SNマトリックスとTRIZの連携による設計時のリスク回避～７つのソリューションを繋げる機能ベースの展開～

2014年9月11日
オリンパス株式会社
ものづくり革新センター 開発ソリューション本部
ECM推進部 土屋 浩幸、澁谷 哲功、緒方 隆司

本日の報告１．会社概要２．科学的手法の当社での取り組み
３. リスク分析への技術者の要求
４．新たなリスク回避のアプローチ
５．目的別に対象範囲を絞り込む
６．障害発生部位を漏れなく抽出する
７．新規SNマトリックスをリスク分析に活用
８．障害の事象を漏れなく抽出する
９．SNマトリックスはリスク以外でも使える
１０．まとめ2

2014/8/6

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2

１．会社概要
医療事業

3
設立年月日

1919年（大正 8年）10月12日

本

東京都新宿区西新宿2-3-1 新宿モノリス社

資本金124,520百万円 (2014年3月31日現在)

連結売上高713,286百万円 (2014年3月期)

連結従業員数30,702人 (2014年3月31日現在)

映像事業

科学事業

内視鏡用超音波観測装置「EU-ME2」

E-M10

STYLUS
SP-100EE(Eagle’s Eye)

サージカル ティシュー マネジメント システム
サンダービート

ディスポーザブルガイドワイヤG「VisiGlide 2TM」
3

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No data copy / No data transfer permitted「UIS2対物レンズ」
シリーズ

STYLUSSH-1

生物用共焦点レーザ走査型顕微鏡「FLUOVIEW1200」

生物顕微鏡用
超音波厚さ計 イメージングソフトウエア「27MG」「cellSens®」

２．科学的手法の当社での取り組み（１）4

テーマの目的に応じて7つのソリューションを提供
2009年度
QFD

2012年度～

2010年度～

時間小

QFD
QFD

時間小

範囲限定型

TM
TM
機能性評価

課題設定簡易型

TRIZ

時間大

時間大

本来のQFD

時間小

パラメータ設計など

コンサルタントからの指導の典型的なパターン
4※手法単独でも適用

２ループ又は特許化

社内での様々な適用形態、時間に合わせて３手法を組み合わせ、時間を考慮したカスタマイズ

2014/8/6 No data copy / No data transfer permitted

早期原因究明

コストダウン

1ループ簡略型

時間大課題設定

強い特許

TRIZ
TRIZ
BSのみTM

ﾃｰﾏ探索

評価･実験効率化
リスク回避
手法有りきでは無く、課題解決の目的別の最適方法を提供

２．科学的手法の当社での取り組み（２）5

機能は７つのソリューションや手法を繋ぎ易くする

どこで引き出しを開けても機能の考え方でプロセスが繋がる
コア手法

探索

要素開発

生産移行
ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ事例

ﾃｰﾏ探索

QFD TRIZ

製品設計

QFD 特性要因図

課題設定

特性要因図 TRIZ TM

早期原因究明強い特許

QFD TRIZ
TRIZ TM
TRIZ TM 実験計画法
QFD TRIZ TM

コストダウン
評価･実験効率化

リスク回避※ TRIZ は機能分析、原因分析プロセスも含む

5

2014/8/6 No data copy / No data transfer permitted

量産

２．科学的手法の当社での取り組み（３）

6リスク回避ソリューションで扱うリスクとはここで扱うリスクとは、製品や工程の設計時に、事前に製品や工程の安全性、品質を脅かす障害を予測し、対処を行うことを対象としている。
一般的には設計FMEA、工程FMEAといった手法を使って行う分析に科学的手法を取り入れて、効率的に行うことを目的としている。

6

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３. リスク分析への技術者の要求（１）7社内の技術者から寄せられた、リスク分析への意見ベテランメンバーがリスク分析をしても、予期せぬ不具合が出てしまう⇒ ベテランメンバーも交え、時間をかけて図面チェックもしている。それでも検討に抜けモレがあり、特に経験がない新規設計では不具合が起こりやすい。

リスク分析は、時間ばかりかかって効率が悪い⇒ リスク分析は、抜けモレがないようにシステム全体を部品レベルまで詳細に分析することになり、膨大な時間がかかってしまう。短時間でも大きなリスクを除きたい。

7

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３. リスク分析への技術者の要求（２）8分析が漏れる理由、時間がかかる理由「ベテランでも漏れる」 のはなぜか？
・自分の知識、経験に頼った“思い込み”がある。経験の無い設計には経験だけでは不十分。
・DRは図面だけのチェック。動きのあるメカニズムや処理の順序は漏れやすい「時間がかかる」 のはなぜか？
・目的を十分に把握せずに検討を始めてしまう・リスクへの影響が小さい箇所も大きい箇所も一律に時間をかけてしまう8

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時間を短縮して、且つ網羅性を上げるにはどうすればよいのか？

４．新たなリスク回避のアプローチ

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当社のアプローチと従来のFMEAの比較
目的

当社の手順

従来FMEAの手順

１ 対象範囲を決める

目的に応じて特性要因図や機 経験や知識、カンコツにより対能系統図を使って分析対象を 象を決める
絞り込む

２ 障害発生部位を漏SNマトリックス（機能系統図）を作成し、空間や時間の観点で多面的に抽出する

３ 障害の事象を漏れ機能で一般化し広い視点でTRIZ（科学効果）を活用し、故障メカニズムを抽出する（範囲を絞込む）れなく抽出する(網羅性を上げる1)なく抽出する(網羅性を上げる2)

信頼性ブロック図や図面を用いながら、経験、蓄積データを元に、故障モード表等を活用して故障メカニズムを抽出する

４ リスクの大きさを評価 SNマトリックスで目的別の評価 FMEA表にて一般的な評価項項目と水準で評価。他社の対 目と水準で評価する策、顧客要求も考慮する

する

５ リスクを回避する
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機能から解決部位を明確にし、 リスク項目をBSなど一般的なやり方に沿って分析、発想TRIZやTMに繋ぐ

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５．目的別に対象範囲を絞り込む（１）10

目的を定義し、特性要因図で対象を絞り込む
設 目的
計 安全確保FM
E 品質確保
A

製品改善

新規開発

人がアクセスする大きな 人がアクセスする大きなエネルギーを扱う部位、 エネルギーを扱う部位
かつ設計変更部位
製品の主機能に直接 製品の主機能に直接または間接に関係する または間接に関係する部位、かつ設計変更部 部位位

安全確保のリスク分析は、人がエネルギーに触れる部分、品質確保のリスク分析は、主機能の逸脱に注目する。
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５．目的別に対象範囲を絞り込む（２）事例 特性要因図で対象を絞り込む製品の主機能に直接または間接に関係する部位、かつ設計変更部位

出射光スイッチ

LCDシャッター
制御回路

放熱フィン

投影光学系
ダイクロックミラー

レンズ

画像信号処理
回路

構造部品
放熱ファン

空気孔

《プロジェクターの例》“品質確保”目的での対象範囲

空間的特性要因図

LCDシャッター

11

高さ調整機構筐体系

11 2014/8/6 No data copy / No data transfer permitted

レンズ
ホルダー

光源電球
光源用電源
電源
光源出射系

設計者が制御できる因子
レンズ・アクチュ
エータ
アクチュエータ
駆動回路

光源制御回路
出射光整形
レンズ

設計者が制御できない因子

品質確保または安全確保“安全確保”目的の対象範囲
人がアクセスする大きなエネ
ルギーを扱う部位、かつ設計変更部位

６．障害発生部位を漏れなく抽出する（１）12SNマトリックス（機能系統図）を作成し、機能で整理する
S+V+O

S+V+O

S+V+O

S+V+O

S+V+O

S+V+O

部品構成表
図面（静止画）

動くメカニズムの必要機能が漏れやすい
被写体

レンズ

空間的機能系統図①部品構成表を元にした空間的機能系統図で漏れを無くす
S+V+O

S+V+O
S+V+O

CCD

時間S+V+O
S+V+O

フロー図、工程表例)レンズの動作

時間的機能系統図②動きや順序も加味して時間的機能系統図で漏れを無くす
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６．障害発生部位を漏れなく抽出する（２）13

事例 ①部品構成表を元にした空間的機能系統図で漏れを無くす《プロジェクターの例》

プロセスの階層に従って、機能だけを表に書き入れる空間的機能系統図
階層順

投影光源系はスクリーンに出射光を集光する

1
11

レンズは出射光を集光する

12

レンズホルダーはレンズを保持する

13

レンズアクチュエータはレンズを駆動する

14

レンズアクチュエータ駆動回路はレンズアクチュエータに電気信号を送る
出射光スイッチ系は出射光を制御する

2

部品構成表

機能（機能系統図からS+V+Oで記載）

21

LCDシャッターは出射光を開閉する

22

LCDシャッター制御回路はLCDシャッターを駆動する

S+V+Oの V の部分に注目！
Ｓ
13 2014/8/6

No data copy / No data transfer permittedVＯ６．障害発生部位を漏れなく抽出する（３）14事例 ②動きや順序も加味して時間的機能系統図で漏れを無くす
プロセスの流れに沿って、空間的機能系統図を時間順に整理する

空間的機能系統図

フロー図、工程表

時間的機能系統図
時間順

機能（機能系統図からS+V+Oで記載）
出射光スイッチ系は出射光を制御する

1
11

LCDシャッター制御回路はLCDシャッターを駆動する

12

LCDシャッターは出射光を開閉する
投影光源系はスクリーンに出射光を集光する

2
21

レンズアクチュエータ駆動回路はレンズアクチュエータに電気信号を送る

22

レンズアクチュエータはレンズを駆動する

23

レンズホルダーはレンズを保持する

24

レンズは出射光を集光する

記述は S+V+O を明確に！
Ｓ

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V

Ｏ

プロセスの流れを機能で記載して繋げる《プロジェクターの例》

７.新規SNマトリックスをリスク分析に活用

15

時間的、空間的機能分析～TRIZで、機能毎のリスクを評価

空間的機能系統図
TRIZ（科学効果）
QFDの企画品質の考え方で優先課題を抽出
機能階層

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時間的機能系統図

Seeds

Needs

機能毎の起こりうるリスクを抽出し、RPNで評価する

他社技術は顧客要求は機能を機能毎に調査 ベースにヒアリング

優先項目

機能リスク（機能系統図
からS+V+Oで記載）○

太陽光を集光したレンズは、 3
劣化、破損する

32◎

電圧制御式発振回路は画像をゆがませる4

2

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RPN評価
重 頻 発 RPN

3

他社技術

顧客要求レベル内容

18・・・□技術特許○

屋外でも使いたい24・・・□技術特許○

詳細に画面を表示させたい８．障害の事象を漏れなく抽出する（１）16

TRIZ（科学効果）を活用し、広い視点で故障メカニズムを抽出する
Ｓ
Ｓ

VＯ
Ｓ
Ｓ

VV
V

Ｏ
Ｏ
Ｏ

機能を展開して各機能が引き起こす問題事象を調査する（Goldfire*を使用）
・システムを機能で表現し、一般化することで、他分野で起きている問題事象を参照することが出来る。
⇒経験外の知識や、新たな気付きが得られる。
経験、思い込みから脱却し、リスクの抜けモレがなくなる！
左はいずれも光を扱う製品群。“光を集める”など一般化した機能表現にすることで、問題事象を共通に扱えることができる。
＊Goldfire：IHS社の傘下のInvention Machine Corporationが提供するイノベーション支援ソフト

16 2014/8/6 No data copy / No data transfer permitted

８．障害の事象を漏れなく抽出する（２）17事例 機能が引き起こす問題事象を調査する（Goldfireを使用）“出射光を集光する”
機能についてのリスクを探したい
Goldfireの原因ファインダーで「光を集光できない」で調べる（AFD的に考える）

太陽光の影響によるリスクを発見！

Goldfireの原因ファインダー

車両用ヘッドライトでは、太陽光による劣化、破損が発生する。
“屋内でしか使わない”という固定観念を持ったり、”外でも使いたい”といったユーザニーズを把握しなければ、想定できないリスクが抽出できた。
⇒調査結果はSNマトリックスに追加する

17 2014/8/6

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８．障害の事象を漏れなく抽出する（３）18事例 機能が引き起こす問題事象を調査する（Goldfireを使用）“出射光を集光する”
機能についてのリスクを探したい
Goldfireの原因ファインダーで「光が集光できない」原因に「画像がゆがむ」が見つかった。
さらに原因を調べる。

電圧制御式発振回路によるリスクを発見！

Goldfireの原因ファインダー

プリンターの印刷では、印刷時に電圧制御式発振回路の基準電圧を変化させると画像のゆがみが発生する。
機能で一般化したことで、“投影“と”印刷（転写）”が結び付き、異分野の事例からリスクを抽出できた。
⇒調査結果はSNマトリックスに追加する

18 2014/8/6

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９．SNマトリックスはリスク以外でも使えるSNマトリックスを核に機能ベースにソリューション間を繋ぐ

19

どの場面も、機能、顧客要求、競合他社を意識したプロセスで繋がる探索SN
マトリックス

製品設計

要素開発
テーマ探索
SN
マトリックス

課題設定
SN
マトリックスSN
マトリックス

早期原因究明強い特許
SN
マトリックス

コストダウンSN
マトリックスSN
マトリックスSN
マトリックス19 2014/8/6

生産移行

評価･実験効率化
リスク回避があれば、いつでもTRIZを活用できる！

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量産１０．まとめ

20① リスク分析の目的に応じて対象範囲を絞り込み、短時間で効率的なリスク分析を可能とした② SNマトリックスを使って機能分析を行い、TRIZの原因分析や科学効果、逆転発想法のプロセスを活用してリスク分析の網羅性を上げた③ 機能視点で整理することで、リスク回避策にもTRIZが活用しやすくなった（全てのソリューションも繋がる）
以上の様にTRIZを活用することで、抜けモレの減少、時間短縮、思い込みの払拭ができ、効率的なリスク分析が可能となった。
＜今後の課題＞
リスク回避には、製品設計だけではなく、工程設計でも必要である。
基本的に検討方法は同じであると考えるが、人起因の“ヒューマンエラー”を網羅的に抽出、回避する方法を検討中である。
20 2014/8/6

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謝辞

21

本活動の開始時に手法を組み合わせて使う気づきを与えて頂き、ソリューション展開でもアドバイスを頂いている㈱アイデアの前古 護 氏、並びに 笠井 肇 氏 両氏に深く感謝致します。

21 2014/8/6

No data copy / No data transfer permittedご清聴ありがとうございました