管理図・工程指数

【QC検定】X-Rs・Me-R・X̄-s管理図の計算方法|X̄-R以外の計量値管理図

📊 この記事を読んでいるあなたへ

「X̄-R管理図以外にも種類があるの?」

「X-RsとかMe-Rとか、違いがよくわからない…」

「どんな時にどれを使うの?」

大丈夫です。この記事では、温泉旅館の温度管理を例に、3つの管理図の違いと使い分けをわかりやすく解説します!

🎯 この記事でわかること

X-Rs管理図(個々の値と移動範囲)の計算方法

Me-R管理図(メディアンと範囲)の計算方法

X̄-s管理図(平均と標準偏差)の計算方法

4つの管理図の使い分けフローチャート

✅ QC検定で出る計算問題の解き方

📍 シリーズ全体像|今ここ!

管理図シリーズ(全12記事)

① ロードマップ → ② バラつき入門 → ③ 管理図とは → ④ 種類一覧 → ⑤ 異常判定ルール → ⑥ 読み方・活用法 → ⑦ X̄-R管理図

⑧ X-Rs・Me-R・X̄-s管理図 ← 今ここ!

→ ⑨ np・p管理図 → ⑩ c・u管理図 → ⑪ Cp・Cpk → ⑫ 判定基準

💡 前の記事を読んでいない方へ
X̄-R管理図の基本がわからない方は、先にこちらの記事をご覧ください。

🗺️ まず全体像を押さえよう

計量値(測れるデータ)の管理図は4種類あります。どれを使うかは、「サンプル数」と「計算の手間」で決まります。

📋 4つの管理図一覧

管理図 読み方 サンプル数 特徴
X̄-R エックスバー・アール 2〜10個 最も一般的
X-Rs エックス・アールエス 1個 データが1個ずつ
Me-R メディアン・アール 2〜10個 計算が簡単
X̄-s エックスバー・エス 10個以上 精度が高い

🔀 使い分けフローチャート

❓ サンプル数はいくつ?
1個
X-Rs管理図
2〜10個
計算は簡単がいい?
Yes
Me-R
No
X̄-R
10個以上
X̄-s管理図

♨️ 温泉旅館でたとえると

あなたは温泉旅館「ゆらぎ荘」の支配人。お風呂の温度管理を任されています。

🌡️ X-Rs管理図

1時間に1回だけ温度を測る
→ データは1個ずつ

📊 Me-R管理図

3箇所で温度を測って「真ん中」を使う
計算が楽

📈 X̄-s管理図

20箇所で温度を測って精密管理
精度重視

💡 QC検定のポイント
「サンプルが1個 → X-Rs」「計算簡単 → Me-R」「大量データ → X̄-s」と覚えましょう!

🌡️ X-Rs管理図(個々の値−移動範囲管理図)

こんな時に使う!

✅ 1回に1個しかデータが取れないとき

✅ 化学プラントの温度・圧力など連続プロセス

✅ 検査に時間やコストがかかるとき

📝 X-Rsの「Rs」って何?

Rs = 移動範囲(Moving Range)のことです。

移動範囲の計算

Rs = |今回の値 − 前回の値|

「1個しかデータがないのにRなんて計算できるの?」と思いますよね。そこで、隣り合う2つのデータの差を使うのです!

📊 例題|温泉の温度データ

毎時間、露天風呂の温度を1回測定しました。

時刻 温度 X(℃) 移動範囲 Rs
9時 41
10時 42 |42−41| = 1
11時 40 |40−42| = 2
12時 41 |41−40| = 1
13時 43 |43−41| = 2
14時 42 |42−43| = 1
平均 X̄ = 41.5 R̄s = 1.4

※ X̄ = (41+42+40+41+43+42)÷6 = 41.5 ※ R̄s = (1+2+1+2+1)÷5 = 1.4

📐 管理限界線の公式

X管理図

UCL = X̄ + 2.660 × R̄s

CL = X̄

LCL = X̄ − 2.660 × R̄s

Rs管理図

UCL = 3.267 × R̄s

CL = R̄s

LCL = なし

⚠️ 覚え方
X-Rs管理図の係数「2.660」と「3.267」は、n=2のX̄-R管理図と同じ!(隣り合う2つを使うから)

例題の計算

X管理図

UCL = 41.5 + 2.660 × 1.4 = 41.5 + 3.72 = 45.22℃

CL = 41.50℃

LCL = 41.5 − 2.660 × 1.4 = 41.5 − 3.72 = 37.78℃

Rs管理図

UCL = 3.267 × 1.4 = 4.57

CL = 1.40

LCL = なし

📊 Me-R管理図(メディアン−範囲管理図)

こんな時に使う!

現場で電卓なしでサッと計算したいとき

✅ 作業者が計算が苦手でも使えるようにしたいとき

✅ X̄-R管理図と同程度の精度でOKなとき

📝 Me(メディアン)って何?

Me = 中央値のことです。データを小さい順に並べたとき、真ん中にくる値です。

メディアンの見つけ方

データ:40, 42, 41 → 並べ替え:40, 41, 42 → Me = 41

※ 足し算・割り算なし!並べて真ん中を見るだけ!

⚠️ 注意
サンプル数が奇数のとき使います(3個、5個、7個など)。偶数だと「真ん中」が2つになって計算が必要になるため、Me-Rの利点が薄れます。

📊 例題|内湯の温度データ(n=3)

内湯の3箇所(左端・中央・右端)で温度を測定しました。

左端 中央 右端 Me R
1日目 40 42 41 41 2
2日目 41 40 42 41 2
3日目 39 41 43 41 4
4日目 42 41 40 41 2
5日目 40 40 42 40 2
平均 M̃e = 40.8 R̄ = 2.4

📐 管理限界線の公式

Me管理図

UCL = M̃e + A₄ × R̄

CL = M̃e

LCL = M̃e − A₄ × R̄

R管理図

UCL = D₄ × R̄

CL = R̄

LCL = D₃ × R̄(n≦6は「なし」)

係数表(Me-R用)

n A₄ D₃ D₄
3 1.187 2.575
5 0.691 2.115
7 0.509 0.076 1.924

例題の計算(n=3)

Me管理図

UCL = 40.8 + 1.187 × 2.4 = 40.8 + 2.85 = 43.65℃

CL = 40.80℃

LCL = 40.8 − 1.187 × 2.4 = 40.8 − 2.85 = 37.95℃

R管理図

UCL = 2.575 × 2.4 = 6.18

CL = 2.40

LCL = なし

📈 X̄-s管理図(平均−標準偏差管理図)

こんな時に使う!

✅ サンプル数が10個以上と多いとき

高精度な管理が必要なとき

✅ コンピュータで自動計算できる環境

📝 「s」って何?

s = 標準偏差(Standard Deviation)のことです。「データがどれくらいバラついているか」を数値で表します。

RとSの違い

R(範囲):最大 − 最小 → 計算カンタン、ざっくり

s(標準偏差):すべてのデータから計算 → 計算は大変、精度高い

🔢 なぜサンプル10個以上で使う?

Rは「最大と最小」の2つしか使いません。だからサンプルが多いと、途中のデータが無視されるんです。

例:10個のデータ

38, 39, 40, 40, 41, 41, 41, 42, 42, 45

R = 45 − 38 = 7(途中の8個は無視!)

s = すべてのデータから計算 → より正確にバラつきがわかる

📐 管理限界線の公式

X̄管理図

UCL = X̿ + A₃ × s̄

CL = X̿

LCL = X̿ − A₃ × s̄

s管理図

UCL = B₄ × s̄

CL = s̄

LCL = B₃ × s̄

係数表(X̄-s用)

n A₃ B₃ B₄
10 0.975 0.284 1.716
15 0.789 0.428 1.572
20 0.680 0.510 1.490
25 0.606 0.565 1.435

例題の計算(n=10)

X̿ = 41.0、s̄ = 1.5 のとき

X̄管理図

UCL = 41.0 + 0.975 × 1.5 = 41.0 + 1.46 = 42.46℃

CL = 41.00℃

LCL = 41.0 − 0.975 × 1.5 = 41.0 − 1.46 = 39.54℃

s管理図

UCL = 1.716 × 1.5 = 2.57

CL = 1.50

LCL = 0.284 × 1.5 = 0.43

💡 X̄-sの特徴
s管理図はLCLがある(ゼロではない)のが特徴!バラつきが小さすぎても異常と判定されます。

📊 4つの管理図 比較まとめ

項目 X̄-R X-Rs Me-R X̄-s
サンプル数 2〜10 1 2〜10(奇数) 10以上
計算の手間 普通 簡単 最も簡単 大変
精度 高い やや低い 普通 最も高い
係数 A₂, D₃, D₄ 2.660, 3.267 A₄, D₃, D₄ A₃, B₃, B₄
下限LCL R: n≦6でなし Rs: なし R: n≦6でなし s: あり

🎯 QC検定でよく出る問題

パターン①:X-Rsの移動範囲を求める

【問題】

連続する測定値が 25, 27, 24, 26 のとき、3番目の移動範囲Rs₃を求めよ。

【解答】

Rs₃ = |24 − 27| = 3
※ 3番目と2番目の差を取る

パターン②:Me-Rのメディアンを求める

【問題】

あるグループの測定値が 52, 48, 50, 51, 49(n=5)のとき、メディアンMeを求めよ。

【解答】

小さい順:48, 49, 50, 51, 52
真ん中の値 → Me = 50

パターン③:どの管理図を使うか

【問題】

化学プラントで1時間に1回だけ温度を測定する。適切な管理図は?

【解答】

サンプルが1個ずつX-Rs管理図

【問題】

各グループでサンプルを20個ずつ取得できる。最も精度の高い管理図は?

【解答】

サンプルが10個以上で精度重視 → X̄-s管理図

✨ 係数の覚え方まとめ

X̄-R:A₂(エーツー)、D₃・D₄(ディー)

X-Rs:2.660と3.267(n=2と同じ)

Me-R:A₄(エーフォー)、D₃・D₄

X̄-s:A₃(エースリー)、B₃・B₄(ビー)

🔗 関連記事

管理図の異常判定ルール8つはこちらの記事で詳しく解説しています。

📝 この記事のまとめ

✨ 3つの管理図をマスターしました!

🌡️ X-Rs管理図

サンプル1個のとき。移動範囲Rs = |今回 − 前回|

📊 Me-R管理図

計算を簡単に。メディアンMe = 並べて真ん中

📈 X̄-s管理図

サンプル10個以上で高精度。標準偏差sを使用

🔑 選び方のコツ
「サンプル数」→「計算の手間」→「精度」の順で考えよう!

🗺️ シリーズ記事一覧

🎉 お疲れ様でした!

計量値の管理図は完全マスター!
次は計数値の管理図(np・p管理図)に進みましょう。

タグ

-管理図・工程指数