航空機運航においては安全と効率が追求される.航空システムでは,設計段階で,安全目標を満たすようにシステムを構成するサブシステムの信頼性などの要件が定められている.これらの要件を満たすように設計・運用されてはじめて安全が確保できる.本稿では,どのような安全目標の下でどのような信頼性要件が設定されているかを幾つかの例をあげて概説する.

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航空保安無線施設は,現在の航空機の飛行に欠かせないものであるが,率直に言って,多くの利用者にとっては,さほど馴染み深いものとは言えまい.本稿は,そのような読者を想定し,平易な記述を心がけながら,航空保安無線施設についてのイメージを持って頂くことを第一の目標とした.まず,これらの施設は,そもそも何のためのものであり,それには,どういう種類があるのかを概観する.次に,それらの施設の信頼性確保に関連し,その中核をなす2つの業務システムの紹介を中心として,いくつかのトピックスを取り上げたい.信頼性確保の基本戦略である多重化について触れてから,その多重性と,言わば表裏の関係にある部品補給管理システムについて説明する.続いて,信頼性向上のもう一つの柱である保守情報処理システムについて簡単に述べる.最後に,人工衛星を用いた新しい時代の航法システムについて,国際的な動向や,それに対する日本の貢献について言及する.

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民間航空機の将来航法システムとして,GPSなど衛星測位システムを導入するための検討が,国際民間航空機関(ICAO)を中心に進められている.民間航空に要求される航法システムの精度及び信頼性要件は,進入着陸時に最も厳しく,GPS単独ではその要求を満たさない.そこで,GPS補強(augmentation)システムの構築が必要とされ,米国を中心に開発研究が行われている.補強システムの機能は,航空機にGPSの誤差を補正する情報を提供すること及び故障など何らかの原因でシステムがその要求精度を満たさなくなったとき航空機に瞬時に警報を発することである.このため補強システムには,厳しいインテグリティ(完全性),コンティニュイティ(連続性)が要求され,かつこられの要求を満足してシステムが正常に動作するアベイラビリティ(稼働率)が必要とされる.本稿では,この補強システムの開発研究の過程において行われてきたアベイラビリティを予測計算する手法について具体例を示し,最近の研究動向を概説する.

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衛星システムでは,軌道上で修理できないことから高信頼度が要求される.高信頼度要求を満足するためには,基本設計,詳細設計,製作,認定試験,受入試験及び関連審査会等で,信頼性を確保するための検討及び審査を行う必要がある.衛星のコンポーネント,サブシステム,システム等において,信頼性評価,各サブシステム等での高信頼性技術,不具合の事例及びその対策について紹介する.

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宇宙開発事業団では宇宙システムの開発において信頼性管理を行うための標準的な要求事項をNASDA-STD-17「信頼性プログラム標準」として定めている.この標準は,宇宙開発事業団のロケット,人工衛星の開発に適用されるとともに,宇宙ステーションの信頼性管理の基礎になっている.信頼性プログラム標準は「信頼性工学」,「試験および信頼性評価」,「信頼性プログラムマネジメント」を三大要素として成り立っている.本稿では,この信頼性プログラム標準に基づく信頼性管理のなかで特に,非修理系である宇宙システムの開発において特徴的と考えられる単一故障点とその対策,そして水平展開による欠陥の除去にスポットをあてて紹介する.前者は,宇宙システム中に存在する信頼性上の要注意点である単一故障点の識別と冗長系採用による最小化,波及故障の防止を紹介した.後者では,宇宙システム中の欠陥を除去するために他の宇宙システムで発生した不具合などを生かす活動を紹介した.

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2001年8月27日(月)から8月31日(金)までの5日間,中国の大連において信頼性・安全性・保全性国際会議(ICRMS'2001)が開催された.1992年の第1回北京での会議以来,今回で第5回目の会議となる.日本から28名が参加し,17編の論文発表と基調講演およびワークショップで発表し,中国の研究者・技術者と多くの討論を行った.その概要と日本側参加者の感想を報告する.

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産業機械を対象とした災害防止対策では,確率計算に基づいて残存リスクの定量的評価を行うことがある.しかし,この方法では,確率的なリスク評価に含まれる不確定性の方が災害発生率の推定値と比較して桁違いに大きい場合もある.このため,本報では,蓬原・向殿・杉本らによって提案された安全の原理(安全か危険か分からない不確定なものは,すべて危険と見なす)にしたがって,安全確認システムの非対称誤り率ηに最悪値評価としてη=1を与えるなどの方法により,リスク評価に含まれる不確定性を根絶できる手法を提案した.また,この手法をプログラマブルな電子制御装置で構成される安全確認システムに適用したところ,筆者らが設定した災害防止の目標値を達成するには,自動監視付きで監視速度が遅い場合,異種三重系以上の構成を必要とすることが判明した.

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本論文では,安全関連の国際規格に準拠して開発した電子連動装置(PRIME)ソフトウェアについて,その開発手法および従来の電子連動装置(SMILE)との品質データ対比による実践的評価結果を述べる.PRIMEのソフトウェアは,現在のIEC61508「電気・電子・プログラマブル電子安全関連系の機能安全」のドラフトを参考に開発を進めた.その結果,SMILEと比較して実用機における品質(バグ量),試験時間などで,顕著な効果が認められた.本論文では,規格適用の効果について報告する.

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The paper considers a single-machine production-inventory system where the machine is subject to random failure and at most two failures are allowed to occur in a production cycle. After first failure if shortages occur due to longer repair time, they are backlogged partially. While backlogging if failure occurs again, the machine is repaired towards the termination of the production process and all the accumulated shortages are lost. The expected average cost function is derived for general failure and repair time distributions. Some properties of the proposed model are studied under exponentially distributed failure and repair times. The optimal lot sizing decision is obtained and sensitivity analysis is carried out with the help of a numerical example.

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The article considers an estimation problem of repairable units. We consider two types of data: (i) field data which is collected from the failure of field units and (ii) experimental data which is collected from the experiments in laboratories. Field units are assumed to be repairable. The lifetimes of field units follow a mixed Weibull distribution and the units are imperfectly repaired on failures. The Malik's model is used for describing repair effects. The parameters of a mixed Weilbull distribution and maintenance effects are estimated by maximum likelihood method. Simulation is used to illustrate the accuracy of the proposed method.

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This paper considers a software reliability model which allows for two types of imperfect debuggings at each failure of the software system. For one type of imperfect debugging, the fault that causes the failure is imperfectly debugged without changing the fault contents of the software system. For the other type of imperfect debugging, the fault is not only imperfectly debugged, but also a new fault is generated and introduced to the system. The probability of perfect debugging assumed to be an increasing function of the number of repairs performed prior to the failure of the system. Based on the software reliability model presented, we develop a profit model, assuming the truncated expected software profit. The optimal values of release time are shown to be finite and unique. Numerical examples are provided for illustrative purposes.

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近年の医療現場において,医師も患者も納得できる治療方針を立てる必要性が増大した.一方,医療データは要因が複雑に入り組んでいるため解析がしにくい.本研究では肺癌患者の症例を,主に患者固有の項目と治療項目で整理し,それぞれの要因の組み合わせにより症例の層別をヒューリスティックに行った.次に層別毎に余命分布の違いの検定や,平均余命の差を検討し,症例の層別検討結果の表記法を含め,治療方法と余命の関係について考察した.更に層別された余命分布に対しWeibull分布をあてはめて母数の推定をし,治療方法と形状母数の関係について若干の検討を行った.

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様々な状況に対して、自動車や航空機等の故障確率を予測するための解析手法や故障確率を低減させるための設計手法を確立することは重要なことである。そこで本報告では、小石等の飛翔体の高速衝突に対して、計算機上で作成した自動車や航空機等の3次元モデルを用いた3次元的な故障解析及び故障確率を低減させるための設計手法に関して報告をする。

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The problem of trend change in the failure rate is great interest in the reliability and survival analysis. In this paper we develop a test statistic for testing whether or not the failure rate changes its trend. We do not assume that the turning point or the proportion before the turning point is known. We establish the asymptotic null distribution of test statistic and obtain asymptotic critical values of the asymptotic null distribution. Example is used to illustrate the application of our test.

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半導体LSIの製造工程は複雑であり、1ロット当たり、工程の各段階において数百、全部で数万の変数が観測されている。1ロットの製造期間は数週間から数ヶ月である。このような状況で、製造の収率(ロットあるいはウェハーあたりの良品率)を左右する原因をこれらデータから突き止めることは、困難である。本研究では従来研究と新たな2つの解析法による次元縮約と決定木モデルの3つを組合わせることにより、収率に影響を与える重要な工程と工程変数の候補の抽出ができることがわかった。

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A failure probability model based on Von-Mises failure criterion and the standard normal probability function is proposed. The effects of varying boundary conditions such as internal fluid pressure, external soil, traffic loads, temperature change and corrosion on failure probability of the buried pipes are systematically investigated. To allow for the uncertainties of the design variables, a reliability analysis technique has been adopted; this also allows calculation of the relative contribution of the random variables and the sensitivity of the failure probability.

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The major failure in the field was that several keys were operated simultaneously on the keyboard of a personal computer. Based upon detail failure analyses, we found that the malfunction was result from an Ag ion migration in a membrane since the pattern of the membrane on the keyboard was composed of Ag paste. From the simulated tests, we noticed that the Ag ion migration was happened by moisture penetration into the membrane when the board is exposed to high temperature and high humidity for a long time. In this study, we developed a semi-waterproof membrane not only can prevent happening of a migration but also does not increase a manufacturing cost. It was verified that the mean lifetime of the newly-designed membrane can be assured minimum 5 years at the condition of (40℃, 90%RH). In addition, an accelerated test was developed to induct an ion migration and to validate reliability in a relatively short time. We found that the value of the acceleration factor was 17 at the stress (85℃, 85%RH) compared to the condition of (40℃, 90%RH)

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本発表では、近年における類をみない大域的な事故や事件の代表とも言える、阪神・淡路大震災と茨城県東海村のウラン加工施設「JCO」の臨界事故について取り上げ、新聞報道の情報量から事故や事件の影響を予測することの可能性を検討する。これら2つの事故や事件では、行政の危機管理の甘さや発生後の対応の不備から情報がうまく伝わらなかったことが指摘されている。そこで初動情報から大域的事故や事件の最終的に及ぼす影響について予測の可能性を検討する。

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The Formal Safety Assessment (FSA) is one of the emerging issues in the International Maritime Organization (IMO). FSA, in which reliability analysis technique is vital, is anticipated to be a systematic and efficient tool for the safety of ships. The object of this paper is to introduce and attract experts of reliability analysis, whose collaboration with naval architects and mariners should give rise to contributing results for better ship safety. Furthermore, maintenance policy to reduce machinery failure is examined for application. It is also suggested that possible and constructive communication can be established between researchers in various sectors and neighboring countries.

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巨大化、複雑化したシステムでは内部状態を直接把握することが難しいため、モニターを用いた状態監視型の保全が有効となる。しかしモニターはシステムの内部状態を常に正確に表すとは限らず誤報や欠報を引き起こすおそれがある。本研究ではシステムの内部状態数、モニターの出力信号を任意の離散値とし、システムの内部状態に伴うモニターの出力信号が確率的な行列で与えられるモニタリングシステムを扱う。このときモニターの出力信号に基づき任意の数のアクションで構成される保全方策を考え、最適な保全方策がMonotone Policyで与えられるための必要十分条件に関する考察を行う。

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サービスをバリュー(基本、付帯、および付加価値サービス)と時間フェーズによって分類し、二次元マトリックスで表記したサービスカテゴリーマップ(SCM)を用いてサービスシステム全体の特徴を一元的に把握することを検討する。SCMはさらに人の行動/動作条件を分類するアクション影響マップと、物理的・心理的環境条件を分類する環境解析マップを作成することにより、サービスの潜在的不具合や意図しない中断・終了の要因を抽出する。これにより、人・環境・人の三要素FMEAを用いてサービスの信頼性解析を行う際の見通しを良くし、また解析工数を削除することができる。

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環境への配慮やリサイクルの容易化を指向した製品設計を支援する手法は,ライフサイクルアセスメント(LCA:Life Cycle Assessment)や分解性評価(DEM:Disassembly Evaluation Method)などが研究・開発されているが、従来の品質機能展開(QFD:Quality Function Development)の考え方を踏襲し、環境負荷低減も要求品質に加えて拡張した環境調和型品質機能展開(QFDE:Quality Function Development for Environment)をICパッケージに適応した。環境側面を考慮した場合の新たな部品が明確となり、製品設計の初期の段階から環境負荷低減と品質・信頼性を考慮した検討ができるようになった。

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This paper presents a model for process quality assurance when the fraction nonconforming is very small. We design an acceptance control chart based on variable quality characteristic and time-censored accelerated testing. The distribution of the characteristics is assumed to be normal or lognormal with a location parameter of the distribution that is a linear function of a stress. The design parameters are sample size, control limits and sample proportions allocated to low stress level. These parameters are obtained under minimization of the relative variance of the MLE of location parameter subject to APL and RPL constraints.

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宇宙開発業務(設計・製造・試験など)では、ヒューマンエラーが時に致命的となる。そこで、現在ヒューマンファクターズの観点から不具合の再発防止活動を進めている。すなわち、関連企業において過去に発生した不具合事例に対するバリエーションツリー分析、および、なぜなぜ分析を実施した結果をもとに、ヒューマンエラーの分類、さらに背後要因の分析を行い、それらから得られた知見をまとめ、関連企業にフィードバックするという体制を構築しようと試みているところである。今回はその途中経過について報告する。

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日航機のニアミス(2001.1.31,静岡県焼津沖にて発生)の実例を取り上げ,ヒューマンエラーの分析法の一つである,バリエーションツリー分析を行った.その結果,排除ノードに対する対策を得るためになぜなぜ分析を行い,このような事柄が起きることを防ぐための具体的対策案を提案した.

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成功か失敗かの二者択一の結果が得られる試験を属性試験という。付帯情報もなく、少ない標本数の属性試験結果のみ得られた品目の成功に対する確信の度合いを求める。確率の定義に確信の度合いとするものを採用し、情報が全くない事前の確信密度をラプラスの定義により与える。試験結果を見た後の事後確信密度をベイズの定理により求める。確信密度の期待値が求める確信の度合いに他ならず、これは標本数と成功数から簡単な式で求まる。

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幾何極値安定性の特性をもつ拡張ワイブル分布(α:形状1,η:尺度,β:形状2パラメータ)は従来信頼性分野に最も多く使われているワイブル分布(η:尺度,β:形状,γ:位置パラメータ)のコンペティッターとなることが提案者(MarshallとOlkin)によって予想されている.ここでは,従来のワイブルでの位置パラメータの動きを拡張ワイブルでの2つの形状パラメータがいかにとらえるかを議論し,提案者の予想がどの程度のものであるかを示す.また,実際のフィールドデータへの適用の観点から両分布のデータへの適合の程度についても議論する.検討の結果,特長のあるデータについては拡張ワイブル分布は従来のワイブル分布よりも適合度に優れている場合があることが分かった.

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