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2015.06/28 科学と技術(8)

感材に用いるラテックスの製造現場で、合成後の物上げ直前にひしゃくを用いるという20年以上前に開発された技を発見し使わせてもらった。ところが最初に考案された時に5回使用していた点が気になった。当方の経験では、上手くやれば一回で良いプロセスであり、また現場の作業者も1回でも大丈夫と言っていた。

 

当方は、個人差と誤差を考慮し3回と決めたが、5回とした理由を知りたかった。しかし、製造現場の手順書は存在したが、開発部門の報告書は廃棄されていたのでそれを知るための手段は無かった。

 

ひしゃくで表面を5回すくい廃棄しているのだから、物上げを工夫して表面付近のラテックスを廃棄すればよい、と考えたが、それならば、実験室でも再現できそうな現象である。しかしこの現象は実験室で再現できないことがわかった。

 

そもそもこの二十年以上前に開発されたラテックスと同じ物性のラテックスを実験室で合成できないのだ。工場で生産されたラテックスと実験室のそれを用いて単膜を作り、粘弾性評価を行うと一致しない。両者ともに品質規格内のラテックスができるのだが、粘弾性データを比較すると明らかに異なる材料である。

 

あれこれ実験を行い、ひしゃく5回の謎を探っていたら、面白いアイデアに気がついた。ノウハウに関する技術であり、公開を差し控えたいが、その技術を用いると工場で生産されているラテックスをコストダウンできることに気がつくとともに、ひしゃく5回を考えた技術者の気持ちを理解できたようなひらめきがあった。

 

科学的なひらめきではないので間違っているかもしれないが、5回とした技術者はただ者ではない、と想像するとともに、20年前の技術は現場で最適化された可能性が高いと推定した。この推定から当時の勤務体制と現在の体制との違いも知った。勤務体制が変わったので、ひしゃくの回数を減らすことができた可能性が高い。

 

 

カテゴリー : 一般

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2015.06/27 科学と技術(7)

(昨日からの続き)5回を2回に減らして手柄を立てた作業者にコツを尋ねたら、油のようなものが浮いているのを見つけてひしゃくですくう作業だが、うまくやれば1回で済む。しかし5回やれと指示されていたので心配だから、ややてかりのある部分を2回目にすくって終わってみた。その時、特にエラーが発生しなかったので、なぜ5回もやっていたのかと疑問に思った、と怪しい説明が返ってきた。

 

そして、ある日こっそりと作業そのものをやめたところ規格外になったので、2回に減らす提案をした、とのこと。製造手順書を守らない作業者の問題が気がかりに思えたが、最初にひしゃくですくわれる油のようなものを分析したのか、と係長に尋ねてみた。すると、技術センターに技術が無いので分析してもそれが何だったのかわからなかった、仕方がないので製造部で意志決定しデータを揃え社内の品質会議に提案した、と係長は胸をはって回答していた。

 

昔開発されたラテックスの製造現場で何が起きているのか興味があったので、その時1回目にひしゃくですくわれた、てかりの多い材料を持ち帰り解析を行ったところ原因がわかった(この部分は当方のノウハウであり、ご興味ある方は問い合わせて欲しい)。単純に組成分析をしても答えは出ないが、ひしゃく作業に意味があるならばそれなりの解析を行うと答えが見つかるのである。ただ解析手法については非科学的発想から出た手法である。

 

この場合科学的に考える人は、まず組成分析を行う。これは科学的に正しいかもしれない。しかし、当方は技術的発想で考えだした科学的な解析手法をとってみた。そしたら現象をそれなりに説明できる妥当な答えが見つかったのである。この経験から、当方の担当しているラテックスも同じことが起きているのでは、と考え、ひしゃく作業を製造手順書に加えることにした。

 

但し、2回では不安だった。しかし5回にしても製造現場で昔のラテックス同様に2回にされたら大変である。昔開発されたラテックスが、なぜ2回のひしゃく作業で生産が安定になっているのか不思議ではあるが、2回で問題が起きないならば3回と決めて、この重要な作業の回数を変更前には必ず開発部門の担当者に相談のこと、と付け加えることにした。

 

3回という数値に科学的根拠など無かった。しかし昔開発されたラテックスと同様の現象が起きているならば、技術的な視点で最低2回はひしゃく作業が必要と考え、安全圏の3回とした。このひしゃく作業を加えた製造手順書で現場の係長から同意が得られたので、コストダウンを現場の成果にして良いことを伝え、開発部門へ提案されたテーマを取り下げてもらった。

 

カテゴリー : 一般 高分子

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2015.06/26 科学と技術(6)

(昨日の続き)結局2週間駐在して観察したが、エラーは一度も起きなかったので、テーマを採用しない方針を製造部長に納得いただいたが、当方が帰ったとたんにエラーが発生したと製造部長から電話がかかってきた。

 

仕方がないのでひしゃく作業を書き入れた品質規格書を持参し、製造手順を一部修正することで対応して欲しい、とお願いした。この時今だからいえるが、少し誠実でない対応をした。2週間駐在し現場の問題を把握した、それでこのひしゃく作業を取り入れたので品質問題は必ず収まる、と説明したのだ。

 

製造現場には何も問題は無かった。ただ、2週間の駐在中に時間があったので、現場にあったほかのラテックスの製造手順書を読んでいて、初期に開発されたラテックスの製造手順書にひしゃく作業を見つけたのだ。しかし、20年近く前の技術で、このひしゃく作業がどのような目的で行われているのか正しく知っている作業者はいなかった。また、開発報告書も保管されていなかった。

 

製造の係長に、どうでもよいひしゃく作業を省略したら作業効率が上がるのではないか、と尋ねたら、当方は現場を知らないからだめだ、と叱られた。その作業で微量成分を処理しているのだという。しかし、実際の作業を見る限り、完全に除去できているのか分からない作業である。

 

製造の係長は、昔手順書には5回やれと書かれていたのを2回まで減らすことに成功した、と自慢げに付け加えてきた。なぜ0にしないのか、と尋ねたら、微量成分を理由にした同じ答えが返ってきた。見るからに怪しい作業であるが、現場の作業者は慎重にひしゃくで2回すくう作業を行っている。防護マスクをつけているので息を止めているのかどうかは不明だが、防護めがねの奥の目つきから、それが理解できた。(明日へ続く)

 

カテゴリー : 一般 高分子

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2015.06/25 科学と技術(5)

これは自慢話になってしまうかもしれないが、昨日のひしゃく作業については、マネージャーとして現場で意志決定し、ただそれだけで問題解決した事例である。開発された技術を製造現場へ移管するときの移管作業は慎重に行わなければ痛い目に遭う。

 

昨日の話で4-5回に1回不良品が発生する、と書いたのは正確ではなく、正しくは、生産立ち上げ時には、2-3回に1回だったのが、4-5回に1回、と変化した現象である。おそらく放っておけばエラーはなくなるのではないか、と思ったぐらいである。

 

最初にエラーが発生したときに、開発をやり直すかどうか、品質会議でもめた。しかし、田口先生に直接ご指導を頂いたロバストの高い技術である、と言って会議をしのいだ。2回目にエラーが発生し、開催された品質会議では、前回は2回だったのが、今回は3回成功した後のエラーであり、現場でミスが発生したのでは、と押し切った。

 

しかし、その後もエラーが発生し、廃棄に伴う費用が、製造原価を押し上げる問題となり、製造部門から、重要コストダウンテーマと名前を変えて、開発へテーマ依頼してきた。このような科学的に解明が難しいテーマを引き受けると大変である。また、タグチメソッドで最適化していたために実験室でエラーの再現ができないので因子を見つけることができない。

 

テーマを引き受ける前に、現場を見させて欲しい、と申し出て、自ら現場観察を繰り返した。不思議なことに生産立ち上げ時には2-3回だったのが、5回続けて生産してもエラーが発生しないこともある。製造部長に何も問題ないではないか、と言ったら、いや、3-4回の頻度だから明日は必ずエラーが出る、と主張した。ところが翌日の生産状況を観察したところ、製造部長の主張むなしく、エラーは発生しなかった。(明日に続く)

カテゴリー : 一般 高分子

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2015.06/24 科学と技術(4)

技術が科学の成果だけで成り立っているならば、その伝承は容易である。しかし、実際の現場では技術がうまく伝承されていない状況が存在する。あるいは、現場で行われている科学的に非効率な作業についてそれをやめたとたんに品質問題が多発するというような事件が希に起きる。

 

当方があるラテックスの製造プロセスを立ち上げたときに、ラテックスの合成を完了した後の物上げ前に、ひしゃくで表面を3回なでるようにラテックスをすくい、それをすてること、という怪しいプロセスを入れたことがある。この作業では、人を誤差に見立てて作業を行うと、捨てられるラテックスについてひしゃく一回分の個人差が出る。

 

当方が行えば1回の作業で済むが、それを誤差として見込み、2回ではなく3回としたのである。2回でも良いかもしれないが、このような誤差は万が一を考えて多くしておいた方が良い結果が出るという経験知を用いた結果である。しかし、そもそも計量器ではないひしゃくを使用する時点で非科学的である。

 

また、この作業自体無くてもラテックスの品質に影響しないが、生産スケールで4-5回に一回不良品が製造され、写真用の高価なラテックスを200l廃棄しなくてはいけない事態になる。1lスケールでタグチメソッドを用い最適化した製造条件であり、ロバストは高いはずで、原因が不明だった。また、小スケールで実験を行ったときには20回合成してもエラーは発生しなかった。原料ロットのばらつきでもなく、量産開始後に見つかった原因不明のトラブルだった。

 

ただ、ほかのラテックスの製造規格書を調べたときに、20年近く前に開発されたラテックスのプロセスでこのひしゃく作業が入っているのをみつけ、それを取り入れたところ、ロットアウトが無くなったのだ。おそらく製造後にできそこないのラテックスが表面付近に浮いており、その量がたまたま多くなったときにエラーが起きているのかもしれない。しかし、これを科学的に証明するのは至難の業である。

 

若い技術者が、証明したいと名乗り出てきたので、ひしゃくでくみ上げられたラテックスを集め、分析したことがある。しかし、10ロット分析しても原因物質を見つけることができなかった。挙げ句の果ては、当方の微量成分説を疑いだす始末。ただ、これについては、ひしゃく作業を行わない場合にエラーが希に発生するので誰もが信じたくなる説であり、科学の時代にこれをよりどころとしなければ気持ちの悪い現象である。ひしゃく作業が単なるおまじないでは、現場で採用していただけない。

カテゴリー : 一般

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2015.06/23 微粒子分散系高分子

機能性微粒子を高分子に分散して機能性高分子とする手法は、昔から高分子の機能性をあげるためによく使われてきた手法である。例えば絶縁体である高分子に導電性の高いカーボン微粒子を分散した半導体高分子や、熱伝導性が無機材料の1/100以下という高分子にAlNやSiCなどの熱伝導性の高い粒子を分散し熱伝導性高分子を開発したりする。

 

この時の数値シミュレーションの手法として混合則が1990年前後まで使用されてきた。社会人をスタートした1979年に購入した複合材料の教科書に書かれていた材料物性の予測式もすべてこの混合則から導かれた式だった。当時の複合材料系の科学論文で考察に使用されていた式も混合則だった。

 

一方数学者の間では、パーコレーションの理論が古くから議論され、1980年頃にはスタウファーによる学生向けの著書も出版されている。当方もこの教科書に触発され、1980年中頃にはパーコレーションと混合則の両方を使用し、LATTICE Cを用いてプログラム開発を試み、転職してしばらく暇なときにそれを完成した。

 

パーコレーションの理論も混合則も科学の世界で生まれた高分子の微粒子分散系を議論するための考え方である。しかし、科学では真理は一つなので、今高分子の微粒子分散系を議論するときに混合則を持ち出す人はいなくなった。

 

ただ実務で材料物性を見積もるためにちょいと計算したりするときには混合則は重宝する。パーコレーションをシミュレートするソフトウェアを持っていても、電卓をたたいて答えを出せる混合則は、今となっては非科学的ではあるが微粒子分散系高分子材料の技術開発における便利なツールである。

 

 
 
 

カテゴリー : 一般 高分子

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2015.06/22 私のドラッカー(13)

教育システムにおいて科学が唯一の知識として標準化されているので、どこへ行っても技術者は、仕事に関連する情報を読み科学的な成果を出すことができる。ドラッカーは、「創造する経営者」(1964)の中で、「ほかの者と同じ能力を持つだけでは、十分ではない。そのような能力では、事業の成功に不可欠な市場におけるリーダーの地位を手に入れることができない。」と、差別化の重要性を指摘している。

 

これを技術者に限定すると、科学の時代において科学の知識だけを持った技術者は、今国際競争力の有無が問われている。語学力は常識となるが、意外にも技術者の「技術」について、技術者自身が国際競争力をつける方法を知らない。また、学べる場所について多くはない。本屋に行っても技術について書かれた本は少なく、町の本屋では揃えていないところもある。

 

弊社ではヒューマンプロセスによる問題解決法プログラムを提供しているが、これは非科学的な内容も含む「技術者」向けの教材である。依頼された企業の実情に合わせ教材を作成している。なぜそのような面倒な作業を行うのか、それは「技術」の教材だからである。

 

先のドラッカーの著書に、「成功している企業には、常に、少なくとも一つは際だった知識がある。そして全く同じ知識をもつ企業は存在しない。」とある。

 

これは面白い指摘である。真理は一つという科学の時代にあって、成功している企業には、科学と異なる知識が存在する、と言っているような指摘である。もし今日の日本のメーカーが科学知識だけで成功してきたとしたのなら、現在停滞している企業は差別化できなくなっているからで、ドラッカーが指摘しているように当たり前のことではないか。

 

一方、現在でも成功している企業は、科学知識以外の知識で差別化ができているからではないか。そしてその差別化するための知識は、世の中で知られていない高度な科学知識か、あるいは非科学的知識のいずれかである。教科書に書かれている科学の知識で説明できるノウハウはもはや差別化技術にはならない時代で、非科学的なノウハウを作り込んでゆかなければ差別化が難しい時代である。

 

カテゴリー : 一般

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2015.06/21 私のドラッカー(12)

科学について小学校から大学まで、そして企業に入ってもその知識を学ぶことになる。しかし、技術について、メーカー以外に学べる場所があるのか?少なくとも現在の日本の教育システムでは、技術について学校教育で学ぶ機会が無いのではと懸念している。

 

また、技術について書かれた本が科学について書かれたそれよりも少ない。問題解決法に至っては、すべてが科学的である。非科学的な問題解決法では、科学の時代において恐らく誰も買わないからかもしれない。

 

科学の便利なところは、真理が一つなので、同じ現象についての説明はどの本を読んでも、仮に表現が異なっていても、同じことが書かれている。例えばフローリーハギンズ理論の説明では、二次元格子に二つの高分子を押し込み、そのモデルで自由エネルギーを論じ、χを定義し、そのχで高分子の相分離を説明している。

 

また、科学は論理学に基づき議論を展開しているので、義務教育で学んだ数学の論理を理解していると、少なくとも10回繰り返して読めば、どのような専門領域の内容でも一通りの理解ができる仕組みになっている。わかりにくければ、論理展開について自分なりの図を書いてみれば説明を理解できる。

 

ドラッカーは、「創造する経営者」(1964)の中で、p144「知識は、本の中にはない。本の中にあるものは情報である。知識とはそれらの情報を仕事や成果に結びつける能力である」と述べている。高等教育を受けた技術者が科学の書籍を読み、日々の仕事で容易に成果を出すことができるのは、科学の知識が身についているからである。(明日に続く)

 

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2015.06/20 科学と技術(3)

ドラッカーの「傍観者の時代」には、彼の技術に対する考え方が出てくる。基本的な彼の考え方は、「テクノロジーこそ、哲学、文化、美学、人間学と結合されるべき」、すなわち技術を技術者だけにまかせていてはいけない、ぐらいの考え方である。

 

技術が人間の営みである以上彼の考え方は正しいと思うし、技術はそのように発展してきた時代もあった。それが科学の時代に科学と技術が結びつき、悪いことに科学主導で技術が進歩したために、環境問題を引き起こした。

 

人類は技術進歩による環境破壊を問題視し、その解決策の一つとしてISO14001をまとめている。環境破壊は大きな問題だが、それをとりあげた「科学技術は人類を救うか」というTVドキュメントがかつてあったが、このタイトルのセンスは悪いと感じた。

 

科学は哲学の一つであって、科学=技術ではない。技術者が科学を重視しすぎたために自らが開発した技術の環境への影響評価を忘れたのだ。そもそも技術は人間の生活感と結びつかなければいけない。人間が自らを幸福にするために技術を真剣に考えるならば、技術の将来は、人間の幸せを約束するだろう。

 

このような技術の未来について語るときに、科学との関係認識が重要であるように、日常の問題解決においても科学の活用方法を正しくすることも大切である。すなわち取り扱おうとする問題が、科学ですべてが解明された分野に属しており、結果が明らかなときにだけ、科学の成果を活用すると技術開発の効率をあげることができる。

 

しかし、完全に科学的に解明されていない現象の機能を技術として採用するときに、科学に縛られると問題解決を難しくする場合がある。悩ましいのは教科書に書かれている科学の成果にも、その現象の真理がすべて解明されていない場合があるのだ。技術開発において科学的方法以外にヒューマンプロセスによる方法があることを覚えておくと鬼に金棒である。ご興味のある方はお問い合わせください。

 

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2015.06/19 ペンタックスのカメラ

ペンタックスから新しいデジタル一眼レフカメラが発売された。K-3Ⅱと名付けられたそのカメラには、面白い技術が使われている。リアル・レゾリューションシステムと呼ばれている技術がそれで、ベイヤ配列のイメージセンサーで泣き所と言われたモアレの発生を0にして画像を高精細化する技術である。

 

原理的にモアレの発生が無いイメージセンサーとしてカメラメーカーシグマが採用しているFOVEONが知られている。これは、RGBの各色のセンサーを縦に層状に形成した構造で、イメージセンサーの一つのセルでRGB各色の情報を得ることができる。ベイヤ配列の欠点を克服するために科学的に考え出された技術であることは容易に想像できる。

 

しかし、ペンタクスのシステムは、その方式から根性で考え出されたような技術に見えてしまう。ペンタクスの一眼レフは、K-7と名付けられた機種からイメージセンサーを磁気浮上状態で振動させる手ぶれ補正機構を採用している。K-7、K-5、K-5Ⅱ、K-3と手ぶれ補正の効果を順次改良してきた。

 

このメカニズムを使用して画像の水平を補正する機能までつけたりして、磁気浮上センサーを活用する方法について、とことん考えている。少なくとも製品を通してみえる技術者の頭の中には、イメージセンサーを磁気浮上で制御することだけが常にあったように想像される。

 

そしてセンサーを制御してベイヤ配列の各RGBの素子へ光を導くシステムを発想したのだと思う。FOVEONについては科学的な雰囲気が漂っているが、リアル・レゾリューションシステムには技術者の根性のようなモノが見え隠れするのは当方だけだろうか?

 

当方のカオス混合技術も科学ではなく根性のたまものだが、PPSと6ナイロンを相容させるなど科学では説明できない現象を引き起こし、ナノオーダーの混練まで可能にするびっくりするような技術ができた。但しど根性ではなく、由緒正しい再現性のあるヒューマンプロセスの根性で考案された。ちなみに高純度SiCの前駆体合成技術も、ゾルをミセルにしたラテックス重合技術、PENの巻き癖解消技術などの成功体験も同様である。

 

もちろん酸化スズゾルを用いた帯電防止技術や、防振ゴム、ホスファゼン変性ポリウレタンフォーム、フェノールフォーム天井材、ポリマーアロイ下引き、再生PETを用いた射出成形体など科学的に出した成果も存在する。科学的プロセスとヒューマンプロセスをうまく使うことが大切である。

 

 

 

 

カテゴリー : 電気/電子材料

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