広島大学大学院社会科学研究科マネジメント専攻 2008年度 M製品開発論テキスト７．設計検証論広島大学大学院社会科学研究科マネジメント専攻非常勤講師日野三十四 M 製品開発論(2008) ７．設計検証論１．設計検証の全体像下向きの矢印が『設計』、上向きの矢印が『検証』基本機能使い V 勝手 O 見栄 C え付加機能設計・検証『プロダクト・モデル』製品機能構成を中心においてレイアウト構成と性能構成で構成される基使見付本い栄加機勝え機能手能社内試験法（商品仕様書）商品 P K G 構成 PT / シャシ L/ O ｴﾝｼﾞﾝﾙｰﾑ L/ O 居住性・荷室計画ｱﾝﾀﾞﾌﾛｱ L/ O CAD P T 性能構成品質･コスト･タイミングの同時勝者になるためには：展開･検証の単位時間当たりの繰り返しスピードを早め、たくさん実施すること。製品機能構成シボ内電デ外装ャシィ装走る、曲がる、止まる NVH、熱害エミッション耐久性耐環境性人間工学 C r aft sm an sh ip 情報の展開･検証をスムーズに実施するためには：プロダクト・モデルを中心とした情報管理構成を標準化すること CAT/ CAE 質量 CAD VOC: Voice of the Customer CAD: Computer Aided Design CAT: Computer Aided Testing CAE: Computer Aided Engineering CAM: Computer Aided Manufacturing PDM: Product Data Management PDM PDM 加工工程 PDM 重心荷重配分生産構成組立工程商品開発とは：商品開発に関わる上流から下流までの各部門の情報を展開し、検証することを、何回も繰り返して収束を図ること。質量構成開発資開発工数源構開発期間成技材料費術原加工組立費価構治型具費成開発設備費 CAM 検査工程物流工程共通費生産原価構成間設労接備務費費費 PDM A社購買 B社構成・・・ PDM 板金 -1- 購買原価構成鋳機・械鍛加工電機組立 M 製品開発論(2008) ７．設計検証論２．社内試験＜社内試験体系の例（自動車）＞社内試験体系社内試験基本機能試験製品によって異なる正の性能試験投入ｴﾈﾙｷﾞが目的方向に使われた性能走る曲がる止まる快適補機性能試験負の性能試験 NVH試験投入ｴﾈﾙｷﾞが無駄に使われた性能熱害試験ｴﾐｯｼｮﾝ試験信頼性試験対環境試験耐久試験人間工学試験 (使い勝手) 運転者工学ｻｰﾋﾞｽ性工学座り心地視界・視認性各種操作性座り心地各種操作性積荷性部品脱着性意匠評価試験 (見栄え) 設計美学 (体系化未確立) Craftsman ship 合い・沿いまとまりｺﾝﾎﾟｰﾈﾝﾄ実験ｴﾝｼﾞﾝ実験ｳｵｰﾀﾎﾟﾝﾌﾟ実験乗員工学ﾄﾗﾝｽﾐｯｼｮﾝ実験ｵﾙﾀﾈｰﾀ実験ｻｽﾍﾟﾝｼｮﾝ実験 -2- エンジン性能試験 0-400m加速試験追い抜き加速試験登坂試験・・・コーナリング試験最小回転試験据え切り試験・・・急制動試験濡れ路面制動試験・・・空調試験音響試験 NAVI性能試験・・・車内騒音試験車外騒音試験異音試験加減速振動試験高速シミー試験操縦安定性試験目地突き上げ試験・・・ｴﾝｼﾞﾝｵｰﾊﾞｰﾋｰﾄ試験フロアー温度試験枯れ草着火試験ｽﾄｯｷﾝｸﾞ燃焼試験・・・排気ガス試験燃料蒸発ガス試験化学製品蒸発試験・・・高温試験低温試験高地試験シャワー試験電波障害試験・・・一般耐久試験高速耐久試験悪路耐久試験法規耐久試験特殊耐久試験・塩散布耐久試験・中国路面耐久試験・石畳耐久試験・寒冷地耐久試験 M 製品開発論(2008) ７．設計検証論  社内試験とは、市場での製品の無限の使われ方を社内の一定条件下で再現する方法。  設計は、社内試験での性能目標や信頼性・耐久性基準をターゲット。  CAEも基本的には社内試験での性能目標や信頼性・耐久性基準との相関性が生命線。  したがって社内試験は設計やCAEにとっての神様。  社内試験の生命線は、「市場との相関性」。  特に信頼性・耐久性基準の市場との相関性が重要。  信頼性・耐久性の社内試験は、市場での故障モードと故障要因の全体の再現が必要。（特性要因図全体の再現が必要）＜特性要因図＞故障要因２故障要因１要因２１要因２２要因２３要因１３要因３２故障要因３故障モード要因４３要因３３要因４１要因３１要因１１要因１２要因４２故障要因４＜特性要因図の例＞排ガス装置劣化触媒劣化燐被毒熱劣化熱変形触媒反応器破損 -3- 鉛被毒排ガス悪化 M 製品開発論(2008)  ７．設計検証論市場調査や現地テストなどを通じて、特性要因図全体が再現するような社内の運転条件と運転時間を探索すること。  基本的には市場での代表的な使われ方を社内で忠実に再現する方法を探索すること。  “加速試験”と称して市場にはない厳しい条件で運転して短時間で故障モードのみを再現する試験法を社内試験として採用してはならない。こういう根拠のない試験法では、製品を構成している一部のユニットや部品は過剰品質となり、一部は不足品質となる。  三菱自動車のハブ脱落問題は社内試験では問題なかったとしたら、社内試験法が市場の使われ方を忠実に再現していなかったことになる。  三菱自動車のGDIは市場で燃焼スラッジ堆積問題を起こしたが、エンジンの耐久試験を根拠のない“加速試験”でやっていた可能性あり。  市場の使われ方を忠実に再現した社内試験法は、たとえば『市場１０年１０万キロ耐久性保証』とかになると試験に長期間必要になり、開発期間短縮のネックになる。  加速試験は、市場の使われ方を特性要因図方式で忠実に再現した後、加速試験を適用したらどの特性がどのように変化するか、再現できる項目と再現できなくなる項目を見極めながら適用することが必要。  開発期間短縮の決め手は、長期間要する社内試験法をCAEに置き換えること。その場合も、CAEが社内試験法による特性要因図全体を模擬していることを確認が必要。 -4- M 製品開発論(2008) ７．設計検証論実験の自動化システム（清水宏晃、倉科淳、藤井善雄、山田ゆう子、佐藤淳、黒沢和己『実験部門における CAE の現状と将来』日産技法、第 23 号別冊（昭 63-3)) 実験データによる設計インテリジェンスの獲得実験データ群実験情報群設計インテリジェンス Xがどうなら Yはどうなる理論的には説明できない経験的な法則 -5- M 製品開発論(2008) ７．設計検証論３．デザイン・レビュー (DR、設計審査)  DRの定義：JIS信頼性用語『アイテムの設計段階で、性能・機能・信頼性などを化かう、納期などを考慮しながら設計について審査し、改善を図ること。審査には設計・製造・検査・運用など各分野の専門家が参加する』  ISO9001-1994での要求事項：『設計の適切な段階において、設計結果の公式な、文書に基づく審査を計画し、実施すること。各々のデザイン・レビューに参加するメンバーには、審査される設計段階に関係するすべての部門の代表者だけでなく、必要に応じて他の部門の専門家も含めること。これらの審査の記録は維持すること。 →複数回実施すること。 →DRの手順が公式の文書で定められていること →製品に関する情報を授受する部門の設計審査資格を持った代表者が参加すること。 →必要に応じて技術研究所や品質分析部門などの部門の専門家も含めること。 →審査の結果は記録し、未解決問題は解決されるまで維持すること。  『設計部門をつるし上げる場』になる危険あり、『設計部門を助ける場』であることを社内強調が必要。  DRの手順を明確にし、必要な帳票を整備することが成否の分かれ目。（大津亘、1989） -6- M 製品開発論(2008) ７．設計検証論＜DR開催手順＞設計部門（仕入れ先含む） DR事務局審査部門 DR発意（DR開催のXヶ月前）否事前説明会の開催必要？要事前説明会案内（DRチェックリスト添付）説明資料準備事前説明会開催議事進行送付説明質疑 DR開催案内（DRチェックリスト添付）審査資料準備 DR開催議事進行事前確認送付事前確認説明質疑報告残問題フォロー報告確認議事録作成・配布節目ごとに棚卸・DRは全部終了したか・残問題は解決したか・DR Check listは更新したか（日野三十四、2002） -7- M 製品開発論(2008) ７．設計検証論＜DRチェックリスト＞ DRチェックリストのできばえがDRの成果を左右する。 DRチェックリストは組織の“設計ナレッジベース”。実践を通じて年々向上させることが重要。図 5 – 14 デザイン・レビューチェックリスト（全体版） 1. 基本計画 2. 信頼性 3. 安全 4. 工業所有権 5. 操作性（詳細版）・日程計画　・重量計画　・性能・品質　・海外CKD・国産化　・生産計画・原価企画　・新規性・仕向け地　・基本配置計画　・共通化・標準化・構成部品　・フールプルーフ　・公差（偏差）　・強度・機能・機構　・テスト条件・フェールセーフ　・特殊設計・組付性　・使用条件・頻度　・故障率・耐用寿命・フェールセーフ　・テスト　・クラッシュワージネス・ウォーニング　・視認性・フールプルーフ　・法規制・二次故障　・安全設計・工業所有権の取得・工業所有権の抵触・配置　・操作力・フィーリング・操作法　・姿勢・動作審査項目１．基１ 2 ３ 6. サービス性・点検　・メンテナビリティ　・リペアビリティ保守・調整・交換　・アンダメージャビリティ 7. 経済性・共通化　・互換性　・ランニングコスト・重量軽減・省資源　・標準化　・汎用性　・製造コスト 8. 生産性・加工性　・検査容易性　・設備能力・組付性　・標準化 9. 輸送・・輸送保管条件保管・輸送効率 10. 市場・法規制　・対環境（公害）適応性・市場環境・メンテナンス・・６・ 10 （出典：『自動車工学便覧』表 3-15 自動車技術会 1984）・本計画日程計画（開発大日程、出図日程、試作日程） (1)出図日程上の問題はないか (2)コンポーネント完成上ネックになる出図および試作について考慮されているか重量計画 (1)目標重量構成を達成できるか (2)重量の算定に問題はないか (3)重量低減が十分考慮されているか性能・品質 (1)目標品質を確保できるか (2)品質の予測に問題はないか (3)品質向上のための十分な配慮がなされているか・・・原価企画 (1)目標原価構成を達成できるか (2)原価の算定に問題はないか (3)原価低減が十分考慮されているか・・・共通化・標準化 (1) 共通化・標準化が最大限なされているか (2) ・・・・・・２．信頼性１構成部品 (1)部品点数は最小限に抑えられているか (2)実績のある部品が適切に使用されているか (3)実績のある機構部品の最適な使用が行われているか２フールプルーフ (1)ﾌｪｰﾙｾｰﾌは考慮されているか (2)ﾌｰﾙﾌﾟﾙｰﾌは考慮されているか (3)冗長性を持たせた設計になっているか・・・（日野三十四、2002） -8- M 製品開発論(2008) ７．設計検証論＜DRチェックシート＞（大津亘、1989）＜DRフォローシート＞（大津亘、1989） -9- M 製品開発論(2008) ７．設計検証論＜DRの効果＞（大津亘、1989）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・＜参考文献＞大津亘、『設計技術者のための品質管理』日科技連、1989 日野三十四、『トヨタ経営システムの研究』ダイヤモンド社、2002 - 10 - M 製品開発論(2008) ７．設計検証論４．設計検証マネジメントシステム商品目標設定ツールボイスオブザカスタマ (VOC) プロダクトベンチマーキング (PBM) 製品仕様書設計検証マネジメントシステム設計スペックマスターデータベース Select (2) 設計スペック表 (1)製品機能構成(マスター) System: 01.00.00 Vehicle ID SubSub-sub- Spec. Base Model 開発Stage毎のｽﾍﾟｯｸ System System Name Spec. Plan 先行試作 PP 量産 01.01.01 01.01.01 XXX XXX XXX ベース製品/ベースシステムから何を 01.02.00 01.02.01 XXX どのように変えるのか? XXX 01.02.02 XXX XXX System Sub-system Sub-sub-system Component Code Name Code Name Code Name Code Name 01.00.00.00 01.01.00.00 01.01.01.00 01.01.01.01 01.01.01.02 xx.xx.xx.xx 01.01.02.00 01.01.02.01 01.01.02.02 01.01.02.03 xx.xx.xx.xx プロダクトユニークの構成を選択同じ製品機能構成開発の早い段階から使用する、機能設計のための標準的なBOM。部品仕上がりチャート部品メーカーの部品仕上がりチャート製品機能構成 (3)部品仕上がりチャート設計検証アイテムのマスターデータベース製品構成にしたがって検証アイテムを選択検証ツール設計標準設計ガイド CAE基準 CAD基準試験基準 EGNG. Spec. ---- Class Verif. item Criteria SubSystem Subsubsystem ---- 検証結果先行検討stage XXX 判結果定報告書# Plan stage 判結果定報告書# 量産開始stage 判定報告書# 結果 X X 設計検証計画: 変更スペックの機能を確実にするために何を、いつ検証するのか? X X 設計検証結果: 検証の結果はどうか? クリティカルな問題は何かあるか? X X X X 確認項目デザイン・レビューサプライヤ評価決定技術ｽﾍﾟｯｸ問題ｽﾍﾟｯｸ提案 ---- 真の原因変更スペックの機能を確実にするためにどのようなプロセスを採用するのか? 試験不具合 Stage 部品番号設変期待スペック低減ｺｽﾄ生産部門不具合 Stage 部品番号 (5) IQS (J.D.Power)予測テーブル IQS 真の Code 原因計画された日にすべての確認項目が実行されたか? (6) 不具合フォローアップリスト (4)保証クレーム予測テーブル部品実際コスト内容保証ｺｽﾄ IQS改善のため期待されへの影響の設変ｽﾍﾟｯｸるIQS 不具合判定不具合真因判定部品メーカー不具合 Stage 部品番号不具合測定結果設変# 真因判定真因計画測定結果設変# 結果計画測定結果設変# 結果計画結果 5W1Hでフォローアップ (8) 開発仕上がりチャート記号 QQ QM QC M R H C QS QA E N 目標・要求 (7)不具合の管理状況チャート基準判定 IQS 平均故障間隔平均故障寿命商品性信頼性法規遵守性部品共通化率 Total Item XX 開発部門責任 XX件生産準備部門責任 XX件生産構造要件書適合率新技術のFMEA実施率・・・ - 11 - A rank: XX --D rank: XX E rank: XX F rank: XX 対策案 EC PC Spplr XXX XX X X XX X X - XX