【技術士二次試験：機械設計】社会インフラ（機器・設備）の故障に対して安全性を確保するには？

2023年9月2日2024年12月10日

社会インフラ（機器・設備）の故障に対して不安があるけど･･･
社会インフラ（機器・設備）の故障に対して安全性を確保するためには？
社会インフラ（機器・設備）の故障に対して安全性を確保するための課題とその解決策を教えて！

　社会インフラに関連する機器・設備において、故障が原因で公衆に影響を及ぼす重大な事故が発生した際に安全性を確保することが重要です。

　私は今では機械技術者として25年以上働き技術士一次試験にも合格しており大規模な自然災害に対して、安心・安全な社会を構築することに強い関心がありますが、若手の頃は危機意識が不足しており関心はありませんでした。　

　そこでこの記事では、「社会インフラに関連する機器・設備の故障に対して安全性を確保する」ための課題にについて解説します。

①経済の視点（生産性向上、科学技術イノベーション）
②社会の視点（国土強靭化の推進・防災、質の高いインフラ投資の推進）
③環境の視点（省・再生エネルギーの導入、気候変動対策、循環型社会の構築）

　この記事を参考にして「社会インフラに関連する機器・設備の故障に対して安全性を確保する」ための課題が理解できれば、技術士二次試験に合格できるはずです。

1.社会インフラの故障に対して安全性を確保するための課題

1.1 社会インフラの故障に対して安全性を確保の必要性

　日本は近年、各地で地震が頻発し、今後、南海トラフ地震や首都直下型地震などの巨大地震が高い確率で発生すると予測されている中、安心・安全な社会を実現するためには社会インフラの安全性を確保することが重要である。

1.2 重大事故発生直後からの取組における課題分析

　社会インフラに関連する機器・設備において、故障や破損に起因して公衆に影響を及ぼす重大な事故が発生した際の事故発生直後からの取組について、課題を抽出し分析する。

a)設備・機器の状況把握（メーカーの視点）：
　機器・設備の故障・破損状況について迅速に把握しなければ復旧方針が定められない。このため設備・機器の状況把握を迅速に行えるよう遠隔監視等の監視体制を構築しなければならない。
b)ユーザーの安全確保（ユーザーの視点）：
　想定を超える大規模自然災害により機械設備が故障した場合に、ユーザーへ危害が加わらないようにしなければならない。このため、ユーザーへの保護対策が課題である。
c）迅速な復旧（社会の視点）：
　大規模な自然災害を受け、メーカーが長期間業務停止になると、機械設備の故障復旧が遅れ社会が機能不全に陥る。このため、迅速な復旧体制の構築が課題である。

2.最重要課題と解決策

2.1 最重要課題の抽出

　分析した課題の中で「b）ユーザーの安全確保」が最重要であると判断した。なぜなら、目的とする安全・安心な社会を実現するためには、ユーザーの安全を確保することが必要条件になるからである。

2.2 解決策

①フェールセーフ設計の実施
　故障や誤作動、誤操作は起きるものだという前提に立ち、そのような場合に自動的に安全側に導くような制御方式や動作原理を設計や構造に組み込む。これによりユーザーの安全性を確保することができる。
②フールプルーフ設計の実施
　ユーザーが設計者が意図しない使い方をしても、機器・設備において、故障や破損に起因異物が接触し故障したり、体が巻き込まれるなどの危険が生じないように留意することでユーザーの安全性を確保することができる。
③使用上の情報提供
　上記①②の処置にも関わらず、リスクを十分に低減できない場合があるため、使用上の情報で残留リスクを認識させる。これにより、ユーザーの安全を確保することができる。

3.解決策の共通リスクと対策

3.1 解決策の共通リスク

　上記の解決策はユーザーの安全性を確保できる一方でユーザーの危険認識を下げることに繋がる可能性がある。

3.2 共通リスクへの対策

　上記解決策を行う際は、極めて重大な箇所、例えば、人身事故に繋がる可能性が高い場合、初心者で知識を前提にできない場合などに限定することに留意すべきである。

4.業務遂行における必要要件

　技術は日々進歩しているため、リスクについても新たな事象が生まれている。そのため、常に新しい知識を身に付け、それを反映した改良を続けていく必要がある。それでも、リスクが発現する可能性は全くなくなることはないので、適切なリスクコミュケーション^※1が実施できる技術者として、倫理観や社会責任を果たす姿勢が求められる。
　社会インフラは、大規模自然災害においてその機能を十分に発揮しなければならない。このため、信頼性の向上に寄与したい。
※1 リスクコミュニケーションとはリスク分析の全過程において、リスク評価者、リスク管理者、消費者、事業者、研究者、その他の関係者の間で、情報および意見を相互に交換すること。（厚生労働省HPより）以上