出荷検査で不良がなくても良品率100%にはならない

今日はちょっと新入社員向けみたいな話です。

技術者であれば当たり前のことだと思うのですが、改めて確認しておきましょう。出荷検査で不良品が発生しなかったとしても良品率は100%になりません。特に日々大量に生産して大量に出荷するような量産品の場合は特にです(少量生産品で不良の程度が大きくない場合は手直しで使用可能になるケースもあるでしょう)。

「いや、今日出荷した分は全数検査して不良品0だったから良品率100%だよ!」

確かにそれはそうですが、その100%はその検査した対象に対してのみしか含んでいません。つまり、その部品・製品の生産において良品率100%を達成しているとは言えませんし、言ってはいけません。

仮にその製品の出荷検査は常に全数検査をすることになっていて、出荷開始から生産終了までの製品ライフサイクルのすべての出荷品に対して検査をすることになっているのであれば、生産終了を迎えて最終ロットの出荷検査が完了するまで不良品が発生しなかった場合のみ「良品率100%」と言って構いません。厳密には「良品率100%『だった』」と言わなければいけませんけどね。

本来であればこれは困るはずです。部品を納入することに対する保証ですので良品率100%は未来の話であってほしいからです。

・そもそもなぜ検査をするのか

検査をするのは不良が流出するのが怖いからです。逆に言えば、検査をするのは不良品が混入している可能性が0%ではないということであり、不良品の発生を認識しているということです。

「そんな、不良品がある前提で生産に取り組むなんて技術者じゃない!そんな品質の悪い会社には発注しない!」などとお思いでしょうか。違います。「人がやる事だから間違える可能性は常にある、だから検査をする。」というのが持つべき姿勢です。

本来であれば「持つべき」などという表現は使いたくないのですが、あえて使います。基本的に業務中は「ミスは発生するもの」、「事故は起こるもの」として扱うのが保証の基礎です。それをいかに影響のない範囲に抑えるかというのが品質の設計であり品質の保証です。

その影響の考え方が表れているのが抜き取り検査です。抜き取り検査はロットの一部を抜き出して検査を実施します。不良品の発生が認められれば次回以降の検査は厳しくし、不良品がない状態が継続していれば、検査の条件(抜き取り個数)を減らすなどしてコントロールします。

その程度はどの程度の不良率であれば許されるかで決まります。かつ、この不良率を上げることができれば検査数が小さくなる分検査が短縮できる上に、不良品が出荷数に含まれてもいいことになりますので生産コストが下がります。

・良品率100%は工程内で達成する

では逆に常に工程が流動するような製品の生産で良品率100%の達成は不可能かと言えばそんなことはありません。各工程内での不良流出を0にすれば不良品が出荷されることはありません。

ではどうすればいいのでしょうか。まず各工程内の工程能力を測定します。その工程能力が流動させる製品で要求される規格を常に満足していればいいはずです。更に加工精度が高く生産される製品が規格中央値に集中していれば工程の安定度は高いことになります。

更に量産中もその工程能力が維持されていることをモニタリングします。バラつきの発生要因になる加工工程で工程能力を満たしていることが実証できれば製品上は問題ないことになるからです。またロット間で中央値が遷移することがありますので、製品のバラつきが規格幅に対して十分であっても注意は必要です。

さらに言えば工程の変動要因を漏れなくとらえ、日常管理と日常整備で加工設備の状態を維持できればモニタリングが不要になるレベルまで工程能力が安定するかもしれません。このようにすれば全数に対して出荷検査をしないでも出荷品に不良がない状態を作ることは可能です。

特に他社や他工場に生産をお願いする際に私が特に注意して見ていたことは、一ヶ所の加工個所に対して一回の動作で作業が終了するかどうかです。

同じ個所を向きを変えたりしながら何度も加工しなければならないと、その分不良の発生確率が上がります。特に部材を持ち換えたり工具を取り替えたりするような段取り替えが複数回発生する形状で切削加工しなければならない場合などは、都度都度検査が必要になるなど手間がかかります。

そのような点も踏まえて生産に手間がかからない方法で部品や製品を設計できると品質の維持と向上につながります。

発注と品質保証

「自分にできないから誰かにお願いしよう…」と思うことはよくあると思います。製品開発でも、自社で対応できない加工方法や部品の制作や生産はどこか対応可能な工場にお願いしようとするのが普通だと思います。この時「きちんと作ってくださいよ!」と思うのは誰でも同じだと思います。しかし、何をもって「きちんと」しているというのでしょう。

今日は製品を生産する上で「きちんと」するために必要な確認事項などのご説明をしておこうと思います。

・製造条件の4M

4M管理というのは製造業にお勤めなら聞いたことがある方は多いのではないでしょうか。その4Mの内容と確認事項を簡単におさらいします

  1. 作業者   :Man
  2. 治工具と機械:Machine
  3. 材料    :Material
  4. 方法    :Method

1. 作業者:Man

一つ目はMan、つまり作業者や人材のことです。工程内で作業する作業者が変わらないことを意味しますが、同じ人物が休憩も取らず帰宅もせず長期休暇も取らないで常に業務にあたることは不可能ですので交代は必ずあります。ですので、人材はスキルで管理します。

  • スキルマップやスキルチェックシートがあるか
  • スキルマップやスキルチェックシートの内容が適切か
  • スキルマップやスキルチェックシートの管理方法は定まっているか
  • 作業者が交代しても必ず同じスキルレベルの作業者があたるように管理されているか

生産をお願いする企業にお邪魔した時は、そのような管理がされているかを確認し、可能であればスキルマップやスキルチェックシートを見せてもらいます。

2. 治工具と機械:Machine

次は道具と機械です。「この加工にはこのような機械を使います」というだけでは不十分です。私が自社、他社を含め確認するポイントを今(目の前に部品や機械がない状態で)思いつくだけ簡単に挙げてみます。

  • 機械にセッティングする治工具やアタッチメントの種類
  • その摩耗度や交換時期の管理
  • 機械の設定条件
  • 設定や工具の変更対応の方法
  • 使用方法等の手順書の整備(機械の操作盤等に使い方が書いてあるか、それ以外に作業手順書があるか)
  • 故障時に代替できる機械や方法の有無
  • 日常管理が行われているか(適切な管理スパンを把握しているか)、管理方法は定まっているか
  • 上記のものがない場合にそれを補完する経験や方法の整備があるか

生産する部品や使用する機械を定めていないので一般的な部分ですが、その道具や機械など生産設備に関連する部分に対して重点的に整備します。1のManと重なる部分もありますが、オーバーラップしても構わないので必要と思われるものは全て確認します。

3. 材料:Material

材料は製品そのものに組み込まれる一部になりますので非常に大事なものです。ですので、同じものが使われるのが前提ですが、この時に同じと思いながらも同じではないことが起こり得ますので、確認は必要です。これも一般的な範囲のみですが例を挙げてみます。

  • 材料の種類が変わってないか
  • 材料の種類や商品名が同じでも成分の変更がないか
  • 材料の生産工場の変更がないか
  • 材料の製造メーカの違いがないか
  • 使用する予定の材料以外の混入がないか
  • 材料の入荷時期の管理はされているか、管理方法は定まっているか
  • 材料や購買品の受入検査をする場合の検査方法とデータの管理はされているか
  • 副資材の仕様予定の有無
  • 副資材の追加や削除がないか

材料については同じ商品名や種類であれば大丈夫だろうと思われるかもしれませんが、材料の種類とメーカによっては成分の変更が発生する可能性があるので注意が必要です。特に塗料や潤滑油などはモデルチェンジで使い勝手を向上させたりすることがあり得るので、変更が入りそうなものは製造元に確認するなどします。

もし製品の輸出などを検討している場合は製品に含まれる物質に対して環境規制対応の確認が必要になります。RoHS指令やREACH規則などは聞いたことがある人も多いかもしれませんが、各国がそれらを元にして独自の規制をしいているので輸出先に関して調査しましょう。

確認の参考になるサイトをリンクしますので参考にしてください。

ここが知りたいRoHS指令 – J-Net21

ここが知りたいREACH規則 – J-Net21

4.方法:Method

ここでは製品の生産に関わる全ての方法について確認します。

  • 加工方法
  • 各工程の治工具や機械の扱い方
  • 各工程での帳票類や書類の管理方法

加工方法はもちろんのこと、道具の管理の仕方や書類の管理の仕方も漏れがあると生産に影響します。特に書類は組織で業務にあたる以上、複数の人が対応するのになくてはならないものなので、存在するのか、内容に必要な物が含まれているか、更新が必要な場合に更新されるなど管理されているかを確認します。

製品の生産をお願いするということは常に同じ製品が納入されることを期待するわけですから、それそのものが品質が安定していることを要求しているということになります。

工業というのは再現性を確保したものであると「ものづくり」の3ステップでお話ししました。

工業における最大の価値は組織化された生産プロセスによる量産性の高さと 再現性の高さ(品質の安定)です。

「ものづくり」の3ステップ

この「再現性の高さ」とは「同じ材料で同じ道具を使って同じやり方をしてれば同じものができるはずだよね?」ということに他なりません。

すなわち製品を発注するということは「この材料を使って作ってほしいのですが、どの道具をどういう風に使って、どうやって管理しながら作るんですか?」ということであり、生産が開始されたら「最初に聞いたようにこの材料でこの道具をこうやって使いながら、日々管理して生産してるんですよね?」ということになります。

「管理図を書いています」とか「工程能力が高いです」という説明を受けることがありますが、工程能力や管理図などは管理方法や管理対象にすぎません。工程能力がいいからそれでいいわけではなく、「何をどうやって管理するか」が決まっていないと意味がありません。そのすべてにわたるプロセスを維持してこそ初めて品質の維持が可能になりますので、忘れないでおいてください。

カン・コツを明文化する

以下の記事で、属人化した仕事を組織でまわすためにカンやコツまで明文化すると書きました。

組織を機能させるために必要な3つのこと

そのためのポイントを簡単にご説明します。

・ある人のカンが働くところは他の人が迷うところ

「カンがいい」ということは他の人のカンが働かないところでその人はカンが働くということです。ということは、その人しか気が付いていない視点や状況があるということです。同時に他の人は同じ状況になると迷ったり間違えたりするということです。

カンはその業務を継続して経験している人にだからこそ気が付く部分だったりしますので、その人が業務を遂行する際に注意していることや判断基準などを作成する帳票類に盛り込むことでカンを明文化することができます。

ここで問題があるのは、日常的にその作業をしている方はそのカンを含んだ行動そのものが普通になってしまっていることです。なので、自分が普段仕事をしているときに考えていることのどの部分を書き起こせばいいか気づいていないことが多いです。

その場合は一度本人が手順書の形を完成させ、内容を他者(理想的には上司)がヒアリングをする形で補足する箇所を指定するなど、漏れを極力減らす施策を講じる必要があります。この方法が成立するのは、カンが働くところは本人が必ずしも意識して行動していない可能性があるからです。一度本人が作った手順書を元に内容をさらっていくと、「ここはどうしているの?」と思うところや「こういう時何を考えているの?」と聞き取る側が作業手順に応じて条件分岐を想定して進めることで、その作業者独特の判断基準を拾い上げることができます。

・ある人が「コツがあるんだよ」というところは他の人にできないところ

コツが必要な部分というのはその人が仕事を進める中で「こうしたら上手くいくな」という全体の作業に大きな影響を与えないミクロの範囲でオリジナルの技術を開発して適用している箇所と言い換えることができると思います。

実はコツを明文化する際に「カンの明文化」とは少々異なる部分、具体的には明文化を進めようとする管理者を困らせる可能性がある部分をはらみます。「カンが働くところは本人が必ずしも意識して行動していない可能性がある」と上で書きました。しかしコツというのはその人本人が編み出した方法、開発した技術です。だとするなら、その自分しかできない技術や方法を易々と他の人に教えるでしょうか。

同時にカンと違いコツはどこで適用されるかがわかりません。ですので、コツを明らかにする際には 現場を見学し、作業している本人を観察するのが一番です。管理者の方は「そんな時間ない」と仰るかもしれませんが、そこは少しずつでも現場に出て作業の様子を見ることをお勧めします。コツを明らかにするために現場を見るということは、現場にいる現役の作業者の目線で見ることに他なりません。それは昇進する前のあなたの目線そのものですし、管理職の椅子に座ってから書類と打合せの日々だったあなたに作業者時代の感覚を呼び戻します。そうすると熟練の作業者が適用しているコツを見つけることも、そのコツをどのような時に適用しているかを理解することもより簡単になります。

本当にコツを明文化する必要に迫られたとき、その作業者の持つコツと仕事に対する姿勢を理解した管理者がそのコツを明らかにして職場に展開してほしい旨をその人に説明することがまず必要でしょう。そしてそのコツを明文化した後、仕事の仕方などをどのように変えるかも検討事項です。

この時の明文化の対象になる帳票はオフィスワークでも現場業務でも何らかの作業標準を作ろうと考えている職場であれば、作業手順書などがいいでしょう。

カンは代表的な作業手順書を改定する形で判断基準や方法や考え方を明記する形で対応可能になるケースがあるかと思います。

コツについてはその技術の内容によっては、特定条件下での作業手順として明確にするという方法があります。

これらの明文化によって得られる効果には以下のようなものがあります。
(1)作業者全体の方法が揃う
(2)熟練した作業者の考え方を展開できる
(3)スキルを明示できる

特に(3)のスキルを明示できることは人材育成の観点からもメリットが大きいので、できればここまで展開したいものです。

品質を保証するということ

品質に関わる職場にお勤めの方は多くいらっしゃると思いますが、ご自身の部署のお名前は何でしょうか?「品質管理」でしょうか。「品質保証」でしょうか。もしかしたら「検査」という名前がついているかもしれません。

ちなみに、お勤めになっている企業ではどのような業務を行っているでしょうか?顧客から図面や仕様を受け取り加工したり実装したりして納品している企業は多いかもしれません。中には自社で企画し、提案・受注している企業もあるかもしれません。もしかしたら主な顧客は一般ユーザで、自社で企画、開発した製品を製造して販売している会社にいらっしゃる方もいると思います。

これらはどれも似ている言葉のように聞こえますが、違う意味を持ちます。特に組織の中で要求される要素としては大きく違う意味を持ちます。今回は簡単にそれらの違いを確認しておきたいと思います。

・管理と検査

検査とは決められた検査項目に対して検査基準を満たしているかどうか、対象物(出来上がった製品など)の合否判定を下すことです。検査でわかるのは検査基準を満たしてるかどうかのみです。検査をする前に、検査をする項目と検査基準を決めておく必要があります。

そして管理は検査項目と検査基準に対する検査結果の変動を管理します。工程内検査や日常管理の状況を把握して、基準値から逸脱もしくは逸脱する可能性が見られたときは改善活動を実施して、安定状態に戻るようにします。

根本的な管理と検査はこのようなところで、多くの企業や業種でそれぞれのやり方があるでしょう。特に製造業関連では日常管理や検査データなどを顧客企業から求められている方も多いと思うので、より業務の中で取り組まれている方は多いと思います。

・管理基準はなぜできるか

ではそれらの管理基準はどのように作られるのでしょうか。そもそもそれらはなぜ管理しなければいけないと考えられているのでしょうか。

部品などを加工して納入している製造業などの業種の方は、顧客企業からオファーがあった時「ここの部分をこうしておいてほしい」とか「これは相手方の部品とここであたるからこの部分は精度を高く」とかいうオーダを同時に受けていると思います。

これらはみなさんの顧客である完成品メーカの設計者が製品設計をした時に「そこを管理するべき」であったり、「ここを部品の機能上このように使う」などと考えて作っているわけですが(加工方法と部品設計がマッチしていないケースが多いといわれる加工業者さんも多いかもしれませんが…)、そもそもその製品が図面になるまでの過程があります。

その過程を開発中と仮定して大雑把に書き出すとこのようなります。

 商品企画 → 要件定義 → 仕様 → 製品設計(ここで図面化)

そしてそのあとも、

 部品検査 → 組立(工程設計)→ 評価 → 量産性検証 → 量産可否判断

という流れを追います。その結果として、販売できる商品としての形になるわけですが、ここでそもそもの商品企画の中で達成したい目的(商品を販売することで提供できる価値)を実現するために、要件が定義され、仕様が決定され、製品が設計されます。

つまり、加工段階まで形になった部品というのは組み込まれる製品を通して価値を社会に届ける使命を帯びています。そしてその使命は品質管理と検査として、部品加工を受注した企業に対して要求されます。

・品質保証が保証するもの

完成品メーカの品質保証担当者はよく「最後の砦」的な表現をされますが、それはあまり正しくありません。なぜなら上記の開発プロセスにある工程すべてに品質に影響する要素があるからです。

要件定義で定義されているべき価値を実現するための機能に曖昧さがあれば仕様の精度が上がりません。仕様の精度が上がらなければ製品設計時に不確定要素が入り込みます。設計上の不確定要素は管理項目の定義ミスや工程設計への遅れ要素となります。当然評価するべき機能の実現も怪しくなります。

部品加工時に完成品メーカの品質保証担当者が話をしているのは部品の寸法精度とその管理の話だけでも、実はその先に製品への影響と、社会へ提供できる価値の話が含まれています(品質保証担当者の仕事はもちろんそれだけではありません)。

翻っていえば、今まで受託でのビジネスしか行っていなかった企業が自社の企画を立ち上げ、直接社会に対して製品やサービスを立ち上げる際には、今完成品メーカがやっていることと同じことは最低限考えるべきことです。

それが「品質管理」から「品質保証」へ移行する第一歩となるでしょう。