機能安全編

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更新日 2016-01-20 | 作成日 2007-12-03


☑機能安全 ~上流で設計すべきもうひとつの品質

第8回:構想設計とSystem Planner

株式会社制御システム研究所 森本 賢一

2012.04.23
※記事執筆時は、三菱重工業株式会社 原動機事業本部に在籍

前回までの機能安全のお話しで、構想段階の設計がとても大切なことがお分かりいただけたかと思います。

設計の前段階で十分なリスク分析LinkIconをすること、そしてそれをシステムの要件(Safety Function RequirementLinkIconSafety Integrity RequirementLinkIcon)としてまとめ、構想設計段階でどう実現するのか十分に検討した上で、System FMEALinkIconHAZOPLinkIcon、FTAを通して、それらの予想されるリスクにどう対処し、「打ち手」を盛り込んでおくのか、という試行錯誤のプロセスを構想設計段階で行うことによって、不安要素や不確定要素をなくし、下流の詳細設計での後戻りや、設計上の不適合(システマティックエラー)を発生させない、そのようなものづくりが大切でした。

このことは機能安全という規格に準拠することだけに意味を持つことではありません。メルマガの中でもご紹介したとおり、リスク分析の評価軸は、人や環境への影響だけにとどまらずLinkIcon、近年ではその設備を扱う企業への経済的なインパクトも考慮するようになってきています。また、今後より大切になるセキュリティ上のシステム脆弱性回避の設計プロセスとしても、このような設計手法が有効でしょう。

部品や部位の故障・障害を検知できるものと出来ないものに区分LinkIconし、それらの発生確率をベースに集約し評価する手法は、規格の本来の解釈とは別に、故障の定義や検知タイミングの解釈を対象製品に応じて自分達なりに変えることで、拡張し活用できるのではないかと思います。実際私どもの会社でも、プラント以外の電子機器を多く使用する機械製品でもこの手法を応用できないかという検討が始まっています。

複雑で多数のサブシステム(特に電子機器)で構成されるシステムの品質を評価する手法として、またQMSの確立した上での、さらなる製品の品質を向上させる設計手法として、今後、より大切になってくるのではないかと思います。

今回ご紹介した機能安全規格の要求仕様を満足するためのアプローチが、皆様の製品の品質向上、開発効率化のヒントになれば幸甚です。

さて今回はこの構想設計を支援する、(株)図研様の製品、System Plannerをご紹介し、これまでの連載を踏まえ、今後の展開に期待する部分を最後に述べたいと思います。

(System Plannerとは)
図研さんの製品といえば、回路設計CADのDesign Gateway や基板設計CADのBoard Designer、およびそれらの成果物を統合管理するDS-2、をお使いの方が多いのではないでしょうか。私と図研さんとの出会いもこれらのシステムの導入がきっかけでした。

これらのシステムは単なるCADというよりは、そのフェーズの設計ノウハウの蓄積場所になっており、お使いの会社ごとに様々な設計ルールが反映され、詳細設計をする設計者の知識や経験を補完するものです。

System Plannerは、これらの詳細設計システムの上流に位置する構想設計のためのシステムです。

下流に位置する詳細設計のシステムと連動し、その詳細データの流用や活用をしながらも、詳細設計段階で必要となるであろう様々なすりあわせを構想設計段階で終わらせてしまおう、といういわゆるバーチャルデザインのツールです。

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構想設計はハードやソフトウェアの様々な角度からの視点で行われますから、充実させようとすると紙の上では難しく、サンプルを実際に作ってみたり、実験をしてみたりという試行錯誤に注力することになりますが、それが詳細設計に移ると、詳細設計ではその段階なりに考慮すべきことも多く、結局現場でのすり合せに頼ってしまうことになりがちです。


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スライドショー:設計者の実態とは?

従来の(といいますか)良く有る日本的な構想設計では、担当の役割分担など簡単な絵「ポンチ絵」で済ますことが多く、試行錯誤の実際は下流の詳細設計で行うことが多いのではないでしょうか。しかし、詳細段階ではその特定の範囲の中での最適化を目指すことは容易でも、全体の最適化を行うには困難です。またそのために関係者全体で意思疎通することも、システムの規模が大きくなれば極めて困難です。

これまでの機能安全の話にも通じますが、システムの信頼性や品質を向上させるためには、前段のリスク分析が大切です。そこで規定された様々な信頼性や品質上の要件を、確実に詳細設計に反映してゆくために、この構想設計段階を豊かでかつ、後段の詳細設計に確実に引き継がれてゆくものであることが大切です。

こう考えると構想設計の検討段階で作成するブロック図や構造図は、単なる「ポンチ絵」ではなく、そこで行われる作画や検討が詳細設計のデータと密接に連動し、あたかもバーチャルにものづくりが行われるような、そんなシミュレーション機能も欲しくなります。

System Plannerは、そんな要求を実現する構想設計環境です。

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