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レポート
全員参加生産保全・TPMの効果
経営・技術コンサルタントの選び方 「コンサルタントとは顧客から数字を聞いて,それをつき返す不思議な人である」(マグドナルドの法則)
ゴミ無し汚れ無し(清掃・点検)の目的と効果
フランクリンの経験則
CARLOS GHOSNの日産改革 (技術士・中田賢治)
ゼロサムと付加価値の相関 技術士 中田賢治
書は知識の泉・目から鱗(うろこ)が落ちた
躾が第一で進める5S運動
CARLOS GHOSN(カルロス・ゴーン)の日産改革 (中田技術士報告)
生産活動における理論と実践
10%のコストダウンは売上2倍に相当する利益を生む                                     技術士 中田賢治
フランクリンの経験則
Robert Lusser(ロベルト ルッサー)の法則 技術士・中田賢治
企業の生き残りを左右する情報の質、量及び速さ
独自性について考える
ローコスト・オートメーション(Low Cost Automation)LCA 経費、費用のかからない自動化機械、装置
付加価値は企業の社会に対する貢献度のバロメーター・生産を示す指標
リコール問題について考える
売れる新商品開発の一方式(重要10項目提案)
「故障ゼロ達成の改善ポイント」
道徳教育と教育勅語について
超高品質の時代 (PPMからPPBへ)
PPM時代の信頼性とリコール問題
イグアスコーヒー社(ブラジル)の桜について
「躾が第一で進める5S運動」
日本の自動車工業の創成期に関与して
PPMからPPBへ (超高品質の時代)
ゴミ無し汚れ無し(清掃・点検)の目的と効果
新商品開発の進め方指南
桜咲く・・・の報告が届いた
今、何故また5S運動なのか(5Sと改善)
工業移住者協会(ブラジル)機関紙「なかま」への寄稿
急進する中国自動車産業(中国問題レポートNo.3)
中国の製鉄産業の現状(中国問題レポートNo.2)
中国の環境汚染問題を考える(中国問題レポートNo.1)
日米自動車工業の創成期に学ぶ
経営改善指南(こうすれば利益がでる)
日産 売上高、利益とも最高
先入観排除の具体的方法
製造業の新しい芽 新5S運動  
技術革新・最先端技術と翻訳、語学産業
中南米に於ける新5S運動の現状
日本青年会議所及び大学生への講演サービス
CARLOS GHOSN(カルロス・ゴーン)の日産改革 (中田技術士報告)
安いコストで完全に殺菌・滅菌する・・・ PURESTER・微酸性電解水製造機とはなにか?
PURESTER・微酸性電解水製造機(補足)
経営・技術コンサルタントの選び方 「コンサルタントとは顧客から数字を聞いて,それをつき返す不思議な人である」(マグドナルドの法則)
ODA改革(技術援助)のための一提言 「技術移転は人質移転」中田語録 
「故障ロス5つの改善ポイント」(設備投資を合理的に行う為に)
イグアスコーヒー社・Forbesの2003年ブラジル優良200社(NO.25位)の栄誉に! (2000年にはEXAME(経済誌)「ブラジル優良企業100社」に選ばれる)
経営・技術コンサルタントの地球表裏情報(NO.2) 「日本・ブラジル、子供の躾について考える」
経営・技術コンサルタントの地球表裏情報(NO.1) 「糸の切れた凧が無事戻ってきた」
PURESTER・微酸性電解水を知っていますか?
元気・知恵、出せ!頑張れ!中小企業
ISO 9000 と 経営改善(新)
コンカレント・エンジニアリング(Concurrent Enginnring)NO.1
開発に係わる人財(人材)育成
若き設計者に期待する(キーワードは「素直」)
ブラジルでの経営・技術改善(社長向き読み物)
不況時の設備投資の有り方(設計担当者必読)
教育勅語(きょういくちょくご)について考える(親孝行・躾がすべての基本)
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■  超高品質の時代 (PPMからPPBへ)
超高品質の時代 (PPMからPPBへ)

                         NAKATA-Kaizen & Consulting 技術士・中田賢治

戦後(1945年以降)、高品質の製品つくりをめざして進んできた日本国の産業界は,高い生産技術力によって、いまや市場不良率は極限と思われるまで低減させてきました。かつては購入した商品に不安を感じていた消費者も、現在では、それが日本製であれば「壊れない]のが普通であり,そのことに疑いを持つ者はいません。

 QC活動をはじめとする産業界の努力によって,こうした高品質化か達成されたわけですが,産業界はまたその結果、より高い超高品質を要求されるようになってきています。製品は小型化,高密度化,高機能化,高信頼度化し,市場で要求される品質は、かつてのAQLによる品質パーセントからPPM,さらにはPPBという超高品質が要求されるようになっています。(注)用語解説は文末に添付.

 それにともなって、機械の精度も超高精度が要求され,現在ではミクロンからサブミクロンのオーダーヘと極限化しています。そのためには,恒温,恒湿,無塵の環境などが要求され、すでに一部の工場では、きわめてシビアななかで生産が行われるようになっています。

 こうした状態の中で,製造業がその要求に応えていくためには,「作られた不良を管理する]というレベルでは不可能になっています。 QCでは,通常、生産上の危険を3シグマとみて,0.3パーセントの危険を無視します。

 不良ゼロに限りなく近い生産システムを確立するためには,このような大ざっぱな管理が通用するわけはないのです。
 不良をゼロに近付けた完全生産を達成するためには,品質を管理するというレベルから「最初から不良が発生しない]生産システムを構築することが必要であり,そのためには、いわゆるフィードバック〈feedback〉機能からむしろ事前に管理をしてしまうための情報伝達,つまり,フィードフォワード(feedforward)すなわちデバッギング(debugging)、デレーティング(derating)が必要になるのです。

 QCの世界でも,品質の管理から品質の保証へ・・・という形で、近年では品質保証体制の確立が叫ばれています。しかし,そのために行っている活動は相変わらず異常が発生してから対策を検討するという品質管理であり、決してフィードフォワードの品質保証にはなっていません。

 これはQCだけでなく、IEやOR,PM・・・など多くの管理技術においても同じです。設備の欠陥の管理などは本来、PMが行うべきことですが,予防保全とはいいながら,その実態は異常発生を待って行動を起こす後手に回った管理が基本であり、正しいフィードフォワードにはなっていないのです。

 PPMやPPBというレベルの不良率を実現するためには,重点的な管理などのレベルでは不可能です。網の目を1つひとつ埋めていくような小さな要因を含めた全ての要因の管理が不可欠になります。 QCでいうバレート曲線による管理ではない、スキル管理でいうところの徹欠陥の管理,関係すると思われる全ての要因を自然科学の原理・原則に則って徹底的に診断し,改善することが絶対のニーズなのです。

今回は、重要な報告ですが、難解ですので、一般の読者〈専門的でない読者〉にも、是非、参加していただきたく、略語、学術用語などをつけて置きました。

<用語解説>
1.PPM & PPB
PPM: Parts Par Million
PPB: Parts Par Biliion

この用語は専門用語ですので、科学技術教育協会の「豊かな食生活」から、借用して転載させていただきます。
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ppm、ppb-濃度を表す単位ppm、ppbという用語は、残留農薬や食品添加物の量を表すときによく使われています。これは量の単位ではなく、濃度や割合を示す単位 です。パーセントという単位は、ppc、正確にはpart per cent のことで、100分の1を表します。

ppm、ppbも同じことで、それぞれ part per million、part per billion の略です。Million は100万を、billionは10億を意味しますから、ppmは100万分の1、ppbは10億分の1を示す単位として、極微量の濃度や割合を表すときに使用されています。最近は、さらに分析技術が進歩して、ppt(part per trillion)という1兆分の1の濃度で存在している物質も、確認できるようになりました。

食品に関していえば、パーセントは、果実飲料の果汁含有率を表示するのに使われています。また、低カロリー食品などにも、「カロリー○○%カット」などと書かれているのを目にします。私たちは、このような割合なら、すぐにピンときます。ところが、ppmやppbといった、非常に低い割合で示されると、とても感覚的に把握することができません。それだけに、新聞記事などで、大気や水質の汚染とか、食品中の残留農薬、重金属汚染などの状況が、このような単位で報道されると、なんとなく安全性がおびやかされるようで、不安になります。だからといって、これらをパーセントに換算したとしても、1ppmは0.0001%、1ppbは0.0000001%、1pptは0.0000000001%となり、やはり感覚的な理解は困難です。

また、単位の使い方によっては、海がとても汚れているとか、農薬が非常にたくさん残留しているような印象を、読んでいる人に与えかねません。例えば、100,000pptと0.1ppmでは、どちらの割合が大きいでしょう。答えは、どちらも同じなのですが、単位の違いがわからないと、なんだか100,000pptの方が、かなり多いような錯覚を起こしてしまいがちです。比較できるように、3つの単位を身近なものに置き換えて表にしてみました。

ppc以外のこれらの単位は、普段接することのないような、極微量の濃度や割合を表します。ちょっと実感できないかも知れませんが、食品の安全性を評価するためには必要な単位です。

1ppm(百万分の一) 1ppb(十億分の一) 1ppt(一兆分の一)
長さ 1kmのうちの1mm 東京~下関間のうちの1mm 地球を24周するうちの1mm
時間 12日間のうちの1秒 32年間のうちの1秒 32,000年間のうちの1秒
お金 100万円のうちの1円 10億円のうちの1円 1兆円のうちの1円
重さ 1ton積みの小型トラックの中の1g 10ton積みの大型トラック100台に対しての1g 10万ton積みの大型タンカー 10隻に対しての1g
面積 甲子園球場の中の1枚の官製ハガキ 東京渋谷区の中の1枚の官製ハガキ 岩手県の中の1枚の官製ハガキ
容積 1・の家庭用風呂の中の1m・の水 タテ20m、ヨコ50m、深さ1mのプールの中の1mの水 同プール1,000個に対する1mlの水

出典:「豊かな食生活」(科学技術教育協会)
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2.AQL(許容不良率)パーセント保証方式(Acceptable Quality Level)
全ロットをスクリーニングした平均として許容可能な最大不良率で、パーセントで表します。

3.シックス・シグマ(6σ)
品質管理手法、または経営手法です。その適用範囲は主に製造業が中心ですが、製造業の製造部門に留まらず、営業部門、企画部門などの間接部門への適用、更にはサービス業などの非製造業への適用も多いのです。統計分析手法、品質管理手法を体系的に用いて製品製造工程などの各種プロセスの分析を行い、原因の特定やそれへの対策を行って不良率引き下げや顧客満足度向上などを改善していきます。

「シックス・シグマ」の語源となっているのは、統計学における標準偏差を意味するσです。  6σの状態とは、ある製品組立工程の品質特性値が正規分布に従うと仮定するならば、6σの外に出る確率は、100万分の3.4です。すなわち、ある工程では100万個製品を組み立てて3.4個のばらつき(不良品)が生じます。「100万回作業を実施しても不良品の発生率を3.4回に抑える」ことへのスローガンとして、シックス・シグマという言葉は使われ、定着しているのです。

(統計学のσとの差異) シックス・シグマにおける6σは、本来の6σとは異なる数字です。正規分布に従う製品不良の発生状態において、顧客仕様限界の幅を±6σとした場合、それから外れる確率は10億分の2、すなわち0.002ppmです。シックス・シグマにおける6σは3.4ppmであり、その数値に差があります。

シックス・シグマにおける象徴的目標は、サンプリングされた各データの平均値の揺らぎ(時間の経過によっておきる)を勘案してもなお、1.5のCpk(工程能力指数)を達成しようというものです。(1.5のCpkは、シグマ・レベルが4.5σに等しい。 Cpkはデータの平均値と仕様限界の差を3σで割った指標) このとき、顧客仕様限界から外れる確率は、3.4ppmです。 (*単純化のため、限界の片側のみで考える)上記を達成するには、平均値のシフトを勘案しない短期的なデータから計算されるCpkが2.0、つまり、シグマ・レベルが6σである必要があるのです。

これは、上述の平均値のシフトが一般的に1.5σであるという定説によります。 Cpkやシグマ・レベルで表される工程能力は、顧客仕様限界に対する、品質特性データのバラツキの裕度です。 上記とは別に、一般的に品質管理で使われる管理図は、±3σを管理限界としています。 この管理限界は、プロセスのアウトプットから採取される品質特性データから計算されるものであり、それは、プロセスの異常を検知する目的で使用されます。 この管理限界と顧客仕様限界が混同されることが多いので要注意です。

(ばらつきの抑制) シックス・シグマの活動のポイントは、ばらつきの抑制に主眼がおかれています。ばらつきが発生しているプロセスに着眼し、そのプロセスの平均値向上を試みるよりも、ばらつきを抑えることに力点を置いてコントロールしていくのです。平均値が向上しても、品質のばらつきが大きく品質不具合が発生してしまっては、品質不良が原因で発生する損失COPQ(Cost Of Poor Quality)を減らすことができない。品質のばらつきを小さく抑えることで後工程不具合流出を減らし、COPQを低く抑えるのです。
シックス・シグマの実際の活動は、ブラックベルトという資格を有する人物が中心となって行います。このブラックベルトは、柔道の黒帯が語源となっています。ブラックベルトは専門の教育機関により認定されます。ブラックベルトはシックス・シグマを遂行するにあたり中心となって推進する人物に授与される。また、ブラックベルトを補佐する資格として、グリーンベルトが存在します。

4.デバッキング(debagging)                           
製品や設備を量産に用いる以前に、過負荷をかけて、目的に合ったねらいの機能が十分発揮できるか、潜在的な欠陥や問題はないか、などを事前に見つけ出し、対処する為に行う、シミュレーションテスト をいい、別名「虫だしテスト」ともいいいます。通常、製品の場合は、試作品で、設備の場合は、据付、試運転時に行っている。設計図面で行う場合は、設計基準に基づいたチェックリストを使っておこないます。

5.ディレーティング(derating)
部品にはそれを破壊することなく正常に動作させられる限界があり、その限界は通常はその部品の仕様の一部として規定されています。しかし、この限界近くで使用した場合には、その期待寿命がかなり短いものとなる (あるいは、故障率が高いものとなる) ことが多い。

部品の故障はストレスの累積によって引き起こされると仮定すれば、ストレスを軽減すれば寿命を長くできる (故障率を下げられる) ものと考えられますが、実際にこれは多くの場合について適用できます。このストレスの軽減がディレーティングと呼ばれるものであり、これは信頼性設計の重要な要素です。ディレーティングは、安全余裕を与えて偶発的な過大ストレスによる故障の可能性を低減するという効果も持ち、これも信頼性の向上に寄与する。

電子部品に対する主要なストレスは、温度、電圧、電流、及び電力。ディレーティングの効果はその部品とストレスとによって異なりますが、影響が大きい要因については、大抵は、それぞれの部品メーカーから資料を入手できると思われます。また、有名な MIL-HDBK-217 のような資料を参考にすることもできます。

電解コンデンサなどについては、温度を 10℃ 下げれば寿命が 2倍程度となることが期待できると言われており、これは温度の影響の推定のために使用できます。これを単純に適用しますと、例えば 105℃ で寿命が 1000時間の電解コンデンサは、 35℃ で使えば 100,000時間程度の寿命が期待できそうだということになり、適切なディレーティングが、信頼性の向上に極めて大きな効果を持つ場合があることがわかります。

しかし、全てのストレス源が同じような効果を持つわけではなく、例えばアルミ電解コンデンサについては電圧のディレーティングは、それほど効果的ではないと言われています。
さらに、ストレスを下げ過ぎると信頼性が低下する場合があることにも注意が必要です。例えば、スイッチやリレーのような部品は、接点に与えるエネルギー (電圧、及び電流) が低過ぎると接触不良を生じやすくなる場合があります。また、自己回復性 (電極の局所的な短絡が起きるとその部分にエネルギーが集中してその部分の蒸着膜を破壊し、絶縁を回復させる) を持つメタライズド・フィルム・コンデンサは、印加する電圧が低過ぎると自己回復動作が行なわれなくなり、結果的に信頼性が低下する可能性があります。

このように、ディレーティングの影響が部品によって異なること、また、そもそもディレーティングは他の要因 (主に大きさとコスト) とのトレードオフの関係にあることから、個々の部品の特性や自分の製品に必要な信頼性を充分に理解した上で、適切な判断を行なうことが必要となります。

実際には、例えば 85℃ の電解コンデンサの使用温度は 40℃ 以下、半導体に印加する電力は最大許容損失の 50% 以下といった具合に、標準的なディレーティングを設計基準として定めている場合も多いかも知れない。適切なディレーティング基準を定めておけば、とりあえずはその基準を適用して設計を行ない、その後に必要に応じて信頼性の評価を行ない、信頼性が不足する部分があればディレーティングの強化や部品の変更を検討する、というアプローチを取れるようになります。

多くの電力部品 (電力半導体や電力抵抗など) は、周囲温度が高い場合に最大許容電力が低下するように規定されており、これもディレーティングと呼ばれます。しかし、これは周囲温度による電力定格の低減であり、上で述べたような定格に対するストレスの軽減とは意味が異なります。
このようなディレーティング要求のもう1つの例は、コンデンサの許容リップル電流の規定です。使用する部品でそのようなディレーティングが要求されている場合には、その要求に従ってディレーティングした値に対して、さらに必要に応じて上で述べたようなディレーティングを行なうことになります。


経営管理技術 
QC〈品質管理・Quality Control〉
IE(経営工学・Industrial Engineering)
OR〈運用管理・Operation Engineering〉
AQL(合格品質水準・Acceptable Quality Level)

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