FMEA(DRBFM)導入を成功させる7つのポイント

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。
また多くの企業で、目的と手段を取り違えたFMEAが実施されています。

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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
ですが、効果的に実施されず、実際には市場で、評価漏れ、評価不足など
による問題流出による事故が多発しています。

そのことを防ぐために事前にFMEAによる解析を正しく実施し、対策する
ことにより手戻りなく、効率的・効果的な設計を可能とします。

現実には市場で発生する問題はほとんど過去の問題が繰り返し発生しています。

但し、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、忙しいからという理由で設計手順飛ばし、設計検討不足
ポカミスによる不具合流出は、設計システム、設計者のスキルの問題として
まずそれらの悪さを改善する必要があります。

FMEAは、上記の設計対策がなされていることを前提に、なお且つ不具合が
潜在していないかどうかを洗い出すために実施します。

ポイント2:ボトムアップの解析とは?
一般的に、不具合発生の未然予防対策は、設計流用度が高い製品では、過去
発生した問題(過去トラブル)が起きないように、対策を行います。
これは、従来から一般的によく使われる設計方法であり、製品の不具合事象
(トップ事象)の発生する要因が潜んでいないかどうかを検証するトップ
ダウンの設計手法です。

それに対して、FMEAは、特に新規点、変更点に関わる設計において、不具合
発生を想定していなかった、あるいは気づかなかった故障や事故を洗い出す
ための手法であり、過去不具合事象の要因を探るトップダウン解析とは異なり
ます。

新規点、変更点を含む設計では、部品や材料の故障モード(劣化や破損など)
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想定し、対策を行います。
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、最終製品の故障の原因となります。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。

設計時点で新規点、変更点の設計は、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。例えば、軽量化の為、材質を変更したが、使用時
の繰り返し振動が原因で部品の疲労破壊が発生することを見逃してしまう
ことがあります。
そこで、その新規採用の部品の故障モードを想定して製品の事故や故障を
洗い出します。(ボトムアップ解析) 

なぜ故障モードを用い、ボトムアップ解析を行うのかと言うと、それは
新規性が高い設計でも、部品の破壊や劣化などの故障モードは、どのよう
な製品にも共通しており、比較的容易に、メカニズムが解析できるからです。

DRBFMでは「新規点変更点リスト」の作成「故障モード一覧表」「故障
モード抽出表」などの設計ツールを使い、ボトムアップ解析における漏れが
生じないようにします。

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。市場で発生する問題はほとんど、過去に経験している
問題で、過去トラブルのデータベースを検索する、FTAや、リスクアセス
メントの手法などを用いることで予防が可能となります。

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市場の
リスクを軽減させる必要がありますが、現状では、このような考え方の設計
プロセス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負担の大きい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、各設計者が事前に故障モードによる製品の事故を想定し(セルフ
FMEA)、その設計結果に問題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。

これは、DRBFMをより実践的に実施するためのツールであり、当研究所にて
普及活動を行っています。

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、部品などを製造する中小企業に
とって、困難が伴います。

部品の評価については、当研究所が開発した、「簡易評価基準」を使います。

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、過去の実績から
  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(R-map)と併用して実施)

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。

<参考文献>

 ・NewFMEA(DRBFM)/FTA実践マニュアル(実務編)(6000円)
 ・New製造工程FMEA実施手順(6000円)
 ・FMEAの効果的実践講座(基礎編)(6000円)

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 合同会社高崎ものづくり技術研究所代表の濱田です。
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