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パラメータ設計(ロバスト設計)」の技法解説記事



パラメータ設計(ロバスト設計):その1

 ロバスト設計とは、コストを掛けずに良いものを作る方法です。
 
 安い刃物を買うとすぐ切れなくなってしまう、また、安い電池を買うとすぐに放電してしまうといった経験を皆さん持っているでしょう。「安いものは品質が悪い」「品質が良いものは価格が高い」と言われますから、同じ品質ならだれもが安い方を選びます。そんな時代に、ものづくりはどう対処して行ったら良いでしょうか。
 

1.ロバストではない、これまでのものづくり

(1)高価な材料、部品を選んでしまう

 高級な材料、部品を使用し、高級な機械を使って高品位の品物を作ろうとすると、明らかにコスト高の製品となります。コストを下げる最も効果がある方法は、入手可能な最も安い材料、部品を使用してものを作ることです。 
 ところが、安い材料、部品、簡易な機械で加工したのでは、レベルも低くばらつきも大きくなると考えるのが一般的で、これを解決しない限り安くて品質の良いものはできません。
 

(2)公差が必要以上に狭い

 コストが高くなるもう一つの原因は、公差にあります。公差を設定しないか公差が広すぎると、ばらつきが大きくなり、クレームか発生する要因になります。そこで設計者は、クレームが出ないようにするため、なるべく狭い公差にしようとします。公差が狭いと加工や調整に手間取り、歩留まりも悪くなって、コスト高となるのですが、妥当な公差を求める方法が分からない場合、設計者自身は、身の安全を測るためなるべく公差を狭めた設計を行います。
 

(3)開発設計が遅れる

 もう一つの問題は開発設計の遅れです。遅れる最大の原因は設計変更です。部品や材料そのもの、組み合わせの十分な調査、検討か済まないうちに開発期間がなくなってしまい、最適条件を模索している間に検討打ち切りの見切り発車となることがあります。これが工程不良、クレームを招き、設計変更の一因となっているのです。
 

2.ばらつきとは何か

 ばらつきには、影響の大きい順に「使用、環境条件の変化」「劣化」「もののばらつき」があります。
 

(1)使用、環境条件の変化

 お客様の使用、環境条件は様々であり、想定しない使い方や、温度や湿度、ほこりなどの条件で機能が安定しない、故障などが発生します。
 

(2)劣化

 ものは当然、いずれは劣化(変質、変形、摩耗)します。
 製品を長期間保管しておいたり使用している間に、その製品を構成している材料、部品等が時間経過とともに質的変化を起こし、あるいは寸法が摩耗変化し、また各種の負荷が継続する事により、材料、部品定数が変化し、その影響で機能特性が低下したり、機能停止、故障状態となってしまいます。
 

(3)もののばらつき

 ものは、最初からどれ一つ同じものは無くばらついています。その影響を受けて完成した製品の機能特性もばらつきます。また製品を作る製造設備はしばしば故障したり設定した値が変化し、また作業者の手も当然ばらつき、それらの影響で機能特性にばらつきが生じます。
 
 次回は、「品質工学とは」を解説します。 


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