試験（Testing）から評価（Estimation）へ
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１．品質工学との出会い
20年ほど前になる話ですが，私たちのグループでドットプリンタの寿命試験と称して連続的に印字ピンの衝撃試験を行っていましたが，印字品質を調べるわけでもなく，ピンの磨耗度や折損などの材料強度の品質特性を調べていました。 また，自動止水器に使われるスリップ機構についても同じように摩擦する部分の磨耗度について寿命試験を行い，出荷したのですが，市場において半年足らずの間に故障品が続出する羽目になったのです。当時は，機能設計が終わると試作品を作り，信頼性試験や寿命試験を行い，そこそこ品質評価項目を満足すれば設計が完了したと考えて，生産段階に移行して出荷したのです。
ところが，半年足らずで故障品が続出したのです。故障箇所を調べてみると，スリップ機構の回転トルクが急激に増大するものや，減少するものがあることが分かったのです。スリップ機構は従来でも使われていた機構でしたが，空気中で使われることがほとんどでしたから，水中でのスリップトルクの変動については経験がなかったのです。
技術者の常識レベルで判断して，寿命試験をかければ何かが分かると考えて，１億回くらいの回転テストを繰り返して試験していたのです。そのために，たくさんのサンプルを使ったのはいうまでもありません。その結果では，トルクの変化は多少起きたのですが，ほとんど使うには支障がないという判断で出荷したのです。水の中で連続繰り返しテストをしても，水が潤滑材になってトルクの変化が起きなかったのです。また，スリップ力が増大しますと伝達歯車に負荷が加わり歯車は欠損しますし，逆にスリップ力が減少しますと，負荷が加わったとき，空回りしてしまうのです。「前門の狼，後門のトラ」というわけです。したがって，スリップトルクには目標値の前後で厳しい機能範囲を考える必要があったのです。このような時期に，田口先生にお会いして品質工学の機能性の評価という考え方に接することができ，従来の「試験型」から「評価型」の開発へ180度のパラダイムの変換を図る必要性を痛感したのです。
２．スリップ機構の品質問題と機能性の評価
このような問題を解決するには，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「目的機能」の理想機能を決めます。
技術手段である「基本機能」の理想機能は，押さえ皿ばねの締め付け量Mと回転つま
みのトルクyとの比例関係は と考えられます。ところが，目的機
能としては，締め付け量が変わっても回転力はあまり変化して欲しくないので
す。従って，目的機能としては望目特性が望ましいのです。そこに発明考案が
必要になるのです。ここでは省略しますが，皿ばねの性質や摩擦板の形状や材
質を上手く利用して，目的を達成するようなシステム設計を行いました。
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 kg・cm）
また，重要なのはノイズで，水の中でしかも高温水の中で使用しますから
誤差因子：N1（ 25℃の水で 0時間）, N2（100℃温水で72時間放置）
と考えました。
ここでいえることは，主機能に関係する要素部品については，機能性の評価を先行させて，寿命をあらかじめ調べておくことが重要なのです。製品を作ってから寿命試験を行っても手遅れなのです。
３．「試験」と「評価」の違い
日本では試験や評価という言葉はあまり明確に区別していませんが，全く内容が異なる言葉だと考えています。英語では，試験はTestingであり，規格に対する合否の判断をすることです。大学の入試でもそうですが，合格点が60点であれば59点の学生は落ちて，61点の学生は合格するのです。60点という閾値があるために，その前後の学生はわずか2点しかないのに天国と地獄の判定を下されるのです。ところが，60点と80点の学生の評価は全くされないのです。しかも，学校で一方的に教えた知識だけの入試では能力評価はできないのです。
東大や京大に合格した学生が能力があると錯覚している姿は滑稽そのものです。商品の品質問題でも同じことがいえるのです。規格の決め方にも問題はあるのですが，合格品の品質がよいという保証はないのです。その証拠として，市場に出てからの合格品からクレームが多発しているのです。企業では，そのために，ｎ個の製品について，試験項目を増やしていろいろな角度から品質を評価しているのですが，試験項目が増えれば開発期間は長くなり，コストもかかるのです。良品の品質レベルを上げれば試験はやらなくてもよいのです。
一方，評価はEstimationといって，将来を「予測」するということなのです。したがって，信頼性試験とか寿命試験で得られた結果は過去や現在の点のデータであって将来を予測するものではないのです。技術開発や設計段階では市場に出てからの品質を評価しなければなりませんから，部分的な品質項目の試験では市場の品質を予測することはできないのです。
そこで，品質工学では，モノの品質ではなく，お客が欲しいモノの働きに着目した機能性の評価を行います。機能性の評価では，市場のノイズと制御因子との交互作用実験で求めた多次元データで評価を行いますから，市場における品質（お客の損失）の予測を行うことができるのです。
寿命試験をするのは出荷段階で品質保証部が項目不明の問題を含めて念のために確認する場合にやればよいのです。
企業の実態を評価するのは，期毎に公表されるバランスシートですが，技術者を評価する尺度が決まっていないのが現状ではないでしょうか。そのために，市場でトラブルが起きたときでも，原因が設計責任であっても技術者は責任を問われないのです。現在，企業では技術者は技術レポートや博士論文や発明考案の件数などで評価をされていますが，最も大切な技術者の評価はお客様の機能性の評価や損失関数で行うことです。市場に出てからではなくタイムラグゼロで評価されることが大切なのです。
４．「寿命試験」と「機能性の評価」の整合性はあるのか
品質工学に疑問を抱く皆さんの意見を聞いていますと，SN比による機能性の評価と市場における実際の故障や寿命との整合性が分からないため，取引先のお客様や周りの人や上司を納得させるために，改めて寿命試験や信頼性試験を行うという話を耳にする場合が多いのです。
先日，ある企業の指導会で「M社の製品の仕様書には寿命試験500万回とありますが，品質工学ではどのような評価をすればよいのですか」という質問を受けました。まだ，このような質問が出るということは，モノを評価している証拠ではないでしょうか。現実にはほとんどの企業が寿命試験のような絶対的な尺度の評価を重要視しているのです。MTBFやMTTFや故障率が市場における製品の品質尺度として使われているのです。しかも，製品の故障率では，どの機能が故障したのか区別ができないのです。故障や破壊したときの情報では，お客様が正常に使われているときの機能の安定性は分からないのです。
勿論，寿命試験が全く駄目だといっているのではなく，あらゆるノイズで試験をして求めた値であれば，ある程度は予測できるのですが，特定な条件でしか考えていない試験ではほかの条件でどうなるか分からないのです。このような寿命試験は際限のない「もぐら叩き」となり，開発期間を短縮できないばかりか，本当の品質の評価にはならないのです。
また，これに代わって加速試験が行われています。この場合でも，市場のノイズと違う条件で評価して，市場の故障率と加速試験データとの相関を求めて，実際の寿命を推定しているケースを見かけますが，単なるデータの当てはめであって意味がないのです。使用条件と異なった加速試験では判断できないのです。不良率や故障率のように製品全体の品質評価ではなく，個々の機能について別々の評価をしなければ対策は打てないのです。
機能性の評価で寿命を推定するときには，まずノイズに何を選ぶかが重要ですが，使用環境条件や劣化の中で，もっとも機能を乱すようなノイズを2,3選び，ノイズと制御因子との交互作用実験を行います。ノイズの中に初期条件と劣化条件を考えることが必要です。機能の乱れとしてSN比と感度を求めて，寿命の推定を行うときには感度の変化率で機能限界を超えるところの回数や時間で寿命を推定すればよいのです。
５．ロケット打ち上げの失敗と反省
一昨年，日本の宇宙開発事業団が打ち上げたH2型ロケットが打ち上げた途端に落下した事故が起こりましたことは皆様の記憶に新しいことと思います。
そのことについて，宇宙開発事業団から失敗の原因が明らかになりましたが，
それは、「海底から回収したエンジンの液体水素ターボポンプのインジューサ翼に大きな欠損した破面があり、この破面が極低温下で設計の範囲を超えたキャビテーションと振動による疲労破壊の様相が確認された。」 という発表が行われました。
このような発表は，いかにも科学的な説明で科学や技術に詳しくない国民は騙されそうですが，ただ、事故が起こらないとわからなかったと言い訳しているに過ぎないのです。すなわち，低温試験ではー30℃（仮定）までやっていました。高温試験は100℃までしていましたが，事故がおきたのはー35℃（仮定）で起きたという訳です。キャビテーションでも振動でも同じことで，考えられる試験では十分機能していたが予期せぬ大きなノイズが加わって破壊したということらしいのです。
このことを品質工学的に説明しますと、あらかじめ考えられるノイズ（極低温下、振動による共振現象）に対して、インジューサ翼の「機能性（ロバストネス）設計」が行われていなかったということなのです。ＮＡＳＡではとっくの昔にこんなレベルは卒業しているのではないでしょうか。
従来は「機能設計」で科学的なレスポンスの研究を行い、信頼性試験や寿命試験をやって悪いところを直す「もぐら叩き」設計ですから、問題が起きなければ問題は分からないのです。新幹線も大雪や大雨や台風の時には時速270kmの性能はでないのです。品質的には問題があるということなのです。
このことは民間企業においても同じことで，試験と評価の区別が明確でないため，試験＝評価という図式が定着しているのです。
６．科学と技術は別物
昨年の5月3日の読売新聞の"論点"で本間三郎先生（東大名誉教授）がロケット打ち上げ失敗や原子力施設における臨界事故など相次いで起こった一連の事故は科学と技術の違いの明確さの欠如であると厳しく指摘されておられました。すなわち，「科学は対象とする自然を分析し，その中に隠された真実を見抜き，それを統一化，普遍化して法則，原理，原則という形で表現する。これに対して，技術というのは，自然界にないものを全く新しく創り出すものである。たとえば，自動車や飛行機やパソコンは科学が対象とする自然界に存在したものではない。・・・」
従来の試験には科学的な思考における自然現象の解明や分析的なイメージが強く，今まで自然界にないものを創造して，目標値に近づけるという技術的な思考は感じられないのです。技術は自然現象と矛盾するシステムを発明考案してシステムの限界を知ることですから，その「ありたい姿」を考えて，目標値からのずれを評価することが大切になるのです。決められた規格に対する合否の判断では自然界にないものを創り出すことは不可能なのです。
７．まとめ
信頼性試験や寿命試験では，市場における理想機能からのずれやノイズに対する安定性は評価できないのです。
ＩＴ革命などといって騒いでいますが，最近のもの造りはコストダウンの要求が厳しいため，品質面がかなり低下しています。先日，ビデオの再生機能が駄目になって，カラー再生が不可能になったため，量販店に行きましたところ，店員のいうには「最近の部品は東南アジアからの輸入物がほとんどですから，再生ヘッドも3年の寿命がいいとこですね。それ以上の寿命を期待するのであれば国産のもので値段が2倍以上のものを買ってください」といわれて愕然としました。ビデオの機能としてはもっとも酷使する再生ヘッドの寿命について，お客様の期待度が何年で，何万回であれば満足していただけるのかを考えて，機能性の評価や改善をすることが重要であることをメーカーは強く認識して欲しいのです。競合他社との差別化は機能や性能の追求も大切ですが，機能のばらつきを向上させることがお客の満足度（CS）につながると確信しております。そのためにも，品質工学会が提唱している機能性の評価のISO化が実現するように学会としては努力する必要があるのです。