新連載
  
その4   品質は90%設計で決まる  


COPQ(不良発生によるコスト)について、製品の品質不良に限定して考えるとその開発設計段階に起因することが多い。
 昔は、品質の70%は設計で決まると言われた。しかし、製造工程の機械化や自動化の進み、生産ラインでの製造ミスは格段に減少した。現在では、品質の90%いやそれ以上の比率で設計段階で決まってしまうレベルになっている。COPQに対するCTQ(Critical To Quality:重大な影響を及ぼしている要因)のほとんどが、設計者の責任となり、設計者及びその管理者が十分配慮することにより排除が可能な比率が高くなっている。
 設計部門は、調達すべき原材料に関する情報や製造に関する情報を選択決定し、提供する重要な機能を持っている。新製品の開発段階で、設計部門の能力不足や検討不十分、手抜きなどのために新製品の完成度が低い状態で新製品が生産工程に引き継がれ、市場にでるようなことがあれば、その製品の製造段階は勿論のこと、市場にその製品が供給された後々まで大きな影響を及ぼす。それが、メーカーの信頼を大きく損なうことになり、COPQを大きくする。
 
製品が企画されると、設計者は設計すべき製品概要を決定する
より広い情報収集を行うと共に、手持ちの情報を組み合わせて、多くの設計案を考える。各案の結果の予測と評価を行い、その中から最も適切なものを選択する。そして、順次意思決定をし、図面、仕様書、部品表、工程表などの書類に表現する。
 
 設計は、大きく分けて製品の機能や性能を設計する製品設計とその製品を製造する工程について設備や工具、作業者や手順などを決定する工程設計に分類できる。設計者が選択する範囲は非常に広く、大きい。責任も非常に重い。
 部品についていえば、その性能や機能で材料や部品を選択するだけではない。品質に大きい影響を与える購入先の選択まで指定が可能である。情報が少なかったり、質の良くない情報では意思決定の質も悪くなる。つまり、良い性能を持った製品を開発し、設計できなくなる。
 現在は、部品に関する情報量が格段に豊富で良くなっている。原材料やコンポーネントメーカーの売り込みもはげしい。技術的レベルや難しさは、高くなったけれども周辺の情報は手に入れようと努力をすれば取れるようになった。設計者が設計しようとする新製品についての情報は十分存在する。問題は、関連する設計者のセンスや技術の進歩に対する感度の方である。
 例をあげれば、電子機器組み立てに関する製品の場合、その製品に使用される原材料、部品に関する情報は、詳細な仕様は勿論のこと、信頼性のデータ、及びメーカーのレベルさえもある程度時間をかければ入手できる。これらの情報をいかに速くできれば新製品企画段階で入手し採用できることが望ましい。平常より、最先端の技術力を持つメーカーとコンタクトを持ち、次に採用できる技術を探り蓄積しておかねばならない。
 新製品に採用する原材料や部品のメーカーとして、どのメーカーが最も適切であるのか。どの企業を選択するかで新製品の機能、性能、品質(平均値とバラツキ)、そして価格や信頼性が決まってしまう。設計者は、周辺から新製品に押し寄せてくるノイズやストレスを想定して、実験、確認し、この外部のストレスにどのように対応するか、どの程度安全率を見るかなどを決定しなければならない。設計者によって、対環境性、対ストレス性、組み合わせ、信頼性まで決まってしまうのである。設計者に、そうした知識と意思さえあれば、ストレスの分布を把握し、安全度(安全率)を計算してこれらに対応する新製品はできる。

電子部品も、大幅に小型化され性能が向上した。
小型化された高密度のLSIは、もはや人間の手で取り付けるには小さすぎる。作業は、ほとんどが自動機械に取って代わられてしまった。製造部門が品質に影響を与える部分は、自働装着機を除けば、一部の手作業の部分になってしまった。製造に必要な機械設備の性能も格段に高く改良され、製造するスピードも速くなっている。先日の新聞によれば、新製品開発の製品設計や工程設計は勿論自社で行うが、製造のための設備や機械は、最先端の技術力を持ったメーカーのものを採用する方針の企業が多い。系列破壊という言葉も聞かれるが、品質に真剣に取り組む企業では、当然のこととなっている。QCDに対応できない取引先は、従来より良い関係にある場合でも、取引停止をする姿勢と方針を打ち出せない親企業自身が、その存続さえ危うくなる時代である。
 電子機器には、必ず使用されているプリント基板も技術の進歩により、どんどん多層化されている。多層基盤の上に高密度のLSIが取り付けられ、構造が大変複雑になった。従来とは異なり、その接続部分は、故障があっても検査員の目では直接確認できなくなっている。このような問題さえも、特殊なX線解析装置を使用して短時間に解析、分析可能になっている。
 
CTQは、設計者の知識と意思で排除できる。
そのポイント

 問題は、設計者が十分な学習意欲を持って、情報の収集と評価に取り組むと同時に、問題意識と感度をもって対応できるかどうかである。製品を電子機器に限定すれば、その対応するポイントは次のように整理される。

販売計画の日程内にどこまで完成度を高めるか。
 第一のポイントは、新製品の設計完成度である。品質目標に対して、どこまで課題を追求し、解決に漕ぎ着けるかにある。ここでの品質目標と使用部品の選択は大きい関係がある。コンポーネント メーカーの営業だけでなく、自社のこの種のスペシャリストである資材購買担当者と平常よりコンタクトを持ち、使用部品の品質、信頼性に関する情報を集めておき、短時間に実験確認する手際の良さと実験のスピードで完成度あげることが要求される。

機能・性能の品質目標
 (1) 平均値
 (2) バラツキ
 (3) 信頼性:対環境、対ストレス(例:電源電圧、サージ電圧、雷)、
     機器の組み合わせ寿命(MTBFの計算)
使用部品(関連ユニットを含む)
 (1) 信用度のあるメーカーの選択
 (2) 部品の品質・信頼性データの確認
 (3) 供給の安定性
     品質・納期・価格

資材部門や購買部門との連携とチームワーク
 下記にあげた部品の技術的な進歩は実に早い。常に最先端の技術を採用した原材料、電子部品の製造会社の動向調査を行い、その企業の技術力、品質管理体制、価格対応力などの情報を入手すると共に、自社で使用できる関係を持っておくことができるかが課題となる。これには、資材部門や購買部門の担当者の協力が不可欠である。良きチームワークや人間関係を保っておく必要がある。
 (1) 多層プリント基盤
 (2) IC/LSI
 (3) 小型チップ化部品

生産設備・機械の情報
 下記にあげた製造設備や検査、分析装置の分野でもその技術的な進歩は激しいものがある。常に最先端の技術に関しては、多忙な中にあっても、展示会などの足を運び、そのトレンドを読むと共に自分の開発商品に使用できるように情報入手に心がけたいものである。
 (1) 自働装着機(リフロー半田付け設備を含む)
 (2) 自働検査装置(X線検査装置、照合判別技術)
 (3) 分析・解析装置(X線検査装置)
 


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