産業機械向け機能安全プロセス構築と安全設計の対応事例

産業機械における機能安全プロセス構築の重要性

製造業では、産業機械の高度化や自動化が急速に進展しています。
その一方で、現場作業者の安全確保が、ますます重要になっています。
特に、機能安全（Functional Safety）は、国際規格IEC 61508やIEC 62061、ISO 13849などで要求されるグローバルな潮流となっています。

従来の昭和的な「ベテラン作業者の勘と経験」頼みの安全管理から、機械自体がリスクを自動的に検知・回避するシステムへの転換が求められているのです。
この記事では、現場目線で実践的な機能安全プロセス構築のポイントや、実際の安全設計事例を交え、アナログな業界でも通用する“地に足の着いたアプローチ”を解説します。

機能安全とは何か？現場での誤解を解く

単なる安全装置ではない、機能安全の本質

現場でよく耳にするのが、「非常停止ボタンさえ付ければ大丈夫」「ガードは取り急ぎ最低限」など、安全装置を設置することだけが目的化してしまう誤解です。
しかし機能安全の本質は、機械の“機能上の危険”を、意図的に制御する仕組みにあります。

例えば、万が一制御系が失陥した場合、自動的・安全にリスクを最小化する──。
または、誤動作しても人や設備に重大災害が起きないように、最初から設計に組み込むことが重要です。

業界で根付く“アナログ志向”からの脱却

多くの日本の製造現場では、今も「昔からの慣習」や「現場の判断」に依存しています。
「ヒヤリ・ハットを繰り返し、致命的な事故が起きてから改善する」といった後追い型の文化から、設計時点からリスクアセスメントを徹底し、未然防止を図る機能安全設計へとシフトすることが、国際競争力の強化にも不可欠です。

産業機械向け 機能安全プロセスの実践ステップ

1. リスクアセスメント（危険源特定と評価）

まず最初に、対象となる機械・工程の全ての危険源を“洗い出す”ことからスタートします。
ここでは、故障や誤操作、メンテナンス時のリスク、外的要因（停電・センサー誤動作など）まで漏れなくリストアップします。

昭和的な“ここまでやれば大丈夫だろう”的な妥協を排し、実際に事故やトラブルがあった過去事例や、現場作業者の声を積極的に収集することが精度向上のポイントです。

2. リスク低減のための設計（イナータ設計と保護プログラム）

リスクを特定したら、ISO 12100で規定されるリスク低減3ステップ（設計による本質的安全化、ガード・保護装置、情報提供）を順守します。
現場レベルでは、以下のような工夫が実際に効果を発揮します。

• 冗長回路設計による信頼性向上（例：二重化リレー、安全PLCなど）
• 作業者の侵入を監視する光電センサー＋機械インターロックによる自動停止
• 部品交換の際に工具が必要なカバーの採用（意図しない開閉防止）

3. 機能安全レベル（SIL/PL）の決定と安全制御構築

リスクの重大性や発生頻度に応じて、必要となる安全インテグリティレベル（SIL/PL）を評価します。
例えば、誤動作が人命に直結する場合はSIL3以上が必要となることも。
安全回路の設計段階で、低コスト重視の部品選定や機能省略に走りがちな現場風潮に歯止めをかける意識改革も求められます。

4. 検証・妥当性確認プロセス

導入後の検証（バリデーション）もプロセスの中核です。
現場の“形だけの検証”ではなく、リアルな運用時のシナリオや異常発生パターンを想定し、第三者や外部監査員も交えた多角的評価により、机上では見えないリスクの見落とし防止に繋げます。

安全設計への最新対応事例

自動化ラインにおける機能安全設計事例

某自動車部品メーカーの自動搬送ラインでは、従来手作業で搬送していた部品供給工程にAGV（無人搬送車）を導入しました。
当初は効率が大幅に向上したものの、周囲を歩く作業員との接触リスクや、誤進入時の重大事故懸念が浮上。

そこで、安全レーザースキャナによるAGV周囲の定期監視、作業員接近時の段階的速度制御、安全バリアの導入を実施。
さらに、安全PLCを採用し、信号の冗長化・分散処理により機能安全SIL2レベルを満たすシステムへと進化させました。

現場では、「想定外のケース」にも備えたシナリオベース検証（たとえば、手動解除など特殊操作時の安全確保）を繰り返し、現場作業者のヒアリングを安全設計に反映しています。

プレス機へのIoT活用による新安全対策

プレス加工現場でも、機能安全＝「2手操作」「安全カバー」だけで満足しがちです。
しかし、老朽プレス機の安全回路が冗長性・自己診断機能を持たず、人による目視点検のみで使い続けられているケースも散見されます。

そこで最新IoTデバイスの導入により、非常停止ボタンやガードスイッチが正常動作しているかを常時計測。
異常値やパターンをAIが分析し、ヒューマンエラーや装置の潜在的故障を自動で可視化します。

これにより従来人手頼みだった点検工数を大幅削減するだけでなく、重大事故発生リスクを事前に察知でき、製造ラインの“アクシデントゼロ”を目指せるのです。

リスクアセスメント教育の現場導入事例

どれだけ立派なプロセスや装置があっても、現場担当者が「安全とは何か？」を本質的に理解していなければ意味がありません。
某大手電機メーカーでは、毎年のリスクアセスメント教育を、現場リーダークラスだけでなく、全作業員・協力会社・サプライヤーまで射程を広げ。「実際にヒヤリ・ハットが起きてしまった箇所」を教材にし、失敗事例の共有をはかっています。

この地道な取り組みで、安全意識と自発的な改善提案が現場に根付き、プロセス面での形骸化や、意識のすり抜けを防いでいます。

サプライヤーの立場からみたバイヤーの安全設計要求への対応

機能安全がグローバルスタンダード化するなか、装置メーカーや部品サプライヤーは、バイヤー（調達購買担当）から厳格な安全・環境適合性を問われる局面が増えています。
「なぜ、ここまで細かく安全認証を要求されるのか？」と疑問を持つケースもありますが、バイヤーの視点としては以下の理由があります。

• 自社ラインのダウンタイム・事故リスク低減に直結する
• 万が一の事故発生時に、行政対応や法的リスクの回避ができる
• 国際取引先（特に欧米）への輸出・連携に必須要素となっている

そのため、サプライヤーとしては「機能安全対応可否」で受注可否や契約単価に直結するシビアな時代です。

安全設計対応のためには、単に“国際規格対応品”を供給するだけでなく、「どのようなリスクを、どの範囲・レベルで制御しているか」「現場での設置・メンテナンス性への配慮」までを含めて提案できる一歩踏み込んだ姿勢が取引継続のカギとなります。

今後に求められる機能安全の方向性と現場課題

デジタルとアナログの融合による現場力強化

日本のモノづくり現場では、未だアナログ的な“良き慣習”やベテラン独自の“経験知”が根強く残っています。
これを無理に切り捨てるのではなく、機能安全という仕組み・デジタル技術を現場の知見と融合させ、両者の強みを活かすことが最適解だと考えます。

たとえば、“現場あるある”を集約した不具合データベース構築や、ヒヤリ・ハットをもとにしたAI異常検知アルゴリズムの強化、現場ベテランのノウハウに基づいた想定外ケースのカバーリングなどです。

バイヤーに求められる新たな調達価値観

バイヤー自身にも、単なるコスト・納期だけでなく、「機能安全の成熟度」という新たな評価軸が不可欠です。
調達戦略のなかで、「このサプライヤーは、どう安全設計に取組み、現場へのフォロー体制はどうか？」まで踏み込み、現場の事故ゼロに貢献できる真のパートナー選びが求められています。

まとめ：機能安全は“工程力”の時代へ

産業機械の機能安全は、単なる規格の遵守や安全装置の設置に留まりません。
リスクアセスメントを基軸とし、安全設計・運用・教育まで一気通貫したプロセスとして現場に根付かせることが競争力になります。

サプライヤーは、製品スペックではなく「安全をどう担保できるか」という工程力の提供へと、バイヤーもコスト・納期以外に“人命と持続的運用”を守る新たな価値観への転換が必須です。

昭和の成功体験を活かしつつ、最新技術と融合させた“攻めの安全設計”を現場から実践し、共に産業界のさらなる発展を目指しましょう。