初品検査（FAI）：射出成形における初品検査
初品検査（FAI）は、金型が設計通りの製品を製造できることを証明するための手段です。これまで、寸法情報の欠落によりFAI提出書類が却下された事例や、文書化が不完全なためにプロジェクトが遅延した事例を多数目にしてきました。以下に、初回でFAIを正しく完了するための方法を示します。
主なポイント
| 項目 | 主な情報 |
| ------ |
|---|
| 概要 |
| 基本概念および適用範囲 |
| コスト要因 |
| プロジェクトの複雑さによって変動 |
| ベストプラクティス |
| 業界ガイドラインに従う |
| 一般的な課題 |
| 予備対策を計画すること |
| 業界規格 |
| ISO 9001、該当する場合はAS9100 |
FAIの理解
FAIとは？
FAIとは、量産開始前に最初に製造された部品がすべての図面仕様を満たしていることを確認する検査です。
FAIが要求されるタイミング
| トリガー | 通常の要件 |
| ---------- |
|---|
| 新規金型 |
| 常に必須 |
| 金型改修 |
| CTQ（Critical-to-Quality）特性に影響がある場合 |
| 新規サプライヤー |
| 通常必須 |
| 工程変更 |
| 品質に影響がある場合 |
| 年次再資格認定 |
| 顧客ごとの要件に準拠 |
FAIの範囲
| 範囲 | 定義 |
| ------ |
|---|
| フルFAI |
| 全特性（100以上の寸法） |
| パーシャルFAI |
| 変更箇所のみ |
| プラス1（+1） |
| 最初の量産部品 |
規格別FAI要件
PPAP要件（AIAG）
| レベル | 文書内容 | 一般的な用途 |
| -------- |
|---|
| ---------------- |
| 1 |
| 部品提出保証書（PSW）のみ |
| 極めて稀 |
| 2 |
| PSW ＋ 1個分の測定結果 |
| 一般に使用 |
| 3 |
| PSW ＋ 全サンプルの測定結果 |
| 最も一般的 |
| 4 |
| PSW ＋ 全データ |
| 顧客指定の場合 |
| 5 |
| PSW ＋ 全データ ＋ 審査済み |
| 重要部品 |
主なPPAP要素
| 要素 | 説明 | 必須？ |
| ------ |
|---|
| -------- |
| PSW |
| 部品提出保証書 |
| はい |
| IMDS |
| 材料申告書 |
| はい |
| 外観承認 |
| AAI報告書 |
| 適用される場合 |
| 寸法測定結果 |
| 全レイアウト検査 |
| はい |
| 材料証明書 |
| 試験結果 |
| はい |
| 金型／工具記録 |
| 金型履歴 |
| はい |
| 工程フロー |
| PFMEA参照 |
| はい |
| PFMEA |
| 工程の故障モード・エフェクト分析 |
| はい |
| 管理計画 |
| 品質管理計画 |
| はい |
| MSA |
| 測定システム解析 |
| はい |
| 工程能力 |
| Cpk調査 |
| はい |
寸法検査要件
測定計画
| ステップ | アクション | 出力 |
| ---------- |
|---|
| ------ |
| 1 |
| 図面のレビュー |
| 全寸法の特定 |
| 2 |
| 寸法の分類 |
| 重要、主要、次要 |
| 3 |
| 測定方法の選択 |
| 三次元測定機（CMM）、ゲージなど |
| 4 |
| 測定位置の定義 |
| GD&T解釈 |
| 5 |
| 検査計画の作成 |
| 手順の文書化 |
寸法分類
| 分類 | 記号 | 測定方法 | 合格基準 |
| ------ |
|---|
| ------------ |
| ------------ |
| 重要 |
| ★ |
| 100%測定 |
| 公差内 |
| 主要 |
| , |
| サンプリングまたは100%測定 |
| 公差内 |
| 次要 |
| , |
| サンプリング |
| 公差内 |
重要特性の特定方法
| 方法 | 検証内容 |
| ------ |
|---|
| 寸法適合性 |
| CMMまたは機能ゲージによる100%測定 |
| 法規制関連寸法 |
| CMMによる100%測定 |
| 安全関連寸法 |
| CMMによる100%測定 |
| 重要公差 |
| CMMによる100%測定 |
非重要寸法の検証方法
| 方法 | 頻度 | 備考 |
| ------ |
|---|
| ------ |
| CMM |
| サンプリング（3～5個） |
| ランダム選択 |
| GO/NO-GOゲージ |
| サンプリング |
| 属性検査 |
| 目視検査 |
| サンプリング |
| 文書化が必要 |
測定システム要件
MSA（測定システム解析）
| 解析 | 目的 | 合格基準 |
| ------ |
|---|
| ------------ |
| ゲージR&R |
| 再現性・再現性 |
| ＜10％：合格 |
| バイアス |
| 正確性 |
| 公差の5％未満 |
| リニアリティ |
| 測定範囲全体での正確性 |
| 公差の10％未満 |
| スタビリティ |
| 時間経過による安定性 |
| 統計的管理下 |
ゲージR&R合格基準
| ゲージR&R | 解釈 | 対応 |
| ----------- |
|---|
| ------ |
| ＜10％ |
| 合格 |
| そのまま使用可能 |
| 10～30％ |
| 限界値 |
| 使用可否は状況による |
| ＞30％ |
| 不合格 |
| 測定システムの改善が必要 |
測定機器とその用途
| 方法 | 用途 | 不確かさ |
| ------ |
|---|
| ------------ |
| CMM |
| 精密寸法 |
| ＜0.0001” |
| 光学比較器 |
| 形状・輪郭 |
| ＜0.0002” |
| 高さゲージ |
| 2次元寸法 |
| ＜0.0001” |
| 機能ゲージ |
| 適合性検証 |
| 公差に基づく |
| 手動工具 |
| 一般用途 |
| 公差に基づく |
FAI文書化
部品提出保証書（PSW）
| 項目 | 情報 |
| ------ |
|---|
| サプライヤー名 |
| ____________ |
| 顧客名 |
| ____________ |
| 部品番号 |
| ____________ |
| 部品名称 |
| ____________ |
| サプライヤーコード |
| ____________ |
| 生産工場 |
| ____________ |
| 金型番号 |
| ____________ |
| 金型ステータス |
| [ ] 量産中 [ ] 改修済み |
| サプライヤーコード |
| ____________ |
| 改訂レベル |
| ____________ |
| 発行日 |
| ____________ |
寸法測定結果
| 寸法 | 仕様 | 実測値 | 合否 | 測定方法 |
| ------ |
|---|
| ---------- |
| -------- |
| -------------- |
| 1.001±0.005 |
| 1.003 |
| 合格 |
| CMM |
| 2.500±0.010 |
| 2.498 |
| 合格 |
| CMM |
| 3.050±0.020 |
| 3.045 |
| 合格 |
| ゲージ |
| … |
| … |
| … |
| … |
| … |
材料証明書（試験結果）
| 試験項目 | 方法 | 仕様 | 結果 | 合否 |
| ---------- |
|---|
| ------ |
| ------ |
| -------- |
| 溶融流動速度 |
| ASTM D1238 |
| 20～30 g/10min |
| 24.5 |
| 合格 |
| 引張強さ |
| ASTM D638 |
| ＞6000 psi |
| 6850 |
| 合格 |
| イゾッド衝撃強さ |
| ASTM D256 |
| ＞3 ft-lb/in |
| 4.2 |
| 合格 |
工程能力要件
能力調査要件
| 要因 | 標準 | 備考 |
| ------ |
|---|
| ------ |
| サンプルサイズ |
| ≥30個の連続生産部品 |
| 量産条件にて |
| データ収集 |
| 最低1シフト |
| 通常生産条件 |
| 解析手法 |
| X-bar/RまたはI-MR |
| データタイプに応じて選択 |
| 報告指標 |
| Cpk、Ppk、Pp |
| 全指標を報告 |
能力合格基準
| 特性 | Cpk要件 |
| ------ |
|---|
| 重要（★） |
| ≥1.67 |
| 主要 |
| ≥1.33 |
| 次要 |
| ≥1.00 |
Cpkが低い場合の対応
| 対応 | 閾値 | 目的 |
| ------ |
|---|
| ------ |
| 文書化 |
| Cpk＜1.33 |
| 追跡可能性確保 |
| 調査 |
| Cpk＜1.00 |
| 根本原因の特定 |
| 流出防止 |
| Cpk＜0.67 |
| 出荷阻止 |
| 再提出 |
| 改善後 |
| 改善効果の確認 |
外観・外観検査基準
外観承認要素
| 要素 | 要件 |
| ------ |
|---|
| 表面粗さ |
| 仕様通り |
| 色 |
| マスタースタンダードに準拠 |
| ゲート痕 |
| 標準通り |
| パーティングライン |
| 標準通り |
| 包装 |
| 要件通り |
AAI（外観検査）項目
| 項目 | 標準 | 評価方法 |
| ------ |
|---|
| ------------ |
| 色 |
| マスターサンプル |
| 一致確認 |
| 光沢 |
| マスターサンプル |
| ±5単位以内 |
| 表面 |
| 仕様 |
| 缺陥なし |
| ゲート痕 |
| 標準 |
| 許容範囲内 |
提出要件チェックリスト
提出前準備
-
金型完成および試作運転完了
-
工程の妥当性確認済み
-
部品が量産可能状態
-
全寸法の特定完了
-
測定システムの準備完了
-
文書化作業開始済み
文書化内容
-
PSWの完成および署名済み
-
寸法測定結果（全レイアウト）
-
材料証明書
-
MSA報告書
-
工程フローダイアグラム
-
PFMEA
-
管理計画
-
工程能力調査結果
-
IMDS提出済み
-
AAI報告書（該当する場合）
-
金型図面（該当する場合）
部品提出物
-
部品サンプル（顧客指定数量）
-
代表的な量産部品
-
全キャビティからの採取
-
適切なラベリング
-
要件通りの包装
-
出荷書類
FAIの一般的な失敗事例
文書化に関する問題
| 失敗事例 | 予防策 |
| ---------- |
|---|
| 寸法情報の欠落 |
| 図面の完全レビュー |
| 古い文書の使用 |
| バージョン管理の徹底 |
| 不完全な記録 |
| チェックリストによる確認 |
| 明確でない仕様 |
| 開始前に明確化 |
測定に関する問題
| 失敗事例 | 予防策 |
| ---------- |
|---|
| 適切でない測定方法 |
| 検査計画への明記 |
| 不十分なMSA |
| FAI実施前のMSA完了 |
| 不適切なサンプリング |
| 統計的サンプリング計画の採用 |
| 適切でない測定機器 |
| 校正済み・適切な機器の使用 |
工程に関する問題
| 失敗事例 | 予防策 |
| ---------- |
|---|
| 代表性のない部品 |
| 量産条件での製造 |
| 工程能力不足 |
| FAI実施前のCpk評価 |
| 量産準備未完了の金型 |
| 適切なデバッグ実施 |
| 未訓練のオペレーター |
| 教育記録の整備 |
FAI報告書構成
標準FAI報告書
セクション1：一般情報
- 部品番号、名称、改訂レベル
- サプライヤー名、所在地
- 金型番号、ステータス
- FAI実施日
- 顧客要件
セクション2：部品提出保証書（PSW）
- 署名済みPSWフォーム
- 承認者署名
セクション3：寸法測定結果
- 検査計画
- 全レイアウト測定結果
- 合否判定
- 不適合項目
セクション4：材料証明書
- 樹脂証明書
- 試験結果
- 適合性確認
セクション5：工程文書
- 工程フロー
- PFMEA
- 管理計画
セクション6：測定システム
- MSA報告書
- 測定機器校正記録
セクション7：工程能力
- 調査データ
- Cpk／Ppk結果
- 解析結果
セクション8：外観／外観検査
- AAI報告書
- マスターサンプル
- 基準
セクション9：金型
- 金型図面
- 保守記録
セクション10：承認
- 品質部門承認
- 技術部門承認
- 顧客承認
まとめ
FAIは、あなたの品質保証——「正しく製造し、正しく測定し、仕様を満たす」ということを文書で証明するものです。文書を完全に整備してください。適切な測定システムを用いてください。工程能力を検証してください。不完全なFAIを提出しないでください。未校正の機器を使用しないでください。工程妥当性確認を省略しないでください。それが、初回でFAIを承認されるための鍵です。