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貴社では、工程(生産設備)の能力を把握していますか?

 

1.工程(生産設備)の「能力」を表現する2つの視点

見込生産や規構格品受注生産は、連続生産かロット生産のケースがほとんどです

多い場合には、数万個、数千個の単位で製品が流動します。

 

ここで、連続生産ラインを構成している、ある特定の工程(生産設備)に注目します。

その工程(生産設備)の「能力」を説明する時、2つの視点があります。

 

ひとつは数量です。

「この工程(生産設備)は1日500個の能力がある」と表現されます

 

「能力」とくれば、多くの方は生産量を頭に思い浮かべるでしょう。

日常的にもなじみが深く、こちらの概念は浮かびやすいです。

 

では、もうひとつは?

 

もうひとつは品質です。

製造品質に関するその工程(製造設備)の能力です。

製造品質のバラツキと表現すれば、思い当たる方は多いはずです。

 

ちなみに製品の品質には設計品質と製造品質の2つがあります。

 

設計品質は、製造の目標として狙った品質のことです。

顧客に届ける「価値」を反映させます。

 

一方、製造品質は、できばえの品質、適合品質とも呼ばれます。

設計品質を狙って製造した製品の実際の品質のことです。

 

今、取り上げるのは後者です。

製造品質です。

 

さて、連続生産では、一見、製造設備は”同じように”稼働しているように見えます。

しかし、厳密に言うと、製造設備は、

毎サイクル、寸分違わず、同一動作を繰り返しているわけではありません。

 

設備の動作安定性は、次のような要因に影響を受けます。

・加工対象の素材のコンディション

・外気温等の外部環境

・設備自体の経年劣化

等々。

 

剛性が高く、よほどの高性能な製造設備を、

恒温室で稼働させていない限りは、これらの影響を受けます。

 

その結果、その工程(製造設備)の「動き」がばらつきます。

この製造設備の「動き」のバラツキが、製造品質のバラツキを誘発します。

 

製造品質のバラツキを計測する時、

直接的な原因である設備の「動き」のバラツキを、直に計測するケースがあります。

 

が、ほとんどの場合、その工程(製造整備)から出てくる製品の寸法等のバラツキを測定します。

その方が簡便だからです。

その工程(製造設備)の製造品質に関する能力を間接的に知ることができます。

 

 

ここで、重要なのは、不適合品の定義です。

測定された製品寸法から、不適合品を判断する基準を明確にします。

良品と不適合品(仕様からはずれた製品)を識別するためです。

 

仕様の多くは定量的に表現されます。

最も一般的な仕様は「寸法」です。

厚み、長さ、深さ、・・・・です。

 

寸法を判断基準にして、良品と不適合品を識別できます。

その判断基準が「公差」です。

公差とは

特定の設計について

企業があらかじめ決めておく、

製品の機能上

許容しうる最大の寸法(上限値)と最小寸法(下限値)の差のこと。

検査において、

設計・仕様からこれ以上の乖離は不良とみなし、

これを許容しないという形で企業が自らに事前に課す、製品検査ルールである。

(出典:生産マネジメント入門Ⅰ 藤本隆宏先生)

設計品質で設定された寸法が、仮に12.50mmだったとします。

100分の1のスケールのノギスで当該寸法を計測したところ、12.52mmでした。

 

これは良品?不適合品?

これに答えてくれるのが「公差」です。

 

例えば、公差がプラスマイナス0.03mmとします。

すると、上限値が12.53mm、下限値が12.47mm。

 

この範囲に測定値が入っていれば仕様上は問題ないと判断できます。

12.52mmは良品です。

 

公差で良品と判断できる範囲が明確になります。

この範囲に入れば合格、範囲外では不合格です。

 

つまり不良品の多寡は、この寸法公差で決まります。

不良率は、設計品質で設定された狙い値ではなく、公差の方に影響を受けるのです。

 

この公差を狭く設定すれば、不良品が発生しやすくなります。

逆に公差を広く設定すれば、良品率が高まる。

 

製造現場では、公差は重視すべき設計品質というわけです。

 

ですから、製品仕様を決定する際には、現場も、この寸法公差を確認しなければなりません。

 

新製品を対象にしたデザインレビュー(DR)のときに必ず確認します。

そうしないと、試作をした時点で初めて寸法不良が多発することに気付く事態になります。

 

試作開始時点での寸法変更は、自社製品であるならばある程度可能です。

しかし、他社へ供給する部品等の場合、問題は大きくなります。

 

その部品を使用するメーカー側では、全ての図面が最終承認されている時期だからです。

 

その時点で図面変更をするには、

メーカー側も、複雑な調整作業が必要となり、変更には多くの工数が割かれます。

 

ですから、公差への意見反映は、

図面が未確定で、デザイン検討中の段階で行うのが望ましいです。

 

そして、設定された公差の可否判断は、

自社工場が有する工程(生産設備)の製品品質への能力を把握しておけばできます。

 

 

 

 

 

 

2.品質の均一性を表す工程能力

製品品質に関する、その工程(生産設備)の能力は品質の均一性で表現されます。

工程能力と呼ばれます。

 

ある工程で、製品寸法が管理の対象であったとします。

 

量産品の製品寸法を計測し続けると、

計測値は目標値を中心にして、ある範囲でばらつきます。

工程能力は、この「ばらつきの小ささ」で測定できます。

 

一般的に、バラツキを有した計測値の分布は、平均値と標準偏差(σ)で要約できます。

 

そして、工程能力は次のように定義されます。

工程能力 = ±3σ (あるいは6σ)

 

計測値が正規分布であると仮定すると、

製品寸法の値が、±3σ(6σ)の範囲から外れる確率は約0.3%です。

 

正規分布で、平均値を中心として、左右それぞれ片側3σの限界ラインを設定します。

その限界ラインを外れる外側の両端部の面積は、全体を1としたとき約0.3になるのです。

それは1000個に3個という割合になります。

 

つまり、工程能力を把握しておけば、下記のように、不良率を見通した公差を評価できます。

工程能力⇒不良率の見込み⇒許容される上限値と下限値⇒公差。

 

DRの段階で、

公差と不良率の相関を、

ある程度、把握できていれば望ましい公差を提案することが可能です。

 

 

 

 

工程(生産設備)の能力には2つの表現があります。

・生産量を表現した「生産能力」

・製造品質の均一性を表現した「工程能力」

 

「工程能力」を把握すれば、不良を未然に防ぐ、適正な公差を設定できます。

 

また、お客様から、厳しい公差を要求されることも当然あります。

これは、技術開発レベルの課題です。

厳しい公差を、従来の不良率を維持しながら実現させる技術的な課題です。

 

差別化技術になる見込みがあれば、開発テーマに取り上げます。

顧客と交渉し、プレミアムを価格に上乗せしていただきます。

厳しい公差を実現させる高付加価値化技術だからです。

 

このあたりの顧客とのかけひきはエンジニアの役割です。

(参考文献:生産マネジメント入門 藤本隆宏先生)

 

製造品質の均一性を表現した「工程能力」を評価する仕組みをつくりませんか?

 

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