【完全図解】FMEAの作り方｜工程FMEAを「形だけ」で終わらせない実務手順とRPN計算例

「FMEAをやってください」と言われたとき、品質管理の教科書的な定義はなんとなくわかっていても、いざExcelを前にすると手が止まる──そんな経験はありませんか。

特に工程FMEA（PFMEA）は、設計FMEAと違って「製造ラインで起こりうる不具合」をすべて洗い出す必要があるため、現場経験が浅いほど何を書けばいいか悩みます。結果として、前任者のExcelをコピペして点数をなんとなく埋めるだけの「儀式」になりがちです。

この記事では、「溶接工程で溶け込み不足が発生する」という製造業の具体例を1つ取り上げ、FMEAシートの左端から右端まで一気通貫で埋める全手順を解説します。数値の入れ方、RPNの計算例、最新のAP（処置優先度）との違いまで、この1記事で工程FMEAの実務がわかる構成にしました。

FMEAとは？｜30秒で復習する「未然防止の地図」

FMEA（Failure Mode and Effects Analysis：故障モード影響解析）とは、製品や工程で「起こりうる故障（不具合）」を事前に洗い出し、その影響度・発生しやすさ・検出のしやすさを数値化して、対策の優先順位を決める手法です。

ひとことで言えば、「問題が起きる前に、リスクを点数化して潰す順番を決める地図」です。

設計FMEA（DFMEA）と工程FMEA（PFMEA）の違い

この記事で扱うのは工程FMEA（PFMEA）です。製造現場で「どんな作業ミスや設備トラブルが起きうるか」を洗い出し、品質不良が顧客に届く前に対策を打つための手法です。QC工程表が「管理すべき項目の一覧」であるのに対し、FMEAは「なぜその項目を管理するのか（リスクの根拠）」を記録する点で、補完関係にあります。

工程FMEAの作り方｜7ステップの全体像

AIAG-VDA統合FMEAハンドブック（2019年版）では、FMEAを7つのステップで進めることが推奨されています。従来の「いきなりExcelに故障モードを書く」やり方と比べて、最初の3ステップ（構造→機能→故障の解析）が追加されているのが最大の変更点です。

このステップを踏むことで、「故障モードの洗い出しが甘い」「抜け漏れがある」という形骸化の最大の原因を防ぐことができます。

では、ここから各ステップを「溶接工程」を題材にした具体例つきで順番に解説していきます。

STEP 1～3：「何を解析するか」を決める前工程

STEP 1：計画と準備｜「どこを・誰と・いつまでに」を決める

FMEAは一人で黙々と作るものではありません。最低でも以下の3つを決めてからスタートします。

決めること	具体例（溶接工程の場合）
対象範囲	「サブフレームの溶接工程」（前工程のプレス、後工程の塗装は除外）
チーム編成	生産技術（リーダー）、品質管理、製造現場、設計、保全 → 3〜7名が理想
スケジュール	STEP 2～4を2時間×3回、STEP 5～7を2時間×2回（計約10時間）

STEP 2：構造解析｜工程を「ツリー構造」で分解する

対象工程を「大きなかたまり」から「小さな作業要素」まで3階層で分解します。これにより、後のSTEP 4で故障モードを洗い出す「粒度」が揃います。

STEP 3：機能解析｜「この工程は何をすべきか」を言語化する

構造解析で分解した各要素に対して、「その工程が果たすべき機能」と「要求仕様（合格基準）」を書き出します。ここを曖昧にすると、次のSTEP 4で「故障モード」が出てきません。なぜなら、故障モードとは「機能が果たされない状態」のことだからです。

工程要素	機能	要求仕様
ST30：本溶接	2つの鋼板を所定の強度で接合する	溶け込み深さ ≥ 3mm、ビード幅 5±1mm、外観欠陥なし
溶接ロボット（Machine）	設定条件どおりに溶接トーチを移動し、通電する	電流200±10A、電圧22±1V、速度30cm/min
シールドガス（Material）	溶接部を大気から遮断し、酸化を防ぐ	CO₂流量 20±2 L/min

STEP 4：故障解析｜「何がどう失敗するか」を3つのセットで書き出す

FMEAの核心部分です。STEP 3で定義した「機能」に対して、それが果たされない場合の①故障モード、②故障影響（顧客への影響）、③故障原因（なぜ起きるか）を3点セットで書き出します。

故障モード・影響・原因の3点セットとは？

具体例：溶接工程（ST30：本溶接）の故障解析

1つの工程に対して、故障モードは複数出てきます。「溶け込み不足」だけでなく、「スパッタ過多」「ビード蛇行」「ブローホール」など、起こりうるすべてを列挙するのがポイントです。以下は代表的な3パターンを示した例です。

故障モード	故障影響（顧客視点）	故障原因
溶け込み不足	接合強度不足 → 走行中に部品脱落の可能性（安全に影響）	①溶接電流の設定ミス ②ワイヤー送給速度の異常 ③ガス流量不足による酸化
スパッタ過多	外観不良 → 顧客からのクレーム（外観品質低下）	①電圧が高すぎる ②シールドガスの種類が不適切
ビード蛇行	溶接品質のばらつき → 疲労強度低下の恐れ	①ロボットのティーチング精度不良 ②治具のクランプ力不足

STEP 5：リスク解析｜影響度（S）・発生度（O）・検出度（D）の評価基準

いよいよ点数をつけるステップです。故障モードごとに以下の3つの指標を1～10の10段階で評価します。数字が大きいほどリスクが高いことを意味します。

① 影響度（Severity：S）の評価基準

「もしその故障が起きたら、顧客にどれだけ影響があるか」を評価します。安全に関わる場合は最高ランクの9～10、外観のみの問題なら2～3というイメージです。

ランク	影響の程度	判断基準（工程FMEAの場合）
10	安全問題（警告なし）	法規制に違反。予告なく使用者の安全を脅かす
9	安全問題（警告あり）	法規制に違反の可能性。事前に警告があるが使用者に危険
8	主機能喪失	製品が使用不能になる。100%不良として返品
7	主機能低下	製品の主要性能が著しく低下。大半の顧客が不満
6	副機能喪失	副次機能が使用不能。顧客は不便を感じる
5	副機能低下	副次機能の性能低下。半数以上の顧客が不満を感じる
4	外観・異音（中程度）	大半の顧客（75%超）が気づく不具合
3	外観・異音（軽微）	半数の顧客（50%程度）が気づく不具合
2	ほとんど影響なし	注意深い顧客だけが気づく微小な不具合
1	影響なし	顧客に影響がないレベル

② 発生度（Occurrence：O）の評価基準

「その故障原因がどれくらいの頻度で発生するか」を評価します。過去の不良データや工程能力指数（Cpk）がある場合はそれを根拠にします。

ランク	発生の程度	判断基準の目安
10	極めて高い	2個に1個以上（≥ 50%）。管理不能
8〜9	高い	20個に1個程度（Cpk < 0.67）
6〜7	やや高い	100個に1個程度（Cpk ≈ 0.83〜1.00）
4〜5	中程度	2,000個に1個程度（Cpk ≈ 1.00〜1.17）
2〜3	低い	15万個に1個程度（Cpk ≈ 1.33〜1.50）
1	極めて低い	100万個に1個以下（Cpk ≥ 1.67）。ほぼゼロ

③ 検出度（Detection：D）の評価基準

「その故障が発生したとき、出荷前に発見できる確率はどれくらいか」を評価します。注意点として、数字が大きいほど「見つけにくい」です。つまり、検出が難しい＝リスクが高い、という評価になります。

ランク	検出の程度	判断基準
10	検出ほぼ不可能	検出手段なし。不良品がそのまま出荷される
8〜9	検出困難	目視検査のみ。検出率が低い
6〜7	検出しにくい	抜取検査や手動での計測。見逃す可能性あり
4〜5	中程度の検出力	統計的管理（SPC）で異常を検知。ただし100%ではない
2〜3	検出しやすい	自動検査機で全数検査。高い検出率
1	確実に検出	ポカヨケにより故障そのものが発生不可能な構造

RPN計算の具体例｜「溶け込み不足」のリスクを数値化する

ここまでの情報を使って、実際にRPN（Risk Priority Number：リスク優先度数）を計算してみましょう。RPNは3つの評価値を掛け合わせるだけです。

計算例：故障モード「溶け込み不足」（原因：溶接電流の設定ミス）

評価項目	評価ランク	根拠
影響度（S）	9	溶け込み不足 → 接合強度不足 → 走行中の部品脱落（安全に関わる）
発生度（O）	4	過去1年で同種不良が3件/10万個。Cpk ≈ 1.10。「中程度」と判定
検出度（D）	5	溶接後に電流・電圧のモニタリング（SPC）で管理しているが、全数の非破壊検査は未実施

同じ工程の他の故障モードもまとめてRPN算出

故障モード	故障原因	S	O	D	RPN	優先度
溶け込み不足	溶接電流の設定ミス	9	4	5	180	★★★
スパッタ過多	電圧が高すぎる	3	5	3	45	★
ビード蛇行	ロボットのティーチング不良	7	3	6	126	★★

このように、RPN値が高い順に並べることで、「まず何から手を打つべきか」の優先順位が一目瞭然になります。溶け込み不足（RPN=180）が最優先で対策すべきリスクだとわかりました。

RPNの限界と、最新のAP（処置優先度）との違い

RPNは「掛け算の結果」だけで優先順位を決めるため、実は重大な弱点があります。以下の2つの故障モードを比べてください。

故障モード	S	O	D	RPN
A：安全に関わる不良（検出しやすい）	10	3	2	60
B：外観不良（検出しにくい）	3	4	8	96

RPNだけで見ると、B（外観不良）のほうが96で高いため優先対策になります。しかし、A（安全に関わる不良）は影響度10で、人命に関わるのに、RPNが低いだけで後回しにされてしまう──これがRPNの最大の問題です。

AP（Action Priority：処置優先度）とは？

2019年のAIAG-VDA統合FMEAハンドブックでは、この問題を解決するためにRPNに代わるAP（Action Priority：処置優先度）が導入されました。APは、S・O・Dの値を個別に精査した上で、H（高）・M（中）・L（低）の3段階で判定します。

APの判定では、影響度（S）が最も重視されます。先ほどの例では、故障モードA（S=10）は単純な掛け算ではなく「安全に関わる重大な影響がある」という事実がAPの判定に直接反映されるため、H（高）と判定されます。

比較項目	RPN（従来方式）	AP（AIAG-VDA方式）
計算方法	S × O × D（1〜1,000）	S・O・Dの組み合わせ表から H/M/L を判定
弱点	S=10でもO・Dが低ければRPNが低くなり、安全リスクを見逃す	判定基準表がやや複雑。チーム内での認識合わせが必要
推奨される場面	社内で長年使われている場合はそのまま運用可	自動車業界のOEM向け、新規にFMEAを構築する場合

STEP 6～7：改善策の立案と再評価、そして「生きた文書」にする

STEP 6：最適化｜RPNが高い項目の改善策を立案する

RPNが高い（またはAPがH/M）と判定された故障モードに対して、S・O・Dのどれを下げるかを検討します。改善策を実施した後に再度S・O・Dを評価し、RPNが目標値以下になったかを確認します。

先ほどの「溶け込み不足（RPN=180）」に対する改善策の例を見てみましょう。

改善の方向	具体策	狙い	改善後の値
O（発生度）を下げる	溶接条件をPLCにプリセット。作業者による手動設定を廃止	設定ミスの根本原因を断つ	O：4 → 2
D（検出度）を下げる	超音波探傷検査（UT）を全数に適用。溶け込み不足を100%検出する体制に	万が一発生しても流出を防ぐ	D：5 → 2

STEP 7：結果の文書化｜FMEAを「生きた文書」にする

FMEAシートは「一度作ったら終わり」ではなく、以下のタイミングで更新する「生きた文書（Living Document）」です。

更新タイミング	具体例
設計変更が入ったとき	材料がSPCCからGA材に変わった → 溶接条件が変わる → 故障モードの再洗い出し
市場クレームが発生したとき	想定していなかった故障モードが市場で発見された → FMEAに追記
定期レビュー（年1回など）	改善策の効果確認。O・D値の再評価を行い、RPNの変化を記録

FMEAが「形だけ」になる3つの原因と対策

ここまで7ステップを解説しましたが、現場でFMEAが形骸化する原因は手順の難しさではなく、運用面の問題であることがほとんどです。ここでは、よくある3つの失敗パターンとその対策を紹介します。

❌ 失敗パターン①：「一人で黙々とExcelを埋める」

FMEAは本来、複数部門のメンバーが集まって議論する「チーム作業」です。一人で書くと、自分の専門外の故障モードを見落とします。設計者は工程のトラブルを知らないし、製造は設計意図を知らない。だからこそ、3〜7名のクロスファンクショナルチームが不可欠です。

対策：最低でも「設計」「品管」「製造」の3者がテーブルにつく。1回2時間のワークショップ形式で進める。

❌ 失敗パターン②：「前任者のExcelをコピペして点数を変えるだけ」

新製品の工程FMEAを作るとき、前任者が書いた旧製品のFMEAをそのまま流用し、数値だけ微調整する──これが形骸化の典型例です。新製品には新しい工程・新しい設備・新しい材料が入っているはずなのに、故障モードが旧製品と同じになるのはおかしいのです。

対策：STEP 2（構造解析）からやり直す。特に「旧製品からの変更点」をリストアップし、変更点に紐づく新しい故障モードを必ず追加する。

❌ 失敗パターン③：「作っただけで更新しない」

量産開始前にFMEAを作成し、その後一度も更新しない。市場でクレームが発生しても、FMEAにはその故障モードが記載されていない──これでは「過去の反省が蓄積されない」状態です。

対策：STEP 7で述べたとおり、設計変更・クレーム発生・年次レビューのタイミングで必ず更新する仕組みを作る。FMEAの改訂履歴を残し、「いつ・誰が・何を変えたか」をトレースできるようにする。

まとめ｜FMEAは「形だけ」ではなく「武器」にできる

この記事では、工程FMEA（PFMEA）の作り方を7つのステップに沿って解説しました。最後に要点を振り返ります。

FMEAは「やらされている」と感じた瞬間に形骸化します。しかし、本来は「自分たちの工程で起こりうるリスクを見える化し、先手を打つ」ための強力な武器です。この記事が、あなたの現場でFMEAを「生きた活動」に変えるきっかけになれば幸いです。