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品質管理について

品質管理の基礎資料
クレイン テクノ コンサルティング
http://crane-techno.com/

1.1 品質管理の誕生:
(a)品質管理,アメリカのベル研究所で誕生  等

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品質管理について

  1. 1. 品質管理について 2014年12月23日 ク コンサルティングクレイン テクノ コンサルティング Crane techno Consulting. サイト URL:http://crane-techno.com/
  2. 2. 1.1 品質管理の誕生: (a)品質管理,アメリカのベル研究所で誕生 品質を管理するという問題は,製品をつくるという場面では,時代や地域を 越えて常に存在しているが,近代的な意味での「品質管理」が生まれたのは 1920年代である.ノーベル賞の受賞者を何人も出しているアメリカのベル研 究所で,現代的な意味での品質管理という技術が開発された.その背後にあっ たのは,近代的な大量生産方式で大量の工業製品をいかに確実に作るかという 課題である。 それまでの工業生産はヨーロッバを中心として発展してきたが, そこでは個々の製品の品質を作業者の熟練と検査によって作り込む方式を基盤 としていた。ベル研究所のシューハート(W.A.Shewhart)は大量の製品の品 質を全体的にまとめて作り込む方法がないかを考察し,品質管理に統計的方法 を応用することを発案した。この考えは1920年代において一連の論文に発表 されたが,これが現代的な意味での品質管理の出発点といってよいだろう. 1931年には統計的品質管理の古典ともいわれる著作,『Ecomic Conrol of Quality of Manufacured Product』が出版された。
  3. 3. しかし,この方法の普及は第二次世界大戦勃発まで待たなければならなかっ た.実際,1930年代にシューハートの考え方に従って統計的品質管理を実施し た企業はアメリカにおいても数社しかなかったといわれており,アイデアはあ っても,実施には結びつかなかった. 統計的品質管理を行うには製品の品質特性を測定して,データに記録し統計師が 解析することが必要になる .現在では大学や企業で統計的方法の教育訓練が行われておりデータ処理はコン ピ ュータを使えば簡単に行えるが,1930年代の教育・技術のレベルではこれを受 け入れることは困難であった.こんな難しいことはとても無理だということで, 現場ではほとんど採用されなかったのである.
  4. 4. (b)軍による普及活動 近代的な意味での品質管理活動が企業において本格的に取り上げられたのは 第二次世界大戦中,アメリカの軍の指導によってである.アメリカの軍は戦争 に用いられる膨大な数の兵器の品質を確保するために,シューハートの考え方 を採用し,これを軍の規格にした。 製品が1つ2つであれば熟練工が腕によりをかけて作ることができるが,1万個あるい は10万個もの製品を作る場合では話は変わってくる.戦時下においては専門 の軍需工場だけではなくて,一般の民需製品の工場も軍需工場に転換されて, そこで武器をつくることになる.熟練工だけでモノを作るというわけにはいか ない.新しいラインが増設されると,そこに未熟な作業者が入ってくる. そういう状況で大量に作られる製品の品質を確保するにはどうしたらよいか.これ はアメリカにかぎった話ではなく,どこの国においても問題となったところで ある. アメリカの軍はこれを「統計的品質管理によって品質を確保する」とい うシューハートの理論に求めたのである.軍は非常に強力な購入者である.優 れた研究者とはいえ,ベルの一研究者にすぎないシューハート個人の影響には 限界があるが,軍がこれを規格化し,生産者に対して要求事項として定めたこ とは,その普及に非常に大きな効果をもたらした。軍自体が統計的品質管理の 手法の教育をアメリカ全土にわたって精力的に行い,アメリカの多くのメー力 一にこれを徹底させた結果,アメリカで統計的品質管理の基礎が構築された. これが品質管理の実質的な出発点である.
  5. 5. (c)2つの品質管理 ベル研究所においてシューハートが考えた品質管理は統計的な考え方を用い て製品の品質を効率的に管理する方法で,これは生産の立場からのアプローチ であった.しかし,シューハートの考えを採用し,実用化したのはアメリカの 軍であり,これはバラツキの少ない製品を購入しようとする購入者の立場から のアプローチであった. ここから品質管理は2つの流れに分れる .1つはよい品質の製品を作るための品質管理で他の1つはよい品質の製品を 買うための品質管理である.前者は日本で発展し,日本的品質管理(TQC) とよばれる品質管理体系を構築している.後者は欧州を中心に普及し, IS09000規格による品質管理として世界的に広まってきている.
  6. 6. 購入者の立場での品質管理 戦争に必要な膨大な数の工業製品の品質を確保するため,軍はシューハート によって開発された管理図法などを3つの戦時規格「American War Standards Z1.1~Z1.3」にわかりやすくまとめ,これを中心に品質管理の教育普及 を行うとともに,受け入れ検査に統計的抜取検査法を採用して,納入者に統計 的品質管理活動の実施を促した。 軍が統計的品質管理を積極的に取り上げたことは,その普及および初期の発展に 大きな貢献を果たすこととなった。 しかし軍は購先者であり,生産者でないため,軍が要求する品質管理と生産者自らが 必要とする品質管理とは当然のことながら同じものではなかった.
  7. 7. 購入者の立場の品質管理においては,まず製品品質の検査をどう行うかが問 題になる.抜取検査法など検査のやり方についていろいろの検討がなされるが, 高度の技術的製品においては検査だけで製品の品質を獲得することは困難で あ り,品質をより確実なものにするためには供給先に工程で品質を作り込むこと を要求しなければならなくなる.そこで取引の際に定める品質契約において, 購入する最終製品の品質規格だけでなく,その設計方法,製造方法,管理方法 を品質管理要求事項として定めるのである.さらには供給者が行う品質管理の 方法までも品質システム要求事項として規定する.アメリカ軍規格MIL-Q- 9858A,後でのべるIS09001などがその例である.
  8. 8. 生産者の立場での品質管理 わが国の品質管理はよいモノを買うための品質管理ではなく,よいモノを作 るための品質管理として出発した。第二次世界大戦により荒廃した日本を立て 直す道は工業立国であった.工業製品の輸出により国の経済をまかなうことは, 豊富で良質な労働力を有する日本にもっともふさわしい方策であった。多くの 困難を乗り越えて工業の復興が開始されたが,これからの製品は戦前の安かろ う悪かろうの「Made in Japan」ではいけない。安定して製品を輸出するため には,品質のよいものでなければならない。これは心ある工業人のだれしもが 考えていたことであり,この基本的な考え方が戦後の目本の品質管理活動の底 流をなしている. 購入者の立場での品質管理は先にのべたように品質管理要求事項を定めるこ とと,その実施を確実にするための検査,監査に品質管理の重点が置かれるの に対し,生産者の立場での品質管理は改善と市場に重点が置かれ,必然的に後 でのべるTQMすなわち全社的品質管理活動になるのである.
  9. 9. 製造不良について考えてみよう.購入先の立場からみればたとえ不良が発生 しても,これが確実に選別され,除去あるいは修正されておれば問題にならな い。 したがって,購入者主導の品質管理は工程での不良の防止よりも,選別, 検査を重視する傾向があり,品質は厳重な検査によって獲得できると考えがち になる.しかし,供給者の立場からみれば厳重な検査では問題は解決しない。 厳重な検査の結果もたらされるものは工場内での不良品の増加であり,市場で の外部損失を企業の内部損失に転化するだけで,検査による利点は少ないので ある.供給者にとって必要なことは工程を改善して不良品をなくすことである。 供給者においては品質管理は厳重な検査ではなく,不良の出ない生産工程を構 築することでなければならない.不良の原因を解析し,工程の改善を行って不 良防止をはかることが品質管理のおもな活動となる。このような品質管理は 日本で発展したため日本的品質管理とよばれることがある。
  10. 10. 1.2統計的品質管理 (a)統計的品質 たいていの工場では良品と不良品の両方を製造している。どうして良品と不 良品が混じって作られるのであろうか?製品がどのようなものであろうと,ま たその製造方法がどのようなものであろうと,その原因は常に同じである. バラツキ—これが不良の原因である. もし,まったく同じ材料を用いて,まったく同じ機械装置により,まったく同 じ作業のやり方で作られた製品にまったく同じ検査を行ったとすればどうな るであろうか.製品が何個作られようとも,上の4つの「まったく同じ」とい う条件が満たされるかぎり,「まったく同じ」製品ができるはずで,全数良品に なるか,全数不良品になるかのいずれかで,良品と不良品が混じって作られる ことはない。 全数不良になるのは,用いた材料,機械装置,作業方法,険査のやり方のいずれかが 不適切な場合で,確実に「まったく同じ」不良品が作り出される。上の4つの条件 が完全に満たされれば,作り出される製品は全部「同じ」良品になるはずである.
  11. 11. 鉄板を曲げる作業について考えてみよう.鉄板1枚1枚はみな同じ厚さであ るようにみえる。しかし,これらを精密に測れば全部厚さが異なる、また1枚 の鉄板でもその1枚の中で厚いところと薄いところがある。さらにその結晶構 造にまで立ち入って調べれぱ,鉄,炭素,その他の元素で作られている内部構 造は各部分で少しずつ異なる.このような違いは当然品質特性に影響する.同 じ方法でプレス作業を行っても,曲りの状態がばらつく.なかには亀裂が発生 するものもでてくる. ①材料のバラツキ ②機械・装置のバラツキ ③作業のやり方のバラツキ ④検査のバラツキ が不良の原因である.
  12. 12. 機械加工作業について考察てみよう.切削用の刃物は製品を何個か加工する 問に切れ味が変わってくる.温度の変化により潤滑油の状態にも変化が起こ る。 セットのやり方,位置ぎめの状態で製品の寸法は変化する。 熱処理作業について考えてみよう。電気炉であれば電圧の変動,温度測定の 誤差,制御の遅れ,ガス炉であればガス圧の変動などで炉温は変化する.炉の 入口付近,天井部,床部,炉壁部,中央部で温度は異なっている.炉に熱処理 材料を装入するとき,材料間の相互の位置関係により受ける熱量はばらつく. これは製品の品質特性,たとえば硬度に影響を与える. 作業者,これも品質のバラツキに大きな影響を持つ.大きな人,小さな人, 器用な人,不器用な人,力の強い人,弱い人,右利き,左利き一まったく同 じように作業をやっているつもりでも,人によりそのやり方は異なる.同じ人 でもその日その日の気分,体調によって作業の内容は変わってくる.うっかり ミスがでることもある。
  13. 13. 検査においても見かけ上、品質にバラツキが発生する.測定器を使う検査であ れば,測定器の誤差,使い方の違いによってデータはばらつく.目視検査のよ うな官能検査においては,検査員の判断規準がばらついておれば,それが見か けの上で品質に変動を与える.検査のバラツキは製品の品質変動には直接関係 しないが,良,不良の判定に影響するのである。 以上のべたように,1つの製品を作るにあたって,その製品の品質特性に影響 を与える要因は無数にあり,外見上同じような状態で作業が行われているよ うでも,われわれに見えないところで無数の要因で条件が異なっており,これ が品質に影響する、要因のバラツキという観点から製造工程を眺めるとき,
  14. 14. 「工程とはバラツキの要因の集まりである」 とすることができる.これらの原因により製品の品質特性は変動し,良品がで きたり,不良品ができたりする.良,不良の区別は製品が品質規格に合ってい るか否かによって区別されるものであり、良品といえども規格の中でバラツイてお り,先にのべたような「まったく同じ良品」ではない.不良の原因はバラ ツキにある.このバラツキをなくせば不良はなくなる.これは製品の種類,製 製造方法がどのようなものであっても常に成立する単純なしかも強力な原理である. 以上のべたように,まったく同じ条件で作ったつもりであっても細かく観察 るとわずかずつ条件が異なっており,その結果として品質はばらつく. 同時に作られた同じ製品の品質のバラツキがどのような状態にあるかによって,集 団としての品質を考えることができる.同じと思われる条件で連続して作られ た製品の集まり–これをロツトという–について,品質特性の統計的分布 を考え,この分布全体が規準をどの程度満足しているかによってロットとして の品質の良し悪しが定められる
  15. 15. .たとえば,図1.1においてロットAとロットBを比べるとロットAの方が全体として 基準に近いのでロットBよりもロットAの方がよいとすることができる. 個々の製品ではロットBにおいても,基準を完全に満足しているものがあり,これに ついては,ロットAの製品より劣るとはいえないのであるが,全体としてみたときに はAの方がよいとされるのである.このような集団の品質を統計的品質という.統計 的品質は製品の集団全体の品質の傾向を示すもので,集団の品質特性の統計的分布 によって定められる。
  16. 16. 統計的品質は,製品1個1個の品質ではなく,集団としての品質である.統計的品質 の把握においては,製品の品質特性の測定値は,測定の対象となった 製品の個々の評価のためというよりは,品質特性の分布の推測に用いられる。 品質特性が規格に対する適合,不適合で測定されるときは統計的品質は良品率 または不良率で表される。 統計的品質は,材料や製造条件によって法則的に支配され,好ましい統計的 品質を得るにはこれらの条件を適正に設定し,維持することが必要になる。 個々の製品の品質は検査によって獲得されるのに対し,統計的品質の獲得は材 料,機械、装置,作業,計測の適正な管理によって得られる。製造工程が適切 に設定され,その管理によって製品品質の統計的分布が満足すべき状態にある とき,品質は工程で作り込まれているという。この場合は,不良品が発生しな いため,個々の製品について合否の判定を目的とする検査は不要となる。
  17. 17. (b)統計的管理 製品品質をばらつかせる原因は無数にあるとはいえ,その影響の大きさはみ な同じというわけではない.品質に大きな影響を与えているものもあるし,技 術的には重要と考えられるものでも,適切に管理が行われているため,現実の 品質変動にはほとんど影響を及ぼしていないものもある.実際の品質変動に影 響を与えている原因について,その寄与度を大きさの順に並べてグラフに書く と一般に下図のような図が得られる.
  18. 18. この図をパレート図という.無数に考えられる原因は,多くの場合この図に 示されるように,数は少ないが大きな影響を与えるもの(vital few)と,数は多 が小さな影響しか与えないもの(trivial many)の2つに大別することができ る.大きな影響を与える数少ない原因を押えることにより,不良の大部分をな くすことができる.イタリアの経済学者パレート(V.F.D.Pareto)は所得の分 布にいて指数的法則を発表した これは所得の大部分はごく少数の人で獲得れていることをのべたものである. 品質管理においてこの現象を不良の原因系に適用して,これをパレートの法則 あるいはパレートの原理とよんでいる。 品質に大きな影響を与える原因をすべて除去し,多くの小さな影響しか、持た ない原因だけで品質が変動している状態を統計的管理状態という。このような 状態は無数にある小さな原因がランダムに偶然的に発生する状態であり,確率 論で知られている中心極限定理により,品質特性の分布は正規分布もしくは,それ に近い分布になる。
  19. 19. 統計的品質管理の創始者であるシューハートは品質変動を管理する立場から, 品質に変動を与える原因を偶然原因(chance cause)と突止原因(assignabe cause)の2つに分けた.偶然原因は技術的に同一条件で作業を実施して も結果にバラツキを与える原因で,これを抑えることが技術的,経済的に困難 なもので,上にのべたtrival manyに対応する原因である.これらは避けられ ない原因、不可避的原因ともよばれる.突止原因とは技術標準,作業標 準が守られなかったり,未設定であった場合に品質が異常になるなど,とくに 大きなバラツキを与える原因である.これらは関係者が協力すれば技術的に除 去しうる原因で異常原因ともよばれる. 通常の製造工程,実験,測定操作では操業条件の変化,装置や計測器の故障, あるいは使用ミスなどによりいろいろの異常原因が発生する.これらを着実に 除去し,偶然原因だけによる管理状態を目指して改善をはかっていこうとする のが統計的品質管理の考え方である.
  20. 20. 管理された状態からとられたデータは,正規分布あるいはそれに近い統計的 分布に従い,異常が発生しなければ,あらかじめ定められた確率で入ると考え られる限界を設定することができる.この限界を統計的管理限界というが,こ れは規格,公差とは別の概念である. 規格,公差は品質を規定するものであり,個々の製品の良,不良の判定基準として用いる。 これに対し,管理限界はデータがこの限界を外れた場合,工程に異常があることを意味し ,工程の正常,異常の判定基準として用いる.測定値が管理限界を外れた場合, 処置をとる対象は製品ではなく,工程である.製品の合否を定めるのは製品規格であり, 工程が異常であったとしても,そこで作られた製品が規格に入っていれば,製品と しては合格である.ただし,工程異常の場合は,品質にも何らかの影響がある はずであり,異常の状態で作られた製品は一般に検査を入念に行うことが必要 である.
  21. 21. 1.3全社的品質管理 (a)工場での不良低減 高度の工業製品においては,製品の品質基盤はその設計および製造に関わる 固有の技術にある.この固有の技術なしでよい品質の製品が作れるものではな い.また,よい品質の製品を作り出すのは優秀な技術者である.しかし,実際場面では ①現有の技術は完全なものが少なく,改善すべき点が多くある. ②優れた技術者は常に不足している. ③たとえ優れた技術者がいても,チームワークが悪く,仕事の進め方が適切 でないとうまくいかない。 のが普通で,このような場合には品質の改善がはかられなければならない.企 業が計画的,組織的,継続的に改善を行うシステムを持つことはきわめて有効 であり,これによって固有技術も進歩し,技術者の能力も向上する.
  22. 22. 日本の品質管理は品質を管理するだけでなく「改善」することにも重点を置 いている。 改善を組織的,継続的に実施する活動が日本的品質管理である。 品質管理による改善は固有技術による改善と比べて,地味で目だたないもの であるが,これには次のような特質がある・ (1)わずかな効果でも,それが本質的なものである場合には蓄積され,多くの 改善カイゼンが累積してくるとその総合効果はきわめて大きなものとなる。 (2)現在の方法とまったく異なる新しい原理によるといった質的改善でなく, 条件を変えるといった量的な改善が中心となるため,その方法には後でのべる ように普遍性がある.ある業種で用いられる方法が技術基盤の異なる他の業種 にも適用することができる.すなわち固有技術はその製品を中心とするかぎら れた範囲で用いられるのに対し,品質改善のための技術はたとえば化粧品の製 品から原子カプラントの建設まですべての業種で適用することが可能である.
  23. 23. ■引用・参考文献■ 1)『品質管理』日科技連Vo1.49,No.6(1998) 2)伊藤清「TQMによる魅力ある企業づくり」日科技連 (1996) 3)飯塚悦功監修長田洋「TQM時代の戦略的方針管理」日 科技連(1996) 4)飯塚悦功「1S09000シリーズとTQC再構築」日科技連 (1995) 5)三浦新・狩野紀昭・津田義和・大橋靖雄「TQC用語辞 典」日本規格協会(1985)
  24. 24. 2014年12月23日 ク コンサルティングクレイン テクノ コンサルティング Crane techno Consulting. サイト URL:http://crane-techno.com/

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