関西品質工学研究会新春講演（２０１１年度）「全体最適を目指す技術者であれ」～技術者の技術者の思考力を鍛える品質工学
思考力を鍛える品質工学～

日時：2011.01.15（土）場所：日刊工業新聞社会議室

品質工学会名誉会員 原 和彦
E-Mail bzh02554@nifty.com
URL http://kaz727.cool.ne.jp1平成5年1月15日

関西品質工学会設立宣言■設立の背景と研究会の目的
関西品質工学会は関西の企業の有志（下記の発起人）が集まって、１９９４．１．１５に設立されました。
発起人メンバー：青山 浩、井上 克彦、尾川 武史、合田 要祐、後藤 孝夫、芝野 広志、田中 健一、
中井 功、中野 恵司、中山 勝之、橋本 和義、日野 桂、渡辺 貞夫、原 和彦の14名
いずれの方々も品質工学に対する情熱は人一倍溢れていて、将来の発展を約束された思いでした。
研究会の目的は「企業における品質工学の発展と普及ならびに情報の交換をはかること」です。
■研究会の内容
毎月の研究会を開催しますが、年４回田口玄一博士（タグチメソッドの創始者）をご招待して特別講演やテーマ
指導をお願いしています。田口先生がお見えにならない月は、各人がテーマを持参してグループ討議を行い、そ 中その中から全体討議のテーマを選んで全員で議論します。意見がたくさん出て楽しい有意義な研究会です。
体討議
を選
員 議論
す。 見
楽
有 義な研究会 す。
■研究会会員募集
現在のメンバーは４０名くらいですが、関西の企業に普及を図るために新しい会員を募集します。奮って
、
普
員 募
奮
申し込み下さるようお願い申し上げます。
申し込み先：〒５４１－００５３ 大阪市中央区本町３－４－１０（財）日本規格協会関西支部内
関西品質工学研究会事務局 吉田 雄子
TEL (06)6261－9928
FAX（06)6261－91142

部分最適（手段）から全体最適（目的）へ－「木を見て森を見ず」からの脱出－¾生産システム設計の一元的評価
企画 開発 生産 販売に至る社会的損失の最小化を考えて、源流の企画・開発・生産・販売に至る社会的損失の最小化を考えて、源流の計画段階で一発完動の「コンカレント体制」を確立する。

¾「品質（モノ）」から「機能（モノの働き）」へ）「品質が欲しければ、品質を測るな。機能性を測れ。」（一石全鳥）
サブシステムの機能性評価は システム全体の機能性評価が前提になる
サブシステムの機能性評価は、システム全体の機能性評価が前提になる。
モノを測らずに、源流の入出力のエネルギーの機能性評価にシフトしている。

¾ＱＣＤの同時達成
時達成（「技術者よ、自由になれ」）「クレーム撲滅（２段階設計）」 「コスト半減（ばらつき半減）」「開発期間短縮（機能性評価）」 一石三鳥で「技術者の自由を確立」
石三鳥で「技術者の自由を確立」

3

開発プロセスと品質工学
開発プロセス（ＮＣＲＤＰ）の各段階で品質工学が活用できる4品質（モノ）から機能（モノの働き）へ―品質評価の変遷－• マイクロメータやノギスを使わずに源流の技術開発で、入出力のエネルギー変
ギ
換で、 モノを造らずにCAEによりモノの換で、「モノを造らずにCAEによりモノの働きを評価することで、品質を造りこむ」「基本機能の機能性評価」にシフトした。
「基本機能の機能性評価」にシフトした• これが「バ
これが「バーチャル設計」による「モノづくチャル設計」による「モノづくり開発体制の確立」と考えている。
5仕事量は出力（成果）で測れ！
－SN比の定義－「一生懸命長い間働いたけれど。その成果はゼロだったときにわれわれは，その人の仕事量はゼ と考えるは，その人の仕事量はゼロと考えるのである。仕事量は出力で測るべきで（力×時間）のような入力で測ってはならない」（「実験計画法」下巻538ページより）
全仕事量 (S ) = 有効成分 (S ) + 無効成分 (S )有効成分 (S )βT

SN 比 (η ) =β

無効成分 (S N )Nの増大が狙い6

6

QCDを同時に達成する

7

「コストに強い」技術者であれ－品質改善はコスト改善の手段－
社会的損失（L円）＝投入コスト（C円）＋品質損失（Q円）
損失（円）

社会的損失（L）
利益
減少

クレ
クレー
ム増大

投入コスト（C）
品質損失（Q）

目標値

L min

特性（y）

Q (円 ) =A0
A0 ⎛ 1 ⎞
2
⎜ ⎟⎟
σ
=
0
2
2 ⎜
Δ0
Δ0 ⎝η ⎠

生産活動の本質は市場における生産性（投入コストと品質損
失の和）を減らすことである。
・品質損失：機能のばらつき＋
使用コスト＋公害などによる消費者側の目に見えない損失
費者側
目 見えな 損失
・投入コスト：変動費や固定費などの生産者側の損失
8京都品質工学研究会質問事項（2011年度新春講演）
１．講師が「問題解決型ではダメ」と考えたきっかけは？
２．品質工学を使えば、技術者の仕事は楽になりますか？
３．機能性評価を行えば、「抜き取り検査」「耐久試験」はしなくてもよ３
機能性評価を行えば 「抜き取り検査」「耐久試験」はしなくてもよいのですか？
４．品質工学を全社展開するためのポイントは何でしょうか？
４
品質工学を全社展開するためのポイントは何でしょうか？
（成功事例など、品質工学の普及担当者の励みになるお話をいただきたい。）
５．品質工学の習熟度を表す基準はありますか？
（ASIではBlack BeltやGreen Beltがありますが、日本版は？）9

質問１．講師が「問題解決型ではダメ」と考えたきっかけは？

■ 科学的思考時代（問題解決型）
1957年 松下電工に入社
1960年 ■はがき切手自動発売機（郵政省へ納入）―有効賞1級―30台製作して全国の９つの郵政局に納入
1966年 ■小型歯車の研究（0.1モジュール成形歯車）―技術有効賞2級―■小型歯車の研究（0 1モジ
ル成形歯車） 技術有効賞2級
研究開発・設計・製造・検査の全てを経験する。：個人技能としては蓄積したが会社としての固有技術としては全く残っていない（伝承性）
1968年 ■電磁カウンタの研究（世界最速度100 cpsに成功）―特別有効賞―
開発から生産まで3年かかり最後まで信頼性問題（カウント精度と寿命）で苦戦
1971年 ■クオーツ掛時計の開発（世界最薄ムーブメントの開発に成功）－特別有効賞―
古典的実験計画法で要素部品の最適な寸法を決める
1972年 ■自動時間スイッチの開発“養鶏や養菊”に使われて農家に大損害を与えた 原因は接点溶着問題“養鶏や養菊”に使われて農家に大損害を与えた。原因は接点溶着問題
1979年 ■自動定量止水装置（風呂の蛇口に取り付けて自動止水する）―有効賞―
スリップ機構のトルク問題で半年足らずで故障して市場クレームが多発した
1980年 ■リレーの開発（有極型世界最小，低消費電力）―特別有効賞―
等価回路のシミュレーションで最適設計を行ったはずだが，信頼性問題で苦戦
路
ず が

問題解決型が何故ダメなのか？
10

「問題解決型」が何故だめなのか？
• ～技術者に自由がない～－結論 「もぐら叩き」は際限がない－

ボトルネ
ボトルネック
ボトルネックは何か？
クは何か？
クは何か？
１．評価テスト(劣化，信頼性）に時間がかかる。
「市場シミ レ シ ン評価 を考える
「市場シミュレーション評価」を考える。
２．評価が手段（モノの品質）中心である。
「目的（モノの働き） を考える
「目的（モノの働き）」を考える。
３．システム設計が顧客の立場を考えていない。
「顧客の機能重視 を考える
「顧客の機能重視」を考える。
４．品質とコストのバランスを考えていない。
「ＱＣＤの同時達成 を考える
「ＱＣＤの同時達成」を考える。
５．科学的思考の現象解明が中心である。
「技術的思考 であるべき姿を考える「技術的思考」であるべき姿を考える。
11

寿命試験と品質工学の違い• 寿命試験や信頼性試験は特定の条件
試験
特定 条件
で故障や破壊時間
で市場品質を予測するもので，原因から対策を考えるやり方で評価に時間がかかりすぎる
かかりすぎる。
（逆観）• 品質工学の機能性評価では考えられる
評価
考 られる
厳しい原因の組み合わせのＳＮ比で合わせのＳＮ比で，設計の違いや品物
間の市場品質の比較を源流で短時間に行うことができる。
が
（順観）
12

品質 学と 出会
品質工学との出会い－技術的思考の到来－■品質工学の導入《1980年代―パラダイムが180度転換した時代―》《1980年代 パラダイムが180度転換した時代 》
1982年 ■ドットプリンタの開発（低消費電力を狙った小型ヘッドの開発）
ピン折れ問題で苦戦しているときに，唐津一先生の紹介で田口先生と出会う。唐津先生から「品質工学の道」を戴く。
1983年 ■ 「デージープリンタのソレノイドのバウンド量低減」に応用して成果を出す（温度変化に弱かった）－コンピュータシミュレーションの活用－
1989年 ■肩タタキ機（もみもみ）の開発
1970年に開発されたS（soft）- H（hard）変換で顧客が満足するシステムの考案
・人体生理の原理・原則を追求でプロのマッサージの指圧の因果関係をモデル化
・プロの指圧師の指先に圧力センサをつけて，マッサージ曲線を描いて品質目標を定量化
指圧する＝f （指の動き､押す力､指の硬さ）《開発のプロセス》 S－H変換と品質工学の融合①顧客の要求 ②目的機能の分析 ③計測と解析技術開発 ④システムの選択①顧客の要求―②目的機能の分析―③計測と解析技術開発―④システムの選択―⑤パラメータ設計―⑥商品開発へ応用展開（編集設計）

13

「顧客が欲しい機能」から「システムを選択」（Ｓ－Ｈ変換と品質工学の結合）－要素技術を集めて編集設計－

14

顧客が欲しい「目的機能の研究」
目的機能（製品）はプロのマッサージ師から学ぶ

15

「目的機能」を満足する「基本機能」の研究－基本機能を満足する「システムの選択」－

タタキ機能

伝達機能

制御機能

16

ソレノイドの中の「最適なシステム」の選択－出力エネルギー（感度）が最大のソレノイド－
出力 ネルギ （感度）が最大のソレノイド

入力電力
に対して
出力エネ
ルギー
ギ
（感度）が
最大のソ
レノイドを
選んでパ
ラメ タ
ラメータ
設計を実
施
17

ＣＡＥにより基本機能の最適化設計
タタキ機能の理想機能は
入力電力 W を出力のタタキ力 Fに変換することであるから

1
Kx 2 F ∞ Kx2で表される 上式からで表される。上式からより W ∞

F =β Wが理想機能と考えて、パラメータ設が理想機能と考えて
パラメ タ設計を行い、左図のようなソレノイドの最適化設計を行う。
18

質問２．品質工学を使えば技術者の仕事は楽になるか？
－ＣＡＥ活用で試作レス・試験レス＝技術者に自由を与える－

Feedback System

品質の研究（チューニング）
（チ
ング）
製品設計

従来設計（問題解決型）

試作

耐久試験

製造

No

市場
No

No

予測できない問題発生（もぐら叩き）
機能の研究（ロバストネス）

Front Loading System
品質工学（技術開発型）

要素や製造技術の機能性評価と２段階設計（ＣＡＥの活用）

技術開発

品質 欲しけれ
品質が欲しければ品質を測るな

技術の編集設計（目標値にチュ ニング）
（目標値にチューニング）
19

設計完了

技術開発の戦略• 先行性
要求特性が出る前に、目的機能や基本機能の安定性を確保するために製品企画前に技術開発を先行させ
る。

• 汎用性
特定分野の技術や商品ではなく，同じ機能の技術や同種の製品にも適用可能で広く応用ができる。

• 再現性
開発段階の確認結果と市場における結果との一致性
開発段階の確認結果と市場における結果との
致性
を高める。
20

戦術と戦略の違いは何か
戦術的技術者

戦略的技術者¾ 戦術は英語ではTactics¾ 戦略は英語ではStrategy¾ 戦術的技術者は，機械・電気・化学などの工学分
野や医学・薬学・社会科
学などの専門技術を使って システムの研究開発て，システムの研究開発を行い，「無駄な試作と耐久試験を繰り返して」
製造や市場で起きたクレームの対策を行う¾ 戦略的技術者は，広範囲の科学技術分野に共通で，しかも長期に使える汎用的な「機能性の評価」で，問題が起こる前に 事前問題が起こる前に，事前に予測して「社会的損失の最小化」を図り，「試の最小化」を図り，
試
作レス・試験レス・検査
レス」の開発を行う
21

技術開発の“マネジメント戦略”－技術責任者の役割と責任－（１）技術テーマの選択（１）技術テ
マの選択（２）コンセプトやシステムの創造（３）システムの評価と改善－２段階パラメータ設計－
２段階パラメ タ設計（４）設計のためのツ ルを準備
（４）設計のためのツールを準備22：

組織の役割と責任• 商品企画部（品種の１００％責任）• 開発設計部（クレームの９４％責任）• 生産技術・製造部
生産技術 製造部（クレームの６％責任）• 品質保証部（クレームの１００％責任）（クレ ムの１００％責任）• 品質管理部（製造ミスの１００％責任）
23

品質（モノ）から機能（モノの働きの働き））へ
品質が欲しければ、品質を測るな、機能性を評価せよ。

24

掃除機の機能性評価
吸塵性能と作業能率の二つの機能を同時に評価する
吸 塵量
(y)

Sβ
Se

吸塵性能の安定性（ＳＮ比）

吸込易いごみ，新しいフィルタ（N1)
SNXβ

吸込難いごみ，目詰りフィルタ(N2)β2
η (db ) = 10 log 2σ

吸塵性能（感度）S (db ) = 10 log β 2

面積が小さくて傾斜が急な方がよい
電力(M1)・時間(M2)

理想機能： y = βM1M225

カッターの機能性の評価－評価には技術手段は関係ない－

切り込み深さ(y)η＝ -0.68 db
S ＝ -19.03 db

N
1
N2●理想機能 y =ββM
押す力と（信号因子）と切込深さ（出力特性）の比例A
関係
N1：初期（または軟かい材料）
N2：劣化後（または硬い材料）

N1BN2
η＝ -4.62 db
S ＝ -22.55db
22 55db
押す力（M）
26

AとBの品質を比較した場合
Aの方が切れ味がよく（感度大）で寿命も長い（ＳＮ比大）β2l
ＳＮ比 η = 10 log
σ22
感 度 S = 10 log β

質問３．機能性評価を行えば、「耐久試験」はしなくてもよいのか？

耐久試験で失敗した事例（１９７９年）
スリップ機構の品質問題と機能性の評価
自動止水栓を開発したとき、１億回の寿命試験で、止水機能を確認して、出荷しましたが、市場では半年足らず（約 200 回）で故障してしまいました。

品質工学では下記のような評価を行います
問題を起こしたスリップ機構の「理想機能」を決める
理想機能は、「締め付け量 M と回転力 y との比例関係」

y = β M である.
信号因子：締め付け量 M（皿ばねの撓み量 mm）
出力特性 回転力 y（トルク計で測る
出力特性：回転力（トルク計で測る

k ・cm）kg）

誤差因子：N1（ 25℃の水で 0 時間）
N2（100℃温水で 24,48,72 時間放置）
不良品 72 時間後

回転つまみ
回転力

機能限界

y

良品 72 時間後
初期

主軸
皿ばね
締め付け量 M
締

摩擦板
感
歯車

度

変化率

不良品

機能限界

良品

Δβ

z 1億回の寿命試験で出荷したが、市場
では半年以内で故障した (標準条件）
障した.(標準条件）(Validation）
z 最も厳しい24時間以内の温水試験の機能性の評価に切り替えたロバスト設計で問題を解決した.（Assessment）

スリップ摩擦機構

72

200

1000 時間試験や検査は評価にはならないが、出荷前の確認には必要！27

質問３ 機能性評価を行えば、「抜取検査」はしなくてもよいのか？

不良品の有無がわからない時に抜取検査は意味がない－検査設計（オンライン品質管理）－
検査に関する損失

検査で不良品が見つかったときに検査の価値があるが、合格品に対する検査は経済的に無駄になる。
したがって、検査設計では不良率が臨界不良率 pb 以下であれば無検査で出荷し pb 以上であれば全数検査を行う。
検査の価値＝ L0 − L = ( A0 − A) p − B
上式がプラスの時に検査の価値がある。
開発設計で機能性評価を行い、工程管理のフィ ドバック制御で工程管理のフィードバック制御でばらつきを改善することが大切。

L円

L0 = pA0円/個

L = B + pA 円/個

B （検査コスト）
検査損

pb

pb =

B
A0 − A

検査得 不良率p28

市場品質は不良率では分からない
場 質
良－生産者損失と消費者損失－
品質工学の考え方
学 考

品質管理の考え方－消費者の立場－－生産者の立場－

不良品

（目標値）

不 満足

良 品

不 満足

不良品

損失L（円）
A0
満 足
A

－⊿

m

⊿

⊿：出荷規格 m：目標値｢不良率や故障率」で合否の判定を表
す
不良率 p＝（r/N）×100%
故障率 λ＝[r/（N⊿t）]×100%－⊿0 －⊿m⊿ ⊿0⊿：出荷規格 ⊿0：機能限界
m：目標値
A：生産者損失
A0：消費者損失
消費者損失 「損失関数」で製品の「損失関数 で製品の品質損失を表す
2
Ｌ（円）＝（A0/⊿0 ）×（1/η）
2

2

η＝m /σ （ＳＮ比）

良品の品質は調べない29

デミング博士の品質の結論
グ博
品質 結論“Some Lessons in Variation” From
Dr. W. Edwards Deming
Comments on an example of measuring dispersion
This simple illustration should put to rest foreveruse of measure of dispersion like Cpk, as it has
no meaning in terms of loss… Conformance tospecifications, Zero defects, Six Sigma Quality
and other nostrums
nostrums, all miss the point (so statedby Donald J.Wheeler,1992).
30

デミング博士の品質の結論（続）• ばらつきを測定するときの尺度（Ｃｐｋ，ＺＤ，６シグマ）はすべて間違いだから永久に廃止す
きです。
べきです。
• 世界の中でもっと良い方法が 田口の損失関数です。
• デミング博士の1992
年の「危機からの脱出」という講演から
31

品質は社会に与える損失である
品質とは何か品質とは，商品を出荷後使用期間内で社会に与える損失である．

品質の定義① 機能のばらつきによる損失② 使用コスト（燃費,使用電力）による損失③ 弊害項目（発熱，騒音や NOｘなどの公害）による損失

品質とは、品物が出荷後、社
品質とは品物が出荷後 社会に与える損失である。ただし、機能そのものによる損失
は除く。

原材料費

機能のばらつき加工費
動力光熱費

による品質損失

設備償却費
一般管理費
品質管理費

生産

損失関数適用

使用コスト

経済性
故 障

燃費・電力
修理費用

弊害項目による
品質損失

安全性
公 害
操作性

感電・火災
排気ガス
施工時間

出荷

廃棄

社会的生産性（L）＝コスト（C）＋品質損失（損失関数 Q）
品質管理の考え方

品質工学の考え方(不良率)(損失関数)

損失（
円）

③

品質（Q）

廃棄･手直費
検査･調整費

固定費②

機能のばらつきによる損失
使用コスト（燃費や消費電力）による損失弊害項目（故障や公害）
による損失

変動費

①

社会全体の生産性（L）
コスト（C）

生産者の損失額

A0

消費者の損失額
不良品

良

品

A

不良品

-Δ

m

Δ

-Δ0

–Δ

m

規格

目標値

規格

機能限界

規格

目標値

Δ

Δ0

規格

機能限界

32

品質は 不良率 では分からない
品質は“不良率”では分からない－不良率から損失関数へ－
1979.4.17 朝日新聞による抜粋
米国ソニー製TVと日本製ソニー
米国ソニ
製TVと日本製ソニ
TVの品質を比較したところ米国製の方が市場で故障が多いという結果が発表された。

米国製

2Δ
一様分布：σ =12（一様分布）

日本製のTVの標準偏差
正規分布：σ =不良率では日本製の方が悪いのに、損失関数では日本製の方が、損失関数
製
約1/3の損失金額で市場の評価が高いことが分かる。

公 差

米国製のTVの標準偏差

日本製

2Δ
6

（正規分布）

m-5m
カ
カラー濃度の分布
濃度 分布

m+5

製造場所

目標値

標準偏差

損失関数

p
Cp値

不良率

日本製SONY

m

10/6

66.7円

1.00

0.27％

米国製SONYm

10/√12200.0円

0.577

0.00％

33

市場クレ ムの94%は設計責任
市場クレームの94%は設計責任L(円)安全率＝Δ0/Δ＝４の場合

A0 製品品質（顧客の損失）（Δ0/Δ）2=A0/Aであるから
製造品質＝A＝（1/16）A
製造品質
（
） 0

顧客が不満足設計品質（94%）＝0.625A0
製品品質＝A
製品品質
A0

A 製造品質
- Δ0

-Δ
損失関数

L(円)=A/Δ2×(y-m)2

m

y

Δ

Δ0

出荷規格

機能限界

設計品質＝

（製造の限界） （顧客の限界）
34

製品品質－製造品質
A0－A＝（15/16）A0＝0.937A
0.937A0品質 学
品質工学は「誤差（違い）の研究」である
誤 （違 ） 研究」 あ－誤差（問題）とは理想と現実の差である－

動特性 理想機能－計測特性＝誤差
静特性 目標値
目標値－計測特性＝誤差
計測特性 誤差
計測器 真 値－読み値＝誤差
理想機能や目標値や真値は不明であるから，入出力のエネルギーの比から求理想機能や目標値や真値は不明であるから，入出力のネルギ の比から求めた「ＳＮ比誤差」で信号の真値と精度を予測するのが品質工学の特徴である。
誤差 e = y − β M)
両辺を β で割って、真値の推定で割って 真値の推定 値を Mとすると)ey= − M = M − M となり、両者を２ 乗して平均値の推定は
β β
2

)
2
⎛e⎞
σ2 １
E ⎜⎜ ⎟⎟ = M − M ≈ 2 ＝βη
⎝β ⎠となり 推定値と真値 の誤差を「ＳＮ比誤差 」で表す。
となり、推定値と真値

(

)

35

システムの評価は「動特性」で
To get Quality, Measure Functionality.

静特性の評価動特性の評価Static response

Dynamic response

目標値が一定で決まっている
標値が 定 決まる
場合で「品質特性の評価」を行う。
¾ 望目特性 (nominal‐is‐best(nominal is best response)
目標値： y = m 0 < m < ∞

目標値が一定でなく、入出力
目標値が定 なく 入出力の比例関係で「機能性の評価」
を行う。
¾ 理想機能： (ideal function)y = βM

¾ 望小特性特性 ((smaller‐is‐better response)p)
目標値： y = 0 非負である¾ 望大特性 (larger‐is‐better response)
目標値： y = ∞¾ ゼロ望目特性 (zero‐is‐best response)

動特性には定常状態と過渡状態があるが、時間的変化を評価する場合には 後者の過渡価する場合には、後者の過渡特性で応答性の機能性を評価する。

目標値 y = ± 0
目標値：
36顧客が欲しい信号の真値を予測－真値不明で誤差を求める－• パラメータ設計の入出力 • MTシステムの入出力（データがある場合）（デタがある場合）（データがない場合）
距離

出力

ノイズで
ばらつく

y

データの
ばらつき

D
理想機能 y=βM

理想機能

D=βM

信号 真値M （スカラー量）
信号の真値

単位空間
（普通空間）

信号の真値M（異常空間 多次元量）

2
2（ＳＮ比誤差 (σ β ) で真値の精度を予測する）

37

顧客が満足する機能性の評価とは－「生活者のウォンツ」が機能である－
顧客の声（VOC） 目的機能
顧客の声（VOC）－目的機能－

Customer
Space

意図

信号因子
（M）

ノイズ（N）

システム（サブシステム）制御因子（ABC・・）

出力特性（y）Design
Space

結
結果

品質問題

β2
顧客が欲しい機能（信号）顧客満足度η (db) = 10 log 2 =（SN比）
σ
顧客が望まない機能（ノイズ）
38

39

目 機能
目的機能と基本機能（１）
本機能（ ）－エンジンの機能性評価－
目的機能（目的）

基本機能（手段）

Objective Function

Generic Function

40

目的機能と基本機能（２）機機－ゴルフスイングの機能性評価－
ゴルフスイングの基本機能は体の回転エネルギーをボールの運動エネルギーに変換することである。
1 2
E
=
kθ
体の回転エネルギーは
θ2
1 2
ボールの運動エネルギー Ev = mv
2

両者のエネルギーが等しくなるのが理想であるから Eθ = E v とすると

⎛k⎞v = ⎜ ⎟θ⎝m⎠

コース距離を信号（M）として、実際の飛距
離を（y）、方角（φ）すると） 方角（φ）するとから⎛k⎞y = ⎜ ⎟θ × t⎝ m⎠

ヘッドスピードが体の回転角に比例す
ヘッドスピ
ドが体の回転角に比例す
るか、ボールの飛距離が回転角と時間の積に比例することが基本機能の理想機能と考える機能と考える。

y = βM φ＝0が目的機能の理想機能である。

41

質問４．品質工学を全社展開するためのポイントは何でしょうか？
（成功事例など、品質工学の普及担当者の励みになる話）
１．クレームの大半（９４％）が「設計責任」だと理解させること。
２．品質評価が劣化や信頼性テストでは時間がかかり過ぎる。
劣化や信頼性の原因（ノイズ）に強い「機能性評価」でクレームは解消することを実践で分からせる。
３．設計段階では、Ｃ
３．設計段階では、ＣＡＥやテストピースによるシミュレーションにより
やテ トピ
によるシミ
ションにより「市場品質を予測」する技術開発を優先させる。
４．技術テーマの選択は技術責任者の「マネジメント戦略」であって、技術者が考える問題ではない。
技術者が考える問題ではない
５．全社規模の役員出席の事例発表大会を開催して、金銀銅賞を授与する。（指導企業のＴＯＴＯ㈱では毎年開催している）
６ 品質工学研究発表大会に発表して他流試合をさせる
６．品質工学研究発表大会に発表して他流試合をさせる。
７．部品や設備などの取引には「機能性評価」を原則にする。
８．仕事は「成果」で評価する。（ＳＮ比と感度が成果）（ 生懸命汗水たらして働いても成果を出さなければダメ）（一生懸命汗水たらして働いても成果を出さなければダメ）
９．技術者の能力向上を「ＭＴ法」でモラル調査を行い、品質工学の普及度を調べる。（アルパインプレシージョン㈱で実施中 ）１０．「設計の空洞化を防ぐ先行技術開発」 品質工学特集 参照（http://kaz727.cool.ne.jp)

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設計の空洞化を防ぐ先行技術開発の要点

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ロバスト設計（２段階設計）
目標値mを達成するには（A1B1）でもできるが, （A2B2）の方が安定性が高くて，× m=f(A1,B1)○ m=f(A2,B2)

目標値に合わせられる

出力

出力

中心を移す

d

m

目標値に調整《目標値》

dA1
A2 設計定数A
図 1 出力のばらつきを減らす（ロバストネス）B1
B2 設計定数B
図 2 出力を目標値に合わせる（チューニング）

ロバスト設計の原理（２段階設計法）「ロバストネス」では目標値は考えない
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規格（許容差）の決め方－“規格”は相手との契約で決まるー

損失（円） 規格（生産者の許容差Δ
規格（生産者の許容差 ）は機能限界（顧客の許容差Δ0 ）から
決まる。

Δ=

Δ：生産者の許容差
A ：部品費や廃棄費・手直費
Δ0：機能限界（LD50）
A0：機能限界を超えたときの顧客の損失
Φ：安全率 A0 A
m ：目標値

A0
A

－Δ
Δ0 －Δ
Δ

m

Δ

Δ0

Δ0
A
Δ0 =
A0
Φ

(

y

A
1 N T
2
損失関数 L = ∑∫ Li (t, y)dt = 02 ( y − m)
N i=1 0Δ045)

ＪＩＳＺ8403（規格値の決め方通則）
ＪＩＳＫ7109（プラスチック寸法許容差の決め方）

コストが安いほど規格は厳しく、損失が大きいほど規格は厳しい
ストが安いほど規格は厳しく、損失が大きいほど規格は厳しい

損失（
円）

A01

ロケット
ケ ト

A02

自動車

A03
Δ 1Δ 2 Δ 3

市場における損失を実際に求める場合
は（１）式で消費者Ｎ人についてＴ年間使ってもらって求めればよいが不可能な話であるから、設計段階ではテーラー展開をして（2）式で市場品質を予測する。

テレビ

A

m

損失関数は目標値からの距離を経済的にあらわした品質尺度である。
機能性の評価ＳＮ比の逆数であり、工程能力指数Ｃｐ値の逆数でもある。

Δ0

1 N T
L( y ) = ∑ ∫ Li (t , y)dt (1)N i =1 0
2(2)
L( y ) = k ( y − m )y

Δ = A A0 Δ 0 （出荷規格）( y − m )2 = Δ 0 2

で求まるから 生産者コスト（A）の場合 規格Δはで求まるから、生産者コスト（A）の場合、規格ΔはΔ1 〈 Δ 2 〈 Δ 3となり、市場損失が大きいほど規格は厳しくする必要がある。 （JISZ8403）

A ：部品費 A0：顧客損失

L( y ) = A0

と置くと

A0
A0 ⎛ 1 ⎞2
L( y ) = 2 ( y − m ) ⇒ 2 ⎜⎜ ⎟⎟Δ0
Δ0 ⎝ η ⎠46

安全設計の考え方－商品の寿命は永久ではない－
命
安全設計の考え方

 安全設計とは，信頼性設計に頼るのではなく，事故が起きたときに被害を最小にする設計である。
 人命は1.5億円と考えて，家は0.5億円と考えて安全装置の設計を行う。

事例：1988.1.5東京のあるディスコで，1.6 tfの重量の照明器具が落ちて3名の青年が死亡，数人が怪我をした。装置は6本のワイヤーで吊り下げられ，自由に伸びるようになっていた。事故は上下に動かすチェーンが切れて落下したのである。
チェーンの引張強さは3.2tf/本で，価格は15万円であり，2本のチェーンを用いていた 安全設計をした場合としない場合の品質評価をしてみるいていた。安全設計をした場合としない場合の品質評価をしてみる。
望大特性であるので，損失関数は L = A0 Δ0 2 / y 2 を適用する。
ステップ

1.パラメータを求める

2.品質水準を求める。

3.損失とﾁｪｰﾝ
価格の合計
が，最小に
なる本数が
最適設計
(2本が最適解)安全設計なし人命の損失を1.55億円とし，照明装置の下にいる人数を6人とすれば，機能限界Δ0=1.6tfを越えた時の損失は
A0=1.55×6=9.3億円となる。

安全設計あり安全設計として，ワイヤーの長さを短くして，チェーンが切れても装置が人間の頭上で止まるようにする。この場合のA0=200万円の修理費用で済む。

L = 93000 × 1.6 2 / y 2 （万円）

L = 200 × 1.6 2 / y 2 （万円）

1

15

安全設計なし
品質損
合計
失
L(万円)
Q(万円)
23250
23265

2

30

5812

5842

12 5
12.5

42 5
42.5

3
6
9
15
16
17

45
90
135
226
240
255

2583
646
287
103
91
80

2628
736
422
328
331
335

5.6
1.4
0.6
0.2
0.2
0.2

50.6
91.4
135.6
225.2
240.2
255.2

ﾁｪｰﾝ
本数

価格
C(万円)

安全設計あり
品質損
合計
失
L(万円)
Q(万円)
50.0
65.0

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