IDEA + テクノロジー　＝アイデアを形にするお手伝い＝

機械開発の機械設計を行うにはまず何が必要とされるだろうか。 要求された機能や品質（Q）に満足すること、要求されたコスト（C）に満足すること、要求された納期（D）に間に合わせることなど、多くの条件をクリアしてようやく開発段階へと進めるわけですが、この機械設計の段階でミスがあれば、水の泡になることは間違いない。そうならないためにも機械設計で重要な部分を抑えて、今後の発展のための大きな要を学習していきましょう。

ものづくり

ものづくりとは日本の製造業と、その精神性や歴史を表す言葉である。1990年代後半から企業やマスメディアの間でさかんに使われるようになった。現在の日本の製造業の繁栄は、日本の伝統文化、固有文化に源を発するという史観である。ものつくりとも言う。モノづくりと表記する場合もある。大和言葉であるが、生産や製造を意味する言葉として盛んに使われるようになったのは最近のことである。

ものづくりとは普通は製造業やそこで使われる技術、人々のことを指す。単純作業での製造ではなく特に職人などの手による高度な製造の場合にこういった表現を用いられることが多い。似たような言葉に生産技術や製造技術という言葉もあるが、これらは明治期に西洋のIndustrial Engineeringを訳した言葉であり、西洋文明から入ってきたというイメージを強く感じさせる言葉である。優れたものは海外から、という雰囲気がある。一方「ものづくり」は大和言葉である。あえて古い言葉を当てることで、日本における製造業の歴史性を強調する意図があり、この場合の「もの」とは鉄を意味するという説もある。 日本の製造業は海外から入ってきた技術だけで成り立っているのではなく、日本の伝統技術の延長上に現代の製造業がある、という認識で使われるのが「ものづくり」という言葉である。

この言葉が使われるようになった背景として、製造業の復活、年号が平成に変わったことによる前時代の再評価が進んだこと、クール・ジャパンに代表される海外から見た日本のイメージの変化などがある。あるいは情報技術革命の終焉により、デジタル技術のみによる高度化できる製造技術にも限界が見えてきたなどもある。従来よりあった現場現実主義を優先するかつての思想を復活させ情報技術と併用することで、コンパクトな地域で高度に集積化され人の行き来によってしか掴めない情報が莫大な国日本を活性化し、非テキスト情報伝達量を増やし日本の工業的強みを再生させるといった戦略的な見方も存在する。

ものつくり大学はこの考え方を多く取り入れているが、大学名はものつくりとなっている。

ものづくりの歴史

「ものづくり」は大和言葉であるが、生産や製造を意味する言葉として盛んに使われるようになったのは最近のことである。

1980年代以降、単純な製造作業の拠点は中国などに移り、おりしもITブームや財テクが流行り、日本の製造業には3Kに代表される工場で油にまみれる作業のネガティブな印象が強かった。しかし、1990年代後半から自動車産業を筆頭に、日本の製造業が復活を遂げた。そこで、日本の製造業が集約型単純労働ではなく、より高度で精神性の高い技術活動であるとの認識が生まれ、製造業をポジティブなイメージで捉える言葉として「ものつくり」という表現が使われるようになった。現在の日本の製造業の繁栄は、日本の伝統文化に源を発するという考え方である。

1999年3月19日にものづくり基盤技術振興基本法が公布されると、企業やマスメディアの間でも広く使われるようになった。

ものづくり基盤技術振興基本法

ものづくり基盤技術振興基本法では、製造業を日本経済の基幹産業と位置付け、製造業の育成強化や熟練技能者の地位向上を謳っている。ただし、製造業と伝統技術や歴史の関係について明記しているわけではない。

• ものづくり基盤技術振興基本法前文

「ものづくり基盤技術は、我が国の基幹的な産業である製造業の発展を支えることにより、生産の拡大、貿易の振興、新産業の創出、雇用の増大等国民経済のあらゆる領域にわたり、その発展に寄与するとともに、国民生活の向上に貢献してきた。また、ものづくり基盤技術に係る業務に従事する労働者は、このようなものづくり基盤技術の担い手として、その水準の維持及び向上のために重要な役割を果たしてきた。 我らは、このようなものづくり基盤技術及びこれに係る業務に従事する労働者の果たす経済的社会的役割が、国の存立基盤を形成する重要な要素として、今後においても変わることのないことを確信する。 しかるに、近時、就業構造の変化、海外の地域における工業化の進展等による競争条件の変化、その他の経済の多様かつ構造的な変化による影響を受け、国内総生産に占める製造業の割合が低下し、その衰退が懸念されるとともに、ものづくり基盤技術の継承が困難になりつつある。 このような事態に対処して、我が国の国民経済が国の基幹的な産業である製造業の発展を通じ今後とも健全に発展していくためには、ものづくり基盤技術に関する能力を尊重する社会的気運を醸成しつつ、ものづくり基盤技術の積極的な振興を図ることが不可欠である。 ここに、ものづくり基盤技術の振興に関する施策を総合的かつ計画的に推進するためこの法律を制定する。」

品質管理

品質管理には、広義・狭義の品質管理がある。広義の品質管理は、マネジメントとしての品質管理のことを指し、品質マネジメント（Quality Management）として知られ、JISでは「品質要求事項を満たすことに焦点を合わせた品質マネジメントの一部」と定義している。狭義の品質管理は、コントロールとしての品質管理（Quality Control）のことを指し、JISでは「品質保証行為の一部をなすもので、部品やシステムが決められた要求を満たしていることを、前もって確認するための行為」と定義している。生産現場で「品質管理」と言えば、一般に狭義の品質管理を指していることが多い。

品質管理は、JIS Z 8101 においては「買手の要求に合った品質の品物又はサービスを経済的に作り出すための手段の体系」とされている。

日本の消費者にとってみれば、品質は良くて当たり前のことと感じられており、生産現場ではこの要求に応えるために品質管理がより重要となっている。日本の製造業の中には、「品質至上」を原点としたり、企業理念として掲げている企業が多数ある。

製造業において「品質」と言う場合は、「設計品質」と「適合品質」の二つがあるともされ、設計品質とは設計者が目標として狙った品質のことをいい、適合品質とは実際の品質のことである。そのうち生産現場で扱うのは適合品質ということになる。適合品質を高めるためには、ばらつき（標準偏差）と偏りを小さくしたり少なくしたりすることが重要となる。

品質管理は、ウォルター・シューハート、エドワーズ・デミング、石川馨（東大、武蔵工業大学（現東京都市大学）元学長）らにより第二次世界大戦後に構築された。不良品ゼロを目指すための品質管理活動として、1960年代頃から日本の製造業の現場に広く普及している。日本製品における品質の格段の向上に貢献したとされる。

日本ではQCサークル活動と相まって、カイゼンとも密接に関わる。製造部門にとどまらず、サービス部門や管理部門など全社的にQC活動を広げた活動を、TQC（Total Quality Control）と呼ぶ。このTQCが発展したものがTQM（Total Quality Management）である。1990年代にアメリカで広く普及し、アメリカの製造業の復活に大きく貢献したとされる。

QC手法

QC七つ道具・新QC七つ道具が代表的である。他にも製造段階・開発設計段階・商品企画段階での質向上のための方法がある。

QC七つ道具

管理を行うにあたり、現象を数値的・定量的に分析するための技法。いずれも可視化によって、誰にでもすぐに問題点がわかったり説明を容易にすることを狙っている。

グラフ

数値データをそのまま見たのでは全体を把握できない。そこで目で見てわかりやすく、全体の状況を早く正しく知るために、グラフを作成する。グラフを作成する時に特にこうしなければならないといった決まったルールはないが、作成した本人だけしか理解できない作図をしても意味がない。そのために

• どのグラフを用いるとよいか
• どうすれば一般的に誰が見てもわかりやすいグラフになるか
• 色分け・線の種類・打点の種類をどうすればよいか

を考慮することが大切である。

• 折れ線グラフ- 時間的な変化や項目の推移を見る
• 棒グラフ- ある時点における大きさの大小を比較する
• 円グラフ- サンプルの一時点での内訳の割合を示す
• 帯グラフ- 項目ごとの内訳の割合や時間的な変化を示す
• レーダーチャート- 項目ごとの比較や項目間のバランスを見る

ヒストグラム

データの傾向を判断できるようにするツール。データの集合に対して平均値・分布を読み取るためのもの。ヒストグラムはバラツキが顕在するあるデータの集合において、全体の傾向を把握するために用いられる。度数を元にヒストグラムを作成することによって、データの集合全体の平均値、データの分散を把握できる。品質管理においてヒストグラムの分布を読み取り、その結果に基づき次の行動に移すことが重要とされている。ヒストグラムの山の形状から工程の安定性を、山の広がり具合から標準偏差σを、規格値を記述することで規格外れなどの問題点が存在するかを判断できる。

管理図

工程の管理を行うためのツール。管理図は工程が安定状態にあるかどうかを把握するための判断材料となる。時間別などの規則に従ってデータをサンプリングして集計を取り、その結果を群として系列で折れ線グラフを作成する。管理図では、中心線 (CL) と管理限界によって、点の配置と分布からその管理工程の異常が判断できる。管理限界には上方限界 (UCL) ・下方限界 (LCL) があり、3シグマを設定する場合が多い。

チェックシート

確認要点事項を予め抜粋しまとめられたツール。チェックシートは、必要とするデータが何かを瞬時に理解し、集めたデータを簡単に整理することが目的であり、その点に注意して作成しなくてはならない。

パレート図

工程改善に用いられるツール。工程で発生している問題を原因別・損失金額別などに分類し、その件数の大きい順に並べて棒グラフおよび累計曲線を図に表したもの。パレート図は工程の改善活動の検討の場において、改善効果が期待できる問題の抽出に用いる。工程が持っている問題を分類して図示する事で、真っ先に改善しなければならない問題を容易に把握できる。

特性要因図 (cause and effect diagram)

問題抽出に用いられるツール。ある問題に対して関連する原因の洗い出しを行うため、問題（特性）とその発生の原因（要因）だと考えられる事項とを矢印で結んで図示したもの。その図の形状が魚の骨の形に似ていることから、別名魚の骨図(fishbone diagram) とも呼ばれる。特性要因図は工程の更なる能力の向上を検討する場において有効な手法であり、ブレインストーミングの要領で要因を抽出して洗い出した要因の関連性を特性要因図に表し、アプローチを行う要因の順位付けを行う為の資料とする。生産工程の現場では、ある問題に対する要因として4M（人(man) ・機械(machine) ・材料(material) ・方法(method) ）を大骨とし、その4点に対して更なる要因の洗い出しが行われる。5M（4Mに測定器・測定方法(measure) を加える）もある。

要因を列挙するには、当初から単にブレインストーミングで列挙しても無意味である。過去の知識や現場データから推測される要因だけでは解決しない場合に、初めてブレーンストーミング等の手法を用いる。

目的によって以下のように使い分ける：

管理用特性要因図（管理すべき要因の列挙目的）

予防目的で管理を必要とする要因を全て列挙したもの。実績前だから現場データがなく、専ら知識・経験・理論から心配事を網羅的にトップダウンに列挙する。対策は全ての要因に講じる。

解析用特性要因図（原因の探索目的）

現に発生したトラブルの現場データ（特徴）を収集し、データから推定した要因を列挙して対策を講じる。この場合、原因を明確にしてから対策を講じる場合と、疑わしいものに逐次対策を講じてゆく場合がある。

散布図

2つの対となるデータを横軸（原因系）と縦軸（結果系）としてプロットした図。散布図は2つの変量の相互関係を可視化するのに有効な手法。

層別

データを同質なグループ（層）ごとに分けて分析する。例えば年齢層ごとに分けて分析したり、機械ごとや原材料ごとに分けて分析する。データを取得する上で必要な考え方の一つである。データを層別に分析することによって正確に情報が把握できることがあり、問題の原因判別につながる有効な手段である。

新QC七つ道具

QC七つ道具が定量的な現象分析を狙うのに対し、新QC七つ道具は定性的な分析を狙う。問題の構造を早期に明らかにするのが目的である。

• 連関図法
• 親和図法
• 系統図法
• アローダイアグラム法
• マトリックス図法
• マトリックスデータ解析法
• PDPC法