FMECA の説明:故障モード、影響、重大度分析への包括的なアプローチ

故障モード、影響、重大度分析 (FMECA) は、チームがメンテナンスリソースを最大限に活用できるようにする、構造化された作業優先順位システムです。現在、ほとんどの製造業務は時間、予算、専門知識の制約に直面しています。メーカーの成功には、システムのあらゆる部分が役割を果たします。また、一部の領域での障害はほんのわずかな不便かもしれませんが、他の領域では生産の停止につながる可能性があります。

現在、FMECA は潜在的な障害を分析し、優先順位を付けるための標準的な方法です。 FMECA は、リソースが最も大きな影響を与えるようにリソースをどこに割り当てるかについて賢明な決定を推進します。この記事では、FMECA とは何か、また FMECA が業務に何ができるかについて説明します。また、FMECA と、故障モード影響分析 (FMEA) などの他の作業優先システムとの違いについても説明します。

FMECA には、プロセスを分析して潜在的な障害点を特定することが含まれます。それらの障害点を特定したら、それがプロセス全体にどのような影響を与えるかを調査できます。この情報により、メンテナンスチームは、メンテナンスの問題に優先順位を付けたり、中断が発生する前に予防メンテナンスを実行したりできるため、作業に優先順位を付け、障害を予測し、稼働時間を最大化することができます。

FMECA は、データ駆動型の作業優先順位システムです。これは、メンテナンスタスクをランク付けするための最も詳細で体系的なアプローチの 1 つです。 FMECA は 3 つの部分で構成されており、それぞれが次の部分に影響を与えます。

障害モードは、資産またはシステムが障害を起こす可能性があるポイントを特定します。通常、すべての機器には複数の障害モードが存在します。
影響は、潜在的な各障害が運用にどのような影響を与えるかを決定します。すべての故障モードが同じように作成されるわけではありません。生産性に大きな影響を与えないものもあれば、生産を停止させる可能性のあるものもあります。どの障害モードが最もリスクをもたらすかを把握することが重要です。
重大度分析では、運用への影響という点でどの障害モードが最も深刻かを判断します。このステップでは、生産性、安全性、環境への配慮が考慮されます。

FMECA を正しく実行すると、プラントにとって最も重要な故障モードを正確に特定できます。これを決定すると、組織はメンテナンスを最も必要とする資産とコンポーネントに集中してメンテナンスを行うことができます。

FMECA を実行する理由

障害モード、影響、重大度の分析を実行する目的は、潜在的なリスクをより深く理解し、障害の発生を防ぐ方法を見つけることです。 FMECAの実行
組織は次のことを行うことができます。

サポート可能なデータ主導の洞察を得る :製造業者は、生産フロア全体で多くの機械とプロセスを実行しています。いつでも、さまざまな資産に対して、修理や部品の交換が必要な複数の作業指示書が存在する可能性があります。 FMECA アプローチでは、修理に優先順位を付ける際に直感に頼るのではなく、チームがどの修理タスクまたは予防メンテナンスタスクを最初に完了する必要があるかを戦略化します。

優先度の高いタスクに集中する :FMECA は、各故障モードに重大度の評価を与えます。メンテナンスチームに複数の作業指示がある場合、その評価により、最も重要な作業指示を優先することができます。チームは、最も必要とする資産、コンポーネント、プロセスに集中できます。

改善 予防メンテナンス 実践 :FMECA を実行すると、一般的な障害領域を特定するのに役立ちます。そこから、メンテナンスチームは、より効果的な予防メンテナンスを実装または調整できます。

職場の安全を確保する :FMECA の重要な側面は、チームメンバーの身体の安全を脅かすあらゆる故障が最優先で対処されるようにすることです。

ダウンタイムを最小限に抑える :FMECA を使用すると、チームは生産品質や資産のパフォーマンスに影響を与える修理に優先順位を付けることができます。これにより、ダウンタイムが最小限に抑えられ、生産現場が可能な限り効率的に稼働し続けることが保証されます。

機器の寿命を向上させる :FMECA はまた、重要な修理を特定し、即座に効果的に処理されるようにすることで、お客様の機器と資産の寿命をサポートします。

故障モード、影響、重大度分析 (FMECA) を実行する方法:ステップバイステップガイド

FMECA が何を意味し、なぜそれが重要なのかを説明したので、次は知識を実践してみましょう。 FMECA の実行には時間がかかる場合がありますが、そのメリットは会社に長期的な影響を及ぼします。

効果的な FMECA 分析を実行するには、組織全体でさまざまな役割を持つ幅広い人々が必要となる場合があります。これらには、エンジニア、技術者、メンテナンススタッフ、製品マネージャーとデザイナー、製造担当者が含まれます。これらの専門分野はそれぞれ、障害モードの特定と軽減に役立ち、その結果、より徹底的で効果的な FMECA 分析が実現します。

FMECA 分析を実行する手順は次のとおりです。

1.分析の範囲を定義する

分析したいシステムまたはプロセスを特定します。これは、単一の製造資産または製造プロセス全体である可能性があります。

2.関連する要素をすべて特定する

コンポーネントを特定する:システムまたはプロセスを各部分またはサブシステムに分割します。
潜在的な障害を特定する:小規模から大規模まで、考えられるすべての障害モードについてブレインストーミングを行う
各失敗の影響を特定する:失敗ごとに、考えられる影響を判断します。これには、怪我、機械の損傷、計画外のダウンタイム、品質上の問題などが含まれる可能性があります。

3.評価の割り当て

各障害に重大度の評価を割り当てる:重大度スコアの範囲は通常 1 ～ 10 で、1 は軽微な問題を表し、10 は重大な問題を表します。重大度の評価は、経済的損失、機器の損傷、安全上の問題などに基づいて行うことができます。
各障害の発生率を割り当てる:各障害に 1 ～ 10 の発生率を割り当てます。1 は発生する可能性が最も低く、10 は発生する可能性が非常に高いことを意味します。
各障害に検出評価を割り当てる:検出評価は各障害が検出される可能性を表します。1 は検出される可能性が高いことを意味し、10 は検出されないことを意味します。

4.リスク優先度番号 (RPN) を計算します。

各障害の重大度評価、発生率、検出評価を乗算します。

重大度評価 x 発生評価 x 検出評価 =RPN

結果として得られる数値がリスク優先度の数値です。リスク優先度の数値が高いほど、影響が大きい障害を表し、数値が低いほど、発生する可能性が低い、または発生した場合の被害が少ない障害を表します。

5.アクションに優先順位を付けて実行する

RPN 障害が発生するリスクを軽減または排除するためのアクションを開発し、優先順位を付けます。これには、予防保守手順の更新または追加、環境管理の改善、保護装置や安全装置の追加などが含まれます。

6.モニタリングとレビュー

新しい FMECA 障害モードがないかシステムを監視し、実装されたアクションの有効性を評価します。

FMECA は反復的なプロセスです。緩和手順がどれほど効果的であるかを確認し、学んだ教訓を考慮するために、定期的に繰り返す必要があります。 FMECA が組織にとって効果的で適切なリソースであり続けるためには、継続的な改善が鍵となります

FMECA の 3 種類とは何ですか?

FMECA には主に 3 つのタイプがあります。各タイプは、組織が信頼性と安全性に関する懸念に積極的に対処するのに役立ちますが、焦点を当てている領域は異なります。

1.システムFMECA

このタイプの FMECA は、特定のコンポーネントではなく、高レベルのシステムに焦点を当てています。これは、機能の障害が全体の動作にどのような影響を与えるかを評価するために使用され、物理コンポーネントが完全に定義されていない設計の初期段階で役立ちます。

システム FMECA の例:冷却システムの機能障害がプラントの過熱にどのようにつながるかを分析します。

2. FMECA のデザイン

設計 FMECA は、システム内の個々のハードウェアとコンポーネントを検査することに重点を置いています。回路の破損やベアリングの損傷などの障害がシステムにどのような影響を与えるかを特定します。信頼性を向上させるために製造現場でよく使用されます。

FMECA の設計例:電源内の故障したコンデンサが電気回路にどのような影響を与えるかを分析します。

3. FMECA のプロセス

このタイプの FMECA は、製造プロセスにおける潜在的な障害を検査します。これは、組み立て、製造、メンテナンスの手順における問題点を特定するのに役立ち、品質管理の向上に役立ちます。

プロセス FMECA の例:組み立て中の不適切なトルク設定がどのようにボルトの早期破損につながる可能性があるかを分析します。

障害モード、影響、重大度分析を実行するための基本手順は、FMECA の 3 つのタイプすべてで同じです。つまり、潜在的な障害モードを特定し、影響を判断し、障害モードに優先順位を付け、障害の影響を軽減する戦略を策定します。

FMECA 障害モードとは何ですか?

FMECA の障害モードは、コンポーネント、サブシステム、またはシステムが障害を起こす可能性がある特定の方法を指します。何がうまくいかないのかが説明されていますが、必ずしもその理由は説明されません。

FMECA の故障モードの例には、モーターの過熱、回路のショート、時間の経過によるボルトの緩みなどがあります。これらはそれぞれ、システムが故障する可能性があるさまざまな方法を表すため、異なる故障モードになります。

考えられる障害モードがわかれば、影響、原因、重大度を判断し、これらの障害を回避するための措置を講じることができます。

FMECA 分析の長所と短所

FMECA は、潜在的な問題をより深く理解し、既存のプロセスを改善したいと考えている企業にとって便利なツールです。

FMECA 分析の利点

FMECA 分析を効果的に使用すると、次のようなさまざまな貴重な洞察と運用上の利点が得られます。

障害と結果の間の関連性を明らかにし、障害が工場の他の部分にどのような影響を与えるかをより明確に把握し、メンテナンスチームが障害の可能性を減らすための措置を講じられるようにする
工場が予防措置を講じて障害のリスクを軽減できるようにすることで、ダウンタイムが減少し、システムの信頼性が向上する
予防および事後メンテナンスの両方のタスクに優先順位を付けて、メンテナンスリソースを最も効果的に使用できるようにする
予知保全の候補となる資産を特定するなど、プラント運営の効率と有効性を支援するために使用できるデータを提供する
安全上のリスクを軽減または除去することで、従業員のより安全な作業環境を確保する
システム全体の現在の慣行の弱点を特定し、全体的な改善につなげます。

FMECA 分析の欠点

FMECA 分析は工場内の潜在的な問題を特定して軽減するのに役立ちますが、いくつかの欠点もあります。

必要なデータをすべて収集して分析するには時間がかかる場合があります。
効果的に完了するには、部門を超えた専門家チームが必要となるため、費用がかかる可能性があります。
リスク優先度番号（RPN）の計算は、式では実際の状況を完全に表していない可能性がある簡略化された重大度の値を必要とするため、不正確になる可能性があります。グループの専門知識が多様であると、不正確な測定や計算が行われる可能性もあります。
調整を行って継続的な改善を行うには、複数回完了する必要があります。たとえば、最初の完了後、資産やシステムに変更が加えられたとき、または主要なプロセス変更が発生したとき、チームは 2 番目の FMECA を完了する必要がある場合があります。
大量のデータの管理と整理が必要ですが、従来の紙システムやサイロ化されたデジタルアプリケーションを使用している企業にとっては困難な場合があります。

FMECA の実行には障壁が存在する可能性がありますが、分析とその結果生じる変化の長期的なメリットがコストを上回ることがよくあります。最大限のメリットを得るには、FMECA を実施する最適な時期を判断し、確実に完全な方法で実施することが重要です。

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FMECA 分析はいつ実行する必要がありますか?

FMECA の実施が組織にとって最も有益となる重要なタイミングがいくつかあります。

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製造を開始する前:システムがまだ設計段階にあるときに、FMECA 分析を実行すると、エンジニアリングチームは設計や資産を微調整したり、その他の変更を加えたりして、システムが稼働開始した瞬間から可能な限り効率的に稼働するようにすることができます

信頼性を向上させるため:チームは、施設が通常に稼働している製造段階で FMECA 分析を実行できます。実用的な分析情報を提供し、業務を改善するための潜在的な変更点を明らかにすることができます。

システムのアップグレードまたは変更後:資産がアップグレードされたり、製造システムや手順に大きな変更が加えられた場合、変更によって引き起こされる可能性のある潜在的な障害に先駆けて FMECA 分析を繰り返すことが合理的です。

重大な障害が発生した後:重大な障害が発生した場合、FMECA を実行すると、問題の根本原因が明らかになり、問題の再発を避けるために取るべき修正措置を特定することで、信頼性と安全性が向上します。

メンテナンス計画中:FMECA 分析は、予防メンテナンスのスケジュールを作成または更新する際にメンテナンスチームを支援します。保守チームはこれを使用して、各資産に最適な予防保守スケジュールを作成し、どの資産またはシステムが運用にとって最も重要であるかを分析できます。また、予測メンテナンスの最適な候補を特定するために実行することもできます。

FMECA の実施は組織にとって非常に有益ですが、時間とコストがかかる場合もあります。また、継続的な改善が目標ではありますが、FMECA を必要以上に頻繁に実行するためにリソースを使用するのは意味がありません。

FMECA の結果を使用するのは誰ですか?

日常業務が FMECA の結果に直接影響を受ける役割が数多くあります。それらには以下が含まれます:

エンジニアとデザイナー:これらの専門家は、FMECA の結果を使用して工場の設計や運営に変更を加え、障害のリスクを軽減し、システムのパフォーマンスを向上させます。
メンテナンスエンジニアと担当者:これらの従業員は、FMECA を使用して、予測、予防、および是正メンテナンスの実践に変更や改善を加えます。
安全エンジニア:FMECA 分析の結果は、安全エンジニアが製品やシステムが安全に使用できることを確認するのに役立ちます。また、FMECA 分析を使用してプロセスを改善して安全を確保することもできます。
規制遵守担当者:これらの担当者は、FMECA の結果を使用して、安全性と品質基準への準拠を実証できます。
運用マネージャー:FMECA 分析は、運用マネージャーが障害モードを特定し、障害を軽減する戦略を策定するのに役立ちます。

リスク管理専門家や品質保証チームなど、他の役割も FMECA 分析から恩恵を受ける可能性があります。これらの役割はすべて、FMECA の結果をさまざまな方法で使用しており、施設全体の運用を改善する専門知識が運用の信頼性とパフォーマンスに長期的な影響を与える可能性があります。

これらの役割の多くは FMECA 分析の開発にとっても重要であるため、
分析を実施するプロセスは、専門家が組織にもたらす知識を収集して文書化するための良い方法となり、チーム全体が彼らの洞察から恩恵を受けることができます。

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FMECA と FMEA の違いは何ですか?

故障モード影響解析 (FMEA) は、FMECA に近いものです。 FMECA と同様に、FMEA は考えられる障害を特定し、各障害の潜在的な波及効果を調査します。

FMECA を FMEA の次の段階と考えるとわかりやすいでしょう。 FMEA は、生産ラインに影響を与える可能性のある広範囲の潜在的な障害を特定しますが、FMECA は各障害に対して実行可能な計画を提供します。

FMECA では、各故障モードの具体的な影響を判断するために、より多くのデータが導入されています。これにより、チームは潜在的な障害のそれぞれに重要度の評価を割り当てることができ、これにより、最も運用にクリティカルなコンポーネントと資産が決定されます。たとえば、予測メンテナンスプログラムを開始しようとしている信頼性エンジニアは、FMECA を使用して、ワイヤレス振動センサーのパイロットを開始するのに最適な場所、さらにはメンテナンス作業全般に重点を置く場所を決定する可能性があります。

理想的には、運用では FMEA と FMECA の両方を使用する必要があります。 2 つのアプローチを組み合わせることで、障害モードを特定し、最終製品への影響を判断し、メンテナンスリソースを最大限に活用します。

以下に、FMEA と FMECA の違いをまとめた表を示します。

FMEA 分析手法とは何ですか?

FMEA 分析法は FMECA 法と非常によく似ています。ただし、FMEA は重大度分析に到達する前に停止し、影響に応じて障害をランク付けしません。

FMEA はリスク障害とその影響を理解することに重点を置いていますが、FMECA はリスクを定量化し、障害の重大度を評価することでこれをさらに一歩進めています。 FMEA は FMECA の優れた出発点ですが、FMECA を使用すると、チームは分析を拡張し、意思決定能力を向上させて信頼性と安全性を向上させることができます。

FMEA プロセスの 4 つのステップとは何ですか?

この障害評価の 4 つのステップは次のとおりです。

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分析の範囲を定義する

関連するすべての要因（根本原因など）を特定する

評価の割り当て:確率、重大度、障害の検出可能性

リスク優先度番号 (RPN) を計算する

一方、FMECA プロセスの 6 つのステップは次のとおりです。

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分析の範囲を定義する

関連するすべての要因（根本原因など）を特定する

評価の割り当て:確率、重大度、障害の検出可能性

リスク優先度番号 (RPN) を計算する

アクションに優先順位を付けて実行する

モニタリングとレビュー

特に、FMEA は障害を分析し、それに対処するための実行可能な計画を提供するまでには至っていません。

FMECA 重大度分析はどのように機能しますか?

FMECA 実装の最後のステップは、定義された各障害の重大度を判断することです。重要度は、修復と緩和戦略の優先順位付けに役立ち、以前に計算された RPN 番号に基づくことができます。数値が大きいほど、障害が発生する可能性が高いこと、および/または障害が発生した場合の損害と影響がより大きいことを意味します。一方、数値が低いほど、障害が発生する可能性は低く、たとえ障害が発生したとしても他の生産領域に大きな影響を与えないことを意味します。

これは資産の重要性分析とは異なります。ただし、FMECA と資産重要度分析は両方とも、メンテナンスリソースをどこに振り向けるかを決定するのに役立ちます。

リスクの優先順位番号に加えて、障害の重大度を判断するために次の追加の質問をすることができます。

ダウンタイムは生産や生産にどの程度影響しますか?
失敗すると、怪我、死亡事故、または環境破壊が発生する可能性がありますか?
資産の修復にはどのくらいの費用がかかり、どのくらい困難ですか?
失敗は業界の規制やコンプライアンスに違反しますか?
バックアップシステムは整っていますか?

まず、安全性や当面の運用に影響を与えるほど深刻な潜在的な障害にメンテナンスリソースを集中させる必要があります。非常にまれな問題や、本番環境に大きな影響を与えない一般的な問題に備えようとして行き詰まってはいけません。

重要度分析はおそらく FMECA の最も重要な部分であるため、時間をかけて正しく実装する価値があります。チームを支援できる経験豊富なプロバイダーと提携することも良い考えです。

FMECA に CMMS を使用する

FMECA は、利用可能な中で最もデータ主導型の作業優先度システムの 1 つであり、適切なツールを使用すると実装が簡単になります。そのため、eMaint のようなコンピューター化された保守管理システム (CMMS) が FMECA 分析の管理に最適です。 FMECA は、将来のメンテナンスの必要性を予測します。ただし、これらの予測を行うには詳細で正確なデータが大量に必要となるため、eMaint が登場します。

eMaint を使用すると、次のことが可能になります。