工場で使える品質管理（管理図編）

《工場で使える品質管理》 ～管理図編～ URL http://matsui-ss.com/ （２０２２年１月作成）

目次 前書き・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ p.2 使用する場面の例・・・・・・・・・・・・・・・・・・p.3 管理できていない状態の例・・・・・・・・・・・・・・ p.4 管理限界と品質限界・・・・・・・・・・・・・・・・・ p.5 品質改善の考え方・・・・・・・・・・・・・・・・・・p.6 1

前書き 品質管理の勉強を始めると、「ＱＣ7つ道具」というものを目に します。①チェックシート、②パレート図、③特性要因図、④グ ラフ、⑤散布図、⑥ヒストグラム、⑦層別 と呼ばれるものです。 今回の資料では、ＱＣ7つ道具の中のグラフのひとつである「管 理図」がどのようなものなのか、具体的な作成方法や見方に付い て解説していきます。 2

使用する場面の例 製造業の工場にて、品質のバラつきはつきものです。バラ つきには大きく、「異常な原因によるバラつき」と「偶然による バラつき」の2種類があります。 「偶然によるバラつき」は、例えば金属切削の場合ですと、 工作機械周りの微妙な気流による温度変化、その時々の工 具の振動具合、切削する材料の中の微妙な成分の違いなど、 様々なものが考えられます。これらのバラつきは管理するに も限界があるため、発生するのは仕方がないと考えます。一 方、「異常な原因によるバラつき」は何らかの対策を行わなけ れば多くの不良が発生してしまう可能性があります。このよう な異常が発生していないかどうか、つまり現在の工程が管理 状態にあるのかどうかを確認する手段として、「管理図」があ ります。 例えば製造業の工場にて、金属棒を生産しているとしましょ う。求められる金属棒の長さは100mmとします。この時の生 産寸法データを以下図の様にプロットします。この時、「上方 管理限界」と「下方管理限界」を定める必要がありますが、通 常は３σ（標準偏差の3倍）を用いることが多いです。すると、 約99.7％の確率で、製品バラつきが管理限界内に入ります。 上方管理限界 （ 製 3σ 品寸 100mm 特法 性） 3σ 下方管理限界 ※管理図にも色々な種類がありますが、本資料では「X-R管理 図」というもので説明しています。 3

管理できていない状態の例 管理図にて、以下の様な状態のときは要注意です。 ①工程のデータが偏っている場合（平均値のズレ） 上方管理限界 下方管理限界 ②バラつきの幅が大きくなっている場合 上方管理限界 下方管理限界 以上の①と②が組み合わさった様な異常状態の場合もあ ります。このような管理図となった際には、何が原因で異常 が発生したのかを分析することが重要です。 4

管理限界と品質限界 「上方管理限界」と「下方管理限界」で制限される“管理限 界”がある一方、お客さんから定められる品質の範囲があり ます（例えば、「生産される金属棒の長さは100.0mm±0.5mm の範囲になければならない」など）。 いま、品質限界が管理限界よりも範囲が狭い場合を考えま す。このとき、不良率を0.3％（＝1-99.7％）以下にするために は、大きく以下2通りの方法があります。 一つは、品質限界の範囲を広げる方法です。例えば、ある 部品の寸法のちょっとしたバラつき程度では性能が変わらな い様に製品設計を見直すことによって可能となります。 二つ目は、管理限界の範囲を狭める方法です。工程で発生 するバラつき抑制、すなわち技術力の向上によって可能とな る方法です。これらから、不良低減のためには加工条件の改 善以外にも設計段階での事前検討が重要とわかります。 管理限界＞品質限界 「不良率を改善したい」 ①品質限界を広げる ②管理限界を狭める 共に“管理限界＜品質限界“で品質改善 5

品質改善の考え方 前ページの２つの方法について、改めてまとめてみます。 当たり前の事ではありますが、製造業においては材料を工作 機械による切削加工や組立工程によって製品化します。この とき、工場の気温、工作機械の性能、作業者の体調などの不 確定要素によって製品の品質にバラつきが発生します。 「多少のバラつきが出ても製品性能に支障がない様に設計 段階で工夫をしよう」というのが前ページの一つ目の考え方 （①）である一方、「バラつきの大きさを抑制することによって 品質を高めていこう」というのが二つ目の考え方（②）になりま す。 以上を図で簡単にまとめると以下の様になります。皆さん がご担当の各製品の生産において、「自分たちで制御できる 要素、制御できない要素はそれぞれ何なのか」をまずは整理 してみるのが良いでしょう。 一般的に“品質管理”というと、上記②の考え方に偏ってし まうことが多い様に見受けられますが、そもそも不良が発生 しにくい設計にすることも非常に重要となってきます。 自分たちで制御できる要素 ＝ 製品構成や工程設計の工夫（①） 生産 材料 製品 （加工・組立など） バラつきの発生要素（②） ＝ 自分たちで制御できない要素 6