品質工学の手法について

鈴山さん

回答が遅くなり、申し訳ありませんでした。＜安い部品を使って、安定した設計が可能＞な手法はないかというご質問ですね。品質工学では、パラメータ設計という方法を推奨しております。まさに、安い部品を使い安定した設計を行う方法です。

安価な部品は、特性ばらつきが大きいこと、および温度特性や劣化が大きいこと、などが心配されます。そのような部品を使って、性能が安定した回路やモジュールを設計出来るかどうかがポイントとなります。
たとえば回路シュミレータを使った設計を考えてみます。ある機能を持ったモジュール回路をシミュレータ上に構成します。そして、各部品の特性をたとえば10％ずつ、ランダムにばらつかせて出力の変動をシミュレーションします。それら何通りかのシミュレーション結果が、実際に量産された場合の製品ばらつきに相当すると考えます。
ですから、同じような部品ばらつきがあっても、回路機能のばらつきが小さくなるような回路構成を、シミュレータを使って見つけ出せばよいのです。

どのコストの部品は、特性がどの位ばらつくのかは分かっているはずです。したがって、どのような回路構成にすれば、どの位のコストなのか、そしてどの位ばらつくのかが明確になりますから、両方を考慮した最適設計は決定できます。高価な部品を使って回路機能を安定させた方が良いか、安い部品を使い補正回路などを追加して安定させた方が良いか。このような比較が、シミュレータを使って合理的に判断できます。

実際の詳細手順の説明はしませんが、直交表という便利な手法があり、ランダムなばらつきを同じように加えて相互比較します。一連の手順が、パラメータ設計という名称で用意されています。最終的にコストと品質をバランスさせる最適設計の考え方も、損失関数という方法が用意されています。

この程度の説明でよろしいでしょうか。