設計の段階で故障を洗い出したい（FMEA・FTA）

試作品を作ってから壊れ方に気づくと、設計の手戻りが大きくなります。市場に出てから見つかれば、回収や事故につながります。「どこがどう壊れると、何が起きるか」を図面の段階で洗い出しておくのが、FMEA（故障モード・影響解析）や FTA（故障の木解析）などの手法です。

ただ、手法はいくつもあり、目的に合わないものを選ぶと、表を埋めるだけの作業になりがちです。この記事では、新しい設計・設計の変更・重大な事故・工程の不良・ソフトを含むシステムの5つの目的から手法を選ぶ流れを図にし、それぞれの進め方とつまずきやすい点、相談できる企業を紹介します。

目的から手法を選ぶ流れ

まず、何を防ぎたいのかで手法を選びます。次の図は、公的機関の資料にもとづいて編集部が整理した目安です。日本科学技術連盟の講座は、FMEA を新製品の設計・製造工程で潜在的な故障の要因を見つけて改善する方法、FTA を製品の使用中の機能の喪失・火災・人身災害などの望ましくない事象の要因を特定して改善する方法として、2つを組み合わせて教えています。

FMEA と FTA は、たどる向きが逆です。IPA の資料は、FTA はトップダウン、FMEA はボトムアップの方法だとし、FTA で事前に予測し、FMEA でそれを詳しくするとシステムの信頼性が上がるとしています。ただし、コストや期間も増えるので、高い信頼性が要るものに絞って使うとしています。

出典：NITE-FMEA／NITE-FT 図の解説｜製品評価技術基盤機構、情報処理システム高信頼化教訓集（ITサービス編）別冊Ⅱ 障害分析手法（2020年）｜IPA、信頼性技法実践講座：FMEA・FTA｜日本科学技術連盟

目的ごとの手法と進め方

目的（A〜E）ごとに、向いている場面、使う手法と進め方、つまずきやすい点をまとめました。1つの製品で複数の目的が重なることも多く、そのときは手法を組み合わせます。

なぜ、設計の段階で洗い出すのか

FMEA は、壊れ方の型から影響を予想する

日本産業規格 JIS C 5750-4-3（2021年。IEC 60812:2018 に対応）は、FMEA を、アイテムやプロセスがどのように故障し得るかを特定するために評価する体系的な方法とし、ハードウェア・ソフトウェア・プロセス・人の行動とそのインタフェースに使えるとしています。設計の早い段階で予備的に行い、情報が増えるにつれて詳しくするように、ライフサイクルの中で何度でも行えるとしています。

IPA の資料は、故障モードを「断線」「短絡」「折損」「摩耗」「特性の劣化」などの故障の状態の分類とし、故障（機能の障害）そのものではないとしています。機器ごとに起こり得る故障をすべて考えるのは無理でも、故障モードは類型的に分けられ、故障モードがどうして起こるか、どれくらい起こりやすいかは、ある程度予想できるからです。

点数で、対策の順番を決める

職業能力開発総合大学校の中村瑞穂氏の解説は、影響度と発生頻度をそれぞれ評価点表で点数にし、致命度＝発生頻度×影響度の高い順に対策の順番を決める例を示しています。致命度の高い故障モードが多い機器が重要な機器になり、抽出された故障モードは対象のシステムの弱点だとしています。

同じ解説は、空気圧の回路の13の機器の故障モードを洗い出し、220件のうち15件（6.8％）が回路の圧力が上がる側、140件（64％）が下がる側の故障モードで、65件（30％）は安全に特に関わらないとしています。圧力が上がる側にも下がる側にも安全に関わる故障モードがあるので、監視する機能が必要だと結論しています。

見つける時期が遅いほど、直すのは大変になる

東芝がソフトウェアの4つの部品（約5,300ステップ）で FMEA を行った事例（7人・68人時）では、エンジニアへのアンケートで、発想した故障モードのうち新たに認識したものは44％で、FMEA をしなければその74％はテストの段階、11％は市場に流出してから見つかったと予想されました。1人時あたりの新しい故障モードは0.45個で、一般向けの観点リストを使ったときの0.39個より15％多かったとしています（IPA の事例報告書）。

出典：JIS C 5750-4-3:2021 故障モード・影響解析（FMEA 及び FMECA）試し読み｜日本規格協会、情報処理システム高信頼化教訓集 別冊Ⅱ 障害分析手法（2020年）｜IPA、FMEAによる空気圧制御システムにおける安全性解析の実践（技能と技術 2013年1号）｜高齢・障害・求職者雇用支援機構、先進的な設計・検証技術の適用事例報告書 2016年度版（SEC-69-01 東芝）｜IPA

手法ごとの進め方

設計FMEA：部品ごとに故障モードと影響を書く

NITE の解説は、一般的な FMEA の手順を、①対象の製品の部品や構成要素を調べて起点となる部品などを決める、②部品などで考えられる故障モードを想定してその原因を分析する、③故障が単一的か致命的かを見分けて影響と影響度を評価する、④総合した評価による優先度に従って企画や設計の改善策を検討・実施する、としています。

中村氏の解説では、解析は3〜5名のグループで行い、対象のシステムに経験があり技術の高い中堅・ベテランの技術者を中心にするのが理想とし、信頼性ブロック図（または組立図）で部品の故障が上位にどう伝わるかを追います。次の図は、同氏が示した空気圧の回路の FMEA から一部を抜き出した例です。

点数の付け方：RPN と AP

自動車業界などでは、影響度（S）・発生度（O）・検出度（D）をそれぞれ1〜10点で評価し、かけ算した RPN（リスク優先数）で優先度を決める方法が使われてきました。塩見弘氏の論文（1993年）は、RPN はわかりやすく日本の産業界でよく使われる一方、点数の積をそのまま改善効果の評価に使うのは尺度として問題があると指摘しています。

同じ RPN でも中身が大きく違うことがあります。AIAG と VDA が2019年にまとめた FMEA のハンドブックは、7つのステップで FMEA を進め、RPN の代わりに S・O・D の組み合わせの表から処置優先度（AP）を High・Medium・Low で決める方法にしたと説明されています（Reliability 誌の解説）。

FTA：起こしたくない事故から原因をたどる

機械振興協会の解説は、FT図から発生確率を計算するには、まずブール代数で事象の重複をなくし、次にトップ事象を起こす基本事象の最小の組み合わせ（最小カットセット）を決めるとしています。AND ゲートは確率のかけ算、OR ゲートは A＋B−A・B で、確率が小さければ A＋B で近似できるとしています。A＝B＝0.02 なら、真の値0.0396に対して近似値は0.04で、やや大きめ（安全側）の値になります。

次の図は、計算のしかたを示すための編集部の例です。2重の守り（冷却と温度保護）がそろって失われる確率は小さく、1つで事故につながる枝が全体の確率を決めます。対策は、確率の大きい枝や、1つの原因だけで事故になる枝から考えます。

DRBFM：変えたところを議論する

DRBFM は、変更点・変化点の管理、DRBFM ワークシート、デザインレビュー（DR）での議論の3本柱で進めます（日経BOOKプラス）。考え方は GD3（Good Design・Good Discussion・Good Dissection）と説明されます（Things の解説。ReliaSoft は3つ目を Good Design Review としています）。ワークシートは FMEA を手本にしています。多くの場合、先に元になる FMEA を作ってから、変更点に DRBFM を使うとされています（ReliaSoft の解説）。

工程FMEA：決めた手順が守られなかったら

工程FMEA では、工程ごとに「決められたことが守られない形」を故障モードにします（IPA の資料）。次の図は、ねじ締めの工程に当てはめた編集部の例です。対策は、検査で見つけるより、治具や手順で間違えられないようにするほうが確実です（編集部の解説）。決めた対策は、工程の管理の書類（QC工程表など）に落とし込みます。

ソフトと人を含むシステム：STAMP／STPA と機能安全

STAMP／STPA は、IPA が調査・普及に取り組んできた方法で、構成要素どうしの相互作用から生まれる安全上の問題を扱います。IPA のワークショップの資料（東芝 余宮尚志氏）は、STPA の手順を、①安全制御構造図を描く（Step-0）、②安全でない制御の指示（UCA）を4つに分類してハザードへの影響を分析する（Step-1）、③その原因（HCF）を構造図とガイドワードで探す（Step-2）、としています。

同じ資料は、自動車の機能安全規格 ISO 26262 は IEC 61508 を自動車の電気・電子システム向けにしたもので、よく知られた安全分析の手法として FMEA（IEC 60812）・FTA（IEC 61025）・HAZOP（IEC 61882）を挙げ、国際的な安全規格では安全分析の実施が求められるとしています。ソフトウェアでは、故障モードを発想しやすくする観点のリストを使う FMEA の事例があります（IPA の事例報告書）。

形だけにしない進め方

IPA の事例報告書は、部品の粒度をかけられる時間と技術者の力量から決めること、人数が少ないと発想が広がらず、多すぎると工数の割に活発にならないことを挙げ、故障モードの抜け漏れを防ぐには過去の事例の知識とともに、エキスパートのノウハウや品質部門の知見を盛り込むとしています。NITE は、FMEA・FTA を行うことで、信頼性や安全に関するノウハウ（故障モードや故障の原因など）をためて共有できるとしています。

出典：NITE-FMEA／NITE-FT 図の解説｜製品評価技術基盤機構、FMEAによる空気圧制御システムにおける安全性解析の実践（技能と技術 2013年1号）｜高齢・障害・求職者雇用支援機構、FMEAのRPN評点法に関する一試案（安全工学 Vol.32 No.1、1993年）｜塩見弘、How to perform FMEA｜Reliability（英語）、故障の影響解析(FMEA)と、故障の木解析（FTA)の活用｜機械振興協会 技術研究所、トヨタが実践する品質トラブルの未然防止手法 DRBFM（中山聡史）｜日経BOOKプラス、Design Reviews Based on Failure Modes (DRBFMs)｜ReliaSoft（英語）、DRBFMとは｜PRISM（Things）、情報処理システム高信頼化教訓集 別冊Ⅱ 障害分析手法｜IPA、STAMP/STPA とは｜IPA、第2回 STAMP ワークショップ 資料（東芝 余宮尚志、2017年）｜IPA、先進的な設計・検証技術の適用事例報告書 2016年度版（SEC-69-01）｜IPA

故障の洗い出しを相談できる企業

各企業が解決できる課題と技術の内容を、企業が公開している情報をもとに紹介します。FMEA・FTA を作るツール、過去の知見を探す AI、導入の支援、洗い出した故障を試験で確かめる会社に分けて挙げました。

株式会社グラフ工房｜FMEA表と故障の木（FT図）をつないで作れるソフト

グラフ工房は、東京都新宿区に本社があるソフトウェアの会社です（2011年設立）。FTA と FMEA を支えるアプリケーション「FTAStudio」を開発し、日本電計の「計測器ワールド」などで販売しています。

技術	内容
故障の木（FT図）	ノードを追加すると直ちにレイアウトを計算し直し、数千のノードでも操作できるとしている。縦向き・横向き、JIS スタイル・シンプルスタイルを切り替えられる
確率と最小カットセット	最小カットセットを計算して表にまとめ、それにもとづいてすべてのノードの確率を自動計算する
FMEA表との連携	FMEA表の列を自由に決められ、FMEA表とFT図を連携させて変更を相互に反映できる。作成済みのFMEA表から似た事象を探して故障モードの入力忘れを防ぐ機能、FMEA表から故障の木を自動で作る機能もある
価格と動作環境	Windows 用。通常版は1ライセンス＋365日の無料保守で50,600円（税込）。試用版がある

• 故障の木を手で描くと時間がかかり、確率の計算もしにくい
• FMEAで出した故障モードと故障の木を、別々のファイルで管理していて食い違う
• 過去に作ったFMEA表・故障の木から、似た事象を探して漏れを防ぎたい

出典：会社概要｜グラフ工房、FTAStudio｜グラフ工房

株式会社電通総研｜過去の設計データや不具合の文章を AI で探し、FMEA・DRBFM の考慮漏れを減らす

電通総研（旧 電通国際情報サービス）は、東京都港区に本社がある、システムインテグレーションとコンサルティングの会社です。製造業向けに、構想設計の段階から品質・リスク分析（FMEA・DRBFM）までをつなぐツール「iQUAVIS」を扱っています。

技術	内容
iQUAVIS のナレッジ検索	AI が iQUAVIS にためた過去の設計データを学習し、FMEAのワークシートで部品・機能ごとに、故障モードや要因・対策の候補を提案する。設計者ごとの表記のゆれや文章の意味を考えて探すとしている
文章AI×FMEA・DRBFM	過去トラブルの文章を、AI の「文言が異なるが、意味が類似した文書を同分類とする」技術で分類・類似検索し、過去知見のチェックの時間を減らす
想定している困りごと	解析・対策の検討が特定の人に依存する、人による判断のばらつき、重大な問題の見逃し、を挙げている

画像は、同社のサイトで転載の条件を確かめられなかったため、公開されている情報をもとに編集部が図にしました。

• 経験の浅い設計者がFMEAを作ると、故障モードの考慮漏れが出る
• 過去トラブルの文書が多すぎて、FMEA・DRBFM のたびに確かめる時間がかかる
• 同じ意味なのに言葉が違う過去の事例を見つけたい

出典：会社案内｜電通総研、文章AI×FMEA・DRBFMソリューション｜電通総研、iQUAVIS 特長機能｜電通総研

株式会社構造計画研究所｜FMEA・DRBFM・過去トラをデータでつなぐシステムと、機能安全の安全分析の支援

構造計画研究所は、東京都中野区に本所があるエンジニアリングとコンサルティングの会社です。品質マネジメントの分野で、IATF 16949 に対応した FMEA・DRBFM の運用システムと、機能安全の安全分析の支援を扱っています。

技術	内容
FMEA・DRBFM の運用	AIAG-VDA 統合 FMEA・AIAG 第4版の FMEA、DRBFM に対応し、FMEA・DRBFM・過去トラをデータにしてつなぐ。変更点・変化点の分析（DRBFM）と過去トラを、FMEA に登録済みの予防策・検出策と重ね、対策が必要な箇所へ担当者を導く
推奨処置の追跡	FMEA で決めた推奨処置を自動でタスクにし、スケジュール・証拠（エビデンス）・承認を管理する
機能安全	自動車の機能安全規格 ISO 26262 の Part 5 の安全分析の運用支援コンサルティングや、IEC 61709・SN 29500 にもとづく故障率の算出シートを案内している

画像は、同社のご利用条件で私的使用を超える使用（複製・改変・配布など）が事前の許可なくできないため、公開されている情報をもとに編集部が図にしました。

• FMEA で決めた対策が、実施されたかどうか追いかけきれない
• 過去トラと DRBFM の変更点を照らし合わせる作業を減らしたい
• ISO 26262 の安全分析（FMEA・FTA）の進め方を相談したい

出典：会社概要｜構造計画研究所、FMEA,DRBFM｜構造計画研究所、ISO26262 安全分析ソリューション｜構造計画研究所

株式会社アルゴグラフィックス｜設計・工程の FMEA から FTA・FMEDA・DRBFM までつなぐツール「APIS IQ」

アルゴグラフィックスは、東京都中央区に本社がある、製造業向けの設計・開発システムの会社です（1985年設立）。FMEA を中心に品質・リスクの手法をつなぐツール「APIS IQ」を、国内で販売・サポートしています。

技術	内容
つなげる手法	設計FMEA（DFMEA）・工程FMEA（PFMEA）・FTA／FMEDA（機能安全）・コントロールプラン・プロセスフローダイアグラム・DRBFM・QFD を、データとしてつなぐとしている
導入の効果（同社の公表）	工程FMEAの作成工数を約20％削減（実績）。QC工程表・QAネットワーク表の自動生成で、品質管理全体の工数を15〜35％削減（カスタマイズあり）
支援	100社を超える導入実績があり、立ち上げ・教育・全社展開まで支援するとしている。デンソーの導入事例を公開している

画像は、同社のサイトポリシーで許諾なく複製・転載ができないため、公開されている情報をもとに編集部が図にしました。

• Excel の FMEA で、担当者ごとに書き方の粒度や考え方がばらつく
• 工程FMEA と QC工程表・コントロールプランを、別々に作って食い違う
• 機能安全の FTA・FMEDA まで、同じ道具で扱いたい

出典：会社概要｜アルゴグラフィックス、APIS IQ｜アルゴグラフィックス

株式会社Things｜変更点から DRBFM・FMEA のたたき台を作り、過去の記録を引き出す「PRISM」

Things は、東京都港区に本社がある、2021年設立のソフトウェアの会社です。製造業向けのエンジニアリングチェーンの基盤「PRISM」を開発し、その機能の一つ「PRISM未然防止」で DRBFM・FMEA を支えています。

技術	内容
たたき台の自動作成	変更点や対象の部位の情報から、心配な故障モード・影響・原因・対策案のたたき台を作る。白紙のシートを埋める負担を減らし、レビューを「たたき台を叩く」ところから始められるとしている
過去の記録の参照	過去の DRBFM・FMEA の記録と不具合情報を、図面・試験報告書・不具合報告書・変更履歴とひも付けてためておき、似た構造で過去に何が起きたかを議論の場で引き出せる
考え方	AI がドラフトを用意するのは、人を議論から遠ざけるためではなく、議論に集中させるためと説明している

画像は、同社のサイトに技術がわかる画面の画像が見つからなかったため、公開されている情報をもとに編集部が図にしました。

• DRBFM のシートを準備するだけで時間がかかり、議論の時間が足りない
• 似た構造の過去の不具合を、レビューの場ですぐに出したい
• 変更点に関係する過去の事例の見落としを減らしたい

出典：会社概要｜Things、DRBFMとは｜PRISM

合同会社高崎ものづくり技術研究所｜中小企業向けに、FMEA・DRBFM の簡易なやり方と設計ミス防止を教える

高崎ものづくり技術研究所は、群馬県高崎市に営業拠点がある、ものづくりの技術指導の会社です（2017年設立）。代表社員の濱田金男氏が、設計ミス防止や FMEA・DRBFM のセミナー、手順書、教材を提供しています。

技術	内容
中小企業向けの FMEA	膨大な資料を作る FMEA は中小企業にとって現実的ではないとし、目的と手段を取り違えない導入のポイントを解説している
セミナーと教材	実例で習得する FMEA・設計ミス防止対策の ZOOM セミナー、「製造工程のリスク評価と FMEA 簡易評価法実施手順書」「FMEA・DRBFM／FTA 実践マニュアル」などの事例解説書
実績	日刊工業新聞社「機械設計」2018年3月臨時増刊号の「すぐに使える設計ミス防止ガイド」を同所編で発行

画像は、同社のサイトに技術がわかる図が見つからなかったため、公開されている情報をもとに編集部が図にしました。

• 取引先から FMEA を求められたが、何から始めればよいか分からない
• 人手の少ない中小企業で、FMEA・DRBFM を負担を抑えて回したい
• 設計ミスや工程の不良を、設計の段階で防ぐ仕組みを作りたい

出典：会社情報｜高崎ものづくり技術研究所、FMEA（DRBFM）導入を成功させる７つのポイント｜高崎ものづくり技術研究所

株式会社クオルテック｜洗い出した故障を、加速試験と故障解析で確かめる

クオルテックは、大阪府堺市に本社がある、信頼性試験と分析・故障解析の会社です。FMEA・FTA で洗い出した故障が本当に起こるか、どれくらいで起こるかを、試験と解析で確かめる側の相談先です。

技術	内容
信頼性試験と寿命予測	信頼度・故障率・MTTF・MTBF などの信頼性特性値の算出に使う手法として FTA・FMEA を紹介し、温度・湿度・電圧・電流・温度差を厳しくした加速試験のデータから、ワイブル確率などで寿命を予測できるとしている
FTA の説明	FTA を、機器・システムのトラブルの未然防止や原因追及に効果的な手法の一つとし、テーマを決めて原因を一段ずつ掘り下げ、論理記号でつなぐと説明している
故障解析	分析・故障解析、パワーサイクル試験、再現実験、製品評価を事業としている

画像は、技術がわかる図を確かめられなかったため、公開されている情報をもとに編集部が図にしました。

• FMEA で挙げた故障モードが、実際に起こるか試験で確かめたい
• 試験のデータから、寿命や故障率を見積もりたい
• 試作品で出た故障の原因を、解析で突き止めたい

出典：会社概要｜クオルテック、信頼性試験｜クオルテック

始める前に確かめる条件

故障の洗い出しを始める前や、ツール・支援を相談する前に、次のことを整理しておくと、手法と範囲を決めやすくなります。

• 何を防ぎたいか（新しい設計の故障、変更による問題、重大な事故、工程の不良、ソフトを含む安全）
• 対象の範囲と粒度（製品全体か、変えた部分だけか。部品・ユニット・機能のどこまで分けるか）
• そろっている材料（構成図・ブロック図・図面、過去のトラブルの記録、似た製品の FMEA）
• 参加できる人（設計・製造・品質・サービスの経験者）と、かけられる時間
• 取引先や規格から求められている様式（IATF 16949、AIAG-VDA、ISO 26262 など）
• 点数の付け方と、対策が要ると判断する基準（RPN・AP・致命度）
• 対策のあと、試験や再評価でどう確かめるか、変更のたびに誰が更新するか

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※アイキャッチ画像は、AI（ChatGPT）で生成したイメージです。実在の製品ではありません。

情報の確認日：2026年10月6日