第8章｜8-1 ばらつきとは？

ばらつきとは、同じものを測ったり、同じ条件で加工したりしても、結果が完全に同じにならず散らばることです。

機械検査では、この「ばらつき」を大きく分けて、測定そのもののばらつきと、加工・工程から生まれるばらつきに分けて考えると理解しやすくなります。

測った値が違う ＝ すべて製品のばらつき、ではない

目次　タップで開閉

1. 1. 30秒でわかる「ばらつき」
2. 2. 測定値が違う理由は1つではない
3. 3. 測定ばらつきとは？
4. 4. 再現性とは？
5. 5. 工程ばらつきとは？
6. 6. ばらつきと平均値は別に見る
7. 7. 「ばらつきがある＝異常」とは限らない
8. 8. 測定ばらつきと工程ばらつきを混同しない
9. 9. ばらつきを数値で表す代表例
10. 10. 現場ではこう考える
11. 11. よくある間違い
12. 12. 🎓 技能検定につながるポイント
13. 13. ミニ問題
14. 14. よくある質問
15. 15. 参考資料・一次情報
16. 16. まとめ

1. 30秒でわかる「ばらつき」

• 製品ばらつき：加工された部品そのものの寸法や形状が散らばる
• 測定ばらつき：同じものを繰り返し測っても値が少し変わる
• 工程ばらつき：工具摩耗・温度・材料・設備・条件などで加工結果が変わる
• ばらつきはゼロにはできないため、どの程度あるかを把握して管理する
• 標準偏差・正規分布・Cp・Cpkへつながる基本概念

2. 測定値が違う理由は1つではない

同じ部品を5回測って、20.00、20.01、20.00、19.99、20.01 mmと出たとします。

この散らばりだけを見て、「部品寸法が変化している」とは判断できません。

• 測定位置が毎回少し違う
• 測定力が違う
• 測定器の繰返し性が影響している
• 作業者の当て方が違う
• 温度が変化している
• 対象物自体に真円度・テーパなどの形状差がある

など、複数の原因が考えられます。

3. 測定ばらつきとは？

JIS Z 8101-2:2015／ISO 3534-2:2006では、統計の応用に関する用語を標準化しています。測定のrepeatability（繰返し性）は、同じ測定手順・同じ作業者・同じ測定器・同じ場所・短時間など、できるだけ同じ条件で繰り返したときの測定結果の近さとして考えます。国際的にはISO 5725-1:2023／ISO 5725-2:2025が、測定方法の精度と繰返し性・再現性の評価に関する現行規格です。

同じ測定手順・同じ作業者・同じ測定器・同じ場所・短時間など、条件をできるだけそろえても完全に同じ値にならないことがあります。

この散らばりは、測定システムそのものが持つばらつきの一部です。

4. 再現性とは？

測定条件を変えたときの結果の一致度は、reproducibility（再現性）として扱います。ただし「条件を変えた」とだけ書くのでは不十分で、作業者・測定器・場所・時間・方法など、何を変えたかを明示して評価する必要があります。

• 作業者を変える
• 測定器を変える
• 測定場所を変える
• 時間帯を変える
• 測定方法や条件を変える

NISTも、再現性を測定条件を変更したときの測定結果の一致度として整理し、どの条件を変更したかの特定が必要だとしています。したがって、単に「別の人が測った」だけでなく、変えた条件を記録して比較します。

5. 工程ばらつきとは？

製造工程でも、同じ設定で加工しているつもりでも結果は完全には一致しません。

• 工具の摩耗
• 設備温度の変化
• 材料特性の違い
• クランプ状態
• 切削条件
• 機械の振動
• 作業条件の微小な差

などによって、加工寸法や形状は少しずつ散らばります。

この工程側の散らばりを把握するときに、標準偏差や工程能力指数Cp・Cpkなどを使います。ただし、Cp・Cpkを工程の良し悪しとして読む前に、工程が統計的に安定しているかを確認することが前提です。JIS Z 9020-1:2016／ISO 7870-2:2023の管理図の考え方では、時系列データから工程変動の変化や異常原因の兆候を確認します。

6. ばらつきと平均値は別に見る

平均値が狙い寸法に一致していても、ばらつきが大きければ不良が発生する可能性があります。

逆に、ばらつきが非常に小さくても、平均値そのものが規格中心からずれていれば不良が続く場合があります。

状態	見方
平均は中心・ばらつき小	中心に近く、散らばりも小さい
平均は中心・ばらつき大	中心は良いが、規格外が出る可能性が高まる
平均がずれる・ばらつき小	散らばりは小さいが、中心が狙いから外れている
平均がずれる・ばらつき大	中心ずれと散らばりの両方を確認する

7. 「ばらつきがある＝異常」とは限らない

製造工程では、ばらつきが存在すること自体は異常ではありません。JIS Z 9020-1:2016では、工程に長期的に固有な変動の原因を偶然原因（common cause / random cause）、いつも存在するとは限らない特別な状況による変動の原因を異常原因（special cause）として区別します。

重要なのは、工程に固有な偶然原因による変動なのか、工具破損・条件変更・設備異常などの異常原因が加わったのかを時系列で見分けることです。1回の標準偏差や範囲だけでは、統計的に安定した工程かどうかまでは判断できません。

例えば、工具交換後に平均値が急に変わった、特定の時間帯だけ散らばりが増えた、連続して一方向へ値が動いた、といった時系列変化は異常原因を疑う手がかりになります。こうした変化は管理図などで継続的に確認します。

8. 測定ばらつきと工程ばらつきを混同しない

検査データを見てばらつきが大きいとき、すぐに「加工工程が悪い」と決めるのは危険です。

1. 測定器・測定方法は安定しているか
2. 同じものを繰り返し測ったときのばらつきはどの程度か
3. 作業者を変えると結果は変わるか
4. その上で製品・工程側のばらつきを見る

という順番で切り分けると、原因を誤認しにくくなります。

9. ばらつきを数値で表す代表例

• 範囲（レンジ）：最大値−最小値
• 分散：平均との差の散らばりを二乗で評価
• 標準偏差：ばらつきの大きさを元データと同じ単位で表す

この教科書では次の記事で、現場でよく使われる標準偏差を詳しく解説します。

10. 現場ではこう考える

例えば、同じ工程から出た10個の軸径を測って値が散らばっていたとします。

このとき「10個の製品が本当に違う」のか、「測定そのものが不安定なのか」を分けて考えます。

測定システムが安定していなければ、そのデータから工程能力を評価しても正しい判断につながりにくくなります。

11. よくある間違い

• 測定値の散らばりをすべて工程ばらつきと考える
• 平均値だけ見てばらつきを見ない
• 最大値と最小値だけで工程全体を判断する
• 測定条件を変えたデータを同じ条件のデータとして扱う
• ばらつきがゼロになることを目標にする

12. 🎓 技能検定につながるポイント

• ばらつきと平均値を別々に考える
• 範囲・分散・標準偏差の役割を区別する
• 測定の繰返し性・再現性を理解する
• 標準偏差→正規分布→Cp・Cpkへつながる流れを理解する
• データを見る前に、測定システムが安定しているかを考える

13. ミニ問題

Q. 同じ部品を同じ測定器で5回測ったら値が少し違いました。この差はすべて部品自体のばらつき？

答え：いいえ。
測定器、測定力、位置、作業者、温度など、測定プロセス側のばらつきも含まれる可能性があります。

14. よくある質問

ばらつきがあると工程異常ですか？

必ずしも異常ではありません。工程に固有な偶然原因による変動は存在します。問題なのは、普段とは違う異常原因が加わっていないかです。1回の散らばりだけで決めず、時系列データや管理図で工程が統計的に安定しているかを確認します。

平均値だけ見れば十分ですか？

不十分です。同じ平均でも散らばり方は異なるため、標準偏差や分布も確認します。

15. 参考資料・一次情報

• 日本規格協会｜JIS Z 8101-2:2015（統計の応用用語）
• 日本規格協会｜JIS Z 9020-1:2016（管理図・一般指針）
• ISO 3534-2:2006｜Applied statistics vocabulary
• ISO 5725-1:2023｜General principles and definitions
• ISO 5725-2:2025｜Repeatability and reproducibility
• ISO 7870-2:2023｜Shewhart control charts
• NIST/SEMATECH Engineering Statistics Handbook｜Measurement Process Characterization
• NIST TN 1297｜Repeatability / Reproducibility terminology

最終確認：2026年10月2日｜著者：UG｜JIS Z 8101-2:2015は2025年6月20日確認・有効、JIS Z 9020-1:2016は2026年6月22日確認・有効です。ISO 3534-2:2006、ISO 5725-1:2023、ISO 5725-2:2025、ISO 7870-2:2023の現行状態を確認し、繰返し性・再現性、偶然原因・異常原因、工程の統計的安定と工程能力の関係まで再監査済みです。

関連記事： 標準偏差とは？ / 正規分布とは？ / 工程能力とは？

16. まとめ

• ばらつきは測定値や加工結果の散らばり
• 測定ばらつきと工程ばらつきは分けて考える
• 平均値とばらつきは別々に見る
• 同じ条件での繰返し性と、変更条件を明示した再現性を区別する
• 工程変動は偶然原因と異常原因を時系列で切り分ける
• 工程能力Cp・Cpkを見る前に、測定系と工程の統計的安定を確認する
• 標準偏差・正規分布・Cp・Cpkを理解するための基礎になる