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Ansysブログ

July 15, 2019

DFMEAとは？

設計故障モード影響解析（DFMEA）とは、システムや製品、プロセスの潜在的な故障を認識し、評価するために用いられる体系的な活動群のことです。DFMEAは、これらの故障やアクションの影響や結果を特定します。また、故障を除去または軽減し、実施した作業の履歴を文書化します。


FMEA（Failure Mode and Effective Analysis：故障モード影響解析）は設計サイクルの重要な部分であり、それゆえにDFMEAが誕生しました。

このように適用範囲が広いDFMEAは、万能であるかのように聞こえます。しかし、すべての課題に最適な分析ツールというわけではありません。では、DFMEAはあなたにとって最適なソリューションなのでしょうか？それを知るために、この記事をお読みください。

DFMEAの対象となる業界

要するにDFMEAは、何が問題になるのか、その影響はどの程度になるのか、そしてそれをどのようにして防止または軽減するのかを決定します。

DFMEAは、エンジニアが故障をできるだけ早い段階で発見し、大きなコストをかけずに早期に修正することを可能にします。DFMEAは、以下のようなリスク低減と故障防止が重要な分野で特に有効です。

  • 製造業
  • ソフトウェア
  • ビジネスプロセス
  • ヘルスケア
  • サービス業
  • 規制産業


DFMEAは多くの産業に恩恵をもたらします。

DFMEAのプロセス

DFMEAでは、期待された機能や意図された機能が、なぜ規定の条件で実現しなかったのか、複数の角度から故障を掘り下げていきます。分析には4つの領域があります。

  • 故障モード：故障がどのように発生するかを表す
  • 故障の影響：故障が操作、機能、または機能に及ぼす直接的な影響


DFMEAのRPN分布

  • 故障原因：故障の根本的な原因、または故障につながるプロセスを引き起こすもの（設計、システム、プロセス、品質、部品のアプリケーションなどの欠陥）。
  • 重大性：故障モードがもたらす結果で、最悪の場合の結果、傷害、物的損害、危害の程度で表される。

その結果をさらに細かく分析し、いくつかの変数に基づいてRPN（Risk Priority Number）を算出します。

  • 故障の影響の重さ（SEV）：1（低い）から10（高い）のスケールで適用される値です。
  • 故障の発生頻度（OCCUR）：1（頻度が低い）から10（頻度が高い）のスケールで適用される値。
  • 検出性／予防性（DETEC）：1（非常に検出される）から10（検出されない）のスケールで割り当てられた値。

RPN は、SEV、OCCUR、DETEC を掛け合わせて決定されます。したがって、RPNは1（低リスク）から1,000（高リスク）までの値を取ることができます。そしてユーザーは、解析対象の故障に対して何が許容でき、何が許容できないかを定義することができます。

DMFEAのよくある間違い

他のプロセスと同様、DFMEAにもある程度のユーザーエラーがあります。

例えば、DMFEAのドキュメントを一度も参照・更新していなかったり、分析の適用に一貫性がなかったりすることがあります。

手続き上、いくつかのミスが発生することもあります。

  • DFMEAの範囲と目的の誤解
  • デザインコントロールのプロセスをスキップする
  • 故障モード、原因と結果の分離を省略


DFMEAプロセスでの一般的な間違いを避けるために

  • ランク付けの基準が厳しすぎる
  • 解決策ではなく、問題だけを特定する
  • ソリューションが存在するにもかかわらず、コントロールプランが存在しないこと

これらのミスの中には、長い DFMEA のプロセスの中で時間を節約しようとした結果である場合もあります。自動設計解析ソフトウェアAnsys Sherlock を使えば、品質や結果を損なうことなく、DFMEA テストの時間を節約することができます。

Ansys Sherlock と DFMEA

Sherlockは、他の方法論よりもはるかに早い段階で製品開発に洞察力と予測力を導入する、自動化された設計解析ソフトウェアです。物理的なテストの代わりに、Sherlockは設計をモデル化し、それを使って信頼性解析を行います。


Sherlock は、インポートされたネットリストを使って DFMEA スプレッドシートを事前に作成します。

Sherlockは以下の点でDFMEAを支援します：

  • 時間のかかる多くのプロセスを自動化
  • AIAG、SAE J1739、ISO S26262の各規格に準拠
  • 標準設計ファイル（部品表やネットリストなど）からリファレンスデシグネータ、コンポーネントテクノロジー、および故障モード情報を使用して解析スプレッドシートを事前登録

SherlockはDFMEAを自動化して簡素化し、この重要な解析プロセスが使用されているすべての業界や分野において、その価値を高めます。

詳細については、 Sherlock の機能について をご覧ください。または、ウェビナー：Introduction to Reliability Physics Analysisをご覧ください。

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