精密機械を守るクリーンルーム、搬出搬入で絶対に注意すべきコト


一般的にクリーンルーム(clean room , CR)とは、空気清浄度が確保された部屋のことを言います。

企画であるJIS Z 8122では、コンタミネーションコントロールが行われている限られた空間であって、空気中における浮遊微小粒子、浮遊微生物が限定されて清浄度レベル以下に管理され、また、その空間に供給される材料、薬品、水などについても要求される清浄度が保持され、必要に応じて温度、湿度、圧力などの環境条件についても管理が行われている空間と定義されています。

重要であることは、クリーンルームの空間に供給される材料、薬品、水などについても要求される清浄度が保持される必要があり、工場移転や新設などによって大型機械を運搬し搬入するのにも、細心の注意が必要ということを指します。

acf5ca2a8e04f6f2292beb8fcdfb6637_s

◆様々な産業で必要不可欠なクリーンルーム
それでは、クリーンルームはどのような分野で活用されているのでしょうか。それほどの洗浄度を求められるものでなければ、クリーンルーム等は基本的には必要はないはずです。ですが、専門的な観点から紐解いてみると、工業分野に限らず、製造部門においてのクリーンルームの存在は近年益々重要度が増しつつあります。

d948c18116d72f9b8208c0b723410684_s

◆工業用クリーンルーム(industrial clean room, ICR)
例えば、工業用で考えるだけでも以下の多くの製造工場で必須となっています。これは集積回路の焼付け工程において、塵埃が隣接する回路との短絡、あるいは欠損を引き起こし不良が発生するため、清浄空間での作業が必要とされるからです。

  • 半導体集積回路
  • 液晶パネル
  • プラズマパネル
  • マイクロマシンなど

このような工業品の製造工程で用いられるクリーンルームを工業用クリーンルーム(industrial clean room, ICR)と言われています。

e40e133a63e7961971c6cba9a6775466_s

◆バイオクリーンルーム
主としてバイオテクノロジーの分野で用いられるクリーンルームをバイオクリーンルーム(biological clean room, BCR)と言います。バイオに関する研究や製造がメインとなるため、主に空気中の浮遊微生物の管理が重要となります。

3066afe74f16a57892d162a3999e5744_s

◆医療用途
入院や手術を経験された方は記憶にあるのではないでしょうか。手術室はもちろん、病室も基本的に清潔に保たれています。病院の中でも、手術室、医薬品や化粧品の製造所(の一部)、滅菌医療機器の製造所や滅菌室などがクリーンルーム化されています。塵埃を排除すれば細菌類も排除できるため、手術室などを清浄化すれば細菌に起因する汚染を予防できるという考え方に基づいているからです。

空中浮遊菌数と空気清浄度の5.0 µm 以上の粒子数はおよそ比例傾向(絶対評価ではない)にあることが多いため、クリーンルームとして空気中の浮遊微粒子数を制御しています。ただし、細菌類は単純に空気清浄度のみ制御すれば抑制できるものではなく、定期的な殺菌消毒やクリーンルームの運営方法、人員の入退室方法を適切に管理する必要があるので非常に大変な運用作業です。
近年では殺菌消毒を行っても2時間程度で再度菌が発生することが確認されているため、殺菌消毒の必要性を疑問視する声が多いことが現状です。

◆食品用途
近年では食品に関する異物混入の問題が顕在化されており、社会的にも最も注目を集めている分野の一つです。細菌を含め、異物、虫などの混入が許されない環境で食品製造を行うことが品質確保の面で必要な場合に、調理場や製造ラインをクリーンルーム化する場合があります。

◆ハザード
放射性物質が外部へ流出しないよう、また、遺伝子組み換えなどの実験が行われる場所での排気を通し、外部に有害物質が持ち出されることのないよう、排気の塵埃を除去する場合がある。厳密にいえば、「中が汚れていても、外部を汚さない」という点で通常とは逆のクリーンルームの考え方となりますが、基本的に構造上同じ設備を逆向きに設置することとなります。生物的なハザードという意味で、バイオハザードルームと呼ばれたりします。

◆室内をクリーン化するための構造
それでは、具体的な構造をみていきましょう。クリーンルームは全体的に大きく「給排気システム」と「建屋」に別れます。

◆給排気システム
空気中の塵埃を除去するため、建屋内で閉鎖された構造の区画に超高性能エアフィルタ(HEPA、ULPAなど)を通じて空気を送り込み、排気経路から流出する空気を建屋外に排気または建屋内で循環させる給排気システムを備えています。給排気システムは用途に応じて気流の制御が行われ、一方向流式、非一方向流式があります。

◆一方向流
押出形式とも言われ、気流が部屋全体で一定の方向に流れていく気流の方式です。塵埃は気流に沿って押し出されるように除去され、レベルの高い清浄度が得られます。さらに、天井吹き出しで床面一体の吸い込みの垂直流と、壁面吹き出しの逆壁面の吸い込みの水平流に分類され、層流と呼ばれることもあるが、流体力学等で用いられる層流とは意味が異なります。

◆非一方向流
混合形式とも言われ、気流が部屋の中で複雑に流れていく気流方式です。塵埃はクリーンルーム内で清浄空気によって希釈される形で排除されます。換気風量は必要な清浄度と換気回数(換気風量を室内容積で割った値)によって決められます。一方向流方式と比べ清浄度は低いが、コストの点でメリットがあるため広く用いられる方法です。

給排気システムでは室内の圧力管理も行い、外部からの塵埃の流入を防止するため、室内気圧を外気圧より5~10 Pa程度大きくし陽圧とします。ただし、ハザード用途の場合は室内気圧を外気圧より若干下げ、陰圧とします。
冷暖房も必要となり、特に電子工業用途では露光装置の寸法精度を確保するため、温度・湿度の管理が必要不可欠となります。

◆建屋
クリーンルームでは内部での塵埃の堆積防止、清掃の容易性、フィルタ交換の維持管理の容易性や大小様々な機器の搬出搬入を想定し、建屋の構造にも考慮が充分必要があります。
給排気システムが一方向の垂直流式では、作業室床がダウンフローの気流を透過するグレーチング構造になっており、作業室下の階下に塵埃を落下させる構造になっています。
また、特に清浄を要求される小さな領域をビニールカーテンなどで覆って清浄度を上げる工夫も行われる。外部との入退室には、2つの扉の間に清浄空気によるエアシャワー設備を置いた二重扉の出入口を設けます。更衣や材料の準備などを行うために前室が設けられることがあり、火災などの発生時には非常口が設けられている場合もあります。

◆室内をクリーンに保つための運用
様々な工夫により構成されたクリーンルームですが、運用がしっかりとされていなければ全く意味を持ちません。それでは、環境をクリーンに保つための運用面を見て行きましょう。運用においては、以下の3つのポイントがあります。

  • 原則
  • 入退出
  • 用具

99953

◆運用における原則
正常空間を作り、維持するための条件として以下の原則が挙げられます。

  • 微粒子を持ち込まない。
  • 微粒子を発生させない。
  • 発生した微粒子を速やかに排除する。
  • 微粒子を堆積させない。

◆入退出
人間は衣服や人体そのものから大量の塵埃を発生させるので、全身を覆う専用のクリーンウェア(防塵服・無塵服)やマスクを着装し、二重扉の出入口で清浄空気の(エアシャワー)を浴びて塵埃を落としてから入室します。又、出入口の床には粘着マットが敷かれ、靴底や装置下面の塵埃を除去します。 物品の搬入もドアの開閉時の外気からの塵埃流入を防ぐため、パスボックスを用い二重扉の間でやり取りをします。

◆用具
クリーンルーム内では塵埃の発生はタブーであるため、使用できる用具には特殊なものが用いられます。
紙はわずかな繊維も塵埃となるため、発塵を抑えたクリーンペーパー(無塵紙)というものを使用します。また、鉛筆やシャープペンシルの芯から発塵するため使用不可であり、持ち込みが禁止される場合が多く、ボールペンもノック式ではなくキャップ式を用いることがあります。
清掃も、水道水や洗剤を用いると水分蒸発後の残留成分が塵埃となるため、テフロンワイプを超純水やエタノールで湿らせて拭き取ることが多いです。防塵服の洗濯は、専用の洗剤を用いて、他のものと分けた防塵服専用の洗濯機で行います。

◆クリーンルームで求められる資格
クリーンルームで業務を行うために必要とされる資格とはどのようなものなのでしょうか。クリーンルーム内での作業や取扱・管理業務には、規模・用途に応じた資格とされることがあります。
特に半導体プロセスでは、材料ガスとして常温常圧で自然発火するシラン、ホスフィンのほか、水素、高純度酸素等が用いられるため、火災・爆発には注意が必要です。
また、これらのほかにも不活性ガスの窒素、アルゴン等も用いられ、すべてのガス類がすべて低温の液体として保存されるため、高圧ガスの取り扱いに関する注意が必要あり、他に洗浄工程、加工工程で強酸、強アルカリを使用するので、これらも注意が必要となります。

  • 有機溶剤作業主任者
  • 特殊化学設備作業者
  • 特定化学物質作業主任者
  • 毒物劇物取扱責任者
  • 特定高圧ガス取扱主任者
  • 乾燥設備作業主任者
  • 送気調節係員
  • 放射線取扱主任者
  • エックス線作業主任者

◆クリーンルームの搬出入において、注意すべきポイント
これだけの設備と運用により絶対的に安全性が守られているクリーンルームですが、事情により内部にある精密機械や大型機械の搬出や搬入が必要になった場合はどうするのでしょうか。これまでの情報から以下の通りまとめられます。

  • 清浄度レベルを規定値に守るための入出
  • クリーンルーム運用に精通した運搬技術者(チーム)
  • 埃やチリ、ゴミなどから精密機械を守る梱包技術
  • 極力クリーンルーム内を汚さない運搬機材設備
  • 迅速は作業

10

◆クリーンルーム内での作業で強力なエアモジュール
小さいものでも数t、大きい物になると数十tにもなる精密機械、それらを運ぶための運搬技術としてエアモジュールが注目されています。例えば、それだけ大きな機械を運搬するためには、その為にまず機械を持ち上げるための機材が必要です。一般的にはギアなどがついたジャッキで持ち上げますが、ギアにはそれらを円滑に作動させるための油を必要とし、作業中に飛翔による汚れや粉塵など、クリーンルーム内に余計な汚れを持ち込む原因とも考えられます。それらを解決する為、エアモジュールが活用されるのです。エアモジュールはいわばホバークラフトのようなもので、空気の力によって大型機械を持ち上げます。いわゆる浮遊させた状態で搬出口まで移動させるのです。この方法であれば、大型の機械でも数人のチームで搬出することが可能になります。これは、様々な重要機械や設備で囲まれば、限られた空間での作業を迅速にこなすことにとっても重要な役割を果たします。

07

◆クリーンルームに精通した技術者が必要
想像してみてください。例えば、非常に高価な機器や、劇薬と言われる薬品が並んでいるクリーンルーム内に、全く知識を持たない人が作業員として動き回られたら…その場の責任者であるアナタはどうでしょうか。専門的な運搬に限らず、全般に言えることですが、小さなミスが大きな事故につながることが常です。それが、非常に緻密な空間として構成されたクリーンルームであれば尚更です。先に挙げさせて頂いた様に、クリーンルームでの作業においては、様々な資格が必要とされ、それらが密接に関わりあっています。運搬においても、リーダーがしっかりとお客様と念密な打ち合わせをして、その環境に適したチームを配属し、迅速な作業を行うことが常に必要とされています。

0bcc6e717d609e64a19d3d84761ab328_s

いかがでしたでしょうか。「ものづくり」日本として、戦後から21世紀を迎えた今でも、国内の産業をクリーンルームの技術が影で多大な貢献を行い、その運用には最新の注意が払われています。より安全な運用を目指す上でも、将来的なリスク予測やそれらに基づいた設計、ルール化などをはじめ、運搬技術の向上も益々日本では求められてきているのです。

運搬に求められる絶対安定性、答えはチームワーク


航空機の整備ミスや運航トラブルのニュースを通して連日のように私たちに届きます。鉄道でも停車駅通過や停車位置不良もなかなか無くなりません。建設現場での転落事故や、機械輸送や運搬及び移転の現場、工場での機械巻き込みの事故等も後を絶ちません。そして、医療現場では患者の生死に直結しかねないミスやヒューマンエラーが少なからず発生する現実に、「怯え」とも言えるような緊張感とストレスの中、医療従業者たちは働かなければならなくなっています。

 

◆福知山線脱線事故

これらの現場では、「安全第一」は、いわずもがなの最優先課題となっています。そして、長年にわたって真摯に安全を確保する取り組みがなされて来た職場でもあるのです。それでも、「安全」が脅かされていると瑜やされるような状況に陥ってしまっているのは何故なのでしょうか。

 

07

 

 

組織はいかにして事故を防止し、安全を確保しようとしているのか
航空機の整備ミスや病院での医療事故が発生してしまった時、組織の最高責任者が記者会見の場でお詫びする光景がテレビや新聞でも良く報道されています。組織が被害者に対してはもちろん、社会に対しても責任を強く認識している事は確かである。一番大きな問題として言える事は、その後の事故防止・安全確保対策の取り方であると考えられます。
それでは、直近の例を取り上げてみましょう。日本航空(JAL)の植木社長は2014年6月9日の定例会見で、相次ぐ整備ミスや重量管理システムの不具合について陳謝しました。国土交通省から厳重注意をうけた日本航空は、「ひとつひとつはヒューマンエラーで、それぞれ原因が異なる。全体に共通する背景として、整備業務が高度にシステム化されており、一つ一つの業務はしっかり行われている。だが、業務間をつなげて行く人間相互の関わりが薄くなってきている(赤坂祐二整備本部長)」と話した報道されています。

 

JAL植木社長、整備ミス16件とシステム障害で陳謝

 

この会見で示されているのは、「それぞれ原因が異なる一方で、共通して言える事は、業務間のコミュニケーションの希薄さ」という、効率化を求め極めて高度化されて来た業務システムの根本的原因を露呈して来たように感じられます。
日本航空のみならず、事故を起こしてしまった組織では、火急の課題として従業員の意識改革と安全教育の徹底に取り組む場合が多い。組織全体の安全遵守の規則を再点検して細かく取り決め、従業員に、高い安全意識を持って、その規則を遵守し、常に安全を優先して判断し、行動するように「教育」することなのです。

 

組織安全教育の前に立ちふさがる壁
気になる事は、その教育がどのぐらい効果的なのだろうかという点です。確かに、個人が安全遵守する事は、組織全体の安全管理に必須の要素であります。ただ、ヒューマンエラーの研究成果を紐解くまでもなく、人間はミスやエラーをしてしまう存在という事を忘れてはいけません。結果的にミスやエラーになったものでも、悪気は無く、知らず知らずのうちに行動したり、反射的に判断してしまったり、時には正しい事だと思い込んで行動したのが実は間違いで会ったという事もあるのが、人間です。これらヒューマンエラーの根底に働いている心理メカニズムの多くは、人間が進化の過程で、厳しい自然環境の中で生き抜く為に身につけてきた適応方法の一部である場合も考えられます。いかに高い安全意識を持ってしても、この人間としての本質的に持っている特性を源泉とするするミスやエラーを撲滅する事は非常に困難であると言わざる終えません。

04
この事は現場でも良く理解されており、教育的な取り組みだけではなく、機械工学な見地から、安全確保の為の機器の開発・導入・設置も積極的に行われて来たのが、先の高度化された管理システムなのです。安全機器の導入は、人間がミスやエラーをおかす存在である事を前提としたバックアップシステムの働きを持つものであると言えることは確かです。ただし、決して忘れてはいけない事が、機械を使うのは人間であるという本質の部分です。「まさかこんな操作をするなんて想定もしていなかった」という事態が多々発生する、先に述べた事例が顕著に出始めているのが実情である。やはりここでも「人間ならでは」のミスやエラーはつきまとうという事になると考えられます。
個人がミスやエラーを犯したとしても安全は確保されるようなバックアップシステムを構築する事は、組織の安全管理を考えるときの焦点です。そして、バックアップシステムとして見直すべき対象であると注目しているのが、職場のチームワークなのです。

 

チームによる安全管理体制の利点と弱点、そして課題
今回のような航空関連にも関連する輸送や運搬、医療や福祉のみならず、行政や各種ビジネスにおいても、ミスやエラーは防止すべき対象であります。そして、これらの職務のほとんどはチームによって遂行されています。このチームと言う要素を安全管理に活用しない手はありません。特別な仕掛けをしない素朴な状態でさえ、個人レベルでミスやエラーが発生しても他のメンバーのリカバリーによってチームレベルでは安全が確保されていることも、実際に多いだろうと考えられます。
事故につながる危険な兆候を一人が見逃しても、他のメンバーが発見・連絡して対処したり、ミスやエラーの起こりやすい条件についての情報を伝え合い共有したり、慌てる事でパニックになりそうなメンバーに他のメンバーが冷静に指示を出して落ち着いた対処を導いたり、一人では対処が難しい事でも複数のメンバーで協力して解決したりと言ったように、機械や装置と言ったハードウェアとは性質の異なった安全管理のソフトウェアとして、チームワークの機能は期待されているのです。更に付け加えますと、チーム全体の安全確保を優先する規範・文化が醸成される事によって、メンバー個人レベルでの判断や行動は、常にその規範の影響を受けて安全遵守が促進されるという効果も期待出来ます。
その一方でチームによる安全管理には「人間の集まりならでは」共言える脆弱性も備わっている事を忘れてはなりません。危険な兆候に気づいた時、自分が対応しなくても誰か他のメンバーが対応してくれるだろうという甘い期待を抱いてしまうのが人間でもあります。もし、チームの誰もが互いに甘い期待を抱いてしまうと、的確な対処はなされない事になります。これは、社会心理学の研究で「責任制の分散仮説」や「社会的手抜き現象」と呼ばれ、人間集団には抜き去りがたく生じる現象である事もわかって来ているのです。

 

01
また、メンバーの一人がミスやエラーを犯した事に気がついても、他のメンバーがそれを指摘しない(できない)事が、チームの中では起こりがちである事も研究結果からわかってきていると言われています。特に職場の上司や専門家に対しては、ミスやエラーを指摘する事を躊躇する気持ちが強く働くという事例もあります。職場の円満な人間関係や秩序維持の方が気に会って、安全管理の方はついおろそかになってしまう実情があるという事です。更に付け加えるならば、安全をないがしろにするようなチームの規範が出来てしまうと、メンバー個人レベルでの不安全行動を誘発する事も見逃せません。

チームの利点を生かした安全管理は、多くの職場において現実的であり、長期的な視点からも是非とも実現させ対策と考え、岩瀬運輸機工では以前から取り組んで参りました。

例を挙げるなら、まずは、チームワークのよさ。それは、現場のずっと前から始まっています。配車や担当者を決める時、私たちは作業員の性格や相性も十分に考えたうえで割り振ります。実力や役割が当てはまるからといって、気の合わない者同士を同じチームにしては意識も効率も下がります。作業をするのは人間。気持よく働ける環境はチーム作業には欠かせない要素です。

 

05
さらに、作業内容をすべての作業員が把握していることもよいチームワークを生む要因。全体を把握しているリーダーが指示を出し、個々の作業員は自分の担当作業のみ、というのは効率がいいようでいて、実際は無駄が多いものです。すべての作業を現場全員で共有していれば、次の作業工程を考えた動きができ、仕事のスピードは目に見えてアップします。担当作業が終われば、他のフォローに回ることもでき、チームで作業をする意味が深くなります。自分のやるべきことを理解していることはもちろん、自分以外の作業についてもしっかりと把握していることも、私たちのチームワークを支えている重要なポイントなのです。
そしてもうひとつ、こまめなミーティングもチーム作業をスムーズにするためには必要不可欠です。作業前に行なうのはもちろん、作業途中でも必要とあればいつでも集まり、意見のすり合わせを行ないます。まさに、急がば回れとはこのこと。ミーティングを疎かにすれば、それだけリスクが増え、スピードも低下するでしょう。今日行なう作業の何が重要なのか。注意点はどこか。申し送りすることはないか。また、何か問題が起きた時、それを全員で共有してすぐに対応策を練り、実行していく。現場レベルでのミーティングを密に行なうことが、安全管理体制を高めるばかりではなく、ひいては作業効率を上げる近道でもあるのです。

 

優れたチームワークの根幹は、チームのコミュニケーションとリーダーシップの二つの要素が必要不可欠です。

いかなるチーム・リーダーシップと、どのような特性を持ったチーム・コミュニケーションが、チームによる安全管理を促進するのかを常に考えて業務に当たっています。

photo_seaj

 

他社には真似できない、という謳い文句など眉唾モノだと思う方は少なくないでしょう。けれど実際、私たちの現場での「効率的な動き」は、同業他社が作業現場をビデオ撮影して参考にしようとしても、そうそう簡単に真似のできるものではないようです。正直に言えば、さほど難しいことをしているわけではありません。むしろ、あたり前のことをあたり前にしているだけ。けれど、そのあたり前は一長一短に身につくものではないのです。
とは言え、こうしたあたり前のことをあたり前にできるのも、作業員一人ひとりに実力があればこそ。相応の資格を持ち、豊富な経験があり、柔軟な対応力にも長けている。そんな優秀な人材が揃って初めて、最高のチームワークが生まれます。私たちが胸を張ってチームワークのよさをアピールできるのも、優秀な人材を育てている自信の表われ。ちょっとした会社自慢でもあるのです。