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» 2009年06月17日 00時00分 UPDATE

情報マネジメント用語辞典:FTA(えふてぃーえい)

fault tree analysis / フォールトツリー解析 / 故障の木解析

[@IT情報マネジメント編集部,@IT]

 安全性・信頼性解析手法の1つ。システムに起こり得る望ましくない事象(特定の故障・事故)を想定し、その発生要因を上位のレベルから順次下位に論理展開して、最下位の問題事象の発生頻度から最初に想定した特定故障・事故の発生確率を算出し、同時に故障・事故の因果関係を明らかにする手法をいう。

 FTAでは、フォールトツリー(FT、故障の木)と呼ばれる樹形図が用いられる。これは解析対象であるシステムに起こり得る特定事象(通例は起っては困る事象で、故障・事故・異常・危険状態など)を最上位(頂上事象)に置き、これを発生させる原因事象に展開する。さらにこの原因事象の原因となる事象というように展開を繰り返し、根本原因となる基本事象にまで分解していく。このとき、上位事象と下位事象の関係をブール論理(主として論理的AND、論理的OR)で表現することで、最下位の各原因事象の発生頻度から最上位のシステムにおける危険事象の発生確率をブール代数で論理的に導き出せるようになる。

ALT フォールトツリーのイメージ
フォールトツリーの主な記号
  記号 機能 内容
事象記号 事象 頂上事象、
中間事象
頂上事象:システムに起こり得る望ましくない事象。フォールトツリーのトップに置く。中間事象:頂上事象の原因となる事象で、下位の事象によって構成される
基本事象 基本事象 頂上事象を発生させる要因のうち、それ以上の展開ができない、あるいは展開が不要な事象
否展開事象 否展開事象 情報不足などでそれ以上は展開できない、あるいは展開可能だがフォールトツリー上は展開しない事象
通常事象 通常事象 故障やエラーではないが、頂上事象の発生に影響を及ぼす事象
論理記号 ANDゲート ANDゲート
論理積
入力事象(原因)がすべて発生したときに出力事象(結果)が発生する
ORゲート ORゲート
論理和
入力事象のいずれかが発生したときに出力事象が発生する
制約ゲート 制約ゲート 特定の条件を満たす入力事象が発生したときに出力事象が発生する

 分析・改善の大まかな手順は、以下のとおり。

  1. 解析範囲の明確化し、解析対象システムを理解する
  2. そのシステムにとって望ましくない事象=頂上事象を定義する
  3. フォールトツリーの作成
  4. フォールトツリーの定性解析
  5. フォールトツリーの定量解析
  6. システムの改善

 FTAは、米空軍が開発中だった大陸間弾道弾「ミニットマンミサイル」の発射管制システムの信頼性評価に関する研究をベル研究所に委託したことに始まるとされる。これは機器の故障だけでなく、ヒューマンエラーや外部からの妨害を含めた総合的な発射成功(失敗)の確率を把握する方法を要求するものであった。

 この要請に応えてベル研究所は1961年にFTAを提案したが、ミニットマン・プログラムに参加していたポーイングはこれを意図しない発射や不注意によるロケットモーターへの点火など、ほかの領域の信頼性/安全性評価にも適用。さらにボーイングの民間航空機部門もFTAを航空機設計に使いはじめた。1965年、ボーイングとワシントン大学が後援した「システム安全性会議」でFTAが公開され、広く知られるようになった。また、ボーイングは1966年にFTAを基礎とする事故・故障シミュレーションのコンピュータ・プログラムを開発。原子力産業でも、新しい評価アルゴリズムとそれを実装するソフトウェアが多数作られた。

 FTAは、システムに発生が予測される不具合現象に対して防止対策のために事前解析技法として開発されたが、実際にはトラブル発生後に原因を探ることを目的に用いられることが多い。

 今日では航空宇宙、原子力産業のほかに、自動車や電気・電子、通信、情報・ソフトウェア、鉄道、建築、プラントなどの数多くの分野で、システムや機器の設計・開発段階の信頼性・保全性・安全性の解析、および製造や建築、運用などの段階における品質管理・業務改善・事故対策に活用されている。

参考文献

▼『FTA安全工学』 総合安全工学研究所=編/井上威恭=監修/日刊工業新聞社/1979年4月

▼『設計開発の品質マネジメント』 久米均=著/日科技連出版社/1999年9月

▼『国際標準化時代の実践FTA手法――信頼性、保全性、安全性解析と品質保証』 小野寺勝重=著/日科技連出版社/2000年6月


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