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第8回目

第8回「品質工学」(タグチメソッド)について 2

◆前回は概要でしたが、今回は少し内容に入ってみたいと思います。

品質工学(タグチメソッド) 2

品質工学につきまして、前回の続きを書かせてもらいます。
前回、品質工学の特徴としまして、3つあげました。
 (1)直交表の利用
 (2)SN比(エスエヌヒ)による品質の評価を行う
 (3)損失関数を使用する

今回はこれらを、具体的(例題の説明)に説明させてもらいます。
<例題 ゴルフロボットの性能評価>
私が少しゴルフが好きなので、例題に取り上げてみました。
ゴルフをしない方もテレビで見られた事があると思いますが、ロボット(機械)がゴルフボールをゴルフクラブで綺麗に打っているのを見たことがおありだと思います。非常にうまく打っています。

そこで、仮にこのゴルフロボットを作っている会社がこのロボットの改良を 目指して性能を評価し、どのように優れたロボットを作るかを考えてみます。このロボットの品質項目はいろいろ考えられますが、ロボットがボールを打って、目標(ピン:旗)の近くにボールが落ちるのが一番重要だと考えます。
そこで、品質工学(タグチメソッド)を使ってロボットの機構や条件を変えて、試験を行い評価してみます。(条件を変えることをパラメータを変えるといいます。)


(ステップ1)
このロボットの設計条件を選びます。今回はとりあえず、7つの条件(制御因子)を考えました。(これはあくまで例題です。実際の条件ではありません)
1. ボールを置く台の高さ (低い、高い) 2条件
2. ボールを置く台の材質 (軟らかい、普通、硬い) 3条件
3. ボールを打つクラブヘッドの種類 (軟らかめ、普通、硬め) 3条件
4. ロボットのクラブを振るスピード (遅い、普通、速い) 3条件
5. ボールに当てるクラブの角度 (上向き、横向き、下向き) 3条件
6. クラブを固定するグリップ硬さ (軟らかい、普通、硬い) 3条件
7. クラブを振る回転パターン (長円、真円、短円) 3条件
8. 誤差:風向き (向かい風、無風、追い風) 3条件

(ステップ2)
これらの組合せをすべてテストするとすれば、
2×3×3×3×3×3×3×3=4374回テストを行なわなければなりません。
実際、これだけの数のテストを行うのは、不可能です。
そこで、テストを効率的でなおかつそれらの制御因子の影響をSN比で評価できるようにするために、直交表を使います。
代表的な直交表として、L18を使用します。(L18とは、テスト回数が18回と言う意味です)

直交表

この直交表を使うと、4374回のテストが18回で済みます。
タテ方向が列で、ヨコ方向が行です。横方向がそれぞれのテストの時の条件の組合せです。
直交表とは、どの2列(タテ方向)を取っても、各条件の水準の組合せの数が同じになるようにした表です。

(ステップ3)
テストの実施(18通りのテストを行う)
今回、ロボットの条件を変えた18回のテストで、何ヤード飛んだかを調べます。とりあえず、適当にそれぞれのテストでの飛距離を入れています。
実際には18回テストを行い、飛距離の結果を計測します。

(ステップ4)
各テストごとのSN比の計算(ここから解析に入ります)
η´(イータ):真値=(飛距離)2乗/(平均-飛距離)2乗
S/N比=η(イータ)=10LOG(η´)
これを、表の各実験番号の行の最後に記入します。
このS/N比が大きいほどロボットの安定性(ロバストネス)が高いと言えます。
S/N比が高いと言うことは、ボールの飛距離のばらつきが少ないと言う事です。
この結果より、どの条件の組合せが最も良いかを判断いたします。

(ステップ5)損失関数の利用
損失関数を使って、損失の計算を行います。今回の最適条件(ばらつきが最も少ない組合せ)と今までの条件とのばらつきを比較して、金額計算を行います。
品質工学では、ばらつきの2乗に比例して損失が出ると仮定しています。
(この場の損失金額は、メーカーのクレーム等の損失だけではなく、これを使用するユーザーの損失も合わせて考えています)
この場合の金額計算は、今までのクレーム頻度や、ボールの飛距離のばらつきによるユーザーの損失感により違います。
今回は、具体的なデーターが分からないため、省かせてもらいます。

以上が最も簡単な品質工学(タグチメソッド)の流れです。

この様に、今までのテストの様に、ある1つの条件だけを変えて他の条件を固定して比較するのではなく、いろんな条件の組合せでテストを行い最適条件を選ぶのが、品質工学の特徴であり、長所です。
この事により、テスト機での実験結果から、実際のユーザーの使用時における製品の品質がずれなく評価できるわけです。

品質工学(タグチメッソド)の非常に簡単な例を説明させてもらいました。
私の理解不足から、正確性に欠けるところがあると思いますが、ご容赦お願いいたします。

最後に今回の「品質工学」タグチメソッド 2 を書くにあたっての参考文献を記載 いたします。

<参考文献>
1. やさしい「タグチメソッド」の考え方 矢野 宏 日刊工業新聞社
2. おはなし品質工学 矢野 宏 日本規格協会
3. 入門タグチメソッド 立林 和夫 日科技連
4. タグチメソッドわが発想法 田口 玄一   経済界
5. JIS K7109 プラスチックの寸法許容差の決め方
6. JIS Z8403 製品の品質特性ー規格値の決め方通則

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