品質工学とは？【技術士二次試験】
技術士二次試験の機械部門で頻出の「品質工学：QE」ついてです。
品質工学は、製品やサービスの品質を向上させるために、統計的手法や品質管理の原則を応用する学問です。主に製品開発や製造プロセス、サービス提供などのさまざまな領域において品質の改善と制御を実現するための手法を提供します。海外では考案者の田口玄一氏の名から「田口メソッド：Taguchi Method」と呼ばれます。
- 品質工学
機能性評価
パラメータ設計（ロバスト設計）
許容差設計
MTシステム - 品質工学の分類
オフライン品質工学（研究・開発・評価）
オンライン品質工学（製造・生産・評価）
田口メソッド
田口メソッドは、日本の統計学者である田口玄一によって開発された品質改善の手法です。田口メソッドは、製品やプロセスの設計段階での変数を制御することにより、製品のパフォーマンスを最適化し、製造変動を最小限に抑えることを目指します。品質管理（QC）は日本企業が得意としていましたが、「品質工学」への移行については現状まだ遅れているようです。設計品質は「足りなくても過剰でも」企業と顧客に損失があります。
- 設計目標の設定
- 機能と評価指標の設定（可変で定量的で測定可能
- 制御因子と誤差因子の設定
- 実験の計画（直行表、L9やL18、因子と水準、
- 実験結果の解析（要因効果図、交互作用、
機能性評価
製品やシステムが持っている機能をノイズを含めて評価し、機能の安定性をSN比で表現するなど、定量的に評価する。
一般的な手順としては、
- 対象の決定
- 機能と入出力の定義
- 誤差因子の抽出
- SN比を計算
パラメータ設計（ロバスト設計）
品質工学を利用して品質を改善することです「直行表とSN比と感度」
製品にロバスト性を付与するため、設計パラメータを最適化することで、外乱のような誤差因子に対して、影響を受けにくい（ロバスト）な製品を目指す手法です。
許容差設計
品質工学を利用して製品コストを改善することです「損失関数と機能限界」
入力特性と出力特性の関係を明らかにすることで、設計パラメータの許容差を定め図面や仕様で規定し、製品の品質とコストを同時に最適化することを目指す手法です。
品質工学の分類
「オフライン品質工学」と「オンライン品質工学」について記載します。
オフライン品質工学（研究・開発・評価）
研究開発段階で使用される品質工学は「オフライン品質工学」と呼ばれています。
パラメータ設計を通して製品システムの設計パラメータの決定を目的に実施されます。また、製品システムのばらつきや選択技術の評価なども行います。
オンライン品質工学（製造・生産・評価）
生産工程で使用される品質工学は「オンライン品質工学」と呼ばれています。
オンラインと聞くとインターネットとの想起しますが「生産ライン」ということです。また、損失関数を用いて工程品質や生産品質を管理しコスト削減を目的に実施されます。
品質工学と田口メソッドまとめ【機械部門】
実験計画法は大学の講義で習っていましたが、品質工学についてはあまり記憶に残っていません。
品質工学と実験計画法は実務でも役に立つ内容ですので、これを機に学習していこうと思います。
品質工学、パラメータ設計、ロバスト設計、許容差設計、機能性評価、実験計画法、直行表、特性値、機能特性、品質特性、制御因子、誤差因子、信号因子、ノイズ、SN比、感度、MTシステム、損失関数、最適化、部分最適、全体最適、内乱、外乱、ばらつき、etc…
参考情報
参考資料は順不同で記載しています。
- 東芝デベロップメントエンジニアリング株式会社
品質工学（タグチメソッド）とは？ - 株式会社富士通マーケティング｜製造業サポート推進チーム
第13回 自動車関連の製造業でのQCDの品質工学の考え方 - 富士ゼロックス株式会社｜第18回シンポタグチメソッド
タグチメソッド（実験方法、解析方法、統計との接点） - MONOist｜メカ設計用語
ロバスト設計 - 合同会社高崎ものづくり技術研究所
ロバスト設計とは：製造業の品質工学（パラメータ設計）導入事例 - Welcome to Kazz’s World Taguchi Methods & Sketchings
☆原和彦の品質工学特集☆ - 精密工学会誌 Vol81. No11.2015
品質工学の基礎とパラメータ設計 - http://data-science.tokyo/ed/edj2-2-3.html
品質工学