未知なる領域へ臨むときに考える品質

2019年10月15~18日の会期で、千葉県幕張メッセにおいてCEATEC2019が開催されていました。少し遅くなりましたが、その中から今後の製造業やものづくりと、品質についての未来を考えさせられる話題について、QA+として興味深い話題について、何回かに渡ってご紹介をしたいと思います。

・日本初の月面探査実現に向けて

株式会社ダイモンは自社開発のローバーである“YAOKI”で日本初の月面探査を目指しています。CEATEC2019では、AVATAR Xの共創ブース内にて、YAOKIの走行体験を実施していました。2021年に米・Astorobic社のランダー(着陸船)に搭載され月面探査を予定しています。

ダイモン社のローバー、YAOKI。

YAOKIは小型軽量で大径車輪が特徴的なロボットで、コストが高くサイズに制限のある月輸送に対応したサイズと重量を実現し、月面での活動を考慮した走破性と強度を持たせた形状と構造になっています。砂地を再現した体験ブースでもスタックすることもなく起伏を越えることが可能でした。

ブースではリモコン操作も体験でき、実際の月面探査の際には地球上から無線制御で操作するとのことです。

月面での行動と宇宙空間の移動という通常想定される環境とは全く異なる環境条件での使用が前提となっている機械ですので、現時点で想定できる事項を可能な限り反映した設計になっているという印象です。

砂地での走破性と操作性を体験できるブース。実際に会場で参加者が操作することができた。壁面のモニターには会場にいるYAOKIから送信された映像が映し出されていた。

2021年に最初の1台を月面に送り込む予定になっているYAOKIは、ダイモン社代表の中島氏が一人で企画・開発・設計を行い3Dプリンターによる試作・製造を行っています。3Dプリンターの活用で設計変更の反映の時間短縮が可能となっており、また現時点での完成品についても設計強度を満足した個体を出展しています。

加工方法が開発フェーズとその費用、量産台数とコストとバランスするべきQCDに準じて検討されており、柔軟な開発体制や予算の見通しに影響していると感じられます。

株式会社ダイモンの中島代表。もともとは自動車の駆動系の技術者で、独立しダイモン社を創業している。

YAOKIによる月面探査事業については2019年10月29日に事業説明会が行われており、そちらも取材済みですので追ってお知らせしたいと思います。

「なぜ」と一緒に「もし」を考える

なぜなぜ分析は何らかの事象に対して真因を探る際に用いる手法としてよく聞くと思います。そしてインターネットで検索するとなぜなぜ分析に関する情報ややり方の説明、その歴史などはたくさん出てくるので、読んだことがある方もたくさんいらっしゃると思います。

では、みなさんは実際にお仕事の中でなぜなぜ分析を使ったことはありますか?またはどのようにやるかと言われたらご自身は普段自分でやっているやり方を説明できますか?もしくはなぜなぜ分析を受けた時というのはどういう時でしょうか。

・仕事で「なぜ?」と聞かれると答えづらい

「なぜ?」と聞く時は基本的に原因や理由を知りたい時です。「なぜそれをしたの?」とか「なんでそこへ行ったの?」とかですね。

筆者自身、かつても今も、いろんな方とお仕事をご一緒させて頂く際によく「なぜ?」「どうして?」と質問することはよくあります。またされることもよくあります。

でもですね、普通に考えて仕事中に「なんでこんなことやってるの?」「どうしてこんなことになったの?」と聞かれて気分がいい人はいないと思うんです。仕事でわざわざ質問されるときというのは何か問題が起こった時です。しかもそれが実際にお仕事を頂いている顧客から「なんで?」「どうして?」と聞かれて怖くないわけがないですよね(笑)。

ただ業務上「なぜ?」と問われて答えづらいときにはただ嫌な気分だからとは言い切れない部分もあります。なぜなら、相手が抱えている案件は自社が発注したものだけではないからです。発注側と受注側で機密保持契約と取引基本契約書を取り交わしているとしたら、受注側は他社とも同じ関係を結んでいます。

しかし使う設備や場所は同じ場所だったりするわけです。もしかしたら「どうしてこんなことになったんですか?」と問い質されている仕事の前には別の顧客の案件の対応をしていたのかもしれません。そうであればそこに関連する話題の一部は言えないものかもしれません。

筆者の場合、もし自分が質問する側で、回答する側が答えに詰まるようなケースが起こったとしましょう。そういった場合には「なぜ?」と聞くのを一回止めます。その代わりに「もしかしてこういうことですか?」という一言を挟むのです。

・「もし」が意味するもの

なぜなぜ分析を実施する上でのポイントとして、「質問の回答が得られたらその前段階の疑問が解消すること」というのがあります。

この時、「もしかしてこういうことですか?」とか「もしかしたらこうじゃないんですか?」とか聞くというのは「質問する側としては回答の方向性をこういう風に予測しているよ」という表明になります。そうすると回答者はそれに対して同意する場合は「そうですね」と言いながら実際の状況の様子を教えてくれたりします。違う場合には「いえ、そうじゃないんです」と言いながらやっぱり実際の状況を教えてくれます。つまり「もしかして」という一言は回答を誘発(誘導じゃないんです)するための切り札になります。

この時の「もしかして」というときの注意点としては、自分からあまり話し過ぎないことです。例えば「もしかしてこういうことですか?そうじゃなければこんなことになるなんてありえないですよね?」などと言ってしまった日には「はい、その通りです。申し訳ありません。」で話が終わってしまいます。

たまにここで話過ぎてしまう人がいます。そうするとそれに対して Yes か No の答えしかなくなってしまって、回答者が実際とは違う答えをすることも可能になってしまうので、話過ぎは禁物です。あくまで目的は相手が置かれてる状況を理解し、事象の原因・真因が何なのかをつきとめることです。

・本当に求めるべきもの

なぜなぜ分析の目的として冒頭でも書いたように「事象の真因を求めること」と言われます。まず最初に起こった事象の真因という意味で何が起こったのかを知りたいのはそうだと思います。しかしそれは本当に求めるべきことでしょうか。また実際にその事象を起こした組織が求めたいのはそれでしょうか。

本当に求めたいのは開発する際に、または生産する工程を設計する際に同じようなミスを再発しないことではないのでしょうか?製品の不具合の再発は一回事故を起こせば修正を入れることは可能ですが、そこを次回以降の製品開発時も活用可能な情報にできたらその方が理想的です。

そのためにはその製品もしくはその工程を作っている際に何を考えてそうしたのか、その時に何が漏れていたのかを明らかにしておく必要があります。顧客に対する回答としてはその製品に関する原因究明でも十分かも知れませんが、実は組織内では次回以降の製品開発の効率が上がっていくことが理想ですから、製品開発の活動全体に対する改善活動になる場合が理想です。

すなわちなぜなぜ分析を通じて、実際に業務にあたる際に想定された判断ポイントの条件分岐を想像することが求められます。そのためにはなぜなぜ分析に入る前にすることがありますので、それについては別の記事でご説明します。

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。

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。

「ものづくり」の3ステップ

QA+をお読みになっている方は製造業の方が多いように思います。日本は明治以降急速に近代化を進め、その発展はほぼ製造業の発展でした。戦後も製造業は 特に未成品についてはずっと 日本の花形産業でした。人々がよく「ものづくり」と呼ぶようになったのはこの頃のような気がします。

その後日本の産業の中で製造業以外も存在感を見せ始めると、製造業以外の業種でも何らかの制作物を作る分野を「ものづくり」と表現しているのを耳にするようになります。音楽や小説などの表現や芸術分野の人や伝統工芸のような技術に熟練した職人の手作り品のような工芸の分野も、確かに有形無形の「もの(制作物)」を生産し販売しています。そういう職種の方のそのような発言に対して、確かに「ものづくり」だなと思った記憶があります。

では芸術や工芸と工業は何が違うのでしょう。今回は私が考える基準にしている区分についてご紹介します。

・「ものづくり」のレベル感

芸術、工芸、工業3つには明確に異なる要素が存在します。それはシステムレベルです。システムレベルは制作物が出力されるまでのプロセス(工程:開発プロセス、生産プロセスとも)が「どの程度システム化されているか」、つまり「どの程度定型化され管理されているか」です。

システムレベルが高いほどプロセスが高度に組織化、システム化されていて、制作物の大きさや個数を大規模にしたり工程を組み替えたりの調整がしやすくなります。つまり作ったものの再現性が高くなります。

システムレベルが低いと作る人の意志や方法などで制作した結果が変わり、作ったものの再現性が安定しません。同じ絵を描こうと思っても書けませんよね?逆にどんなに同じものを作ろうと頑張っても毎回変わるので、その変化そのものが楽しみ方など作ったものの価値になったりします。

このシステムレベルの観点から3つの違いを見てみましょう。

【芸術】

一番システムレベルが低い状態です。芸術とは作家本人が制作物のコンセプトを考え、イメージを作り、作り方も考えた上で作る作業を実行し実体にします。そこで生まれるものは「作品」です。

量産性は低いです。同じものを作ろうと思っても再現性が低いのでどこかしらに違いが出ます。それは逆に作品の価値を高めます。ひとつの作品が世界で唯一無二の物になるからです。制作物の希少性が最も高くなる制作形態です。

基本的に作業者が交代できません。作る作業全般が属人化しますので、企画者、制作者が作家本人や作家と一緒に活動しているチームなどに固定化します。大規模な作品になれば組織化は必要ですが制作作業など標準化しやすい工程を除き、属人性の高さが排除できませんし、排除しない方が価値が高くなりやすいと思います。

【工芸】

中間のシステムレベルです。芸術よりも作り方が決まっているので技術の移転がしやすく、組織化や量産対応がしやすいです。ここで生まれるものは「作品」と呼べるものと「製品」と呼べるものに分かれます。

職人の習熟度合いにより作業技術レベルが変わります。技術レベルをそろえた職人を複数用意すれば組織化やシステム化を進めて量産可能な体制を作ることも可能ですし、工程を分けてライン生産化することも可能です。逆に複数工程を一人でこなすようになるとセル生産に近い形態になり、生まれるものは職人の技術やイメージに左右されるのでより「作品」に近いものになります。

その特徴から高い技術を持つ職人の作る品物は「作品」としても高い価値を帯びることがあります。更にそういう品物は制作点数が多くないので、その点でも価値が高くなりやすいと思います。

【工業】

システムレベルが一番高いものが工業です。工業では芸術や工芸の範囲では価値が上がる可能性があったアプローチは全て排除する対象になります。工業で作られるものは「製品」です。

職人の習熟度合いにより作業技術レベルが変わるのは工芸と同じですが、属人性は技術の移転の支障になる上、職人および組立作業者の技術レベルが揃わないとオペレーション品質が安定せず生産プロセスの構築に影響が出る場合があります。

製品を作る時、工程は複数あり、場合によっては各工程で専門性が異なる可能性もあります。その場合一人の職人が全体を統括するためには、統括するための視点と技術やツールが必要になるケースも多いです。このことから工芸のように高い技術を持つ職人が一人いても「作品」を作れるかどうかはわかりません。

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。これらを追い求めることで市場に安くてプロダクト品質の高い製品を流通させることが工業における価値です。


このように何らかの形で物を作る活動をしていても取り組み方で作るものの意味合いが変わります。

陶芸を例に考えてみます。本人の中で作り方が決まっていて同じ技法を用いながら使う素材などを変えて違う作品を生み出す作家は陶芸を「芸術」として扱っているかもしれませんが、ある程度形をそろえて普段使いにできる食器を量産して販売している工房があれば、それは「工芸」かもしれません。

もしご自身が何かを作りたいと思っているなら、今自分はどの状況で、作りたいものはどこに位置付けられるものなのかを考えてみるといいと思います。