検査工程の自動化が失敗する理由|成功のための要件定義と進め方

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この記事でわかること
  • 検査自動化が失敗しやすい本質的な原因
  • NG基準を「おおよそ」から数値条件に落とす具体例と考え方
  • OK/NGの境界を社内で合意する進め方
  • 自動化を成功させるための実務ステップ

この記事の対象になる方

  • 検査の自動化を検討しているが、仕様の決め方に迷っている方
  • 「NG基準が曖昧」「部門で判断が割れる」せいで、自動化が進まない/揉めている方
  • 装置メーカーとの打ち合わせで、判定条件やNG時の運用を整理して伝えたい方

装置はルールでしか判定できない

結論から言うと、検査工程が自動化できない最大の理由は、人は雰囲気で判定できるが、装置はルールでしか判定できないからです。
一つ「あるある」な基準を出しましょう。

品質基準:「製品表面に色むら、キズ、異物等なきこと」

この「総合判断」、いわゆる定性的な基準による人間の判断は、自動化では通用しません。
装置側に必要なのは、定量化された基準です。

ここが曖昧(定性的)なまま設備化すると、必ず後で破綻します。

よくある失敗パターン

1. NG基準が「おおよそ」しか決まっていない

実際の現場でも、この曖昧さが原因で詰まるケースが非常に多いです。

よくあるパターンは「現場の検査員にヒアリングした結果、これはNGと判定されました。よってNGです。」

そこから得られる情報は本当に検査すべきNGではない可能性が高いです。

仮にある程度、ヒアリング結果から定量的にできたとしましょう。

  • 「だいたい何mm~何mmのキズはNG」
  • 「目立つ○色、○色のものはNG」
  • 「色むらが幅何mmあるものはNG」

ここで立ち直ってください。

その品質基準を決めたのは誰か?

それはきっと現場の作業員・検査員ではないはずです。その基準を作った人を説得し、その人から提案させてこそ自動化が成り立つということです。

ではどのくらい定量的にすべきか

「ガッチガチ」に決める必要があります。
例えば「キズ」なら最低でも以下を決めます。

  • 長さ:何mm以上でNGか
  • 幅:何mm以上でNGか
  • 深さ:何mm以上でNGか
  • 位置:製品面とはどこからどこのことを具体的に言うか
  • 本数:1本はOK、2本以上NGなのか
  • 組み合わせ:小キズ複数集積はNGか

ここまで決めて初めて、画像検査の「要求定義」になります。
曖昧なものは確実に無くす。そんな勢いで定量的にしてください。

2. OK/NGの境目に、社内で合意がない

品証・生技で認識がズレているケースです。

  • 品証:「品質上は全てNG」
  • 生技:「その前提で装置を作っていない」

この状態で装置を先に作ると、導入後に必ず揉めます。
装置が悪いのではなく、何を持ってこのプロジェクトをOKとするかが不明確であるのが問題です。

では何をすればよいか

検査工程では、最初に「判定責任者」を明確にすることが重要です。
通常は品証が基準責任、生技が設備成立性、製造が運用成立性を持つ形が多いです。
よって基準については「品証部門の誰に合意を取ったか」が最も重要です。

3. NG時の処置が決まっていない

これも見落とされがちですが、超重要です。

NGが出たときにどうするかを決めておかないと、導入しても運用が破綻します。
検査は「見つけること」では終わりません。見つけた後の処理設計まで含めて検査工程です。

例えば、NG判定した後に何をしますか?

  • ライン停止する?
  • 異常の内容はなに?
  • 自動で払い出す?
  • 再検査に回す?
  • 作業者呼出しする?
  • 何個連続でNGなら設備停止?
  • 異常処置票は必要?

ここが曖昧だと、設備が動いても現場が回りません。

検査工程の自動化は「判定ロジックだけではなく、「NG処置の運用」まで作って初めて完成。

4. 前工程のバラつきを放置したまま検査だけ自動化しようとする

これもかなり多いです。
検査が不安定に見える原因が、実は前工程にあります。

例:

  • ワーク姿勢が毎回少し違う
  • 位置決め基準がない
  • 表面に油が乗る量がばらつく
  • 照明反射が変わる
  • 温度で寸法が動く
  • 治具が摩耗して基準がズレる

この状態で高性能カメラを入れても、誤判定が増えるだけです。

対策

検査工程の前に、まず工程条件を安定化します。

  • 位置決め治具の見直し
  • 外乱照明の固定化(角度、照度、遮光)
  • 清掃条件の統一
  • 搬送姿勢の安定化
  • ワーク基準面の明確化
  • 温調・環境条件の管理 等

検査設備は「異常を見つける装置」であって、工程のバラつきを魔法のように吸収する装置ではありません。

検査工程を自動化するための正しいステップ

ここからは、実際に進める順番を整理します。

この順番を守るだけで、かなり失敗率が下がります。

ステップ1:まず「何をNGにしたいのか」をKPIで言語化する

最初にやるべきはここです。設備選定ではありません。

「検査対象」を細かく分解します。

  • 外観(キズ、打痕、汚れ、変色、欠け)
  • 寸法(長さ、径、高さ、段差)
  • 組付け状態(有無、向き、挿入深さ、浮き)
  • 表示(刻印、ラベル、印字)

そのうえで、1項目ずつ判定条件を決めます。

ポイント

「不良名」だけでは不十分です。
必ず「測れる言葉」で表現します。

  • 悪い例:「キズ」
  • 良い例:「A面中央から±20mm範囲内に、幅1.0mm×長さ1.5mm以上の線状欠陥がある場合NG」

この粒度が必要です。

ステップ2:OK品・NG品のサンプルを集める

自動化の成否は、サンプルの質で決まります。

  • 良品(バラつき含む)
  • 典型NG
  • 境界品(人でも迷うもの)
  • 季節差・設備差・材料ロット差を含むもの

ここで「境界品」を集めないと、立上げで苦労します。
なぜなら現場で一番揉めるのは、いつも境界だからです。

実務で大事なこと

  • サンプルにラベルを付ける(誰判定か、いつ、どのラインか)
  • 判定履歴を残す(品証承認済みか)
  • 過検知寄りに設定し、最終は人の判断という運用を考える
  • 後で再現できるように管理する

ステップ3:判定基準を「数値」と「運用」に分けて決める

ここが最重要です。時間を一番かけるべき部分です。

サイズ・深さ・色・高さは判定基準の中心になります。
さらに、それに加えて「運用条件」も定義します。

数値条件(例)

  • サイズ:長さ1.0mm以上NG
  • 深さ:段差0.05mm以上NG
  • 色差:ΔE 2.5以上NG
  • 高さ:浮き0.3mm以上NG
  • 位置:基準穴から±1.0mm外れNG

運用条件(例)

  • 1回目NGなら再撮像1回
  • 再判定でもNGなら保留排出
  • 同一品番で連続3個NGなら設備停止
  • 停止時は班長呼出し+品証連絡
  • 復帰は確認者サイン後

この「数値」と「運用」を分けて作ると、現場で運用しやすくなります。

ステップ4:検査方式を選ぶ

ここでようやく設備方式を選びます。

  • 画像検査(2Dカメラ)
  • 3D検査(レーザー変位、3Dカメラ)
  • 接触検査(プローブ、ゲージ)
  • 電気検査(導通、抵抗、耐圧)
  • 機能検査(動作、圧力、流量、トルク)

大事なのは、方式を先に決めないことです。
最初に「AIカメラを入れたい」が先行すると失敗しやすいです。

検査方式は、決めた判定基準を満たせるものを選ぶだけです。

機器選定は主役ではありません。主役は「検査仕様の定義」です。

ステップ5:ライン条件(タクト・設置・保全性)を詰める

検査ロジックができても、ラインに乗らないと意味がありません。

確認すべき項目:

  • タクト内に処理が収まるか
  • 設置スペースはあるか
  • 品番切替は何分でできるか
  • 清掃・点検しやすいか
  • レンズ・センサ交換は現場で可能か
  • 誤判定時の手直し動線はあるか
  • トレーサビリティ(画像保存、履歴保存)は必要か

特に保全性は重要です。
「高性能だけど調整できる人がいない設備」は、数か月で現場から嫌われます。

ステップ6:試作・評価(PoC)で成立性を確認する

いきなり本番設備を作るのではなく、まず小さく検証します。

  • サンプルで検出率を評価
  • 誤判定率(過検出・見逃し)を評価
  • 照明条件を変えて評価
  • タクトを見積もる
  • 品番差の影響を確認

ここで見るべきは「100点」ではありません。
見るべきは、どの条件で弱くなるかです。

  • 反射が強いと弱い
  • 汚れがあると誤判定増える
  • ワーク位置ズレに弱い
  • 色違い品番に弱い

弱点が分かれば、治具・照明・運用で対策できます。

ステップ7:導入後のルールを決める(ここを決めないと崩れる)

導入後に必要なのは「誰が何を管理するか」です。

  • しきい値変更の権限者
  • マスタ更新のルール
  • 品番追加時の評価手順
  • 週次点検項目(清掃、照度確認、治具摩耗)
  • 誤判定発生時の切り分け方法
  • 品証へのエスカレーションルール

ここがないと、現場で勝手にしきい値を緩める→流出、が起こります。
逆に厳しすぎる設定のまま誰も触れない→過検出多発で停止、も起こります。

導入までに最も時間をかけるべき部分

結論です。
最も時間をかけるべきは「NG基準の定義」と「境界品の合意」です。

設備選定、メーカー比較、カメラ性能、AIの種類…。
もちろん大事ですが、ここに時間をかけすぎる前に、まず以下を固めるべきです。

  • 何を不良とするか
  • どこまでをOKとするか
  • 境界は誰が決めるか
  • NG後にどう処置するか

この4点が固まっていないと、どんな高価な設備でも安定しません。

「自動化できない」のではなく、「自動化できる仕様になっていない」ことがほとんどです。

この見方に変えるだけで、進め方が一気に現実的になります。

現場で使える実践チェックリスト

導入前に、最低限これだけは確認しておくと失敗しにくいです。

判定基準

  • NG条件が数値で書けている
  • サイズ・深さ・色・高さなど、評価軸が明確
  • 境界品の扱いが決まっている
  • 品証承認済みの基準書がある

サンプル

  • 良品・NG品・境界品が揃っている
  • 季節差・ロット差のサンプルがある
  • 現品と写真と判定結果が紐づいている

運用

  • NG時の処置フローが決まっている
  • 連続NG時の停止条件がある
  • 再検査のルールがある
  • しきい値変更の権限が決まっている

設備・保全

  • タクトに入る見込みがある
  • 清掃・点検しやすい構造
  • 交換部品・消耗品の管理ができる
  • 故障時の手動運転・暫定運用が決まっている

まとめ

検査工程の自動化がうまくいかない理由は、設備の問題というより、検査仕様と運用設計が曖昧なまま進んでしまうことにあります。

今回のポイントを整理すると、以下です。

  • NG基準は「おおよそ」ではなく、サイズ・深さ・色・高さなどで明確にする
  • 品証・生技・製造で、OK/NGの境界を先に合意する
  • NG時の処置(停止・排出・再検査)まで決める
  • 前工程のバラつきを減らしてから検査を自動化する
  • 一番時間をかけるべきは「NG基準の定義」と「境界品の合意」

検査の自動化は、カメラやAIを入れれば終わるテーマではありません。
でも逆に言えば、仕様の作り方を押さえれば、かなりの確率で前に進めます。

もしこれから検査工程の自動化を進めるなら、まずは設備の選定会議ではなく、
「どこからNGか」を決める会議から始めてみてください。そこが、成功のスタート地点です😊


本記事は学習目的の情報提供です。実際の電気工事・設計・配線・機器選定・部材選定・改造は、法令・社内基準に従い、有資格者および責任者の管理下で実施してください。現場条件により最適解は変わるため、必ずメーカー仕様書・設計基準・安全規程・JISを確認のうえ判断してください。

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