FTA, FMEA and HAZOP - システム信頼性のための解析技法

FTA, FMEA and HAZOPシステム信頼性のための解析技法

　　　名古屋市工業研究所　　　　　　　　　　技術士（情報工学）・博士（工学）　小川清

[email protected], @kaizen_nagoya

2013.10.25 (c)[email protected]

mailto:[email protected]

自己紹介公的試験研究機関

民間、国が実施していない試験を実施共同研究、人材育成、技術相談

ISO/IEC 15504 process assessment( 作業診断 ) part2,6,9 editor ISO 26262 の国際リエゾン２年 JIS Q 20000 　 JIS 化委員会など

TOPPERS プロジェクト理事岐阜大学非常勤講師

(c)[email protected]

予定目標設定確認事項（背景、予備知識、予定）演習 1 回目（ HAZOP, FTA, FMEA ）演習 2 回目（ HAZOP, FTA, FMEA ）演習 3 回目 (HAZOP, FTA, FMEA) まとめ

2013.10.25


目標設定個人の目標設定（例）

自分の得意分野を伸ばす。これまでに思いつかなかったこと一つ発見。作業した事を記録し、改善に役立てる。誰が何を得意か知り、仕事の依頼、協力要請。

個人の目標と他の目標の関連づけ（作業中・後）個人の目標がリスクの洗い出しにどう役立つか個人の目標と組織の目標の関連性を考える個人の目標が顧客にどのような利益を齎すか個人の目標が社会にどういうふうに貢献できるか

2013.10.25


背景


Process Navigation Guide - Best Practice

• 10 case studies.• JAXA(IV&V)

• IEC61508• Mathematical Method(formal)• Test Method• Analysis Method

• FTA, FMEA and HAZOP• IPA/SEC 　 www.ipa.go.jp　

downloadable by registrating Email address

• Members ： JAXA,Denso, Toyota, ….

2013.10.25

http://www.ipa.go.jp/

Analysis Method and process :JAXA

2013.10.25

黄色に着目(c)[email protected]


予備知識利用者

前提知識なし設計者

なぜなぜ分析 , TRIZ, 設計指針 ( 万能設計 , 形 , MISRA-C, STARC RTL 設計スタイルガイド ) などの一つ

保守・運用・教育担当担当の事故・不具合事例の知見・経験

2013.10.25


分析（解析）していますか？リスクを洗い出してますか？

2013.10.25


分析と設計は組 (pair)

分析設計

2013.10.25


設計と試験は組 (pair)

試験設計

2013.10.25


分析のための試験もある

分析設計試験

2013.10.25


　　　　設計

設計のための試験がある

分析試験

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分析・設計・試験の入力は

　　　　設計

分析試験

要求

制約

リスクは出力の一つ2013.10.25


FTA (Fault Tree Analysis) 発生が好ましくない頂上事象 (top event)

について、発生経路、発生原因及び発生確率を故障木を用いて解析

論理和 (or) と論理積 (and) からなる

2013.10.25


FMEA(Failure Mode and Effect Analysis)

故障の影響を解析し対策を検討する手法故障モードの列挙故障の原因検出可能性故障の影響対策　頻度致命度採否

2013.10.25


FTA と FMEA FTA,FMEA,HAZOP とも IEC の国際規格。 FTA, FMEA は JIS になっている。 www.jisc.go.jp で Windows で IE なら無償で閲

覧できます。「 JIS 検索」で、 FTA または FMEA で閲覧してみ

てください。ダウンロード、印刷はできません。大きな図書館、大企業で JIS が閲覧できます。個

人の勉強のために部分複写可能。 HAZOP は JIS 化の目途不明。

2013.10.25


HAZOP

2013.10.25


設計・解析（分析） FTA, FMEA, HAZOP の組み合わせ

FTA

FMEA

HAZOP

HAZOP

HAZOP

FTA は頂上事象を起こさないような論理を検討。HAZOP は上から、下から、真ん中からのいずれでも可。FMEA は部品（下）の故障モードから不具合を防止。

2013.10.25


演習題材の説明 , 事前アンケート記入（ 15 分）一人 HAZOP/FTA/FMEA(10 分 ) 班作業 (15 分 ), 発表 (15 分）班の構成替え・休憩（ 5 分）一人 HAZOP/FTA/FMEA(10 分 ) 班作業 (15 分 ), 発表 (15 分）班の構成替え・休憩（ 5 分）一人 HAZOP/FTA/FMEA(10 分 ) 班作業 (15 分 ), 発表 (15 分）まとめ , 事後アンケート記入 (15 分 )

2013.10.25


お題 ( 例 ) FTA: JIS C 5750-4-4:2011 図 1 「シス

テム故障、電圧がないか又は不適切」の事象を追加する。

FMEA: FTA の図にある部品の故障モードを洗い出す。

HAZOP ： FTA の図の事象 , FMEA の故障モードを追加するために実施。

2013.10.25


作業の流れ３人のうち、一人が FTA, 一人が FMEA, 一人が

HAZOP を一人作業する。班作業で、それぞれの成果を報告し、リスクの洗い

出し、大事な事項と次にするとよいことを確認。全体に重要なことを報告する。人を入れ替え、担当手法を変えて２回目、３回目。

一人作業の順番 , TMH, HTM, MHT のいずれか。（ T:FTA, M: FMEA, H:Hazop ）

最初に FTA をやったひとは次は FMEA, 最後に HAZOP 最初に FMEA をやった人は次は HAZOP, 最後に FTA 最初に HAZOP をやった人は次は FTA, 最後にＦＭＥＡ

2013.10.25


事前アンケート以下の３つについて、次の１−５を記入1. 名前も知らない , 2. 名前だけ知っていた , 3. ど

んな手法か聞いたことがある , 4. 簡単な演習をしたことがある , 5. 実務で使ったことがある

FTA( ), FMEA( ), HAZOP( )2. 現在の仕事（含む類似）実務経験　（　　）年3. 専門分野 : 機械、電気、情報、経済、その他（　

　）4. 仕事の種類 : 管理、設計、試験、運用、保守、教

育、その他（　　）

2013.10.25


事後アンケート一人作業の順番 , TMH, HTM, MHT 一番作業がはかどった手法 , T, M, H 班作業で一番重要な事項が議論になった手法　 1

回目 T,M,H, ２回目 , T, M, H, ３回目 T, M, H 次にやるとよい作業： T, M, H 自由記入：題材

T:FTA, M: FMEA, H:Hazop

2013.10.25

作業表 (HAZOP & 外れを故障モードにすれば FMEA)

2013.10.25 (c)[email protected]


想定外をなくすための HAZOP FMEA, FTA は設計の基本情報に依存想定外をなくすための HAZOP は設計情

報がない状態で始められるシステムのいくつかの制約条件システムのいくつかの機能

ＦＴＡの原因となる事象の洗い出し FMEA の故障モードの洗い出し

2013.10.25


解析（分析）の課題いつまで、どこまでやればいいか分からない

分析対象は膨大形式的になりがち

やらされ感やる気が世代を超えて伝搬しない

5 年で壁にぶつかっている FTA, FMEA はやっているが HAZOP はまだ

必須手法か任意手法か

2013.10.25


方向性いつまで、どこまでやればいいか分からない

なにか１つ新しい想定外をみつける形式的になりがち

やり方をどんどん変えてよいやる気が世代を超えて伝搬しない

子供にやってもらう , 一人 hazop FTA, FMEA はやっているが HAZOP はまだ

FTA を補完するために上からFMEA で故障モードを出す為に下から設計情報が不足しているので真ん中から

2013.10.25


一人 FTA(1 ０分 )頂上事象の原因になることを考え、図に足す。新たに加えた事象が起きる原因になる事象があれば、さらに足す。設計が細かい所まで決まっていなければ、おおまかな原因まででよい。設計が細かく分かっていれば、細かい原因まで記述する。新たに加えた事象と AND の関係または OR の関係になる事象がないかを考える。

2013.10.25


一人 FMEA(1 ０分 )一つの部品について故障モードを考える。設計が大まかな段階では、おおまかな部品要素に着目する。設計が細かな段階では、それぞれの部品ごとにFMEA の作業をする。故障モードがでなければ、 HAZOP の誘導語を利用してもよい。原因、検出方法、全体への影響、対策のどれか思いつくものを一つ以上記述する。頻度 () 、致命度 ( 表 2: ４段階 ) は現在の感覚で必ず埋める。

2013.10.25


一人 HAZOP(1 ０分 )誘導語と図を見ながらありえないことを「外れ」に列記する。原因、対策を思いついたら記載する。原因、対策がすぐに思いつかなければ、別のありけないことを考える。人に言うのは恥ずかしい事でも，自分で妄想するだけならいろいろ考えられる。利用者視点は設計能力がなくても担当できる

2013.10.25


一人 HAZOP(1 ０分 )誘導語と図を見ながらありえないことを「外れ」に列記する。原因、対策を思いついたら記載する。原因、対策がすぐに思いつかなければ、別のありけないことを考える。人に言うのは恥ずかしい事でも，自分で妄想するだけならいろいろ考えられる。利用者視点は設計能力がなくても担当できる

2013.10.25


手引き

ありえないことでもよい（発生頻度を 0 にすればよい）

思いついたことは必ず書く経験に基づいても , 妄想に基づいてもどちらでもよい物の状態 (fault) について記述してから，事 (failure)

について記述してもよい事前，事後（初期条件，境界条件）をできれば記述す

る思いつかなければ、設計指針を３つくらい使う欄が足りなけれ、紙または欄を足す

2013.10.25


作業原則

2013.10.25

書いたことは消さない後で分類を変えることはあるが無駄ではない勘違いだった場合もどういう勘違いかを記録利用者の発言を設計者が否定しない分類を変えるだけでよいのでは？

一つの事象・誘導語を深堀してもいいし，まんべんなくせめてもよい

HAZOP では外れは必ず書くなし，原因だけ，検出方法だけ，対策だけなどの部

分だけの記載でよい設計にない事項は仕様を追加してもよい

記述の右に＜仕様追加＞と記載


班作業 (15 分 ) 一人作業の結果を順次確認

記述数の少ない人から　　時間内に全部を確認する分からないところを聞く

間違ったこと、誤解は消すのではなく、次の新しい図、表を作成するか、項目を追加する。

発言はすべて記録する。議論の途中で思いついたことは発言し記録。誤解も。

内容が分らなかったり ,調査が必要なことは、いつ誰が調べるかを記載。

次にやるとよい作業について話をして記録。記録の中で大事なことかに 1 から順に番号を振る。

2013.10.25


発表 (15 分 )

一番大事ことと今後何をするとよいかを発表前のグループが発表したことを除く人を入れ替え、２回目、３回目。最後に事後ア

ンケートに記載。

2013.10.25


全体のまとめ•初期段階では予想してない想定外が一つ出れば成功•手法の違い、視点の違いの確認•現地，現物，図、映像，写真の利用•複数の手法を使う

•上から FTA で下を網羅。•下から FMEA で上を網羅。•HAZOP で上、下、中のいずれも。

•見るとやるとで大違い•規格（道具）は最低を決めているので出発点•最初は網羅性を高める。•物の状態 (falt) を分析してから事 (failure) を分析するとよいかも•外れ・故障モード・頂上事象を考えることにより制約条件・初期条件を洗い出す

2013.10.25


謝辞経済産業省、 JAXA, 日本

機能安全、名古屋大学、株式会社ヴィッツ、東海ソフト株式会社、サニー技研株式会社、アイシン精機、トヨタ自動車、ルネサステクノロジー、アイシン AW 、東海理化、アドヴィックス、産総研、北海道立工業試験場

2013.10.25

参考資料： http://researchmap.jp/kaizen/HAZOP( はぞっぷ )


参考文献 FMEA 辞書―気づき能力の強化による設計不具

合未然防止 , 本田陽広 , 日本規格協会 ,2011 設計の故障解析 51―QS9000 対応 , 伊予部将

三 , 日刊工業新聞社 , 2000 FMEA ・ FTA 実施法―信頼性・安全性解析と評価 ,

鈴木順二郎 , 日本科学技術連盟 , 1982 リスク分析工学― FTA 、 FMEA 、 PERT 、田口

メソッドの活用法 ,L. ルーシュ , John X. Wang, Marvin L. Routh, 日本技術士会翻訳 ,丸善 ,2003

2013.10.25


Universal Design

2013.10.25


形の設計指針

2013.10.25

要素と単位

April 13, 2023ogawa.kiyoshi(saito.naoki,watabe.kinji)@nmiri.city.nagoya.j

p42

視点の違い視点１： B は A の部分集合，緑色は B 視点２： A は B の部分集合，緑色は A 誤解：自分は正しく相手が間違い。情報が共有できる。共通認識：中心は緑。立場が違えば情報は共有できないかも。

April 13, [email protected]

Technology

FTA, FMEA and HAZOP - システム信頼性のための解析技法