フェールソフト・フェールセーフ設計

フェールセーフ、フェールソフト、フールプルーフ、フォールトトレランスは、いずれもシステムの故障や誤りに備える設計の考え方である。フェールセーフは故障時に安全側の状態へ移行させ、フェールソフトは故障時に機能や性能を縮小してでも運転を続けさせる。フールプルーフは利用者の誤操作や誤入力を防ぎ、フォールトトレランスは冗長化によって故障があってもシステム全体の機能を維持する設計である。

4つの設計思想の原理

故障や異常への対応は、どの状態を優先するかによって考え方が分かれる。フェールセーフは、機能の継続よりも安全の確保を優先する。例えば交通管制システムが故障したときに信号機を赤色にする設計は、交差点での事故を防ぐために安全側へ移行させるものであり、この考え方の典型例である。

フェールソフトは、一部に故障が起きても、機能や性能を落としながら運転を続けることを目的とする。ハードウェアの障害時にパフォーマンスは低下するが、構成を縮小して運転を続けられるようにする例が、この考え方として繰り返し出題されている。

フールプルーフは故障ではなく、利用者側の誤操作や誤入力を対象とする。規定外の無効なデータが入力されたときに、誤入力であることを伝えるメッセージを表示して正しい入力を促し、システムを異常終了させない設計がその例である。

フォールトトレランスは、コントローラの二重化などの冗長構成によって、故障しても処理を継続させる考え方である。故障した側を切り離して運用を続ける設計は、冗長化によってサービスを維持する方式であり、安全側へ移行させるフェールセーフとは目的が異なる。

判断の基準と注意点

判断の基準は、故障や誤りが発生したときに、システムがどの状態に落ち着くかを問うことである。故障時に安全側へ移行するならフェールセーフ、機能を縮小して継続するならフェールソフト、誤りそのものを入口で防ぐならフールプルーフ、冗長化によって故障があっても全体の機能を保つならフォールトトレランスと判断する。