なぜ「測ったつもり」が起きるのか——測定のばらつきという落とし穴

工程能力を計算したら、Cpkが1.04でした。合格ラインの1.33に届きません。

そこで現場は動き出します。工具を疑い、材料ロットを疑い、加工条件を見直す。何日もかけて原因を探し、それでも数字が良くならない。

このとき、多くの現場が最後まで疑わないものがあります。測定器と、測り方です。

同じ部品を3人が測ったら、3つの違う値が出た。同じ人が3回測っても、毎回違う。現場では珍しくない光景です。それなのに、出てきた数字は「工程のばらつき」として扱われます。

この記事では、測定のばらつきが工程の数字をどれだけ悪く見せるかを、実際の数字で確かめます。記事の後半には、測定を一つずつ整えていくための記事を順番に並べています。

考え方：見えているばらつきは、2つの合計

測定データに現れるばらつきは、工程のばらつきだけではありません。

見えているばらつき ＝ 工程のばらつき ＋ 測定のばらつき

正確には、ばらつき（標準偏差）は単純に足せないので、二乗して足します。

σ全体² ＝ σ工程² ＋ σ測定²

式は難しく見えますが、言いたいことは1つです。

測定がばらつくと、工程が実際より悪く見える

逆に言えば、測定を良くするだけで数字が改善することがあります。工程は少しも変えていないのに、です。

二乗して足す考え方で、ばらつきの原因を順番に分けていく方法は、こちらで書いています。

▼ 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

実例：Cpk 1.04 の正体

ある部品の板厚を30個測りました。規格は 2.50 ± 0.03 mm です。

平均                    2.5039 mm
標準偏差（見えている）  0.0084
Cpk                     1.04  ← 合格ライン1.33に届かない

ここで測定のばらつきを測るGR&R（測定システム分析）をやったところ、測定のばらつきが 0.0045 あることが分かりました。

工程だけのばらつきを計算し直します。

σ工程 ＝ √（0.0084² − 0.0045²） ＝ 0.00709

この値でCpkを出すと、こうなります。

                              標準偏差   Cpk
いま見えている値（測定込み）  0.0084     1.04
工程だけの実力                0.00709    1.23

工程の実力は1.23ありました。1.04に見えていたのは、測定のばらつきが上乗せされていたからです。

工具を変えても、材料を変えても、この差は埋まりません。測定を直さないかぎり、1.04のままです。

GR&Rのやり方は、こちらで手順を書いています。

▼ GR&Rとは——測定のばらつきを測る方法

記録に落とす：まず「誰が測ったか」を残す

測定を疑えるようにするために、今日からできることが1つあります。測定記録に「測定者」の欄を作ってください。

日付   ロット   測定値   測定者   測定器No
4/1    A-01     2.503    山田     M-012
4/1    A-01     2.512    佐藤     M-012

これだけで、あとから次のことを確かめられるようになります。

▪ 人によって傾向が違わないか
▪ 特定の測定器だけ値がずれていないか

Excelならピボットテーブルで、測定者別の平均を数秒で出せます。

▼ Excelピボットテーブル入門——不良データを一瞬で集計する

測定者名のない記録は、あとから何も調べられません。これは記録様式の問題なので、今日から直せます。

測定を整える順番と、それぞれの記事

測定は、次の順番で整えていくと、「何を・何で・どう・何個測るか」が一通りそろいます。気になるところから読んでください。

▪ 何を測るか：図面の公差から管理項目を決める

▼ 何を測るかを決める——図面の公差と管理項目

▪ 何で測るか：1/10ルールで測定器を選ぶ

▼ 測定器の選び方——「とりあえずノギス」が危ない理由

▪ どう測るか：値がばらつく5つの原因と測定手順書

▼ 測定値がばらつく5つの原因——正しく測るための基本

▪ 測定器を保つ：校正と点検の違い

▼ 測定器の校正と点検——信頼できる状態に保つ管理の進め方

▪ 何個測るか：目的ごとのサンプル数と抜取検査

▼ 測定は何個測ればいいか——「とりあえず5個」に根拠はありますか

▪ 仕組みにする：QC工程図と限度見本

▼ 検査を工程に組み込む——QC工程図と限度見本の使い方

まとめ

▪ Cpkが低いとき、工程より先に測定を疑うという選択肢がある
▪ 見えているばらつき ＝ 工程のばらつき ＋ 測定のばらつき（二乗して足す）
▪ 実例では、Cpk 1.04 の工程が、測定を除くと実力1.23だった
▪ 工具を変えても材料を変えても、測定を直さないと数字は動かない
▪ 今日からできること：測定記録に「測定者」と「測定器No」の欄を作る

数字が悪いとき、工程を疑う前に、測定を疑ってみてください。

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▼ 工程能力指数（Cp・Cpk）の計算と判断基準——1.33はなぜ合格ラインか

▼ 精度・確度・精密度の違い——かたよりとばらつきで測定用語を整理する

▼ 測定システム分析（GR&R）入門——その差、測定のばらつきかも

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品質管理の記事を、現場で使う順に並べた学習ロードマップを作りました。

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