実務で使える実験計画法入門

分散分析・直交計画から、品質工学・検出力分析まで

―経験や勘だけに頼らない実験設計と評価の方法を学ぶ

講座概要

製品開発や品質改善の現場では、経験や勘だけに頼るのではなく、実験データに基づいて効率的に判断することが求められています。しかし実際には、「どの条件を比較すればよいのか」「何回実験を行えばよいのか」「結果にどの程度の信頼性があるのか」といった課題に直面することも少なくありません。

本講座では、実験を効率的に進め、得られた結果を正しく評価するための実験計画法について、基礎から実務で活用できる方法までを解説します。具体的には、複数の条件の違いを評価する分散分析、比較を適切に行うための多重比較法、実験条件を効率よく組み合わせる直交計画法、必要な試験数を事前に決める検出力分析について、具体例を用いて分かりやすく説明します。

また、実験を成功させるために重要な「繰り返し」「無作為化」「局所管理」の考え方についても取り上げ、ばらつきの影響を抑えた実験の組み立て方を学びます。さらに、品質工学（タグチメソッド）のパラメータ設計の基礎を紹介し、環境や使用条件が変わっても性能が安定する条件を探す考え方を学びます。

講義では、Excelに標準搭載されている分析ツールと無料ソフトG*Powerを用いた実演を行い、特別な統計ソフトがなくても実践できる解析方法を紹介します。研究開発、生産技術、品質管理など、実験データを扱う技術者の方が、実験回数や条件設定を合理的に決定し、結果を根拠をもって評価するための実践的な講座です。

担当講師

栗原 伸一 講師

セミナープログラム（予定）

１．分散分析による実験結果の評価
1.1 実験計画法と分散分析の概要
・実験計画法の目的と、各手法が役立つ場面
・平均、ばらつき、不偏分散、自由度の考え方
1.2 対応のない一元配置分散分析
・要因と水準、群間変動と群内変動から理解する分散分析
・F値・p値の読み取りと、Excel分析ツールによる解析実演
1.3 対応のある一元配置分散分析
・個体差や区画差を考慮する方法と、対応のない場合との違い
・Excel分析ツールによる解析例と結果の解釈
1.4 二元配置分散分析
・二つの要因の主効果と、条件によって効果が変わる交互作用
・Excel分析ツールによる解析と、組合せごとの結果の読み取り方

２．多重比較法による条件間の違いの評価
2.1 多重比較法が必要となる理由
・分散分析で分かることと、条件間の違いを調べる多重比較の役割
・調整せずにt検定を繰り返すと、誤判定が増える理由
2.2 多重性の調整方法
・分布、検定統計量、有意水準による調整の考え方
2.3 代表的な多重比較法
・Tukey法、Scheffe法、Bonferroni法の特徴と使い分け
・対照群との比較（Dunnett法・Williams法）と、異分散の場合の注意点
2.4 Excel分析ツールによる多重比較
・t検定を利用したBonferroni法の実演
・比較回数に応じた有意水準の設定と結果の読み取り方

３．実験を成功させるフィッシャーの三大原則
3.1 実験計画法の基本的な考え方
・効果の誤認や見逃しを防ぐための実験計画
・繰り返し、無作為化、局所管理の役割
3.2 繰り返しの原則
・繰り返し実験による誤差の評価と検定精度
・同じ試料の繰り返し測定と、独立した実験の反復の違い
3.3 無作為化の原則
・実験順序や配置の偏りが、要因効果の判定に及ぼす影響
・実験の配置や実施順序を無作為化する方法と具体例
3.4 局所管理の原則
・日、作業者、原料ロットなどを用いたブロック化の考え方と具体例
・完全無作為化法と乱塊法の違いと使い分け

４．直交計画法と品質工学への応用
4.1 実験回数を削減する直交計画法
・要因・水準による実験数の増加と、条件の組合せを絞る考え方
・2水準型、3水準型、混合型の直交配列表
4.2 L8直交表を用いた実験設計
・要因、交互作用、誤差を評価する列の割付け
・実験条件の作成から結果の評価までの具体的な手順
4.3 Excel分析ツールによる簡易解析
・回帰分析を利用した要因効果・交互作用の評価と結果の読み取り方
・実験回数を減らすことで評価できなくなる効果と、解析上の注意点
4.4 品質工学（タグチメソッド）の基本
・パラメータ設計と、ばらつきに強い条件を探す考え方
・制御因子・誤差因子を用いたL18直交表によるパラメータ設計の事例

５．検出力分析による適切な試験数の決定
5.1 試験数を事前に決める重要性
・試験数が少なすぎる場合・多すぎる場合の問題と、事前に決める必要性
5.2 検出力分析の基礎
・有意水準、第一種・第二種の過誤と検出力の考え方
・効果量、検出力、標本サイズの関係
5.3 G*Powerによる標本サイズ計算
・G*Powerの基本操作と、対応のない一元配置分散分析の標本サイズ計算
・効果量や検出力を変えると、必要な試験数はどう変わるか
5.4 まとめと質疑応答
・各手法の実務への応用と質疑応答

主な受講対象者

• 研究開発、製品開発、生産技術、品質管理、試験評価などの業務に携わる技術者
• 材料評価、性能試験、工程改善などで実験データを扱う方
• 実験結果のばらつきや条件の違いを、統計的に評価したい方
• 新製品開発や製造条件の最適化において、効率的な実験方法を学びたい方
• 実験回数やサンプル数を適切に設定し、開発コストや試験時間を削減したい方
• 分散分析、直交計画法、検出力分析など、実験計画法の基本を体系的に学びたい方
• 品質工学（タグチメソッド）やデータに基づく品質改善に関心のある方

受講にあたって、高度な統計知識や専門的な数学知識は必要ありません。平均値、ばらつき、グラフなどの基礎的な内容を理解している方を想定しています。

期待される効果

• 繰り返し・無作為化・局所管理の役割を理解し、実験の偏りや誤差を抑えるための計画の要点を整理できる
• 一元配置・二元配置分散分析を使う場面を理解し、Excelの出力から要因効果や交互作用を読み取るための基礎を身につける
• 多重比較法の必要性と使い分けを理解し、Excel分析ツールを利用したBonferroni法の手順を学べる
• 直交表で実験条件を絞る考え方と、その際に注意すべき要因効果・交互作用の扱いを理解できる
• 品質工学のパラメータ設計を通じて、環境や使用条件の変化に対して性能を安定させる考え方を学べる
• 有意水準・検出力・効果量の関係を理解し、G*Powerで実験前に必要な標本サイズを検討できる

公開セミナーの次回開催予定

• 開催日

【LIVE配信受講】 2026年12月17日（木）10:00～16:30
【アーカイブ配信】 12/21～2027/1/4　※アーカイブ配信の申込は12/25まで

• 開催場所

【LIVE配信】【アーカイブ配信】：オンライン受講 （※Live配信は、Zoomによるオンライン講義です）

※LIVE配信をお申込みの方は、追加料金なしでアーカイブ配信の受講が可能です。

　セミナー開催日（12/17）当日に受講可能な方は、LIVE配信での受講をお勧めします。

　開催日当日の受講が難しい方は、アーカイブ配信受講のお申込みをご検討ください。

• 受講料：49,500円（税込）

【複数名受講割引あり】

同一企業様から複数名同時にお申し込み頂くと、人数に応じて下記割引が適用されます。
［2名様⇒20％、3名様⇒30％、4名様⇒40％、5名様以上⇒50％ の割引となります］

※開催１週間前までに最少開催人数に達しない場合は、実施をキャンセルさせていただくことがあります。

※開催の場合は、開催１週間前程度から受講票と請求書を発送させていただきます。

※アーカイブ配信期間終了日まで、本セミナーに関する範囲内で講師への質問が可能です。
（セミナーテキストに講師の連絡先の記載がございます。）

※LIVE配信時の質問については、個人や企業を特定しない範囲でお願いいたします。

※栗原伸一講師による出張セミナーをご検討の方は、お問い合わせください。

お申し込み方法

★下のセミナー参加申込ボタンより、必要事項をご記入の上お申し込みください。
★【LIVE配信】【アーカイブ受講】のいずれかから、ご希望される受講形態をメッセージ欄に明記してください。