製造現場における根本原因の特定に向けた故障解析の活用

言うまでもなく、「失敗」という言葉には否定的なイメージがつきものです。しかし、製造業において何かがうまくいかない、つまり「失敗」したとき、そこにはプラス面、すなわち学びや改善の機会が潜んでいるのです。

故障、事故、操業停止、品質問題は多大なコストを伴うため、不具合を分析する目的は、問題を引き起こした（あるいは引き起こす可能性のある）根本的な原因を把握することにあるべきです。製造施設における品質関連コストは、総運営コストの15～20％に達すると推定されています。

分析を行い、知見を収集することで、問題の是正や、そもそも問題が発生しないようにするための対策を講じることが可能になります。

何らかの問題が発生した場合、故障解析とは、根本原因を分析し、再発防止のために必要な対策を報告する体系的なプロセスです。しかし、故障解析の手法を活用するには、必ずしも問題が発生するのを待つ必要はありません。これらの手法は、潜在的な故障の予防、製品設計の改善、コンプライアンスの確保、あるいは責任の所在を明らかにするための評価を行う際にも活用できます。

事前の準備は決して無駄にはなりません。故障解析の場合、これは、問題が発生した直後に一貫性のある対応策を直ちに実行できるよう、適切なプロセスを整備しておくことを意味します。その計画には、以下の手順を含める必要があります：

• 主要な関係者のグループを編成する：故障解析に関与する範囲は、事象の性質や組織の規模・体制によって異なります。 多くの場合、プラントエンジニアや保守エンジニアが分析を担当しますが、組織によっては信頼性エンジニアや、さらには故障解析の専門エンジニアをこの業務に割り当てる場合もあります。社内に適切な専門知識がない場合は、外部のコンサルタントを起用することもあります。分析チームは経営陣に報告を行いますが、具体的な報告系統は調査対象となる事象の性質によって異なります。

• 問題の範囲を定義する：故障解析を成功させるためには、何が問題だったのか、また調査担当の技術者がどのような報告を行うことが期待されているのかを明確に理解しておく必要があります。これらは問題定義書に明記し、チームがどの故障解析手法を用いるかを具体的に示す必要があります。

• 故障モードとメカニズムの特定：故障を分析するには、その結果（故障モード）が何であったかを理解することが重要です。例としては、機械の故障や不具合、あるいは品質の悪い製品の製造などが挙げられます。次に、その故障につながったメカニズムを理解する必要があります。例えば、材料の欠陥、人的ミス、機械の不具合などです。

• 関連するすべてのデータを収集・分析する：関連する定量的および定性的データはすべて収集・分析する必要があります。定量的データには、保守記録やCMMS（コンピュータ化保守管理システム）の記録に加え、対象となる機械の目視検査やトラブルシューティングを通じて収集された詳細情報が含まれます。定性的データには、関係するスタッフ（機械オペレーターや保守技術者など）への聞き取り調査を通じて収集された情報が含まれる可能性があります。

• 是正措置の決定：調査の結果、故障解析報告書が作成されます。この報告書には、調査で判明した事実が記載されるほか、最も重要な点として、問題を是正するために必要な措置が提言されます。

広く認知されている故障解析手法はいくつかあります。業界によっては特定の方法がより適している場合もあり、また、具体的な状況や解析を担当する技術者の経験によって、どの手法を選ぶかが決まることもあります：

• 故障モード影響解析（FMEA）：この手法は、特定のシステム内の故障を明らかにするものであり、計画、設計、実装、検査を含むプロセスのあらゆる段階に適用可能です。これは主に2つの要素から構成されています。すなわち、故障モード（故障が発生する様々な方法を特定すること）と影響分析（各故障モードの結果）です。

• 原因と結果の分析：問題を評価し、根本原因を特定し、解決策を策定するための図解を用いたアプローチ。ブレインストーミングとマインドマップの手法を組み合わせ、問題を多角的に検討するものであり、複雑な状況をより小さな要素に分解することで対処するのに役立つ手法である。

• 5つの「なぜ 」：問題の根本原因を特定するために、「なぜ？」という問いを繰り返し投げかける手法。この名称は、「なぜ？」を5回繰り返せば通常は根本原因が明らかになるという経験則に由来するが、状況によっては、その回数が多くなったり少なくなったりすることもある。

• フィッシュボーン（石川）図：因果関係を分析するための視覚的手法であり、定量的なデータが少ない場合に特に有用なブレインストーミングツールとなる。この手法では、問題の考えられる原因（骨）を、欠陥や問題を象徴する魚の頭へと続く背骨に接続して描く「フィッシュボーン」図を作成する。

• 故障・論理ツリー分析：ブール論理の関係を用いて、システム内での故障の伝播経路をモデル化し、根本原因を特定する手法。航空宇宙、エネルギー、防衛などの産業で広く用いられている。

• 変更分析／ケプナー・トレゴー法：情報を収集、優先順位付け、評価するための体系的な手法。その最大の利点は、目標を定めて重要度を評価することで、分析の優先順位を付け、焦点を絞ることができる点にある。ケプナー・トレゴー法は、NASAがアポロ13号の乗組員を無事に帰還させるためにこの手法を採用したことで広く知られるようになった。

製造業者は、故障解析を理解し、問題が発生した際に適切な対応を取れるよう備えておくべきです。そうすることで、問題の根本原因を特定しやすくなり、迅速な復旧にもつながります。

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