半導体光増幅器(SOA)は活性層長が600μm程度と小型で他の半導体光部品との集積化が容易という利点から光ゲートや光波長変換デバイスとしての応用研究が盛んになされており,高機能光回路のキーデバイスとして注目されている.我々は従来より外部光回路との接続が容易なスポットサイズ変換部(SS)を集積した偏波無依存なSOA(SS-SOA)に注目し,その信頼性を検討してきた.今回はそれらの結果について報告する.

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超高速光通信システムのキーデバイスとして開発中のInP HFETの高信頼化の検討について述べる.電極のメタルおよび真性部分の改良に伴う寿命向上の結果を示す.また, HFET の40-Gb/s ICの加速試験の結果と単体トランジスタとの関連を示す.

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電源が不要な光変調器を用いて受信した多数(8チャネル)のUHF帯地上デジタル放送波(OFDM<Orthogonal Frequency Division Multiplexing>信号)を離れた送信点に一括伝送できるシステムを開発し,フィールドテストを行った.本システムの設置場所は,温度が-20℃から+60℃まで変動する過酷な環境である.本システムは光変調器,レーザなどの光デバイス/部品で構成されているが,これまでこのような環境で長期間使用した例はなかった.そこで,信頼性・安定度確認のため,山頂にあり高温多湿でかつ多雷地区である熊本託麻テレビ中継放送所(熊本市)でフィールドテストを実施し,性能を確認した.

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ID_DDQ(Quiescent Power Supply Current)異常はLSI内部に物理的欠陥が存在することを知らせるシグナルである.このシグナルは欠陥箇所を介して電源端子より電流異常として検出される.本文はこの現象を用いたCMOS-LSIのテスティング,故障解析,および診断方式の研究動向について述べるものである.まず,テスティングはこのシグナルを電源端子より検出することでLSIの異常と判定する方式である.故障解析は異常電流に起因する物理現象をLSI全体から観察し発生箇所を検出する方式である.そして,故障診断は論理情報とI_DDQ異常を伴うテストベクタ番号を用いてソフトウェア上で異常発生箇所を特定する方式である.さらに,この診断技術は製造ライン上の致命的欠陥箇所特定に適用される.

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本研究では,プログラマブル電子系の特長とも言える自己診断を取り上げ,IEC61508に基づく安全度水準モデルを提示した.自己診断機能は,それが無い場合に比べて,安全関連系の故障から生ずるリスクを無視しうる程度にまで軽減するとの先入観がある.そこで,自己診断可能な危険側故障,作動要求及び危険事象との関係を順序依存型危険事象モデルとして定量化した.このモデルによって,自己診断に基づく安全関連系の修理が被制御機器の稼働中に行われる場合,作動要求頻度の増加に伴い危険事象頻度が増大する様子が示された.自己診断機能を備えた安全関連系に関しても定量的なリスク評価が不可欠であり,ここに示したモデルは有用であると考えられる.

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a-FTAとはANDゲートへの入力事象の発生順序を考慮するFTAで,最小カット集合は事象の発生順序を考慮した順序依存最小カット集合で表現される.最近発効したIEC61508規格では,システムのリスク解析を行ない,リスク軽減目標を定め,安全関連系に安全度水準(SIL)を割り当てることが要求される,本論文は,プラント・モデルを設定して,通常のFTAとa-FTAを用いてリスク解析を行い,危険事象頻度を求めた.さらに,規格で要求されるハードウェア安全度に関する安全関連系の構成上の制約要求事項と詳細なリスク解析結果との整合性について検討した.この結果,事象の発生順序を考慮しない通常のFTAはa-FTAを用いた解析結果と比較して危険事象頻度の推定値を1桁程度過大に見積もることもあることがわかった.さらに,規格による構成上の制約事項から決定したSILとa-FTAから求めたSILを比較した.これにより,a-FTAのよるリスク解析とSILの決定をどのように結合するかを示した.

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近年、電子機器は使用範囲が拡大しているために、様々な環境に晒される可能性が高くなってきている。そこで電子機器に使用される銀の内部電極をもつチップ部品が硫化ガス雰囲気によって発生する故障現象について調査した。その結果、抵抗アレイとチップ抵抗器では外装と外部電極の隙間から硫化銀クリープと硫化銀ホイスカが伸長することがわかった。これらの現象はイオンマイグレーションによる短絡、電極銀消耗による断線の原因となる。このような部品を硫化雰囲気で使用しなければならない場合、使用者側の対策として実装基板のコーティングは有効な対策の一つであることがわかった。

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実装時スルホールPWBがはんだの鉛フリー化による材質の変化やはんだづけの高温化でどのような影響を受けるか調査した。その結果はんだの種類によっては銅食われが大きいことPWBの製造レベルに起因する現象が現れることがわかった。

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近年、半導体パッケージの一つであるBGA(ボールグリッドアレイ)パッケージは、プリント基板実装の実装面積の縮小に有効であることから、多ピンパッケージ向けを中心に多く採用されている。このBGAパッケージのボール端子とBGAパッケージ基板間の接続品質を測定する方法として、ボールシェア強度測定が一般的に用いられている。しかしながら、ボールシェア強度測定は、BGAパッケージの基板に対し平行にシェア強度を測定する方法であるため、界面の接続異常については検出しにくいという問題点があった。そこで、今回、界面異常を検出可能なボールシェア強度測定方法の検討を行ったので報告する。

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筆者らは,すでに太陽電池モジュールを構成するセルの特性(IscとVoc)を,モジュール端子から非破壊的に評価する方法を提案した.この方法は,通常のモジュールIV特性と,評価対象セルに減光板をかぶせたモジュールIV特性とを測定し,そのデータを解析してセルの特性を評価する方法である.今回は,従来提案した方法を,太陽電池モジュール構成セルの劣化評価に適用できるように簡素化した.具体的には構成セルのIscを推定し,その分布を調べる方法を示す.

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一般に半導体パッケージは実使用環境において温度変化による熱応力と環境による湿度の影響を合わせて受けており、周期的な温度変化によるパッケージ内の密着性低下及び微小クラックが、耐湿性を劣化させることが懸念される。そこで今回、2種類の樹脂基板を用いた半導体パッケージ(EBGA/PBGA)を使用し、温度サイクルと超加速温湿度ストレス試験(HAST/PCT)を連続して行うシーケンシャル試験により耐湿性への影響を評価した。その結果、電気的な故障という観点からは温度サイクルの影響を確認するまでにはいたらなかったが、EBGAにおいて吸湿率/構造の変化としてその影響は確認できた。今後、基板上の配線の狭ピッチ化など更に微細化が進むことを考慮すると、温度サイクルと耐湿性の複合要因を想定したシーケンシャル試験は潜在不良を早期に引き出すという意味でも重要性を増してくると考えられる。

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半導体デバイスのESD試験は人体帯電モデル(代替試験としてマシンモデル)とデバイス帯電系モデルに大別される。デバイス帯電系モデルについては日本では水銀リレーを用いた放電方法(JEITA規格試験法)が参考規格として基準化されており、米国では放電プレートを用いた気中放電方法(JEDEC規格試験法)が基準化されている。一般的にデバイス帯電系モデルでのデバイスのESD耐量は充電電圧で示されるが、今回、デバイスのESD耐量が放電波形のピーク電流値に依存することを確認し、放電方法に関係なくピーク電流により基準化可能であることを見出したので報告する。

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近年、ユーザの誤使用・不注意など、ヒューマンエラーに起因する製品事故が大きな割合を占めてきている。このような不特定多数のユーザを対象とした市場型製品への事故の未然防止法に関しては種々の手法が提案されている。本研究では、これらの方法のさらなる改善を目指し、Web上のFAQを利用したヒューマンエラー事前抽出方法を検討する。

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FMEAは,早くから広く使われているが,問題点がなかなか発見できない,実施時間がかかるという課題があり,定着が妨げられているのが現状である.そこで,効率的な運用をしながら,問題点を沢山発見するための改善と工夫を加えたFMFEAを開発し,活用してきた.ここでは,FMFEAの実践上の留意ポイントについて報告する.

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本研究は、QFDについてナレッジ・マネジメントを加味した手順化を行ったものである。既にQFD手順マニュアルに関する文献は多くあるが、ナレッジ・マネジメントのSECIモデルに沿った手順書はない。新しいQFD教育システムを確立し、マニュアルの作成を行った。次に活用事例としてQFD実践講座の品質展開を実施した。受講者の要求を的確に把握し、次回の実践講座に反映させ、新しい改善に結びつけることが目的である。2001年度の受講者8名を対象にアンケート調査を行い、その原始情報をもとに要求品質と品質要素の対応関係をとり、品質表を作成した。要求品質展開表項目に対するアンケートを実施し、要求品質重要度の関心度を調査した。

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複数の不良率を一群として、その群間・群内の変動が大きい場合、従来適用されているP管理図が有効でない。そのような場合の不良率管理方法として、ロジット・逆正弦変換を用いて計数値である不良率を計量値に変数変換し、計量値に適用するX-Rs管理図、X^^--S管理図を適用して、適正に管理できる方法を報告する。

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当社の製品ではデータが正規分布に従わない場合がある。たとえば非対称分布になっており、正規分布に従わないデータに対してCpkに類した現状の工程能力を正しく反映する尺度を構成したいと考えた。メディアンより小さいデータのみを用いると正規分布に近くなることを利用して、この場合のCpkを求めると現状の工程能力に近い値となり、有効であることがわかった。

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我々が統計的手法を用いて問題解析を試みようとする際に、様々な理由によりサンプルに欠測データが混在することがある。しかし、品質管理における実際のデータ解析においては、欠測データとの遭遇については深く研究がなされてこなかった。そこで、本稿においては、品質管理における欠測データをサンプルあるいは部分母集団の選択問題の観点から捉えた研究成果を報告する。

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我々が製造工程を制御するとき,適切な統計方法(例えば,様々な管理図,仮説検定,モデルパラメータの評価)を採用してきた.しかし,モデルの仕様が複雑なため,多水準構造データは簡単に分析することができなかった.Goldstein(1986)とGoldstein and McDonald(1988)は,混合線形モデルを応用し,真のデータに適合するアルゴリズムを記述した.本論文では,我々は多変量多水準構造データに拡張モデルを述べ,使うためのアルゴリズムを提案する.我々は,真のデータへの応用について,統計的工程管理または統計的品質管理の分野で有用な可能性を示す.

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信頼度における確率に確信の度合い定義を採用し、ラプラスの連続則を元にして1回成功したという情報を得た後の信頼度を求めた.試験や実運用で失敗があった場合には必ず原因を究明し、その失敗要因を除くことを条件にする.成功したというだけのこの最少情報による信頼度の向上は事前の信頼度に大きく依存する.殆ど成功がおぼつかない事前の信頼度が0に近い状態であった場合は、一度の成功情報でも事後信頼度は0.5以上に向上する.なお、失敗要因を取り除けなかった場合に一回の失敗情報がどの程度信頼度を下げるかについても求めた。

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三菱重工業株式会社名古屋誘導推進システム製作所で生産している航空宇宙システム製品は、特殊環境下で高い信頼性を要求される製品であり、その主要な構成品(装置、設備)は外注メーカからの購入品が大半を占めている。これらシステム製品に対して実施している信頼性管理活動について実施例を交え紹介する。

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組織では、ヒューマンエラーによって引き起こされた種々の潜在的事件と事故がある。組織に属している特定のヒューマンエラーはコミュニケーションの欠陥のために引き起こされる。人と人とのコミュニケーションによって、特有のヒューマンエラーが発生し、伝播し、増幅し、そして標準の状態に訂正したりすることもある。この論文で、我々は人と人との間のコミュニケーションエラーによって起こされた病院での医療事故に注目した。人・環境・人の3要素FMEAを用いて解析を行い、そしてそのFMEAに我々はすべての必要な行動を補うためにSCM(サービスカテゴリーマップ)についでアクションマップを導入した。さらに、我々は連続的に行動を分析するためにコミュニケーションフロー図を導入した。結果として、この論文は病院で作業過程の間に付加的な精神的カウンセリング作業の追加の必要性を提案する。

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これまでの研究では、大域的な事件、事故の代表ともいえる、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件や事故の影響を定量的に予測することを試みた。本発表では、大域的事件、事故情報の共通要因を事件、事故後の迅速な情報を把握する上で、あらかじめ特定のキーワードで情報収集することを考える。このため、事件、事故の本質に迫るキーワードの抽出方法について検討する。さらに、予測が難しい局所的・短期的事故は一瞬にして被害が拡大する恐れがあるという前提のもと、火災事故の原因と影響を分類整理する。

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全国社会調査において調査対象者を抽出する方法として、全国を地域により6つのブックに分類し、それぞれのブロックにおいて人口規模によりさらに3つのブロック(計18層)に分け、それぞれの層内の対象者数の比によってサンプルを割り当てる層別比例二段抽出法を行う。そこで、一般的にその抽出法が各年代層をどのくらいの精度で抽出しているのかの評価をし、そのデータの構造式を作ることによって精度評価を考えていく。

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本報告では,ポアソン分布に着目した故障個数モデルを基本にして階層的ベイズモデルを構成する.ベイズでは事前分布の概念が難解であることが多いが,ここでは複雑な故障現象のモデル化を目的として階層構造の事前分布に着目する.このとき,事前分布に含まれるハイパパラメータを周辺尤度に基づいて求める方法を示し,さらに既知のハイパパラメータを用いてギブス・サンプリングにより事後分布の期待値を導く方法を扱う.階層的ベイズモデルでは想定可能なモデルが複数となるが,ここではモデル選択に情報量規準ABICおよびEICを用いる.

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本報告では,相関のある工程管理図データの時系列解析を提案する.具体的には,工程管理データにAR,MA,ARMAモデルを想定し,パラメータを最尤法に基づいてカルマンフィルターにより統一的な立場で求める.このとき,AR,MA,ARMAモデルのそれぞれで次数を変化させ,これらのモデルのうちどれが良いかを情報量規準AICに基づいて選択する.また,これらの手法とEWMAとの違いを実際のデータ解析の結果から考察する.

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最初に,非対称な歪んだ分布に従う正の計量値データを正規分布に変換するために,著者により導入された新ベキ正規分布の性質を,よく知られたBox&Coxのベキ正規分布族の性質と対比しながら紹介する.続いて,新ベキ正規分布族が対数正規分布,ワイブル分布,タイプ2と呼ばれる極値分布を含むことから,信頼性データ解析,田口のSN比解析などの広範囲な分野への適用が可能であることを報告する.最後に,上の二つのベキ正規分布族は正の値を持つデータしか扱えないことから,正負の値を持ち歪んだ分布に従う計量値データを正規分布に変換するために,新たに別のベキ正規分布族を導入し,その性質について紹介を行う.

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Cox's proportional hazards model (PHM) has been widely applied in the analysis of lifetime data. It involves covariates influencing the times to the failure of a system. In this article, the covariates are assumed to be discrete random variables, and a mixed proportional hazards model is derived. We consider three types of data; one type of experimental data and two types of field data. We investigate estimation in the mixed PHM with these three types of data. We develop maximum likelihood techniques for joint estimation of distribution parameters, mixing proportions, and a regression parameter using the Expectation-Maximization(EM) algorithm.

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近年,ネットワークをもとにしたソフトウェアの分散開発および大規模化がさらに拡大してきた.特に,膨大なコード行数をもつソフトウェアシステムが対象となる場合,テスト工程で発見されるフォールト数はそれに応じて大きくなるので,個々のデバッグ作業で修正・除去されるフォールトの変化量は,テスト終了時までに作り込まれる総フォールト数に比べて十分に小さくなると考えられる.したがって,このような場合にはフォールト発見過程が連続的に変動していく過程と考えてモデル化することが可能である.本論文では,確率微分方程式を導入し,分散開発環境においてソフトウェア信頼性を評価するためのソフトウェア信頼度成長モデルの一般化を行う.すなわち,フォールト発見の時間変化をある程度忠実に表現した基本方程式を確率微分方程式に拡張し,Itoの公式を用いてその解過程を求める,さらに,数値例を示し,本モデルの主要パラメータである重みパラメータに関する考察を行う.

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ソフトウェア信頼度成長モデル(Software Reliability Growth Model,以下SRGMと略す)は,ソフトウェア開発工程におけるテスト工程でのフォールト除去作業による信頼度成長過程を,確率過程を用いて表現したモデルである.このモデルは,定量的なソフトウェアの信頼性評価法の1つとして,1970年代以降,現在までに約200を超える数のSRGMが提案されていると言われている.この中で,遅延S字形SRGMは,テスト工程におけるフォールト発見事象が,ソフトウェア故障発見過程とフォールト認知過程という2つの過程から構成されるものとして構築されたSRGMであり,代表的なSRGMの1つでもある.本論文では,この遅延S字形SRGMの考え方を応用して,無限サーバ待ち行列モデルを構築し,フォールト認知過程において,個々のフォールトに対する認知作業に必要な時間を確率分布を用いて表現することにより,SRGMを導出する.また,提案モデルにより,フォールト発見事象の物理的解釈が容易にできることを示すと共に,NHPPにより記述されたいくつかのSRGMを統一的に取り扱うことができることについても言及する.

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現在の我が国では,特に家電製品のような製品は,標準で1年間の保証を伴うことが多い.保証を伴う製品の製造業者は,故障によって将来必要となる保証費用のために売上の一部を保証準備金として確保しておかなければならない.適切な保証準備金を設定するためには,必要となる保証費用を正確に見積もることが重要である.一方,通常の保証においては,保証期間中の故障に対して修理を行うが,保証期間中に何度も故障を繰り返す場合には,顧客からの信用を失わないために,サービスとして修理ではなく製品そのものを取替える製造業者が少なくない.しかしながら,このようなサービスを行うことによって,当初見積もっていた保証費用を大幅に超過してしまう恐れがある.したがって,取替えを行うことによって増加する費用を正確に見積もることが必要である.本研究では保証期間中の最初の故障に対しては小修理を行うが,以降の故障に対してはすべて新品に取替えるという保証を取り扱う.このような保証に対して,製造業者に必要となる期待費用を定式化する.更に,(a)最初の故障にのみ小修理を行うが以降は対応しない,(b)すべての故障に対して小修理を行う,という保証政策と期待費用の比較,分析を行う.

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水道水の安定供給と水質管理向上のため、浄水プラントは関係者の長年の経験に基づいて努力が図られてきた。このことは池数を原則として2池以上とすることや機器に予備機を設置するといった形で反映されている。本研究では浄水場を信頼性ブロック図化し信頼性工学手法によって、各種の浄水システムにおける冗長性を考察すると共にその運用や信頼度と管理運用との関連について検討を行った。その結果、これまで経験的に行われてきた池や機器に予備を設けることが、浄水システムの安全性にどれほどの寄与をしているのかを定量的に評価することができ、合理的なシステムの維持管理方法を検討することが可能になった。

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