「宇宙から地上へのメッセージ」
−安全性・信頼性は宇宙で始まり、地上で活用されるー

第　4　回

今回は宇宙の安全設計手法のキーポイントであるハザード解析のやり方を説明します。　「安全を脅かす要因が顕在または潜在する状態(ハザード)をすべて識別、原因を特定し、設計や運用によってその発生を制御する」　という一連のプロセスで構成されています。　つまり、まだ発生もしていない問題を設計の段階で想定・抽出し、設計に内在するリスクの度合いを開発の各段階で正確に把握して適切なレベルに達するまでリスクを軽減化してゆく手法です。

■　ハザード解析のやり方
　有人宇宙船のソフトウエア開発においては、その安全を保証するためにハードウエアとソフトウエアの品質保証活動を含めた安全･開発保証活動が実施されています。表はソフトウエア安全を保証するために包括的に実施されている活動内容をまとめたものです。　　その中で、特に重要な 安全設計の基本的な考え方は、システムのライフサイクルにおいてハザードを除去することですが、ミッション要求との兼ね合いで除去が困難な場合には、故障許容設計やリスク最小化設計を適用してハザード制御を行ないます。　では、ハザード解析について説明してゆきます。
1．ハザードの抽出
(1) ハザードの識別
　対象となるシステムやその運用に関係するハザードを故障木解析(FTA：Fault Tree Analysis)、及び故障モードと影響評価評価(ＦＭＥＡ)等を活用して網羅的に抽出します。
(2) ハザードの原因の識別
　ハザードに対して、FTAの手法等を活用して原因の究明を行います。ハードウエアについては潜在する根本原因が特定できる装置まで識別しますが、原因をソフトウエアモジュールレベルまで絞り込むことが困難なため、ハザードを起す可能性のある該当機能を識別します。

2．ハザードの除去・制御
(1) ハザードの除去・制御方法
ハザードについては可能な限り除去することが原則ですが、除去できない場合には、次の優先順位でハザードの制御を行います。
a．　ハザードを最小にする設計
　故障許容設計、適切な部品・材料の選定等により、ハザードが起こる可能性が最小となるようにします。
　例えば、宇宙船のような密閉空間では、火災それ自体のみならず、火災による有毒ガスの影響も大きいので火災防止設計に重点を置いています。発生防止については難燃性の材料、部品の選定、バッテリや回転機器などの発火源の管理をする設計にします。
b．　安全装置の用意
　異常が発生したとしても被害を最小限にするように、システムに安全装置を付加します。例えば、発火に至る前の異常を検知する手段の設定、異常検知時の機器の停止手段を持たせています。また、圧力容器は破壊する前に容器内の物質をリークする設計にします。
c．　警報・非常設備の用意
　異常が発生した場合には、警報が作動し、また万一非常事態が発生した場合、緊急警報が作動して搭乗員に異常を知らせます。緊急事態に備えて非常設備及び防護具を用意します。宇宙ステーションを構成するモジュールはすべて入り口から90cm以内に消火器と酸素マスクが設置されています。
d．　運用手順と保全
　ハザードの制御は設計だけは安全が確保しきれない場合に、運用制約や手順で制御する場合があります。例えば、火災が発生した場合の消火手段や退避手順が設定され訓練します。また、寿命が来る前に新品に交換する保全計画とします。
(2) ハザードの制御方法の検証
設定されたハザードの制御方法の有効性を、試験，解析，検査か、これらの組み合わせにより確認します。
(3) 残存ハザードのリスク評価
最後に検証結果を評価して、残存リスクが十分低いレベルに制御されていることを確認します。残存リスクは、ハザードの被害の度合い及び発生頻度マトリクスで評価します。