信頼性設計手法の紹介

従来の信頼性設計法

従来から技術者は可能の経験を活かし信頼性設計が行われてきました。
信頼性設計の5原則とよばれる経験則

①過去の経験を生かす
②部品点数を少なるする
③標準品を多く使う
④点検・調整・交換はしやすくする
⑤部品には互換性をもたせる

この他に信頼性技術の世界では、従来の信頼性設計手法に加え信頼性独特の設計手法が編み出されてきました。

冗長設計

あらかじめ同じような構造や機能をもったシステムや装置を用意しておいて、1つが故障しても全体が故障しないようにする設計方法。たとえば、非常用電源を追加して停電時に作動することや WEBサーバを2台用意し、片方のサーバが故障しても他方のサーバで対応することなどが上げられます。

フェールセーフ

万が一故障が起きたとき、システムや装置が安全側に働くようにすること。
使用者がまちがった使い方をしても危険を避けることができる設計 。例えば、スライドドアに身体が挟まれそうになったらドアが停止することや医療機器を誤った使用法で操作しようとした場合に自動的に機能を停止する等があります。

フールプルーフ

機械の知識のない使用者でも、間違いのない使い方ができるように設計すること。人間はミスを犯すものだと考え、使用者がまちがった使い方ができないようにする設計。例えば、方向を間違うと差し込むことができないUSB端子やドアを閉めなければ加熱できない電子レンジなどがあります。

ディレーティング

負荷仕様の最大値より低い値で使用し信頼性を高めること。ある程度の余裕を持たせた設計。 JISでは、「信頼性を果然するために計画的に負荷を定格値から軽減すること」と定義されています。単に部品の強度や特性を改善するのではなく、応力を集中させず分散させたり、電気部品の周囲温度を定価させるなどの処理をすることで、信頼性の向上を図る方法。多くの部品は、その負荷仕様の最大値より低い値で使うほど、故障率が下がり、信頼性が高くなります。このように仕様よりも低い負荷で使用することをディレーティング(負荷軽減)と呼びます。

トレードオフ

一方を追求すれば他方を犠牲にせざるを得ないという状態・関係のこと。信頼性を上げるために設計をしたとき、コストが上がってしまい、ユーザーが買ってくれる価格にならなかったり、入手しづらい材料のために受注しても長納期になってしまい失注することのないようにする必要があります。信頼性、品質、コスト、納期、保全性などのバランスをとることをトレードオフと言います。

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