2018年07月07日

キーワード解説:FMEA(DRBFM)/FTA/リスクアセスメント事例

【キーワード解説】
 ★FMEAの目的【】【】 ★FMEA導入を成功させる7つのポイント【
 ★FMEA導入の問題点と検討事項【】 ★FMEAとFTAの解析方法の違い【
 ★FMEAとリスクアセスメントの組み合わせ解析【】 ★工程FMEA【
 ★DRBFM【】 ★市場のリスクを未然に回避する設計手法【
 ★未然予防のしくみ【】 ★FTA【】【】 ★リスクアセスメント【】【
 ★リスクマネジメント【】【】 ★信頼性設計と評価【】 ★安全性設計と評価【1】
 ★電子ユニットのFMEA【】【】【】 ★ソフトウエアのFMEA【
 ★故障モード【】 ★FMEA簡易評価法の手順【】【】【
 ★潜在する市場トラブル【】【】 ★ボトムアップ解析【】 ★トップダウン解析【
 ★セルフFMEA【】 ★FMEAレビュー【

キーワード解説:FMEA(DRBFM)FTA/リスクアセスメント事例
近年、製品の市場でのトラブル、事故発生は、製造業にとって企業の存続が危ぶまれる
ほど大きなリスクをはらんでいます。

信頼性設計は製品の故障が少なければ良いというだけでなく、故障が発生したときに
どれだけ安全か?が問われる、安心安全に重点が置かれるようになって来ました。

FMEAやFTAは、このような顧客視点の設計や製造を行うため、想定外のトラブルも含め
市場で絶対にトラブルを流出させないための信頼性・安全性設計&解析ツールなのです。
リコールが頻発するのは、この信頼性・安全性設計が不十分、または解析が不十分で
あることを示しています。

企業は、ものづくりの前提として、信頼性+安全性重視の体制、設計手法、評価手法
市場品質のモニタ手法の導入とリスクマネジメントシステムの導入を進めて行くことが
求められています。

今までの技術者のスキルに依存した設計品質、発生したらフィードバックする実機による
評価テスト主体の信頼性評価は、見直しが必要です。
守りのシステム.jpg

FMEAで一体何ができるのか?FMEA(DRBFM)/FTA/リスクアセスメント事例

FMEAは本来「信頼性解析手法」であり、安全性の解析、誤操作などヒューマン
ファクターの解析はできません。
FMEAは、部品の破損、摩耗などの原因による製品の故障と故障による一時的
な影響を解析するためのツールです。
FMEAで、何ができるのか?何ができないのか?を以下にて整理してみます。

スライド63.JPG

製品の信頼性や安全性に問題がある場合は外観上、動作上でわかるものは
試作評価や製造工程の検査で発見できます。
しかし、多くの問題は潜在しているため、設計段階でチェックする必要が
あります。
製品の企画段階、基本設計段階で信頼性や安全性を抜け漏れなく確保するため
強度設計、誤操作防止設計などを行って試作段階で実機による検証を行うという
方法を従来から行ってきました。

しかし、リコール問題の原因を調査すると、「評価不足」「検討不足」など
とする見解が示され、設計期間の短縮、製品構造の複雑化などによって十分
検討する時間がなかった、また「検査もれ」として、海外工場で人的ミスが多く
発生し潜在不良が検出されず流出するといった報告がなされ、必ず最後に
「再発防止」を徹底するとのコメントが報道されます。

FMEAやFTAなどの解析技法を使って、このような問題は本当に防げるでしょうか?
答えは否です。

その理由は
①発生確率の低い事象でも事故による影響の大きいものは対策の対象にしなければ
 ならないが、その項目が見逃されてしまい解析の対象としてリストアップされない。
 例えば、この部品は破損するはずがないので、故障モードリストに入れる必要が
 ないと設計者が判断した場合、など

②使用者のミスや故意による不安全行動をすべて加味すること困難であること。

③外乱の影響、設置、運転条件など市場での条件をすべて考慮に入れることは困難。
 つまり故障による影響の予測を行う際、事故や災害の発生、その影響の大きさ
 までは想定できない。

④部品点数が多いほど、時間と要因を要するため、コストアップ・開発期間の
 大幅増加、設計者の負担増になり、解析を行うのは困難となる

これらの問題に目をつむって、設計者のみに負担を強いるFMEAでは実際の
効果は得られないことになってしまいます。
そこで、当研究所では「FMEA簡易評価法」を実用化し、その手順を公開し
普及に努めています。
「FMEA簡易評価法」はFMEAの機能を失わず、簡易手順を実現したものです。

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FMEA簡易評価法の特徴:FMEA(DRBFM)/FTA/リスクアセスメント事例

小規模な設計部門でも導入可能で、効果の上がるFMEA手法について解説します。
膨大な資料作成を強いられるFMEAは、中小企業にとって困難な作業となり現実的
ではありません。

しかし、FMEAを導入すれば品質が良くなるという間違った考え方は捨てる必要が
あります。

◆ FMEA簡易評価法とは?
FMEAは「不良低減のためのツール」ではありません。
本来の目的である「市場に於ける故障発生時のリスクの低減」は十分に理解されて
おらず、多くの企業で間違った解釈のもとに実施されています。

FMEA簡易評価法は、中小製造業にとって負担にならず、しかも効果の上がる
FMEA手法です。また製品だけでなく、工程設計(工程FMEA)に対して同様に
適用が可能です。

◆FMEA簡易評価法の特徴
FMEA簡易評価法は簡単な部品や、部品点数の少ないユニットを設計製造する
企業で簡単に導入が可能です。
 特徴① 評価が困難な、10段階のRPN相対評価法は使わない。
 特徴② 信頼性設計(リスク回避)が十分かどうかを3段階で評価
 特徴③ 設計者自身が行うセルフFMEA(ボトムアップ設計)と、FMEA
     レビューの2段階実施で手戻りを防ぐ

◆ FMEAの目的と用途
そもそもFMEAを行う目的は、潜在したリスクが市場で発生しないように考慮した
設計がされているかどうか?を検証するために使用します。
従って、事前に潜在したリスクを抑え込む製品(工程)を設計しなければならない
のです。
 例1:食品製造工程で、異物が混入を防ぐ、または混入しても検査で検出できる 
 例2:製品設計工程で、使用者の誤使用でケガをしないように安全性設計がされてる

FMEAは、上記の対策が十分かどうかを検証するツールです。

FMEA・FTAの基礎0516.jpg

◆ セルフFMEA(設計段階)とFMEAレビュー(検証)
当研究所では、設計段階でセルフFMEAの実施により、信頼性・安全性設計と
確認を実施し、その結果を持ってFMEAレビューの実施を行う手順を提唱して
います。

この方法によって、僅かの項目を対象としたレビューを実施するだけで済む
ため手戻りも少なく、設計期間も大幅短縮が可能となります。
作業の負担も軽減されるため、中小企業のFMEA導入も容易となります。

スライド63.JPG

◆ ボトムアップ解析と故障モード
FMEAは部品レベルの「故障モード」を出発点に、ボトムアップの解析を
行い、製品(システム)の想定外の故障や事故を洗い出すことが目的ですが、その
ことを理解せず製品の「機能障害」を起点としたトップダウンの解析を行っている
例を多く見かけます。(トップダウン解析を行うのはFTAです)

つまり、システム(製品)に着目するのではなく、それを構成する部品に着目
しなければならないと言うことです。(製造工程の場合は5Mの要因)

様々な市場環境や使用条件のもとで発生し得る故障、事故を見逃すことが無いように
行うのが、FMEAのボトムアップ解析実施の本来の目的です。

◆ 部品・アッセンブリーのFMEA、組込みソフトのFMEA
自動車のように数万点の部品から構成される製品と、数点の部品から成る
アッセンブリーとでは、FMEAの実施方法は同じではありません。
また、ソフトウエア組込みユニットのFMEAの実施方法も新しく確立する必要
があります。

ソフトウエアの故障モード、市場でのリスクの評価基準をそれぞれ独自に設定
する必要があるのです。

このような問題点をすべて解決しようとしているのがFMEA簡易評価法です。

このサイトでは、FMEAを導入しようと計画している、また、現在FMEAを導入
しているが、疑問を感じている実務者を対象に、FMEAの考え方、実施手順に
ついて、わかりやすい様々な情報提供を行っています。

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FMEA導入を成功させる7つのポイント:FMEA(DRBFM)/FTA/リスクアセスメント事例

ここでは、FMEA導入を成功させる7つのポイントについて解説します。

膨大な資料を作成するFMEAは、中小企業にとって現実的では有りません。
また、FMEAは「不良低減のためのツール」ではありません。
本来の目的である「市場に於ける製品の信頼性
確保、リスクの低減
」は十分に理解されておらず、多くの企業で
間違った解釈のもとに実施されています。

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取引先の要求で、FMEAを導入したいという企業も多いと思います。
しかし、取引先は、何を期待してFMEAの導入を求めているのでしょうか?
また、自社でこれから導入する場合も、なにを目的としてFMEAを導入する
のか、目的を明確にする必要があります。

FMEAを導入したがうまく運用ができていない、またこれから導入したいが、
何を注意すればうまく導入できるのか?よくわからないという企業にとって
理解が必要な7つのポイントをまとめました。

ポイント1:FMEAは何を目的として導入するのか?
FMEAは信頼性・安全性設計の結果を漏れがないかどうか検証するツールであり
市場で想定外の故障や事故が起きないかどうか・設計に漏れがないかどうかを
事前に解析し、対策する手段として用いられるのであり、既知の不具合、または
再発が想定される(可能性がある)不具合は、あらかじめ要因をすべて洗い出し
対策を行います。基地の問題はFMEA解析の対象外です。

また、仕様確認漏れ、部品選定誤り、過去の同様トラブル対策の適用漏れ
などの設計ミスや設計手順飛ばし、設計検討不足、ポカミスによる不具合の
は、設計システム、設計者のスキルの問題であり、まずそれらを改善する必要
があります。

ポイント2:ボトムアップの解析とは?

一般的に、不具合の予防対策は、設計流用度が高い製品では、既知の問題
(過去トラブル)が起きないように、対策を行います。これは、従来から良く
使われる設計方法であり、製品の不具合の発生する要因を突き止め対策する
というトップダウンの設計手法です。

それに対して、FMEAは、特に新規性の高い製品設計において、未知の不具合
(故障や事故)を洗い出すための手法であり、既知の不具合を起点とする
トップダウン解析とは異なります。
新規性が高い設計では、部品や材料の故障モード(劣化や破損などの構造的
破壊)をリストアップし、そのそれぞれの故障モードから、装置・システム
がどのような故障や事故を引き起こすかを洗い出します。これをボトム
アップ解析と呼びます。

ポイント3:故障モードとは?
設計(design)とは、これから作るものに必要とされる機能や性能、信頼性
などを満たすため、どのような部品やコンポーネントが必要で、どのように
組み合わせて作るのかを仕様として決定することです。

その部品やコンポーネントは、特定の使用環境や使用者の使い方によって
破壊や劣化を引き起こします。それを故障モードと呼びます。
環境変化や使用方法が引金となって、部品の破壊・劣化(故障モード)が
発生し、機械の停止や機能不良につながります(故障)。その結果事故や
災害が発生することがあります。

新規性の高い製品の設計は、このような故障や事故をすべて想定するには
困難が伴います。そこで、故障モードを出発点として製品の事故や故障を
すべて洗い出します。(ボトムアップ解析) 

なぜ故障モードを起点とするのかと言うと、それは新規性が高い製品でも
部品の破壊や劣化などの故障モードは容易に想定がつき、洗い出すことが
できるからです。

ポイント4:流用度の高い製品の解析手法は?
流用度が高い製品の設計は、過去の品質情報、過去のトラブル事例を基に
その対策がフィードバックされているかどうかを検証すれば、解決する問題
が多いと考えられます。
この場合FTAや、リスクアセスメントの手法がフィットします。従ってFTAを
実施した後に、想定外の不具合が発生しないかどうかをFMEAにて解析します。
設計工程で、これらの手法をうまく使い分けて、最も効果的な方法で実施する
必要がありますが、現状では、このような考えで設計を行っている企業は
少ないと言えます。

ポイント5:FMEA解析の進め方の問題とは?

一般的な解説書では、FMEAを実施する際は、4,5人のチームを結成して実施
対象の製品の故障モードをすべて列挙して、それぞれの故障モードに対する
対策が十分かどうかを検討すると書かれています。

しかしながら、このような方法で本当に解析は可能でしょうか?中小企業では
このような効率が悪い方法で設計作業を行うことはほとんど不可能です。設計者
はそれぞれ個別に案件を抱えており、一つのFMEAだけに多くの時間を割くこと
はできません。実際には、各設計者が事前にセルフFMEAを実施し、その結果に
抜け漏れが無いかどうかを確認する意味で、複数の関係者が合同で検証する
FMEAレビューを実施するという手順を構築することが有効と思われます。

また、各部品・材料、コンポーネントの故障モードをあらかじめ洗い出し
「故障モード一覧表」を作成しておくことが求められます。

ポイント6:RPN評価基準の見直し
10段階のRPN相対評価法は、様々な矛盾を抱えています。
どの点数で採点するかは、根拠が不明確であり、主観に頼らざるを得ません。
自動車、家電、機械、事務機など様々な製品の使い方、環境条件に応じた評価
方法、基準を独自に定める必要がありますが、これは中小企業にとって、困難
が伴います。ここで参考になるのが、リスクアセスメントのリスク評価です。
(発生頻度と影響度を各5段階に分ける)
FMEAは、これに加えて、故障モードの検出度を加えた3項目の評価を行うように
基準を定める方法を推奨します。

ポイント7:設計手順の見直し

FMEAに限らず、各種の手法は、その導入前に、事前に社内の設計工程のどこに
組み込むのかを決めておく必要があります。FMEAは、従来の設計手順には馴染
まないボトムアップ解析を必要とするため、注意が必要です。
 ①機種ごとに、FMEA解析が必要かどうかの判断基準を設ける
 (流用度の高い製品は、FTAなどのトップダウン解析で行う)
 ②故障モード一覧表を作成し、維持管理を行う
 (FMEA実施時点で、故障モードを洗い出すのではなく、部品ごとに故障モード
  一覧表の作成を行っておく必要がある。)
 ③FMEAは、設計と同時進行でセルフFMEAの実施と、その内容にもれが無いか
  どうかを検証するため、複数の有識者を交えて行うFMEAレビューを実施する
 ④対策実施可否を判断するランク付けと評価基準を独自に設定する
 (リスクアセスメント評価基準は大いに参考となる)

最後に、FMEAは導入すれば設計品質が向上し、何でも解決するという先入観を
捨てることが重要です。
まず、自社の設計工程の、どこに問題があり、それには何が必要なのかをよく
考えて最適な手法、ツールを正しく理解し導入することが求められています。

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FMEA/FTAでリスクを未然に回避する:FMEA(DRBFM)/FTA/リスクアセスメント事例

市場の故障・事故などリスクを未然に回避する設計手法について解説します。
試作や評価テストを行ったり、製造工程で品質を確認しても、市場で様々な
問題が発生しまます。

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下の図を見てください。
ポカミスと言っても、その背景の要因は複雑ですね。
また、ポカミス対策と言っても様々で、単純にポカよけ治具を作ればいいと
言うものでもありません。ポカミスの一つ一つの原因を突き止め、対策する
必要があるのです。

ヒューマンエラー対策 1121.jpg

ヒューマンエラー対策の進め方
工場の品質問題原因解析の進め方

次に、市場で故障や事故が発生するのは不良が工程で見つからずに流出して
しまうためですが、その原因は一体何でしょうか?


FMEA・リスクアセスメント1215.jpg

設計検証や試作、破壊試験など信頼性テストを行ったり、試験や検査を行って
いるのになぜ、不良が流出してしまうのでしょうか?
市場で発生する故障は、場合によって事故災害発生なのなどのリスクが想定
されます。対策としては、製品設計、工程設計における信頼性設計プロセス
信頼性解析手法の導入が重要なポイントとなります。
 ★FMEA/FTA導入、解析事例・進め方
 ★設計ミス防止対策の進め方

FMEAやFTAなどの手法は、それぞれが検出可能な、不具合対象と範囲が異なり
ます。一つの手法を導入したからと言って、すべての問題が解決するわけでは
ありません。
手法の正しい理解と正しい適用範囲、適用方法を知らなければ、せっかく手法を導入
しても効果はありません。

そして、設計プロセス、設計検証、信頼性テスト、FMEAなどの各工程で、総合的
に品質を作り込んでいく、システム思考が重要なポイントとなります。



7月東京 名古屋2.jpg
セ ミ ナ ー 予 定 表
テーマ(目的日時開催場所
主な項目
 多品種少量生産工場の現場改善力強化による
 付加価値生産性向上と利益率UP
未定
 
・生産活動の目的
・生産性向上・リードタイム短縮
・ムダ取り(直接・間接業務)
 若手・中堅社員の自立化と現場力の発揮
未定
・QCサークル活動
・個人目標管理(MBO)
・業務計画による改善活動
 ヒューマンエラー予防7つの対策
 ヒューマンエラー要因4分類と再発防止策
12月20日
(木)
9:30~12:30

12月20日
(木)
13:30~16:30
東京都北とぴあ
8F 807会議室
JR王子駅北口5分
AM/PM連続受講の場合割引特典あり
・再発防止対策と流出防止策
・是正と予防、水平展開
・顧客信頼の品質対策手法
 顧客から信頼を得る3つの品質対策手法
 ロジカルシンキングに沿った正しいなぜなぜ分析
・ヒューマンエラー要因
・ヒューマンエラー予防策
・IOT活用技術
 小規模チームで効果の上がるFMEA/FTA手法
未定 
・工程FMEA
・信頼性設計とFMEA/FTA
・リスクアセスメント
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