ばらつきの原因を5M1Eで整理する——σ²で分解すると、直す順番が決まる

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2026年9月3日 22:35

「ばらつきが大きいので、設備を更新したい」

稟議を出したら、こう返されます。「本当に設備が原因なの？」

答えられません。ばらつきが大きいのは事実ですが、そのうち何割が設備のせいなのかは、誰も測っていないからです。

この記事では、ばらつきを5M1Eで分解し、どこを直せばいちばん効くかを数字で出す方法を書きます。

⚠ 先に結論を1つ。分解するときに足すのは σ ではなく σ²（分散）です。 ここを間違えると、全部が合わなくなります。

5M1Eとは

ばらつきの原因を探すときの、探す場所のリストです。

Man（人）：作業者の違い、熟練度、日による調子
Machine（設備）：機械の精度、経時変化、刃物の摩耗
Material（材料）：ロット差、メーカー差、保管状態
Method（方法）：手順の違い、条件設定、段取りのやり方
Measurement（測定）：測定器の精度、測る人、測る場所
Environment（環境）：温度、湿度、振動、電源

4M（人・設備・材料・方法）に、測定と環境を足したものです。

⚠ 後から足された「測定」が、実務ではいちばん見落とされます。 そして、いちばん効くことがあります。

実例：Cp 1.19の工程を分解する

記事210で調べた工程を使います。

規格 2.50±0.03（公差幅0.06）
実測の標準偏差 σ ＝ 0.0084
Cp ＝ 1.19

「1.33に届かないので、設備を更新したい」——ここで止まらずに、まず測定のばらつきを切り分けます。

GR&R（測定システム解析）で測ったところ、測定のばらつきは σ ＝ 0.0045 でした。

分解のしかた——足すのはσ²

ここが今回の核心です。ばらつきは、σのまま足し引きできません。

正しくはこうです。

σ全体² ＝ σ工程² ＋ σ測定²

数字を入れます。

0.0084² ＝ 0.00007056
0.0045² ＝ 0.00002025
差＝ 0.00005031
σ工程＝ √0.00005031 ＝ 0.0071

工程の本当のばらつきは 0.0071 でした。0.0084ではありません。

⚠ もし σ のまま引いていたら 0.0084 − 0.0045 ＝ 0.0039 となり、まったく違う答えになります。

何が変わるか

この0.0071で、工程能力を計算し直します。

              見かけ    実力
σ            0.0084   0.0071
Cp            1.19     1.41
Cpk           1.04     1.23

Cpは1.19から1.41へ。1.33の合格ラインを超えています。

つまり、この工程の設備は、すでに十分な実力を持っていたということです。足を引っ張っていたのは測定でした。

設備更新の稟議は不要でした。やるべきは測定器の見直しです。

測定はどれくらい効いていたのか

寄与率は分散（σ²）の比で見ます。

測定の寄与＝ 0.00002025 ÷ 0.00007056 ＝ 29％

**ばらつきの29％は「測り方」**でした。設備をいくらいじっても、この29％は減りません。

⚠ σの比で見ると 0.0045÷0.0084＝54％ となり、実態より大きく見えます。寄与率は必ず分散で計算してください。

複数の要因に分けるとき

要因が3つ以上でも同じです。全部σ²で足します。

σ全体² ＝ σ設備² ＋ σ材料² ＋ σ測定²

たとえば、実験や層別で次のように分かったとします。

要因      σ        分散        寄与
設備    0.0055   0.0000302     51%
測定    0.0045   0.0000202     34%
材料    0.0030   0.0000090     15%
合計    0.0077   0.0000595    100%

直す順番は、寄与率の大きい順です。この例なら設備 → 測定 → 材料。

⚠ σの大きさで順番を決めないでください。 σでは 0.0055 : 0.0045 : 0.0030 と差が小さく見えますが、分散で見ると51％対15％で3倍以上の開きがあります。

そして材料（15％）をゼロにしても、全体のσは0.0077→0.0071にしか減りません。寄与の小さいものを直しても、ほとんど変わらないのです。

現場での進め方

まず測定を切り分ける（GR&Rを実施する）
残りを層別する（設備別・作業者別・ロット別にデータを分けて分散を比べる）
分散で寄与率を出す
寄与の大きいものから手を打つ
手を打ったら測り直す（本当に減ったか確認する）

⚠ 1番を飛ばさないでください。 測定のばらつきを含んだまま層別すると、どの層にも測定のばらつきが乗るので、差が見えにくくなります。

層別のやり方は、記事204で扱いました。まず分ける、それから分散を比べるという順番です。

まとめ

5M1E＝人・設備・材料・方法・測定・環境。 測定と環境が4Mに足されたもの
分解で足すのは σ ではなく σ²（分散）。ここを間違えると答えが変わる
実例：σ全体0.0084、測定0.0045 → 工程の実力 σ ＝ 0.0071
工程能力は Cp 1.19 → 1.41／Cpk 1.04 → 1.23。設備更新は不要だった
測定の寄与は29％（分散で計算）。σの比で見ると54％に見えてしまう
直す順番は寄与率の大きい順。 σの大きさで決めない
まずGR&Rで測定を切り分ける。 これを飛ばすと層別しても差が見えない

「ばらつきが大きいので設備を更新したい」を「ばらつきの29％は測定です。まず測定器を見直します」に変えられると、通らない稟議を書かずに済みます。

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