STAMP／STPAの概要・関連規格・適用事例

STAMP/STPAとは？その概要を知ろう

STAMP（System-Theoretic Accident Model and Processes）及びSTPA（System-Theoretic Process Analysis）は、従来のリスク分析手法とは異なるアプローチによる安全分析手法です。
通常のリスク分析が、個々の障害や異常に基づいた「原因追求型」であるのに対し、STAMP/STPAはシステム全体の構造に着目し、制約を管理しながらリスクを低減することを目的としています。

STAMPは、MITのNancy Leveson教授により開発されました。
その目的は、複合的な構造を持つ現代のシステムにおける安全性の確保であり、特に航空宇宙、原子力、自動車産業などの安全が重要視される業界での利用が進んでいます。

一方、STPAは、STAMPの理論を具体的に適用可能な形に落とし込んだ分析手法です。
STPAを用いることで、システムにおける潜在的な危険性を発見し、対応策を講じることが可能になります。

STAMPの基本原理とメリット

STAMPの基本原理は、「制約による管理」にあります。
システムの事故や不安全状態は、構成要素の誤作動ではなく、システム全体の制約違反によって引き起こされると考えます。

このアプローチにはいくつかのメリットがあります：

– **システム全体の視点**：制約によってシステム全体を見ることで、単なる部品の不具合ではなく、大規模なシステムの設計ミスや管理の不備なども発見できます。

– **柔軟性**：複数の要因が絡む複雑なシステムでも適用可能です。

– **発展性**：他のリスク分析手法と組み合わせて利用することも可能であり、進化し続けるシステム環境に対応できます。

これらの特性によって、安全性の向上やコストの削減、生産性の向上に寄与します。

STPAのプロセスとステップ

STPAは具体的なプロセスを経てリスクの分析を行います。
以下は、基本的な分析ステップとプロセスです。

1. システムの目的と意図した制約の明確化

最初のステップは、システムが何を目指しているのか、そしてどのような安全制約が求められるのかを明確化することです。
ここでの目的設定が、分析の基盤となります。

2. 制約違反を起こす危険性の特定

次に、どのような条件で制約違反が生じる可能性があるのかを特定します。
具体的には、システムが意図した通りに動作しない場合のシナリオを網羅的に洗い出します。

3. 制約違反シナリオの原因分析

特定された危険シナリオに対して、その原因となる要因を掘り下げて分析します。
誤作動や不十分なインタフェースなど、具体的な原因を特定します。

4. 制約を守るための対策の策定

最終ステップでは、上述の原因を克服するために必要な対策を策定します。
これは通常、システム設計やオペレーションの変更となります。

STAMP/STPAの関連規格

STAMP/STPAは、ISOやIECなどの国際規格ではなく、比較的新しい分析手法です。
そのため、直接的な関連規格は存在しませんが、既存の安全分析手法や管理体系に対して補完的な役割を果たしています。

– **ISO 31000**：リスク管理原則であるISO 31000は、多様なリスク管理フレームワークの中で、STAMP/STPAを組み込む際に参考にされます。

– **IEC 61508**：この機能安全国際標準は、特に産業用機械装置での安全性評価に活用されており、STAMP/STPAの結果をもとにした安全設計にも関連しています。

– **ISO 26262**：特に自動車業界での機能安全規格として知られ、STAMP/STPAを通じて得られたインサイトを、電気電子システムの安全要求としてフィードバックすることが可能です。

STAMPの実際の適用事例

STAMPやSTPAは、その理論的背景から、幅広い産業での適用が進んでいます。ここにいくつかの具体例を挙げましょう。

航空宇宙業界

航空業界は、最も早期にSTAMPを採用した業界の一つです。
新しい飛行機の開発に際して、複雑な制御システムの安全性を解析し、リスクを低減するためにSTPAを用いています。

FAA（アメリカ連邦航空局）は、STAMPに着目し、航空機の制御ソフトウェアの設計に適用することを奨励しています。
これにより、従来の故障モードベースの分析では見つからない問題点を明らかにしています。

自動車業界

自動運転技術の進歩に伴い、STPAは自動車業界においてもその重要性を増しています。
特に複雑で動的な環境下において、システム全体の安全性を向上させるための手法として活用されています。

例えば、自動車のブレーキシステムにおける制約条件をもとに、通常のシナリオと異なる異常シナリオを発見し、それに基づいて設計を改善することで、安全性の向上を図っています。

医療機器業界

医療機器も安全性が極めて重要な分野です。
インフュージョンポンプや心臓ペースメーカーといった命に直接関わる機器のリスク分析にSTPAが有用です。

ここでは、医療器具の誤作動やユーザー操作による危険を避けるため、システム全体の設計見直しやオペレーション方法の改善が進められています。

まとめ

STAMP/STPAは、現代の多様で複雑さを増すシステムにおいて、その安全性を担保するための新たなアプローチとして注目されています。
単なる故障の解析を超えて、システム的かつ興味深い視点からリスクを捉えることで、より広範なリスク管理が可能になります。

今後も様々な産業分野での応用が拡大し、補完的な分析手法としてますます重要な役割を果たすことでしょう。
製造業においても、STAMP/STPAの導入は、より高い安全性を追求するための効果的なツールとなる可能性があります。