クリッパー・ウィンドパワー、シックスシグマRCAで着氷風速計故障を解決

高さ262フィートのクリッパー・ウィンドパワー風力タービンは、3枚の堅牢なブレードを回転させ、750世帯が24時間使用できるクリーンな再生可能電力を生成します。しかし、氷、着氷雨、雪、霧を伴う凍てつく強風になると、風速と風向を測定する風速計がロックアップし、クリッパーのようなオペレーターにコストのかかるダウンタイムをもたらします。

クリッパー・ウィンドパワーについて

カリフォルニア州カーピンテリアに本社を置くクリッパー・ウィンドパワーは、風力エネルギー技術、タービン製造、プロジェクト開発で急成長するリーダーです。米国、デンマーク、英国で850人以上を雇用しています。アイオワ州シーダーラピッズのISO 9001認証製造・組立工場は2006年3月から稼働しています。

品質向上でタービン可用性を改善

2007-2008年の冬、アイオワ、イリノイ、ニューヨークのクリッパー初期タービンが深刻な着氷雨と霧に見舞われ、風速計故障が発生しました。タワーはオンラインのままでしたが、作動する風速計がないため、153フィートのブレードを風を効率的に捕捉する位置に制御できませんでした。初期のソフトウェア修正では問題解決せず、追加ユニットも凍結し始め、タービン可用性が低下しました。

増大する故障リストに直面し、クリッパーはシックスシグマDMAICフレームワーク（定義、測定、分析、改善、管理）の下で根本原因分析（RCA）を開始しました。ASQシニアメンバーのマイク・トゥルーグ氏がスコアリングマトリックスを用い、安全性、品質、可用性に影響するプロジェクトを優先順位付けしました。RCAは、なぜ風速計が冬季に故障するのかを解明し、次シーズン前に耐久性のある解決策を開発することを目的として憲章化されました。

DMAICアプローチの実践

チーム選定には専門性のバランスが必要でした。共同リーダーのエレン・セネット氏は当初、電気的問題に見えたため電気経験者を選びました。7人のステークホルダーチームには製造、現場運営、品質保証、サプライチェーン、ベンダー代表が含まれていました（図1参照）。

図1

全メンバーが全段階に参加したわけではありません。ベンダーは根本原因特定後に参加しました。チームは図2に示すステップに従いました。

図2

問題の定義

初期故障後、クリッパーは気象関連停止を体系的に記録し、RCA憲章のデータを提供しました。

問題の定量化（測定）

収集データでは降水と温度が風速計の仕様範囲内でした。チームはSIPOCマトリックスとフィッシュボーン図を作成し、45の潜在原因を特定。原因結果マトリックスでこれらをFMEA（故障モード影響解析）対象の9つの高リスク項目に絞り込みました。

データ分析による根本原因特定

チームは上位FMEAリスクの証拠を、不適切な配線手順から加熱回路不備まで13の潜在原因についてテストを通じて収集しました。分析の結果、サプライヤーの加熱回路設計が公表仕様を満たしておらず、クリッパーの運用条件に不十分であることが判明。RCAチームはサプライヤーに不足を認めさせましたが、より早期の協業で解決を迅速化できたでしょう。

解決策の特定と実装

根本原因特定後、チームは軍事規格810F第521.2節（着氷）に従い、冬季気象シミュレーションラボで改良加熱回路プロトタイプをテストしました。3回のプロトタイプラウンドを実施：最初の2回はシミュレーション条件下で失敗、3回目は極端な気象に耐えました。目標は2010年3月30日までに全国405台の風速計を交換することでした。

改善の確認（管理）

導入された管理策：

• ベンダー主導の100%検査：加熱システムの3日間バーンテストで不良品出荷を排除
• 工場での全風速計とタービン制御ユニットの検証
• 現場配線ミス防止の片方向コネクタ設計
• 設置者向け色分け配線

新設計が自然の猛威に耐える

2008-2009年および2009-2010年の冬季現場テストで再設計が確認されました。風速40-50 mph、半インチの氷、4-8インチの積雪、気温-15℃以下という過酷な条件下で、気象関連故障はわずか2件（1.6%）。これはベンダー組立問題によるもので、風速計設計の問題ではありません。RCAは正式にクローズされました。

プロジェクトは顧客に改善ステップをプレゼンテーションで共有し、信頼と満足度を醸成しました。多くのクリッパークライアントはシックスシグマツールに精通しており、透明性のある問題解決アプローチを評価しました。

シーダーラピッズ監視センターの従業員も、冬季嵐時のタービンインシデント減少で恩恵を受けました。RCAはクリッパースタッフが設計段階から欠陥防止に焦点を当てたプロアクティブ・予防的マインドセットを採用するのに役立ちました。

品質文化の構築

トゥルーグ氏とセネット氏は、RCAが社内テストとサプライヤー多様化の必要性を浮き彫りにしたと評価しています。クリッパーは現在、現場導入前にコンポーネントを社内でテストし、将来リスクを軽減しています。プロジェクトはチームメンバーのシックスシグマへの関心を喚起し、多くのメンバーがグリーンベルトトレーニングを受講しました。

詳細情報

• 推奨図書：ジョージ、ローランズ、プライス、マクシー著『The Lean Six Sigma Pocket Toolbook』、ジャイシン著『Statistics for the Utterly Confused』
• ASQナレッジセンターで根本原因分析とシックスシグマのリソースを参照

著者について
ジャネット・ジェイコブセンは品質とコンプライアンスを専門とするフリーランスライター。ドレイク大学卒業、アイオワ州シーダーラピッズ在住。この記事はアメリカ品質学会（ASQ、www.asq.org)によって提供されました。