HAZOP, FMEA and FTA for risk assessment

安全分析において、 HAZOP, FMEA, FTA の組み合わせによる

リスクアセスメントの進め方の検討HAZOP, FMEA and FTA for Risk Assessment

日本学術会議安全工学シンポジウムTokyo, July 2, 2015

○ 小川明秀（大同大学）　小川清（技術士（情報工学）・工学博士・　名古屋市工業研究所）

2015 年 7 月 2 日 (c)@kaizen_nagoya

1

目次

• 1. 背景• 2. 手法の特徴• 3. 検討• 4. 実施手順• 5. まとめ

2015 年 7 月 2 日(c)@kaizen_nagoya 2

1 ．背景• リスクの洗い出しに FMEA, FTA, HAZOP を利

用• 安全分析国際規格 – FMEA(Failure Mode and Effect Analysis) : 1985 年– FTA(Fault Tree Analysis) : 1990 年– HAZOP(Hazard and Operability studies) : 2001 年

• HAZOP の実施率が低い– なぜ HAZOP するのか ?(WHY)– いつ HAZOP するのか？ (WHEN)– どれくらい HAZOP するのか？ (How)


表 1. 分析手法と段階　 JAXA

2015 年 7 月 2 日(c)@kaizen_nagoya 4黄色に着目（参考文献 8. プロセス改善ナビゲーションガイドベストプラク

ティス編

STAMP (Systems-Theoretic Accident Model and Processes),

• ENGINEERING A SAFER WORLD Systems, Thinking Applied to Safety, Nancy G. Leveson(MIT)

• https://mitpress.mit.edu/books/engineering-safer-world– safety constraints– a hierarchical safety control structure – process models– 具体的な設計制約に言及– システムもモデル例を提示

関連発表- CARDION: 概念段階におけるハザード・脅威の抽出手法 , 株式会社ニルソフトウェア , 伊藤昌夫 , JAXA/IPA 12th WOCS, 2014- システムアプローチによる機能安全への対応 ,dSPACE Japan株式会社 , 藤倉俊幸 , 自動車機能安全カンファレンス 2015, 20152015 年 7 月 2 日

(c)@kaizen_nagoya 5

2 手法の特徴• 2.1 FMEA(Failure Mode and Effect Analysis)

　故障状態と効果分析– IEC 60812:2006( 第二版 )

• 2.2 FTA(Fault Tree Analysis) 故障木解析 – IEC 61025:2006 ( 第二版 )

• 2.3 HAZOP(Hazard and Operability studies) 危険分析と運用研究– IEC 61882:2001( 初版 )


2.1 FMEA

• ３手法のうち、国際規格に最初になった手法。• 日本では幅広く取り組んでおり、データが大量

に入った表などの展開がある。• 利点：部品に絞って取り組める• 課題：故障の特定の手法を含んでいない– HAZOP を利用して故障を特定


2.2 FTA• 論理和と論理積で表現• 困った状態が起きないように、対策を明確

にする• 基本的な設計の考え方・部品に関する FMEA

の結果が前提• 利点：論理的な設計に役立つ• 課題– 設計資料が整備しないと進められない。– 上位事象の特定の手法は含んでいない。• HAZOP を利用2015 年 7 月 2 日

(c)@kaizen_nagoya 8

2.3 HAZOP

2015 年 7 月 2 日(c)@kaizen_nagoya

9

2.3.1 HAZOP の利点• 誘導語が逆を含み対称であるため、一方を忘れ

ることがなくなる。• 誘導語が対称（黄色、橙、空色、薄緑）である

ため１１誘導語があるようで誘導語７つだけと同等。

• 誘導語が空間的な量と質、時間的な時刻と順番に分類できるので、誘導語５つ（逆、方向、空間、時間、その他）と同等。

• 誘導語の上記性質に着目すれば、誘導語は有用。– 誘導語を減らす手法は意味がないだけでなく、危険–少ない誘導語で作業する段階があるのは効率指向2015 年 7 月 2 日(c)@kaizen_nagoya 10

3 検討• リスクアセスメントとして HAZOP, FMEA, FTA

の三つの手法を利用• どの手法をどの段階でどう組み合わせるとよ

いか考えるきっかけにするために同時に実施• 一人作業がないと考えない人が生まれる可能性有

• 三人より人数が多いと、生産性によい影響を与えない場合有

• 作業時間は１時間を基本単位とする。それ以上長い区切りだと無駄が生じる可能性有。


3.1 方針• 班は 3人で構成• 3 つの手法を同時に実施• 一人での作業時間• 一人は一つの手法だけを担当• 同じ課題を 3回実施• 人を入れ替えて実施 ( 全員３つの手法を実

施 )2015 年 7 月 2 日(c)@kaizen_nagoya 12

3.2 FTA, FMEA, HAZOP の関係

• 図 FTA, FMEA, HAZOP

FTA

FMEA

HAZOP

HAZOP

HAZOP

FTA ：最上位事象を起こさないような論理を検討。HAZOP ：上から、下から、真ん中からのいずれでも可。FMEA ：部品（下）から故障モードを洗出。2015 年 7 月 2 日

(c)@kaizen_nagoya 13

3.3 HAZOP作業表の例


3.4 一人作業 (HAZOP)

• 責任を持って作業• 利用者視点は設計能力が高くなくても

担当可• 誘導語と図を見てありえない事を「外

れ」　に列記する• 想定外（思わぬこと）に気付く• 人に言うのは恥ずかしい事でも，自

分で妄想するだけならいろいろ考えられる

• 最初に自分が考えたことが全体の表の中で残ってたり，統合されていくことにより，分析の流れを理解 152015 年 7 月 2 日

(c)@kaizen_nagoya

4 実施手順• 4.1 手順詳細• 4.2 班構成 • 4.3 報告方法• 4.4 実施上の工夫• 4.5 対象領域


4.1 手順詳細• １回を１時間とし、そのうち一人作業と班作

業とに分ける。– 15-20 分：一人作業 (各手法の資料・対象の写真図

表 )– 20-30 分：班作業– 10-25 分：全体報告


4.2 作業条件• 紙でやっていて欄が足りなけれ足す• ありえないことでよい• 思いついたことは必ず書く、間違えに気づいても消

さない（間違いと追記）• 経験に基づいても , 妄想に基づいてもどちらでもよ

い• 事について記述しても，物について記述してもよい• 事前，事後（初期条件，境界条件）を記述• 3 つ以上の設計指針を使う– 共用品設計 (universal design) 、形の設計指針、言語規約

(MISRA C, STARC RTL 設計スタイルガイド）• 誘導語の展開語一覧を配る2015 年 7 月 2 日


4.2 班構成 (1回目、２回目）

　班 HAZOP

FMEA

FTA

1回目

G１ P1 P2 P3

G２ P4 P5 P6

G３ P7 P8 P9　班 HAZ

OPFME

A FTA

2回目

G１ P6 P1 P8

G２ P9 P4 P2

G３ P3 P7 P5


1回目 HAZOP を担当した人は場所そのままで次は FMEA1回目 FMEA を担当した人は場所は後ろに下がって FTA1回目 FTA を担当した人は場所は前で次は HAZOP

4.2.1 班構成 (移動の仕方）• ３人で１班• ２回目– 1人は場所を動かずに手法だけ変わる ( 橙色 )– 1人は場所を前に動き手法だけ変わる（青色）– 1人は場所を後ろに動き手法だけ変わる（紫色）

• 3回目– 二回目と同じ動きで手法は残り

• 全員が３つの手法を実施。• 毎回異なる人と作業2015 年 7 月 2 日(c)@kaizen_nagoya 20

4.2.2 班構成 (3回目）

　班 HAZOP

FMEA

FTA

1回目

G１ P1 P2 P3

G２ P4 P5 P6

G３ P7 P8 P9　班 HAZ

OPFME

A FTA

2回目

G１ P6 P1 P8

G２ P9 P4 P2

G３ P3 P7 P5

　班 HAZOPFMEA FTA

3回目

G１ P5 P9 P1

G２ P8 P3 P4

G３ P2 P6 P7


2回目 FMEA を担当した人は場所そのままで次は FTA2回目 FTA を担当した人は場所は後ろに下がって HAZOP2回目 HAZOP を担当した人は場所は前で次は FMEA

4.3 報告方法• 班–量が少ない人から報告する

• 全体–各班から大事なこと１つを報告してもらう–前の班が報告したことは報告しない–3回の報告の出発位置をずらす–班の数が増えたら発表の言葉の数を減らし

てもらうと班の数が多くなっても時間はそれほど増えない


4.4 実施上の工夫• 縦の列に同じ属性を持った人を配置• 班の中では異なる属性の人と組む• 例– 設計部門、利用部門、間接部門などの製品・サービスへの関わりが全く違う部門を縦に並べる。

– 取引先と同時に実施する場合• 仕入れ先、設計・製造、納入先の３つの組織が参加する。

• 同じ組織の同じ設計部門だけで実施する場合– 年齢・当該作業の経験年数などの他の分類を用い

る• 様々な視点の組み合わせで効率がよくなる2015 年 7 月 2 日(c)@kaizen_nagoya 23

4.5 ．対象領域• 部品–エレベータのドア、自動車のブレーキ

• 自然・社会事象–津波、原子力発電所事故、交通事故

• ソフトウェア–「仕様が前と同じ」という不明確な情報で

の作業– TOPPERS/ssp （オープンソースリアルタイム

OS ）• 教育–その場にいる人の興味のある題材2015 年 7 月 2 日


5 ．まとめ• なぜ HAZOP を実施するのか ?(WHY)– FTA, FMEA で対応してない HAZARD の特定、

結果の妥当性確認• いつ HAZOP を実施するのか？ (WHEN)–構想 (FTA,FMEA 前）、設計 (中）、出荷・運

用 (後）の３回• どれくらい HAZOP を実施するのか？ (How)–段階によって、時間、成果を計画して実施


5.1 　まとめ（手順）• ３回繰り返す。１回で 100 点を目指さず、 50 点を目指せばよい。

• 短時間に繰り返し行うため、やり方を習得できる

• 人を毎回入れ替えを行うことにより、立場・経験・知見の違いによる作業の効率化を図る視点を体得

• 分析の精緻化を図る方式の一つを確立。


5.2 課題• 機密事項などに触れる情報が出る。–非公開の機能、非公開の仕様など

• 成果を対外的に公表できない– 明確な機密事項以外に、機密かどうかの判定が

すぐにできない。• どうやって成果の公開可能性を高めるか– 事故調査で FTA, FMEA, HAZOP の結果の報告義務


参考文献• 1. HAZOP 手法の応用と展開 , 小川清 , 渡部謹二 , 斉藤直希 ,電気関係学会東海支部連合大会 ,2010

• 2. HAZOP 手法の展開 , 小川清 , 斉藤直希 , 渡部謹二 , 安全工学シンポジウム , 2010

• 3. HAZOP の誘導語の体系化と実習 , 小川清 , 斉藤直希 , 渡部謹二 , 電気関係学会東海支部連合大会 , 2011 年

• 4. HAZOP による TOPPERS/ssp の分析 . 小川清 , JAXA/IPA 第 9回クリティカルソフトウェアワークショップ , 2011 年

• 5. 実践 HAZOP演習 , 小川清 ,SWEST( 組込みシステム技術に関するサマーワークショップ ) , 2010,2011

• 6. 一人 HAZOP を組み合わせた効率的な分析作業 , 小川清 , 第 8回クリティカルソフトウェアワークショップ , 2011

• 7, An application on HAZard and OPerability (HAZOP) 　 Study for digital system , Kiyoshi Ogawa, 世界ソフトウェア品質会議 , 20112015 年 7 月 2 日


8. プロセス改善ナビゲーションガイド〜ベストプラクティス編

• １０事例のうちの一つが JAXA のIV&V( 独立検証 )

• IPA/SECwww.ipa.go.jpからダウンロード可。


9. ENGINEERING A SAFER WORLD Systems, Thinking Applied to Safety, Nancy G. Leveson, 2012https://mitpress.mit.edu/books/engineering-safer-world10. CARDION: 概念段階におけるハザード・脅威の抽出手法 , ( 株 ) ニルソフトウェア , 伊藤昌夫 , JAXA/IPA 12th WOCS, 201411. システムアプローチによる機能安全への対応 ,dSPACE Japan( 株 ), 藤倉俊幸 , 自動車機能安全カンファレンスJARI, 2015

http://www.ipa.go.jp/

https://mitpress.mit.edu/books/engineering-safer-world



謝辞経済産業省 ,宇宙航空研究開発機構 (JAXA), ( 株）日本機能安全 , 名古屋大学 , 名古屋工業大学 ,岐阜大学 ,( 株 )ヴィッツ ,東海ソフト( 株 ),サニー技研 ( 株 ), アイシン精機 ( 株 ), トヨタ自動車 ( 株 ), ルネサスエレクトロニクス ( 株 ),( 株 )東海理化 ,( 株 ) アドヴィックス ,新日鉄住金ソリューションズ ( 株 ),( 株 ) デンソークリエイト ,産業総合研究所 ,北海道立工業試験場 ,SWEST,CEST, 日本技術士会 , 日本テクノセンター


April 15, 2023 31

HAZOP参加者の期待が :< 事前：参加者 >

誘

guide word

外れ：逸脱 (deviation) なぜ：原因 (cause) どうする：対策 (action)案

無 noHAZOP に興味がない。 hazop の話を聞く気がない

資料，説明が分かりにくい。略号(HAZOP[ はぞっぷ ] など ) の読みが入っていない。

掴みのネタを入れる。（この資料）分かり易い用語（言い換え）を使う。具体的な例を図で示す。他の発表の関係を述べる。略号一覧を入れる。

逆 reverse HAZOP が嫌い。 hazop の

話への攻撃する点を探そう

分かっている人がやっているから分かるだけで，手法の善し悪しではないという点がありそう

一人 HAZOP をやってみればすぐに分かることを強調

他other than

HAZOP の話の時間に別のものが聞きたい

興味深い発表が多い資料だけ見ても役に立つ内容にする

大 more HAZOP への期待が大きす

ぎる。

FTA, FMEA をやっていない場合にはHAZOP がすばらしく見えるかもしれない

設計指針を 3 つ以上用いないと偏る可能性があることを述べる。

小 less

HAZOP への期待が小さい。

どうせ国際規格になるものは役に立たない

共通部分を纏めたものが規格。必要に応じた仕立て(tailoring) または現地合わせ (fitting) が必要であり，仕立て方の例として一人 HAZOP を、現地合わせの方法として参加者のお題を示す。

類as well as

他事に興味がある。その時間は他事をやろう

仕事の締め切り。突然の案件の発生。聞くと得することが匂うような雰囲気を醸し出す。

部 part of

HAZOP の話の対称性のところだけ聞きたい

対称性を考えるだけでもいろいろなことが解決する。

誘導語，図 (写真・動画・現物 )，設計指針の 3 点で一人 HAZOP をしてみると分かる

早 early

資料を見たら分かったので話は聞かない

１つのやり方で見れば分かる達人資料に，失敗しないための指針を示しておく

遅 lateHAZOP の資料を見ても何を言っているのか分からないので聞く気がしない

事例，図に思い当たるものがない自分で体験してもらう。他の方法でもできるのなら，誘導語は検査項目として利用するだけでもよい

前 before

話を聞く前に理解しているつもりになった

自分でやるつもりがない作業表を配って体験してもらう

後 after聞いていないのに役に立たないと判断した。

他のやり方でもできることばかりと感じる

誘導語を FMEA, FTA, なぜなぜ分析，ブレインストーミング等の他のやり方とと組み合わせてやってみてもらう

April 15, 2023 32

HAZOP の資料が（を）：＜事前：発表者，参加者＞

誘

guide word

外れ：逸脱(deviation)

なぜ：原因 (cause) どうする：対策 (action)案

無 no 事前にあがっていない。予稿集を買っていない。

資料，説明が分かりにくい。興味がない。前日まで作成していてあげられず。過去の資料があることを関係者に知らせる

逆reverse

過去のものはあったが見ていない。　

過去の資料を見たり、ダウンロードしやすくする。

他

other than

質がひどいので見る気がしない

過去のセミナの焼き直し。機密事項で明確に言えないことが多い。

HAZOP をしたことがない人に、毎回見てもらう。

大 more

1枚づつ印刷して大きすぎ。資料の量が多すぎる。複数の版がある。

いろいろな人を想定しすぎ。いろいろなことを入れたくなりすぎた。誘導語，図，設計指針の 3 点に絞る

小 less文字が小さい。資料の量が少なすぎる。

制御，情報について分かっている人を想定して資料を作った

後日詳細資料を公開する

類as well as 資料が難し過ぎる。

専門家として仕事をしている人を前提にしている。

人，物（製品），作業について区分して伝えることにより，１つの視点だけでも分かってもらう

部 part of

資料が hazop の一部だけしか説明していない

HAZOP の応用例が増えてきた。

実際に作業してみると対象によってやることが違うことを体験してもらう

早 early 話題の展開が飛び飛び

演習を想定した資料。間は作業で埋めて欲しい。

作業表を配って体験してもらう (今回未実施 )

遅 late同じ事を諄く説明しすぎ

参加者が何がわかっていないかをよく理解していない習うより慣れろを標題に入れる

前 before 結論が前の方すぎる

結論を早く伝えたい。実際にやってみなると納得できることを伝える

後 after 結論が後の方すぎる

論理展開が明確になったものだけを結論にしたい。大切なことは 3回繰り返す

April 15, 2023 33

HAZOP の発表が：＜最中：発表者＞

誘

guide word


無 no分からない

用語構造の違う分野の人が聞いている。略号の読みを知らない。

用語構造の類語辞書を作る。略号一覧に読みを入れる。

逆reverse

当たり前のことしか言っていない過去のセミナの焼き直し

今回新たに付け加えたことを色・字形 (font) を変えて明確にする。

他

other than

面白くない何を一番伝えたいかで悩んでいる

いいたいことを 3 つに絞る

大 more 説明の量が多すぎる

hazop を知らないさまざまな人を想定しすぎ

設計指針を 3 つ以上用いないと偏る可能性があることを述べる。

小 less説明が少なすぎる

制御，情報について分かっている人を想定している

図だけでもピンと来てもらえるようなものを入れる

類as well as 説明が難し過ぎる

専門家として仕事をしている人を前提にしている

人，物（製品），作業について区分して伝えることにより，１つの視点だけでも分かってもらう

部 part of 説明が一部だけ

一番詳しく説明したい部分に絞った誘導語，図，設計指針の 3 点は省かない

早 early 説明が速過ぎるいろいろなことを言いた過ぎる。いいたいことを 3 つに絞る

遅 late説明が遅過ぎる

用意した資料では分からないことに発表しながら気が付いた

作業表を配って体験してもらう

前 before

定義していない用語を使った。

定義すべき用語が多過ぎるカタカナ語は漢字の言葉に直してみる。漢字の言葉は大和言葉に直してみる。

後 after

用語定義が後から出てきた

用語定義が前にあるとうざい用語定義が最後にあることを最初に言う

April 15, 2023 34

HAZOP参加後の成果が：＜事後：参加者＞

誘guide word


無 no

何も分からなかった

資料，説明が分かりにくい。興味がない。

事前に参考資料（プロセス改善ナビゲーションガイド，セーフウェア）を読むとよいことを知らせる

逆 reverse

HAZOP の結果と事前に分かっていることの関係を逆に捉えられた

わかっている人がやっているから分かるだけで，手法の善し悪しではないという印象を与えた

発表者の過去の論文，発表を見てもらい変化を知らせる

他 other than

説明のまずさだけが印象に残った

発表者と興味の方向が違う一人 HAZOP した結果を経験者に見てもらう

大 moreたくさんのことを分かりすぎて何が要点だったか見失った

FTA, FMEA をやっているのでHAZOP で補うところがすぐにわかった

FTA, FMEA, HAZOP の比較表を作ってみる

小 less

役に立つ道具の１つであることは分かったが，だからどうすればいいかが分からない

参加者の課題と手法の間のつなぎ方がピントこない

一人 HAZOP した結果を経験者に見てもらう

類as well as

HAZOP でできないことまでできると誤解を与えた

利点を強調しすぎた異なる設計指針，単位に適用してみる

部 part of

HAZOP の理解が一面的になった

説明の一部だけが当てはまる 3 段階の利用（初期，設計，運用）を示す。

早 earlyちょっと聞いただけで分かったので別の部屋に行った

１つのやり方だけで分かったつもりになる

資料に，失敗しないための指針を示しておく

遅 lateいつまでも分からないので怒れてきた

参加者の課題とどう噛み合うのかが明確でない

一人 HAZOP した結果を見せて，どうやったらいいかわからないところを示す。

前 before

作業せずにわかったつもりになった

自分でやるつもりがない一度やってみる。

後 after作業してもわからなかった

他のやり方でもできると感じる

自分より経験が少ない人と作業してみて，経験がうまく伝わるか確かめてみる

略号一覧（よみは発表者）• FMEA( えふえむいーえー ) failure mode and

effective analysis• FTA （えふてぃーえー） fault tree analysis• HAZOP( はぞっぷ ) hazard and operability

study


用語構造 (thesaurus)• 分析手法• ・なぜなぜ分析• ・ CARDION• ・ STAMP• ・ FMEA• ・ FTA• ・ HAZOP• ・・分析対象• ・・・部品• ・・・・ソフトウェア• ・・・自然・社会現象• ・・・教育• ・・設計指針• ・・・共用品設計• ・・・形の設計指針• ・・・言語規約• ・・・・ MISRA C• ・・・・ STARC RTL 設計スタイルガイド部委託

制約・初期条件 (initial condition)・境界条件・終了条件・不変条件 2015 年 7 月 2 日


・・誘導語 (guide word)・・・存在 (exist)・・・・無 (no)・・・方向 (direction)・・・・逆 (reverse)・・・・他 (other than)・量 (quantity)・・大 (more)・・小 (less)・質 (quality)・・類 (as well as)・・部 (part of)・時間 (time)・・早 (early)・・遅 (late)・順番 (sequence)・・前 (before)・・後 (after)・・外部委託

作業・一人作業・班作業・・班報告・全体報告作業分類・構想 (concept)・設計 (design)・製造・出荷 ()・運用 (operation)国際規格(international standard)・ ISO・・ ISO 26262・ IEC・・ 60812 FMEA・・ 61025 FTA・・ 61882 HAZO・ ISO/IEC・・ ISO/IEC 15504・・・ ISO/IEC 33001

組織・ JAXA・ IPA・・ IPA/SEC・ JARI・学術団体・・電気関係学会・・日本学術会議・・ SWEST 実行委員会・内部組織・・設計部門・・利用部門・・関節部門・取引先・・仕入先・・納入先・・外部委託

失敗しないための指針• 失敗が次の成功の素。失敗の重要度に応じ

て記録を保存する。• 最初に 50 点を目指すことを示す。• 想定外を洗い出したい（制約）ので詳しく説明しないことを話す。

• 的外れのようなことが、今回の目標 ( 的）だということ ( 逆）が HAZOP の趣旨の一部

• HAZOP 自体が失敗しないための指針。 HAZOP 分析作業を HAZOP しておく

• 習うより慣れろ。ただし慣れていない新しい人にも参加してもらう2015 年 7 月 2 日


作業表の置き場• Hazop作業表は• http://Researchmap.jp/HAZOP(はぞっぷ)/

• などに置いています。• この資料で提示したものはhttps://researchmap.jp/jolcozn8h-51292/• なお researchmap.jp は理由は不明ですが、平均月に１日以上休止しているかもしれません。

• 予備を＊＊＊に置きます。


http://Researchmap.jp/HAZOP(%E3%81%AF%E3%81%9E%E3%81%A3%E3%81%B7)/





Document History• 2006, ver 0.1 Hazop First Presentation• 2010, ver 1.0 WOCS HAZOP• 2011, ver 2.0 World Software Quality Congress• 2015, ver 3.0 Safety Engineering Symposium, japan, 2015.7.2

– ver 3.1a, 2015.7.3 Slideshare upload version.– ver 3.1b, 2015.7.6 divide some slides for good views.– Ver 3.1c, 2015.7.7 add Last Hazop 4 sheets.– Ver 3.1d, 2015.7.8 add document history and review Last Hazop 4

sheets.– Ver3.1e, 2015.710 add last 4 pages– Ver 3.1f 2015.7.12 rewrite Hazop 4 sheets.
