JIS Z 9061:2016 新技術及び新製品開発プロセスのための統計的方法の応用―ロバストパラメータ設計（ＲＰＤ）

                                                                   Z 9061 : 2016 (ISO 16336 : 2014)

pdf 目 次

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•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲・・・・[2]
•  2 引用規格・・・・[2]
•  3 用語及び定義並びに記号・・・・[3]
•  3.1 用語及び定義・・・・[3]
•  3.2 記号・・・・[5]
•  4 ロバストパラメータ設計の概要・・・・[6]
•  4.1 必要事項・・・・[6]
•  4.2 システムのロバストネスの評価・・・・[6]
•  4.3 SN比によるロバストネスの評価・・・・[8]
•  4.4 技術的なアイデアの評価のための効率的な方法(パラメータ設計)・・・・[8]
•  4.5 二段階設計法(パラメータ設計の戦略)・・・・[9]
•  4.6 最適設計の決定・・・・[11]
•  5 SN比によるロバストネスの評価・・・・[12]
•  5.1 SN比の考え方・・・・[12]
•  5.2 SN比の種類・・・・[13]
•  5.3 ロバストネス定量化の手順・・・・[13]
•  5.4 SN比の計算式 : 全変動の分解を利用した計算・・・・[14]
•  5.5 SN比に関連するトピックス・・・・[19]
•  6 パラメータ設計実験の手順・・・・[20]
•  6.1 一般・・・・[20]
•  6.2 (ステップ1)システムの理想機能を明確にする・・・・[20]
•  6.3 (ステップ2)信号因子及びその範囲を選択する・・・・[21]
•  6.4 (ステップ3)出力の測定方法を選択する・・・・[21]
•  6.5 (ステップ4)ノイズ戦略を作り,ノイズ因子及びその水準を選択する・・・・[21]
•  6.6 (ステップ5)設計パラメータから制御因子及びその水準を選択する・・・・[21]
•  6.7 (ステップ6)実験に取り上げた因子を内側配列及び外側配列に割り付ける・・・・[22]
•  6.8 (ステップ7)実験を行い,データを収集する・・・・[23]
•  6.9 (ステップ8)SN比η及び感度Sを計算する・・・・[23]
•  6.10 (ステップ9)SN比及び感度について,要因効果図を作成する・・・・[25]
•  6.11 (ステップ10)最適条件を選択する・・・・[26]
•  6.12 (ステップ11)利得によって,ロバストネスの改善効果を推定する・・・・[27]
•  6.13 (ステップ12)確認実験を行い,利得及び再現性を調べる・・・・[27]
•  7 事例研究-ランプ冷却システムのパラメータ設計・・・・[28]
•  附属書A(参考)SN比を用いたシステムのロバストネスの比較・・・・[37]

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――――― [JIS Z 9061 pdf 1] ―――――

Z 9061 : 2016 (ISO 16336 : 2014)

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•  附属書B(参考)各技術分野における事例及びSN比・・・・[44]
•  参考文献・・・・[65]

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                                                                   Z 9061 : 2016 (ISO 16336 : 2014)

まえがき

  この規格は,工業標準化法第12条第1項の規定に基づき,一般財団法人日本規格協会(JSA)から,工
業標準原案を具して日本工業規格(日本産業規格)を制定すべきとの申出があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済
産業大臣が制定した日本工業規格(日本産業規格)である。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。

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                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                              Z 9061 : 2016
                                                                            (ISO 16336 : 2014)

新技術及び新製品開発プロセスのための統計的方法の応用−ロバストパラメータ設計(RPD)

Applications of statistical and related methods to new technology and product development process-Robust parameter design (RPD)

序文

  この規格は,2014年に第1版として発行されたISO 16336を基に,技術的内容及び構成を変更すること
なく作成した日本工業規格(日本産業規格)である。
  なお,この規格で点線の下線を施してある参考事項は,対応国際規格にはない事項である。
  ロバストパラメータ設計(RPD)(以下,パラメータ設計という。)は,技術開発又は製品設計の段階で
活用し,製品の機能のロバストネスの評価を基にして設計パラメータの最適値を求める方法である。ロバ
ストネスの評価は,製品ライフサイクルで生じる全損失を考慮して行う。全損失は,製品ライフサイクル
の各段階で生じるコストと損失とから成り立っている。すなわち,全損失とは,生産段階,使用段階及び
廃棄段階での全てのコストを含めた損失の総和である。
  製品がロバストでなければ,出荷されてから廃棄されるまでの使用期間の中で,機能のばらつきによっ
て品質が低下し,結果としてその製品からは,多くの環境的及び社会的な損失(製造業者及び使用者に対
する損失を含む。)が生じる。製品の供給業者には,製品の欠陥に起因した損失及び損害が生じないように,
ロバストな製品を市場に供給する責任及び義務がある。
  製品の設計段階でパラメータ設計を適用する目的は,その製品の使用中に生じる可能性がある欠陥,故
障及び品質問題の予防である。パラメータ設計の結果としてのロバストな製品とは,欠陥,故障及び品質
問題で生じる使用者の品質損失を最小にするように設計された製品である。留意する点は,欠陥,故障及
び品質問題は,製品の機能のばらつきによって生じるということである。パラメータ設計では,製品の設
計パラメータを制御因子として扱い,更に,ノイズ因子の存在下でのロバストネスを評価することで,こ
の設計パラメータの最適値の選択を可能にする。パラメータ設計を開発段階及び設計段階で用いれば,製
品を使用環境の下でロバストにする最適な製品の設計を決めることができる。
  製造段階で,製品の供給業者は製品仕様と合致した製品を製造する。また,仕様に合致する製品を生産
するために製造工程を最適化することができる。しかし,使用環境,製品劣化などに対するロバストネス
は,製品設計の段階でしか確保できない。
  パラメータ設計の方法論は,設計条件の決定を通じてロバストネスを実現する有効な方法を与え,それ
は,市場での多様な損失に対する予防的な対策となる。
  実際,多くの欠陥及び故障は,使用環境,劣化,製品のばらつきなどのノイズ条件の変化によって,製
品の特性が目標値から外れたり,又は目標値の近傍で変化したりすることによって生じている。市場での
損失は,製品特性のばらつきの大きさに比例して大きくなるため,ノイズによる製品特性のばらつきをロ

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Z 9061 : 2016 (ISO 16336 : 2014)
バストネスの指標として使用できる。このばらつきの指標の逆数であるSN比は,ロバストネスの指標と
して使用できる。すなわち,SN比が大きければ,市場での損失は小さくなる。
  パラメータ設計のための実験計画としては,内側配列と外側配列との直積実験計画が提案されており,
制御因子は内側配列に,信号因子及びノイズ因子は外側配列に割り付けられる。直積実験計画を用いるこ
とによって,制御因子とノイズ因子との全ての一次の交互作用が評価できるようになり,ロバストネスの
観点からの最適な制御因子の水準選択ができる。
  SN比によるロバストネスの評価がパラメータ設計の要である。外側配列は,内側配列で指示された水
準組合せにおけるSN比,すなわちロバストネスを評価するためのものである。内側配列は,そのSN比
を比較し,製品の設計パラメータの最適な組合せを選ぶためのものである。内側配列としては,直交表L18
が効率的な実験計画として推奨されている。また,この規格では,直交表L18の適用に限定している。直
交表L18以外の実験計画は,参考文献の事例の中に見いだせる。また,内側配列及び外側配列に関する詳
細な資料も参考文献に見いだせる。
  この規格が直接対象にしているのは,製品の使用段階で生じる損失である。可能であれば,パラメータ
設計の結果に加えて,他の段階での損失を検討することによって,製品のライフサイクルを通した最適な
設計を行うことができる。

1 適用範囲

  この規格は,ロバストな製品を実現するために効率的な,タグチメソッドに基づく最適化の方法論であ
るパラメータ設計を適用する場合の指針を示す。
  この規格は,信号対ノイズ比(SN比)をロバストネスの指標として規定し,この指標を用いてロバス
トな製品を設計するパラメータ設計の手順を示す。この規格において,“ロバスト”という用語は,様々な
ノイズ条件の下で製品の機能のばらつきが最小化されていること,すなわち,ノイズレベルが変化しても
製品の機能が変化しないことを意味する。ロバストな製品において,その出力は,信号には敏感となるが
ノイズには鈍感となる。
  この規格の方法は,機械,化学製品,電気製品,食品,日用品,ソフトウェア,新材料,サービスなど
を含む,設計・製造する全ての製品に対して適用できる。また,製造技術も製造工程において使う製品で
あるとみなすことができる。さらに,この規格では,適用対象とする製品,技術などを“システム”と表
記している。
    注記 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。
          ISO 16336:2014,Applications of statistical and related methods to new technology and product
              development process−Robust parameter design (RPD)(IDT)
            なお,対応の程度を表す記号“IDT”は,ISO/IEC Guide 21-1に基づき,“一致している”こ
          とを示す。

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの
引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS Z 8101-1 統計−用語及び記号−第1部 : 一般統計用語及び確率で用いられる用語
      注記 対応国際規格 : ISO 3534-1,Statistics−Vocabulary and symbols−Part 1: General statistical terms
             and terms used in probability(IDT)

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