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47.タグチメソッド - 4.データの解析

47.タグチメソッド【TM】

1.目的

タグチメソッドは、主に開発設計において品質を作りこむ際に、少ないばらつきで設計の目標値に数値を合わせていくために用いられる技法です。タグチメソッドは品質工学とも呼ばれ、品質を作りこむための統計的手法を用いた技法です。

2.考え方

品質を安定させるためのに、設計段階で外乱(制御を乱すような外的な作用)に強い設計にするという考え方があります。そのためタグチメソッドでは平均値よりもばらつきを改善する方法をとります。ばらつきの改善には、SN比というばらつきの尺度を表す概念を用いて設計を行います。
タグチメソッドは以下の3つの状況を想定した方法で構成されています。

1 ) 開発設計段階の品質工学
タグチメソッドは開発設計段階で、品質を作りこむことを重視しているため、タグチメソッドの中心的な考え方になるのが、「パラメータ設計」の考え方です。パラメータ設計の特徴は、2段階設計という 考え方にあります。2段階設計とは、第1段階でばらつきを最小にするパラメータを設定し、第2段階で平均値を目標値に近づけるパラメータを設計する方法です。

図表2のように目標値に対して平均値が点線の、ある特性値の頻度の分布が得られた場合、まずは、図表3のようにバラツキが最小になる様に設計パラメータを選択します。バラツキが最小になったなら、次に図表4のように、平均値と目標値を近づけるパラメータを選択します。
また、具体的にパラメータを設定するための方法には、実験計画法という、実験を行う上で、実験の因子(機能・性能・寸法などの特性)と水準(特性の値のレベル)の組み合わせの数を最小限にする方法を用います。
ここで、ばらつきを改善するためSN比を用いて、ばらつきが最小になる条件の組み合わせを選び(第1段階)、次に平均値が最小になる条件の組み合わせを選ぶ(第2段階)ことで、目標値を達成する条件を探します。

2段階設計

2)製造段階の品質工学
タグチメソッドは製造段階において製造工程を管理するためにも用いられます。製造段階のタグチメソッドは、損失関数という考え方を用いて、修理費用等の市場で発生するコスト(品質コスト)を導き、生産上のコストを合わせた合計コストが最小になるように製造工程の管理方法を追及します。市場で発生するコストを導くための損失関数は、図表5のような目標値と設計値の差の二乗に比例して増加する損失関数を用います。損失関数に従い設計値が目標値を達成できると損失が最小になります。
このための具体的な方法には、フィードバック制御やフィードフォワード制御など様々な方法があります。これらの目的は損失関数を最小にする因子を明らかにして改善を進めるとともに、それらの情報を設計にフィードバックすることにあります。

3)製造段階のデータ解析
製造段階で入手される様々な情報は、解析を行い、的確に設計段階にフィードバックすることが重要です。タグチメ ソッドでは、そのための方法として、様々なデータを1つの尺度に集約し、その傾向(パターン)を認識するために統計的手法を用います。具体的には、「マハ ラノビスの距離」という概念を用い、多次元のデータを1次元で観測できるように処理をする、多変量解析と呼ばれる方法と同様の解析手法を用います。そのテ クニックにはMT法やTS法など様々あります。

損失関数


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