JP2019057144A - 品質管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の部品で構成された製品に品質不良があり、個々の要素に異常がない場合における不良原因の検出を支援する。【解決手段】情報取得制御部１５０は、製品を構成する各部品の検査値と、製品および各部品の組み付けに関する情報である組み付け管理情報と、製造工程に関連する情報である工程関連情報とを取得する。評価結果出力部１６０は、複数の部品を階層的に組み合わせて構成された製品の構成図としてのツリー図を表示し、検査値、組み付け管理情報および工程関連情報の各要素に基づき、ツリー図上で、製品の品質不良の原因の可能性があると想定される複数の要素の組み合わせであるパスを示す。【選択図】図１

Description

本発明は、品質管理装置に関する。

複数の部品を組み合わせて構成された製品に品質不良があった場合、品質不良の原因となった要素を特定することが要請される。品質不良の原因となる要素には、製品を構成する部品や部品を組み付ける工程等がある。

特許文献１には、複数種類の下位部品の組み合わせによって製造される上位部品について、その上位部品の品質不良の原因が、その上位部品を構成している個々の下位部品の不良にあるのか、組付工程に問題があるのかを特定できる手段が開示されている。同文献に開示された品質管理方法は、複数種類の下位部品のうち少なくともいずれかについての品質データを検出する下位部品データ検出工程と、上位部品についての品質データを検出する上位部品データ検出工程と、上位部品の品質データを所定の上位部品不良基準値と比較して、上位部品不良判定を行う上位部品評価工程と、上位部品不良判定が行われた場合に、下位部品の品質データに基づいて上位部品の不良原因を特定する原因特定工程と、を有する。また、特許文献２には、不良の直接の原因となっている生産設備の異常を具体的に特定し、設備のメンテナンスおよび品質管理を簡易化するための技術が開示されている。同文献に開示された従来技術において、品質管理装置は、各製品を処理したときに生産ラインの生産設備で観測された各観測項目の観測値が記録された観測データを取得する観測データ取得手段と、生産ラインの検査装置によってある製品で不良が検出された場合に、観測データを用いて、不良が検出された不良品を処理したときの観測値と不良が検出されなかった良品を処理したときの観測値とを比較することにより、不良の要因となり得る生産設備の動作の異常が発生しているか判断する不良要因推定手段と、を有する。

特開２００２−２５１２１２号公報 特開２０１５−１４２０８４号公報

複数の部品で構成された製品に関して、個々の部品に異常がない（検査情報が許容範囲）が、製品の品質不良が生じることがある。この場合、複数の要素（部品や工程）による複合的な原因があることが想定されるが、個々の要素の検査情報は明確な異常値でないため、個々の部品や工程に異常がある場合と異なり、原因の特定が困難である。

本発明は、複数の部品で構成された製品に品質不良があり、個々の要素に異常がない場合における不良原因の検出を支援することを目的とする。

請求項１に係る本発明は、
製品を構成する各部品の検査値を取得する検査値取得手段と、
製品および各部品の組み付けに関する情報である組み付け管理情報を取得する組み付け管理情報取得手段と、
製造工程に関連する情報である工程関連情報を取得する工程関連情報取得手段と、
複数の部品を階層的に組み合わせて構成された前記製品の構成図を表示し、前記検査値、前記組み付け管理情報および前記工程関連情報の各要素に基づき、当該構成図上で、製品の品質不良の原因の可能性があると想定される複数の要素の組み合わせを示す表示手段と、
を備えることを特徴とする、品質管理装置である。
請求項２に係る本発明は、
前記表示手段は、製品の品質不良の原因の可能性があると想定される前記複数の要素の組み合わせが複数存在する場合に、予め定められた規則に基づいて決定された不良原因の順位の情報を、当該組み合わせの各々に対応させて表示することを特徴とする、請求項１に記載の品質管理装置である。
請求項３に係る本発明は、
前記表示手段は、前記不良原因の順位に応じて、前記複数の要素の組み合わせを相異なる表示態様で表示することを特徴とする、請求項２に記載の品質管理装置である。
請求項４に係る本発明は、
前記表示手段は、前記構成図として、前記製品を構成する各部品の相互の関係を、製品および当該製品の各部品に対応するノードと製品と部品および部品どうしの関係を示すエッジとで表すツリー図を表示することを特徴とする、請求項１に記載の品質管理装置である。
請求項５に係る本発明は、
前記表示手段は、前記ツリー図を構成するノードが指定されると、指定されたノードに対応する部品に関する情報を、指定された当該ノードに対応させて表示することを特徴とする、請求項４に記載の品質管理装置である。
請求項６に係る本発明は、
製品および当該製品を構成する各部品の検査値を取得する検査値取得手段と、
製造工程に関連する情報である工程関連情報を取得する工程関連情報取得手段と、
前記検査値および前記工程関連情報の各要素における標準値からの乖離度に基づき、予め定められた条件を満たす複数の要素の組み合わせを特定する特定手段と、
を備えることを特徴とする、品質管理装置である。
請求項７に係る本発明は、
前記製品および各部品の組み付けに関する情報である組み付け管理情報を取得する組み付け管理情報取得手段をさらに備え、
前記特定手段は、前記組み付け管理情報により特定される、前記製品を構成する各部品の相互の関係に基づき、複数の部品を含む前記複数の要素の組み合わせを特定することを特徴とする、請求項６に記載の品質管理装置である。
請求項８に係る本発明は、
前記複数の部品を含む前記複数の要素の組み合わせには、前記製品を構成する階層的に組み合わされた部品のうち、相異なる階層に属する複数の部品が含まれることを特徴とする、請求項７に記載の品質管理装置である。
請求項９に係る本発明は、
前記特定手段により特定された前記複数の要素を示す情報を、製品の品質不良の原因の可能性があると想定される要素として出力する出力手段をさらに備えることを特徴とする、請求項６に記載の品質管理装置である。
請求項１０に係る本発明は、
前記製品および各部品の組み付けに関する情報である組み付け管理情報を取得する組み付け管理情報取得手段をさらに備え、
前記出力手段は、前記組み付け管理情報に基づき複数の部品を階層的に組み合わせて構成された前記製品の階層構造を示すツリー図を表示し、当該ツリー図において、前記特定手段により特定された前記複数の要素を示すことを特徴とする、請求項９に記載の品質管理装置である。
請求項１１に係る本発明は、
前記特定手段は、特定した前記複数の要素の組み合わせに対して各要素の乖離度の情報を付し、
前記出力手段は、前記ツリー図における前記特定手段により特定された部分に対応付けて、前記特定手段により付された乖離度の情報を表示することを特徴とする、請求項１０に記載の品質管理装置である。
請求項１２に係る本発明は、
前記特定手段は、予め定められた条件を満たす複数の要素の組み合わせが複数存在する場合に、予め定められた規則に基づいて当該複数の要素の組み合わせの各々に対して順位を決定することを特徴とする、請求項６に記載の品質管理装置である。

請求項１の発明によれば、部品や工程等の要素ごとに製品の品質不良の原因を特定する構成と比較して、個々の要素には異常がないが、組み合わされることで品質不良の原因となり得る複数の要素の組み合わせを検出することができる。
請求項２の発明によれば、品質不良の原因となり得る複数の要素の組み合わせを単に表示する構成と比較して、予め定められた規則に基づく属性にしたがって要素の組み合わせを識別することができる。
請求項３の発明によれば、品質不良の原因となり得る複数の要素の組み合わせを単に表示する構成と比較して、要素の組み合わせに対する表示態様により、予め定められた規則に基づく属性にしたがって要素の組み合わせを識別することができる。
請求項４の発明によれば、ツリー図の階層表現により、製品における階層的な部品の組み付け構造を表現し、品質不良の原因となり得る複数の要素の組み合わせを提示することができる。
請求項５の発明によれば、ツリー図で表現された製品の構成において、必要に応じて操作することにより、品質不良の原因となり得る複数の要素の組み合わせにおける要素の情報を参照することができる。
請求項６の発明によれば、部品や工程等の要素ごとに製品の品質不良の原因を特定する構成と比較して、個々の要素には異常がないが、組み合わされることで特定の条件を満たす複数の要素の組み合わせを検出することができる。
請求項７の発明によれば、部品や工程等の要素ごとに製品の品質不良の原因を特定する構成と比較して、製品における部品の組み付け構造に基づき、組み合わされることで品質不良の原因となり得る複数の要素の組み合わせを検出することができる。
請求項８の発明によれば、部品や工程等の要素ごとに製品の品質不良の原因を特定する構成と比較して、製品における階層的な部品の組み付け構造に基づき、組み合わされることで品質不良の原因となり得る複数の要素の組み合わせを検出することができる。
請求項９の発明によれば、出力手段の出力により、組み合わされることで品質不良の原因となり得る複数の要素の組み合わせを検出することができる。
請求項１０の発明によれば、ツリー図の階層表現により、製品における階層的な部品の組み付け構造を表現し、品質不良の原因となり得る複数の要素の組み合わせを提示することができる。
請求項１１の発明によれば、ツリー図において、品質不良の原因となり得る複数の要素の組み合わせにおける要素の情報を参照することができる。
請求項１２の発明によれば、品質不良の原因となり得る複数の要素の組み合わせを単に表示する構成と比較して、予め定められた規則に基づく属性にしたがって要素の組み合わせを識別することができる。

本実施形態による品質管理装置の機能構成を示す図である。 複数部品を組み合わせて構成された製品の構成例を示す図である。 組み付け管理情報ＤＢのデータ例を示す図である。 検査値ＤＢのデータ例を示す図である。 工程関連情報ＤＢのデータ例を示す図である。 品質管理装置として用いられるコンピュータのハードウェア構成例を示す図である。 品質管理装置の動作を示すフローチャートである。 検査値の特異値の例を示す図である。 組み付け作業における特異値の例を示す図である。 製品の構成を模式的に示した図である。 図１０に示した製品の構成において、複数のパスが不良原因候補と評価された例を示す図である。 図１０に示した製品の構成において、複数のパスが不良原因候補と評価された他の例を示す図である。 図１０に示した製品の構成において、複数のパスが不良原因候補と評価された他の例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜品質管理装置の機能構成＞
図１は、本実施形態による品質管理装置の機能構成を示す図である。本実施形態の品質管理装置１００は、組み付け管理情報データベース（ＤＢ）１１０と、検査値データベース（ＤＢ）１２０と、工程関連情報データベース（ＤＢ）１３０と、不良原因推定部１４０と、情報取得制御部１５０と、評価結果出力部１６０とを備える。また、特に図示しないが、品質管理装置１００は、製品の製造ライン等の制御装置や管理装置と接続されており、これらの装置とデータ交換する。

組み付け管理情報ＤＢ１１０は、製品および部品の組み付けに関する情報（組み付け管理情報）を管理するデータベースである。組み付け管理情報ＤＢ１１０には、組み付け管理情報として、製品を構成する各部品の識別情報と、部品の組み付け工程を特定する情報と、工程の内容とが対応付けられて格納される。部品の識別情報とは、部品の個体を識別するための情報である。部品の識別情報としては、例えば、部品の個体ごとに付与されたシリアル番号等が用いられる。組み付け工程を特定する情報とは、組み付け工程が実施された日時および場所を示す情報である。組み付け工程が行われた場所の情報としては、例えば、製造セルや製造ラインを特定する情報が用いられる。場所の情報としてセルやラインを用いる場合、この場所の情報により、実施された工程の種類が示される。工程の内容とは、どの部品がどの部品に組み付けられたかを示す情報である。

図２は、複数部品を組み合わせて構成された製品の構成例を示す図である。図２では、製品の構成を部品の組み付けに基づくツリー構造で示している。製品は、各部品を階層的に組み付けて構成されたものとして把握することができる。すなわち、製品の構造として、第１階層の部品に第２階層の部品が組み付けられ、この第２階層の部品に第３階層の部品が組み付けられるというように、部品の組み付け関係において階層構造が把握される。そのため、製品の構造が、図２に示すようなツリー図により表現される。

図２には、複合機の構成例が示されている。図２のツリー図において、ノードが、製品および部品を示す。また、ノード間のエッジが、製品と部品および部品どうしの組み付け関係を表す。図示の例では、エッジでつながれた左側のノードで示される製品または部品に、右側のノードで示される部品が組み付けられる関係を有する。図２を参照すると、最終製品である複合機（型番：ＭＦＰ）には、転写部（型番：ＴＲＳ）と、現像部（型番：ＧＺ）と、定着部（型番：ＴＥ）と、制御コントローラー（型番：ＣＯＮ）とが組み付けられている。転写部（ＴＲＳ）には、ドラム（型番：ＤＲ）と、シールド（型番：ＳＲ）と、ローラー（型番：ＲＲ）とが組み付けられている。ドラム（ＤＲ）には、ワイヤー（型番ＤＲＷＲ）と、ベルト（型番：ＤＲＢＬ）とが組み付けられている。

図３は、組み付け管理情報ＤＢ１１０のデータ例を示す図である。図３には、図２に示した製品（複合機）の組み付け管理情報の例が示されている。図３に示す例では、組み付け工程において、部品を組み付けられた対象である「組み付かれ対象」の個体情報および型番情報、組み付けた部品である「組み付き部品」の個体情報および型番情報、組み付け工程が実施された日時である「組み付け実行日時」、組み付け工程が行われた場所を示す「組み付け場所」が、それぞれ記録されている。例えば、１行目の内容を参照すると、「組み付かれ対象（個体）」には、複合機の個体を示す識別情報「ＭＦＰ２０１７０３０１０００１」が記録され、「組み付かれ対象（型番）」には、複合機を示す型番「ＭＦＰ」が記録されている。また、「組み付き部品（個体）」には、組み付けられた部品の個体を示す識別情報「ＴＲＳ２０１７０３０１０００１」が記録され、「組み付き部品（型番）」には、転写部を示す型番「ＴＲＳ」が記録されている。「組み付け実行日時」は、「２０１７／３／１ １０：１０」が記録され、「組み付け場所」は、「転写部組み込みセル」が記録されている。すなわち、この行の情報により、２０１７年３月１日の１０時１０分に、複合機の個体「ＭＦＰ２０１７０３０１０００１」に転写部の個体「ＴＲＳ２０１７０３０１０００１」を組み付ける工程が行われたことが管理されている。なお、上記のように、「組み付かれ対象」の情報と「組み付き部品」の情報とが記録されることにより、工程の内容も記録される。

検査値ＤＢ１２０は、製品およびその部品の検査値を管理するデータベースである。検査値ＤＢ１２０には、製品および部品の識別情報と、製品や部品に対して行われる種々の検査により得られる検査値の名称（検査値名）と、検査により得られた検査値とが対応付けられて記録される。検査値名は、実施される検査の種類（検査項目）に応じて設定される。したがって、ある部品に対して新たな検査項目が追加されれば、その部品に関する検査値名および検査値が増える。

図４は、検査値ＤＢ１２０のデータ例を示す図である。図４には、図２に示した製品（複合機）およびその部品における検査値の例が示されている。図４には、製品および部品の検査値の一部が示されている。例えば、１行目の内容を参照すると、「識別情報」には、複合機の個体を示す識別情報「ＭＦＰ２０１７０３０１０００１」が記録されている。そして、「検査値名」には、検査項目が１分間の出力枚数であることを示す「出力枚数／分」が記録され、「検査値」には、１分間の出力した枚数（検査値）を示す「２０」が記録されている。また、２行目および３行目の内容を参照すると、識別情報「ＭＦＰ２０１７０３０１０００２」および識別情報「ＭＦＰ２０１７０３０１０００３」の複合機に関して、１分間の出力枚数が記録されている。また、４行目〜７行目の内容を参照すると、識別情報「ＴＲＳ２０１７０３０１０００１」および識別情報「ＴＲＳ２０１７０３０１０００２」の転写部に対して、それぞれ２種類の検査項目「検査値Ｘ」および「検査値Ｙ」の検査が行われることが示されている。そして、識別情報「ＴＲＳ２０１７０３０１０００１」に関して、「検査値Ｘ」の検査値が「１００」、「検査値Ｙ」の検査値が「１０」であったことが記録されている。同様に、識別情報「ＴＲＳ２０１７０３０１０００２」に関して、「検査値Ｘ」の検査値が「２００」、「検査値Ｙ」の検査値が「１０」であったことが記録されている。

工程関連情報ＤＢ１３０は、製造工程に関連する情報（工程関連情報）を管理するデータベースである。ここで、工程関連情報とは、各工程において用いられた機器および各工程で作業を行った作業者の情報である。そして、工程関連情報ＤＢ１３０には、工程関連情報として、情報識別情報と、工程の種類と、工程における作業時間と、属性情報との組が格納される。情報識別情報は、各情報の組を識別するための識別情報である。各情報の組を識別できれば良いので、情報の内容は特に限定されない。一例として、対応する工程で用いられた機器や作業を行った作業者の識別情報を情報識別情報として用いても良い。工程の種類は、実施された工程の種類を示す情報である。工程の種類の情報としては、例えば、その工程が実施されるセルやラインを示す情報を用いても良い。工程における作業時間は、その工程において用いられた機器の稼働時間またはその工程で作業を行った作業者による作業時間である。情報識別情報に機器や作業者の識別情報を用いた場合、その識別情報により特定される機器や作業者による作業時間が記録される。属性情報は、その工程において用いられた機器や作業を行った作業者の属性を示す情報である。属性情報としては、対応する機器や作業者に応じて、作業に関わる様々な情報を記録して良い。例えば、機器の属性としては、導入日時や保守作業の実施日時、可動部を有する機器の動作状態の情報等を記録しても良い。また、作業者の属性としては、技能試験等により測定される習熟度、その工程における作業の経験時間や作業回数等を記録しても良い。

図５は、工程関連情報ＤＢ１３０のデータ例を示す図である。図５には、図２に示した製品（複合機）の製造工程に関連する工程関連情報の例が示されている。図５に示す例では、「情報識別情報」と、「工程の種類」と、「利用開始日時」および「利用終了日時」と、「属性名」および「属性値」とが記録されている。「情報識別情報」には、作業に用いられた機器または作業を行った作業者の識別情報（図示の例では名称）が記録されている。また、「工程の種類」には、対応する工程が実施されたセルの識別情報（図示の例では名称）が記録されている。「利用開始日時」および「利用終了日時」は、工程における作業時間を示す。「属性名」および「属性値」は、「情報識別情報」に示された機器または作業者の属性情報を示す。

例えば、１行目の内容を参照すると、「情報識別情報」には「測定機器Ｘ」、「工程の種類」には「ドラム組み付けセル」がそれぞれ記録されている。また、「利用開始日時」には「２０１７／３／１ ０：００」、「利用終了日時」には「２０１７／３／３１ ０：００」がそれぞれ記録されている。また、「属性名」には「最終調整日」、「属性値」には「２０１７／１／１」がそれぞれ記録されている。したがって、ドラム組み付けセルで行われる工程において、測定機器Ｘが、２０１７年の３月１日０時から３月３１日０時まで稼働したこと、測定機器Ｘに対する直近の調整が、２０１７年１月に行われていることがわかる。ここで、２行目および３行目の内容を参照すると、ドラム組み付けセルで行われる工程で用いられた組み付け作業機器Ｃ１、Ｃ２に関し、属性情報として、アームの潤滑度が記録されている。同様に、４行目および５行目の内容を参照すると、ドラム組み付けセルで行われる工程における作業者Ａ、Ｂに関し、属性情報として、習熟度が記録されている。また、２行目と４行目、３行目と５行目を対比して参照すると、組み付け作業機器Ｃ１が稼働した際の作業者が作業者Ａであり、組み付け作業機器Ｃ２が稼働した際の作業者が作業者Ｂであることがわかる。

不良原因推定部１４０は、上述した組み付け管理情報、検査値および工程関連情報に基づき製品の品質不良の原因を推定する処理手段である。不良原因推定部１４０は、検査値や工程関連情報の属性値（属性情報）等の標準値からの乖離度に基づき、予め定められた条件を満たす部品や工程（作業）等の要素の組み合わせを特定することにより、不良原因を推定する。すなわち、不良原因推定部１４０は、特定手段の一例である。なお、要素の組み合わせは、製品を構成する各部品の相互の組み付け関係に基づいて定まる。標準値とは、検査値や属性値が取り得る標準的な値である。標準値としては、例えば、正常な製品における各検査値や各属性値の平均値や、中央値、最頻値などが用いられる。標準値としてどのような値を採用するかは、要素の種類、検査値や属性値の種類、品質管理における設定等に応じて具体的に定められる。また、乖離度とは、得られた検査値や属性値が、その検査値や属性値の標準値に対してどの程度乖離しているかを示す度合いである。乖離度としては、例えば、平均値に対する乖離率などが用いられる。乖離度としてどのような値を採用するかは、要素の種類、検査値や属性値の種類、品質管理における設定等に応じて具体的に定められる。

通常、品質不良の製品に関して、個々の部品や工程（作業）等の要素に関する検査値や属性値が正常な範囲である場合、それらの要素は、品質不良の原因とは判断されない。しかし、個々の部品や工程（作業）における検査値や属性値に、標準値に対して異常と判断されない程度の乖離がある場合、そのような複数の要素が複合的に作用し合って品質不良の原因となることがあり得る。

そこで、本実施形態では、検査値や属性値の評価基準として特異値を設定し、不良原因推定部１４０は、検査値や属性値が特異値に該当する要素（以下、特異値要素）を検出する。そして、不良原因推定部１４０は、複数の特異値要素の組み合わせが特定の条件を満たす場合、そのような複数の特異値要素の組み合わせを不良原因の候補（以下、不良原因候補）として特定する。すなわち、不良原因候補を構成する特異値要素は、品質不良の原因の可能性があると想定される要素である。ここで、特異値とは、部品や工程（作業）等の要素の検査値や属性値であって、個々の値は正常な範囲である（異常ではない）が、それらの値の標準値に対する乖離度が特定の条件を満たすものをいう。特異値に該当する条件は、要素の種類、検査値や属性値の種類、品質管理における設定等に応じて具体的に定められる。例えば、同種の要素に関する検査値や属性値に基づいて相対的に設定し得る場合がある。また、部品や工程（作業）ごとに固定的な値を設定し得る場合がある。

また、不良原因推定部１４０は、不良原因候補とした特異値要素の組み合わせが複数ある場合、この特異値要素の組み合わせに対し、特定の規則に基づいて、不良原因である可能性が高いと判断されるものから順に順位をつける。不良原因推定部１４０による特異値要素の検出、不良原因の推定および順位判定の詳細については後述する。

情報取得制御部１５０は、組み付け管理情報、検査値および工程関連情報を取得し、組み付け管理情報ＤＢ１１０、検査値ＤＢ１２０および工程関連情報ＤＢ１３０に格納する処理手段である。すなわち、情報取得制御部１５０は、組み付け管理情報取得手段の一例であり、検査値取得手段の一例であり、工程関連情報取得手段の一例である。情報取得制御部１５０は、組み付け管理情報を、例えば、組み付け作業の管理システムから取得する。また、情報取得制御部１５０は、検査値を、例えば、セルやライン等の現場に設けられた各種のセンサの管理システムから取得したり、センサから直接取得したりする。また、情報取得制御部１５０は、工程関連情報を、例えば、工程や作業の管理システムから取得する。

評価結果出力部１６０は、不良原因推定部１４０により推定された不良原因候補（特異値要素の組み合わせ）の情報を出力する手段である。評価結果出力部１６０は、不良原因候補の情報を、製品の品質不良の原因の可能性があると想定される要素の集合として出力する。評価結果出力部１６０は、例えば、製品における部品の組み付け構造を表す図や表を表示装置に表示し、不良原因候補とされた部分を他の部分とは異なる表示態様で表示することにより、不良原因候補の情報を提示する。すなわち、評価結果出力部１６０は、出力手段の一例であり、表示手段の一例である。表示装置に表示される図としては、例えば、図２に示したようなツリー図を用いても良い。

＜コンピュータのハードウェア構成＞
図６は、品質管理装置１００として用いられるコンピュータのハードウェア構成例を示す図である。図６に示すコンピュータ２００は、演算手段であるＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１と、記憶手段である主記憶装置（メイン・メモリ）２０２および外部記憶装置２０３を備える。ＣＰＵ２０１は、外部記憶装置２０３に格納されたプログラムを主記憶装置２０２に読み込んで実行する。主記憶装置２０２としては、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）が用いられる。外部記憶装置２０３としては、例えば磁気ディスク装置やＳＳＤ（Solid State Drive）等が用いられる。また、コンピュータ２００は、表示装置（ディスプレイ）２１０に表示出力を行うための表示機構２０４と、コンピュータ２００の操作者による入力操作が行われる入力デバイス２０５とを備える。入力デバイス２０５としては、例えばキーボードやマウス等が用いられる。また、コンピュータ２００は、ネットワークに接続するためのネットワーク・インターフェイス２０６を備える。なお、図６に示すコンピュータ２００の構成は一例に過ぎず、本実施形態で用いられるコンピュータは図６の構成例に限定されるものではない。例えば、記憶装置としてフラッシュ・メモリ等の不揮発性メモリやＲＯＭ（Read Only Memory）を備える構成としても良い。

図１に示した品質管理装置１００において、組み付け管理情報ＤＢ１１０、検査値ＤＢ１２０および工程関連情報ＤＢ１３０は、例えば、主記憶装置２０２や外部記憶装置２０３により実現される。不良原因推定部１４０は、例えば、プログラム制御されたＣＰＵ２０１により実現される。情報取得制御部１５０は、例えば、プログラム制御されたＣＰＵ２０１およびネットワーク・インターフェイス２０６により実現される。評価結果出力部１６０は、例えば、プログラム制御されたＣＰＵ２０１および表示機構２０４と、表示装置２１０とで実現される。

＜品質管理装置の動作＞
図７は、品質管理装置１００の動作を示すフローチャートである。ここで、情報取得制御部１５０は、予め、組み付け管理情報、検査値および工程関連情報を取得し、組み付け管理情報ＤＢ１１０、検査値ＤＢ１２０および工程関連情報ＤＢ１３０に格納しているものとする。

ある製品に異常（品質不良）が検出されると、品質管理装置１００の使用者により、異常が検出された製品（不良品）の識別情報が品質管理装置１００に入力される（Ｓ７０１）。不良品の識別情報が品質管理装置１００に入力されると、不良原因推定部１４０は、製品の識別情報に基づき、組み付け管理情報ＤＢ１１０から、該当する製品の組み付け管理情報を取得する（Ｓ７０２）。

次に、不良原因推定部１４０は、組み付け管理情報に基づき、製品の構成部品と組み付け作業が行われた日時および場所を特定する。そして、不良原因推定部１４０は、特定した情報に基づき、検査値ＤＢ１２０および工程関連情報ＤＢ１３０から、この製品の構成部品および作業に関する情報を取得する（Ｓ７０３）。具体的には、不良原因推定部１４０は、各部品の検査値を検査値ＤＢ１２０から取得し、作業で用いられた機器や作業者の属性情報を行程関連情報ＤＢ１３０から取得する。

次に、不良原因推定部１４０は、取得した各情報に関して、標準値に対する乖離度を計算する（Ｓ７０４）。そして、不良原因推定部１４０は、乖離度の計算結果に基づき、部品および工程（作業）等の各要素に対して、特異値要素に該当するか否かを判定する（Ｓ７０５）。ここでは、各部品の検査値が特異値に該当するか否かと、部品に対する作業に関する機器および作業者の属性値が特異値に該当するか否かが判定される。

次に、不良原因推定部１４０は、処理対象の製品における部品の組み付け構造のうち、製品および部品の関係を表すパスに、Ｓ７０４で求めた乖離度と、Ｓ７０５の判定結果とを対応付ける（Ｓ７０６）。具体的には、不良原因推定部１４０は、一つのパスを特定すると、そのパスによって連結される各部品の検査値に関する乖離度および判定結果と、これらの部品に対する作業における機器および作業者の属性情報に関する乖離度および判定結果とを、パスに対応付ける。ここで、パスは、製品と部品および部品どうしの組み付け関係を表す。また、パスは、製品および部品の組み付け関係における階層構造の相異なる階層間に対して設定される。言い換えれば、パスは、同じ部品に組み付けられた（すなわち、同じ階層の）複数の部品どうしの関係ではなく、ある階層の部品とその部品に組み付けられた下位階層の部品との関係を表す。さらに、パスは、直接的な組み付け関係だけでなく、複数段にわたる組み付け関係をも表す。すなわち、部品Ａに部品Ｂが組み付けられ、部品Ｂに部品Ｃが組み付けられる場合、「部品Ａ−部品Ｂ−部品Ｃ」というパスが形成される。したがって、このパスには、部品Ａ、部品Ｂおよび部品Ｃの検査値に関する乖離度および判定結果と、部品Ａに部品Ｂが組み付けられた組み付け作業および部品Ｂに部品Ｃが組み付けられた組み付け作業における機器および作業者の属性情報に関する乖離度および判定結果とが対応付けられる。

次に、不良原因推定部１４０は、製品における部品の組み付け構造のパスごとに、対応付けた乖離度および判定結果の情報に基づく評価を行う（Ｓ７０７）。具体的には、不良原因推定部１４０は、パスで特定される部品および作業に関して、不良原因候補とするか否かと、不良原因候補としての順位とを決定する。この後、評価結果出力部１６０が、不良原因推定部１４０による評価結果を出力する（Ｓ７０８）。

＜特異値の判定例＞
ここで、特異値の判定について、具体例を挙げて説明する。本実施形態では、製品の構成部品の検査値と、製品の製造工程における作業で用いられた機器および作業者の属性情報に対して、それぞれ、特異値に該当するか否かの判定が行われる。なお、ここでは検査値や属性値が特異値に該当するか否かを判定するが、これらの値の標準値に対する乖離度に応じて、特異値要素である部品や作業に対して点数を付与しても良い。例えば、乖離度が大きいほど大きい点数を付与する。乖離度の値自体を点数として付与しても良い。このようにすれば、単に特異値に該当するか否かの判定だけではなく、付与された点数に基づき、検査値や属性値がどれほど標準値から乖離しているかを判断することが可能となる。

図８は、検査値の特異値の例を示す図である。図８に示す例は、図４に示した検査値ＤＢ１２０のデータ例に基づいて特定された特異値を示す。図８には、「検査値名」、「検査値」、「平均値」、「乖離率」および「特異値判定結果」が対応付けて示されている。「平均値」は、管理されている同種の製品に組み付けられた全ての同種の部品における検査値の平均値である。「乖離率」は、検査値と平均値との乖離率である。ここでは、図４に示した識別情報「ＭＦＰ２０１７０３０１０００２」の複合機に異常が検出されたものとする。また、図４において、５行目の検査値名「検査値Ｘ」、７行目の検査値名「検査値Ｙ」、９行目の検査値名「検査値Ｇ」、１１行目の検査値名「検査値Ｔ」、１３行目の検査値名「回転速度」、１５行目の検査値名「測定値Ｓ」、１７行目の検査値名「ローラー潤滑度」、１９行目の検査値名「ワイヤーのび」、２１行目の検査値名「ベルトのび」が、識別情報「ＭＦＰ２０１７０３０１０００２」の複合機の構成部品に関する検査値であるものとする。図８には、これらの検査値名および検査値が抜き出され、これらに対応する平均値および乖離率と、特異値判定結果とが示されている。

図８を参照すると、検査値名「検査値Ｘ」の検査値と平均値との乖離率は、３３％である。また、検査値名「回転速度」の検査値と平均値との乖離率は、−２９％である。その他の検査値名で特定される検査値と平均値との乖離率は、±１０％未満である。これらを対比すると、明らかに、検査値Ｘおよび回転速度の乖離率だけが突出して大きい。したがって、不良原因推定部１４０は、検査値Ｘおよび回転速度の検査値が特異値に該当すると判定する。なお、ここでは各検査値の乖離率を対比して、相対的に乖離率の大きい検査値を、特異値に該当すると判定した。これに対し、ある検査値における乖離率の絶対値が予め定められた域値よりも大きい場合に、その検査値を、特異値に該当すると判定しても良い。この場合、閾値は、検査値名ごとに個別に設定しても良い。いずれの判定手法を用いるかは、部品の種類、検査値名の種類、品質管理における設定等に応じて定められる。

図９は、組み付け作業における特異値の例を示す図である。図９に示す例は、図５に示した工程関連情報ＤＢ１３０のデータ例に基づいて特定された特異値を示す。図９には、「属性名」、「属性値」、「平均値」、「乖離率」および「特異値判定結果」が対応付けて示されている。「平均値」は、管理されている同種の製品に対して行われた組み付け工程における全ての同種の作業の属性値の平均値である。「乖離率」は、属性値と平均値との乖離率である。ここでは、図５において、情報識別情報「測定機器Ｘ」、「組み付け作業機器Ｃ２」、「作業者Ｂ」の各工程関連情報が、異常が検出された製品の製造工程において行われた作業に関する情報である。図９には、これらの属性名および属性値が抜き出され、これらに対応する平均値および乖離率と、特異値判定結果とが示されている。

図９を参照すると、属性名「習熟度」の検査値と平均値との乖離率は、−９０％である。その他の検査値名で特定される検査値と平均値との乖離率は、１％以下である。これらを対比すると、明らかに、習熟度の乖離率だけが突出して大きい。したがって、不良原因推定部１４０は、作業者Ｂの習熟度の属性値が特異値に該当すると判定する。なお、ここでは各属性値の乖離率を対比して、相対的に乖離率の大きい属性値を、特異値に該当すると判定した。これに対し、ある属性値における乖離率の絶対値が予め定められた域値よりも大きい場合に、その属性値を、特異値に該当すると判定しても良い。この場合、閾値は、属性名ごとに個別に設定しても良い。いずれの判定手法を用いるかは、作業の種類、属性名の種類、品質管理における設定等に応じて定められる。

＜パスの評価例＞
次に、パスの評価について、具体例を挙げて説明する。本実施形態では、複数のノード（部品）を含むパスに対して評価が行われ、特異値要素に該当するノードが連続するパスが不良原因候補とされる。不良原因候補に該当するパスが複数あった場合、予め定められた基準に基づいて、不良原因の順位が付与される。不良原因の順位を決定する規則は、製品や部品の種類、品質管理における設定等に応じて定められる。一例として、パスの長さが長い方（特異値要素のノードが連続する数の多い方）の順位を高くする。また、同じ長さのパスについては、より製品（ルートノード）に近い位置のパスの順位を高くする。また、同じ長さで同じ位置（階層）のパスについては、パスに含まれる各ノードの特異値の乖離度に基づき順位を決定する。具体的には、例えば、各ノードの特異値の乖離度の平均値を比較し、乖離度の平均値の大きい方の順位を高くする。また、各ノードの特異値の乖離度の最大値を比較し、乖離度の最大値の大きい方の順位を高くする。

図１０は、製品の構成を模式的に示した図である。図１０では、ツリー図を用いて製品の構成が示されている。図１０のツリー図において、ルートノード「製」は製品を示す。ノード「部」は部品を示す。ノード「部」に付された添え字は、部品間の組み付け関係による階層構造を表す。例えば、ノード「部１」とノード「部２」とは、共に製品に直接組み付けられた同一階層の部品である。また、ノード「部１１」とノード「部１２」とノード「部１３」とは、共にノード「部１」に組み付けられた同一階層の部品である。

図１１は、図１０に示した製品の構成において、複数のパスが不良原因候補と評価された例を示す図である。図１１に示す例では、ノード「部１」−ノード「部１１」−ノード「部１１１」という３個のノードを含むパスＡと、ノード「部２」−ノード「部２２」という２個のノードを含むパスＢとが、不良原因候補とされている。ここで、パスＡとパスＢとを比較すると、パスＡの方が長い（連続する特異値要素のノードの数が多い）。したがって、パスＡの順位がパスＢの順位よりも高いと評価される。

図１２は、図１０に示した製品の構成において、複数のパスが不良原因候補と評価された他の例を示す図である。図１２に示す例では、ノード「部１」−ノード「部１１」という２個のノードを含むパスＣと、ノード「部２２」−ノード「部２１１」という２個のノードを含むパスＤとが、不良原因候補とされている。ここで、パスＣとパスＤとを比較すると、パスの長さは同じである。しかし、パスの位置は、パスＣの方がルートノード「製」に近い位置（階層）にある。したがって、パスＣの順位がパスＤの順位よりも高いと評価される。

図１３は、図１０に示した製品の構成において、複数のパスが不良原因候補と評価された他の例を示す図である。図１３に示す例では、ノード「部１」−ノード「部１１」−ノード「部１１１」という３個のノードを含むパスＥと、ノード「部２」−ノード「部２２」−ノード「部２２２」という３個のノードを含むパスＦとが、不良原因候補とされている。ここで、パスＥとパスＦとを比較すると、パスの長さは同じである。そして、パスの位置（ルートノード「製」に対する位置（階層））も同じである。ここで、パスに含まれる各ノードの特異値の乖離度の平均値を計算すると、パスＥでは９０％であり、パスＦでは７０％であるものとする。すなわち、パスに含まれる各ノードの特異値の乖離度の平均値はパスＥの方が大きい。したがって、パスＥの順位がパスＦの順位よりも高いと評価される。

＜評価結果の出力＞
次に、上記のパスの評価結果の出力について説明する。評価結果出力部１６０は、品質不良が検出された製品に対する上記の評価の結果として、不良原因候補を品質管理装置１００の使用者に提示する出力を行う。例えば、評価結果出力部１６０は、製品の構成を示す構成図を表示し、この構成図において、不良原因候補と評価されたパスに対応する箇所を明示的に示す。一例として、評価結果出力部１６０は、図１０に示したようなツリー図により製品の構成を表示し、不良原因候補と評価されたパスを他の部分とは異なる表示態様で表示することにより、評価結果としての不良原因候補の情報を出力しても良い。例えば、図１１〜図１３に示したように、不良原因候補と評価されたパスを構成するエッジおよびノードを他の部分よりも太い強調表示としても良い。また、不良原因候補と評価されたパスの表示色を他のパスとは異なる表示色としたり、不良原因候補と評価されたパスの範囲に網掛け表示を行っても良い。

また、複数の不良原因候補のパスが検出された場合、評価結果出力部１６０は、評価結果の出力において、各パスにおける不良原因の順位を提示する。例えば、不良原因の順位に応じて、異なる表示態様で不良原因候補のパスを表示することにより、不良原因の順位を示す。具体的には、不良原因の順位に応じて、不良原因候補のパスを相異なる表示色で表示しても良い。また、不良原因候補の各パスに対応付けて、各パスの不良原因の順位を示す数字を表示しても良い。さらに、ツリー図において、各パスの不良原因の順位に基づき、上位の順位のパスから順に予め定められた数のパスのみを選択的に提示するようにしても良い。

評価結果の出力においては、不良原因候補のパスに対応付けて、乖離度の情報を表示しても良い。また、不良原因候補のパスに対応付けて、パスに含まれる部品の検査値や部品に対する作業に関する機器および作業者の属性情報を表示しても良い。さらに、不良原因候補以外のパスに対しても、乖離度、検査値、属性情報等を表示しても良い。また、初期的にはこれらの情報を表示せず、品質管理装置１００の使用者により特定のパスが指定された場合に表示するようにしても良い。例えば、使用者は、図６に示したコンピュータ２００の入力デバイス２０５を操作して、所望のパスを指定する。評価結果出力部１６０は、パスの指定を受け付け、指定されたパスに含まれる部品に関する検査値、属性情報、乖離度等の情報を、指定されたパスに対応付けて表示する。また、図１０に示したようなツリー図により製品の構成を表示した場合に、ツリー図を構成する１または複数のノードが指定されると、指定されたノードに対応する部品に関する検査値、属性情報、乖離度等の情報を、指定されたノードに対応付けて表示するようにしても良い。

特異値の判定において、部品の検査値や部品に対する作業に関する機器および作業者の属性情報の標準値に対する乖離度に応じて、特異値要素に点数を付与した場合、この点数を、対応する特異値要素のノードに対応付けて表示しても良い。また、点数に応じて特異値要素のノードを含むパスの表示態様を異ならせても良い。この場合、乖離度に基づく点数の上位の特定個数分のパスのみを表示したり、乖離度に基づく点数が予め定められた閾値以上である特異値要素のノードを含むパスのみを表示したりしても良い。

なお、評価結果の出力は、製品の不良原因の評価結果を提示できれば良く、上記の出力方法に限定されない。例えば、上記のように製品の構成全体を示すツリー図等の構成図において不良原因候補のパスを表示するのではなく、不良原因候補のパスのみを表示することにより、評価結果を提示しても良い。また、不良原因候補のパスを構成する要素である部品や部品に対して行われた作業の情報を一覧表示することにより、評価結果を提示しても良い。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態には限定されない。本発明の技術思想の範囲から逸脱しない様々な変更や構成の代替は、本発明に含まれる。例えば、上記の実施形態において、品質管理装置１００は、組み付け管理情報ＤＢ１１０、検査値ＤＢ１２０および工程関連情報ＤＢ１３０を有し、組み付け管理情報、検査値および工程関連情報を保持することとした。これに対し、品質不良が検出された製品の解析を行う際に、情報取得制御部１５０が、これらの情報を保持する外部サーバから取得するようにしても良い。

１００…品質管理装置、１１０…組み付け管理情報データベース（ＤＢ）、１２０…検査値データベース（ＤＢ）、１３０…工程関連情報データベース（ＤＢ）、１４０…不良原因推定部、１５０…情報取得制御部、１６０…評価結果出力部

Claims (12)

1. 製品を構成する各部品の検査値を取得する検査値取得手段と、
   製品および各部品の組み付けに関する情報である組み付け管理情報を取得する組み付け管理情報取得手段と、
   製造工程に関連する情報である工程関連情報を取得する工程関連情報取得手段と、
   複数の部品を階層的に組み合わせて構成された前記製品の構成図を表示し、前記検査値、前記組み付け管理情報および前記工程関連情報の各要素に基づき、当該構成図上で、製品の品質不良の原因の可能性があると想定される複数の要素の組み合わせを示す表示手段と、
   を備えることを特徴とする、品質管理装置。
2. 前記表示手段は、製品の品質不良の原因の可能性があると想定される前記複数の要素の組み合わせが複数存在する場合に、予め定められた規則に基づいて決定された不良原因の順位の情報を、当該組み合わせの各々に対応させて表示することを特徴とする、請求項１に記載の品質管理装置。
3. 前記表示手段は、前記不良原因の順位に応じて、前記複数の要素の組み合わせを相異なる表示態様で表示することを特徴とする、請求項２に記載の品質管理装置。
4. 前記表示手段は、前記構成図として、前記製品を構成する各部品の相互の関係を、製品および当該製品の各部品に対応するノードと製品と部品および部品どうしの関係を示すエッジとで表すツリー図を表示することを特徴とする、請求項１に記載の品質管理装置。
5. 前記表示手段は、前記ツリー図を構成するノードが指定されると、指定されたノードに対応する部品に関する情報を、指定された当該ノードに対応させて表示することを特徴とする、請求項４に記載の品質管理装置。
6. 製品および当該製品を構成する各部品の検査値を取得する検査値取得手段と、
   製造工程に関連する情報である工程関連情報を取得する工程関連情報取得手段と、
   前記検査値および前記工程関連情報の各要素における標準値からの乖離度に基づき、予め定められた条件を満たす複数の要素の組み合わせを特定する特定手段と、
   を備えることを特徴とする、品質管理装置。
7. 前記製品および各部品の組み付けに関する情報である組み付け管理情報を取得する組み付け管理情報取得手段をさらに備え、
   前記特定手段は、前記組み付け管理情報により特定される、前記製品を構成する各部品の相互の関係に基づき、複数の部品を含む前記複数の要素の組み合わせを特定することを特徴とする、請求項６に記載の品質管理装置。
8. 前記複数の部品を含む前記複数の要素の組み合わせには、前記製品を構成する階層的に組み合わされた部品のうち、相異なる階層に属する複数の部品が含まれることを特徴とする、請求項７に記載の品質管理装置。
9. 前記特定手段により特定された前記複数の要素を示す情報を、製品の品質不良の原因の可能性があると想定される要素として出力する出力手段をさらに備えることを特徴とする、請求項６に記載の品質管理装置。
10. 前記製品および各部品の組み付けに関する情報である組み付け管理情報を取得する組み付け管理情報取得手段をさらに備え、
    前記出力手段は、前記組み付け管理情報に基づき複数の部品を階層的に組み合わせて構成された前記製品の階層構造を示すツリー図を表示し、当該ツリー図において、前記特定手段により特定された前記複数の要素を示すことを特徴とする、請求項９に記載の品質管理装置。
11. 前記特定手段は、特定した前記複数の要素の組み合わせに対して各要素の乖離度の情報を付し、
    前記出力手段は、前記ツリー図における前記特定手段により特定された部分に対応付けて、前記特定手段により付された乖離度の情報を表示することを特徴とする、請求項１０に記載の品質管理装置。
12. 前記特定手段は、予め定められた条件を満たす複数の要素の組み合わせが複数存在する場合に、予め定められた規則に基づいて当該複数の要素の組み合わせの各々に対して順位を決定することを特徴とする、請求項６に記載の品質管理装置。

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