論説/Opinion

特集：品質・信頼性・安全性確保に関わる横幹的体系

品質・信頼性・安全性への未然防止体系とその新展開
鈴木 和幸∗1

Prevention Systems and Their Developments for
Quality, Reliability and Safety
Kazuyuki SUZUKI∗1
Abstract– The purpose of manufacturing is to produce well-balanced quality of QCD(Quality, Costand Delivery), reliable products, and systems by using rigorous scientific methods while seeing how
the situation is. Moreover, manufacturing aims to contribute to society’s prosperity by providing
products to the market. The above idea should be applied consistently in Times of Fourth Industrial
Revolution, which also includes IoT (Internet of Things), AI, and Big Data. In fact, society cannot
exist without preventing accidents caused by the vulnerability of the security network beforehand in
the social infrastructure, such as autonomous vehicle. In this papers, prevention systems and its new
developments based on quality management and quality assurance that were established in Japan,
are proposed focusing on motivation, seven viewpoints on prediction, and white mode. White Modeconfirms safety state, and without confirming it, proceeding to the next step is prohibited. Utilizing
both Black Mode and White Mode are important to achieve quality, reliability and safety.
Keywords– Prevention by prediction, Quality assurance, Failure mode, White mode, Black mode

1. はじめに型を指向する White Mode を取り上げ，これらの Black
Mode と White Mode の両者の併用を提起する．

モノづくり・コトづくりの目的は，QCD（Quality，Cost＆ Delivery）のバランスの取れた品質と信頼性の高い製品やシステムを，現実を直視しつつ科学的な方法に立脚して産み出し，これを市場に提供して社会の繁栄に貢献することにある．IoT，AI，ビッグデータをはじめとする第 4 次産業革命の時代においてもこの理念は一貫していなければならない．例えば，自動運転車（AV）などの IoT（モノのインターネット）によって実現される
社会基盤においては，ネットワークセキュリティの脆弱性に起因するアクシデントを未然防止しえなければ，この社会は成り立たない．本稿は日本が産んだ品質管理と品質保証を基本とする未然防止体系とその新展開を，動機付け・予測への七視点・White Mode に焦点を絞り提案する．好ましくない状態に着目する故障モードをはじめとする Black Mode に対し，本稿では安全が確認できなければ次のステップへは進むことのできない安全確認∗1 電気通信大学大学院情報理工学研究科

東京都調布市調布ヶ丘 1-5-1∗1 The University of Electro-Communications, 1-5-1 Chofugaoka,

Chofu-City, Tokyo

2. 未然防止とその体系「生じたことへの批判は誰でもできる．大事なこと
は，取り返しのつかない重大なトラブルをいかに未然防止するかである．」たった今，この時点から先の取り返
しのつかないトラブルをいかに防げばよいか．品質，信頼性，安全性をはじめとし，種々なトラブルが昨今，生1 未然防止への動機付けと⃝2 予測のじている．筆者は，⃝二つが鍵を握ると考える．当初は予測が鍵と考えていたが，人間は弱いもので “予測”ができてもその先の行動・アクションが伴わないことがある．例えば，2018 年 7月の西日本豪雨において，ハザードマップという素晴らしい予測がなされていたが，残念ながら多くの被害が出てしまった．また，2019 年 7 月の九州地方南部の梅雨前線に伴う豪雨においても警戒レベル 4 の避難レベルが発令されていたにもかかわらず，実際に避難をした人は全体の 1 ％に過ぎなかった．ハザードマップや警戒レ
ベルの背景・理由を考えさせ，理解させ，納得してもら
うこと，そして行動を起こしてもらうにはどうすればよReceived: 29 July 2019, Accepted: 28 August 2019.

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Table 1: Seven Viewpoints of Purpose Setting for Satisfaction of Customers and Society [8].

Fig. 1: Quality Assurance in Broad Sense.

いか，の検討が必要である．人は理解し納得しなければ⃝
2 確認 : Verification ＋ Validation

ルールの遵守や新しい行動を起こさない．このような仕様への合致のみでなく，顧客・社会のニーズが満“動機付け”（詳細を§ 3. 2 (3) に示す）がなされなければ，実行が伴わないのが人間の性である．

たされているかどうかを三現（現地・現物・現実）の視点よりデータに基づき事前に確かめ，出荷後も継続的に評価・把握する．ニーズが満たされていな
い場合には，迅速な応急対策・再発防止対策を取ら

2.1 モノづくり・コトづくりの目的
社会生活を営むにあたっての基本として，「人・社会の満足」を考え，この実現に向けて Table 1 の目的設定への七視点を考える [8]．真理 [智]，存在とその認識 [仁]，倫理・道徳 [礼]，正義 [義]，誠実 [信]，そしてこれらへのモチベーションを維持するための情感の美 [楽] と知覚・感覚の美 [悦] である．即ち，仁義礼智信の五常と楽と悦である．これらを基本としてモノづくり・コトづくりを行うことが大切である．
モノづくり・コトづくりの目的は，QCD のバランスの取れた品質と信頼性の高い製品やシステムを，環境・社
会・他国・他者などのことを配慮の上 [仁]，科学的な方法に立脚して産み出し [信]，これを市場に提供して，顧客と社会に感動 [楽][悦] と安心 [信] を与え，社会の繁栄に貢献すること [義] にある．このためには Fig. 1 に示す

なければならない．

⃝
3 確証：第三者に対し与える “あかし”
どのようなニーズを満たすのかを顧客・社会との約束として明文化し，それが守られていることを証拠で示し，信頼感・安心感を与えることを意味する．

⃝
2 の確認は，Fig. 2 に示すように，製品・サービスが規定要求事項に適合しているかの Verification（検証）だ
けでなく，それらの市場・現場での運用・使用が顧客・社会のニーズを満たしているかが大切である．2017 年版の ISO-9000 では市場・現場での運用が “規定要求事項”
を満たしていることを Validation と定義しているが，大切なことは “顧客・社会のニーズ”を満たしているかである．従ってここでは Validation と呼ぶ．一方，ISO-9000
3 の “証し”を与えるこが意味する “品質保証”は，上記⃝ように，顧客のビジネスプロセスを把握し，顧客・社会の現場に入り込み，顧客がどこで困っているのか，何を期待しているのか，何を必要としているのかの Customer

in を積極的に行い，顧客・社会のニーズを探ることが大切である．そして，このニーズを確保・確認・確証（以下，“三確”と呼ぶ）するための体系的な活動が必要となる．本稿では，これを “広義の品質保証”と呼ぶ．
三確とは，⃝1 確保：プロセスの確立とその遵守
顧客・社会のニーズを把握し，それにあった製品・サービスを企画・設計し，これを提供できるプロセ

Fig. 2: Ensure through Verification and Validation by Data.

スを確立し，これを遵守する．

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これを未然防止への成果として認知することは難しい．
反面，事故が発生して厳しさが認知されたとき，はじめて未然防止への意義が強く指摘されることになる．QRSの問題を出さない一番簡単な方法は，新製品開発を行わないことである．既存の長年，市場に出し続けてきたものであれば，長い年月を経て QRS が次第に安定し定常状態になってきているはずである．しかし，AI，IoT，ビッグデータ，自動運転とかつてないスピードでモノづ
くり・コトづくりに変化が生じている今日，また資源に恵まれていない我が国が経済立国として存続し世界経済の繁栄と平和に資するためには，新製品開発を行うことが大切となる．また，定常状態になった製品には，更なFig. 3: Scheme for Quality/Reliability/Safety Assurance.

るコストダウンが要求され，このとき，素材変更などによるトラブルが生じやすい．これらへの未然防止も必要である．

とを中核とする活動であり，これを本稿では “狭義の品Fig. 4 は本稿で提案する QRS 作り込みへの七つの視質保証”と呼ぶ．

点である．これまで長年，多くの方々より，教えを賜り，

2.2 品質・信頼性・安全性確保へのスキーム

これだけは最低限必要となる項目を列挙した．各項目の7 影響に着目する．今，説明は§ 4. 3 にて示すが，まず⃝品質（Quality）
・信頼性（Reliability）
・安全性（Safety）（以下，「QRS」と略記）の確保へ向けてのスキームを Fig.

3 に示す．大切なことは企画・開発・設計・製造・運用・サービス等に携わる現場の重視である．そして，“現場の皆が主役”になっているか否かが大切である．“売上第一”，“売上第一”で，年度目標が厳しく掲げられ，現場が疲弊していることはないだろうか．
そして，この現場をリーダーシップと安全文化を重要視する “組織”と，品質保証システム（QA システム）に代表される “システム”と，社会・行政・インフラ・教育に代表される “社会”が支えることが重要である．
1 取り返しのつかないトラブル
現場の活動としては，⃝
2 トラブルへの迅速・適切対応，⃝
3 トラへの未然防止，⃝2 は平時のときに，ブルへの再発防止，が大切である．⃝
有事に対しいかに備えるか，そして有事となったときには，同一ロット・同一型式の使用停止，リコールなどの影響拡大防止への応急対策が最重要である．なお，平時においては，発生防止・流出防止（発見）・影響防止の三視点からの検討が必須となる．

企画開発中の製品が，社会・顧客へどのような影響・危害（人への影響）を与えうるであろうか．死亡，指切断などの重傷や火災など，最悪の影響とシナリオを考えることが大切である．同一機能，同一機能達成メカニズムの現存製品に，自社だけでなく，他社も含めてどのような問題が生じているかの Database（DB）が有用である．
そしてこれを開発・設計担当者がデータとして把握し，これだけは避けなければならない，これが発生すると取り返しがつかなくなる事象を，本人に考えさせ，理解さ
せ，納得させ，行動を起こさせることが大切である．

2015 年 8 月，JEEP のマルチメディアシステムの Wi-Fiのパスワードが BlackHat2015 コンファレンスにて突き止められ，140 万台がリコールされた．また，2018 年 4月，BMW 車に 14 件の脆弱性が発見され，このうち 6
件は走行中に遠隔操作される危険性が指摘された．さらにボッシュの車載コネクトに脆弱性が発見され，遠隔操作により，エンジン停止に至ることが指摘された．サム
ソンのスマート冷蔵庫も同様である．これらはいずれもハッキングコンファレンスなどにおける（ブラックハッカーに対する）ホワイトハッカーによる指摘であり，このような各分野の専門家集団による “予測”に基づく影

3. 未然防止への動機付け

響の把握も大切である．このとき “コネクテッド製品におけるパスワードの流出”という重要なモードが抽出で3.1 未然防止の必要性

きれば，予測が可能となる．福島第一の事故では “全電

今，健康に恵まれている方々はその有り難さを感じ，源喪失”，航空機では “機体制御不能”高速道路や鉄道で健康であることに感謝しているであろうか．人はややもは “逆走”など，大きな影響が生じる一歩手前の状態が把すると，この有り難さを忘れがちであり，病気になって握できれば，これに対する未然防止，流出防止，影響防はじめて健康の有り難さを痛感する．QRS に関しても止を事前に考えることができる．本稿ではこれを “トッ
6 –2 である．これ
プ事象モード”と名付ける．Fig. 4 の⃝全く同じであり，新製品開発において，重大な事故の発生が回避できてもこれが当然のこととしか目に映らず，Oukan Vol.13, No.2

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Fig. 4: Seven View Points for QRS Assurance.

をいかにもれなく抽出し，この影響を組織として対処す
るかが大切である．

3.2 未然防止への動機付けとシーソーモデル
未然防止は工数と予算を必要とする．また，私たちは新たなことを始めるとき，抵抗がある．一方，人は誰でもエラーをするが，これを防ぐためには，次節で述べる

PDCA の視点からのアプローチが重要である．以下ではいかにすれば人は新たなことに取り組み，また標準・ルールを遵守する行動にうつるか，このための 3 ステッ
プを示す．
新たな行動やルールの遵守・新しい行動をなすためには，A) 遵守・行動するための手間・工数・コスト
B) 遵守・行動することによる効用・リスク回避

Fig. 5: Step2: Correct Understanding.

A) と B) の激論によって管理者と担当者が一緒に考えてはじめて共通の理解が深まり，シーソーの支点が A)の二つの理解と納得が大切である.

と B) の中心にくる．

Step1：上司・管理者への質問・相談ができる文化の構築
上記の A)，B) の激論により管理者と担当者が，A の中身，B の中身を完全にお互いが理解することが大切である．この為には，管理者と担当者が話し合える雰囲気・文化が必要である．耳を貸さない管理者，命令だけの一方通行の押しつけでは，人は動かない．

Step3： 標準の更なるカイゼンと効用リスクの納得
完璧な標準・ルールはあり得ない．常にカイゼンを行
い，守りやすい，使いやすい，ベストの標準・ルールへのカイゼンを図ることが大切である．一方，B) の効用，
リスク回避の重要性に対し身を持って納得することが大切である．言葉だけでは難しい．例えば，労災等の現場のリスクをバーチャルリアリティー（VR）の画像や安全道場にて体験するということは，その一つの方法である．

Step2： A)，B) の激論よる標準，行動の正しい理解
人は新しいことや面倒で厄介なルールに関しては，Fig.
5 に示すように，A) と B) のシーソーの支点が中心にはなくずれている．なるべく避けたい，守りたくないという先入観である．

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以上の理解と納得により，初めて人はルールの遵守をなすであろう (Fig. 6)．

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Fig. 7: PDCA focusing on Standard [1].

Fig. 6: Step3: Act with Mutual Consent.

b3. 一つの業界として未経験なトラブル

4. 予測

b4. 企業・業界の枠を越えて未経験なトラブル

4.1 帰納的アプローチと演繹的アプローチに分かれる．新製品においても，トラブル事象の根本原

予測できないことは防げない．予測し得れば，発生防因 (開発の仕組みなど) を考えれば，上記の a，b1，b2，

止・発見・影響防止など，何らかの対処方法が考えられ

b3 がかなりの割合を占めることは経験するところである．従って DB を用いて，情報を関係者が誰でも共有しうるシステムが必要となる．もちろん，b4 でもありう
る．これへは先の機能達成メカニズムに着目した演繹的アプローチ並びに類似の機能達成メカニズムを有する製品の過去のトラブルに基づく予測が大切である．

よう．それではいかに予測すれば良いであろうか．例えば，本日の夕刊の社会面に掲載される事象は，過去に生じた出来事と同じ類いの事象であろう．現場によって対象，被害の程度は異なるかもしれないが，事象の本質は類似のものがほとんどである．即ち，過去に生じたトラ
ブル事象により 5W1H を含む，現場，現物，現実の視4.2 マネジメントの視点(2) PDCA の視点からの個別事象の一般化
Fig. 7 に標準（Standard; S と略す）に着目した PDCAの要点を示す [1]．即ち Plan は目的とこれを達成する為の仕組み・方法・手順（これを標準; Standard という）からなる．Do は，S を遵守しうるための教育・訓練，および教育後，S に従って業務を行うこと，check は結果で S
通りに業務が為されたか否かのチェックを行うこと（大切なことは結果をチェックするのではなく，結果で S の遵守をチェックすることである）．Act は結果が未達であれば，S の遵守の視点からは，S を遵守しなかったか，あるいは S の中身に問題があったかのどちらかのいずれかになる．前者であればなぜ S を遵守しなかったか，
後者であれば S の中身にどのような問題があったかを追求することが Act（アクションを行う）である．
以上の視点から考えれば，トラブル事象が生じたときには Fig. 8 のように，(1) トラブル情報の共有
トラブルを分類すれば⃝
1 目的の理解とその納得が為されていたか否か

点よりこれを一般化・抽象化し，情報共有を行う “帰納的アプローチ”より，現時点から先のトラブル事象の予見が可能となる．この過去のデータをどのように DB 化すればよいかの切り口，視点が Fig. 4 でもある，一方，
世界初の新製品であれば，過去の情報が皆無のおそれも2 機能達成メカニズムを基ある．このときは，Fig. 4 の⃝に，普遍的な原理・原則からトラブル事象を推論し，個別状況下への予測を行う “演繹的アプローチ”も大切である．またここで本メカニズムにて，どのような問題が生じうるか他の既存製品での問題のサーベイも必要である．以上の二つの帰納的アプローチと演繹的アプローチ
をつなぎ，予測を行う視点が次項のマネジメントの視点
および Fig. 4 の QRS 作り込みへの七つの視点である．

a. 過去において経験・失敗をした同一，あるいは類似した延長線上にあるトラブル
b. 未経験なトラブル⃝
2 適切な S（標準・行動・ルール）が組織として確立していたか否か⃝
3 S が確立していたとき，S の教育・訓練がなされていたか否か [なぜ守らないといけないのかの理由，に分かれよう．さらに b. は，

過去のトラブル例，背景などとともに教育を行うこ

b1. 個人として未経験なトラブルとが大切]

b2. その個人の属する組織（係／課／部／企業）として未経験なトラブル⃝
4 教育・訓練がなされていたとき，S 通りに業務を実施しようとしていたか否か

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Fig. 8: Classification of Troubles.

⃝
5 それでもトラブルやエラーが発生してしまったかの分類を行うこと，

Q2’：安全ルールをなぜ守らなければいけないかを知っているか／考えたか
Q3’： 安全ルールを守っているか

そして上記の各々に対し，

Q4’： 安全ルールを守らない理由は何か⃝
1 ’ 目的の理解とその納得が為されていなかったときは，なぜ理解・納得が為されていなかったかを，さらに PDCA の視点から検討すること．

を定期的に調査することが大切である．

⃝
2 ’ 組織として未確立であったときは，なぜ未確立であったかを，さらに PDCA の視点から検討すること理由 a・工数大・効率が落ちる⃝
3 ’ 教育・訓練がなされていなかったとき，なぜなされていなかったかを，さらに PDCA の視点から検討すること⃝
4 ’ S を遵守しようとしなかった理由の抽出とそれへの対処

安全を含めてより一般化すれば Q4’ の選択肢としては，例えば，

理由 b・ルール遵守で作業不能・標準が不適切
理由 c・教育されていない・知らない
理由 d・無意識
理由 e・面倒・過信・意識が低いが考えられる．
理由 a，b は標準を改訂，理由 c に対しては教育・訓練⃝
5 ’ エラー（フール）プルーフの適用の検討の徹底，理由 d に対してはエラープルーフの適用，d な
らびに e に対しては山本五十六氏の名言「やってみせ，が必要である．
また，以上の視点の未然防止をさらに図るには，平時言って聞かせて，させてみて，ほめてやらねば， 人は動に次のように現状把握へのアンケート調査を行うことがかじ」が大切である．

大切である．

⃝
1 やってみせる- S の説明，暗記だけではなく- S を自分が率先・垂範する・現場で自らが汗をかく- VR，ビデオ，映像を活用する

Q1:S ・ルールを理解・納得しているか
Q2:S ・ルールの教育・訓練を受けたか
Q3:S ・ルールを守っているか
Q4:S ・ルールを守らない／守れない理由は何か
例えば労災などへの未然防止へは
Q1’： 安全ルールを理解・納得しているか

78⃝
2 言って聞かせる- 理由を教えるのではなく，考えさせる- 納得させる

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Prevention Systems and Their Developments for Quality, Reliability and Safety

Fig. 10: Functional Breakdown.
Fig. 9: Heinrich’s Law and Practical Use of Incident Information.

- これを守らないとどのようなトラブルにつながるかを考えさせる- 過去のトラブルを提示する⃝
3 させてみる- 実践させ，理解を深めることが重要- 何度も繰り返し，身体で覚える- （ハザードマップによる定期的な訓練を）Fig. 11: Extraction of Failure Modes by Denial of Function.

⃝
4 誉める- 相手に敬意を持ち- 相手を肯定する- 信頼関係を構築する

2 工程管理への反映，⃝
3 市場機・
価基準の妥当性検証，⃝

在庫機への処置要否およびサービス上への反映が検討⃝
5 人を動かすされている．§ 4.3 で示す “故障モード”と “トップ事象- 知識；情報の獲得- 見識；本質の理解・貫き通す- 胆識；知識・見識に加え，行動が伴うモード”との関連を設計段階で把握することにより，このインシデント情報への感度が上昇する．

4.3 QRS 作り込みへの七視点

5 は安岡正篤先生による.
が必要である．⃝また，定常状態になった製品には，更なるコストダウンが要求され，このとき，素材変更などによるトラブルが生じやすい．これらへの未然防止も必要である．

QRS 作り込みへの七視点（Fig. 4）について詳述する．
⃝
1 目的（機能）
往々にして，顧客・社会のニーズと企画・開発担当者の新製品開発の目的が異なるケースが少なくない．BtoB，(3) インシデント情報の活用による未然防止
労働災害において同一原因より生じる結果は，死亡：
骨折：かすり傷＝ 1：29：300（件）というハインリッヒの法則（Fig. 9）に従うという報告がある．これは，QRSのトラブルにおいても同様である．QRS の重大事故が生じる前に数々のヒヤリハット・かすり傷に相当するイ
ンシデント情報を感度良く収集し，この中から重大事故の兆候をいち早く感知する態勢の構成が必須である．重
大な兆候へは技術標準と評価基準を精査し，迅速なアクションをとらねばならない．
G 社では設計・生産技術・品質保証などの各部門からの合同担当チーム（CFT：Cross Functional Team）によ
1 設計基準・評
り，玉石混淆の市場情報を区分層別し，⃝

BtoBtoC の顧客のビジネスプロセスを把握し，顧客に入り込み，顧客の困っている点，QCD のどこに問題があるのか，顧客と一体となってニーズを把握することが大切である．
冷蔵庫の機能は “冷やす”でよいであろうか．本来の目的は “食材を保存する”ゆえ，夏場の野菜を保存するには，“冷やす”のみでなく真空にすることや，温湿度をどのように与えるかなど，“冷やす”以外の機能も重要である．
Fig. 10 はガスライターの機能を整理したものである．
Fig. 10 の機能の否定をとれば Fig. 11 をうる．これによ
り，どのような “故障”が生じるかの予測が可能である．
この故障の予測をさらにシステマティックに行うものが6 –1 を参照されたい。
“故障モード”である．これは，⃝

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表される環境条件，文化・慣習の違いによる使用条件に⃝2 機能達成メカニズム

よる影響は計り知れない．また，対象製品・システムが車の 3 大機能 “走る・曲がる・止まる”の内，“走る”

使用される 5W1H への着目も大切である．特に安全にに関してはガソリン自動車・電気自動車・燃料電池自動

関しては，“Who”が問題となる．事務用のシュレッダー

車の機能達成メカニズムは異なる．科学的法則に基づが家庭用にも導入されたとき，登場人物 “Who”が大人かき，この機能達成メカニズムを明確にし，ボトルネック

ら幼児に変わり，指の切断事故が相次いだ．乾燥機付きとなっている未知の箇所を組織として解明しなければなのドラム式乾燥洗濯機では洗濯物の投入口が上部から横らない．そして，確立した技術に対してはさらに完成度

位置に変わり，中に入った 7 才〜8 才の子供の窒息死がを上げ，完成したところは変えないことが基本である．

生じてしまった．先に述べた 3H（変化・はじめて・久

次から次へと新しい技術を取り入れるシステムは必ず失しぶり）の変化により生じた事故である．

敗する．機能達成メカニズムがいかに標準化され，暗黙⃝5 故障のメカニズム

知から形式知，そして組織知となっているかが大切である．

故障（機能喪失）が生じるときには，そこには必ず，物理的あるいは化学的変化が生じている．例えば，腐食⃝
3 アイテム2 の機能達成メカニズムの実現へ向けて，3M
上記⃝は化学的な変化であり，金属疲労は物理的変化である．

（Man，Machine，Material），エネルギーなど必要な Input

解明していくことが大切である．例えば，金属やプラスを考える．原材料高が続く今日，また自由貿易への懸念

チックに高温下で長時間，力が加われば，原子の拡散がのある中，中・長期的な原材料入手可能性をも視野に入生じ，強度の弱い粒界に亀裂が生じ，へたりや亀裂に至れ，検討しなければならない．日本でのマザー工場でのる．これは “クリープ”という故障のメカニズムである．

QCD の達成を海外へ展開するにあたって，人の問題も十分なる検討を要す．3M とエネルギーに加え，Method と⃝4 で述べる使用・環境条件などの外部ストレスに対し，
特に，3H（変化，はじめて，久しぶり）に該当する事象が生じた場合に，種々のトラブルが生じやすい．注意が必要である．

一方，金属やプラスチックに低温下で長時間，力が加わ⃝
7 –1 機能・性能目的とする機能と性能が顧客と社会に感動と安心を与え続けているか．これが Output である．以上を鳥の目から捉えれば，企画によって定められた重要品質特性
を，設計に於いてどのように実現するかを明示した重要
品質保証項目に展開し，これをさらに生産部門と協力して，生産工程上の工程管理項目に展開する．これらを俯瞰するものが Table 2 に示す QA 表である [2]．さらに生産部門は工程管理項目を整理して現場の作業者にもわかりやすい QC 工程図（表），作業標準などを作成する．
1，
このときに，工程 FMEA 手法が有用である．以上，⃝
⃝
2 ，⃝
3 ，⃝
7 –1 は顧客・社会への価値創造であり “有用性”の側面である．モノづくり，コトづくりがこの面だけで終われば大変好ましい．しかし，実際には “有用性”のみ
でなく，以下の “弊害性”が存在する畏れがある．
⃝
4 ストレス

これらの変化がなぜ生じるかの “故障のメカニズム”をれば，ミクロレベルで靱性低下が起こり，材料が脆化し，亀裂や破断に至る．後者は “低温脆性”と呼ばれる故障のメカニズムである（Table 3 参照）.

⃝
6 –1 故障モード
今，原子力発電プラントの冷却水の配管，下水道の配管，人間の心臓への冠動脈の血管を考える．これらどの“管”においても，好ましくない現象は，亀裂・つまり・破断である．例えば，下水道の配管が詰まったときと，冠動脈が詰まったとき，その影響の違いは明らかである．このように製品・システム中の好ましくない現象，
あるいは事象を，できるだけ多くの構成要素に対し，ト
ラブルの影響を予測しうるように汎用化・抽象化し，一般化を図ったものを考えれば “予測”とその未然防止が可能となる．これを “故障モード”という．筆者が機械
および電子系の 27 件の文献および図書から抽出した故障モードを Table 4 に示す．各故障モードの数値は，異なる故障のメカニズムに対して，出現した頻度である．
はじめの 11 個の故障モードにより全体 323 件の 90 ％を占めることがわかる．
⃝
6 –2 トップ事象モード
福島第一の原子力発電プラントでは残念なことにメル

ストレスには，内部ストレスと外部ストレスがある．

トダウンが生じた．これが起こった背景には，津波によ

ガソリン自動車であれば，エンジンによる熱と振動，電る “全電源喪失”がある．外部電源に加え，非常用ディー

気自動車であればノイズ・磁気・電圧変動などの内部ス

ゼル発電機（水冷 2 機）
，バッテリーの機能喪失である．

トレスが考えられる．使用・環境条件の違いに代表されこの “全電源喪失”のように，絶対生じてはならない重大る外部ストレスは，全世界，五大陸を考えれば明らかで事故，重大危害発生のシーケンスに着目し，これらの事ある．高温・低温・冷熱サイクル・湿度・雰囲気汚染に代故・危害に至る一歩手前の直前の事象で，そのまま何も80

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Prevention Systems and Their Developments for Quality, Reliability and Safety

Table 2: An Example of a Simplified QA Table (Quality Assurance Table) [2].

Table 3: Stress—Failure Mechanism—Failure Mode.

しなければ致命的な事故・危害を生じせしめる重要事象

ドが生じるかを全て予測することは難しい．これに対しを本稿では “トップ事象モード”と呼ぶ．先の BMW 車，て，正常・安全な状態を確認できて初めて次のステップ

ボッシュなどの “コネクテッド製品におけるパスワードへ進みうる “White Mode”が大切となる．“Black Mode”，“White Mode”なる名称は，ハッカーにブラックハッカーとホワイトハッカーの両者が存在することに準じて名付けた．White Mode とは，これが確認できなければ次のステップへは進めないしくみ，工夫である．信頼性工学の分野では古くより，フェールセーフとして，新幹線のATC の安全原理として使われてきた．即ち，自車両よりレールを通して数 1000m 前方へ信号を送り（この区
間を閉塞区間と呼ぶ），この区間に先方を行く車輌がな
ければ，この信号が戻り “安全を知らせる”ことにより走行を続けうる仕組みである．正常時には信号を流さず異常の時に信号を送る “危険を知らせる”仕組みでは，信号を送る装置が故障したときに，大惨事になりかねない．
この類いの研究は，電通大澤田賢治准教授より PLC（Programmable Logic Controller）へのホワイトリスト実の流出がある状態”，鉄道信号が “赤”を表示すべきとこ
ろ “青”を表示している状態，高速道路や鉄道での逆走，

AT 車がシフトギアが back であるにも関わらず前進してしまうこと，などが挙げられる．これらに対しては，組織として登録し，フェールセーフの適用，ETA（event
tree analysis）を活用した影響防止・影響緩和の事前検討，そしてこれが生じたときを想定しての定期的な訓練が必要である．
⃝6 –3 ホワイトモード
先の故障モードは，好ましくない現象，いわゆる “ブラックモード”への着目である．今後，AV やスマート冷
蔵庫のようにあらゆるものが，IoT，ICT 技術を持って“コネクテッド化”された場合，どのようなブラックモー

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Table 4: List of Failure Modes based on 27 Articles [6].

装 [4] への研究が為されている．また，大阪大学 大下裕
一助教による家電へのサイバー攻撃の検出の研究では，家電操作の順番を学習し，過去と異なる操作を異常とする手法が開発されている．1 ヶ月分の使用データにより，99.6 ％の異常検出，第一種の誤りは 6.25 ％との報告がある（2018 年 7 月 13 日，日経夕刊）．
設備保全に関しても，これらの考えは適用可能であり，正常な状態でのビッグデータを IoT 技術を用いて蓄積し，多次元のセンサー情報より正常域を特定し，この状態からのずれを検出することにより，異常診断が可能となる．正常域の作成に関しては，例えば田口玄一氏考案の MT 法により，正常領域を単位空間と定義し，これからのマハラノビス距離により診断を下す方法が考えられる．具体的な例としては，文献 [3] にてプラント異常
診断への適用が行われている．

15) 陸の豊かさも守ろう⃝
7 –3 影響・危害
6 –2 のトップ事象モード
人への影響が危害である．⃝

を事前に抽出し，これが生じたときの影響を予測すること，そしてこの重要性を組織として理解・確認することが大切である．影響が大きく，これへのトップ事象モードの発生確率が大きい．即ち，リスクが大きいならば影響防止・影響緩和などの事前対策をとることが大切である．前者はフェールセーフ，後者はフェールソフト，
フェールソフトリーが知られている．フェールソフト
は，エラー・異常が生じても，機能又は性能縮退しながらも，最小限の機能を果たし，その影響を緩やかにする
工夫で，例えば，航空機のジェットエンジンの複数台設
置などの冗長設計である．このとき，同一のものを複数台用意するのではなく，電子式と機械式のように機能

⃝
7 影響
⃝
7 –2 環境影響

達成メカニズムが異なるものを複数台用意する “多様化2015 年 9 月の国連サミットで採択された SDGs（Sustainable Development Goals; 持続可能な開発目標）の 17
目標の達成に向けて，世界の全人類が協力・貢献する必要がある．この中でも，特に，下記への配慮が大切である．
7) エネルギーをみんなに，そしてクリーンに
11) 住み続けられる町づくりを
12) つくる責任・つかう責任
13) 気候変動に具体的な対策を
14) 海の豊かさを守ろう

タイヤにパンクが生じたときに，一昼夜車庫に置かれ，82冗長”が大切である．フェールソフトリーとは，例えば
翌朝フラットになっているタイヤであり，影響がその場で瞬時に出るのではなく，危害が及ばないように影響が徐々に出てくる工夫をいう [6]．

5. オンラインモニタリングへの適用
Fig. 4 の QRS 作り込みへの七つの視点を基に，Fig.
12 に示すオンラインモニタリングのスキームができあがる．この図の使用・環境条件とともに正常時のビッグ

横幹 第 13 巻 第 2 号

Prevention Systems and Their Developments for Quality, Reliability and Safety

Fig. 12: Scheme of On-line Monitoring.

データを収集し，前節で述べた，正常域を策定することが大切である．
このとき，使用・環境条件により，正常域が異なる可能性があり，これをいかに抽出し，重要なパラメータとして正常域を構築しうるかが大切となる．これとともに製品・システムの過去の故障などの経験より本節で述
べたストレス―故障メカニズム―故障モードの “BlackMode”に着目した情報も獲得し，“Black Mode”と “WhiteMode”の中間にある “Gray Mode”をいかに狭めるかも大
切である．

6. まとめIoT，AI，ビッグデータの世界となったが，どのようなデータをどのような切り口で収集し，DB 化するかが重要である．本稿では QRS への未然防止体系，特に動機付け，予測への七視点，White Mode と Black Mode の両者の併用を示した．これらをビッグデータを収集する
一つの切り口として検討することも大切である．

参考文献[1] 狩野紀昭，因果関係モデルと包括的品質管理手順，日本
品質管理学会第 35 回年次大会（大阪）研究発表要旨集，
pp. 17-20，2005.
[2] 真壁 肇，鈴木和幸，品質管理と品質保証，信頼性の基礎，
日科技連出版社，2018.
[3] 茂木悠祐，単位空間の最適化によるプラント異常診断の精度向上，第 48 回信頼性・保全性シンポジウム，2018.
[4] 澤田賢治，PLC のためのモデルベースホワイトリスト，シ
ステム／制御／情報，Vol. 62，No. 6，pp. 209-214，2018.
[5] 鈴木和幸，青木 健，ユーザの使用段階でのトラブルを未然防止するエラープルーフ化の方法，品質，Vol. 39，No.
4，pp. 79-91(pp. 479-491)，2009.
[6] 鈴木和幸，信頼性・安全性の確保と未然防止，JSQC 選
書，日本規格協会，2013.
[7] 鈴木和幸（編纂），新版信頼性ハンドブック，第 I 部第 3章（久米 均），pp. 16-26，日科技連出版社，2014.
[8] 山下雅代，鈴木和幸：問題解決における目的設定の一考
察，日本品質管理学会第 47 回年次大会，pp. 31-34，2017.

鈴木 和幸
1950 年生. 1979 年東京工業大学大学院理工学研究科博士課程経営工学専攻修了. 東海大学講師，電気通信大学助教授・教授を経て 2016 年より同大学大学院
情報理工学研究科特任教授，現在に至る. 信頼性工学・
品質管理などの研究に従事. 工学博士. 日本品質管理学会・日本信頼性学会などの会員.

Oukan Vol.13, No.2

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