信頼性試験について

質問

製品の評価で限界値を確認せずに（破壊試験を行わない）、判定基準を満たした場合、信頼ある試験方法だといえるのでしょうか？
例えば、単純な引張強度試験で下記事例とします。
　母集団：3万個
　n数：5
　判定基準：●●MPa以上あること
　結果：判定基準を満たした為、試験中断

自分は限界値まで見る必要があると思うのですが。。。

回答No.7

中京区 桑原町（@l4330） · ベストアンサー

>実際は試験で思うような結果がでず、設計変更せざるをえないことが出てくると思いますが。。。
現実にはそうなります。
設計者は可能な限り色々な事を想定しますが全てを網羅するのは不可能です。
応力にしても想定通りにはなりません、なぜなら現実の物は形状が複雑で計算通りにはならないからです。
#1の回答で書いた「信頼ある試験方法を考えて、その試験方法に合った判定基準を決めます」この意味を勘違いされてますね。
質問で、限界試験を行わない事で試験方法の信頼性に疑問をもたれてますが、基準値での評価と限界値での評価では基準が異なるべきでしょ。
引っ張り応力なら、基準応力で引っ張った時の伸びが○○%以下で、切断されるサンプルがあってはならないとか.....
引っ張り強度を測定するなら、強度の値以外にも強度のバラツキとかも判断基準になります。
この様に、基準応力で測定するなら伸び、強度で試験するなら力になるでしょ。
「信頼ある試験方法」とは再現性がある事であり、どんな試験方法が最適かは、設計者・評価者が評価の目的に合わせて選ぶべきです。

質問にある「○○MPaで切れないこと」と言う判断は人命に関係する部品には不適切な方法だと思いますが、鳥避けネットの様な物の材料なら経済的な良い方法だと思います。

補足

>「信頼ある試験方法」とは再現性がある事であり、どんな試験方法が最適かは、設計者・評価者が評価の目的に合わせて選ぶべきです。
その通りですね。
またまた説明不足で申し訳ありません。信頼ある試験の定義が曖昧でした。
過去にあった話ですが、設計サイドからは判定基準を満たしたらそれでよく、限界までみなくてもよいといわれ試験をしました。
結果はｎ=5ですべて○だったのですが、設計サイドの計算ミス、安全率の甘さから、試作の次のフェーズで強度が足らないと問題が発生しました。
もし、限界（破壊）値まで確認していたならばギリギリの設計だったとわかったかもしれません。
そういう意味で限界値を確認することは重要で、広い意味で（上司や周りにいる人）信頼できる試験をするなら限界まで確認することが必要だと感じた次第です。

回答No.8

中京区 桑原町（@l4330）

>設計サイドの計算ミス、安全率の甘さから、試作の次のフェーズで強度が足らないと問題が発生しました。
そうですね、そう言う事は有って欲しく無いですが有りますよネ
それを発見するために適切な試験や、試験の組み合わせが大事ですね
信頼できない試験方法なんて有りません、そんな方法を選べば破算です。
補足に書かれてますが「信頼できる試験」とは試験法でなく試験を選択する人の....或いは信頼性試験の方法や試験の組み合わせを決めた標準の信頼性が重要ではないでしょうか？
それは、失敗を糧に皆で話し合って決める物です。

お礼

>それは、失敗を糧に皆で話し合って決める物です。
そうですね。その失敗で学んだことが共通認識として皆が持っていればいいんですが、如何せん仕事の場所を別に移してしまったもんですから、限界試験をするかしないかの議論で、意見が割れたわけです。
今回、意見いただいたことを参考にもう一度皆で話してみようと思います。貴重なお時間とって頂きありがとうございました。

回答No.6

rukuku

＃２のrukukuです。

「お礼」にあるsc57cbrさんの考え方を読んでいて思ったことがあります。

下図で、もともとの製造条件では青線だった強度分布が、気づかないうちに赤線になっていた場合（生産設備の劣化や材料の成分の変化、気温の変化など）、５／３万くらいの検査ですべてOKとなっても判定基準以下の製品が出荷される可能性は大きくなっています。

５／３万の検査で、「判定基準を満たした為、試験中断」では分布の変化はまず分かりません。
限界値を確認して分布を調べれば、「もしかしたら」分布の変化が分かるかもしれません。

ルールの運用も大事で、5個中1個でも判断基準に達しなかった場合は、3万個すべてを廃棄、または全数検査の後出荷ならばいいのですが、１個くらいと流してしまうとトラブルの確率が高くなります。

たいていの場合は、設計の段階で、基準値に対して余裕を持たせているはずなので、判定基準をちょっと外れるような製品を出荷しても、多分大丈夫だとは思います。

とは言っても、実際の事故は「多分大丈夫」が「大丈夫」でなかったときに起こっていますから、油断はできません。

補足

品質管理の話ですね。
管理線を引き異常がでたら対策を行うのであれば確かに多分大丈夫ですね。
またまた説明不足になってしまいましたが、自分は試作段階での話になります。（ひょっとしてラインオフしたものも考え方は一緒ですか？）
自分は設計屋ではないので安全率の定義はわからないですが、（安全率でどこまでを想定するか）それはあくまで机上の計算であって破壊試験により、分布を確認することが重要ではないかと思いますがどうでしょうか？

回答No.5

中京区 桑原町（@l4330）

蛇足おば....
>言われるように条件によって結果が変わるのは当たり前なのですが、設計側からの判定基準が変わることはありえないです

本当に設計者がこんな事を言うなら会社はつぶれるゾ
高温、高湿、最大負荷で1000時間なら伸びは10%以下
常温、標準負荷1000時間なら伸びは3%以下に設計してます、と言うのが設計者。
それを確認するのが信頼性試験の仕事。

補足

設計者は当然、安全率を持って設計しています。
>高温、高湿、最大負荷で1000時間なら伸びは10%以下
>常温、標準負荷1000時間なら伸びは3%以下に設計してます、と言うのが設計者。
>それを確認するのが信頼性試験の仕事。
それについてはまさにその通りですね。
ただ、判定基準については製品コンセプトにしたがって、各ユニットがこれだけの機能を持たせなければならないというところを決めなければなりません。なので、設計前段階で判定基準が決まるのではないですか？それに基づき設計者は設計し、評価担当に評価を依頼するわけです。
なので判定基準がかわることが基本はあってはならないと思っただけなのです。
実際は試験で思うような結果がでず、設計変更せざるをえないことが出てくると思いますが。。。

回答No.4

中京区 桑原町（@l4330）

設計とは（引っ張りと言われてるから機械設計と仮定しますが）応力、温度、環境、を事前に想定し、目標とする期間に機能を維持できる様な材料と形状を決めてます。

寿命を考えた設計では材料は弾性限度内で使うもの、破壊応力を知っても寿命改善には使えないし、顧客は破壊しなくても変形すれば苦情を言う。

実験しないと安全率を計算できない設計者って工業高校生以下だな。

回答No.3

中京区 桑原町（@l4330）

>試験方法にあった判定基準
引っ張り強度を例にしても.....
試験温度、雰囲気（酸性雰囲気とか湿度とか）、試験片の形状（実物か標準形状か）、負荷応力（基準値か、限界値か）、時間
これらの組み合わせなんだから、
高温、高湿、最大負荷で1000時間経過後と
常温、標準負荷1000時間では判定基準が変わるのが常識

お礼

その話はあくまで、試験者側での結果であって、判定基準とは別の話だと思います。
　言われるように条件によって結果が変わるのは当たり前なのですが、設計側からの判定基準が変わることはありえないです。（まぁ無くは無いですが）
　なぜなら製品になった時、お客さんの使用環境（例えば温度条件が0℃～50℃）でその製品の機能を満足させられなければお客さんが迷惑をするからです。
　だから、限界（破壊）試験にて最大値を確認し、設計サイドの判定基準より安全率がいくつなのかを設計にフィードバックさせれば、製品個々のバラツキを考えたとき、お客さんに迷惑をかける確立が減るということだと思います。

回答No.2

rukuku

はじめまして

＞信頼ある試験
試験に「信頼ある」というのはあり得ません。
どんなに試験しても１００％大丈夫とは言えません。
この試験にパスすれば９９．９９％は大丈夫だと思う（残り０．０１％の確率でダメかもしれない）。
と言うものです。
…９の数を多くする努力はされていますが１００％には到達できません。
何とも「頼りない」話ですが。

以下の書籍に分かりやすく説明されています。
http://www.webstore.jsa.or.jp/lib/lib.asp?fn=/story/sty1_134.htm

おそらく、sc57cbrさんは「平均値」や「ばらつき」を気にされているのだと思います。
実際には「平均値」や「ばらつき」は判定基準を決めるためのテストで分かっているのないでしょうか？
判定基準の強度が、下図のように、「下側の裾」にあると分かっているなら、基準を満たした時点で中止しても問題はないと思います。

お礼

回答ありがとうございます。

＞どんなに試験しても１００％大丈夫とは言えません。
そうですね。ちょっと書き方が大雑把だったみたいです。一応その辺の話は理解しているつもりです。
　判定基準に関しては、この製品の品質を維持するために、これ以上の強度が無ければならないと設計が決めるものだと考えています。
それに対して試験をして『判定基準をクリアすれば問題なし』と決め、限界値を確認せずに終了することは設計余裕値を確認せず判断することになります。
そこで、バラツキの話になります。
ｎ=5の試験ではたまたま問題なく終了したとしてもｎ増しすると実は判定から外れてくるものも出てくるかも知れません。
最初からn=30位試験できて母集団に近づき統計的に問題なさそうだといえればいいんですが、現実には工数などから30もできません。
限界値がわかれば上記問題や設計値（問題ないだろうの机上計算値）との整合もとれ、且つ余裕があるならばコスト削減につながるのではと考えている次第であります。

回答No.1

中京区 桑原町（@l4330）

>判定基準を満たした場合、信頼ある試験方法
こんな理論はありません。
信頼ある試験方法を考えて、その試験方法に合った判定基準を決めます。

お礼

回答ありがとうございます。
設計段階である基準が決まると思います。
それに安全率をかけてそれ以上の強度があれば問題なしと。。。
なので、信頼ある試験方法（設計に理論的にものが言える）を考えるのは同意しますが、試験方法にあった判定基準を決めるのは間違いではないでしょうか？