JP5091709B2 - 統計的品質プロセス制御管理方法および統計的品質プロセス制御管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、統合生産管理システムに係り、特に統計的工程管理（ＳＰＣ：Statistical Process Control）を用いた統計的品質プロセス制御管理方法および統計的品質プロセス制御管理装置に関する。

品質管理の問題であるバラツキを押さえる統計的手法は、統計的品質管理（ＳＱＣ：Statistical Quality Control）、または、統計的工程管理（ＳＰＣ：Statistical Process Control）と呼ばれる。

この統計的品質管理は、アメリカのベル研究所で行われたシューハート博士（W. A. Shewhart）の管理図法と、ダッヂ（H. F. Dodge）とローミング（H. G. Roming）による抜取り検査の２つの研究により始まり、これらの管理図や統計的方法が、アメリカで工業に応用され、その後我が国に普及し始めたのは１９５０年代であると言われている。

一方、本発明が生まれた産業分野である機能性化学産業は、２００２年経済産業省の機能性化学産業研究会の報告書で「化学技術に基盤を置いた物質、材料技術をもとに顧客にソリューションを提案することにより、社会に付加価値を創造、提案していく産業」と定義されている。ここで、半導体材料などの機能性化学品は、特定の製品機能をピンポイント（高精度）で実現する化学品であり、一般にいう「化学産業品」と区別している。

具体的には、本発明が生まれた背景として、機能性化学産業をになう企業（以下、「機能性化学企業」という。）に必要とされる下記のような品質管理に関連する技術的課題や問題点があった。

（１）機能性化学企業に必要とされる新製品の上市が多い中で多様なニーズに対応するための品質規格基準書に基づく製造プロセスにおいて、管理工程単位の品質規格基準の変更が容易な高精度な統計的品質管理が実現できておらず、新製品の上市の初期段階に出戻り不良が発生するケースが多かった。
（２）製造プロセスに直結した統計的品質管理が行なえず、品質予防保全や品質判定用計測器の校正漏れなどを含め、是正措置を迅速に実施できなかった。
（３）製造プロセスの材料や中間品を含む製品の統計的品質管理情報に連動した機動的なロット追跡による出荷止め、製造止めが実現できなかった。

前記（１）および（２）に関連する課題について各種提案がされている。
特許文献１において、（１）の課題に対して、生産ラインにおける品質特性の傾向または揺らぎを早期に検知し、品質トラブルの発生を未然に防ぐ目的で統計的品質管理方法が提案されており、同一ロット内、あるいは前後するロットに限定された範囲での提案がなされている。

また、特許文献２において、（１）と（２）の課題に対して、過去のデータベースサーバとクライアントとのデータ転送を行なうＳＰＣ解析システムで、異常判定方法およびシステムを提供する提案がされている。

関連する特許として、特許文献３の技術は、印刷環境において、統計的品質管理（ＳＰＣ）センサーのデータが誤って入力された場合のエラー補正システムに関するもので、安定したフィードバック制御を目的とするものであり、本発明の課題とは異なるものである。また、特許文献４の技術は、不要なアラームの発生を抑制しつつ、ＱＣトレンドの異常の検出精度を向上させることが目的である。
特開２００２−１４９２２２号公報 特開２００４−５５６４４号公報 特開２００５−３３１９４４号公報 特開２００５−９３６８６号公報

しかしながら、特許文献１は、ロットが限定されることから、前記の機能性化学企業に求められる高精度な統計的品質管理である管理図などによる品質管理とは異なり、前記の技術課題（１）に対する製造プロセスの統計的品質管理を実現する手段となっていない問題がある。

特許文献２は、異常判定の自動化が目的であり、前記の機能性化学企業に求められる全製造プロセスにおける管理工程単位の一貫した品質規格基準に基づく顧客ニーズをピンポイントで狙う品質管理や、製品検査合否判定において、検査不良品を発生させない製造プロセスに直結した異常発生時の迅速な是正措置に関する効果的な提案がなされていない問題がある。

特許文献３は、管理限界更新手段を備えているが、予め登録された品質規格基準での厳密な統計的品質管理が必要な機能性化学産業への効果的な提案がなされていない問題がある。

また、特許文献１から特許文献４のいずれにおいても、前記の技術課題（３）である製造プロセスの材料や中間品を含む製品の統計的品質管理情報に連動した機動的なロット追跡による出荷止めや製造止めを実現する統計的品質管理における統合生産管理システムを実現できる仕組みとなっていない問題があった。

従って、特許文献１から特許文献４の方法によっても、（１）機能性化学企業に必要とされる新製品の上市が多い中で多様なニーズに対応するための品質規格基準書に基づく製造プロセスにおいて、管理工程単位の品質規格基準の変更が容易な高精度な統計的品質管理を行なうことが、実現できておらず、新製品の上市の初期段階での出戻り不良の発生に対する効果的なＳＰＣ管理方式が提案されていない。また、（２）製造プロセスに直結した統計的品質管理が行なえず、品質予防保全や品質判定用計測器の校正漏れなど、是正措置を迅速に実施できなかった。さらに、統合生産管理システムにおける機能要素として（３）製造プロセスの材料や中間品を含む製品の統計的品質管理情報に連動した機動的なロット追跡による出荷止め、製造止めが実現できないという課題があった。

本発明は、前記の課題を解決するための発明であって、製造開始から管理対象の管理工程、あるいは、終了までの各管理工程全ての統計的品質プロセスの管理をすることができる統計的品質プロセス制御管理方法および統計的品質プロセス制御管理装置を提供することを目的とする。

また、機能性化学企業の特徴である下記の課題を解決することも前提としている。本来、事業部、工場、勘定部門、製品部門などは、ある程度の期間に亘って、企業運営上維持されるので、従来、生産部門の生産構造においては、ほとんど固定的に見なされてきた。しかし、現在の機能性化学企業にとって、資源・エネルギー情勢の変化に応じてつねに変化し、化学工業の生産構造は、つねにダイナミックに変化するように要請される。従って、それらをサポートする新しい統合生産管理システムは、事業部、工場、勘定部門、製品部門などの改廃や拡張などの変化に容易に対応可能な仕組みを備えてきている。本発明である統計的品質プロセス制御管理方法は、そのような統合生産管理システムを構成する要素機能としての役割を果たすという目的もある。

前記目的を達成するため、統計的品質プロセス制御管理装置は、事業部、工場、勘定部門、製品部門などを有する製造プロセス管理工程と品質規格基準書に基づく製造プロセスにおいて、管理工程単位に製造プロセス経過時間と当該製造プロセスの試験項目である各種品質特性を収集して統計処理を行い、管理工程単位に予め規定された個別顧客に対応可能な品質規格基準に基づく許容範囲内において、当該管理工程に関連する前記製造プロセスに関する統計処理結果により統計的品質プロセス管理の分析評価を行なって、最終製品の製品品質合否判定において製造開始から当該管理工程あるいは、終了までの各管理工程全ての統計的品質管理情報について、当該製造プロセス時点で、所定の品質基準に合わせる品質制御の管理を行うことを特徴とする。

本発明によれば、製造開始から管理対象の管理工程、あるいは、終了までの各管理工程全ての統計的品質プロセスの管理をすることができる。

以下、本発明を実施するための好適な形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る統計的品質プロセス制御管理装置の全体構成を模式的に示すブロック図である。統計的品質プロセス制御管理装置１００は、管理工程に関連する製造プロセスに関する統計処理結果により、自動的に統計的品質プロセス管理の分析評価を行なって、最終製品の製品品質合否判定において製造開始から製造途中の管理工程、あるいは、終了までの各管理工程全ての統計的品質管理情報について、品質管理の対象である製造プロセス時点で、所定の品質基準に合わせる品質管理（品質制御）を行なう装置である。なお、統計的品質プロセス制御管理は、統計的品質管理（ＳＱＣ）、または、統計的工程管理（ＳＰＣ）と区別するため、ＳＱＰＣ（Statistical Quality Process Control）という。

具体的には、各製造部門に対応する製造プロセスにおける製造部門や品質保証部門から、品質実績/予防管理の要求操作などが入出力手段１，２を通じて行なわれる。例えば、品質保証部門から製造プロセスにおける統計的品質プロセス制御管理（ＳＱＰＣ）の製品検査合否判定の管理、ＳＰＣ判定情報の管理の要求操作などが入出力手段１を通じて行なわれる。それらの要求を受け付ける制御手段１０は、要求に応じて品質実績／予防管理手段１１を起動し、要求操作指示に応じて、製品検査合否判定管理処理１２、ＳＰＣ判定情報管理処理１３を起動する。統計的品質プロセス制御管理装置１００は、その時点の当該管理工程に至るすべての管理工程の統計的品質情報について、品質規格基準書に基づいて、品質特性多次元分析の評価結果として出力を行なう。なお、統計的品質プロセス制御管理装置１００は、例えば、パーソナルコンピュータ、サーバなどの情報処理装置によって実現される。

このとき、統計的品質プロセス制御管理装置１００が必要とする品質特性多次元分析情報（製品関連と、材料関連を含む。）、品質規格基準書情報、および製品プロセス管理工程情報は、品質特性多次元分析ＤＢ２１，２２、品質規格基準書ＤＢ２４、製造プロセス管理工程ＤＢ２３に格納されており、品質特性多次元分析情報取得手段１４により、入力が自動的に行なえるようになっている。また、材料品質実績情報および製品品質実績情報は、材料品質実績ＤＢ３１および製品品質実績ＤＢ３２に格納されており、実績情報取得手段１５により、入力を自動的に行なえるようになっている。また、使用材料情報および出荷実績情報は、使用材料ＤＢ４１および出荷実績ＤＢ４２に格納されており、使用材料情報／出荷実績情報取得手段１６により、入力を自動的に行なえるようになっている。ここで、品質特性多次元分析ＤＢ２１，２２、製造プロセス管理工程ＤＢ２３、品質規格基準書ＤＢ２４、材料品質実績ＤＢ３１、製品品質実績ＤＢ３２、使用材料ＤＢ４１、および出荷実績ＤＢ４２の各データベースは、統合データベース２００として管理される。なお、ＤＢはData Baseの略である。

なお、品質特性多次元分析情報とは、検査時点の当該管理工程に至るすべての管理工程の統計的品質情報について、品質規格基準書に基づいて、品質特性多次元分析に用いる分析情報である。一般に多次元分析とは、データベースに集められたデータについて多様な切り口でデータを分析することをいう。出荷実績情報は、ある製造プロセスの管理工程で製造された製品や半製品（中間品）の出荷実績情報である。例えば、本発明の対象製品である機能性化学品は、主に半導体製造メーカや自動車メーカへ納入する資材（材料）が製品であり、具体的には、機能性樹脂などである。

図２は、統計的品質プロセス制御管理装置を機能展開して示すブロック図である。統計的品質プロセス制御管理装置１００の機能は、総合生産管理システムの要素機能としても位置づけられる。本実施形態では、総合生産管理システムが有する、ロット追跡に関する製品不具合統合管理装置３００の機能と密接に連動するように構成されている。すなわち、製品不具合統合管理装置３００は、統計的品質プロセス制御管理装置１００のロット追跡部１０８からのロット追跡指示を受理すると、不具合のあるロットを追跡し、製品の不具合についての製品管理をする。

ここで、統計的品質プロセス制御管理装置１００は、品質実績／予防管理部１０１の品質実績／予防管理メニューにより、製品検査合否判定管理部１０２の管理画面（図６参照）またはＳＰＣ判定情報管理部１０３の管理画面（図４、図５参照）が呼び出される機能を有する。製品検査合否判定管理部１０２は、製品関連の検査データ一覧部１０４および材料関連の検査データ一覧部１０６を介して検査データ管理が行なわれる。また、製品検査合否判定管理部１０２は、製品関連のＳＰＣ分析・評価管理部１０５および材料関連のＳＰＣ分析・評価管理部１０７を介してＳＰＣ分析・評価管理が行われる。なお、品質実績／予防管理部１０１は、図１の品質実績／予防管理手段１１における、主に管理画面による機能として示している。

ＳＰＣ分析・評価管理部１０５，１０７は、製造プロセス管理工程ＤＢ２３、品質規格基準書ＤＢ２４、製品の品質特性多次元分析ＤＢ２１、および材料の品質特性多次元分析ＤＢ２２との情報の授受により、ＳＰＣ分析・評価管理を行なう。また、ＳＰＣ分析・評価管理部１０５，１０７は、不具合のロット情報をロット追跡部１０８に依頼する。

検査データ一覧部１０４，１０６は、製造プロセス管理工程ＤＢ２３、品質規格基準書ＤＢ２４、製品の品質特性多次元分析ＤＢ２１、および材料の品質特性多次元分析ＤＢ２２との情報の授受により、検査データの管理を行なう。

さらに、ＳＰＣ判定情報管理部１０３の管理画面（図４参照）では、関連する検査データ一覧、相関係数、多次元分析の画面を呼び出すことができるようになっている。

図３は、品質実績／予防管理機能の処理フローを示す概略図である。適宜図１および図２を参照して説明する。統計的品質プロセス制御管理装置１００の品質実績／予防管理機能には、ステップＡ〜ステップＥが含まれる。品質実績／予防管理部１０１は、最初のステップＡおいて、品質実績／予防管理メニューにより画面呼び出し要求の受付を行なう。次のステップＢにおいて、画面要求を判定し、呼び出しに必要なパラメータを取得し、当該画面を呼び出す。このとき、画面要求の判定に基づいてステップＣの製品検査合否判定管理部１０２の管理画面呼び出し、あるいは、ステップＤのＳＰＣ判定情報管理部１０３の管理画面呼び出しを実行する。

ここでは、ステップＥにおいて、要求区分により必要に応じてＳＰＣ判定情報、使用材料情報や出荷実績情報などに基づいて、ロット追跡部１０８のロット追跡（出荷止め）に伴う製品不具合統合管理装置３００の機能にリンケージすることも可能となっている。

ステップＣにおける製品検査合否判定管理の詳細ステップをステップＣ１０に示す。製品検査合否判定管理部１０２は、ステップＣ１０において、検査合否判定の要否を判定して、検査合否判定が要の場合、ステップＣ２０を実行する。ステップＣ２０において、製品検査合否判定管理部１０２は、管理工程単位に定義された製造プロセス管理工程の自動分類要否（ＹＯＵＨＩ＝１：必要）を判定する。管理工程の自動分類が要の場合、ステップＣ５０に進む。ステップＣ５０において、製造プロセス管理工程に対応した個別顧客毎の製造品質規格基準の管理限界範囲に基づいて次管理工程を自動で分類が実行される。なお、ステップＣ５０の詳細フローを、図１０を参照して後記する。

ステップＣ５０の実行により、所定管理工程の管理限界の範囲内への自動分類結果として、所定のパラメータがセットされる。そして、ステップＣ６０において、その自動分類結果のパラメータが判定され、結果ＮＧの場合、ステップＣ９０において自動分類エラーメッセージが出力され、ステップＣ３０に進む。

また、ステップＣ３０において、検査時点の当該管理工程に至るすべての管理工程の統計的品質情報について、統計的品質プロセス制御を行なう製品検査合否判定管理部１０２の判定処理（図９参照）が実行される。ステップＣ４０において、当該管理工程においてＳＰＣ分析・評価の要否が判定され、ＳＰＣ分析・評価の要の場合、ステップＣ７０に進む。ステップＣ７０において、製品検査合否判定管理部１０２は、ＳＰＣ判定区分により、警告または異常メッセージを出力できるようにしている。

そして、ステップＣ８０において、ＳＰＣ判定情報の是正措置一覧表示要求の有無が判定される。例えば、製品検査合否判定管理画面（図６参照）の是正措置ボタンの押下により、要求が受け付けられて、ステップＣ９５が実行される。ここでステップ９５は、ＳＰＣ判定区分に対する是正措置を可能性の高い順序などで（頻度の降順など）一覧表示するようになっている（図１１参照）。

図４は、ＳＰＣ判定情報管理の画面例を示すレイアウト図である。図に示す画面２８は、入出力手段１，２（図１参照）の表示部に表示される画面である。画面２８には、画面タイトル部２８１、共通選択部２８２、詳細部２８３、ＳＰＣ分析・評価管理手順のボタン設定部２８４、操作のボタン設定部２８５などが含まれる。

本画面の主な目的はＳＰＣ判定情報を一覧表示する画面であり、下記の機能がある。
（１）画面タイトル部２８１に対応する共通選択部２８２で指定された検索条件に該当する製品基本情報、検査情報、および当該検査情報の詳細情報である管理工程、検査部門、試験項目、ＳＰＣ判定結果であるＳＰＣ判定情報を一覧表示することができる。
（２）ＳＰＣ分析・評価管理手順のボタン設定部２８４には、ＳＰＣ判定情報管理、検査データ一覧、ＳＰＣ分析・評価管理、相関係数マトリックス、多次元分析管理の画面呼び出しのボタンがあり、指定した画面を表示できるようになっている。

ＳＰＣ分析・評価管理手順のボタン設定部２８４は、検査員などがＳＰＣ判定情報結果の一覧表示を確認して、さらに、関連する詳細のＳＰＣ分析・評価のために検査データ一覧、ＳＰＣ分析・評価管理、相関係数マトリックス、および多次元分析管理を行なうために当該ボタン押下により当該画面へ遷移が行なえるように設けたものである。

また、詳細部２８３は、製品基本情報２８３ａ、検査情報２８３ｂ、ＳＰＣ判定情報２８３ｃの表示例を示しており、前項、次項に画面の更新が可能となっており、共通選択部２８２の条件の検索件数も表示している。

製品基本情報２８３ａには、勘定部門、製品名、製造年月日、製品区分、荷姿／寸法、ロットＮｏ(ロット番号)が含まれる。検査情報２８３ｂには、総合判定の結果、検査分類、検査日が含まれる。ＳＰＣ判定情報２８３ｃには、管理工程、検査部門、試験項目、ＳＰＣ判定結果が含まれる。なお、ＳＰＣ判定結果中の「７連上昇」とは、ロットの統計値が７回連続して上昇していることを意味する。

図５は、ＳＰＣ分析・評価管理（製品関連）の画面例を示すレイアウト図である。本画面は、図４に示すボタン設定部２８４のＳＰＣ分析・評価のボタンが押下されると表示される画面である。共通選択部２８２は、図４に示したＳＰＣ判定情報管理の遷移元の製品名を引き継いで表示される場合があり、また、改めて共通選択部２８２で指定された検索条件に該当するＳＰＣ分析・評価管理（製品関連）を表示することも可能となっている。画面２８には、画面タイトル部２８１、共通選択部２８２、ＳＰＣ分析・評価管理手順のボタン設定部２８４、操作のボタン設定部２８５、詳細情報である規格／実績データ情報２８６および管理図／グラフ情報２８７などが含まれる。ここでは、規格／実績データ情報２８６には、該当の規格情報２８６ａ、実績情報２８６ｂ、対象ロット別検査実績詳細２８６ｃが表示されている。

（１）規格／実績データ情報２８６
当該試験項目に対する規格情報２８６ａには、項番、項目、規格値が含まれ、例えば、検査規格の上限の規格値、検査規格の下限の規格値、検査規格の中心の規格値、規格単位がある。実績情報２８６ｂには、項番、項目、統計値が含まれ、例えば、対象ロット数、上部の管理限界値、下部の管理限界値がある。対象ロット別検査実績詳細２８６ｃには、項番、ロットＮｏ、製造年月日、試験値、判定結果が含まれる。

（２）管理図／グラフ情報２８７
当該試験項目に対する管理図とは、製造工程が統計的管理状態にあるか否かを判断するためのグラフである。Ｘ（Ｘ−Ｒ）管理図は、平均値（Ｘバー）と範囲（Ｒ）の管理図の組み合わせである品質特性値のバラツキが異常原因であるか、あるいは、偶然原因かを判定するための品質管理ツールである。管理図は、折れ線グラフに、２本の管理限界線（上部管理限界、下部管理限界）と１本の中心線に対してプロットされ、品質特性値にバラツキの統計値が所定値を超えたり、管理限界線の外に出たりすれば、異常原因があったことを示している。

また、管理幅として下記の選択表示もできるようになっている。ここで、グラフのＸ軸はロットＮｏを示す。
（ａ）管理幅が管理限界の場合
・上限線：平均値＋移動範囲平均値×α
・中心線：平均値
・下限値：平均値−移動範囲平均値×α
（ｂ）管理幅が検査規格の場合
・上限線：検査規格上限値
・中心線：検査規格基準値
・下限値：検査規格下限値
（ｃ）管理幅が製品規格の場合
・上限線：製品規格上限値
・中心線：製品規格基準値
下限値：製品規格下限値

また、Ｘ−Ｒｓ管理図は、個々の値（Ｘ）と範囲（Ｒｓ）の管理図の組み合わせである。ここで（Ｒｓ）は標準偏差の範囲を示す。

図６は、製品検査合否判定の画面を示すレイアウト図である。図に示す画面２９は、入出力手段１，２（図１参照）の表示部に表示される画面である。画面２９には、画面タイトル部２９１、共通選択部２９２、操作のボタン設定部２９５、詳細情報である検査基本情報２９３、合否判定情報２９４、検査項目別試験値情報２９６、Ｘ／Ｘｂａｒ管理図２９７などが含まれる。本画面の目的は、製品検査合否判定を管理する画面であり、画面タイトル部２８１に対応する共通選択部２９２で指定された検索条件に該当するロットＮｏに対応する検査基本情報２９３を表示し、合否判定情報２９４を表示または設定することができるようになっている。

また、検査項目別試験値情報２９６には、試験項目情報、試験項目別情報、是正措置を含むＳＰＣ判定情報、前回結果情報が含まれ、試験項目選択時にＸ／Ｘｂａｒ管理図１９７を表示することができる。ここで、試験数＝１の場合はＸ管理図、２以上の場合はＸｂａｒ管理図を表示する。

また、本画面は、製品関連に対する検査合否判定機能であるが、半製品や材料関連の検査合否判定機能の画面も用意されている。さらに、合否判定情報２９４の総合判定は、当該管理工程に至るすべての試験項目とＳＰＣ判定情報結果に基づいて、自動的に総合判定されるようになっているが、総合判定者によって設定ができるようになっている。

さらに、実施形態では、検査項目別試験値情報２９６のＳＰＣ判定情報の項番３は、７連下限の異常メッセージ、項番４は６連下限の警告メッセージとなっている。ここでは、是正措置のボタン押下にて、ＳＰＣ判定区分（各メッセージ）に対する是正措置の表示（既に設定した結果の頻度降順に一覧表示するサブウインドウ（図１１参照））および選択設定ができるようになっている。

図１１は、ＳＰＣ判定情報是正措置一覧のサブウインドウの画面例を示すレイアウト図である。ここでは、製品検査合否判定管理画面における検査項目別試験値情報部分のＳＰＣ判定情報欄、是正措置項目のボタン押下により、表示された状態を示している。本実施形態では、是正措置メッセージ一覧は、既に設定した頻度の降順、時系列順に表示できるようになっており、また、その時点で実施した是正措置メッセージをその都度設定できるようになっている。

図６に戻り、ボタン設定部２９５には、総合判定登録ボタン、検査データ一覧ボタン、ＳＰＣ判定管理ボタン、検索ボタン、登録ボタン、メニューボタンが含まれる。例えば、検査データ一覧、ＳＰＣ判定管理のボタン押下により、当該画面の呼び出しができるようになっており、総合判定登録ボタン押下で、総合判定の結果を担当者判定とは別に最終判定として登録できるようになっている。

図７は、製造プロセス管理工程、ＳＰＣ判定マスター、およびＳＰＣ判定実績（品質実績情報）を示すファイル構成図である。適宜図１、図２を参照して説明する。製造プロセス管理工程のファイルは、製造プロセス管理工程ＤＢに格納され、ＳＰＣ判定マスターは、品質規格基準書ＤＢ２４に格納されている。ＳＰＣ判定実績のファイルは、製品の場合は製品品質実績ＤＢ３２、材料の場合は材料品質実績ＤＢ３１に格納されている。

製造プロセス管理工程のファイルには、事業部、工場、勘定部門、製品部門、製品コード、管理工程、次管理工程、自動分類要否の情報が含まれる。製造プロセス管理工程に対応する品質規格基準書には、顧客毎に異なる管理限界範囲などが規定されている。また製造プロセス管理工程には、連続する次管理工程のポインター（紐付け）や次管理工程の自動分類要否に定義が予め定義されている。

ＳＰＣ判定マスターのファイルには、事業部、工場、勘定部門、製品部門、製品コード、管理工程、試験項目、ＳＰＣ判定区分、ＳＰＣ判定結果コード、ＳＰＣ判定結果メッセージ、ＳＰＣ判定是正措置メッセージの情報が含まれる。ＳＰＣ判定マスターには、当該管理工程、試験項目毎に予めＳＰＣ判定結果コードとＳＰＣ判定結果メッセージが定義され、想定されるＳＰＣ判定是正措置メッセージも合わせて定義でき、新たな是正措置も追加登録が可能となっている。ここで、凡例に示すように、例えば、ＳＰＣ判定区分は、警告と異常であり、ＳＰＣ判定結果コードには、１００００１（管理限界はずれ）、１００００２（７連上昇）がある。ＳＰＣ判定是正措置メッセージには、測定器校正要がある。

ＳＰＣ判定実績のファイルには、事業部、工場、勘定部門、製品部門、製品コード、管理工程、試験項目、ＳＰＣ判定区分、ＳＰＣ判定結果コード、ＳＰＣ判定結果ロットＮｏ、ＳＰＣ判定年月日時分（ＳＰＣ判定時刻）、ＳＰＣ判定是正措置メッセージの情報が含まれる。ＳＰＣ判定実績は、当該ロットＮｏ、ＳＰＣ判定時刻と共に、その時点のＳＰＣ判定是正措置メッセージが記憶され、当該管理工程におけるＳＰＣ判定結果に対する過去の是正措置メッセージの統計処理が行なえるようになっている。具体的には、例えば、ＳＰＣ判定区分に対する是正措置の可能性の高い順序（頻度降順）に一覧表示することも可能となっている。

図８は、管理工程の遷移図を示す説明図である。機能性化学製品の製造プロセスは、化学反応を主とした製造プロセスであるので、最初に製造工程の具体例をあげる。一般に、化学変化を表す化学反応式では、反応前の物質を反応物Ｘ、反応後の物質を生成物Ｙと呼び、反応物や生成物が複数ある場合は、＋で繋ぐ。また不可逆反応の場合、矢印は→で表される（（Ａ１）式参照）。
Ｘ → Ｙ …（Ａ１）

例えば、部品成形用合成樹脂の製造工程は、概ね３つの工程で説明できる。先ず、（１）高分子材料としてのポリマー分子の集合体として物質あるいは材料レベルの製造工程である「ポリマー化」、次に、（２）目的とする性能や機能を得るために，プラスチックのベース樹脂に強化材や添加剤を配合する工程である「コンパウンディング」、熱可塑性樹脂の場合のコンパウンディングは，ベース樹脂のペレットと強化材や添加剤を混合機である程度混ぜてから，もしくは直接混練機に投入して溶融しながら均質に混合する。その後，造粒押し出し機によってペレット状にする。最後に、（３）用途に合わせた「成形工程」である。さらに例えばコンパウンドに配合する強化材、添加剤は無機材料、有機材料を含めて多岐にわたる。

機械的特性や耐久性の向上のほかに、特にガラス繊維は、機械的強さに優れ、吸湿性が極めて小さく、耐熱性、耐薬品性、寸法安定性などにも優れることから，エンプラの標準的な強化材として用いられる。また添加剤としては、安定剤、可塑剤、着色剤、難燃剤、帯電防止剤などがある。

ここで、目標とする機能Ｆを有する製品（機能性樹脂）は、例えば、製造プロセスの管理単位である管理工程Ｐ（Ｉ，Ｊ）とすると、（１）Ｉ＝１は合成樹脂の製造工程の「ポリマー化」、（２）Ｉ＝２は「コンパウンディング」、（３）Ｉ＝３は「成形工程」である。

当該工程の管理単位をＪとすれば、機能Ｆの機能性化学製品の製造プロセスは下記の一般式である（Ａ２）式で定義することができる。
Ｆ＝ＰΣ（Ｉ，Ｊ） …（Ａ２）
但し Ｉ＝１，２,・・・，ｎ Ｊ＝１，２,・・・，ｍ

（Ａ２）式より、製造開始から終了までの製造プロセスを管理工程Ｐ（１，１）＋Ｐ（１，２）＋・・・＋Ｐ（ｎ，ｍ）の順序を持った工程として表現し、それらの製造工程の製造物であるＦは、機能のＦを有する機能性化学製品を示す（（Ａ３）式参照）。
Ｐ（１，１）＋Ｐ（１，２）＋・・・＋Ｐ（ｎ，ｍ）→Ｆ …（Ａ３）

また、ここで製造プロセスの管理単位を反応熱、触媒の処理を含む製造作業の結果として化学変化を表す化学反応式（Ａ１）式の組み合わせ式の集合と見ることができるが、簡単の為一般式として（Ａ２）式で表したものである。なお、図８に示す製造プロセスＰ（Ｉ＋１，Ｊ）を経由して製造された最終の管理工程Ｐ_１（Ｉ＋１，ｍ）、Ｐ_２（Ｉ＋１，ｍ）、Ｐ_３（Ｉ＋１，ｍ）、Ｐ_４（Ｉ＋１，ｍ）の化学品は、異なる仕様Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の機能性化学品を表現している。

一方、新製品などの研究開発プロセスの視点から言えば、機能性化学品の製造工程の特徴は、先ずラボ・スケールで樹脂や添加剤との混合といった「組成」の構造や分子構造を設計して、製品構造と基本的な製造工程を決定し、最終的に製造設備における反応方法や触媒、製造工程の順番を確定することになる。

以上、詳述したようにスケールアップした製造現場においては、単位生産量が増えることによる新たな反応熱などの処理を解決する必要もあり、特に機能性化学品の生産工程管理に統計的品質プロセス制御が必須となる。

ここでは、製造プロセスＰ（Ｉ，Ｊ）→Ｐ（Ｉ＋１，Ｊ）へ移行のとき、管理限界、検査規格、製品規格、ＳＰＣ判定結果に基づいて、自動分類が行なわれることになる。但し、図６に示した操作画面を利用して、総合判定者による分類設定もできるようになっている。

図９は、管理限界、検査規格、製品規格、ＳＰＣ判定結果に関する製品検査合否判定条件を示す概念説明図である。本実施システムの画面レイアウト図である図６では、機能Ｆの機能性化学製品の製造プロセスにおいて、当該管理工程における製品検査合否判定は、最終管理工程の各試験項目に対する規格判定（前記の３レベル）とＳＰＣ判定結果の検索条件を設定した場合を表したものであるが、その時点の当該管理工程に至るすべての管理工程に関する合否判定結果についても表示可能となっている。

Ｘ管理図の管理工程Ｐ（Ｉ，Ｊ）における製品検査合否判定条件の式は（Ａ４）式で定義できる。

ここで、∩の記号は、ＡＮＤ条件を示す。当該製造プロセスの管理工程における各種品質特性の『管理限界』と、統計的品質管理情報について所定の品質基準に合わせる品質制御を行なうことができる『ＳＰＣ判定結果ＯＫ限界』の両方の条件を満足することを（Ａ４）式で表したものである。

なお、図９に示すように、Ｐ（Ｉ，Ｊ）の製品について、各種品質特性の『管理限界』とは、社内規定などで規定された管理限界の上限値（Ｋ_U）以下であり下限値（Ｋ_L）以上を、検査限界の上限値（Ｎ_U）以下であり下限値（Ｎ_L）以上を、さらに、製品限界の上限値（Ｇ_U）以下であり下限値（Ｇ_L）以上を満たす必要がある。

図１０は、ステップＣ５０の詳細フローを示す概略図である。ステップＣ５０は、管理工程の自動分類の処理である。製品検査合否判定管理部１０２は、最初に、自動分類結果の初期値を設定する。具体的には、自動分類結果＝ＮＧである（ステップＣ５１０）。そして、製造プロセス管理工程に対応する品質規格基準書ＤＢ２４（図１、図７参照）には、顧客毎に異なる管理限界範囲などが規定されており、当該の自動分類数Ｉを繰り返す（１からｎ）（ステップＣ５２０）。当該の管理限界の範囲内か否かを判定する（ステップＣ５３０）。当該の管理限界の範囲内である場合（Ｋ_L≦Ｐ（Ｉ，Ｊ）≦Ｋ_Ｕ）、自動分類＝Ｉと設定し、自動分類結果＝ＯＫ（自動分類結果をＯＫに設定）とする（ステップＣ５４０）。そして、分岐先のボックスＮ（ＢＮ）へ移行する（ステップＣ５５０）。なお、ステップＣ５６０は、分岐先のＢＮのポイントを示している。

本実施形態の統計的品質プロセス制御管理装置１００は、製造プロセス管理工程と品質規格基準書とに基づいて管理される製造プロセスにおいて、管理工程単位に製造プロセスの試験項目である品質特性を収集して統計処理を行い、所定の品質基準内に合わせる品質制御の管理を行なう。

具体的には、統計的品質プロセス制御管理装置１００は、製造プロセス管理工程情報と、品質規格基準書情報と、製造開始から管理対象の工程までの各管理工程あるいは製造開始から製造終了までの各管理工程における品質特性の多次元分析情報とをデータベース（例えば、統合データベース２００）から取得する品質特性多次元分析情報取得手段１４と、材料品質の実績情報である材料品質実績情報と、製品品質の実績情報である製品品質実績情報とをデータベースから取得する実績情報取得手段１５と、品質特性の分析情報と、材料品質実績情報と、製品品質実績情報とに関係付けられる使用材料情報および出荷実績情報をデータベースから取得する使用材料情報／出荷実績情報取得手段１６と、管理工程単位に予め規定された個別顧客に対応可能な品質規格基準に基づく許容範囲内にあるか否かについて、管理工程に関連する製造プロセスに関する品質特性の分析情報に基づく統計処理結果により自動的に統計的品質プロセス管理の分析評価を行い、統計的工程管理（ＳＰＣ）の判定情報をデータベースから取得し管理する統計的工程管理判定情報管理手段（例えば、ＳＰＣ判定情報管理部１０３）と、製造プロセス管理工程情報と、品質規格基準書情報と、材料品質実績情報と、製品品質実績情報と、使用材料情報と、出荷実績情報と、ＳＰＣ判定情報とに基づいて、製造開始から管理対象の工程までの各管理工程あるいは製造開始から製造終了までの各管理工程の全ての所定の品質規格基準に合わせる品質制御の合否判定情報をデータベースから取得し管理する製品検査合否判定管理手段（製品検査合否判定管理部１０２）と、を備える。

なお、使用材料情報および出荷実績情報は、品質特性の多次元分析情報や品質実績に対応する当該管理工程における製造ロットＮｏに紐付けされた使用材料情報（例えば、材料ロットＮｏや材料名称、材料使用数量、仕入先）および出荷実績情報（例えば、出荷ロットＮｏ、製品名称、出荷数量、出荷先）を示す。

また、使用材料情報は、ある製造プロセスの管理工程において、前の管理工程の半製品（中間品）と仕入れ材料によって製造する場合や、複数の材料ロット（不足分）を使用して、製造する場合もある。出荷実績情報は、半製品（中間品）の状態で出荷される場合もあるので、各管理工程での出荷実績情報が重要となる。図６に示した製品検査合否判定管理の画面２９において、当該管理工程における使用材料、使用材料数量の表示をしてもよい。また、出荷が必要な管理工程では、出荷実績情報を表示することが可能である。

また、本実施形態では、製品検査合否判定管理手段は、ＳＰＣの判定情報が異常であるとき、是正措置確認指示を受理すると、データベースからＳＰＣの判定情報に関連付けられた是正措置のメッセージを出力することができる。

また、本実施形態では、統計的品質プロセス制御管理装置１００は、さらに、ＳＰＣの判定情報が異常であるときにロット追跡の指示を受理すると、製造プロセス管理工程情報と、品質規格基準書情報と、材料品質実績情報と、製品品質実績情報とに基づいて、製造開始から管理対象の工程までの各管理工程あるいは製造開始から製造終了までの各管理工程におけるＳＰＣの判定情報が異常であるロットを追跡するロット追跡手段（例えば、ロット追跡部１０８）を備える。

本発明の実施形態に係る統計的品質プロセス制御管理装置の全体構成を模式的に示すブロック図である。 統計的品質プロセス制御管理装置を機能展開して示すブロック図である。 品質実績／予防管理機能の処理フローを示す概略図である。 ＳＰＣ判定情報管理の画面例を示すレイアウト図である。 ＳＰＣ分析・評価管理（製品関連）の画面例を示すレイアウト図である。 製品検査合否判定の画面を示すレイアウト図である。 製造プロセス管理工程、ＳＰＣ判定マスター、およびＳＰＣ判定実績（品質実績情報）を示すファイル構成図である。 管理工程の遷移図を示す説明図である。 管理限界、検査規格、製品規格、ＳＰＣ判定結果に関する製品検査合否判定条件を示す概念説明図である。 ステップＣ５０の詳細フローを示す概略図である。 ＳＰＣ判定情報是正措置一覧のサブウインドウの画面例を示すレイアウト図である。

符号の説明

１，２ 入出力手段
１０ 制御手段
１１ 品質実績／予防管理手段
１２ 製品検査合否判定管理処理
１３ ＳＰＣ判定情報管理処理
１４ 品質特性多次元分析情報取得手段
１５ 実績情報取得手段
１６ 使用材料情報／出荷実績情報取得手段
２１，２２ 品質特性多次元分析ＤＢ
２３ 製造プロセス管理工程ＤＢ
２４ 品質規格基準書ＤＢ
３１ 材料品質実績ＤＢ
３２ 製品品質実績ＤＢ
４１ 使用材料ＤＢ
４２ 出荷実績ＤＢ
１００ 統計的品質プロセス制御管理装置
１０２ 製品検査合否判定管理部（製品検査合否判定管理手段）
１０３ ＳＰＣ判定情報管理部（ＳＰＣ判定情報管理手段）
１０４，１０６ 検査データ一覧部
１０５，１０７ ＳＰＣ分析・評価管理部
１０８ ロット追跡部
２００ 統合データベース
２８１ 画面タイトル部
２８２ 共通選択部
２８３ 詳細部
２８４，２８５ ボタン設定部
３００ 製品不具合統合管理装置

Claims (6)

1. 製造プロセス管理工程と品質規格基準書とに基づいて製造プロセスを管理する管理装置が、管理工程単位に前記製造プロセスの試験項目に対する測定値である品質特性の情報を収集して、前記製造プロセスにおける製品が前記品質規格基準書に規定された所定の品質基準内になるように社内規格で規定された管理限界、検査規格、製品規格、統計的工程管理（ＳＰＣ）の判定結果に基づいて自動分類し品質制御の管理を行なう統計的品質プロセス制御管理方法であって、
   前記管理装置は、品質特性多次元分析情報取得手段と、実績情報取得手段と、使用材料情報／出荷実績情報取得手段と、統計的工程管理判定情報管理手段と、製品検査合否判定管理手段とを備え、
   前記品質特性多次元分析情報取得手段が、製造プロセス管理工程情報と、品質規格基準書情報と、製造開始から管理対象の工程までの各管理工程あるいは製造開始から製造終了までの各管理工程における品質特性の多次元分析情報とを統合データベースから自動取得する品質特性多次元分析情報取得ステップと、
   前記実績情報取得手段が、材料品質の実績情報である材料品質実績情報と、製品品質の実績情報である製品品質実績情報とを前記統合データベースから自動取得する実績情報取得ステップと、
   前記使用材料情報／出荷実績情報取得手段が、前記品質特性の多次元分析情報と、前記材料品質実績情報と、前記製品品質実績情報とに関係付けられる使用材料情報および出荷実績情報を前記統合データベースから自動取得する使用材料情報／出荷実績情報取得ステップと、
   前記統計的工程管理判定情報管理手段が、前記製造プロセスの製品に対して、前記管理工程単位に予め規定された個別顧客に対応可能な品質規格基準に基づく許容範囲内にあるか否かについて、前記管理工程に関連する前記製造プロセスに関する前記品質特性の多次元分析情報に基づく統計処理結果により統計的品質プロセス管理の自動分析評価を行った結果である、前記ＳＰＣの判定情報を前記統合データベースから取得して、製造開始から管理対象の工程までの各管理工程あるいは製造開始から製造終了までの各管理工程の全てを管理する統計的工程管理判定情報管理ステップと、
   前記製品検査合否判定管理手段が、前記製造プロセス管理工程情報と、前記品質規格基準書情報と、前記材料品質実績情報と、前記製品品質実績情報と、前記使用材料情報と、前記出荷実績情報と、前記ＳＰＣの判定情報とに基づいて、前記製造プロセスの製品を、製造開始から管理対象の工程までの各管理工程あるいは製造開始から製造終了までの各管理工程の全ての所定の品質規格基準に合わせるように社内規格で規定された管理限界、検査規格、製品規格、前記ＳＰＣの判定結果により自動分類し、品質制御の合否判定情報を前記統合データベースから取得し管理する製品検査合否判定管理ステップと、
   を有することを特徴とする統計的品質プロセス制御管理方法。
2. 前記製品検査合否判定管理ステップは、前記ＳＰＣの判定情報が異常であるとき、是正措置確認指示を受理すると、前記統合データベースから前記ＳＰＣの判定情報に関連付けられた前記是正措置のメッセージを出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の統計的品質プロセス制御管理方法。
3. 前記管理装置は、さらに、ロット追跡手段を備え、
   前記ロット追跡手段は、前記ＳＰＣの判定情報が異常であるときにロット追跡の指示を受理すると、
   前記製造プロセス管理工程情報と、前記品質規格基準書情報と、前記材料品質実績情報と、前記製品品質実績情報とに基づいて、製造開始から管理対象の工程までの各管理工程あるいは製造開始から製造終了までの各管理工程における前記ＳＰＣの判定情報が異常であるロットを追跡するロット追跡ステップを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の統計的品質プロセス制御管理方法。
4. 製造プロセス管理工程と品質規格基準書とに基づいて管理される製造プロセスにおいて、管理工程単位に前記製造プロセスの試験項目に対する測定値である品質特性の情報を収集して、前記製造プロセスにおける製品が前記品質規格基準書に規定された所定の品質基準内になるように社内規格で規定された管理限界、検査規格、製品規格、統計的工程管理（ＳＰＣ）の判定結果に基づいて自動分類し品質制御の管理を行なう統計的品質プロセス制御管理装置であって、
   製造プロセス管理工程情報と、品質規格基準書情報と、製造開始から管理対象の工程までの各管理工程あるいは製造開始から製造終了までの各管理工程における品質特性の多次元分析情報とを統合データベースから自動取得する品質特性多次元分析情報取得手段と、
   材料品質の実績情報である材料品質実績情報と、製品品質の実績情報である製品品質実績情報とを前記統合データベースから自動取得する実績情報取得手段と、
   前記品質特性の多次元分析情報と、前記材料品質実績情報と、前記製品品質実績情報とに関係付けられる使用材料情報および出荷実績情報を前記統合データベースから自動取得する使用材料情報／出荷実績情報取得手段と、
   前記製造プロセスの製品が、前記管理工程単位に予め規定された個別顧客に対応可能な品質規格基準に基づく許容範囲内にあるか否かについて、前記管理工程に関連する前記製造プロセスに関する前記品質特性の多次元分析情報に基づく統計処理結果により統計的品質プロセス管理の自動分析評価を行った結果である、前記ＳＰＣの判定情報を前記統合データベースから取得して、製造開始から管理対象の工程までの各管理工程あるいは製造開始から製造終了までの各管理工程の全てを管理する統計的工程管理判定情報管理手段と、
   前記製造プロセス管理工程情報と、前記品質規格基準書情報と、前記材料品質実績情報と、前記製品品質実績情報と、前記使用材料情報と、前記出荷実績情報と、前記ＳＰＣの判定情報とに基づいて、前記製造プロセスの製品を、製造開始から管理対象の工程までの各管理工程あるいは製造開始から製造終了までの各管理工程における全ての所定の品質規格基準に合わせるように社内規格で規定された管理限界、検査規格、製品規格、前記ＳＰＣの判定結果により自動分類し、品質制御の合否判定情報を前記統合データベースから取得し管理する製品検査合否判定管理手段と、
   を備えることを特徴とする統計的品質プロセス制御管理装置。
5. 前記製品検査合否判定管理手段は、前記ＳＰＣの判定情報が異常であるとき、是正措置確認指示を受理すると、前記ＳＰＣの判定情報に関連付けられた前記是正措置のメッセージを前記統合データベースから取得し出力する
   ことを特徴とする請求項４に記載の統計的品質プロセス制御管理装置。
6. 前記統計的品質プロセス制御管理装置は、さらに、
   前記ＳＰＣの判定情報が異常であるときにロット追跡の指示を受理すると、
   前記製造プロセス管理工程情報と、前記品質規格基準書情報と、前記材料品質実績情報と、前記製品品質実績情報とに基づいて、製造開始から管理対象の工程までの各管理工程あるいは製造開始から製造終了までの各管理工程における前記ＳＰＣの判定情報が異常であるロットを追跡するロット追跡手段を備える
   ことを特徴とする請求項４に記載の統計的品質プロセス制御管理装置。

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