FMEA（故障モード影響解析）とは？工場の安全性改善手法の使い方とコツ

今回は故障モードの解析手法として幅広く活用されている、FMEAを紹介していきます。

お悩み社員

• 様々なリスクアセスメント手法があるけれど、FMEAの特徴はどんなものなんだろう？
• FMEAって具体的にどうやったらいいのだろうか？

そんな疑問に答えます。

FTA（故障の木解析）の類似手法であり、やり方は逆のやり方になります。

製品品質や工程に影響を与える因子を網羅的に抽出し、そのシナリオに対して最終事象（事故、トラブル、変調）を推定するやり方です。

一見とっつきにくいやりかたではありますが、習得すれば解析対象を網羅的にリスク評価できる有益な手法です。

想像してもいなかった要因で製品品質への影響が発生し、しばらくその調査に時間をとられ、その他の業務も後手に回ってしまった。

そんな経験はありませんか？そうならないようにするために、早期に製品品質や工程の信頼性を上げるために確実に取り組んでいきましょう。

工程の新設時や変更時のタイミングで行うことが最も効果的です。

ぜひ記事の最後までお付き合いください。

FMEAとは？定義と目的

定義

FMEAとは、a Failure Mode, Effects Analysis（故障モード、影響度解析）のことです。

FMECA、a Failure Mode, Effects and Criticality Analysis（故障モード、影響度および重要度解析）とも呼ばれます。

米国軍用規格として1949年に発行され、1970年頃から日本でも主に化学工場の安全性や信頼性改善のために利用され、いまでは医療や自動車など幅広い業種で品質や安全管理の手法として用いられています。

製品またはプロセスが故障する状態を、故障モードと呼びます。

FMEAの手順とは、プロセスまたは製品の故障、影響およびリスクを識別して、解消・低減する方法です。

目的

問題が発生する前にプロセスおよび製品の問題を予防することがFMEA（故障モード影響解析）の目的です。

製品やプロセスの改善が開発プロセスの初期段階で明確になり、比較的容易に低コストで変更が可能となり、コスト削減と安全性の強化を図ることができます。

近年では事故・労災の未然防止の位置付けとして危険源の特定およびそのリスクアセスメントが求められており、故障モードごとにリスク評価し対策していくことの要求が高まっています。

FMEAによる効果の例

やはり安全性や製品の品質向上など、工場における工程や作業の見直しが図られることで様々なメリットを手取ることができます。

では実際にその手順を確認していきましょう。

FMEAの手順

FMEAの解析手順は以下の8つのステップを踏むのが一般的です。

一つずつ解説していきますね。

FMEAの体制

チームとしての規模は通常4人から6人であるが、各専門分野（製造、技術、材料、保全）などからチームは代表で構成します。

プロセスや製品に関する習熟度が異なるメンバーで構成されているほうが良いです。

プロセスをよく理解している人から役立つ意見が得られるはずですが、よく知らない人は客観的な考えを持ち込むことができるでしょう。

step
1プロセスのレビュー

FMEAチームの全員が、まずは対象をよく知ることです。

製品であれば製品図面を、プロセスが対象であればプロセスフローチャートを入手し、手元に置きましょう。

またチームが抱える疑問に答えるためには、該当する製品またはプロセスの専門家が同席することにしましょう。

step
2潜在的故障モードについてのブレインストリーミング

製品やプロセスについて十分理解すれば、製品品質やプロセスに影響を与える潜在的故障モードについて考察を始めることができますね。

たとえば要素別（ヒト、方法、設備、材料、および環境）に焦点を当てて一連の網羅性のあるブレストをおこなうことで、潜在的な故障モードについてのリストを作ることができるでしょう。

ブレストで出てきた故障モードリストについては、分類分けを行いましょう。

各部品または製品の構成品目、およびそれらの付属設備などの項目に仕分けするとよいでしょう。

step
3各故障モードの潜在的影響を書き上げる

故障モードのリストができたら、ここからはその故障モードがもたらす影響度を書き上げましょう。

「もし～ならばプロセスや製品品質が～～となる」

「もし故障が発生したら、その結果どうなるのか？」

といった形でWhat-If形式でまとめていくことが有益です。

step
4各故障モードの影響度、発生頻度、検出可能性を評価する

影響度、発生頻度、検出可能性は10点法で行います。1が最も低く、10は最も高い評価です。

評価基準の定義をより詳細に決めておくほど、チームが評価をするときに合意を得やすくなります。

影響度の評価基準例は以下の通りです。

特定の故障が発生した場合、その影響がどれほど重大かについて、以下の基準例を用いて推定しましょう。

発生頻度の評価基準は以下の通りです。

機器の故障確率データや、プロセスの工程能力、運転実績などから評価してみましょう。

最後に検出可能性評価基準は以下の通りです。

故障の影響を早期に検知する手段を把握し、評価しましょう。

step
5各影響のリスク優先度を算定する

ここまで算出してきた評価から得られた点数を用いて算出しましょう。

対策前後の効果を測定するための基準としても役立ちます。

step
6リスクの高い故障モードへ処置・対策を講じる

チームは評価した結果を、リスク優先度が高いものから順にランク付けをしていき、対策の優先順位を決定しましょう。

優先度が高いものに関して、具体的な処置を行っていきましょう。

処置の具体例を以下に示します。

FMEAワークシートの活用例

以下に示すようなワークシートができあがります。ぜひ参考にしてみてください。

FMEAの注意事項と他の手法との相違点

HAZOPの場合は、設計意図からのずれを洗い出すためのHAZOPガイドワードが考案されていますが、FMEAではそのような手段は特別準備されていません。

機械、電気、化学、などの専門家によるチーム編成やトラブル事例の活用によって抜け・漏れが無いように努める必要があります。

事故トラブル事例の教訓を参考に、ガイドワードを追加して網羅性を上げていきましょう。

化学プラントなら「腐食」「摩耗」「発熱」などキーワードが数多くあります。

FMEAの用途とは？

化学プロセスの安全から始まったFMEAですが、様々な分野でのリスク評価方法として活用することができます。

安全性

安全上の問題が発生する前に問題を予測・解消するプロセスを改善する為に用いられます。

製造の設備だけでなく、製品の安全性を確実にするためにも用いることが可能です。

経理/財務

財務戦略の決定や信用度または投資リスクの評価に有効に使うことができます。

疑わしい信用履歴のある見込み客に対してFMEAを行うことで、顧客信用を損なう事柄や信用の破綻が与える影響などを評価し、財務リスクの減少に結びつけることができます。

ソフトウェア設計

航空輸送、医療、銀行などでソフトウェアのバグがあると重大な災害になりかねません。

ソフトウェアの設計品質FMEAでは、問題が発生する前に識別することで解消できます。

情報システム/テクノロジー

ソフトウェア／ハードウェア／システムなどの問題が原因でコンピューターの誤作動は起こり得ます。

FMEAによって情報システムの設計と据え付けを強化できるようになります。

マーケティング

不快感を与えるまたは誤解を招くおそれのある宣伝を識別するために活用できます。

潜在的なリコールやトラブルに対して、事前に計画し、対処することができますね。

人的資源

計画と実際の組織の再構築とを関係づけるために活用できます。

FMEAは工程管理の網羅性を上げることができる解析手段

今回は「FMEA（故障モード影響解析）とは？工場の安全性改善手法の使い方とコツ」と題してまとめてきました。

ぜひともリスク評価手法を身に付けて、安全な職場づくりを目指していきましょう。