安全機器

2026.04.30

セーフティスイッチの信頼性を表す「MTTFd」とは？

工場の機械では、人の安全を守るためにセーフティスイッチが使われています。
たとえば、扉を開けたときに機械が自動で止まる仕組みです。

では、そのセーフティスイッチが「どれくらい安全なのか」は、どうやって判断するのでしょうか？

そこで使われるのが「MTTFd」という指標です。

MTTFdを一言でいうと？

MTTFd とは、「安全機能を担う部品や機器等に危険な故障が起こるまでの
平均時間 (Mean Time To Dangerous Failure)」を表す数値です。

ここでいう「危険な故障」とは、安全機能が働かなくなる故障です。
たとえばセーフティスイッチであれば、

正常：扉を開けると機械が止まる
危険な故障：扉を開けても機械が止まらない

という違いになります。

「平均時間」とはどういう意味？

ここが少し分かりにくいポイントです。

MTTFd の「平均」とは、「同じ部品をたくさん使ったとき、
どれくらいの時間で危険な故障が起こるかを、全体として平均したもの」という意味です。

イメージしてみてください。同じセーフティスイッチを100個用意して、それぞれ使い続けたとします。

5年で壊れるもの
10年で壊れるもの
20年持つもの

など、ばらつきが出ます。

このとき、それらを全部まとめて平均すると「だいたい何年くらいか」が分かります。
それが MTTFd です。

つまり、

「この製品は必ず○年で壊れる」という意味ではなく、
「たくさん使ったときの傾向として、これくらいの時間で危険な故障が起こる」という考え方です。

これが「統計的な値」と呼ばれる理由です。

数値が大きいほど安全？

MTTFd は年 (years) で表され、数値が大きいほど壊れにくいことを意味します。

MTTFd = 10年 → 比較的壊れやすい
MTTFd = 100年 → とても壊れにくい

ただし、ここで注意が必要です。

数値が大きくても「絶対に壊れない」わけではありません。
あくまで平均の話なので、早く壊れる場合もあります。
このため、安全設計では「1つの部品だけに頼らない」ことが重要になります。

MTTFdのレベル分け

実務では、MTTFd は次の3つのレベルに分けて扱われます。

Low (低い)：3年以上 10年未満
Medium (中程度)：10年以上 30年未満
High (高い)：30年以上 100年未満

※100年を超える場合は、通常は100年として扱われます。

この分類によって、「どの程度信頼できる部品か」を大まかに判断します。

PL (Performance Level) との関係

MTTFd はそれ単体で使われるだけでなく、
「PL (Performance Level)」という安全レベルの評価にも使われます。

PLは、a〜e の5段階で表され、

PL a：低い
PL e：非常に高い

となります。

PLごとに求められるMTTFdの目安

PL は MTTFd だけで決まるわけではありませんが、重要な要素のひとつです。

大まかには、次のような関係があります。

PL a〜b：Lowでも成立可能
PL c：Mediumが目安
PL d：Highが必要になることが多い
PL e：Highが前提 (かつ他の条件も厳しい)

つまり、「高い安全レベル (PL dやe) を目指すには、
MTTFd が高い部品を使うことが前提になる」ということです。

なぜMTTFdだけでは足りないのか？

ここで大事なポイントです。

MTTFd は「部品の壊れにくさ」を表しますが、それだけで安全が決まるわけではありません。

たとえば、

壊れてもすぐ検出できるか
同じ機能を2重にしているか (冗長性)

といった設計も重要です。

極端な例を考えると、

とても壊れにくい部品でも
壊れたときに気づけなければ危険

です。

そのためPLは、「部品の信頼性 (MTTFd) ＋設計の工夫」を組み合わせて決まります。

まとめ

MTTFd のポイントは以下の通りです：

危険な故障が起こるまでの平均時間
多くのサンプルをもとにした「統計的な値」
数値が大きいほど壊れにくい
Low / Medium / Highに分類される
PL (安全レベル) を決める重要な要素のひとつ

最後に

安全機器の世界では、「たぶん大丈夫」ではなく、「数値で安全性を考える」ことが重要です。

MTTFd はその基本となる「壊れにくさの指標」です。
さらに PL と組み合わせることで、設備全体の安全性を評価できるのです。

―参考文献―

ロボット革命・産業IoTイニシアティブ協議会
『協働ロボットの安全解説書～ロボットを使用した協働作業の実現に向けて～』(2023年3月)
https://www.jmfrri.gr.jp/wp-content/uploads/2024/12/wg2_anzen.pdf

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