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【初心者向け】MSA(計測システム解析)って何?をわかりやすく解説!

製品や商品を製造していると、長さや重さを測る(量る)ことは大切です。決められた長さや重さになっていないと不良品になってしまう。。

不良品を作らないために日々努力してても、測定する機械が壊れてたら、元も子もありません^^;

この現場で使っている測定機器に注目したものが、MSA(計測システム解析)です。

ISO/IATF16949の審査を受ける場合も、MSA(計測システム解析)は必ず確認されます。(MSAは、Measurement System Analysisの頭文字の略称)

なかなか馴染みのない言葉ですが、この記事ではMSAの具体的な内容を解説します。

MSAで使用する計算式や判定方法の説明は、かなり複雑で難しくなります。ここでは初心者の方に向けて、MSAの考え方に重点をおいた説明をしますので、ご了承下さい。

この記事はこんな人におすすめ
  • MSAの専用ツールを使っているけど、あまり理解できていない人
  • 計測管理のプロセスに携わって間もない人
目次

MSA(計測システム解析)って何?

ここではイメージしやすくするためにポテチを題材に話を進めていきます^^

コンビニでポテチを買おうとすると、袋にポテチの重さが表示されていると思います。

ポテチの絵

もし、80gって表示してるのに実際の重さが70gだったら・・・当然、怒りますよね(^^;;

メーカーさんも商品の重さを、きちんと量(はか)って出荷してますので、重さが違うことはまずありません。

でもメーカーさんで使っている計測器が、壊れていたら? 目盛りが少しずれていたら? どうでしょう。

測定器では80gと表示されているのに実際は75gしかない

測定器に5gの誤差があったら、5g少ない商品が出荷されてしまいます。

ポテチの絵2

きちんと重さを計測できているかを証明することで、安心してポテチが出荷できます。

測定器の誤差や作業者のバラツキを全て考えて、大丈夫なことを検証することがMSA(計測システム解析)です。

きちんと計測できているかを証明する方法

測定器の誤差がないことや、測定者にバラツキがないことを証明する方法は、5つ決められた考え方があります。

5つの方法で検証した結果が全て合格であれば、きちんと計測できていることになります。

5つの検証方法
  1. 偏り
  2. 安定性
  3. 直線性
  4. 繰返性
  5. 再現性

これって校正と何が違うの?

校正との違い

計測器の証明であれば、校正で良いのでは?と思う人がいると思います。

間違っていませんが、校正はMSAの中の1つになります。

紹介した5つの検証方法の中で、①偏り、②安定性、③直線性をまとめて、校正と呼ばれています。

校正だと、測定する人(測定者)のバラツキを考えていないため、十分ではないと思われています。

測定者のバラツキを検証するのが、④繰返性と⑤再現性です。④と⑤をあわせてGageR&Rと呼ばれることがあります。(GageR&Rはあとで説明します^^)

測定器の分解能

分解能は、単位のこまかさを意味します。

仮に80gの重さをはかる場合、最小単位の1つ下まで読み取れる測定器が必要です。

測定器の表示が、80.0g(小数点第1位まで)まであるものです。80gまでの表示だと正確性に欠けると判断されます。

個人的には、最小単位の2つ下まで読み取れる測定器をおすすめします。(80.00gと表示されるもの)

0.1g単位の場合、実際測定すると「79.9ー80.0ー80.1」の間で表示の動きがとまらない(安定しない)ことがよくあります。

体重計にのって、数値が安定しない経験したことありますよね。あんな感じです。測定器を選ぶ場合は、少し検討してみて下さい^^

偏りってなに?

偏りは、基準となるものを測定した結果、基準値とのずれを指します。

例えば、80gの分銅(=基準値)を、1人の測定者(Aさん)が、5回測定した結果で判断します。

80gの分銅を5回測定した結果

測定の図1
測定回数測定結果(g)
1回目80.0
2回目80.1
3回目79.9
4回目80.0
5回目80.1

基準となる80.0gに対して、どの程度バラツキがあるかで、合格 or 不合格を判定します。

安定性ってなに?

安定性は、偏りに時間の要素を加えたものになります。

例えば、80gの分銅をAさんが5回測定して、同じことを5日間行います。

時間的なバラツキがないか=安定しているか?を判断します。

1日ごとの測定結果

回数6月1日6月2日6月3日6月4日6月5日
1回目80.080.180.079.980.1
2回目80.180.080.180.079.9
3回目79.980.079.980.080.0
4回目80.079.980.080.180.0
5回目80.180.080.179.980.0
測定の図2

直線性ってなに?

直線性は、測定する範囲の中での偏りを見るものです。

普段、80gのポテチをはかる測定器であれば、40g、60g、80g、100g、120gの分銅を使って偏りの測定を行います。

それぞれの重さで偏りに問題がなければ、合格になります。

各分銅での測定結果

回数40g60g80g100g120g
1回目40.160.080.0100.0120.0
2回目40.060.080.1100.1119.9
3回目40.059.979.9100.1120.0
4回目39.960.080.0100.0120.1
5回目40.060.180.1100.0120.0
測定の図3
測定結果をグラフにすると直線に見えます
測定結果グラフ

繰返性ってなに?

繰返性は、1人の測定者(Aさん)が1つの商品を使って、複数回測定した結果のバラツキになります。

例えば、同じポテチをAさんが5回測定して、その結果から判断します。偏りとの違いは、基準のもの=分銅ではなく、実際の商品を使用する点です。

ポテチを5回測定した結果

測定の図4
測定回数測定結果(g)
1回目80.0
2回目80.1
3回目80.2
4回目80.0
5回目80.1

再現性ってなに?

再現性は、繰返性に測定する人の要素を加えたものです。

Aさんの他に測定するBさん、Cさんの測定結果から判断します。

3名が5回測定した結果

回数AさんBさんCさん
1回目80.080.080.1
2回目80.180.080.0
3回目80.280.180.0
4回目80.080.080.0
5回目80.180.180.2
測定の図5

GageR&Rってなに?

MSAにたずさわっているとGageR&Rという言葉がでてきます。

R&Rは、繰返性(Repeatability)と再現性(Reproducibility)の頭文字をとったものです。ただ、さきほど説明した繰返性、再現性と少し違う点があります。

それは商品のバラツキを加味するという点です。

GageR&Rの具体的な例を出すと「3名の測定者が、10個の商品を5回測定した結果」になります。

これまで商品は1つでしたが、商品自体のバラツキも入れて、検証することになります。

より実践的な検証方法になりますので、MSAの繰返性と再現性を表す方法として、GageR&Rの手法を使うことが一般的になってきています。

測定の図6

MSA(計測システム解析)のまとめ

MSA(計測システム解析)は、現場で使用する計測器の確からしさ、測定する人の正確性を検証する手法になります。

5つを検証することで、現場の計測システムが問題ないことが証明できます。

5つの検証方法
  1. 偏り:基準値と測定結果のズレ
  2. 安定性:偏りの時間経過をみる
  3. 直線性:測定範囲内で偏りをみる
  4. 繰返性:実際の商品と測定結果のズレ
  5. 再現性:測定者のバラツキをみる

MSAは、時間のかかる面倒な作業ですが、現場を支える大切な考え方です。

実際の計算は、Excelなど数値を入力すれば合格、不合格を判定してくれるツールもあります。考え方を理解して、うまくツールを活用して頂ければと思います。

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