【誰でも分かる解説！】品質を高める秘訣、FMEAとは？作り方やテンプレートを解説

2021年3月8日2024年3月7日

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皆さんはFMEAというツールを知っていますか？故障モードとその影響を分析するツールになり『Failure Mode and Effects Analysis』の頭文字をとってFMEAといいます。もともとは航空宇宙産業で効果を発揮したことから、自動車業界でも活用するようになった手法です。

今回はそのFMEAについて、わかりやすく解説をしたいと思います！

こんな方にオススメの記事

自動車関係の製造メーカーに勤務されている方
設計部門や生産技術部門で業務を行う方（これから行う方）
FMEAという言葉を始めて聞いた方
とにかく不良品を低減させたい方

FMEAの歴史

FMEAはもともと航空宇宙産業で用いられ始めたツールです。ロケットを1発打ち上げるのには何百億円という膨大なコストがかかります。何発も試作ロケットでテストできれば良いのですが、そういうわけにもいかないです。

そこで活用されていたのが、FMEA（故障モードとその影響の解析）。事前に予測できるありとあらゆるリスク（故障モード）を分析し、その影響はどういう部分に生じてしまうのかを、台上で検討を重ねてロケットの打ち上げに挑むのです。

今日では自動車産業にも用いられている手法となっており、IATF16949で要求されている事項となります。製品設計と生産工程設計のリスクを分析し、欠陥につながる潜在的要因を排除するために活用されています。自動車は量産されると何百台という車両が世界中に出回るので、設計・開発段階で事前にリスクを排除する事が非常に重要となります。

FMEAの種類

FMEAには大きく分けて2つのFMEAが存在します。

Design-FMEA（設計FMEA、D-FMEAと呼ばれます）：製品設計に関するFMEA
Process-FMEA（工程FMEA、P-FMEAと呼ばれます）：製品の製造工程に関するFMEA

FMEAには、設計観点で製品図面や構成等に対して行うFMEAと、生産観点で生産工程の装置や人が行う作業方法に対して行うFMEAが存在します。しかしFMEA自体に縛りはなく、私の経験では総合職のマニュアル作業（例えば、生産依頼や出荷停止指示等）に対してFMEAを行っていたケースも知っています。

その企業が感じる危険な部分に対して、リスク分析を行うのがベストです。

FMEAは何に対して作成すれば良い？

FMEAを作る上で、どの製品に対して作ればよいか疑問に思う方もいるかもしれないので解説します。結論から申し上げるとその会社が区分を決めて作成して良いのですが、一般的には品質特性（品質を構成する要素）が異なればリスクも変わってくるので、モデルや型番別でそれぞれFMEAを作成するのが理想です。

例えば、A社はブラウン管テレビと液晶テレビそれぞれにFMEAを作成しているのに対し、Ｂ社はテレビというカテゴリでFMEAを作成しております。どちらも間違いではないですが、ブラウン管テレビと液晶テレビでは構成部品も構造も全く別物であり、考えられるリスクも変わってきます。よって、Ａ社の方が理想のFMEAといえるでしょう。

FMEAの作り方

STEP1：作成チームの編成

FMEAは1人の技術者が作成するものではなく、多くの部門の方々が集まって様々な知見を集めリスクを検討し完成させることが非常に重要です。

例えば、回路設計に詳しい人、構成部品に詳しい人、生産現場に詳しい人、品質に詳しい人、設備に詳しい人等、様々な人を集め考えられるリスクを分析します。

1つの製品を作る場合でも、設計観点でも生産観点でも様々なチームが存在します。各区分に分けFMEAをチームで完成し、最終的にFMEAを繋げることで完成します。

STEP2：フォーマットの作成

FMEAには決まったフォーマットが存在しません。基本的には自分らが使いやすいフォーマットを作成していますが、基本的な考え方はあるので、ベースフォーマットをご紹介いたします。

FMEAの基本フォーマット

①　故障のモードを入れる

②　その故障が製品や顧客に与える具体的な内容を入れる

③　その影響が与える重要度を10段階で入れる

④　故障が発生する可能性のある原因を入れる

⑤　故障が発生する発生率を10段階で入れる

⑥　故障を検出できる可能性がある方法（検査方法）を入れる

⑦　検査方法から検出率を10段階で入れる

⑧　重要度③×発生率⑤×検出度⑦　でリスク（RPN）を計算する

⑨　リスクが高い項目の場合、リスクを下げる改善策の内容を入れる

⑩　改善後のRPNを計算する

ここのリスク（RPN）を数値化することで、リスクの優先度を明確化します。RPNは『Risk Priority Number』の略語で、リスク優先度です。

STEP3：考えらえれるリスクの洗い出し

この作業はSTEP1で上げたチーム編成にのっとり行う作業で、この作業がFMEAでは一番重要な作業です。STEP2で作成したフォーマットを利用して、考えられるリスクを洗いざらいにします。作成したフォーマットの故障モード前に項目を追加し、具体例を用いて説明をいたします。

このように、どいった作業が各工程で行われて、その作業で考えられるミスをあげる事で、リスク管理を行います。このリスクをあげればあげる程、良いFMEAになり、それは様々な知見をもった人を集めて作成することで、完成度があがります。

STEP4：スコア付け（影響度・発生頻度・検出度）

スコアはその企業が定める規定に従い付与しますが、基本的には以下が定義となっています。

影響度の10段階

重要度	具体的な内容
10	機能しない・致命的（人命にかかわる）
9	ある条件下で機能しない・潜在的に法規に影響する可能性
8	機能しない（機能喪失）可能性がある
7	ある条件下で機能が低下する
6	機能が低下する可能性がある
5	機能するが、改善が必要
4	機能するが、改善が推奨される
3	影響ないと判断できる
2	無視できる影響
1	影響なし

発生頻度の10段階

重要度	具体的な内容	頻度の目安
10	常に発生する	毎回
9	頻繁に発生する	1回/日
8	発生頻度が高い	1回/週
7	よく発生する	1回/2週
6	たびたび発生する	1回/1か月
5	低いとはいえない	1回/6か月
4	発生頻度は低い	1回/1年
3	ごく稀に発生する	1回/3年
2	ほぼ発生しない	1回/5年
1	発生しない	発生しない

検出度の10段階

検出度	検出度の目安
10	検出することができない
9	検出率10%程度
8	検出率20%程度
7	検出率30%程度
6	検出率50%程度
5	検出率70%程度
4	後工程で100%検出できる
3	次の工程で100%検出できる
2	作業中に検出できる
1	その時点で100%検出できる

STEP5：リスク優先度（RPN）の計算

リスク優先度は以下の式で求めることができます。

リスク（RPN）＝重要度 × 発生度 × 検出度

これで考えられるリスクの優先度を順位付けします。一般的には100以上は改善する必要があるとみなします。

STEP6：リスクに対する対策アクション

FMEAにおける対策（RPNを下げる）手段は『発生度を下げる』若しくは『検出度を下げる』ことになります。ここでいう検出度はスコアを下げることで、設備の検出度を上げることができればスコアが下がります。

検出度のスコアを下げることを検討します。一般的に自動化（カメラなどによる自動照合等）によって人が介在しないようにし、検出度を上げる方法があります。人の作業ミスは抹消できるので、検出度を1にすることが可能です。

また、発生頻度を下げることも検討できます。例えば、材料が２種類ある場合に１種類へ変更する事ができれば、間違える可能性はゼロになるので、発生頻度を１にすることが可能です。

しかし、設計に影響することも多く、なかなか発生頻度を下げることは難しい内容となります。

FMEAを使った再発防止策

IATF16949:2016 10.2.3 問題解決　では不適合が発生した際の是正処置についての要求事項が書かれています。そこで『適切な文書化した情報のレビュー及び必要に応じた更新』と定められ、PFMEAと具体例が書かれています。

不具合が発生した際に是正を行いますが、その不具合が発生してしまった原因はPFMEAでリスクとして抽出できていたのか厳しく問いつめらていました。何故、リスク管理ができていないままFMEAを完成させてしまったのか、FMEAの確認承認プロセスには問題なかったのか等々、再発防止活動の上でFMEAを作り上げるまでのプロセスの是正を行っておりました。

また必ずFMEAの見直しを要求されており、不足していたリスクを再度FMEAに追加し改定しました。FMEAは次モデルを開発するときに、前モデルのFMEAを参考に書き足していくので、次モデルに対する再発防止としても役立ちます。

作るのは大変ですが、作ってしまえば財産となるでしょう！