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Q0602.製品開発に使う手法やツールには、どのようなものがありますか?

装置メーカーで製品開発と製造を行っていますが、いままでは自社流のやり方で開発してきました。製品が高機能になり、信頼性もますます重要になっていますので、製品開発の手法やツールの利用を考えようと思います。どのような手法やツールがあるのでしょうか。

製品開発段階で信頼性を高める手法には、QFD(品質機能展開)、FMEA(故障モードとその影響分析)、FTA(故障の木解析)などがあります。QFDは、顧客の要求を的確に把握して、品質に反映させるための手法です。FMEAは、故障の未然防止に役立つ手法で、原因から結果へとボトムアップ式に展開します。FTAは、故障に限らず、とにかく予防しなければならない重大事象が特定されている場合に、その重大事象の発生確率を計算する手法で、結果から原因へとトップダウン式に展開します。


Q06022016年3月22日

テーマ:製品・技術開発

 新製品の開発は、企業の成長力、競争力の源泉であり、会社の存続を左右しかねない極めて重要な活動です。顧客ニーズが多様化し、製品ライフサイクルの短縮化が進んでいる現代においては、次々に新製品を開発しなければなりません。しかし、製品自体が高機能となり複雑化していることや、製造物責任法(PL法)への対応、環境への配慮など開発時に検討すべき項目は増加傾向にあるため、開発活動の効率化が求められています。 製品の信頼性を高めるためには、製品開発の上流プロセスでいかに品質をつくり込んでおくかがポイントになります。ここでは、開発、設計の段階で役立つ信頼性向上のための手法を紹介します。

【主な3つの手法】

 製品開発段階で信頼性を高める手法には、QFD、FMEA、FTAなどがあります。

1.QFD(Quality Function Deployment)

 QFDは、日本語の品質機能展開を英訳したもので、もともとは日本で開発された手法です。
 製品開発は、顧客の要望(要求品質)を製品の仕様(品質特性)として具体化する作業といえますが、そのためにはお客さまの要求を的確に把握して、設計作業に反映させる仕組みが必要です。QFDは、設計者がお互いの情報を整理して、その因果関係を可視化させ、品質を高めるためには設計段階で何をすれば良いかを明らかにします。


●QFDの流れ
  顧客の要望を集めて要求品質をまとめる
          ↓
  要求品質展開表を作成する
          ↓
  要求品質に対し重要度、達成レベルを考え設計品質を決定する
          ↓
  品質特性展開表を作成する
          ↓
  要求品質展開表と品質特性展開表を二元表にまとめる
          ↓
  両者の対応関係を把握し結果を設計作業に展開していく


 QFDは信頼性向上だけでなく、技術的課題の解決やコストダウンの展開など、幅広い用途に適用可能です。


2.FMEA(Failure Mode and Effect Analysis)

 FMEAは日本語で「故障モードとその影響解析」と訳されます。製品の将来起こり得る故障や災害を抜け漏れなく予測し、十分な対策が行われたかどうかを定量的に判定するための手法ないし活動です。製品を構成する基本的な部品が壊れたときに、製品全体がどのような影響を受けるかを予測し、致命的な製品トラブルを未然に防止することが目的です。


●FMEAの流れ
  製品、システムの構造、機能を把握する
          ↓
  分解のレベル、対象部位を決める
          ↓
  信頼性ブロック図を作成する
          ↓
  部位ごとに故障モード(構造や結合の破壊)を列挙する
  (例:断線、短絡、折損、摩耗、剥離、抜け、緩み、外れ、等)
          ↓
  故障モードが発生した場合の要因と影響を列挙する
          ↓
  想定される影響の大きさ、発生頻度、事前検知の難しさ等を評価する
          ↓
  未然防止の対策方法を検討する


3.FTA(Fault Tree Analysis)

 FTAは、日本語で「故障の木解析」と訳されます。製品やシステムの重大なトラブルが特定されている場合に、その発生頻度ないし確率を計算する手法です。具体的には、製品に起きてほしくない故障や不具合を「トップ事象」として、そうなる原因をその発生経路をたどる形で順次掘り下げて探索し、「基本事象」と呼ばれる最下位のレベルまで進めて列挙して、それぞれの発生確率を見積もります。そして、そこから確率を集計していき、トップ事象の確率を求めます。原因の掘り下げの過程では、論理ゲートと呼ばれる記号が用いられて、問題発生のメカニズムが記述されます。


●FTAの流れ   製品の構造、機能を把握する
          ↓
  トップ事象(起きてはいけない事象)を決定する
          ↓
  トップ事象の原因を列挙する(1次要因)
          ↓
  1次要因の原因をさらに掘り下げ基本事象を列挙する
          ↓
  基本事象とトップ事象の因果関係を論理記号で結びつける
          ↓
  基本事象に発生確率を割り付けてトップ事象の発生確率を計算する
          ↓
  トップ事象の発生確率が過大であれば、確率が最大になるルートについて対策を行う
          ↓
  トップ事象の発生確率が十分に小さくなるまで繰り返す


 以上、代表的な3つの手法を紹介しました。これら手法の具体的なやり方を、関連情報に示す研修機関で受講することができます。公的な研修機関や民間の研修機関などで開催されていますので、機会があればご参加をおすすめします。


回答者中小企業診断士 渡辺 英男

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