| 「日本計量新報」今週の話題と重要ニュース（速報版）2024年09月26日号「日本計量新報週報デジタル版」 日本計量新報全紙面 (PDFファイル） 今月のIDとパスワードを入力して閲覧することができます。 日本計量新報の全紙面閲覧(pdf版)のID&PWをご覧ください。 2024年9月のIDとPWは次のとおりです。 ID 5164 PW V9AB7DQ5 ドングリが高原の宿の屋根をコツンコツンとたたく夜 甲斐鐵太郎  春に咲いていた白い花は小さい梨になっていた。おそらくヤマナシだろう。今年は多くの実をつけている。 ドングリが高原の宿の屋根をコツンコツンとたたく夜 甲斐鐵太郎  高原の宿の屋根にミズナラの実が落ちてきて、夜通しコツンコツン音を立てていた。 幾つものヘアピンカーブに車をゆすられて高原に登っていく。次のコーナーを回れば北アルプスの穂高岳が見える。 に小高い丘には道祖神がいる。春に咲いていた白い花は小さい梨になっていた。おそらくヤマナシだろう。 今年は多くの実をつけている。そういえば道端の菊の花のようなそれは今年は花がうんと少ない。表年、裏年といった植物と自然の循環なのだろう。 道祖神に挨拶し、ヤマナシの実に秋を見るのであった。 高原の宿の屋根にミズナラの実が落ちてきて、夜通しコツンコツン音を立てていた。それでも東京は35℃が続いている。9月22日のことであった。 品質工学の考え方 計量士 阿知波正之 １、はじめに 品質工学は難しいと言われ、その理論、計算式を見ても難しいのではなく、そこで使われる言葉が独特で、その言葉の理解が難しいように思われる。そこで田口玄一博士、矢野宏博士が使われた言葉を通して、品質工学の考え方を紹介したい。 ２、技術開発・設計 ①品質を欲するなら品質を計るな・・機能を計る 製品の開発を急ぎ、要求される品質の特性を計り評価することがあるが、要求品質に不十分とか、製品の基本的な働きが低下し犠牲になることがあり、その改善に多大な時間とコストを要することになる。製品を迅速かつ効率的に市場に供給するため、製品の具体化前に基本的となるシステムを開発し、第２段階で市場の要求に合わせた製品を設計する２段階設計が提唱されている。この技術開発の段階では品質特性を計るのではなく、システムの基本的働き又は理想的な働きを計って評価することが要求される。このシステムの機能（働き）を計測方法が示されているわけではなく、結果はその計測技術に影響される。またシステムの働きであり、入力・出力の動特性を計る。具体的な品質特性と対応する機能の計測の考察事例について表１に紹介する。 表１ 品質の計測と機能の計測
②技術には無数の解がある 製品の設計において、その結果を求めるとき、定められる条件への適合・不適合を考え易いが、その答えは無数にある。技術のレベルにより、標準条件では合格として差が無くても、使用条件の変化、劣化、製造のばらつきなどに対する頑強性（ロバストネス）を評価すると差が生じて、経済性（コスト）にも関係し、無数の答えがあり、その中から最適と思われる答えを探る活動になる。品質工学ではその評価は現状又は標準状態を基準として比較効果の利得の数値を求めて評価する。技術評価のＳＮ比は「改善の利得」の尺度を用い、相対的な改善効果により評価している。〇×の評価ではない。したがって、技術手段を数多く考え、その方法毎のロバスト性と経済性を評価し、最適な方法を選定することになる。計量管理も同様で、測定器を選定するとき、規定の条件に適合していても、現実の使用条件および劣化条件での不確かさ（ばらつき）の大きさに違いが生じる。そのコストとロバスト性の評価が重要になる ③システムは複雑な方が良い コストからシステムはシンプルが良いとの考えがあるが、外乱・内乱に対する強さを確保するためにはシステムが複雑のほうが有利となる。例えば電気抵抗線式はかりについてみると、力を電気量に変換するシステムに使用される抵抗体（ストレンゲージ）は単独ではなく､４個の抵抗体でブリッジ回路が構成され、ノイズである温度変化への耐性と出力のＳＮ比の改善が期待できる。機械的な構造についても１軸のロードセルに比べ複雑な形状のロードセルが開発されており、外乱、内乱のノイズに対する強さ（ロバストネス）がある。システムが複雑なほど、変えられる要素が多くなり、パラメータ設計により最適な組み合わせが得られる。 ④機能がだめになったときの損失を小さくする安全設計 電気回路のブレーカのように接続されている電気機器に故障が起きたとき、大電量が流れたときに火災の発生、感電による死亡事故のような大きな損失を生じないよう、保護装置の追加費用と電気の遮断による損失の方が小さくなるような安全設計が行われる。過去、ガス機器の不完全燃焼による死亡事故が発生したとき、不完全燃焼を検出しガスを遮断する安全装置が作動するとその復帰の対応作業必要になるため、安全装置が作動しないよう措置していたため、不完全燃焼による有害ガスによる死亡事故が発生したとの報道があったが、安全設計による想定した損失に比べ大きな損失を生じた事例であった。 ３、品質管理 ①品質管理は経済学 田口博士は著書「品質の管理」のまえがきでW.A.Shewhart博士の品質管理の最初の研究結果“Economic control of quality of manufactured product” (1931)について、品質管理の研究グループ（ＱＣＲＧ）での品質問題の討論の結果及びシューハート博士のEconomic controlの解釈と青山学院大学での研究結果からまとめたと述べられており、経済学が基本になっている。 品質管理は品質の悪さを表す損失関数と品質管理に要するコストのバランスから最適化を求める経済活動になる。 ②使用者が好まない品質を社会的損失として表す 品質には製品のデザイン、機能（働き）、仕様など使用者の好む品質と故障、消費エネルギー、排出ガスなど使用者が好まない品質があり、品質工学では後者の品質を対象としており、この品質を社会的な損失として表す。この損失には故障に関わる危害、修理、廃棄、更新、使用機会損失などに加え使用に関わる消費エネルギー、排出物処理などすべての経費を含みその平均値で表す。 ③機能の不具合品を出荷することは泥棒より悪い 時代小説で大泥棒は法律違反であるが富者から貧者への富の移動する義賊として描かれている。泥棒は破壊がなければ社会としての損失は小さい。一方、機能の不具合を生じる製品を市場に出荷すると、製品の修理又は交換品の再生産、不具合品の廃棄、使用機会の損失などの社会的損失を生じる。不具合によるリコール費用と使用機会の損失により多大な負担を生じた事例が報道されている。 ④検査は合格品には無力 品質を保証するための検査と言われるが検査で合格した製品の出荷後の不具合を防止することはできない。また、合格品は検査の実施に関わらず合格品であり効果がない。検査は不合格品を出荷しないことで、社会的損失の予防効果である。検査の最適化は検査に要するコストと不合格品の出荷後の損失の防止効果のバランスによる。ただし、検査が契約事項、法規制の場合は対象製品の品質管理に関係なく実施しなければならない。 ⑤検査員が規格（許容差）を変更することは越権行為 あるとき検査の管理者が「設計者が加工法知らず、厳しい規格（許容差）を図示しており、規格を外れても、過去の経験から問題ないので、許容差を拡げ「特採」として出荷する」との発言があったとき、田口玄一博士から「それは越権行為で検査部門に規格の変更権限は無い」と厳しく指導された。製品規格の変更権限は設計者にあり、特採権限も設計者にある。検査者が規格を変更、省略することは不正検査となる。計量器の検査において、検査者が使用状態を予測して検査点とか許容差を変更することを聞くことがあるが、変更の権限は検査者になく不正検査となる。 ⑥品質を改善したら生産性を上げよ 製造工程の管理に工程能力指数ＣＰ＝1.33以上の管理がされているが、要求事項もあるが品質は良くてもコストが高ければ競争力を失う。品質を改善したら、その利得の1/2は生産速度の上昇により生産性を改善し、コストダウンを図る。品質工学では損失関数による品質と生産性を合理的に管理するオンライン品質工学に示されている。 ４、計測管理 ①安い時計でも日々校正すれば正確に時間が測れる・・・計測器の校正は経済問題 安価で変化し易い時計で、正確に時間を測るには短い周期での時刻合わせが必要になる。一方高価で変化の少ない時計であれば時刻合わせの間隔は長くてもよく、時計の目標とする正確さを維持するため時計の購入価格に関わる費用（償却費）と時刻合わせの経費を合わせた最適解を求める経済問題とされた。測定の正確さを維持するための校正について、最適化するにはそのシステムの変化の実績と調整のためのコストから最適化する方法がオンライン品質工学に示されている。計測器の校正について、定型的な一定周期、内容で実施され、校正結果の活用も不十分で、経済的に無駄が多い状況がある。 ②陰故障の診断と調節・・・計量器の定期検査は陰故障を発見する 計量器の故障と言うと、誰でも気づく故障を考えるが、機能（働ぎ）が低下し使用者が気づかない不具合もある。品質工学では使用者が分かる前者の故障を”陽故障“、後者を”陰故障“としている。この陰故障を発見するためには診断が行われる。この陰故障とそれを発見するための診断ついて、経済問題として最適化する方法がオンライン品質工学に示されている。 計量器の陰故障を考えてみると、器差不良が該当し、計量士が行う定期検査には陰故障を発見する診断の役割がある。例えばスーパーで使用される計量・値付計量器について考えてみると、定期検査により、器差不良が発見されたとき、前回の検査からの間に器差大となって、その誤差による損失を生じたことになり、その間の計量値付けされた商品全てに影響したことになる。その計量器が器差大不良として使用された期間の平均値は検査周期の1/2となる。 この陰故障を発見する検査周期の最適化はこの陰故障による損失金額と検査コストのバランスをとることになる。この考え方から、計量に関わる商品の売上高の大きい計量器の検査間隔は小さくなり、売上高の大きい事業所の検査間隔は２年ではなく、１年又は６カ月と短縮しても合理性がある。筆者の経験から適正計量管理事業所の場合、管理に関わるコストも低減できることから、検査間隔を短くしても総損失を低減できる。この考え方は自動捕捉式はかりの計量値付け機の管理に適用できる。 適正計量管理事業所は検査間隔が小さくデメリットとする意見があるが、陰故障発見の効果を含めた総損失を評価すべきと考えられる。 ③多次元情報の評価は単位空間と信号が重要・・・計測器の校正も標準が重要 品質工学で、多次元情報の評価としてＭＴＳ（マハラノビスタグチシステム）の適用が行われ、病気の診断に適用したとき、健常者の多次元データ（検診データ）と病気と診断された人の多次元データを信号として評価する方法で、この健常者を運動系の学生（非常に健康）として評価すると高齢者の病気でない人も病気と評価されることがあり、健常者を高齢者の病気でない人のデータも含めて評価したところ正しい評価となったという話があった。この単位空間と信号は計測器の校正における標準の役割であり、その定義が重要であることが示された。 計測器の校正について、関係規格の要求事項に対応することで完了し、校正結果が十分活用されない事例も多々見受けられる。 以上不十分ですが筆者の知識と経験から品質工学について計量に関わる内容を中心に紹介しました。筆者の思いつくまま述べており、真意と異なる内容もあるかと思われます。正しい理解と詳しい内容は田口玄一博士、矢野宏博士の執筆された品質工学の多くの文献を参照いただきたい。 （お断り 本文については加筆・訂正をすることがあります） 参考文献 田口玄一著 品質の管理 日本規格協会 1969年5月。 田口玄一・横山巽子著 オンライン品質工学 日本規格協会 2009年9月。 田口玄一監修 タグチメソッドの源流を探る 田口玄一語録 日本規格協会 2010年６月。 矢野宏著 新版品質工学入門 日本規格協会 2011年4月。 品質工学の考え方 計量士 阿知波正之 お米とレタスとキャベツと玉ねぎ 甲斐鐵太郎 八島湿原とアザミの花 甲斐鐵太郎 日本の計量研究所の歴史の一コマ 南峰鹿島槍ヶ岳の山頂から北東に広がる谷にあるカクネ里（かくねざと）雪渓 文章 夏森龍之介 安曇野の米収穫と晩夏 甲斐鐵太郎 使わない言葉は脳から消去される 日本の夏 郡上おどり 甲斐鐵太郎 縄文の暮らしがあった八ヶ岳山麓－その８－ 自然歳時記 上高地の大正池のこと 甲斐鐵太郎 高原の夏とジョウビタキ 甲斐鐵太郎「第12回質量測定に特化した不確かさWebセミナー」及び「第5回分銅校正技術Webセミナー」 【募集人数】 12名（先着順、定員になり次第締切） 【講 師】 植木 正明 元産業技術総合研究所 渡部 新一 計測自動制御学会 力学量計測部会 【申込方法】 件名を[10月23日分銅校正技術セミナー参加申込］とし、氏名、所属、住所（テキスト送付先、郵便番号を明記）、連絡（Tel・E-mail）、「エクセル使用」または「関数電卓使用」及び接続テスト希望の有無を明記 《申込先等》 いずれのセミナーも不確かさセミナー事務局まで電子メールでお申し込みください 【申 込 先】 不確かさセミナー事務局（渡部新一） 電子メール: y.watabe＠dune.ocn.ne.jp 立山連峰の登山基地となっている室堂平から一の越への登山道で撮影した。 計量公務員への就職事情 ミズナラの木とドングリ 甲斐鐵太郎 ［資料］ 経済産業省 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