(57)【要約】  【課題】  過去の不具合情報を、当時欠落していた市場ノイズや交互作用という視点から機能を再確認することにより、市場ノイズや交互作用の元で安定したシステムを設計して未然防止につなげるための有益情報および評価情報を設計者に提供することを可能とする。  【解決手段】  本発明では、従来のＳＳＭの分節属性をＱＥ視点から見直すことにより、過去の不具合を防止する再発防止に加えて、過去に実施できていなかった市場ノイズの元でシステムの安定性の評価をする環境を作り、評価の指標を設計者に具体的に提供することができるため、視野の広い解決策が見いだされ、未然防止設計ができることを可能とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
不具合の発生した部位を示す定義属性と、具体的な不具合事象を示す不具合モードと、システムの基本的な機能を示す基本機能と、設計者が制御できない環境や事象を示す市場ノイズと、設計者が自在に設計変更できる制御因子と、過去に実施した対策と、再発防止策・推奨事項と、設計基準や設計マニュアル等の関連情報より成る分節構造を持つことを特徴とする設計支援装置。
【請求項２】
定義属性と不具合モードと基本機能と市場ノイズと制御因子と実施した対策と再発防止策・推奨事項と関連情報より成る分節構造において、故障モードを追加したことを特徴とする請求項１記載の設計支援装置。
【請求項３】
定義属性と不具合モードと基本機能と市場ノイズと制御因子と実施した対策と再発防止策・推奨事項と関連情報より成る分節構造において、過去の不具合発生件数（またはその指標）と判定閾値を追加したことを特徴とする設請求項１記載の計支援装置。
【請求項４】
定義属性と不具合モードと基本機能と市場ノイズと制御因子と実施した対策と再発防止策・推奨事項と関連情報より成る分節構造において、損失関数を追加したことを特徴とする請求項１記載の設計支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過去の不具合ナレッジ共有化による設計支援装置に係り、特に開発設計者が新たな設計を実施する段階において、過去の不具合事例を参考に不具合再発防止（以下、再発防止）と未然防止を確実に実施するための好適な設計情報および評価情報を提供する設計支援装置に関する発明である。 
【背景技術】
【０００２】
従来の設計支援装置は、過去の不具合情報として、結果と要因を１対１の関係でモジュール化（以下、分節化）し、たとえ複数の結果と要因が関連する事象でも複数の分節単位で関連付け、コンピュータを介したデータベースを構築し、過去の不具合ナレッジを共有化することで、流用設計や新規設計時に、必要に応じて過去の不具合情報や発生要因を、分節単位で確認し設計へ反映することができるため、最終の不具合に行き着く前の事象に対しても、対策方案が立てやすく、過去の再発を防止できるという大きなメリットがある。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
従来の設計支援装置の基本的考えは、設計部位へかかるストレスと、設計達成値であるストレングスの大小関係で不具合発生を判定している。例えばストレングス＞ストレスであれば不具合は生じないが、ストレングス＜ストレスとなれば、不具合が生じるという考え方である。この考え方をストレス・ストレングス・モデル（以下、ＳＳＭ）という。（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
しかしながら、製品機能や部品機能（以下、機能）に、使用環境やユーザの使用方法、部品や材料の劣化など、設計者が制御できない要因（以下、市場ノイズ）間の組み合わせで、条件が変わればストレスとストレングスの大小関係が逆転するなど交互作用がある場合は、一定条件でのストレスとストレングスの大小関係では設計の良し悪しが判断できず、その結果で設計支援をするばかりか、全く逆の情報を設計者に与えるという大きな問題を内包していた。
【０００５】
一方、品質工学（以下、ＱＥ）は、想定される市場ノイズの元で安定した機能が発揮できるように、先ずは機能の安定性を評価し（システム選定）、その後安定したシステム上で制御因子の値を調整して所望の仕様範囲に入れる（チューニング）という２段設計の考え方で、設計者がたとえ事象の結果と要因の関係を熟知していなくとも、評価手順や設定を間違わなければ誰もが安定したシステムの設計が可能であり、将来に向けた未然防止につなげることが可能な優れた設計手法である。（例えば、非特許文献１参照。）
【０００６】
しかしながら、この場合は、市場ノイズは設計者の知識や経験等によって解釈が異なり、設計者の想定の範囲内にとどまり、評価は開発グループ単位で実施されているため、評価結果のナレッジの共有化が困難であった。更に評価試験は評価用サンプルを２水準乃至３水準準備しなければならず、評価前の負荷が大きくシミュレーションによる試作レス化での実施が推奨されている。従って流用設計や軽微な設計変更時には実施しづらいという問題があった。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３８４７６４４号（Ｐ３８４７６４４）
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】立林和夫著「入門タグチメソッド」日科技連出版、２００４年４月２７日、第１刷発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、過去の不具合情報を、当時欠落していた市場ノイズや交互作用という視点から再確認できるように、市場ノイズや交互作用の元で安定したシステムを設計して未然防止設計につなげるための有益情報と評価情報を設計者に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明によれば、定義属性と不具合モードと基本機能と市場ノイズと制御因子と実施した対策と再発防止策・推奨事項と関連情報より成る分節構造を構成することにより、過去の不具合を防止する再発防止に加えて、過去に実施できていなかった市場ノイズの元でシステムの安定性の評価をする環境を作り、評価の指標を設計者に具体的に提供することができる（作用）ので、過去の不具合という狭い視野ではなく、視野の広い解決策が見いだされ、未然防止設計ができる（効果）ことを可能とした。
【００１１】
また、請求項２記載の発明のよれば、定義属性と不具合モードと基本機能と市場ノイズと制御因子と実施した対策と再発防止策・推奨事項と関連情報より成る分節構造に、故障モードを追加（構成）することにより、分節間のリンクがよりスムースになる（作用）ため、設計者が不具合とその要因の関係理解をより容易にする（効果）ことを可能とした。
【００１２】
また、請求項３記載の発明のよれば、定義属性と不具合モードと基本機能と市場ノイズと制御因子と実施した対策と再発防止策・推奨事項と関連情報より成る分節構造において、過去の不具合発生件数（またはその指標）と判定閾値を追加（構成）することにより、不具合事象の発生頻度を確認できる（作用）ので、発生頻度の大きな不具合に対しては、流用設計や軽微な設計変更時でもＱＥ評価を確実に実施し、未然防止設計ができる（効果）ことを可能とした。
【００１３】
また、請求項４記載の発明のよれば、定義属性と不具合モードと基本機能と市場ノイズと制御因子と実施した対策と再発防止策・推奨事項と関連情報より成る分節構造において、損失関数を追加（構成）することにより、該当設計部位の安全に対する設計投資コストが具体的に確認できるため、安全のためにどのくらいコストをかけて良いのかが容易に理解でき（作用）、より具体的かつ効率的な好適安全設計ができる（効果）ことを可能とした。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、従来の再発防止のナレッジの共有化に加えて、未然防止のための評価指針を設計者に具体的に示すことが可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の分節構造と分節間のリンクを示す説明図である。
【図２】本発明の分節構造とＱＥシステムチャートとの関係を示す説明図である。
【図３】本発明の分節構造内での基本機能または品質特性と市場ノイズ、制御因子の関係を示す説明図である。
【図４】本発明の分節構造に過去の不具合発生頻度情報追加した説明図である。
【図５】本発明の設計支援手順を示す基本的フローチャートである。
【図６】図５に過去の不具合発生頻度情報を追加したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明による分節構造と分節間のリンク説明図、図２は本発明による分節構造とＱＥとの関係を表わす図である。
【００１７】
本発明の分節構造と分節間のリンクの関係を図１に示す。
定義属性１０１と不具合モード１０２と基本機能１０４と市場ノイズ１０５と制御因子１０６と過去の対策実施例１０７と再発防止策１０８と関連情報１０９より成る分節構造において、今、Ｏリングが何らかの要因で「偏心し、Ｏリングの締め代にムラが出て、円周方向が均一に圧縮されず、シール性が確保できずに漏水した」という不具合事象を考える。
ここで、Ｏリングの締め代と反発力など、入力（締め代）と出力（反発力）間に一定の線形関係が認められるものには「基本機能」が存在するが、材料の強度や色、寸法安定性など、一定の線形性のある入出力形式で記載できないものを「品質特性」と定義する。
【００１８】
図１には記載していないが、例えば不具合事象がシャワーヘッド部からの漏水であれば分節１の定義属性欄１０１にシャワーヘッド部と記載し、不具合モード欄１０２に不具合モード（１）として「漏水」と記載する。
【００１９】
分節１の基本機能（または品質特性）欄１０４には、前記「漏水」を起こさないための基本機能（または品質特性）１１２を考える。「漏水」させない品質特性は「シール性」であり、Ｏリングのシール性の基本機能（入力―出力）は（Ｏリングの圧縮量（＝締め代）−Ｏリングの反発力（＝復元弾性力））である。
これらの品質特性、基本機能が満足されていれば「漏水」という不具合は生じなかったはずであるが、実際に漏水した事象を分析すると、その原因はこの場合、円周方向に渡る均一な「締め代不足」である。この「締め代不足」を、「漏水」という不具合を引き起こした故障モード（１）と考え、分節２の故障モード欄１２１に故障モード（１）として「締め代不足」と記載する。
【００２０】
分節２の基本機能（または品質特性）欄１２２には、前記「締め代不足」を起こさないための基本機能（または品質特性）を考える。「締め代不足」を起こさない品質特性は「耐締め代性（＝シール性）」であり、Ｏリングの基本機能（入力―出力）は、分節１と同様に、（Ｏリングの圧縮量（＝締め代）−Ｏリングの反発力（＝復元弾性力）である。
この場合、「耐締め代性（＝シール性）」が確保できなかった原因は、「締め代ムラ」であるので、「締め代ムラ」を締め代不足（故障モード（１））の要因と考え、分節３の故障モード欄１３１に故障モード（２）として「締め代ムラ」と記載する。
【００２１】
分節３の基本機能（または品質特性）欄１３２には、前記「締め代ムラ」を起こさないための基本機能（または品質特性）を考える。「締め代ムラ」を起こさない品質特性は「耐締め代ムラ性（＝真円度）」であり、Ｏリングの真円度を確保できなかった要因はＯリングの「偏心」であると考え、故障モード（３）として「偏心」と記載する。
【００２２】
この方法で分節構造の不具合モード１０２と故障モード１０３と基本機能（または品質特性）１０４の関係および分節間のリンク構造が明確になる。更に機能性か、品質特性かを設計評価５１４前に設計者に具体的に認識させることができる。（ステップ５０６）
【００２３】
実際の不具合モードは、種々の故障モードに起因して発生するものと考えられるため、こ不具合モードと故障モードを分離させることで、分節間のリンクの理解がより容易になる。
【００２４】
例えば何らかの要因で材料強度が低下して、部品破壊という故障モードに至った場合、その材料をシール部材で使用していた場合には漏水という不具合モードにつながるが、手すりや椅子などに使用していた場合には人の転倒、怪我という不具合モードにつながる。
【００２５】
このように同じ故障モードであっても、異なる不具合モードにつながることがあるため、不具合モードと故障モードは分離させたほうがより好適である。
【００２６】
次に本発明の分節構造とＱＥシステムチャートの関係を図２に示す。
本発明の分節構造２００はＱＥシステムチャート項目と完全一致させている。
すなわち入力２２２と出力２２３が一定の線形性をもつ基本機能属性２２０は、本発明の分節構造２００の基本機能または品質特性２０４と一致、ユーザの使用方法２２２とノイズを包括した市場ノイズ属性２３０は、本発明の分節構造２００の市場ノイズ２０５と一致、設計者が自在に設定できる制御因子属性２４０は、本発明の分節構造２００の制御因子２０６と一致させている。
【００２７】
ＱＥのシステムチャート２１０と完全一致させた本発明の作用を、前記漏水の例で図１と対比させながら具体的に説明する。（図３）
【００２８】
図１の分節１で、「漏水」という不具合事象１１１が発生し、その故障モードとしてＯリングの「締め代不足（故障モード（１））」１１３が図１の分節２で挙げられたが、これは図３の分節２の市場ノイズ３２２の元で、耐締め代不足性（＝シール性）３２１を確保するという視点が欠落していたために発生した。そこで、耐締め代不足性（＝シール性）３２１を確保するためには、図３の分節２の市場ノイズ３２２の元で、制御因子３２３を２乃至３水準に振った機能性評価をすべきであったと考えられる。今後の未然防止のためには、シール部の磨耗を考慮し、低圧時と高圧時でも確実にシール性を確保するための設計因子を決定する必要がある。そこで図３の分節２の市場ノイズ３２２と制御因子欄３２３には、今後Ｏリングの機能性評価（入出力の線形性の確認）をするために必要な情報（設計因子）を記載する。
【００２９】
図１の分節３で、Ｏリングの「締め代ムラ（故障モード（２））」１３１が挙げられたが、これは図３の分節３の市場ノイズ３３２の元で、耐締め代ムラ性（＝真円度）３３１を確保するという視点が欠落していたために発生した。そこで、耐締め代ムラ性（＝真円度）３３１を確保するためには、図３の分節３の市場ノイズ３３２の元で、制御因子３３３を２乃至３水準に振った機能性評価をすべきであったと考えられる。今後の再発防止や未然防止のためには、組立時のＯリングのオフセットや、使用時の水圧変動等の外力のもとでも確実にシール性を確保するための設計因子を決定する必要がある。そこで図３の分節３の市場ノイズ３３２と制御因子欄３３３には、今後Ｏリングの機能性評価（入出力の線形性の確認）をするために必要な情報（設計因子）を記載する。
【００３０】
図１と図３は、基本機能（または品質特性）属性でリンクされている。
【００３１】
前述したとおり基本機能（または品質特性）属性は、分節間のリンク機能と、設計者が制御できない市場ノイズの元で安定させたい機能という視点を持たせているため、再発防止観点から過去の不具合情報を、不具合の起きた結果視点のみでなく、不具合に至る要因系プロセスを通じて確認しつつ、同時に、そのプロセスを通じて将来の未然防止のための評価指標が確認できるため、再発防止と未然防止の一元的実施が可能であるという大きなメリットを持っている。
【００３２】
（運用上の工夫）
流用設計や新規設計を行う前に、再発防止観点から関連した過去の不具合を確認するが、前述した通り、過去の不具合ならびに不具合に至るまでの要因系プロセス単位（分節）で確認・評価するには、膨大な情報の整理と確認のために現実的には時間とコストが大きな障害になる。新規設計の場合は、開発負荷そのもの自体が大きく、本発明を使用して過去の不具合を確認・評価する負荷は元来の開発負荷に吸収されてしまい大きな障害にはならないが、流用設計や軽微設計変更時には開発者の負荷が大きく、実施の要否は設計者または設計者が所属する組織によってまちまちである。
【００３３】
そこでこの課題を解決するために、過去の不具合発生件数（またはその指標）４００を各分節ごとに蓄積し、一定の閾値４０２を越えたものに関してはアラームを出したり、優先的に表示させるなど、優先実施項目として確実にＱＥ評価まで実施することが可能である。
【００３４】
閾値を越えた不具合事象に特化した評価ができるため、流用設計や軽微な設計変更時でも、現実的かつ効果的な未然防止設計が図れる。図４では閾値４０２を超えた分節３（４１０）と分節８（４２０）を優先的に実施することになる。
【００３５】
このように閾値４０２の設定や変更、閾値４０２をこえた分節にアラームを出したり、優先的に表示させることは、コンピュータを活用することで容易に実施できる。
【００３６】
（損失関数の追加）
ＱＥの損失関数を文節に追加した場合、該当設計部位の安全に対する設計投資コストを分節単位で具体的に表示できるため、設計者が安全のためにどのくらいコストをかけて良いのかが容易に把握でき、具体的かつ効率的な好適安全設計が可能となる。
【００３７】
損失関数とは、ある製品が市場に出て、その後クレームなどの損失が出た時に、市場での被害金額とメーカでの対策金額の総和（社会的損失）を最小値に抑えるという設計概念である。（非特許文献１参照）
【００３８】
（効果のまとめ）
本発明は、従来の再発防止主体のＳＳＭと機能性評価主体のＱＥを、事象の結果と要因を関連付けた分節構造内で融合させたものであり、本発明の分節構造によるメリットを、図５および図６を参照しつつ、ＳＳＭとＱＥをそれぞれ単独使用した場合と比較して説明する。
【００３９】
（ＳＳＭ単独使用と比較した場合の本発明メリット）
過去に起きた不具合（または故障モード）と不具合（または故障モード）を起こさないための基本機能（または品質特性）や、基本機能（または品質特性）を保障する評価条件（＝市場ノイズ）とその方法がひとつの分節内で一元的に理解でき、市場ノイズ５０７や制御因子５０８等の評価指標５１３を設計者に具体的に提供できる。
・交互作用がある場合でも安定した製品システムの設計が可能となる。（ステップ５１４）
設計評価前に機能性を考えることから、視野の広い解決策を策定（ステップ５１３）し、有効な解決策５１４が見出される。これにより、過去の対策の範囲内５０９という比較的視野の狭い解決策に留まり、過去の不具合事象の再発防止としてしか機能しないＳＳＭに比べ、一連の設計評価のプロセスにおいて再発防止はもちろんのこと、未然防止設計につなげることができる。
【００４０】
（ＱＥ単独使用と比較した場合の本発明メリット）
不具合の結果系のみから派生した評価に留まらず、不具合に至る要因系プロセスでの評価も可能となる。例えば、シール性（前者）に対して、Ｏリングのめくれや切れ等（後者）の視点での評価が可能となる。
過去の不具合モードとリンクしているため、ベンチマークする相手として、必ず自社不具合発生品を入れることができる。
分節間の関係から、結果と要因の因果関係が理解でき５１２、若手や新人設計者への人財育成に活用できる。（なぜなぜ５回の効果）
市場ノイズ、機能性と制御因子、品質特性と制御因子等がナレッジとして蓄積でき、組織としてナレッジを共有化することで、組織全体の開発効率が向上する。
【００４１】
（運用上の効果のまとめ）
過去の不具合発生件数またはその指標を各分節ごとに蓄積し、閾値４０２を越えた不具合事象に特化（選択と集中）できるため（ステップ６０１）、現実的かつ効果的な未然防止設計が図れる。
損失関数を追加することで、該当設計部位の安全に対する設計投資コストが具体的に確認できるため、安全のためにどのくらいコストをかけて良いのかが容易に理解でき、具体的かつ効率的な好適安全設計が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
すべての製造業種で利用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１０１  定義属性
１０２  不具合モード
１０３  故障モード
１０４  基本機能または品質特性
１０５  市場ノイズ
１０６  制御因子
１０７  過去の実施例
１０８  未然防止策
１０９  関連情報
１１０  分節１
１１１  不具合モード（１）
１１２  不具合モード（１）を出さない機能や品質特性
１１３  故障モード（１）
１２０  分節２
１２１  故障モード（１）
１２２  故障モード（１）を出さない機能や品質特性
１２３  故障モード（２）
１３０  分節３
１３１  故障モード（２）
１３２  故障モード（２）を出さない機能や品質特性
１３３  故障モード（３）
２００  分節
２０１  定義属性
２０２  不具合モード
２０３  故障モード
２０４  基本機能または品質特性
２０５  市場ノイズ
２０６  制御因子
２０７  過去の実施例
２０８  未然防止策
２０９  関連情報
２１０  ＱＥシステムチャート
２２０  基本機能
２２１  機械システム（定義属性）
２２２  入力信号
２２３  出力
２３０  市場ノイズ（ノイズと入力信号）
２４０  制御因子
３１０  分節１
３２０  分節２
３２１  基本機能または品質特性
３２２  市場ノイズ
３２３  制御因子
３３０  分節３
４００  不具合指標
４０１  不具合累積度数
４０２  閾値
４１０  分節３
４２０  分節８
５０１  不具合モード入力
５０２  基本機能または品質特性
５０３  故障モード
５０４  キーワード演算部
５０５  故障モード
５０６  基本機能または品質特性
５０７  市場ノイズ
５０８  制御因子
５０９  過去の対策
５１０  未然防止策
５１１  関連情報
５１２  情報表示部
５１３  ＱＥ評価指針
５１４  ＱＥ評価判定
６０１  判定部
６０２  情報表示部
６０３  ＱＥ評価指針
【図１】
2013041314.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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