FMEA入門｜RPNの計算方法と対策立案の手順

「設計段階で不具合を予測したい」

製品の市場クレームや工程不良は、発生してからでは対応コストが大きくなる。事前に問題を予測し、対策を打つ手法が求められている。

この記事では、FMEA（故障モード影響解析）の目的と進め方を解説する。RPN（リスク優先度）の算出方法と、対策立案の手順を紹介する。

FMEAとは

FMEA（Failure Mode and Effects Analysis）は、製品や工程で発生しうる故障モードを事前に予測し、対策を考える品質管理手法だ。

FMEAの起源

FMEAは、もともと米軍が信頼性確保のために開発した手法だ。1949年に米軍が発行したMIL-P-1629（手順書）がその起源とされる。

その後、1960年代にNASAがアポロ計画をはじめとする宇宙開発プログラムに採用し、航空宇宙分野で広く活用された。こうした実績が評価され、現在では自動車、医療機器、電子機器など幅広い業界で使われている。特に車載製品を扱う製造現場では、コアツールの一つとして活用が求められる。

FMEAの種類

FMEAには、分析対象によって2つの種類がある。

RPNとは

RPN（Risk Priority Number：リスク優先度数）は、故障モードのリスクの大きさを数値化したものだ。

RPNの計算式

RPNは、3つの評価指標を掛け合わせて算出する。

RPN = 影響度（S） × 発生度（O） × 検出度（D）

評価基準（10段階）

各指標は1〜10の10段階で評価する。

影響度（Severity）：

発生度（Occurrence）：

検出度（Detection）：

RPNの判断基準

算出されたRPNの数値が大きいほど、リスクが高い。一般的な目安として以下のような基準が使われることが多い。ただし閾値は業界や企業ごとに異なるため、自社基準に合わせて設定することが重要だ。

AIAG-VDA FMEAにおけるAP評価への移行

2019年にAIAG（米国自動車産業協会）とVDA（ドイツ自動車工業会）が共同で発行した「AIAG-VDA FMEAハンドブック」では、従来のRPN方式が廃止された。代わりに導入されたのが、AP（Action Priority：対応優先度）方式だ。

APは影響度・発生度・検出度の組み合わせをテーブル参照して、High / Medium / Low の3段階で優先度を判定する。数値の掛け算ではないため、評価のバラつきが生じにくく、意思決定のシンプル化につながるとされている。

現在も多くの現場でRPN方式が使われているが、自動車業界では新ハンドブックへの移行が進んでいる。どちらの方式を使うかは、取引先や業界団体の要件を確認したうえで決定したい。

FMEAの進め方

FMEAを効果的に進めるための5ステップを紹介する。

ステップ1：対象の明確化

分析対象となる製品または工程を明確にする。

確認事項：

• 分析対象（製品名、工程名）
• 分析範囲（どこからどこまで）
• 変化点（新規設計、設計変更、工程変更など）

変化点がある部分は特にリスクが高いため、重点的に分析する。

ステップ2：故障モードの洗い出し

対象で発生しうる故障モードを洗い出す。

故障モードの例：

• 設計FMEA：破損、変形、腐食、摩耗、剥離、短絡など
• 工程FMEA：欠品、誤組付け、締め忘れ、寸法不良など

洗い出しのポイント：

• 過去の不具合データを参照する
• 類似製品・類似工程の実績を確認する
• チームで複数人がブレインストーミングを行う

ステップ3：影響・原因・現行管理の記入

各故障モードについて、以下を記入する。

ステップ4：RPNの算出

影響度・発生度・検出度を評価し、RPNを算出する（AIAG-VDA方式の場合はAP評価を行う）。

評価のポイント：

• 評価基準を統一し、一貫した基準で評価する
• 複数人で評価し、バラつきを確認する
• 過去データがあれば参考にする

ステップ5：改善対策の立案と実施

RPNが高い（またはAPがHighの）故障モードに対して、改善対策を立案する。

注意点：影響度は、製品や工程の目的が変わらない限り下げることが難しい。発生度と検出度を下げることに注力するのが実際的だ。

FMEAフォーマット例

工程FMEAのフォーマット例を示す。

FMEA実施のポイント

チームで実施する

FMEAは一人で行うのではなく、チームで実施するのがよい。

チーム構成の例：

• 設計担当者
• 製造担当者
• 品質担当者
• 保全担当者

複数人で実施することで、故障モードの抽出に抜け漏れが少なくなる。

評価基準を統一する

評価対象が複数ある場合は、評価基準を統一することが重要だ。

統一すべき項目：

• 影響度・発生度・検出度の評価基準
• RPNの判断基準（またはAP評価の運用ルール）
• 対策の優先順位

継続的に見直す

FMEAは一度作成して終わりではない。定期的に見直すことが重要だ。

見直しのタイミング：

• 設計変更時
• 工程変更時
• 市場クレーム発生時
• 定期レビュー（年1回など）

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FMEAで洗い出した故障の原因を、さらに深掘りするのに最適。AIがなぜなぜ分析をサポートし、真因にたどり着く。

設計段階での品質作り込みに、ぜひ活用しよう。

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まとめ

FMEAは、故障を事前に予測し対策を打つ手法だ。

FMEAの種類：

• 設計FMEA（DFMEA）：製品設計が対象
• 工程FMEA（PFMEA）：製造工程が対象

RPNの計算：

• RPN = 影響度（S） × 発生度（O） × 検出度（D）
• 各指標は1〜10の10段階で評価
• RPN 100以上は改善必須（目安。業界・企業により異なる）
• AIAG-VDA方式ではRPNに代わりAP（High/Medium/Low）評価を採用

FMEAの5ステップ：

1. 対象の明確化
2. 故障モードの洗い出し
3. 影響・原因・現行管理の記入
4. RPNの算出（またはAP評価）
5. 改善対策の立案と実施

実施のポイント：

• チームで実施する
• 評価基準を統一する
• 継続的に見直す

FMEAを活用して、設計段階から品質を作り込もう。

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