材料の損傷・破壊に基づく故障モード解析手法および機械学習を活用した誤り判別

抄録

最近，材料の損傷や破壊，経年劣化等を原因とした，製品事故が多発している．この様な製品事故は，PL問題等の経営や社会に対して大きな影響を与え得る．材料起因の製品事故を未然防止する為には，システム安全の概念に基づき，製品の構想設計段階から，材料に関する故障モード解析の実施が求められる．そこで著者らは，材料起因の製品事故を未然防止する手法「設計偏差法」を提案した．設計偏差法は，製品仕様に於ける設計変更 / 環境変化と材料の特性変化を対応付け，関連する材料の故障モードを論理的に導出する手法である．更に設計偏差法が機械学習手法との親和性が高いことに着目して，故障モード解析結果の妥当性を確認する「損傷・破壊モードの誤り判別法」を提案した．損傷・破壊モードの誤り判別法は，機械学習手法のサポートベクターマシンを用いて，導出された故障モードの妥当性を判定し，材料に関する知識が少ない故障モード解析者の解析支援を行う．本稿では，材料起因の製品事故がもたらす影響，故障モード解析に関する研究，設計偏差法並びに損傷・破壊モード判別分析について解説する．