要求設計条件設定では、従来品に無い信頼度値設定を義務付ける・事例(3-09)

iyoblog (3-09)「設計の働き方改革とDR(設計審査)の具体的取り組み法」設計力向上研究会(伊豫部将三)編

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

事例編・第一部「DR組織および事前準備関連取り組み法」

iyoblog (3-09)・要求設計条件設定では、従来品に無い信頼度値設定を義務付ける

「現状と問題点」

 国内の商品・製品市場でそれぞれ十社近い複数のメーカが競り合っている中で販売優位性を確保する上では、機能面、性能面、特性面だけでなく要求設計条件面での信頼度値で表現する面でも明確に他メーカと差別化できる優位性を持つ事が大切である。

その意味は、例えば要求設計条件としての寿命性能値経過後の信頼度値の違いを明確に差別化して表示する事である。

この面では、国内でまだ多くの分野で具体的数値を表示しているメーカと商品・製品例を見る事ができない。

しかし筆者は、競争力確保上で是非表示すべき大事なテーマ項目の一つであると推奨したい。

総論編で欧米先進国エンドユーザーの間で日本製工業製品の品質の高さの意味を説明した。

乗用車の例で彼らは、寿命年数値経過後の信頼度値の高さの違い(欧米メーカでは 10 年寿命経過値に対し信頼度値 90 %。これに対し日本車では同じ 10 年寿命経過値に対し信頼度値 95.5 %を確保)、即ち残存寿命値( = 寿命年数経過後の使用し続けられる実年数の長さ)を一番品質が良いと評価している実態がある。

裏返して表現すれば、欧米先進国メーカー商品・製品と同じ信頼度値に至る迄の実寿命年数・期間を比較すれば、日本製工業製品の実寿命年数が大幅に長くなる事を意味し、その違いを現物で確認し知っている。

従って関税分で最終取得価格が購入時に多少割高感に成っても、長期的には割安感が大きくお得だと言う事をしっかり理解している。

だから日本製工業製品が売れる。つまり買って頂ける、貰えるのである。

発展途上国の国民一人当たりの GNP が低い所では、少しでも安い価格に設定しなければ物は売れない。

従って「安かろう!悪かろう!」の考え方がそのまま当嵌る。

それらの国で物を買う人達は、毎日の生活が優先する為一部の富裕層を除けば先進国の工業製品には関税分が上乗せされるため中々手が出せない高値なのである。

衣食が或る程度満ち足りるまでは、機能とか品質まで余りユーザの考えが及ばない。

それを考える生活上の余裕がない。しかし或る程度の GNP(所得)の水準または一人当りの所得に達し豊かに成ると、長期的に物を見て出来る丈割安感と少しでもお徳用感のある物を手に入れ様と冷静に見て考える様になる。

これが、メーカ間の競争力へ直接影響を及ぼす。

そのため日本製工業製品は、発展途上国の国民には高級品と見做され一部の余裕有る富裕な階層の人達にしか売れない。

しかし欧米先進国の一人当たり GNP(所得)平均値は高く、日本製品は割安感と長期的にはお徳用だと思われ買って貰える。

これが、競争力を考える場合の原点・出発点である。

「着眼点・分析と評価法」

 ここで筆者が言いたい事は、要求設計条件値を代表する管理値の一つとして信頼度値を取挙げ、寿命性能値と必ず一緒に記載する事を薦めたい。

例えば、この商品・製品の「保証寿命性能値は 10 年で、保証信頼度値は 99.7 %( = 3 σ 確率分布値 )」と表示する。

この意味は、耐久 10 年寿命経過時点に於ける信頼度値はまだ 99.7 %以上有る事を保証すると言う意味である。

逆の表現にすると 10 年以内に不具合の発生確率は、0.15 %以下ですよ!と表現した事と同じである。

これは、確率的には、強度が弱い側は半分となる為の数値である。

つまり「不具合は、極めて少ないです。」と表現している事である。

 筆者は、商品・製品に於けるメーカーが開発・設計時点で管理すべき寿命性能値には、原則三点有ると考えている。

第一は、無償保障期間寿命性能値である。

第二は、耐久寿命性能値である。

第三は、安全寿命性能値である。

 第一の無償保障期間寿命性能値とは、現在多くの一般消費者向け耐久消費財の範疇に入るテレビ・冷蔵庫・洗濯機などの家庭電化製品類、パソコンやその端末プリンタなどの OA 機器製品類、家庭用軽・普通乗用車・トラック類、家具(箪笥・テーブル・椅子・机・書棚・食器棚など木製および金属製)家財類、一般工場用機械・電機設備機器類、医療用設備機器類、などでは、1 年の無償保障期間を設定している場合が多い実態がある。

業務用では、前掲設備機器(ホテルやレストランで使用する業務用冷蔵庫などの電機設備機器製品)の一部構成部品(冷凍用コンプレッサなど)に対して 3~5 年の無償保障期間を設けている事例も存在する。

 第二の耐久寿命性能値とは、前掲第一項で列挙した耐久消費財の範疇に入る家庭電化製品類、OA機器製品類、軽・普通乗用車類、家具(箪笥・テーブル・椅子・机・書棚・食器棚など)の家財類、一般工場用機械・電機設備機器類、医療用設備機器類、などでは、本体主要部へ 10 年保証の耐久寿命性能期間を設定している場合が多い実態がある。

 第三の安全寿命性能値とは、PL(製造者責任法)制定に伴う耐久寿命性能期間を過ぎても基本的に使用者が使い続けられる可能な期間(筆者は公的建造物・設備・機器やプレハブ住宅等で設けている最低 40 年間以上)は安全が保証されなければならないと考える必要がある。

但しこの場合には、電気配線系設備および装置と機器が伴う物については、絶縁材料にゴム系や樹脂(プラスチック)系などの有機系材料を使用している物については、原則 10~15 年程度毎に全面交換を義務付けて置く必要がある。

またこの耐久期間を確実に延ばす場合には、絶縁材料にセラミックやガラスなどの無機系材料の使用を義務付ける必要がある。

「改善点と取組み実施法」

 総論編で市場クレーム予防取組みでは、開発品または購入品採用決定前に試作品または購入予定現品で寿命性能値と信頼度値および故障前兆候把握の試験検証が必ず必要である旨を説明した。

従って前掲項目中で上げた第一の無償保障期間寿命性能値経過時点に於ける信頼度値の把握、第二の耐久寿命性能値経過時点に於ける信頼度値の把握、第三の安全寿命性能値経過時点に於ける信頼度値の把握をキチンと手抜きせず実施し、エンドユーザーへアナウンスする事が望ましい。

無償保障期間で確保すべき信頼度値は、筆者は例えば金型の様な一品物でも最低 4 σ 値( ± 4 σ の確率分布値 = 99.994 % )で設定を推奨している。

強度確保が必要な場合では、- 4 σ 値(不具合確率では、3/10 万 = 1/33.3 万の発生確率以下に抑える)へ設定する。

応答速度確保の場合では、+ 4 σ 値側へ設定する。なお数量が非常に多い商品・製品では、管理点を年間生産数量分の 1 とする様に薦めている。

加速試験で期間短縮を図る場合には、無償保障期間が 1 年で、閏年でも 366 日で 100 の 1 へ短縮すれば、4 日間で済む。

耐久寿命 10 年間の寿命値と信頼度値試験は大変だと言っても加速試験で 100 倍に加速すれば試験期間を 100 分の 1 へ短縮が可能となる。

閏年の 1 年を 366 日で 100 の 1 へ短縮すれば、4 日間で済む。

10 年分を 3660 日間とすれば、40 日間で済む。

ここで耐久寿命値試験の確保すべき信頼度値は、筆者は 10 年後最低 3 σ 値( ± 3 σ の確率分布値 = 99.73 % )で設定する事を推奨している。

強度確保が必要な場合では、- 3 σ 値(不具合確率では、1.5/1000 = 1/667 の発生確率以下に抑える)へ設定する。

応答速度確保の場合では、+ 3 σ 値側へ設定する。

なお数量が非常に多い商品・製品やプレハブ住宅などでは、4 σ 値以下で設定する事を薦めている。

安全寿命 40 年間の寿命性能値と信頼度値試験は大変だと言っても加速試験で 100 倍に加速すれば試験期間を 100 分の 1 へ短縮が可能となる。

40 年分を 14,640 日間とすれば、150 日間で済む。つまり5ケ月間で済む。

現在多くの商品・製品各分野の主要構造部品分野では、連続 5,000 時間(実質約 7 ケ月間)で耐久性能試験を実施している実態例が多い。

従って実質的には、これより短期間に実施可能である。

従って試験・検証できない理由は、何もない。

それを実施しないのは、加速試験方法を知らないか? 何かと理由を着け面倒臭がって只さぼっている丈の事である。

ここで安全寿命性能値試験の確保すべき信頼度値は、筆者は 40 年後で最低 2 σ 値( ± 2 σ の確率分布値 = 95.45 % )設定を推奨している。

強度確保が必要な場合では、- 2 σ 値(不具合確率では、2.5 % = 1/40 の発生確率以下に抑える)へ設定する。

応答速度確保の場合では、+ 2 σ 値側へ設定する。

なお数量が非常に多い商品・製品やプレハブ住宅などでは、 3 σ 値以上の確率値で設定する様に薦めている。

但し電気配線および装置と機器系で絶縁材料にゴムや樹脂(プラスチック)系材料を使用している場合では、10 年程度毎に全面交換が必要になる事を忘れてはならない。

この期間を延長したい場合には、セラミックやガラスなどの無機系材料へ必ず置換えなければならない事に注意する。

「実施による改善効果」

 現在寿命製性能値を商品・製品で表示するメーカーが多く成って来た。

機能だけでなく性能の違いを特徴着ける事で市場での競争力として差別化できる事も商品・製品開発に取組む企業側にも理解されて来た為と思われる。

次の競争力差別化の手段として信頼度値も有効である事に気付いて貰えれば、無償保障期間寿命、保証耐久寿命、保証安全寿命の三つの保証値設定の試験時に信頼度値を把握し、エンドユーザーにアナウンスする事が可能となる。

色々な商品・製品分野でメーカが保証寿命性能値と一緒に保証信頼度値を普通に表示する様になれば、エンドユーザーである消費者も工業製品の本当の品質の意味を理解し、より高い信頼度値の商品・製品を選別して購入する様に意識が変わって行くと思われる。

つまり製造業各メーカの競争力を一層高める手段として信頼度値把握へより積極的に取組む必要がある。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

「引用文献」

・本稿は筆者(伊豫部将三)が執筆し、日刊工業新聞社月刊「機械設計」誌2017年3月号臨時増刊号へ投稿掲載した「設計の品質保証に必須のDR実施法 50 事例」部分へ今回ブログ掲載に当りタイトルを「設計の働き方改革とDRの具体的取り組み法」へ変更し、加筆し不備部は訂正した。

なお原本入手ご希望の方は、出版元(日刊工業新聞社・出版局)へお問い合わせを給わりたく、何分宜しくお願い申し上げます。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

「検索キーワード」

「市場ニーズ調査」 「先行技術調査」 「開発仕様書」 「要求機能」 「要求性能」 「要求特性」 「要求設計条件」 「目標寿命値」 「目標信頼度値」 「構想図」 「原理選択」 「方式選択」 「構造選択」 「材料選択」 「表面処理選択」「熱処理選択」「工作選択」 「形状選択」 「組合せ選択」 「締結法選択」 「結合法選択」 「動作制御法選択」 「回転・摺動部・間隙部・潤滑法選択」 「疲れ強さ設定」 「振動・衝撃強さ設定」 「耐食性設定」 「摩擦・摩耗強さ設定」 「揺動・ねじれ強さ設定」 「熱衝撃強さ設定」 「切欠き効果劣化防止法」「穴明き効果劣化防止法」 「溝付き効果劣化防止法」 「段付き効果劣化防止法」 「落雷・高圧サージ電圧損傷防止法」 「水滴付着絶縁劣化防止法」 「静電気放電発火・引火防止法」 「電磁ノイズ誘導誤作動防止法」 「過負荷発熱焼損防止法」 「ワイヤ断線防止法」 「膨張収縮半田剝離防止法」 「検証試験実施法基準」 「試験サンプル数基準」 「部品加工基準」 「部品測定基準」 「設計・試験工数見積り法基準」「日程計画法基準」 「コスト見積り実施法基準」 「耐久試験実施法基準」 「破壊・損傷試験実施法基準」 「基本仕様作成法基準」 「寿命試験実施法基準」 「信頼度確認試験実施法基準」 「故障予測実施法基準」 「工程能力指数達成法基準」 「客先クレーム措置法基準」 「苦情処理回答実施法基準」 「市場モニタリング実施法基準」 「耐圧試験実施法基準」 「機密漏洩試験実施法基準」 「プログラムデバック試験実施法基準」 他、などがある。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

「全体目次」

「総論 」

iyoblog (3-0-1)・(はじめに) 設計の品質保証を左右するDR(Design Review = 設計審査)

「解説」

iyoblog (3-0-2)・第1章・DR-0(商品開発企画の仕様書と構想図作成段階)の取組み法と現状実態

iyoblog (3-0-3)・第2章・DR-1(開発試作品設計・検証および基本設計段階)の取組み法と現状実態

iyoblog (3-0-4)・第3章・DR-2(詳細組立図と部品設計・出図図書作成段階)の取組み法と現状実態

事例編・第一部「DR組織および事前準備関連取り組み法」

iyoblog (3-01)・市場クレームの手戻り予防では、DRの主要目的を点検会から事前指導会へ重点を転換する

iyoblog (3-02)・客先指摘仕様洩れ手戻り予防では、基本仕様項目の主要部はDR会が作成する

iyoblog (3-03)・事前市場ニーズ調査では、先行競合品と併せ、新規見込み購買層調査も義務付ける

iyoblog (3-04)・先行技術調査では、先行メーカー動向と併せ、新規参入見込みメーカー有無動向調査も義務付ける

iyoblog (3-05)・開発仕様書の要求機能設定では、市場ニーズ調査から従来品に無い特徴機能設定を義務付ける

iyoblog (3-06)・開発品の要求性能設定では、市場ニーズ調査から従来品に無い特徴性能設定を義務付ける

iyoblog (3-07)・開発品の要求特性設定では、従来品に無い特徴有る特性設定を義務付ける

iyoblog (3-08)・要求設計条件設定では、従来品に無い寿命値設定を義務付ける

iyoblog (3-09)・要求設計条件設定では、従来品に無い信頼度値設定を義務付ける

iyoblog (3-10)・開発品の構想図作成では、従来品に無い原理・方式・構造選択を義務付ける

事例編・第二部「DR-0 ・商品企画・関連仕様作成取り組み法」

iyoblog (3-11)・開発仕様書と構想図作成段階で確認すべき項目

iyoblog (3-12)・開発仕様書案で確認すべき項目

iyoblog (3-13)・構想図案で確認すべき項目

iyoblog (3-14)・メカ系構想設計部位案で確認すべき項目

iyoblog (3-15)・制御・実装系構想設計部位案で確認すべき項目

iyoblog (3-16)・計測器系構想設計部位案で確認すべき項目

iyoblog (3-17)・メカ系構想設計部位案で検証前に確認すべき項目

iyoblog (3-18)・制御・実装系構想設計部位案で検証前に確認すべき項目

iyoblog (3-19)・計測器系構想設計部位案で検証前に確認すべき項目

iyoblog (3-20)・構想設計案作成図書で確認すべき項目

「事例編・第三部・DR-1(1) ・ 商品企画・関連仕様作成実施取り組み法」

iyoblog (3-21)・試作品設計段階で事前確認すべき項目

iyoblog (3-22)・メカ系部位試作品設計案で事前確認すべき項目

iyoblog (3-23)・制御・実装系部位試作品設計案で事前確認すべき項目

iyoblog (3-24)・計測器系部位試作品設計案で事前確認すべき項目

iyoblog (3-25)・メカ系部位試作品案の検証で事前確認すべき項目

iyoblog (3-26)・制御・実装系部位試作品案の検証前に確認すべき項目

iyoblog (3-27)・計測器系部位試作品案の検証前に確認すべき項目

iyoblog (3-28)・メカ系部位試作品案の検証結果評価法で事前確認すべき項目

iyoblog (3-29)・制御・実装系部位試作品案の検証結果評価法で確認すべき項目

iyoblog (3-30)・計測器系部位試作品案の検証結果評価法で確認すべき項目

「事例編・第四部・DR-1(2) ・ 基本設計着手時の不具合予防取り組み法」

iyoblog (3-31)・基本設計で開発品と既存品組合せ部位の確認項目

iyoblog (3-32)・基本設計で環境条件の確認項目・その1

iyoblog (3-33)・基本設計で環境条件の確認項目・その2

iyoblog (3-34)・基本設計で環境条件の確認項目・その3

iyoblog (3-35)・基本設計で鉄系材料使用部位の確認項目・その1

iyoblog (3-36)・基本設計で鉄系材料使用部位の確認項目・その2

iyoblog (3-37)・基本設計で非鉄系材料使用部位の確認項目・その1

iyoblog (3-38)・基本設計で非鉄系材料使用部位の確認項目・その2

iyoblog (3-39)・基本設計で非金属系材料使用部位の確認項目・その1

iyoblog (3-40)・基本設計で非金属系材料使用部位の確認項目・その2

「事例編・第五部・DR-2 ・ 詳細設計着手時の不具合予防取り組み法」

iyoblog (3-41)・詳細設計で炭素鋼熱処理部品の確認項目

iyoblog (3-42)・詳細設計で部品形状の確認項目

iyoblog (3-43)・詳細設計で衝撃強さ確保の確認項目

iyoblog (3-44)・詳細設計で摩耗強さ確保の確認項目

iyoblog (3-45)・詳細設計でねじ締結部の確認項目

iyoblog (3-46)・詳細設計で部品素材選択の確認項目

iyoblog (3-47)・詳細設計でステンレス鋼選択の確認項目

iyoblog (3-48)・詳細設計で深絞り品置き割れ防止の確認項目

iyoblog (3-49)・詳細設計で溶接品質確保の確認項目

iyoblog (3-50)・詳細設計で異種金属接触による腐食防止の確認項目

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

「筆者略歴」

 1957年4月~1974年3月の17年間・富士重工業㈱(注・現社名スバル)三鷹製作所(現・群馬県大泉町へ移転)生産技術部門に勤務。乗用車用エンジン・ミッション製造の工場自動化機器・専用機設計業務へ従事。1974年技術士(機械部門・第7916号)登録、伊豫部技術士事務所を開設。開発・設計および生産技術部門の技術コンサルタントとして現在に至る。この間、上場および中堅企業100社以上で社員教育や業務改善支援業務に従事。現在までに、社団法人日本技術士会理事、りそな中小企業振興財団「中小企業庁長官新技術・新製品賞」贈賞の専門審査委員、東大和市商工会理事、等を歴任。

 著書「設計の故障解析51(CD-ROM付)」、「設計の基本仕様51(CD-ROM付)」、「設計のマネジメント101」、「設計者の心得と実務101」、「設計の経験則101」、「設計の凡ミス退治101」、「設計のムダ退治101」、「ハンドリング簡易自動化201」、「設計審査(DR=Design Review)支援ツール集・Ⅰ(事前審査編)」以上日刊工業新聞社から刊行。月刊「機械設計」誌へ長期連載等あり。「品質機能展開50事例(CD-ROM付)」、「MC選定資料マニアル」、熊谷卓氏と共著「組立・ハンドリング自動化実例図集」、以上新技術開発センターから刊行などが有る。

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です