 で は ハー

ドウ ェ ア に特 化 した例

示 にな っ て い る，ソ フ トウェ ア ，サ ービ ス ，プ ロ セ

ス等 に FMEA を適用す る場合 は 不具合 モー

ド，エ

ラー

モー

ド，不 良モー

ドな どに言 い 換え る必 要が あ

る．狭義 の 故障モー

ドに拘 らな い こ とが必要で あ る．

　第 四は解析 の レ ベ ル の 閤題 で あ る ．シ ス テ ム を分

解す る とサ ブシ ス テ ム ，ユ ニ ッ ト，＿，部品 の よ う

に分解 され るが，FMEA は，最下位 レ ベ ル を除 い て ，

分解 され た各 レ ベ ル 毎に 実施す る の が 望 ま し い と

され る．あ るア イ テ ム に潜在的な故障原因が存在す

る と， 故障 メ カ ニ ズ ム に従 っ て 劣化が進行 し，そ の

影響 と して 上位ア イ テ ム の 故障が発現す る．それ は

い くつ か の 故障モー ドと して 顕在化 される，FMEA

表 で は故障原因欄 ，故障 モー

ド欄お よび影 響欄 があ

る の で ， 解析対象 レ ベ ル よ り ， 2 レ ベ ル 下位に分解

し て原 因一

結果分析を実施す る こ とに他 な らな い ．

　最後は，時間要素 の 問題で ある，FMEA は時間流

の 川 に橋を架けて 定点観測す る こ とは で きるが，船

を浮 かべ て 流 れ に沿 っ て 観測す る こ とはで きな い ，

上流か 下流か ，何処に橋 を架 ける か の 決定が重要で

あ る．すなわ ち，経時的に進行す る劣化をどの 時点

で 捉 えて 判断す るか がポイ ン トで ある．

　FMEAIFTA の 実施 上 で ，原因と結果の 間に どれ だ

け の 時間経過が ある の か を明確に しない ため，実施

上 の 混乱 を来たす こ とが まま あ る，

　ま た設計者は 機能 の 達成 に 余裕 を持たせ るた め ，

最下位 レベ ル （部品）の故障が最上位 レ ベ ル （シ ス

テ ム） の 故 障に 即座に結び付 くこ と は少な い ．例 え

ばデ ィ レー

テ ィ ン グや 冗 長構 成 の 設計 に よ っ て 下

位 レ ベ ル の 故障の影響が緩和 される，故障の 顕在化

が 引き延 ば され る の で ある．

4．4　三 要素 FMEA の 紹介

　JIS　C 　5750 −4−3 で は附属書 JA と して 三 要素 FMEA

を載せ てあ る．これ は IEC　60812 にはな い もの で，

将来 の IEC規格改定時に我が国 の 手法 を提案す る た

め の 布石 と し て考慮 され た．手法 の 選定に 当た っ て

は，  公 に発表 され た もの で ， 学会誌 に掲載 され た

論文 に 相 当す る こ と （シ ン ポ ジ ウム ，研 究会 は原則

除 く），  企業等で 実施 された もの で ある こ と， 

で きれば英文発表が なされ て い る こ と，の 基準 で行

っ た ．

A、三 要素 FMEA とは

　三 要素 FMEA3 ｝は ，人 と装置 ， 人 と人 ，

ま た は装

置 と装置 の イ ン ター

フ ェー

ス で 生 じる不 具合 を解

析す る．三 要素 とは こ れ ら 2 つ の要素にイ ン ター

フ

ェー

ス に お ける 環境 の 要 素を加 えた もの で ある．従

来の FMEA が 単独 の 故 障 モー

ドの み の 解析に制限

され て い た点 を改良 し た．プ ロ セ ス FMEA の支流 と

位 置 づ け られ ，シ ス テ ム の 活動を時間順序に沿 っ て

一連 の プ ロ セ ス に 分解 し，各プ ロ セ ス に生起す る望

ま しくな い 個 別 事象 及 び 複合事象 を網 羅 的に抽出

し， それ らの 事象が シ ス テ ム へ 及ぼす厳 し さを解析 し，

信頼 陸 ・安全 陸に 関わ る 問題点を未然に防 止 す る．

一 241一 REAJ 誌 201e　Vol．32、　No．4 （通巻 184号）

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B ．三 要素 FMEA の 構造と機能

　三 要素 FMEA の 構造 と機能 を図 4 に示す．大別 し

て 3 つ の機能部分 に分け られ る．

図 4 三 要素 FMEA の構造 と機能

　左側 の 潜在的危険要 因抽出部 は原 因 を記 述す る，

解 析 の べ 一ス ライ ン は ，装 置の 正 規動作お よび人

（使用者）の 正 規操作に置 く，正 規の動作や操作は

装置 の 製造業者が期待す るもの で ，通常は仕 様書や

取扱説明書に基 づ く．一一ifの 動 作 ・操作か らなる シ

ス テ ム 利用プ ロ セ ス を明確化 し，要素作業 に分解す

る ，要素作業毎に 逸脱的環境条件を想定 し，そ の 環

境下で発生す る恐 れ の あ る装置 の 逸脱的動 作 （故 障

モー

ド），人 の 逸脱 的操作 （エ ラー

モ ー ド〉 ，お よ

び 両者の 関係分析 を行 う．

　右側 の 影 響 （危害）解析 部は結果 を記述す る，故

障1エ ラー

モー

ドの 組 み 合 わせ か ら及 ぼされ る シ ス

テ ム へ の影響 （危害〉を解析する ．リス ク評点 （致

命度に相 当）に よ っ て 対策 の 優先順位 を決め ，対策

案 を検討す る．

　 中央の T 型 マ トリ ッ ク ス は ， 各要素作業 に お け

る人 の エ ラー

の 原 因 を分析す る 。次 の 3 つ の 機能

を有す る．  橋 本 に よる意識 フ ェーズ

4）とエ ラ

ー

見 出 し語 と の 組み合 わ せ か ら類推 し，当該操作 の

エ ラー

モー

ドを抽出す る機能，  事故データ ベ ー ス

か ら抽 出した事 例 とエ ラー

見 出 し語 と の 組 み合 わ

せ か ら類 推 し，当該操作 の エ ラーモ ー ドを抽出す る

機能，お よび  エ ラー見出し語 と意識フ ェーズ との

組 み合 わ せ 思考に よ っ て ，当該操作に お け る他 の 手

段 で 洗 い 出された エ ラー

モー ドの 生 じる心理 的 要

因 を推理 す る機 能で あ る．解析に慣れ る か ，こ こ だ

け別 に補助表 を用意す るな らば，中央部は省略 し て

もよい ．こ の 場 合は在来 の FMEA に類似 し た様式に

な る が，人一装置間な どの 相 互 作用 の 解析

・評価欄

が拡 張 され て い る点が異 なる．

C ，イ ン ターフ ェ

ース に お ける故 障／ エ ラー

モー

ド

　 間の 関係

　同一

要素作業にお い て ，同 じ危害の原因となりうる

装置 の 故障モー

ド／人 の エ ラーモ ー

ドを網羅的に洗

い 出し た後，それぞれ の モー

ド間 の 相互関係 を論理的

に解析する こ とは，三 要素 FMEA の 特徴の一

つ で ある．

異種 モー

ド間 （エ ラーモー ドと故障モ

ードの 間），同

種モー

ド間 （故障モー

ド問またはエ ラー

モー

ド間）に

関わ らず ， 次 の 4種 の 関係が主 に現れ る．

（1） 論理積 ：2 つ 以上 の モ ー ドが 同時に 生起 し た場

　 合に潜在危険要因 になる，　 （記号 ： ∩また は ・）

（2） 論理 和 ：少な くとも 1つ の モー

ドが生起すれ ば

　 潜在危 険要 因 になる ，　 （記号 ： ∪ また は ＋ ；省

　 略可）

（3） 順序化論理積 ；矢印で 指定 され た順 にす べ て の

　 モー

ドが生起 す る と潜在危 険要因 に なる，　 （記

　 号 ：→ ← 一↑↓）

（4） 排他的論理和 ： いずれか 1つ の モー

ドが生起す

　 る場合に の み潜在危 険要 因になる．　 （記号 ：   ）

　 排他的論理和 は め っ たに遭遇 し ない た め，論理和

　 に含め て もよい ，

D．影響の 解析 と危害 リス ク の評定

　危害 リス ク は危害 の 発生 頻 度 とそ の 及 ぼす影 響

の 大 き さの 組 合せ で評価す る ．構成要素の潜在危険

は 生 起 する と直ち に シ ス テ ム の 危害に 影 響 を 及 ぼ

す もの とし て い る．

　（1）発生頻度評点

　 危害 の 発生頻度 は モー

ド問 の 関係 に依存す る．

　   論理積， ：・Min ｛（人の 評点） ， （装置の評点）｝

　   順 序化論理 積 ； ｛最初に 生起す る事象 の 評点｝

　   論理和 ， 排他 的論理 和 ： （人 の 評点） ＋ （装置

　　 の 評点）− 1

　（2）影響度評点

　 影響 度 の 算定は通常 の 方法と同 じ で ある，要素別

　（例 えば装置 と 人）に 分 けて 影響を評価する と よ い ．

　（3） リス ク 評 点

　 リス ク 評価は 要素別 （例 えば 人 ，装置），お よび

シ ス テ ム （例 えば人一装置系）に分 けて 行 うとよい ，

　   （当該 要素 の リス ク評点）

　　　　 ＝ （当該要 素の 発生頻度評点）

　　　　 x （当該要素の 影響度評点）

　   （シ ス テ ム の リス ク評点）

REAJ 誌 2010Vol，32，　No．4 （通巻 184号）一 242 一

N 工工一Eleotronio 　Library 　

Reliability Engineering Association of Japan(REAJ)

NII-Electronic Library Service

Reliability 　Engineering 　Assooiation 　of 　Japan （REAJ ｝

　　　　＝・｛（1）の方法に よる （発生頻度評点）｝

　　　　　　×Σ （要素 の 影響度評点）

E．逸脱的環境の 洗い 出し

　標 準か ら逸脱 した人 の 使用環境／装置の 動作環

境を洗 い 出し，

エ ラー／故 障が 起 こ りやす い 水 準や

条件の 組合せ を，マ トリ ッ ク ス 図 を用 い て 洗 い 出す．

人 の 使用環境で は，心理的 ・生理的環境条件を重視

して ， 起 こ りやすさで 重み付けし て 表示する，検討

す べ き事項の一

例を次に 示す．

　（1）使用環境条件

　一気象条件 （寒暖，乾湿，強風 ，地震など）

　一使用場所 （屋外 ， 屋 内 ， 乗 り物 中など）

　一使用条件 （連続，間欠，一

回限 りな ど）

　一故障時の 作動状況 など

　（2）入的環境条件

　一

生 理 的条件 （老若 ，男女，疲 労な ど）

　 一心理 的条件 （喜怒哀楽，性格など）

　 こ の 結果 ， 重み の 大 きい 条件 の 組 合せ を優先的に

取 り上げ る．

F，三 要素 FMEA の 適用分野

　三 要 素 FMEA は， 信頼 性 ・安全性解析の みな らず，

イ ン ター

フ ェー

ス の トラブ ル 解析 に広 く適用 で き

る．例えば人手 を要する製造 プ ロ セ ス にお い て ， 作

業者 と生 産設備の イ ン ター

フ ェース の 不具合 を解

析す る こ ともで きる．さらに 「装 置 」 を 「人 1 に置

換 し た人 ・環境 ・人 の 三要素 FMEA は ，接客 ・医療 ・

教育などの サービ ス 不 具合 の 解析に 用 い られ る．

5． おわ りに

　FMEA の 標準化は産 業界 へ の 普及 の 具合を考 え る

ともっ と早 く取 り組む べ きだ っ た か も知 れ ない ，し

か し，国際規格 IEC で FMEA と FTA の 規格 の 見 直

しが行われ ， 国際 的利用 が高ま る 中で 時機 を得た と

も い え る ，

　JIS規格化に 当た り気付い た こ とは ，　JIS　Z　8115 の

信頼性用語 が 現在 の 規格 と差 異 が あ る こ とや FMEA

の汎用用語 の 意味が ，必ず しも企業間で共通 して 使

われ て い な い とい うこ とで あ っ た，今 後 ，規格 の 実

施上 で の 混乱が懸念 され た た め ，JIS　Z　8115 デ ィ ペ

ン ダ ビ リテ ィ （信頼性）用 語 の 次期改 定をめ ざ し て

FMEA 〆FTA 用 語を小分類 と し て 独立 させ る方 向 で

検討 を始め て い る．

　また IEC　62902 事象の木解析 （ETA ；Event　Tree

Analysis） の 規格 化 が 進 ん で お り ， 近 々 発行 さ れ る

見通 しで ある．FMEAIFTA と並び ，三 部作 として，

こ の規格の JIS化 も必 要 と思われ る ，

謝　 　辞

　本稿 をま とめ るにあた り， 知恵 を拝借 し た 日本規

格協会平成 19年度デ ィ ペ ン ダ ビ リテ ィ JIS原案作成

B 分科会 の 主査原 田文 明氏，幹事中村雅文氏 をは じ

め委 員 の 方 々 お よび事務局 の 佐藤文利氏 ， 吉 田浩之

氏 に 謝意を表 し ます．

参考文献

1）IEC　60812：Analysis　techniques　for　system 　reliability

　 − Procedure　for　failure　mode 　and 　effects 　analysis

　 （FMEA ）（2006）

2）“ Failure　Mode ，　Effbcts　and 　Criticality　Analysis

　 （FMECA ）”

，　Reliability　A 皿alysis　Center（1993）

3）益 田昭彦，岩瀬智之，鈴木和幸 ： 「信頼性 ・安全

　 性解析の ため の人 ・環境 ・装置の 三要素 FMEA 手

　 法の 開発 」 ，品質，Vol24，　No．4

，　pp．122−135（1999）

4）橋本邦衛 ： 「安全人 間 工 学」 ，中央労働災害防止

　 協会 （1984）

（ます だ 　あきひ こ ／帝京科学大学 ）

益田　昭彦

1962年 横 浜 国 大 ・工 ・電 工 卒．1999年電 通 大 ・院 ・博 士

了，工 博，消 費 生活 ア ドバ イ ザー．1962 年 日本電気   入

社．1993 年同社 CS 品 質推進部主 席技師長．1999年帝京

科学大 学理 工 学部教授．2005 年 よ り同 学客 員 教 授 ．日本

信頼性学会，N本品質管理学会，電子 情報通 信学会，日 本

経営 工 学会，iEEE，　ASQ 会員．1999 年 JSQC 品 質技 術賞，2002 年 REAJ 奨励賞，2004年 経済 産 業省 工 業 標準化 事 業

大 臣 表 彰 功 労者表彰受賞．2008 年 IEEE　Japan　ChapterAward （2007 年度信頼性技術功績賞）受賞，1998〜99 年

REAJ 副 会 ft，2eo3〜05年 IEICE 信頼性研 究委 員会 委 員長，2002 〜06 年 IECfTC56Dependability国 内委 員長．2004 〜 06

年 日科 技 連信頼性 ・保 全 性 シ ン ポ ジ ウ ム 組 織 委 員 長．

一243　一 REAJ 誌 2010VoL32 ，　No．4 （通 巻184号）

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