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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
kaizen@wh.commufa.jp, @kaizen_nagoya
2013.10.25 (c)kaizen@wh.commufa.jp
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
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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
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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
(c)kaizen@wh.commufa.jp2013.10.25
背景
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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
Analysis Method and process :JAXA
2013.10.25
黄色に着目(c)kaizen@wh.commufa.jp
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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
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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
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分析と設計は組 (pair)
分析 設計
2013.10.25
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設計と試験は組 (pair)
試験設計
2013.10.25
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分析のための試験もある
分析 設計試験
2013.10.25
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設計
設計のための試験がある
分析試験
2013.10.25
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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
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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
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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
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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
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HAZOP
2013.10.25
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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
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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
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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
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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
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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
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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)kaizen@wh.commufa.jp
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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
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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
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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
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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
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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
(c)kaizen@wh.commufa.jp
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
(c)kaizen@wh.commufa.jp
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
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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
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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
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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
(c)kaizen@wh.commufa.jp
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
(c)kaizen@wh.commufa.jp
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
(c)kaizen@wh.commufa.jp
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 )
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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
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Universal Design
2013.10.25
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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
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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, 2023ogawa.kiyoshi@nmiri.city.nagoya.jp43