機械安全のためのリスクアセスメント基礎

「安全設計の考え方」については以前にも触れたことがあるが、今回はもう一歩踏み込んで、実務でどう安全性を作り込んでいくかという具体的な手法、すなわちリスクアセスメントについて書いていきたい。私は機械設計に携わって20年ほどになるが、大手メーカーに常駐しながら生産設備の設計に関わる中で、リスクアセスメントを形だけの書類作業として済ませてしまう現場と、実際に事故防止につなげられている現場の差を何度も見てきた。危険源の洗い出し、リスクの見積り、そして低減方策の優先順位づけという一連の手順を、単なる手続きではなく実効性のあるプロセスとして運用するには何が必要か、経験を踏まえて整理していく。

リスクアセスメントとは何か、なぜ必要か

リスクアセスメントとは、機械が持つ危険源(ハザード)を洗い出し、それぞれのリスクの大きさを見積もり、許容できないリスクに対して適切な低減措置を講じるという一連のプロセスを指す。国際規格ISO 12100をはじめ、多くの機械安全規格がこの考え方をベースにしている。重要なのは、これが単発の作業ではなく、設計の初期段階から量産、さらには機械の廃棄に至るまでのライフサイクル全体を通じて繰り返し実施されるべきプロセスだという点だ。

私が新人の頃に配属された部署では、リスクアセスメントは「設計が完成した後に、安全担当部署がチェックするもの」という位置づけだった。設計者としては、図面が固まった後にダメ出しをされる不快な工程という認識しか持てず、結果的に本質的な安全性の作り込みではなく、後付けのガードやカバーで指摘事項をやり過ごすという対応になりがちだった。この経験から、リスクアセスメントは設計プロセスの後工程に置くのではなく、コンセプト検討の段階から並行して進めるべきものだと痛感するようになった。設計の自由度が高い初期段階でリスクアセスメントを行えば、構造そのものを変更して危険源を根本から排除する選択肢が残されている。逆に設計が固まった後では、後付けの安全防護に頼らざるを得なくなる。

もう一つ重要なのは、リスクアセスメントを一度きりのイベントで終わらせないという考え方だ。私が携わったある生産設備の案件では、基本設計段階、詳細設計段階、そして量産初号機の据付後という三つのタイミングでリスクアセスメントを反復的に実施するプロセスを採用していた。基本設計段階では構造や配置に関する大きな危険源を洗い出し、詳細設計段階ではガードの寸法や隙間、インターロックの仕様といった具体的な部分を詰める。そして据付後には、実際の設置環境や運用手順を踏まえて、机上検討だけでは見えなかった危険源がないかを再確認する。この反復プロセスを経ることで、設計段階での想定と現場の実態とのズレを早期に発見でき、量産後の大掛かりな安全対策の追加を防ぐことができた。

リスクアセスメントを後工程の作業と捉えている設計者は、今も少なくないと感じている。しかし規格が求めているのは、あくまで設計の意思決定プロセスにリスクアセスメントを組み込むことであり、書類を後から整えることではない。この認識のズレを埋めることが、実効性のある安全設計への第一歩になる。

危険源の洗い出しの進め方

リスクアセスメントの最初のステップは、機械が持つ危険源を漏れなく洗い出すことだ。危険源には、機械的な危険源(挟まれ・巻き込まれ・切断・落下物など)だけでなく、電気的危険源、熱的危険源、騒音や振動による危険源、さらには人間工学的な要因(無理な姿勢を強いることによる負傷リスクなど)まで、多岐にわたるカテゴリが存在する。

危険源の洗い出しを効果的に行うために、私が実務で使っているアプローチを紹介したい。

• 機械の運転モード(通常運転・段取り替え・清掃・保全・トラブル対応)ごとに危険源を洗い出す
• 機械のライフサイクル(輸送・据付・調整・運転・保全・廃棄)の各段階で想定される作業を洗い出す
• 過去の類似機械での事故・ヒヤリハット事例をリストとして参照する
• 複数人(設計者・保全担当者・オペレーター)でブレインストーミング形式で洗い出しを行う

特に強調したいのは、通常運転時だけでなく、段取り替えや清掃、トラブル対応時の危険源を見落とさないことだ。実際の労働災害統計を見ても、通常運転中よりも非定常作業(段取り替え、清掃、保全、トラブル対応)の際に発生する事故の割合が高いことが知られている。私が担当した梱包機の案件でも、通常運転中はセンサーとインターロックで十分に保護されていたが、紙詰まりを取り除く際にオペレーターがガードを一時的に外して作業する運用が黙認されており、そこに大きなリスクが潜んでいたことがあった。設計段階で「紙詰まり時の復旧作業をどう安全に行うか」を具体的に検討していなかったことが根本原因であり、この経験から非定常作業時の危険源洗い出しの重要性を強く意識するようになった。

危険源の洗い出しでは、設計者一人の視点だけでは限界があることも痛感してきた。設計者はどうしても「正しい手順で使われる前提」で機械を捉えがちだが、現場では時間的な制約や慣れから、想定していない使い方(いわゆる合理的に予見可能な誤使用)が行われることも珍しくない。私が経験した事例では、清掃用のエアガンを本来の用途以外に、機械のわずかな隙間から異物を突いて取り除くために使うという、設計者が想定していなかった作業がオペレーターの間で常態化していたことがあった。このような使われ方は、実際に現場のオペレーターに話を聞かなければ知り得ない情報であり、机上のブレインストーミングだけでは限界がある。洗い出しの段階から、できるだけ現場の生の声を集める仕組みを作っておくことが、後の見積り精度にも大きく影響してくる。

リスクの見積り——頻度×重大性で考える

危険源を洗い出したら、次はそれぞれのリスクの大きさを見積もる段階に入る。リスクの見積りは一般的に、危害のひどさ(重大性)と、危害が発生する可能性(危険源への曝露頻度・回避可能性など)を組み合わせて評価する。単純化すると「重大性×発生確率」という考え方であり、この二軸で危険源を相対的に評価していく。

具体的な評価基準の一例を、簡略化した形で示す。

これらを組み合わせたリスクマトリクスを用いることで、どの危険源から優先的に対策すべきかが視覚的に整理できる。私が実務で気をつけているのは、この評価をあくまで「相対的な優先順位づけのための道具」として使うことだ。数値化すること自体が目的化してしまい、点数の妥当性をめぐる不毛な議論に時間を費やしてしまう現場を何度か見てきた。厳密な数値の正確性よりも、複数の関係者(設計・保全・オペレーター)が同じ土俵で危険源の重み付けについて議論できる、という対話のツールとしての価値の方が大きいと私は考えている。

見積りの際にもう一つ意識しているのが、危険源への「回避可能性」という視点だ。同じ重大性・同じ発生頻度であっても、危険な状態に気づいてから人がとっさに回避できるかどうかで、実際のリスクの大きさは大きく変わってくる。例えば、動作音が大きく視認性も高い可動部であれば、多少接近しても人間が反射的に距離を取ることができる。一方、静かに、かつ予告なく動き出す機構(タイマー制御で自動起動する装置など)は、回避の余地がほとんどなく、見た目の危険度以上にリスクが高いと評価すべきだ。私が担当した自動搬送装置では、この回避可能性の観点から、当初は重大性・頻度だけで低めに評価されていた自動起動部について、再検討の結果より高いリスクレベルに引き上げ、追加のインターロックを設けることになった経緯がある。数値の機械的な当てはめだけでなく、こうした定性的な要素を評価に織り込む姿勢が、実効性のあるリスク評価には欠かせない。

本質安全設計を最優先に——低減方策の優先順位

リスクの見積りが終わったら、いよいよ低減方策の検討に入る。ここで重要なのが、対策には明確な優先順位があるという点だ。国際的な機械安全規格が示す原則では、次の三段階の順序で低減方策を検討することが求められている。

1. 本質安全設計——そもそも危険源自体をなくす、または危険源に近づく必要がない構造にする
2. 安全防護および付加保護方策——ガード、インターロック、光線式安全装置などによって危険源から人を隔離する
3. 使用上の情報——警告表示、取扱説明書、教育訓練によって残留リスクを利用者に伝える

多くの設計現場で陥りがちな失敗は、この優先順位を無視して、いきなり安全プレートやステッカーの追加(3番目の対策)に頼ってしまうことだ。私が過去に関わった案件でも、稼働部への接近を防ぐために「危険・巻き込まれ注意」というステッカーを貼るだけで済ませようとする提案が出たことがあった。しかし警告表示は、危険源そのものをなくすわけではなく、あくまで最後の手段として位置づけられるべきものだ。私はこの案件で、まず稼働部の配置そのものを見直せないか(本質安全設計)、それが難しければ固定ガードやインターロック付き扉で隔離できないか(安全防護)を検討するよう提案し、最終的には稼働部の配置変更によって、そもそも人が近づく必要のない構造に変更することができた。

本質安全設計の具体例としては、危険な突起物をなくす、鋭利なエッジをR形状にする、可動部の隙間を人体が入り込めない寸法に設計する、動力そのものを必要最小限に抑える(低圧空圧やDCモータへの変更など)といった手法が挙げられる。これらは後から追加するものではなく、設計の最初期段階でしか選択できない選択肢である点を、あらためて強調しておきたい。

安全防護の段階に進んだ場合も、単にガードを取り付ければよいという単純な話ではない。ガードには固定式・可動式(インターロック付き)・調整式などの種類があり、作業内容に応じた適切な選定が求められる。私が経験した失敗例では、頻繁に調整作業が発生する機構に固定ガードを採用してしまい、結局オペレーターがガードを恒常的に外したまま作業するという本末転倒な運用が定着してしまったことがあった。安全防護は、作業者にとって「守られている」と同時に「作業の邪魔にならない」ものでなければ、現場で無効化されてしまうリスクを常にはらんでいる。この経験以降、ガードを選定する際には、必ず対象作業の頻度と所要時間を確認し、頻繁な作業にはインターロック付きの開閉式ガードを、稀にしか開ける必要のない箇所には固定ガードを、というように使い分けるようにしている。

インターロックの設計においても、単純にスイッチを一つ付ければよいわけではない。安全関連部品の故障モードを考慮し、必要に応じて冗長化や自己診断機能を持たせることも検討する必要がある。私が関わった大型設備では、単一のリミットスイッチだけに頼るインターロックが、経年劣化によって誤って安全側に働かなくなるリスクを指摘され、二重化された安全スイッチとセーフティリレーの組み合わせに設計変更した経験がある。安全機能自体の信頼性をどう担保するかという視点も、低減方策を検討するうえで欠かせない要素だと言える。

残留リスクの取り扱いと文書化

本質安全設計や安全防護を尽くしても、すべての危険源を完全になくすことは現実的に難しい。残ったリスク(残留リスク)については、使用上の情報として利用者に伝える必要がある。ここで大切なのは、残留リスクの存在を「仕方がないもの」として曖昧にせず、具体的に何が、どの程度のリスクとして残っているかを明確に文書化することだ。

私が担当した案件では、リスクアセスメントの結果を一覧表としてまとめ、各危険源について「対策前のリスクレベル」「実施した対策」「対策後の残留リスクレベル」を並べて記録するようにしていた。この記録があることで、後工程の安全教育や取扱説明書の作成がスムーズに進むだけでなく、万が一トラブルが発生した際にも、どのような検討を経て設計に至ったかを説明できる資料として機能する。文書化を単なる形式的な作業と捉えず、設計の意思決定プロセスを残す重要な記録として位置づけることが、組織としての安全性向上につながっていくと私は考えている。

残留リスクの伝達方法についても工夫の余地がある。取扱説明書の文章だけで伝えようとすると、実際には読まれずに終わってしまうことも多い。私が関わった案件では、残留リスクが特に大きい箇所について、機械本体に警告ラベルを貼るだけでなく、据付時の教育訓練の際に実機を前にして直接説明する時間を設けるようにしていた。文書と現物説明を組み合わせることで、オペレーターの理解度は明らかに向上したという手応えがあった。残留リスクの表示は「貼っておけば義務を果たした」というものではなく、実際に使用者に伝わって初めて意味を持つという点を忘れてはならない。

また、残留リスクは据付先や使用条件によって変化しうるものでもある。同じ機械でも、設置される工場の環境(周囲の作業動線、他設備との近接度、オペレーターの熟練度など)によって、実際のリスクの大きさは変わってくる。私は据付先が決まっている案件については、可能な限り現地の運用条件を踏まえてリスクアセスメントの結果を最終確認するようにしている。標準機として設計した段階でのリスクアセスメントと、実際の設置環境を踏まえた最終確認は、性質の異なる検討であるという認識を持っておくことが重要だ。

リスクアセスメントを形骸化させないために

最後に、リスクアセスメントを実効性のあるプロセスとして運用し続けるための工夫について触れておきたい。私がこれまで見てきた中で、リスクアセスメントが形骸化してしまう現場には共通点がある。それは、テンプレートの穴埋め作業になってしまい、実際の現場状況を反映しないまま「一応やった」という記録だけが残ってしまうパターンだ。

これを避けるために私が意識しているのは、必ず現場経験者(保全担当者やオペレーター)を評価の場に同席させることだ。設計者だけでリスクを見積もると、どうしても設計上の想定運用に基づいた評価になりがちで、実際の現場で行われている非公式な作業手順(いわゆる「現場の工夫」)が見落とされやすい。現場の声を早い段階で取り込むことで、机上の空論ではない、実効性の高いリスクアセスメントに近づけることができる。

もう一つ心がけているのは、リスクアセスメントの記録を「その案件限り」で終わらせず、次の類似案件の初期検討に活用する仕組みを作ることだ。過去の記録を蓄積しておけば、新規案件の危険源洗い出しの段階で「前回の類似機械ではここが問題になった」という具体的な出発点を持てるようになり、洗い出しの網羅性が格段に上がる。組織としてこうした知見を積み重ねていくことこそが、個々の設計者の経験や勘に依存しない、持続的な安全性向上の仕組みだと私は考えている。安全は一度作り込んで終わりではなく、機械が使われ続ける限り継続的に見直していくべきものだという姿勢を、設計者自身が持ち続けることが何より重要だと、これまでの経験を通じて強く感じている。