製造業の現場では、工程品質に影響する４Mの品質作り込み要因があり
その中から、最も良い品質が得られる要因の組み合わせを決め、製造工程
設計を行う必要があります。
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１．穴明け加工精度向上の課題にどう対応するか
例えば、機械加工において、ドリルで穴をあける場合に、穴径の精度に影響
する要因は、ドリルの回転速度、送り速度、切削速度などによって決まります。
ちなみに、各要因の具体的数値は、ドリルのカタログを参照したり、計算式
で求めることができます。
回転速度＝切削速度×1000／（3.14×刃径）
送り速度＝1回転当たりの送り量×1分間当たり回転数
切削速度＝3.14×刃径×回転数／1000
しかし、メーカーカタログの推奨条件や計算式は参考程度とします。なぜ
なら、実際の加工物や、機械の特性などの違いによって、必ずしも推奨値
通りにはいかないからです。
これらの要因の設定は、従来からの経験で、熟練者が組み合わせを決めて
しまう場合も多いと考えられます。
そこで、最も品質が安定する要因の組み合わせを決定するためには、試作
実験を行います。しかし、要因の組み合わせ数多いと、その試作実験の種類
が膨大となり、無計画な実験を行っても、労力がかかる割には、良い結果が
得られる保証もありません。
２．実験計画法とは
このような現場の問題解決のために実験計画法は考案され、これを適用
することによって、品質に影響する要因の数が多くても、効率的、効果的
な実験が可能となり、要因の組み合わせ実験の回数を最少にすることが
可能となります。
直交表（直交配列表）とは、どの列をとっても、その水準のすべての組み
合わせが同数回現れる配列のことで、下図に、直交表の見方と使い方を
示します。
設定する条件の項目を要因（因子）、その内容を水準と呼びます。
直交表L4は、4行3列から構成されています。また、各行各列の数字は1
と2であり、水準を表しています。3つの列に2水準の要因を対応させると
各行は要因の水準を組み合わせたものを示すことになります。
例えば、穴径の精度に影響する要因を3種類、それぞれの設定値を2種類
とすると、通常は2×2×2=8種類の各組み合わせで実験を行い、穴径を
測定し、どの組み合わせが一番優れているかを確認する必要があります。
ドリルの回転速度 （低い／高い）
送り速度 （速い／遅い）
切削速度 （速い／遅い）
しかし、上記の直行表L4を使って実験を行う場合は、4回の実験を行えば
済む事になります。
直交表はL4以外にも多数あり、要因（因子）の数と水準により最適なもの
を選択できます。2水準の要因を扱う直交表は、2n系と呼び、3水準の要因
を扱う直行表は3n系と呼び、2水準系の要因を7個まで扱える直交表L8（27）
3水準の要因を4個まで扱える直交表L9（34）などがあります。
つまり、上記の穴径精度に影響する因子として、例えば切削油の供給量を
加えた場合は、４種類の因子を扱うことになるので、直行表L8を使用する
事になります。
３．実験の計画
実験の手順は大きく、1.実験の計画、2.実験の実施、3.実験データの解析
の3段階に分かれます。
まずは第一段階として実験を計画します。
1列にドリルの回転速度（低い：水準1、高い：水準2）
2列にドリルの送り速度（遅い：水準1、速い：水準2）
3列にドリルの切削速度（遅い：水準1、速い：水準3）
各因子と水準をL４の直行表に割り付けると下図のようになります。
この表は実験のやり方を示す指示書でもあり、実は全ての組み合わせが
8通りあった実験が、直交表を使うと4通りの実験で済むことになります。
次に、実験で用いる水準の大きさは、それぞれ具体的な数値として決めて
いきます。（②へ続く）
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