機械エンジニアが知っておくべきこと──パッシブセーフティ設計の原理

Thread Content

品質の課題であるゼロディフェクトは、あらゆる業界が追求し続けている究極の目標です。日本のトヨタを代表とする企業は、2000人以上が3万個もの部品を組み立てる自動車製造プロセスにおいて、オンライン検査員の数を0人に抑えながらも、最終的にゼロディフェクトを実現した。ポカヨケは、その中で当然ながら極めて重要な役割を果たしています。http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190508/d93f983977f44064b29ef143b8f66ba9.jpeg パッシブセーフティの効果 作業の過程で、作業者は時折、うっかりミスや忘れによって作業上の誤りを犯してしまいます。こうした問題が占める割合は非常に大きく、パッシブセーフティを用いてこのようなミスを防ぐことができれば、品質レベルや作業効率は大幅に向上するでしょう。 （1）パッシブセーフティとは、「初回から物事を正しく行う」ということです。パッシブセーフティは、ミスの発生を防ぐための一連の手法やツールを用い、その結果が初めて物事をうまくこなすことに他なりません。（2）パッシブセーフティとは、「人為的なミスや素人が行っても間違わない、つまり特別な経験や注意を要しない」プロセスの「単純化」のことです。パッシブセーフティは、一連の手法やツールを用いて人的なミスの発生を防ぎ、意図的でない限り、どうあっても間違った作業を行わないようにするものです。（3）製品品質の向上、検査による無駄の削減、再工程化及びそれに伴う無駄の排除。パッシブセーフティとは「初回で正しく仕事をする」ということで、その直接的な結果が品質の向上です。パッシブセーフティによって、検査という無駄がなくなります。欠陥を排除することで、再工程の回数が減少し、再工程による時間やリソースの無駄遣いもなくなります。（4）自動化を実現し、効率を向上させる。パッシブセーフティは、人の主観的な判断への依存を減らし、工程の自動化を図ることで人為的なミスの可能性を低減し、労働効率を向上させます。（5）安全パッシブセーフティ法として、さまざまなIE手法を十分に活用し、人が単純なミスを犯す可能性があっても、装置が自動的に動作の正しさを判断し、人と機械の安全を確保する。 パーフェクトプレイングモードと原則1、4種類のパーフェクトプレイングモード
パーフェクトプレイングは、異なる工程やエラーの種類に応じて、それぞれ異なるモードが用いられる。具体的には以下の通りである：（1）物理的パーフェクトプレイング
物理的パーフェクトプレイングモードとは、製品、機器、工具、作業者の物的特性を活用した、ハードウェアによるエラー防止モードである。炊飯器のセンサースイッチは、具体的なPOKA-YOKEエラー防止モードの一例です。炊飯器に水を入れていない場合、加熱スイッチは加熱位置に設定できず、水を入れることで初めて加熱スイッチを加熱位置に切り替えることができます。（2）順序型パーフェクトプレイング　順序型パーフェクトプレイングとは、工程の操作手順に対してその順序を監視したり、間違いやすく忘れやすい手順を優先して実行し、その後で他の手順を実行するというエラー防止モードです。（3）グループ化・カウント式パーフェクトプレート　グループ化・カウント式パーフェクトプレートとは、分類やコード化によって作業の誤りを防ぐエラー防止モードです。（4）情報によるパッシブセーフティの強化　情報によるパッシブセーフティの強化モードとは、特定の製品情報を異なる場所や作業者間で伝達することによって、追跡を可能にするものです。 2、パーフェクトプレventionのレベルは、その装置の効果に応じて3つの段階に分けられる：http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190508/fedd4ceb87254adbb86ad431cb9e5f8d.jpeg http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190508/7472a0e92c6f4828bc5fc0fce9842056.jpeg 3、パーフェクトプレventionを実施する際の原則 以下はいくつかの基本的なパーフェクトプレventionの原則であり、これらを守ることで作業ミスを効果的に防ぐことができる。シンプルな原則 http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190508/47db575453054f3c928731c001b5beef.jpeg
簡単な原則 http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190508/4a30325844fc4a79be30a3ed3ac38ecb.jpeg
安全な原則 http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190508/6e8ca568cd6e4b839895e33b7b1b4aca.jpeg
自動化の原則 http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190508/f095107ffbee49bfb4cfcbdee4c7827f.jpeg
例：http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190508/9cc4aec967fe46dd82d0f003f80341ac.jpeg
http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190508/1cf07f05d13e41949b6300e1d3b9ced3.jpeg
1. パッシブセーフティ設計により、エラーが発生する原因を根本的に排除し、エラーが決して起こらないようにする。(1).除外法によって達成する。例：フロッピーディスクの側面にある再書き防止用の小さなプラスチック片を外せば、再書きを防ぐことができる。(2)「非対称な形状」を用いて実現する。(3)「同期原則」により、複数の動作は同時に実行されなければ完了しない。例：銀行の金庫を開ける際の操作。例：手動プレスの操作作業（両手でのスイッチ操作）(4).「順序」動作を使って行う。例：エレベーターのドア(5)。極限位置決め原理。例：油圧昇降極限接触停止スイッチ(6)。インタラクティブな動作によって実行する。例：チェーン店 2、分離の原則　危険や誤りが発生しないように、特定のエリアを保護するために異なる領域で区切る方法。隔離原理は保護原理とも呼ばれる。例：手を切らないようにする、電動円鋸用の保護カバー。車のシートベルト、バイクにはヘルメットを着用しよう。製品が運搬中に傷つかないよう、段ボールを追加する。カードで入場。 3、プロセス自動化によるパフォーマンスエラー防止は、さまざまな光学、電気、力学、機構学、化学の原理を用いて、特定の動作の実行または非実行を制限することで、エラーの発生を防ぎます。現在、これらの自動スイッチは非常に一般的であり、非常にシンプルな自動化アプリケーションでもあります。(1)「浮力」の方法で制御する。例：トイレのタンク内には浮き球があり、水がある高さまで上がると、浮き球がスイッチのレバーを押して水の供給を遮断します。(2)「重量」で制御する方法で行う。例：エレベーターが過積載のとき、ドアが閉まらず、上下に動けなくなり、警報ベルも鳴ります。(3)「光線」による制御方式で実行する。例：オートカメラでは、光量が不足しているとシャッターを押せない。 4、警告原則によるパフォーマンス低下の防止：異常な状況が発生した場合、音や光、その他の方法でさまざまな「警告」信号を表示し、誤りの発生を防ぐ。例：車の速度が速すぎると、警告灯が点灯します。シートベルトがしっかり締まっておらず、ドアがしっかり閉まっていないと、警告灯が点灯する。コンピュータを操作する際にキーを間違えると、警告音が鳴ります。Word文書内の英単語に誤りがある場合、ページに自動的に赤線で警告が表示されます。 工程のパーフェクトプレventionを効果的に実施する方法 1. パーフェクトプレventionについては、以下の考え方を持つべきである。①自己検査と相互検査は、最も基本的で原始的ながら、非常に効果的なエラー防止方法である。②エラー防止装置には、多額のリソース投資や高い技術レベルは必要ありません。③どの作業や取引プロセスも、事前に設計段階でエラー防止技術を組み込むことにより、人的なミスを防ぐことができる。④継続的なプロセス改善とエラー防止により、ゼロディフェクトは実現可能です。⑤エラー防止は予防に基づくべきであり、設計の段階から各工程の操作時のエラー防止策を考慮すべきである。⑥問題が発生しうるすべての場所において、エラー防止策を考慮する。上記の考え方に基づいてプロセス管理を行うことで、パーフェクトプレventionが効果的に実施できる。 2、パッシブセーフティの実施手順（1）製品／サービスの不具合を特定し、データを収集する；（2）欠陥の発見工程と発生工程の遡及；（3）欠陥が発生する工程の作業指導書の確認；（4）実際の作業工程と作業指示書との差異を確認する；（5）工程に以下の問題がないか確認する：（6）欠陥の原因を分析する；（7）作業ミスの原因分析；（8）同種の誤りを防止または検出するためのエラー防止装置やエラー防止プログラムを設計する；（9）エラー防止効果を確認し、必要に応じて工程を調整する；（10）継続的な管理と改善。 工程パッシブセーフティの活用事例　例1：電動工具の梱包におけるパッシブセーフティ装置の問題　電動工具、付属品、取扱説明書、および検査証明書は一つのパッケージとして顧客に届けられるが、常に部品の漏れや誤装着が発生していた。梱包作業員への教育や罰則を実施しても効果は見られなかった。http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190508/fc55c734728f4e3f8b905fd4fabd48d1.jpeg 例2.スマートフォンケース製造における混入防止の改善 http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190508/e0d9f1c3a54a40e8afe4ae410d8ee417.jpeg http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190508/20c9fca0ce634748b6f67350dcd12130.jpeg