品質とは管理されるべきもの

ここまでで新製品の品質を定義し、設計してきました。

品質とは定義されるべきもの
品質とは設計されるべきもの

その品質を管理し、維持するためのシステムを構築するのが生産工程の設計です。
部品の発注先を選んだり、製品設計中から製品の構造から組立工程の構成を考えたり、量産に移行する前に試作品を使って性能や信頼性を評価をしたり、量産に移った後も工程内管理や検査や定期的な信頼性試験を実施するのも全て品質を管理して維持するための行動です。

これらが欠けたら生産する製品の品質は維持できず、歩留まりが下がるか、最悪のケースでは開発中や生産中の品質不良を検出できず市場に流出させることになります。

・開発中の品質管理

開発中の品質管理はまさに「品質の設計」で書いたような部分になります。開発中の品質管理は、製品の品質そのものは作り上げる最中なので、その製品品質を作るためのプロセスが想定通りに稼働しているかどうか、開発プロセスの業務状況が適切かがその管理対象になります。

自社がどのような開発業務を設定し、それに対応するためにどのような組織を作り、開発プロセスを運用しているか(=製品開発のためにどのような段取りをしているか)を決めておき、その通りに業務が進んでいることを確認します。

開発中の業務を通して品質を管理しますが、生産中と異なり、数値で確認するのが難しいように感じるかもしれません。そうであれば、内部監査の結果や日々作られる書類、帳票類の内容の機能に関する項目などを数えるなど、定量化する方法を検討して何らかの指標にするという手もあります。

・生産中の品質管理

生産中の品質管理の目的は開発終了し量産移行した時の品質を維持することです。

工程が当初設計した通りに稼働していることは設備の日常管理で取得できるデータや、各工程間で行われる工程内検査のデータで行っていると思います。
出荷検査で不良がなくても良品率100%にはならない

生産中の管理はこれだけではなく、製品によっては量産中にも信頼性試験を実施します。これも製品の特性や生産数から内容や対象となる抜き取り数が設定されることが多いようです。

・販売後のケア

販売後、不良品が流出していた場合には顧客の手元でその不良が顕在化することもあり得ます。その時のために問い合わせ窓口と修理対応や不良品交換の準備をしておきます。

いわゆるアフターサービスやサポート対応になりますが、この話を管理の所ですることにも意味があります。ユーザの手元で発生した不良品は、そのユーザの使用環境と使用方法によって故障が発生しています。それらは合わせて貴重なマーケティングデータであり設計データです。ですので、ユーザからの問い合わせやクレームをただ面倒なものとせず、その中から使用環境と使用条件、使い方、壊れ方を情報として収集できる体制が必要です。

特に使用環境や使用方法については注意を払って確認します。ユーザは作り手が想像もしなかったような使い方をしたり、想定していなかった使用環境で動作させたりするものです。メーカとしては「そんな使い方しないでくれよ!」と思うこともあるかもしれませんが、逆のことを言えば、ユーザは「こんな場所でこんな風に使えたらこの製品はおもしろいかも、意味があるかも」と感じているということですので、その使われ方をする市場にニーズがあるということです。もし製品仕様として対応できる方法であれば対応させることでビジネスを拡大することができます。

一方で本当に使ってはいけない方法や環境で使っている場合、取扱説明書やパッケージに記載する注意書きの内容が不足している可能性もあります。修理対応の件数によってはその問合せ数に対応して取扱説明書に記載する注意喚起の書き方などをより分かりやすいように変更する必要があります。これらは製造物責任に関連する問題ですのでより注意深く対応します。

ユーザの使用方法や環境が問題ないのに故障が発生している場合、単純に設計上弱い部分が顕在化していることになりますので、市場での不良発生時は開発担当者や設計担当者にも必ず情報を共有し、組織的な改善活動を行います。

これらの管理内容に対応するためには企画時、開発時に適切に品質が設計されていなければ生産時、最悪の場合には市場に向けて販売を開始してから問題が発生した場合に、対応する方法がなく製品を回収(リコール)するしかなくなるというケースも考えられますので、注意しながら進めます。

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。

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。