部品の製造ばらつきをどう吸収するかで頭を抱える設計者

はじめに：製造ばらつきとは何か、なぜ設計者を悩ませるのか

製造現場で「ばらつき」という言葉を聞かない日はありません。
部品の寸法、性質、外観、そのすべてが設計通りに完璧に仕上がることは理論上ほぼありません。
なぜなら、加工機械や金型の微妙なずれ、原材料ロットや環境温度の変動、さらには人間の作業習熟度や管理精度など、実に多くの要因が部品の品質に散らばりを生み出してしまうからです。

設計者にとって、この「ばらつき」をどのように吸収するかは頭の痛い問題です。
なぜなら、実際の部品が理想値から逸脱したとき、組み立て不良・機能不良・コスト増といった重大なトラブルの火種となりかねないからです。

本稿では、部品の製造ばらつき問題に対し、現場目線で実践的な吸収策や考え方、そして昭和以来の慣習が根強く残る製造業界の現状を踏まえ、設計者、またバイヤーやサプライヤーの皆さまにも役立つ知見を徹底的に掘り下げます。

部品製造の現実：ばらつきが消えない根本要因

製造業界のベテランや工場長経験者から見ると、ばらつきそのものの根絶は事実上不可能です。
その理由は本質的に以下の4点に集約されます。

加工技術の限界

射出成形やプレス、切削、溶接、各種表面処理など、製品を作る工程ごとに、それぞれの設備・金型・作業手順に「機械的な精度限界」が存在します。
どんなに最新の設備でも、ミクロン単位での制御には必ず微小なズレが発生します。

材料や環境の変動

同じ鋼材、同じ樹脂でも、ロットごとにわずかな物性差が生じ、温度・湿度・使用年月によっても寸法や強度に影響が出ます。
特に、アナログ管理が従来通り根付く業界では、これらのわずかな差を吸収する意識が低く、結果として毎回困る形となります。

ヒューマンファクター

機械が自動で加工するラインが増えてきたとはいえ、段取り・検査・仕上げ・梱包といった人の手が必ず介在する工程では、どうしても人間のスキルや注意力に左右される要素があります。

検査・測定機器の精度限界

測定そのものにも誤差があり、限界以上の精密測定はコストと時間増加を招きます。
検査基準そのものが各社で微妙に異なるのも“すき間”を生む要因となっています。

昭和依存型アナログ業界にこそ根強い「大丈夫精神」

国内製造業では、特に伝統的な工場ほど「長年このやり方でやってきた」といった経験則が重視されがちです。
悪く言うと、数値管理やばらつき対策への取り組みが形骸化していることも少なくありません。
『このくらい大丈夫』『適当にカンでやればなんとかなる』という精神が今なお色濃く残っています。

これが部品のばらつきを吸収する工夫、逆に言えば設計側の“余裕設計”や生産側の“無言の調整作業”を生み、設計与件と現場実態のギャップを曖昧にしたままの現象を温存している場合が多いのです。

現場が実践しているばらつき吸収の知恵と工夫

さて、現場や設計部門はどんな手法でこのばらつきを吸収しているのでしょうか。
ベテラン製造業スタッフや工場長経験者の視点から、代表的な工夫や知恵を紹介します。

許容差・公差設計の最適化

設計図面に明記された「公差」が実は最強の技術的バッファです。
機能上どうしても必要な最小値・最大値を科学的に定めつつ、「無駄な高精度指示はコストと納期リスクのもと」として、公差を現場の実力値に合わせて設定する姿勢が重要です。

また「組み立てるときどこで吸収するか」という全体最適思考で、要所に遊びや調整機構を設けておくのも伝統的な知恵です。

工程内での伝承的な調整ノウハウ

プレスや切削の工程で「毎日、材料の入り方や気温の変動に応じて、一発目のトライ品を見て微調整」する、あるいは「熟練者が音や手ざわりでトラブルを早期発見」といった“暗黙知”は日本の現場に深く根付いています。

このアナログ寄りの技能伝承は、IT化・自動化でも「現場目線のフィードバック設計」に必須です。

受入検査・出荷検査のすり合わせ

サプライヤーから納品された部品の受入検査では「これなら組み込める」「このバラツキまでなら問題ない」という、設計部門や組立リーダーと現場との細かなコミュニケーションが肝要です。
また、お客様クレーム発生時に「再発防止策」として、工程能力分析や協力会社への指導が行われますが、この“すり合わせ活動”は実は現場力向上の礎です。

設計者視点からみた「ばらつき吸収」実践ポイント

設計者として「どう吸収すべきか」に焦点を当てると、次のアプローチが現実的かつ効果的です。

設計段階でのDFM（Design for Manufacturability）思想

部品設計段階から、加工のしやすさ＝現場負担の少なさ　を想定し
– 加工方法ごとに“出やすいバラツキ”を事前に調査
– 複雑形状や微細公差指定を極力避ける
– 組立て基準面・相手部品との“嵌合余裕”をきちんと持たせる

このDFM思想を設計メンバーに徹底することで、製造現場・調達購買部門とのトラブルが激減します。

FMEAや工程能力指数（Cp, Cpk）の活用

発生しうるばらつきをリストアップし、その頻度・重大度・検出可能性を評価するFMEA（故障モード影響解析）を組み込み、また「この公差で実際どれだけの工程能力が出せるか」をCpやCpkで事前確認しておくことが、再設計や品質問題を未然に防ぐ鉄則となります。

設計・生産・調達部門の三位一体のすり合わせ

調達購買部門やサプライヤーと早期からの「かけこみ設計相談会」を設け、現場実態・納期条件・材料ロット間ばらつきなど予想されるあらゆるリスクを一気にテーブルに挙げておく。
まさに“前広コミュニケーション”が、ものづくりのギャップ吸収には絶対不可欠です。

バイヤー・サプライヤーの立場から見た“ばらつき対策“の勘所

調達購買（バイヤー）やサプライヤーの視点でも、このばらつき対応は“ものづくり競争力”の真価を問われる部分です。

サプライヤーの現場・工程力の見極め

カタログスペックや納入実績だけでなく、実際の生産工程に足を運び、段取り・治具・作業者技術・検査体制まで「ばらつきを生む要因」を共に棚卸しできるかどうかが長期的信頼関係構築のカギです。

納入仕様書の精緻化・柔軟化

「いたずらに厳しすぎる規格」や「過剰な検査仕様」は現場の負担・コスト増につながります。
顧客仕様と自社ライン能力とのギャップを客先と協議し“現実的仕様”へ絶えず見直す姿勢も重要です。

トラブル時のリカバリー・フィードバック対応

いざ部品に不良・ばらつきが出た際、「責任の押し付け合い」ではなく、原因分析→是正→教育訓練といった『品質改善のOJT』をパートナーと一緒に回せる体制づくりが、真に強い取引関係の証と言えます。

これからの時代のばらつき吸収：自動化・デジタル化と人の技の共存

IoTやAIの進展で、部品ごとの寸法バラつき・加工機の微細変動までもリアルタイムで可視化・記録できる時代になりつつあります。
その一方で、「結局のところ、最後は組み立ての現場力や、現物を触る目利きの腕」に依存せざるを得ない場面も依然多いのが現状です。

ですから
– “人の技”で吸収しなければ解決しない部品は何か
– “自動化・システム化”で管理できる領域は何か
を冷静に見極め、その両輪を生かす現場改革が昭和型アナログ業界からの脱却へとつながります。

まとめ：製造ばらつきを「吸収できる現場」がものづくり発展の鍵

「部品のばらつきをどう吸収するか」という問いは、ある意味、日本のものづくり品質を根底から支えてきた現場力・現場知の象徴的課題です。
設計・生産・調達・サプライヤーが一丸となり、「現物目線」「現場の勘と科学」を組み合わせながら、余裕をもったものづくりを共創すること。
そして、旧来の慣習や“なんとなく大丈夫精神”に安住せず、事実に基づいた仕様・工程管理へ絶えず進化し続けることが、これからの製造業の競争力・価値向上の最大焦点です。

本稿が、製造業の現場で働くすべての皆さまが、現場知の連携でばらつき吸収を自らの強みに変える一助となることを願っています。