阿知波正之(司会) 測定の不確かさの、現場での活用に関してお話しいただきたいと思います。
アレルギーがある
廣瀬幸造 不確かさに関してはよくわからないので、不確かさという言葉を聞いただけでアレルギーがあります。
概念がはっきりしなくては意思疎通ができない
横田俊英 「不確かさ」(uncertainty)というのは、わかりやすく言うと何のことですか。
どうしてこういう質問をしたかというと、現場へ行って直接「不確かさ」ということを言っても、受け取る側のイメージがバラバラでは、同じ話をしているように見えて、実際には違う話をしているということが起こりうるからです。
不確かさとは
阿知波正之(司会) 一言で言うと「誤差の大きさ」でしょう。それが一番わかりやすいと思うのですが、誤差が測定値と真の値との差という定義であるため、真の値というのはわかりませんから使えなくて、難しくなったと思います。
田中亀仁 「測定値の確からしさ」でしょう。
伊藤佳宏 「測定値のばらつき」に近いのではないですか。
田中亀仁 昔は、誤差の内容にばらつきも入っていました。
植手稔 「精密さ」とか「正確さ」ですかね。
伊藤佳宏 「測定値の偏り」と「測定値のばらつき」を含めた概念だと思います。
阿知波正之(司会) JISZ8404-2:2008では「測定の不確かさ」(uncertainty of measurement)について、「測定の結果に伴う、合理的に測定される量に結びつけられ得る値のばらつきを特徴付けるパラメータ又はパラメータの推定値。これは測定結果に付記される」と定義しています。
JISZ9090では、「不確かさ」という言葉は使わずに、「使用における誤差の大きさ」と言っています。一般的には、このような言い方のほうがわかりやすいでしょうね。
粂正光 私はこれを不確かさのことだと理解しています。
伊藤佳宏 偶然誤差であるばらつきと、補正できない系統誤差を合成したものです。それを国際的な考え方でまとめたものであると考えています。
中野廣幸 この言葉の受け取り手が、不確かさがわからないというのは、受け取り手の中に不確かさの概念がないからです。長さの測定結果が5cmと出ても、それは正しく5cmであるとは限らないということを、考えたことがないのです。なぜか、学校の教育で教えないからです。ですから、一般の人に分からせるというのは至難の業です。
横田俊英 公差の半分くらいと考えれば、そう間違いではないでしょう。
阿知波正之(司会) 現場では、「ばらつき」といったほうが通じます。逆に、計測の専門家のほうがばらつきを認めたがりませんね。測定の不確かさを認めたくないのです。
不要な要因が入っている
田中亀仁 JCSS(計量法登録校正事業者制度)の校正における不確かさは、入れなくてもよい要因まで入れて、計算させているのが実態だと思います。標準不確かさだったら、10分の1以下でしたらほとんど寄与しません。一番大きいものが1%ぐらいで、下が0・1%だったら、それは無視してもよいのです。しかし、JCSSの場合は、この要因は絶対に入れなさいということでマニュアルにしてしまっているので、その項目がないとダメなのです。
阿知波正之(司会) 最近は「有効自由度」の話が出てきて、標準不確かさの信頼性は、その中で寄与率が75%に達すれば自由度の評価はしなくてもよいとも言われているようですが。
田中亀仁 電圧などを校正する場合に、熱起電力というものがあります。「プラスとマイナスを入れ替えて熱起電力を総和しなさい」とされていますが、現実問題としては、1mVの電圧を測る場合などでは、熱起電力はコンマ数μV程度しかありません。しかし、その項目を入れないとダメなのです。
不確かさの2つの活用法
阿知波正之(司会) 昨年、不確かさの活用に関する委員会を(社)日本計量振興協会(日計振)が設置して検討をしました。
ガードバンドへの活用
不確かさの活用の方法としては、1つ目はガードバンドへの活用です。ガードバンドというのは、規格に対してばらつきの部分が判定に影響しないように、ばらつきの幅に相当する部分を内側に設定して、適合性を判定するというものです。
製品のばらつきを減らせる
2つ目は、測定のばらつき自体が、製品のばらつきに影響するだろうということです。二乗で効いてきます。不確かさはばらつきが要素ですから、工程における測定の不確かさを改善すれば、必ず製品のばらつきを減らす成果が得られる、ということです。
不確かさの活用として、こういうことを進めています。不確かさを調べて改善すれば、必ず効果があります。
なかなか活用が進まないのが現実
ところが、先ほど話に出たように、不確かさというとそれだけでアレルギーがあって、なかなか進まないというのが現実です。
不確かさは、ISO17025に見られるように、校正の不確かさから入ってきていますので、校正では不確かさは活用されています。しかし、現場における実際の測定に活かしてこそ、本当の不確かさの活用であると思っていますが、なかなかそこまで入っていません。
計量のトレーサビリティが取れていない
中野廣幸 計量のトレーサビリティというのは不確かさの連鎖だと言っているのに、一番肝心な現場の不確かさがわからないですね。上へは繋がっているが、下へは繋がっていないということになります。つまり、これでは計量のトレーサビリティは取れていないということになります。
バジェットシートで「見える化」
阿知波正之(司会) 現場の測定の不確かさが、実際に大きな問題です。つごうがよいことには、バジェットシート(不確かさの推定値を計算するための計算シート)を書くと、何が不確かさを大きくしている要因なのかということが、ある程度わかることです。「見える化」ですね。ばらつきの要因としては、測定方法とか測定対象などのものに起因することも多いですね。
不確かさを調べる方法をより簡易化して、普及を図っていかなければと思っています。
伊藤佳宏 JISQ10012では、不確かさの扱いはどうなっていますか。
問題はデータを信用してしまうこと
中野廣幸 「推定をしなさい」ということです。それ以上でも以下でもありません。問題は、みんなが不確かさを推定しないで、測定したデータをそのまま信用してしまう点です。測定データには、必ず不確かさがあります。
私の経験では、不確かさが大きい測定をすればデータがばらつきますので手を打つのですが、これを製品に対して打つのですね。そうすると、手を打ったつもりが、また不確かさが大きい測定をしてしまうので、レスポンスとして返ってこないことになります。ですから、どんどん袋小路へ入っていくことになってしまい、慢性不良としてずっと残ってしまうことになります。
ですから、自分の測定が適切な不確かさであるのか、確かめる必要があります。
データの信頼性をあらわす尺度
廣瀬幸造 不確かさというのは、測定したデータが確かですか、信頼できますか、という理解でよいですか。
阿知波正之(司会) そうです。測定結果の信頼性をあらわす尺度が不確かさです。
阿久津光 JCSS校正であらわされるのは測定器の不確かさで、実際に工程で使われる不確かさは、測定者の能力も含めた工程での測定能力の不確かさになると思うのですが、JISQ10012ではどちらの不確かさを調べなさいといっているのですか。
測定能力の不確かさを推定
阿知波正之(司会) 測定能力の不確かさを推定するということです。それを今、進めていこうとしているわけです。現場で実際の製品をノギスで測定したらどのくらいの不確かさがあるのかを推定しなさいということです。
阿久津光 一般人の測定の不確かさを調べて、測定器の不確かさにそれを上乗せすることになりますね。
粂正光 現場での測定の不確かさを求めるのは、なかなか大変です。JISZ9090(測定−校正方式通則)という規格は、制定が1991年ですから、もう20年になります。これの附属書2を適用すると使用における誤差が出ます。私の使い始めは1994でした、当初は計測器の使用における誤差を求めていましたが、最近では不確かさとして取り扱っています。
現場で使用されているすべての計測器の不確かさを求めてはいません。購入した計測器が不安定とか、定期検査の校正ズレなど問題がありそうなものを対象にします。誤差因子の割り付けにより不確かさの大きさや、傾向が数値化されます。それをベースに改善をしていきます。正しい測定が出来ることにより、最終的には製品のバラツキを少なくすることを目標にしています。
廣瀬幸造 そうすると、もとは校正の不確かさで、不確かさがきちんと表示された校正をされた計測器で測っているというのが前提で、それで測定結果に大きな不確かさがある場合には、測定の不確かさが大きいですねという話になるのでしょうか。
10012は不確かさを活用する
伊藤佳宏 JISQ10012では「不確かさを推定しなければならない」と言っていますが、ここには「不確かさを活用するのだ」という考え方があると思うのですよ。17025で計測器の不確かさは押さえていますね。その時には、環境条件を含めて測定条件をきちんと示して不確かさを出しています。たとえば長さ計ですと、温度特性や熱膨張係数ですね。その計測器を使って現場で測定をする場合には、同じような条件です。ですからそこで不確かさは十分にクリアされています。
計量確認には不確かさ、ドリフト、偏り、安定性、最大許容誤差、再現性、繰り返し性、操作者の技能水準など、さまざまな要素を使わなくてはなりません。その中でも、不確かさは特に注視しなさい、ということですね。
阿知波正之(司会) 計測器の校正と異なるのは、現場では、たとえば測る製品に油が付着しているとか、また真円度の測定ならば、測定する場所が決まっていなかったなど、ばらつきを大きくするさまざまな条件が付加されます。そういうものも含めて評価しなさいということです。
伊藤佳宏 不確かさを重視しなさいということですが、計測器の不確かさはわかっています。また、今は測定も自動測定がほとんどです。そうすると不確かさは決まってきます。
阿知波正之(司会) そのとおりですが、現在あるシステムの不確かさを確かめている例はほとんどありません。
伊藤佳宏 顧客によっては、Cpk(工程能力指数)で要求する場合があります。
阿知波正之(司会) 不確かさの議論をしているのは、現場で不確かさを把握している例があまりにもないからです。ですから、それをあらわす必要があるということです。
植手稔 現場での測定の不確かさはほとんど出されていません。現場における不確かさは相当に大きいと思っています。
一般的な工程でも必要か
伊藤佳宏 精度が高い作業を要求される工程では必要だと思いますが、計測器の精度も上がっているし、ほとんどが自動計測になっている一般的な工程では、そんなに神経を使う必要がないのでは。
判断するための不確かさがない
阿知波正之(司会) そうですが、不確かさを出してみなければ、神経を使う必要があるのかないのかということも、本当にはわかりません。現在は、それを判断するデータが何もないのです。
田中亀仁 たとえばマイクロメータの器差はプラスマイナス2μmであるといえば、普通の人はこれが不確かさだと思ってしまいます。しかしそうではなくて、この中には測定する人の技術とか、計測器を使う条件とか、いろいろなものが入っているので、それをちゃんと考えなさいというのが、10012が言っていることです。
ノギスなどで目量が0・05mmだったら不確かさは0・08mmであると言っていますね。こういう、ある程度想定できるものは、それをそのまま使えばよいのです。
このように一般化されているものはそのまま使ってよいけれども、不確かさがわからないものは一回推定しましょうというのがこの思想だと思います。
中野廣幸 扇風機の羽根の測定ですが、材質はプラスチックです。ですから、羽根のセンターは真円であるわけはないのです。それを計測器でちょっと測ってOKだと思い、扇風機に取り付けると揺れが出るのです。計測の不確かさと使う不確かさが違ってきてしまうのです。対策は、使う不確かさを再現できるようにするか、それとも、全体的に不確かさを小さくしていくか、のどちらかということになります。
不確かさを入れたくないという考えが
小松屋隆一 不確かさに関してはあまり力を入れたくないですね。われわれ品質保証を担当する部署は入れても構わないのですが、製品技術などの品質設計をする部署は、不確かさが規格を超えてしまうとまずいので、入れたくないという思いが強くあります。その辺りがなかなか難しいところで、設計と品質の折り合いをどのように進めたらよいのかという課題が多々あります。
工作部門は取り入れていない
阿久津光 当社の技術部門は不確かさを使っています。計測器の精度が、自分たちが測ろうとしている目的に対して、十分かということです。温度条件などを入れて何度も試験をします。そこでばらつきを求めて、そのばらつきの大きさが要求を満たしているかどうか確認します。
しかし、量産をするときに、工作部門が一つのものを何度も測定して、自分たちの計測能力がどのくらいばらついているか、ということ出しているかというと、これはやっていません。
それは計測部門がやるべきことなのか、工程の品質能力を高めるための生産技術的なものと考えるべきなのか、どうなのでしょうか。
全部やる必要はない
阿知波正之(司会) 取り入れている会社は、工程の改善計画を決めるときに評価をしています。工程改善計画の中に不確かさの改善ということを入れています。
全部やる必要はありません。工程能力が十分にあるところはやらなくてもよいのです。不十分なときに調べると、いろいろと見えてくるのです。
小松屋隆一 当社は注文が入ると規格を先に決めてしまうことが多いので、不確かさの評価を先にすることは厳しいですね。
不確かさを使いたくないという声も
阿久津光 問い合わせを受けたのですが、計測器のばらつきが大きすぎるので何とかならないかというのです。
当社も、エンジンの製造などでは規格が先に決まっているので、それに何とか入れ込まなければなりません。そうすると、その条件をつくるためには計測器のばらつきが大きすぎるのです。そこで、不確かさを使おうかというところまではきました。
しかし、計測器の校正の不確かさだけでは、経年変化とか条件の変化により、1年後はどうなっているかわかりませんね。そうすると使いたくないという話になってしまうのです。
伊藤佳宏 JCSSの不確かさでも、計測器の規格と比べると、校正値の不確かさが規格の値よりも大きいものもいっぱいありますね。
阿知波正之(司会) 昨年度の調査の中での不確かさの適用事例ですが、ISO/TS16949のMSA(Measurement System Analysis)のR&Rを使ったものがあります。
そこはガードバンドを広く取っていましたが、R&Rが小さかったので、許容差を広げて工程内不良を下げたということです。
リスクとの兼ね合いで
植手稔 現場では、不確かさの話があまり出てこないのです。ほとんど気にしていません。おそらく、測定の不確かさを含めても結果的には規格の中に十分収まっているからだと思います。
安全に関わる計測とそうではない計測とは、きちんと識別されており、管理も別になっています。意識はされていませんが、測定の不確かさを加味しても充分マージンを持った管理がされています。
私たちは、測定の不確かさが絶対にあるということはわかっているのですが。やはり、これもリスクとの兼ね合いで、不確かさの推定をしたらよいのではないかと思います。
測定方法の不安定が影響
阿知波正之(司会) 計測器そのもののばらつきの問題よりも、現場の測定のばらつきの問題が遙かに多いのです。その際、一番の原因は測定方法が不安定だということです。
田中亀仁 加工のラインは昔はゲージで測っていました。それを最近は三次元測定機で測っています。しかし、うまく測れないという問題が出てきました。それで製品に不良品が出てしまったことがあります。
原因は、計測器自体の故障ではなく、プローブに付着した塵やアルミニウムの滓でした。そのために測定値がおかしくなっていたのです。部屋の環境(室温管理)の問題もあります。
これも事前に不確かさをきちんと出しておけば、問題は起こらなかったのです。
植手稔 モーターのハウジングでも真円度が大切です。ところが、製造工程できちんと真円度が出ているにもかかわらず、測定のしかたによっては不良品と判定されることがあります。三次元測定機を使って測定するわけですが、やはりコツがあって、測定のやり方がまずいとちゃんと測れません。
不確かさが大きい分野への適用をどうするか
阿久津光 電気の高周波の測定は非常に気を遣わないと不確かさが大きくなってしまいます。ケーブルの取り回し方ひとつで測定値が違ってきたりします。しかし、これを不確かさに入れるとものすごいことになりますね。メーカーに言っても、配線の曲がりなどはできるだけ急峻に曲げることは避ける等のアドバイスはありますが、大雑把には「感覚です」というような答えが返ってくることが多いです。
普通の電気の試験装置でも計測器単体で測るとOKなのですが、組み込むとダメなのです。よく見ると、工程改善などで配線を束ねているのですね。そうすると、ノイズを拾ってしまい正しい測定ができないのです。配線がぐちゃぐちゃだからノイズが出ていなかったのに、束ねたためにノイズが発生したのです。計測に関していえば、改善したつもりが改悪になっていたのです。
電気の高周波測定のような測定の不確かさが大きくなりがちな世界にどのように不確かさを適用していくのか、ということも課題だと思います。
植手稔 EMCの計測器は、試験結果の不確かさが大きいですね。
測定技術の不確かさの問題も
阿久津光 人の測定技術の問題もあります。入社1年目の人と5年目の人では不確かさが違います。
小松屋隆一 一軸試験機において、試験所間で試験値が異なるという問題があったので、試験機の問題なのか、測定する人の問題なのか、調査したことがあります。結果は、人による測定のばらつきでした。そこで、指導に行って個人のスキルを上げることで不確かさを小さくし、試験値を同等レベルにしたことを覚えています。
海外では法定計量にも要望が
伊藤佳宏 環境関係の規制値などはかなり精度が高い厳しい値ですが、法令では不確かさは付けていませんね。
阿知波正之(司会) 海外ではだんだん法定計量にも不確かさを取り入れようという要求が出てきているそうです。環境関連では、サンプリングの問題も絡んできますから、難しい問題があります。サンプリングのばらつきもありますし、分析のばらつきもあります。
放射線量の測定も問題
渡辺雪宣 今、問題になっている放射線量の測定などもまったく同じ課題を抱えていますね。計量目的に合致する計測器を使っているかという問題がありますし、測定技術や測定方法のばらつきも大きいですね。測定する高さも決まっていないとかね。
阿知波正之(司会) 測定においては、決まっていないところを決めることによって不確かさは小さくなります。
検診における不確かさ
植手稔 健康診断の測定結果も数字で出てきますね。この測定値の不確かさは相当大きいと思います。また、測定数値がなくて見た目、感覚で判断する項目の場合の、その判断の妥当性の問題もあります。この場合の不確かさはものすごく大きいですね。
阿知波正之(司会) 検診における誤診率の問題は品質工学でも取り上げられていますが、その損失は非常に大きいのです。再検査のコストの損失が大きいのです。つまり、再検査したらどこにも異常が認められない人が数多く再検査の対象になっているのです。その分はムダなコストです。
中野廣幸 社会的コストがものすごくかかっているということです。
廣瀬幸造 安全率を見込んで再検査の判断をしているのでしょうが、この不確かさをどれだけ小さくできるかでしょうね。難しいと思いますが。
量目関係でも使える
阿知波正之(司会) 量目関係でも不確かさが使えるものがあるのではないですか。
廣瀬幸造 米、小麦粉、飼料などの計量では水分が問題になります、水分が蒸発して測定値が変わってきます。これが一番大きいですね。米には通常約13-16%の水分が含まれていますから。
不確かさの推定で改善できる
阿知波正之(司会) どんな場面でも、ばらつきを評価して改善することによって、品質を改善することができ、効果があるわけです。不確かさという言葉を使うかどうかは別にして、不確かさに注目して工程の改善を進めていって欲しいと思います。
すべてを調べるのではなく、調査する対象を、改善を必要としているようなものに絞って不確かさを推定すると、効果が見込めます。
本日は現場の計測管理の新しい課題である、JISQ10012と不確かさについて多くの発言をいただきありがとうございました。
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