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QC7つ道具

第5章 物の管理

QC7つ道具(QC七つ道具)は、品質管理活動の中で数値データを分析するために用いる7つの基本的な手法です。現場の品質問題の原因分析や改善活動に広く活用されています。中小企業診断士試験では各道具の特徴と使い分けが問われます。

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QC7つ道具の概要

簡単にいうと

簡単にいうと、QC7つ道具は「品質の問題を見える化して分析するための7つの定番ツール」です。数値データ(定量データ)を扱うのが特徴です。

QC7つ道具は、品質管理において数値データの分析に用いる以下の7つの手法です。

1. パレート図:不良の種類や原因を棒グラフと累積折れ線グラフで表し、重点的に対策すべき項目を明確にする図です。「重点指向」に基づき、影響の大きい少数の要因に着目します。

2. ヒストグラム(度数分布図):データのばらつきの分布状態を棒グラフで表します。データの中心値やばらつきの大きさ、分布の形状(正規分布かどうか)を視覚的に把握できます。

3. 散布図:2つの変数の関係(相関関係)を点で表した図です。正の相関・負の相関・無相関を判断します。ただし、相関関係は因果関係を意味しないことに注意が必要です。

4. 管理図:工程の品質特性値を時系列でプロットし、中心線(CL)管理限界線(UCL・LCL)を引いて工程が安定状態にあるかを判断する図です。管理限界は通常 ±3σ\pm 3\sigma(3シグマ)で設定します。

5. 特性要因図(フィッシュボーンダイアグラム):結果(特性)とその原因(要因)の関係を魚の骨の形に整理した図です。石川ダイアグラムとも呼ばれます。4M(Man・Machine・Material・Method)の観点から原因を系統的に洗い出します。

6. チェックシート:データの収集を容易にし、確認漏れを防ぐための記録用紙です。不良項目別の発生件数を「正」の字などで記録する度数分布用チェックシートが代表的です。

7. グラフ(層別):データを棒グラフ・折れ線グラフ・円グラフなどで可視化する手法です。層別は、データを機械別・作業者別・時間帯別などの要因で分類して分析する手法で、他のQC道具と組み合わせて使用します。

具体例

製品の不良率が高い工場で、まずパレート図で不良の種類を分析したところ、「寸法不良」と「外観傷」で全体の80%を占めていました。次に特性要因図で寸法不良の原因を分析し、「刃具の摩耗(Machine)」と「測定方法の不統一(Method)」が主要因と特定。管理図で工程監視を開始し、改善効果を確認しました。

パレート図・ヒストグラム・散布図・管理図・特性要因図・チェックシート・グラフの7つを示す一覧図

QC7つ道具

試験のポイント

  • 7つの道具の名称と各道具の用途を正確に覚えましょう
  • 管理図の管理限界線は±3σ(シグマ)で設定することを押さえましょう
  • 特性要因図は「原因と結果の関係」、パレート図は「重点項目の特定」という使い分けを理解しましょう
  • QC7つ道具は「数値データ(定量データ)」を扱うのが特徴です(新QC7つ道具は言語データ)
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管理図の詳細と工程能力指数

簡単にいうと

簡単にいうと、管理図は「工程が安定しているかどうか」を折れ線グラフで監視するツールです。異常を見つけるための判定ルールが4つあり、工程能力指数(Cp)で工程の実力を数値化できます。

管理図の判定ルール

管理図で工程の異常を検出するための4つの判定ルールがあります。

ルール内容意味
ルール11点がA領域(3σ線)を超える突発的な異常の発生
ルール2連続する9点が中心線の同じ側に並ぶ工程平均の偏り(シフト)
ルール3連続する6点が一方向に増加または減少する工程の傾向変化(トレンド)
ルール4連続する14点が交互に増減する周期的な変動パターン

管理図の種類

管理図には解析用管理図(工程が統計的管理状態にあるかを評価する)と管理用管理図(工程を管理状態に維持するために使用する)の2種類があります。

データの種類に応じて7種類の管理図があります。

データ種別管理図用途
計量値X-R管理図平均値と範囲で管理(最も一般的)
計量値x管理図個々の測定値で管理
計量値s管理図平均値と標準偏差で管理
計数値np管理図不良個数で管理(サンプルサイズ一定)
計数値p管理図不良率で管理(サンプルサイズ変動可)
計数値c管理図欠点数で管理(検査単位一定)
計数値u管理図単位あたり欠点数で管理(検査単位変動可)

工程能力指数

工程能力指数(Cp)は、工程がどの程度規格を満たす能力を持っているかを数値化した指標です。

Cp=規格上限規格下限6σCp = \frac{規格上限 - 規格下限}{6\sigma}

Cpの値評価対応
1.67以上十分すぎる(工程能力が過剰)規格幅の見直しやコスト削減を検討
1.33~1.67十分現状の管理を維持
1.00~1.33十分とはいえない工程改善の検討が必要
1.00未満不足早急な工程改善が必要

工程の平均が規格の中央からずれている場合は片側工程能力指数(Cpk)を用います。

Cpk=規格限界と工程平均の距離のうち小さい方3σCpk = \frac{規格限界と工程平均の距離のうち小さい方}{3\sigma}

CpkはCp以下の値となり、工程の偏りを反映したより実態に近い指標です。

具体例

部品の直径規格が10.0±0.3mmの場合、規格幅は0.6mm。工程の標準偏差σが0.08mmなら、Cp=0.6/(6×0.08)=1.25で「十分とはいえない」と評価されます。工程改善で標準偏差を0.06mmに縮小するとCp=0.6/(6×0.06)=1.67で「十分すぎる」に改善されます。

管理図の異常判定ルール4種類のミニチャート

管理図の4つの異常判定ルール

試験のポイント

  • 管理図の判定ルール4つ(1点が3σ超え/9点が同じ側/6点が連続増減/14点が交互増減)を覚えましょう
  • 計量値(X-R/x/s)と計数値(np/p/c/u)の管理図の使い分けを理解しましょう
  • 工程能力指数Cpの計算式と4段階評価を覚えましょう。Cpkの意味も押さえましょう

まとめ

テーマ
ポイント
注意点
パレート図
重点項目の特定、棒グラフ+累積線
ABC分析との関連を意識
ヒストグラム
データの分布状態を把握
規格との比較で工程能力を判断
管理図
工程の安定状態を時系列で監視、±3σ
UCL/LCLは規格限界ではない点に注意
特性要因図
原因と結果を魚の骨形で整理、4M
石川ダイアグラムの別名も覚える
管理図と工程能力指数
判定ルール4つと管理図7種類、Cp/Cpkの計算を覚えましょう
Cp=1.33以上が「十分」の基準です

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