タイの自動車部品メーカー向けに、デジタルノギスの測定値をQCレポートへ送信し、Cpkを自動計算するシステム

課題の背景

本事例の課題は、デジタルノギスの測定値を品質レポートへ直接取り込み、統計値をシステムで計算することでした。従来、QC担当者はデジタルノギスでワークを測定し、紙の帳票に値を記入してから、Cpkなどの値を自分で計算してレポートを作成していました。

数値を手で記入して計算する場合、同じ数値が何度も人の手を経ることになり、そのたびに読み間違いや計算間違いの可能性があります。そのため、タイの自動車部品メーカーであるお客様は、測定器から値を受け取り自動で計算するレポートを求めていました。

要件と制約

システムは、インターネットに接続せずに、Mitutoyoデジタルノギスおよび工場のサーバーと連携して動作する必要がありました。主な要件と制約は次のとおりです。

• 工場のSiemens製産業用サーバー（IPC、OSはWindows 10）に導入し、内部LAN内でのみ動作すること
• Mitutoyoデジタルノギスから、InGauge USBによる有線とU-WAVEによる無線の両方で値を受け取れること
• レポートのヘッダーに、品番（Part Number）、日付、設定済みの上下規格値（USL/LSL）を自動で取り込むこと
• 日勤、夜勤、終日の別、および品番別にグラフを表示できること
• 測定点ごとのCpkを計算して基準値1.33と比較し、その月全体のデータから管理線（UCL/LCL）を計算して翌月に使用すること
• 規格外の点（NG）について問題の詳細を記録でき、管理者がユーザーとレポートのダウンロード権限を設定できること
• システムからのメール送信は、工場のIT部門が内部メールサーバー（SMTP）を有効にするまで待つ必要があること

ノギスの値はどのようにレポートへ取り込まれるのか

ノギスの値は、ノギスに接続した信号送受信器を介して、Webアプリのレポート画面の入力欄へ直接入ります。QC担当者は従来どおりの手順でワークを測定しますが、値を自分で入力したり記入したりする必要はありません。ノギスの値の送信方法は2通りあり、有線のInGauge USB信号変換器を介する方法と、MitutoyoのU-WAVEワイヤレス送信機を介する方法です。

本案件の要件は、工場のサーバー上で内部LAN内でオフライン動作するWebアプリです。そのため、同じLAN内にある端末からWebブラウザでレポート画面を開くことができます。システムの処理手順は次のとおりです。

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   ワークを測定して値をシステムへ送信

   QC担当者はMitutoyoデジタルノギスでワークを測定し、InGauge USB信号変換器を介して、またはノギスに取り付けたU-WAVEワイヤレス送信機のボタンを押して、値をシステムへ送信します。

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   全体レイアウト画面から設備を選択

   全体レイアウト画面（Quality Layout）は生産ラインのレイアウトを表示し、必要なラインだけに絞り込むことができます。ユーザーはレポート画面がある設備をクリックして、その設備のレポートを開きます。

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   測定値がレポートの表に自動で並ぶ

   測定値は測定点の順に表へ並びます。システムは各セットの合計と平均を即時に算出し、品番、日付、USL/LSLの値をレポートのヘッダーに入力します。

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   管理図の作成とCpkの計算

   システムはシフトと品番ごとにX̄-R管理図（平均と範囲）を作成し、測定点ごとのCpkを計算して、基準値1.33に対するステータスを表示します。

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   問題の記録と権限の管理

   規格外の点（NG）については問題の詳細を記録できます。管理者はLine Management画面でユーザーを管理し、レポートのダウンロード権限を承認します。

納入物

当社は、QCレポートWebアプリとInGauge USB 10セット、タブレット10台、無線ルーター1台を、タイの自動車部品メーカーへ2021年1月に納品しました。納品物は次のとおりです。

• 工場のSiemens IPCサーバー1台に導入した品質レポートWebアプリ
• 33の生産ラインを表示する全体レイアウト画面（Quality Layout）と、ノギスと連携する設備のレポート画面（工場内のある生産エリアの設備から開始）
• 測定値の表、X̄-R管理図、Cpkステータス、月次の管理線、NG点の問題記録を備えたレポート画面
• ユーザーとレポートのダウンロード権限を管理するLine Management画面
• 機器: InGauge USB 10セット、タブレット10台、無線ルーター1台
• 操作マニュアルと検収書類（Exit Criteria）

納品後にシステムへ何を追加・調整したのか

納品後、当社は2021年にお客様の変更要求（Change Requirement）に応じて複数回システムを調整しました。主な内容は、シフト区分の時間、実際の不良品のグラフからの除外、ユーザーとレポートのダウンロード権限の管理です。また、フレームワークを使わないPHPのコードの一部をLaravelへ移行しました。作業の経緯は次のとおりです。

1. 2020年: プロジェクトを開始し、Webアプリとレポート画面を開発
2. 2021年1月: システム、機器、操作マニュアル、検収書類を納品
3. 2021年: シフト区分の時間を調整し、実際の不良品をグラフにプロットしないよう除外するチェックボックス、ユーザーとサブ管理者（Sub Admin）の管理、レポートのダウンロード権限の申請機能を追加
4. 2021年: 完了案件としてプロジェクトをクローズ

納品とプロジェクトのクローズにより確認できた成果

確認できた成果は、当社が2021年1月に検収書類を含むシステムを納品し、2021年に完了案件としてプロジェクトをクローズしたことです。納品後、QC担当者はノギスの値をレポートへ直接送信でき、システムがCpkを計算するため、紙に記入する必要はありません。

本事例にはビジネス効果を測定した数値がないため、文書で確認できた成果のみを報告します。

私たちが学んだこと

本案件の重要な原則は、値を発生源で取得すること、規格値と管理線を分けること、工場のITシステムに依存する作業を初期段階で取り決めることです。各項目の詳細は次のとおりです。

• 値を発生源で取得し、すべての計算に同じ値のセットを使用します。測定器からレポートへ値を直接送信すれば、表、グラフ、Cpkが同じ数値のセットに基づき、何度も転記する必要がありません。
• 規格値と管理線を分けます。USL/LSLは品番ごとに設定する仕様であり、UCL/LCLは前月の実データから計算します。システムはこれらの値を分けて表示する必要があります。また、シフトの時間境界や、プロットすべきでない実際の不良品など、どのデータをグラフに入れるかを明確に取り決める必要があります。
• 工場のITシステムに依存する機能は、初期段階でIT部門と取り決める必要があります。本案件では、システムからのメール送信は、IT部門が内部SMTPを有効にするまで待つ必要がありました。

この手法をお客様の工場に適用する方法

貴社の工場ですでにデジタル測定器を使用しているものの、値を紙に記入しているのであれば、本事例と同じ方法を利用できます。つまり、測定器からレポートへ値を直接送信し、システムで管理図とCpkを計算します。調整が必要なのは、レポート様式、測定点、ご使用の機種に合わせた測定器の接続方法です。

• よく使う帳票で測定点が明確なものから着手します。計算式とレポート画面が固まってから、他の設備やラインへ展開します。
• システム管理者とユーザー権限の承認順序を初期段階で定めます。