製品開発の協力会社の信頼性試験力を確認する6項目｜量産後の故障リスクを減らす

製品開発を外部の協力会社と進めるとき、設計力や加工力、試作のスピードだけでなく、量産後の故障リスクまで考えて確認したいのが信頼性試験への対応力です。試作品が要求どおりに動作したとしても、それだけで長期間安定して使用できるとは限りません。温度や湿度の変化、振動、衝撃、繰り返し動作、保管環境など、実際の使用条件ではさまざまな負荷が製品に加わります。

こうした負荷を想定した評価が不足したまま量産に進むと、出荷後になって故障や性能低下が発生し、原因調査、設計変更、部品変更、再試験などが必要になる可能性があります。特に新しい構造や材料、部品、製造方法を採用する開発では、設計段階から信頼性を確認する考え方が重要です。

ただし、協力会社が「信頼性試験に対応できます」と回答しただけでは、その実力を十分に判断できません。設備の有無だけでなく、試験条件の設定、試験前後の測定、異常発生時の記録、結果の分析、設計へのフィードバックまで確認する必要があります。

本記事では、「製品開発 協力会社」で検索している設計、開発、品質保証、調達、生産技術などの実務担当者に向けて、協力会社の信頼性試験力を見極めるために確認したい6項目を解説します。

製品開発で協力会社の信頼性試験力が重要な理由

製品開発では、設計図面や仕様書を満たした試作品が完成すると、開発が大きく前進したように感じられます。しかし、試作品が一度正常に動作したことと、製品が想定期間にわたって安定して使えることは同じではありません。

実際の製品には、使用場所や用途に応じてさまざまな負荷が加わります。屋外で使う機器であれば気温や湿度の変化があり、車両や機械に取り付ける機器であれば振動や衝撃が発生します。可動部を持つ製品では、開閉、回転、押下、着脱などが繰り返されます。電気を使用する製品では、通電と停止、負荷変動、発熱なども考慮しなければなりません。

さらに、製造時に問題がなくても、保管や輸送の環境で製品に負荷がかかる場合があります。倉庫で長期間保管される製品、輸送時に振動を受ける製品、季節によって使用環境が大きく変わる製品では、設計段階で想定していなかった条件が故障要因になることがあります。

このため、信頼性試験は単に「壊れるかどうか」を確認する工程ではありません。どの条件で性能が変化するのか、どの部分に負荷が集中するのか、どの故障モードが起こり得るのかを開発段階で把握し、設計や製造条件を改善するための活動と考えることが重要です。

協力会社を選ぶ際にも、この考え方を共有できるかが大きな判断材料になります。発注側から指定された試験をそのまま実施するだけの会社と、製品の用途や構造を理解したうえで必要な評価条件を検討できる会社では、開発中に得られる情報の質が異なります。

特に、協力会社に設計、試作、部品選定、筐体製作、組立など広い範囲を依頼する場合、信頼性試験の結果から設計課題を発見し、改善につなげられる体制があるか確認したいところです。開発と試験が分断されていると、異常が発生しても「試験では不合格だった」という結果だけが残り、原因究明に時間がかかることがあります。

一方、設計担当者と試験担当者が連携していれば、異常が起きた条件やタイミングを確認しながら、構造、材料、部品配置、固定方法、放熱方法、製造条件などを検討できます。信頼性試験を合否判定だけで終わらせず、製品を成熟させるために活用できる協力会社であることが理想です。

1．使用環境から試験条件を組み立てられるか

最初に確認したいのは、協力会社が製品の使用環境を理解し、必要な試験条件を組み立てられるかという点です。

信頼性試験には、温度、湿度、振動、衝撃、繰り返し動作、連続運転、保管などさまざまな種類があります。しかし、試験項目を増やせばよいわけではありません。製品の用途、設置場所、使用頻度、想定寿命、輸送方法などから、どの負荷を重点的に評価すべきかを整理する必要があります。

協力会社との初期打ち合わせでは、試験設備の一覧を確認する前に、使用条件についてどの程度質問してくるかを見ることも有効です。使用する温度範囲だけでなく、屋内か屋外か、固定して使用するのか移動しながら使うのか、一日に何回操作するのか、保管期間はどの程度かといった条件まで確認する会社であれば、製品の使用実態から試験を考えようとしている可能性があります。

例えば、可動部の耐久性を確認する場合でも、単純に一定回数動かせば十分とは限りません。実使用では操作速度が変わることもあり、荷重が加わった状態で使用されることもあります。また、温度が変化した状態で繰り返し動作すると、材料の膨張や収縮、潤滑状態の変化などが影響する可能性もあります。

温湿度試験についても同様です。高温だけを確認すればよい製品もあれば、低温から高温への変化を確認した方がよい製品もあります。湿度による影響が懸念される場合には、外観だけでなく絶縁状態、接触状態、材料の変化など、製品の構造に応じて評価内容を考える必要があります。

重要なのは、協力会社が過去の案件と同じ条件を機械的に適用するのではなく、今回の製品に必要な評価を考えられることです。そのためには、試験開始前に条件設定の根拠を説明してもらうとよいでしょう。

「一般的にこの条件だから」という説明だけではなく、製品の使用環境、想定寿命、重要部位、懸念している故障モードとの関係まで説明できれば、信頼性評価に関する知識を持っているか判断しやすくなります。

また、試験条件を厳しく設定しすぎることにも注意が必要です。実際には発生しない条件まで過度に厳しくすると、必要以上の設計変更につながる可能性があります。反対に条件が緩すぎれば、量産後の問題を見逃すことになります。現実的な使用条件と安全側の評価条件を分けて考えられるかも確認したいポイントです。

2．必要な試験設備と測定環境を確保できるか

2つ目は、想定した信頼性試験を実施するための設備や測定環境を確保できるかという点です。

協力会社が自社内にすべての試験設備を持っている必要はありません。製品によって必要な試験は異なるため、専門的な設備については外部の試験施設を利用する方法もあります。重要なのは、必要な試験を適切な条件で実施できる体制があり、試験条件や結果を協力会社自身が管理できることです。

設備を確認する際には、「設備があります」という回答だけで判断せず、実際にどのような試験条件まで対応できるのかを確認します。温度や湿度を制御する試験であれば、製品サイズ、設定可能な範囲、負荷をかけながら動作確認できるかなどが関係します。振動試験であれば、製品の質量や固定方法、加振方向などによって評価条件が変わります。

また、試験設備だけでなく、製品の状態を測定する機器も必要です。信頼性試験では、試験中に製品が動いているかを確認するだけでは不十分な場合があります。電気的な特性、寸法、荷重、温度、動作時間、消費電力など、製品ごとに重要な特性を定量的に確認できる環境が必要です。

ここで見落としやすいのが、測定器の管理です。測定結果を比較するためには、同じ基準で測定できる状態を維持することが重要です。協力会社を確認するときには、測定機器の点検や校正などがどのように管理されているか、試験記録と測定機器の情報を追跡できるかも確認するとよいでしょう。

さらに、製品を試験設備へ取り付けるための治具も重要です。振動や繰り返し動作の試験では、治具の固定方法によって製品へ伝わる負荷が変化する可能性があります。実使用とは異なる固定状態で試験をすると、本来とは違う場所に負荷が集中することもあります。

そのため、協力会社が試験治具をどのように設計しているか、製品の実際の取付状態をどこまで再現しているかも確認したいところです。試験装置へ取り付けられればよいという考えではなく、評価したい現象が正しく再現できる治具になっている必要があります。

外部の試験施設を利用する場合には、協力会社が依頼を丸投げしていないかも確認します。試験条件の決定、供試品の準備、取付方法、試験中の異常確認、終了後の評価などを協力会社が主体的に管理できれば、社内設備の有無だけで評価する必要はありません。

3．試験前後の性能変化を定量的に評価できるか

3つ目は、試験前後の製品状態を定量的に比較できるかという点です。

信頼性試験というと、「試験後も動いたので合格」「壊れなかったので問題なし」といった判定を想像しやすいですが、製品によってはそれだけでは不十分です。完全に故障する前に、性能が少しずつ低下する場合があるためです。

例えば、可動機構であれば操作荷重が徐々に増えることがあります。接続部であれば抵抗値などが変化する可能性があります。筐体や部品では、変形、摩耗、緩み、変色、ひび割れなどが少しずつ進行することがあります。製品として動作していても、初期状態から大きく変化していれば、将来的な故障につながる可能性があります。

そのため、試験前に評価項目と判定基準を決めておくことが重要です。試験終了後に結果を見てから判断基準を決めると、評価が曖昧になりやすくなります。

協力会社の実力を見るには、過去の信頼性試験でどのようなデータを記録しているかを確認すると分かりやすいでしょう。機密情報に配慮した形式でも、試験条件、測定項目、測定時点、判定方法などの考え方を説明してもらうことはできます。

試験前、試験途中、試験後の複数時点で測定していれば、性能変化の傾向を確認できます。例えば一定回数ごとに測定を行うことで、ある時点から変化が急に大きくなったことが分かる場合があります。この情報があれば、単なる合否以上に故障メカニズムを考えやすくなります。

試験品の個体差への考え方も確認したいポイントです。試作品1台だけで試験を行い問題がなかったとしても、その結果だけで量産全体の信頼性を判断することは難しい場合があります。製品の重要度や開発段階に応じて、複数の試験品を用意する必要があるか、どのようなばらつきを見るべきかを協力会社と検討することが重要です。

さらに、測定結果を単純に記録するだけでなく、初期値との差や時間経過による変化を整理できるかも確認します。試験結果が大量の数値データだけで提出されると、発注側で改めて分析しなければなりません。設計判断につながるように変化の傾向や注意点を整理できる協力会社であれば、開発負担を減らしやすくなります。

4．故障や異常の発生過程を記録できるか

4つ目は、試験中に故障や異常が発生したとき、その過程を追跡できる記録体制があるかという点です。

信頼性試験の価値は、すべての試験に合格することだけにあるわけではありません。開発段階で故障を発見できれば、量産前に改善できるため、むしろ有益な情報になります。問題になるのは、故障が発生したのに、そのとき何が起きていたのか分からない場合です。

例えば長時間の連続動作試験で途中停止した場合、停止時刻や直前の状態が記録されていなければ、原因調査が難しくなります。温度変化を伴う試験であれば、どの温度帯で異常が発生したかも重要です。繰り返し動作試験であれば、何回程度の動作後に変化が始まったかが分かれば、部品寿命や構造上の弱点を検討しやすくなります。

協力会社を選ぶ際には、異常が起きた場合の記録方法を確認しましょう。異常発生時刻、試験条件、動作状態、測定値、外観、異音、変形など、原因解析に必要な情報を残せる体制があるかが重要です。

また、試験終了後だけでなく、途中で製品状態を確認する方法があるかもポイントです。試験装置を開けて確認すると条件が変わってしまう場合には、外部から状態を監視する方法や測定値を連続記録する方法などを検討する必要があります。

写真や動画による記録も有効ですが、単に撮影するだけでは十分ではありません。いつ撮影したものなのか、どの試験品なのか、どの条件で発生した現象なのかを関連付けられることが重要です。試験品番号や日時、試験条件などと記録を紐付けて管理できれば、後から原因を検討しやすくなります。

異常が発生した製品をすぐに分解してしまうかどうかも確認したいところです。原因を早く知りたいあまり、状態を十分に記録しないまま分解すると、破損位置や部品の状態など重要な情報を失う可能性があります。

適切な協力会社であれば、異常発生時にまず外観や測定値を記録し、必要に応じて発注側と相談したうえで分解調査へ進みます。どの段階で誰が判断するのかをあらかじめ決めておけば、重要な情報を残しながら原因解析を進めやすくなります。

5．試験結果を設計改善へ反映できるか

5つ目は、信頼性試験の結果を設計や製造方法の改善につなげられるかという点です。

試験を実施できても、その結果を設計側へ返せなければ、協力会社の価値は限定的です。特に開発を幅広く委託する場合には、異常原因を分析し、具体的な改善策を提案できるかを確認したいところです。

例えば振動試験で固定部に緩みが発生した場合、単に締結を強くすればよいとは限りません。締結方法、部品形状、材料、荷重の伝わり方、組立条件など複数の要因を確認する必要があります。高温環境で性能が低下した場合も、発熱する部品だけでなく、熱が逃げる経路、部品配置、筐体構造などを検討する必要があります。

ここで重要なのが、試験担当者と設計担当者の連携です。試験部門が結果を報告書として提出し、設計部門がそれを見るだけの体制では、細かな現象が十分に共有されないことがあります。

一方、異常が起きた時点から設計担当者が確認し、試験担当者と一緒に原因を考えられる会社では、改善の速度が上がりやすくなります。協力会社への訪問や打ち合わせでは、試験結果がどのような流れで設計へ共有されるのかを確認するとよいでしょう。

改善後の再試験についても重要です。一部の部品や構造を変更した後、変更した部分だけを確認して終えるのではなく、変更によって別の部分へ影響が出ていないかを考える必要があります。

例えば部品を補強すると重量が増え、振動特性が変わる可能性があります。材料を変更すると強度だけでなく、熱膨張や摩耗など別の特性も変わることがあります。固定方法を変更すれば、組立作業や生産性へ影響する場合もあります。

したがって、改善案を出す際には「今回の問題が解決するか」だけでなく、「変更によって新しい問題が発生しないか」という視点も必要です。このような影響範囲まで考えられる協力会社であれば、量産前の設計成熟度を高めやすくなります。

また、試験不合格を単なる失敗として扱わない文化があるかも重要です。不具合が起きること自体よりも、原因を曖昧にしたまま次工程へ進むことの方がリスクになります。問題を早期に共有し、原因と対策を発注側と一緒に検討できる協力会社を選ぶことが大切です。

6．量産変更後も再評価できる運用があるか

6つ目は、開発時だけでなく、量産開始後の変更に対しても必要な信頼性評価を実施できるかという点です。

製品開発では、試作品から量産品へ移行するまでにさまざまな変更が発生します。部品の調達先、材料、加工条件、金型、治具、製造設備、組立手順などが変わる可能性があります。また、量産開始後にも部品の供給終了、生産効率の改善、品質対策などを理由に変更が必要になることがあります。

こうした変更は、寸法や機能が同じように見えても、信頼性へ影響する場合があります。材料の特性が変われば耐久性が変わる可能性があり、製造条件が変われば内部応力や接合状態が変化する可能性があります。

そのため、重要な変更が行われた場合には、どの信頼性項目を再確認するのか判断できる仕組みが必要です。

協力会社の選定では、設計変更や工程変更をどのように管理しているか確認しましょう。変更内容を記録し、影響する製品特性を検討したうえで、必要な試験を決定できる体制が理想です。

すべての変更に対して開発時と同じ試験を最初から実施すればよいわけではありません。変更内容に応じて必要な評価を選び、影響がない部分については試験を省略する判断も必要です。この判断には製品構造と信頼性試験の両方への理解が求められます。

また、量産後に市場や使用現場から不具合情報が入った場合、その情報を次の試験条件へ反映できるかも重要です。開発段階では想定できなかった使われ方が見つかった場合、実際の条件を再現して評価することで再発防止につなげられることがあります。

製品開発を長期的に支援してもらう協力会社であれば、初回試作時の情報だけでなく、設計変更履歴、試験結果、量産条件、発生した不具合などを継続して管理できることが望まれます。

担当者が変わるたびに過去の試験条件が分からなくなるようでは、同じ評価をやり直したり、過去の問題を再発させたりする可能性があります。試験報告書だけでなく、なぜその条件を選んだのか、どの変更に対してどの評価をしたのかという判断履歴まで残せる運用があるか確認しましょう。

協力会社選定では試験設備だけを見ない

信頼性試験力を確認するとき、設備一覧は分かりやすいため注目しがちです。しかし、設備の種類や台数だけで協力会社を評価するのは十分ではありません。

重要なのは、製品の使用条件から必要な試験を考え、適切な方法で実施し、得られた結果から設計課題を発見できることです。

高度な設備を持っていても、決められた条件で試験するだけでは、開発上の問題を十分に見つけられない場合があります。反対に、一部の試験を外部施設へ依頼している会社でも、製品仕様の理解、試験条件の設計、試験管理、原因分析、設計改善まで主体的に進められるのであれば、有力な協力先になり得ます。

協力会社を比較するときには、過去にどのような製品分野の評価を経験してきたかも参考になります。ただし、同じ業界の実績があることだけを条件にする必要はありません。重要なのは、今回の製品に対してどのような故障要因を想定し、どのような評価が必要と考えるかを具体的に説明できることです。

打ち合わせでは、「この製品ならどのような信頼性リスクを考えますか」「開発のどの段階で何を確認しますか」「試験中に異常が出た場合はどのように進めますか」といった問いを投げかけると、考え方の違いが見えやすくなります。

また、信頼性試験を品質保証部門だけの業務として扱っていないかも確認したいところです。設計、製造、品質保証が連携し、試験結果を開発へ戻す仕組みがある会社の方が、問題発見後の対応を進めやすくなります。

協力会社選びでは、見積条件や納期だけでなく、試験結果をどこまで設計改善へ活用できるかという視点を加えることで、量産後のリスクを抑えやすくなります。

開発初期から信頼性試験を組み込む

信頼性試験は、量産直前になってまとめて実施すればよいものではありません。重要な試験を開発の終盤まで残すと、問題が見つかった際の設計変更が大きくなりやすいためです。

例えば量産直前の耐久試験で構造上の問題が発見された場合、部品形状だけでなく、金型、治具、組立手順などまで変更が必要になる可能性があります。さらに変更後の試作品を製作し、再試験することになれば、量産開始時期への影響も大きくなります。

そのため、開発初期から信頼性上のリスクを洗い出し、試作品の完成度に応じて評価を進める考え方が有効です。

初期試作では、最も壊れやすいと考えられる部分を重点的に確認します。設計が固まってきた段階では、製品全体として使用環境への耐性を確認します。量産試作では、実際の量産工程で作った製品でも同じ性能が得られるかを確認します。

このように段階的に試験を行えば、問題を早期に発見しやすくなります。また、すべての試験を最後に集中させるよりも、設計変更の影響を限定しやすくなります。

協力会社との役割分担も開発初期に決めておくことが重要です。試験項目を誰が提案するのか、判定基準を誰が決めるのか、異常時には誰へ連絡するのか、設計変更後の再試験範囲を誰が判断するのかを明確にしておけば、問題が発生した際にも対応しやすくなります。

発注側が製品の使用環境や要求性能を伝え、協力会社が構造や製造方法から信頼性リスクを提案するという形で双方の知識を組み合わせることが理想です。仕様書を渡して試作を依頼するだけではなく、どのような使われ方を想定しているのかまで共有することで、より現実に近い試験条件を設定できます。

さらに、実際の使用現場で発生する条件を記録しておくことも、試験精度を高めるうえで役立ちます。机上で想定した使用条件と実際の現場条件が一致しているとは限らないためです。

設置位置、周囲環境、運搬経路、作業時の取り扱い、使用時の姿勢などを写真や位置情報とともに記録できれば、後から試験条件を見直す際の資料として活用できます。現場評価や施工を伴う製品では、開発担当者と現場担当者の間で情報を共有できる仕組みも重要になります。

まとめ

製品開発の協力会社を選ぶ際、信頼性試験力は量産後の故障リスクを考えるうえで重要な確認項目です。

確認したいのは、単に試験設備を所有しているかどうかではありません。製品の使用環境から必要な試験条件を組み立てられること、適切な設備と測定環境を確保できること、試験前後の性能変化を定量的に評価できること、故障や異常の発生過程を記録できること、試験結果を設計改善へ反映できること、そして量産変更後も必要に応じて再評価できることが重要です。

信頼性試験は、完成した製品に合格判定を付けるためだけの工程ではありません。開発途中で弱点を発見し、原因を分析し、設計や製造方法を改善するための重要な手段です。そのため、試験担当者だけでなく、設計、製造、品質保証が連携できる協力会社を選ぶことで、開発中の問題を早期に解決しやすくなります。

また、発注側も協力会社へ試験を任せるだけではなく、実際の使用環境、要求寿命、重要な性能、想定される使われ方を具体的に共有することが欠かせません。実使用に近い情報が多いほど、評価すべき条件を決めやすくなります。

特に屋外機器や現場で使用する製品では、開発室だけでは把握できない条件が存在します。設置状況や現場環境、作業時の取り扱い、試験設置位置などを写真と位置情報で記録し、開発側へ正確に戻す仕組みがあると、実態に即した信頼性評価につなげやすくなります。

LRTK Phoneは、現場写真、位置情報、施工記録などをまとめて管理し、現場で得られた情報を関係者間で共有するために活用できる自社プロダクトです。現場試験や設置検証を伴う製品開発では、どこで、どのような状態で評価したのかを記録しておくことで、協力会社との原因分析や設計改善にも活用できます。信頼性試験の結果だけでなく、実際の使用現場で得られる情報まで開発へ反映できる仕組みを整えることが、量産後の故障リスクを減らすための重要な一歩になります。