✎ PENCIL FACTORY 統計実験室

つくって、測って、もっとよくする。

えんぴつ工場~ピッタリ製造チャレンジ!~

目指せ、100 mm。速さ・精度・コストのちょうどいいバランスを探そう。

100 mm合格範囲 95〜105 mm(両端を含む)
01

製造条件を設定する

ひとつずつ変えて、違いを見つけよう
02

鉛筆を製造する

準備完了

お試し製造は、動き・長さ・合否を1本で確認する練習です。正式な実験・統計・時間・費用には加算されません。

01 材料投入02 切断03 検査
CUTTING
✂
待機中
0 / 0 本再生倍率は見た目の速さだけ。製造時間・結果は変わりません。
検査済みの鉛筆合格 不合格

最初の鉛筆をつくってみよう。

03

結果を分析する

調整の負担も含めて比べよう

良品/分 = 良品数 ÷(準備時間+製造時間[秒])× 60
良品1本あたりの費用[円/良品]=(調整費用+製造費用[円])÷ 良品数

同じ調整条件で、製造本数を変えて比べてみよう。良品率の順位と、良品/分・費用の順位はどうなるでしょう?

製造順と長さの推移

長さのヒストグラム

↔ グラフを左右にスクロールすると、すべての目盛りを確認できます。

階級幅:2 mm。緑の帯:合格範囲95〜105 mm(両端を含む)。点線:目標100 mm。

緑の帯:規格範囲 95〜105 mm / 点線:目標100 mm。標本標準偏差は1本では定義できません。

04

実験を記録・比較する

実験は自動保存されます。比較する実験を最大4件選んでください。

実験と製造条件長さと良品率時間の負担費用の負担生産効率
比較実験 / 状態条件
位置 / 速度 / 調整
本数平均 mm標準偏差
母 / 標本
良品率準備時間
秒
総所要時間
秒
調整費用
円
総費用
円
良品1本あたり
円/良品
時間あたりの良品数
良品/分

ヒストグラムを重ねて比較

↔ グラフを左右にスクロールすると、すべての目盛りを確認できます。

全実験で共通の横軸・階級幅2 mm。棒は実験ごとに横に並べています。緑の帯:95〜105 mm。点線:目標100 mm。

良品率 × 生産効率

↔ グラフを左右にスクロールすると、すべての目盛りを確認できます。

点を選ぶと実験の内訳を確認できます。同じ位置の点は大きさ・輪郭と番号で区別し、下の実験ボタンから個別に選べます。

準備時間は縦軸の「良品/分」に反映されます。調整費用は「良品1本あたりの費用」に反映されます(このグラフの軸には費用を含みません)。

先生向け:仮想モデルと統計量の定義を確認

製造モデル(各操作値は0〜100)

切断位置 p、切断速度 v、刃の調整 b に対して、

μ = 100 + 0.22(p − 50) + 0.018(v − 45)
    + 0.8 sin(v / 18)(1 − b / 100)
σ = 1.15 + 0.00072(v − 25)² + 2.8(1 − b / 100)²

長さ X = μ + σZ (mm)。独立な一様乱数U₁, U₂からBox–Muller法で Z = √(−2 ln U₁) cos(2πU₂) を生成します。計算・判定は丸める前の値で行います。

真の良品率 = Φ((105−μ)/σ) − Φ((95−μ)/σ)。Φは標準正規分布の累積分布関数です。観測された良品率とは異なり、少数の製造では標本変動が大きくなります。

平均 x̄ = Σxᵢ/n。母分散(観測値を母集団と扱う)= Σ(xᵢ−x̄)²/n、標本分散(不偏分散)= Σ(xᵢ−x̄)²/(n−1)。各平方根を母標準偏差・標本標準偏差として表示します。母標準偏差はモデルのσそのものではありません。

準備時間 = 15 + 0.6b 秒
1本の製造時間 = 12 − 0.095v 秒
製造時間 = n × 1本の製造時間
総所要時間 = 準備時間 + 製造時間
調整コスト = 8 + 0.55b + 0.003b² 円
1本の製造コスト = 3 + 0.025v 円
製造費用 = n × 1本の製造コスト
総費用 = 調整コスト + 製造費用

良品1本あたりのコスト = 総費用 / 良品数。生産効率 = 良品数 / 総所要時間 × 60(良品/分)。0本では時間とコストを0とし、良品0本の単価は未定義です。中止時は完成した本数までを集計します。連続製造は新しい独立した実験です。お試し製造は同じ確率モデルを使いますが、実験の保存・統計・時間・費用・CSVには含めません。

速度と調整の費用を含むため、良品率・時間・コストのすべてを同時に最大改善する唯一の条件はありません。比較の目的を決めて試してください。

これは統計学習のための仮想モデルです。実際の鉛筆工場の物理的再現ではありません。