不良率の基本と改善方法：歩留まりとの違いや生産管理システムについても紹介
公開日：2024年06⽉05⽇
最終更新日：2024年06⽉17⽇
製造業において、不良率の管理は品質向上とコスト削減のためにとても重要です。本記事では製造業における不良率の基本的な概念からその重要性、計算方法、そして企業に与える影響、歩留まりとの違いや大量生産におけるPPMの指標、不良品発生の原因と対策について解説します。また、不良率を低減するための具体的な方法や、生産管理システムを活用した効果的な品質管理の手法など、製造業の品質改善に役立つ情報について紹介します。
不良率とは
不良率とは、特定の期間内に生産された製品の中で品質基準を満たさない不良品の割合を示す指標で、以下の計算で求められます。
不良率 = （不良品数 / 全製品数） × 100
不良率が高いと、顧客満足度が低下し、企業の信頼性が低下します。また、不良品の再加工や廃棄に伴って生産コストも増加します。顧客満足度を向上させつつ、適切な利益を確保していくためには、不良率の低減は製造業において非常に重要です。
不良率の高さが企業に与える影響
製造業において不良率が高いと、次のような影響があります。
顧客満足度の低下
不良率が高いと顧客のクレームや返品、納期遅れなどが増加し、企業のブランドイメージが損なわれる可能性があります。また、リピート率の低下や新規顧客の減少などにつながり、市場での競争力が低下します。
製造コスト増加
不良品の処理には廃棄や再生産のコストがかかります。また、返品や交換に伴う業務や輸送費などのコストも発生し、企業の収益性を低下させます。
法的リスクの増加
製品の不良が原因で顧客に損害を与えた場合、訴訟に発展するリスクがあります。裁判となった場合、法的な費用だけでなく、企業の評判にも悪影響を及ぼします。また、特定の業界では、製品の品質が規制基準を満たすことが法律で求められています。不良率が高いと、これらの基準に違反する可能性があり、罰金や業務停止命令などの罰則を受けるリスクがあります。
不良率と歩留まりとの違い
不良率と歩留まりは、どちらも製造業における品質管理に関する数字ですが、意味合いが異なります。不良率は、不良品の割合を示す数字であり、低い方が望ましいです。
一方、歩留まりは、良品の割合を示す数字です。高い方が良いとされており、以下の計算で算出できます。
歩留まり = （良品数 / 全製品数）× 100
不良率と歩留りは反対の概念であるため、品質管理の際には、不良率を低減し、歩留まりを向上させることが目標となります。
PPMとは：大量生産に必要な不良率の指標
PPM（Parts Per Million）は、大量生産において不良率をより精密に評価するための単位です。PPMを活用することで、不良率の程度を分かりやすく表現できます。
PPMの計算方法
PPMは、100万分の1を示す単位で、低い不良率を評価するのに適しています。計算式は以下のとおりです。
PPM = （不良品数 / 全製品数） × 1,000,000
100万を乗ずることで、不良品数が極めて少ない場合でも、その数値をわかりやすく表現できます。
製造業における不良率の目安
不良率0%を目指す現実的な数値目標と、標準偏差を基にした3シグマ、6シグマの概念について説明します。
一般的な目安（3シグマ、6シグマ）
標準偏差を基にした品質管理の方法として、3シグマや6シグマがあります。3シグマは、不良率が0.27%程度、6シグマは、不良率が0.00034%程度であることを示します。
6シグマはより少ない不良品を目指すため、高品質が必要とされる航空宇宙、医療、製薬業界などで用いられ、3シグマは多くの製造業で十分な品質基準として利用されています。
現実的な目標設定の方法
製造業において不良率0%を目指すことは理想的ですが、現実的には一定の不良率を許容しつつ、改善を続けることが求められます。業界標準や過去のデータを基に、達成可能な数値目標を設定することが重要です。
不良品が発生する原因：5M+1E
不良品が発生する原因を5M+1Eの視点から分析します。5M+1Eは、人（Man）、機械（Machine）、材料（Material）、方法（Method）、測定（Measurement）、環境（Environment）の6つの要因を表しています。それぞれの要因を理解し、改善策を考えることで、不良品の発生を防ぎ不良率を低下させることができます。
Man(人)
人による不良品の発生は、作業者のスキル不足や不注意が主な原因です。これには、適切な教育や訓練が必要です。また、作業環境や労働条件も影響を与えるため、これらの改善も重要です。定期的な教育の実施や、作業マニュアルの整備を行い、人為的なミスを減らすことが重要です。
Machine（機械）
機械による不良品の発生は、設備の老朽化やメンテナンス不足が原因です。定期的な点検を行い、機械の適正な動作を維持することが重要です。また、最新の機械や技術を導入することで、生産性と品質の向上を図ることも効果的です。
Material（材料）
材料による不良品の発生は、材料の品質不良や不適切な取り扱いが原因です。仕入れ先の選定や材料の検査体制を強化し、品質の高い材料を使用することが重要です。また、材料の保管方法や搬送過程での取り扱いにも注意を払い、不良品の発生を防ぐことが必要です。
Method（方法）
方法による不良品の発生は、製造プロセスや作業手順の不備が原因です。標準作業手順書（SOP）の作成と遵守を徹底し、作業の標準化を図ることが重要です。また、継続的なプロセス改善を実施し、効率的な製造方法を追求することが重要です。
Measurement（検査・測定）
測定による不良品の発生は、測定機器の不正確さや誤った測定方法が原因です。測定機器の定期的な校正と、正確な測定方法の確立が重要です。また、測定データの管理と分析を徹底し、品質管理に活用することが重要です。
Environment（環境）
環境による不良品の発生は、製造環境の温度や湿度、不適切な照明などが原因です。製造環境の整備と管理を徹底し、最適な環境を維持することが重要です。また、クリーンルームの導入や空調設備の改善など、環境管理の強化も効果的です。
不良率を下げるための具体的な方法
品質管理の徹底、生産ラインの効率化、出荷前の製品検査、作業者の教育、工程の見える化、そして「5M+1E」の各視点での分析など、不良率を下げる方法を紹介します。
品質管理の徹底
品質管理を徹底するためには、まず品質管理システムを整備し、全社的に品質目標を共有することが重要です。適切な品質管理システムにより、リアルタイムで品質データをモニタリングし、問題が発生した際には速やかに対策を検討できるようになります。また、品質管理の専門家を配置し、継続的に品質改善を行うことも重要です。
生産過程の効率化
生産過程の効率化を図るには、ボトルネックの特定と改善が重要です。生産工程の可視化を行い、どこに無駄があるのかを明確にします。さらに、設備の自動化や作業の標準化を進めることで、効率的な生産体制を構築し、不良品の発生を抑えることができます。
出荷前の製品検査
出荷前の製品検査は、不良品の流出を防ぐために重要です。検査工程を強化し、厳密な検査基準を設定することや、最新の検査機器を導入し、検査の精度を向上させることが効果的です。出荷前の最終確認を徹底することで、顧客に高品質な製品を提供することができます。
作業者の教育
作業者の教育は、不良品の発生を防ぐために重要です。定期的なトレーニングを実施し、作業者のスキルアップを図ります。また、品質意識を高めるための教育プログラムを導入し、全員が品質管理に積極的に取り組む姿勢を作ることが求められます。
工程の見える化
工程の見える化を行うことで、問題点を迅速に把握し、改善することができます。生産工程を可視化するためのツールを導入し、リアルタイムでのデータ管理と分析を行うのもおすすめです。
「5M + 1E」の視点で分析
「5M+1E」の視点から問題を洗い出し、改善策を考えることも重要です。各要因（Man、Machine、Material、Method、Measurement、Environment）の問題点を詳細に分析し、具体的な改善策を検討します。
不良率を低下させるには生産管理システムがおすすめ
不良品を減らし、不良率を低下させるためには、生産管理システムの導入がおすすめです。
生産管理システムには、品質管理機能が含まれており、検査結果の一元管理や製品ごとの検査設定などが可能です。これにより、製造過程での不良品発生を早期に発見し、対策を検討できます。また、データ分析機能を活用して、不良発生の傾向や問題点を明確にすることで、継続的に品質改善を行うことができます。不良率を低下させたいが、どのように改善策を検討すればよいか分からないという方は、適切な生産管理システムの導入により、まずは現状の正しい把握からはじめてみてはいかがでしょうか。
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