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従来設計ロバスト設計の比較


従来設計は最初から,実際の製品について,標準条件で機能設計を行い,試作品を何台か作って,
信頼性試験寿命試験で問題点を抽出して設計変更を行い,企画仕様で決められた目標値に
調整する
やり方が主流を占めています.
このようなやり方は、
「モグラ叩き」といって、問題が発生する度に処置していくのです.
一見確実に見えますが、
極めて効率が悪く際限がないのです。

品質工学の開発の進め方


@ 技術開発(機能性の研究)
品質工学
では、製品の機能設計の前に,製品に必要な要素技術や製造技術の技術開発を先行します.
これらの技術開発はできるだけ簡単な
テストピースコンピュータシミュレーションを使って、製品の
目的機能を満足する技術手段の基本機能について「機能性の評価」を行います.
「機能性の評価」とは,目的機能についてはお客が望むあるべき姿や基本機能については
技術手段の
物理的な原理 y=βM というシステムの入出力の理想機能で定義します.
この比例関係から,
機能性(機能の安定性)の評価尺度であるSN比を求めます.

A 機能性設計(ロバスト設計)
次ぎに
製品工程のシステムを改善したいときには,たくさんの制御因子(設計条件)を選んで,内側の
直交表に割りつけて,外側には信号因子やノイズを割りつけて, 両者の交互作用実験をおこないます.
このような設計を
機能性設計(ロバスト設計)といいます.ここでは,ノイズの影響を抑え込んで、市場に
おける
品質トラブルを未然に防止してしまうのです。

B 機能設計(チューニング設計)
最後に,製品の目標値や目標曲線に合わせこむために,制御因子を使って機能設計を行います.
機能設計では,最小2乗法を活用して,2,3の制御因子で目標値へチューニングを行います.

C許容差設計(品質とコストのバランス設計)
品質特性
については、最終設計で品質改善の成果をコスト改善に還元するために、部品のばらつき
と製品のばらつきの関係の
寄与率をを求めて製品の公差の最適化を行います。

次に、品質工学三つの特徴成果を列挙します。

1)「開発期間が半減できた事例」
ニコンと日立マクセルが開発しました、次世代の光磁気デイスク(LMO)は従来は6年
以上の開発期間が必要でありましたが、品質工学を導入して、3年で開発を完了しまし
た。フオードや日産やトヨタなどの自動車産業でも、燃料噴射機構や技術進歩の早いエ
レクトロニクス系の制御機構に品質工学を導入して、新車の開発期間を18〜20ケ月
(従来は3年)に短縮しました。

2)「性能や品質が飛躍的に向上した事例」
次世代の光磁気デイスクは、多層の磁性膜の製造工程のロバスト設計で、データの書き
込み速度が、従来のMOの約1/2と速くなりました。自動車のエンジンの開発では、エ
ンジン効率を改善するために、ピストンやシリンダーの加工機の精度の向上を図り、エ
ネルギー効率を25%向上させ、結果として、品質トラブルの原因になる
損失をなくすことに成功しました。

3)「コストを半減した事例」
光磁気デスクの場合、低コスト部品でロバスト設計を行い、約1/2のコスト低減に成
功しました。また、開発期間の短縮や無駄な試験やサンプルの削減で、
間接コストの大幅な削減ができました。

版登録日:April 15 2000
最終修正日:April 15 2000