「FMEA」とは、キーワードからわかりやすく解説

1. 「FMEA」とは

FMEA（Failure Mode and Effect Analysis：不良モード影響解析）とは、製品または部品が不具合を発生した場合の発生率と検出可能性、影響度を故障モード毎に評価し、またこの評価で重要と判定された故障モードについては、設計時に未然防止あるいは発生時の対策を盛り込むことで重大事故の発生を防ぐ信頼性工学的な手法です。 製品設計時に用いる設計FMEAと、工程設計時に用いるプロセスFMEAに分類され、特に自動車関連工業で積極的に利用されます。

2.「FMEA」、何を目的として導入するのか

FMEAは想定外の故障や事故を事前に洗い出し、対策する手段として用いられるのであり、既知の不具合、または再発が想定される（可能性がある）不具合はFMEA解析の対象外です。つまり、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設計手順飛ばし、設計検討不足、ポカミスによる不具合の洗い出しは、FMEAの対象外です。このような場合はまず、設計ミスが起きる原因となっている設計工程、設計手順の問題点を洗い出し、改善を行うことが必要です。

3. 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効率が悪い方法で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、各設計者が事前にセルフFMEAを実施し、その結果に抜け漏れ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。

4. 故障モードの特定と「故障モード一覧表」の活用

前述の通り、FMEAを効率化するためには、ゼロから故障モードを考えるのではなく、あらかじめ整備された「故障モード一覧表」を基点にすることが不可欠です。故障モードとは、「断線」「短絡」「折損」「腐食」といった、機能喪失に至る物理的な現象を指します。

設計者は、対象となる製品の構成要素（ユニットや部品）ごとに、この一覧表から該当し得るモードを抽出します。この際、単に「壊れる」といった抽象的な表現ではなく、「どの部位が、どのように変化するか」を具体的に定義することが重要です。この共通言語化された一覧表があることで、設計者個人の経験値に依存しない、網羅性の高いセルフFMEAが可能となります。

5. リスク評価の指標：RPN（リスク優先指数）の算定

抽出された各故障モードに対し、その重大性を客観的に評価するために「RPN（Risk Priority Number）」という指標を用います。RPNは、以下の3つの要素を一般的に1〜10点のスコアで評価し、その積で算出します。

• 影響度（Severity）： その故障が発生した際、顧客やシステムにどれほど致命的な影響を与えるか
• 発生頻度（Occurrence）： その故障の原因が、設計寿命内に発生する確率はどの程度か
• 検出難易度（Detection）： 出荷前、あるいは発生時に、その故障を既存の検査手法でどの程度発見できるか

この計算により、漠然としていた「不安」が「数値化されたリスク」へと変換されます。例えば、影響度が極めて高くても、発生頻度が低く検出が容易であれば、RPNは低くなります。逆に、一つ一つのスコアは中程度でも、重なることで高得点（高リスク）となる項目が浮き彫りになります。

6. 対策の優先順位付けとフィードバック

算出したRPNに基づき、対策を講じる優先順位を決定します。すべての故障モードに対策を打つことは、コストと時間の制約上現実的ではありません。組織内で「RPNが〇点以上の場合は必ず設計変更または保護機能を付加する」といった閾値を設けることが、意思決定のスピードを速めます。

ここで重要なのは、対策を講じた「後」のRPNを再評価することです。設計変更によって発生頻度が下がったのか、あるいはセンサーの追加によって検出難易度が改善されたのかを記録します。この「対策前後の比較」こそが、設計の妥当性を証明するエビデンスとなります。

7. FMEAを「生きている文書」にするために

FMEAの最大の失敗例は、作成すること自体が目的化し、完了後にファイルに眠ってしまうことです。これを防ぐには、FMEAを「設計の家計簿」のように運用する必要があります。

市場で予期せぬ不具合が発生した際や、類似製品の設計変更を行う際には、必ず過去のFMEAシートに立ち返り、今回の事象が想定内であったか、あるいは評価基準に甘さがなかったかを検証します。このフィードバック・ループを回すことで、個人の知見は「組織の資産」へと昇華されます。

8. まとめ

FMEAは、決して設計者を縛るための事務作業ではありません。むしろ、未知のリスクに対する「防波堤」を築き、設計者が自信を持って製品を世に送り出すための強力な武器です。

4、5人のチームで何日間も会議室にこもる旧来の手法に固執せず、事前のセルフチェックとポイントを絞ったレビューを組み合わせる「持続可能なFMEA」を構築すること。それこそが、現代のスピード感ある製品開発において、品質と効率を両立させる唯一の道と言えるのではないでしょうか。