品質管理で不良半減！

　直交表には、主に２水準系、３水準系、混合系があります。２水準系、３水準系の直交表は、任意の２列の交互作用が特定の列の効果と交絡します。

混合系の直交表は、特定の列に交互作用が集中せず、多くの列に分散します。よって、仮に交互作用があっても、その効果はいろいろな列に少しずつ現れますから、本当に大きい効果の因子を見つけることができるのです。

因子どうしの間に交互作用は多少なりともあるものですが、主効果をくつがえすような、交互作用がなければいいのです。

ただし、主効果より大きな交互作用がある場合は、要因の推定が正しくなされません。実験結果を踏まえて、もう一度検討することになります。

もっとも、交互作用の有無が最初から分かるはずもなく、交互作用より簡単な主効果さえ不明だから実験するのですが。

ちょっと横道にそれましたが、直交表は混合系を選択するべきだといいたいのです。混合系の直交表は、Ｌ１２、Ｌ１８、Ｌ３６とあります。

タグチメソッドでは、制御因子とノイズとの交互作用を利用して、品質の安定化をはかるのですから、制御因子が少ないとうまくいきません。

実験規模や解析精度を考慮すれば、最も適切な直交表はＬ１８であると考えられています。学界の論文を見てもＬ１８が主流になっていますね。

手間や費用を惜しんで、Ｌ８やＬ９の実験をして、結局何もわからなかったということにならないよう、十分に検討して直交表を選択してください。


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品質工学（タグチメソッド）における品質特性の種類に静特性と動特性があります。

【静特性】
静特性とは、入力を変化させないで出力を調べる特性をいいます。すなわち、目標値が一定の品質特性です。静特性は望大特性、望小特性、望目特性の３種類あります。

望大特性とは非負の特性で理想値が無限大のものをいいます。大きければ大きいほどよい特性値で、強度などがあります。

望小特性とは非負の特性で理想値がゼロのものをいいます。小さければ小さいほどよい特性値で、磨耗量、有害成分、真円度などがあります。

望目特性とは目標値が有限値のものをいいます。小さくても大きくても悪く、ある目標値に近いほどよい特性です。品質特性のほとんどが望目特性です。


1980年代は望目特性に対するパラメータ設計が主流でした。しかし、望目特性に対するパラメータ設計においても、目標とする結果が得られないこともありました。

その理由のひとつとして、直行表に割り付けた因子が、ＳＮ比最大化用の因子と平均値の調整用の因子にうまく分離されないことがあります。

また、平均値の調整用の制御因子が他の制御因子と交互作用を持つ可能性が高いので、直行表実験の信頼性が低くなることもあります。

その対処法として、1990年代に動特性での評価方法が提案されました。


【動特性】
動特性とは、入力を変化させて出力を調べる特性をいいます。例えば、自動車であれば、アクセルの踏込む量に対して、どれくらいの速度が出るかを考えることです。

アクセルを１ｃｍ踏込めば速度は４０ｋｍ／ｈ、２ｃｍ踏込めば速度は８０ｋｍ／ｈとなります（数字はあくまで例です）。風雨や気温の変化によらず、２ｃｍ踏込めば、常に８０ｋｍ／ｈの速度が出ることが望まれます。

品質特性を動特性で考え、その評価方法を確立したことがタグチメソッドの画期的な点です。入力を変化させない静特性より、入力を変化させて出力を調べる動特性の方が、より安定な製品品質を志向した評価ができます（もちろん、静特性でもきちんと評価できることもありますが）。

つまり、静特性より動特性で評価しよう！ということです。


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目的機能とは、製品や工程に要求される役割をいいます。

自動車では「走る、曲がる、止まる」になります。走りたいときは、アクセルを踏みます。「アクセルを踏む」が信号（入力）、「速度」が特性値（出力）となります。

アクセルを踏んだ時、路面が雨でぬれていたり、タイヤの空気圧が抜けていたりすると、いつも同じ速度が出るとは限りません。このような条件を誤差といいます。


基本機能とは、目的機能を実現させる物理的メカニズムです。目的機能の上位の概念です。

「走る」であれば、ガソリンを燃焼させて、機械エネルギーに変換することが、基本機能と考えられています。


品質工学（タグチメソッド）では、基本機能での研究を勧めています。しかし、簡単なことではなく、とても難しいのです。初学者はまずここで、挫折します。

私自身は、焼成工程のコンサルティングを指導した時に、寸法（目的機能）を特性値にして１回目の実験を行いました。すると第三者の方に、電力などのエネルギー（基本機能）で検討すべきでは？と言われました。正論ですが、基本機能に対して再現性のある評価方法を確立するだけで膨大な時間がかかります。それだけで研究テーマになります。

目的機能ならば、ほとんどの場合設定できます。目的機能で評価するだけでも、十分大きな効果が得られるはずです。目的機能でうまくいったら、次に高いレベルを狙って基本機能を検討した方がいいと思っています。その方が実務的ですしね。



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ＳＮ比とは、信号量ＳとノイズＮの比です。単位は【ｄｂ】デシベルを使います。

ノイズＮとは誤差、バラツキのことです。

ＳＮ比＝信号（その技術の働きで投入されたエネルギーの有効成分）／ ノイズ（投入されたエネルギーのうち、出力として有効に働かなかった有害な成分）

つまり、ＳＮ比が大きいということは、バラツキが少なくて、安定しているということです。

ＳＮ比の高い条件を選んで、次に感度を目標値に調整しますこれを二段階設計といい、パラメータ設計の基本的な考え方となります。

感度とは、目標値との差をいいます。
例えば、金型温度を200度から240度に変えたら、外観がどのように変化するかという傾向を見ることです。これは、これまで多くの人がやってきているやり方です。

感度ではなく、ＳＮ比を第一優先するのがポイントです。

ＳＮ比が高ければ、製造条件が少しくらい変化したとしても、できあがる製品のばらつきは小さくなります。これをロバストネス（強靭性）を持つといいます。

品質工学（タグチメソッド）はＳＮ比を評価尺度として、品質向上の技術開発が短期間で実現できるのです。


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１．オフライン品質工学
研究・開発段階の品質工学とも言われています。
目的は開発費用と開発期間の短縮、品質改善です。
ツールは、SN比（シグナル・ノイズ比）、直交表です。
特性値、信号因子、制御因子、誤差因子を設定し、直交表にわりつけます。
基本機能を設定し、SN比で評価するのが、実験計画法と異なる点です。
パラメータ設計により、品質とコストの両面から最適な設計定数を選択します。

２．オンライン品質工学
製造段階の品質工学とも言われています。
目的はコスト削減と品質改善です。
ツールは損失関数です。
パラメータ設計で製造条件を選択した後、製造条件の許容差を設計します。

よって品質工学は、パラメータ設計が中心となっています。


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コンサルティングの依頼がきました。そこで、この工場に伺い、概要の説明を受けて、工場見学と意見交換をしてきました。１日半かかりました（汗）。

この工場では、これまでなかなか歩留り向上ができませんでした。さらに市場ニーズの変化に対応するため、新製品を開発したのですが、さらに歩留りが悪くなってしまったそうです。このままではコストアップとなり、ジリ貧になってしまうと強い危機感がありました。

詳しい内容は書けませんが、バラツキの低減とタグチメソッドの適用を考えています。

さて、受注に至るかどうか楽しみです。


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　実験計画法とは、定められた計画に基づき測定されたデータを解析し、要因の効果と交互作用を明らかにする方法です。つまり、効率的な実験をする手法です。

例えば、最適な製造条件を設定するために、実験をすることになったとします。

（１）金型：現行型、新型
（２）加熱温度：200、300、400度
（３）回転数：100、150、200rpm
・・・
（８）・・・

もし製造条件を一つずつ変えて実験したら、たかだか８条件を調べるのに、2x3^7=4374　通りの実験をしなければなりません。マンパワー、コスト、生産計画上まずやってられませんね。

このようなとき、すべての実験を行わないで、直交表により一部の組合せについてデータを収集し分析する方法が、実験計画法です。

上記の例では、18通りですみます。効率は２４３倍となり、開発試験の大幅な短縮が可能となります。

実験結果の分析には、統計学の手法（分散分析）を使います。


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米国自動車産業に貢献し、米国経済・社会の発展に寄与した人を表彰する制度に米国自動車殿堂があります。

これまでヘンリー・フォード、トーマス・アルバ・エジソン、ルドルフ・ディーゼル、エンツォ・フェラーリ、本田宗一郎などが表彰されています。偉人ばかり表彰されていますね！

日本では、1989年に本田宗一郎（ホンダ）、1994年に豊田英二（トヨタ）が受賞されていますが、1997年に受賞した３人目は誰でしょう？
























答え：田口玄一

田口玄一氏は、品質工学を導入することで、当時の米国自動車工業会を蘇らせた男と言われ、その功績をたたえられて受賞されています。米国では「タグチメソッド」とも呼ばれています。

品質工学とは、効率的な開発を行うために体系化された品質技術論です。品質工学を活用しているか否かでは、技術開発のスピードが違います。今やエンジニアには必須の技術ですね。

このブログでは、品質工学についても、易しく解説していきます。


久々の投稿で、ブログランキングちょっと上昇。２６位です。

品質工学計算法入門
矢野宏 日本規格協会 2,940 1998/4/201初版

品質工学関連のおすすめの本を紹介しています。今回は４冊目。品質工学入門の次に読むべき本が本書です。

本書は品質工学の考え方に基づいたデータ解析方法を中心に説明しています。なぜそのような計算が必要か、どのような実験をしなければならないかについても、わかりやすく書いてあります。

技術者は多かれ少なかれ実験をする場面があります。品質工学は効率的に、大きな成果をだせる技術手法です。その反面、実験のやり方にコツがあります。

自分でやってみて初めて品質工学が理解できますし、失敗することで成功するコツがつかめると思います。そのときテキストとなるのが本書ですから、技術者にとって必携といっても言い過ぎではないと思います。


もうすぐ！？　ブログランキングBEST10　ランクイン！

品質工学入門〜技術を変革する新しい考え方〜
矢野宏 日本規格協会 2,243 1995/6/15

品質工学関連のおすすめの本を紹介しています。今回は３冊目。品質工学の勉強をしようと思ったら、最初に読むべき本です。

品質工学は、品質改善においてパラダイムシフトを起こした（と私は思っています）。

パラダイムシフトとは、物事の大きな枠組み、考え方が変化することです。従来の常識が通用しないような大きな変化やある時代の支配的な｢ものの見方｣をいいます。

「不良を取除きたいなら、なぜなぜを繰り返して、不良の原因を見つけなさい。不良の原因がわかれば解決策は簡単です。」と教わってきました。

ところが、品質工学は「品質を改善したければ、品質を測るな。基本機能を考えよ。」という主張です。

パラダイムシフトするために、手法から入ってはマズイのです。これまでの考えを捨てて、一から概念を学ぶのに適したのが本書です。品質工学の考え方、専門用語がわかりやすく学べます。計算式はあまりでてきません。

本書を読んで、自分で品質工学を適用したいと考えたら、次に「品質工学計算法入門」をお勧めします。この２冊で基本的なことはマスターできます。


ブログランキング１２位の壁は厚い。苦戦中･･･