QC検定®3級 ④ 相関係数・管理図

2変数の関係を数値化する相関係数と、工程の安定状態を見る管理図を学ぶ分野です。相関係数の範囲(-1〜+1)と符号の意味、相関の強さと散布図の形の関係、解析用/管理用の区別、X̄-R管理図(平均の変化とばらつきの変化)、群・中心線(CL)・上下の管理限界線(UCL/LCL)などが頻出です。相関係数の解釈と管理図の見方は毎回のように問われるため、用語と図の対応を確実にしておきましょう。

この分野の問題42問を、選択肢・正解・解説つきで掲載しています。まず自分で解答を考えてから「正解と解説を見る」を開いて答え合わせをしてください。

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123相関係数は何を確認するための指標ですか

  1. A不適合品の数
  2. B相関関係の有無
  3. C工程の安定状態
  4. Dデータの平均値
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正解:B相関関係の有無

相関係数は相関関係の有無を確認するための指標として用いられます。

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124相関係数がとり得る値の範囲として正しいものはどれですか

  1. A-1から+1の範囲
  2. B0から+1の範囲
  3. C-1から0の範囲
  4. D-10から+10の範囲
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正解:A-1から+1の範囲

相関係数は-1から+1の範囲(-1≦r≦1)の値をとります。

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125相関係数の符号と相関の強さについて正しい説明はどれですか

  1. A0に近いほど正の相関が強く、+1や-1に近いほど相関がない
  2. B+1に近いほど負の相関が強く、-1に近いほど正の相関が強い
  3. C符号に関わらず値が0であるときに最も相関が強い
  4. D+1に近いほど正の相関が強く、-1に近いほど負の相関が強い
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正解:D+1に近いほど正の相関が強く、-1に近いほど負の相関が強い

相関係数は+1に近いほど正の相関が強くなり、-1に近いほど負の相関が強くなります。

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126相関係数が0の場合、変数xとyの間にはどのような関係があると考えられますか

  1. A完全な直線関係
  2. B強い負の相関
  3. C直線的な相関なし
  4. D強い正の相関
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正解:C直線的な相関なし

相関係数が0の場合は直線的な相関がないことを表します(曲線的な関係は残る場合があります)。

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127相関関係が強いほど、散布図の点の並び方はどのようになりますか

  1. A円形状になる
  2. BU字型になる
  3. C完全にランダムになる
  4. D直線的になる
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正解:D直線的になる

相関が強いほど(+1または-1に近いほど)、散布図の点の並び方は直線的になります。

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128管理図を使用目的によって大きく2つに分類したときの正しい組み合わせはどれですか。

  1. A計量値管理図と計数値管理図
  2. Bp管理図とnp管理図
  3. C解析用管理図と管理用管理図
  4. DX̄管理図とR管理図
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正解:C解析用管理図と管理用管理図

管理図は使う目的によって、工程が安定状態かを調べる解析用管理図と、異常がないかを検討する管理用管理図に分けられます。

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129計量値の分布の平均とばらつきを組み合わせて管理・解析するために用いられる管理図はどれですか

  1. AX̄-R管理図
  2. Bc管理図
  3. Cnp管理図
  4. Dp管理図
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正解:AX̄-R管理図

X̄-R管理図は、計量値の分布の平均とばらつきを管理、解析するための管理図です。

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130X̄-R管理図において、X̄管理図はどのような変化を表していますか

  1. A不適合品率の変化
  2. B平均の変化(群間変動)
  3. C不適合品数の変化
  4. Dばらつきの変化(群内変動)
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正解:B平均の変化(群間変動)

X̄管理図は平均の変化(群間変動)を表します。

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131X̄-R管理図において、R管理図はどのような変化を表していますか

  1. A不適合品率の変化
  2. B平均の変化(群間変動)
  3. C不適合品数の変化
  4. Dばらつきの変化(群内変動)
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正解:Dばらつきの変化(群内変動)

R管理図はばらつき(範囲)の変化(群内変動)を表します。

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132管理図における「群」という用語の正しい意味はどれですか

  1. A工程からサンプリングしたデータの集合
  2. B使用する管理線の合計数
  3. C工程内に存在する異常原因の数
  4. D計算に使用する係数の種類
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正解:A工程からサンプリングしたデータの集合

管理図における「群」とは、工程からサンプリングしたデータの集合のことです。

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133管理図のCL、UCL、LCLをまとめて何と呼びますか

  1. A規格線
  2. B中心限界線
  3. C特性線
  4. D管理線
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正解:D管理線

中心線(CL)、上側管理限界線(UCL)、下側管理限界線(LCL)をまとめて管理線といいます。

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134管理限界線(UCL・LCL)は何のために引く線ですか

  1. A作業者の進捗を管理するため
  2. B製品の品質規格を保証するため
  3. C工程の安定状態を確認するため
  4. D不適合品を直接発見するため
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正解:C工程の安定状態を確認するため

管理限界線は、工程の安定状態を確認するために引く線です。

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135不適合品率の管理に用いられる計数値の管理図はどれですか

  1. Ap管理図
  2. Bガントチャート
  3. CX̄-R管理図
  4. Dnp管理図
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正解:Ap管理図

p管理図は計数値の管理図であり、不適合品率の管理に用いられます。

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136不適合品数の管理に用いられる計数値の管理図はどれですか

  1. Ap管理図
  2. Bnp管理図
  3. CX̄-R管理図
  4. Dレーダーチャート
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正解:Bnp管理図

np管理図は計数値の管理図であり、不適合品数の管理に用いられます。

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137p管理図とnp管理図は、確率統計におけるどの分布を基礎としていますか

  1. Aポアソン分布
  2. B二項分布
  3. Cカイ二乗分布
  4. D正規分布
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正解:B二項分布

p管理図とnp管理図は、二項分布を基礎とする管理図です。

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138データ数n=7で、xの偏差平方和 Sxx=28、yの偏差平方和 Syy=252、偏差積和 Sxy=66 のとき、相関係数rとして最も近い値はどれですか

  1. A-0.44
  2. B0.57
  3. C0.82
  4. D0.79
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正解:D0.79

公式 r = Sxy/√(Sxx×Syy) に代入すると、66/√(28×252)≒0.79 となります。

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139xの合計が28、yの合計が69、n=7、xとyの積の合計が297であるとき、偏差積和 Sxy の値はいくつになりますか

  1. A48.9
  2. B140
  3. C729
  4. D21
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正解:D21

公式 Sxy = (xとyの積の合計) - (xの合計×yの合計)/n より、297 - (28×69)/7 = 21 となります。

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140工程が安定な状態(統計的管理状態)であると判断できる正しい条件はどれですか

  1. A点がすべて中心線(CL)の上にのみ並んでいる
  2. B点すべてが管理限界線内にあり、並び方にくせがない
  3. C点すべてが規格値内にあり、交互に激しく増減している
  4. D点が1点だけ上側管理限界線(UCL)を超えている
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正解:B点すべてが管理限界線内にあり、並び方にくせがない

点が管理限界線の間にあり、点の並び方にくせ(傾向)がなければ、工程は安定状態と判断します。

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141統計的管理状態(安定状態)とは、工程のばらつきがどのような原因によってのみ発生している状態ですか

  1. A作業員の不注意による原因
  2. B測定器の不具合による原因
  3. C偶然原因(避けられない原因)
  4. D異常原因(特定の状況による原因)
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正解:C偶然原因(避けられない原因)

安定状態(統計的管理状態)とは、工程のばらつきが避けられない原因(偶然原因)によってのみ発生している状態をいいます。

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142工程のばらつきのうち、いつも存在するとは限らない特定の状況によって発生する原因を何と呼びますか

  1. A異常原因
  2. B統計的原因
  3. C偶然原因
  4. D解析的原因
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正解:A異常原因

いつも存在するとは限らない特定の状況によって発生するばらつきの原因を異常原因と呼びます。

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143X̄-R管理図を計算する際、中心線(CL)や管理限界線を求めるための「係数(A2, D3, D4)」はどのように選びますか

  1. A群の大きさ(n)に応じて選ぶ
  2. B相関係数の値に応じて選ぶ
  3. C群の数に応じて選ぶ
  4. Dデータの合計値に応じて選ぶ
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正解:A群の大きさ(n)に応じて選ぶ

管理限界線を計算するための係数は、群の大きさ(n)の行から選びます。

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144群の大きさn=4、群の平均値の合計が749.75、群の数が15であるとき、X̄管理図の中心線(CL)の値として正しいものはどれですか

  1. A45.46
  2. B6.2
  3. C54.5
  4. D49.98
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正解:D49.98

X̄管理図の CL = 群の平均値の合計/群の数 = 749.75/15 ≒ 49.98 です。

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145群の範囲Rの合計が93、群の数が15であるとき、R管理図の中心線(CL)の値として正しいものはどれですか

  1. A49.98
  2. B6.2
  3. C14.15
  4. D2.282
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正解:B6.2

R管理図の CL = 群の範囲Rの合計/群の数 = 93/15 = 6.2 です。

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146群の大きさn=4(A2=0.729)、X̄=49.98、R̄=6.2 のとき、X̄管理図の上側管理限界線(UCL)の値として最も近いものはどれですか

  1. A54.5
  2. B49.98
  3. C51.25
  4. D45.46
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正解:A54.5

公式 UCL = X̄ + A2×R̄ より、49.98 + 0.729×6.2 ≒ 54.50 となります。

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147群の大きさn=4(A2=0.729)、X̄=49.98、R̄=6.2 のとき、X̄管理図の下側管理限界線(LCL)の値として最も近いものはどれですか

  1. A49.98
  2. B43.52
  3. C45.46
  4. D54.5
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正解:C45.46

公式 LCL = X̄ - A2×R̄ より、49.98 - 0.729×6.2 ≒ 45.46 となります。

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148群の大きさn=4(D4=2.282)、R̄=6.2 のとき、R管理図の上側管理限界線(UCL)の値として最も近いものはどれですか

  1. A2.282
  2. B0
  3. C14.15
  4. D6.2
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正解:C14.15

公式 UCL = D4×R̄ より、2.282×6.2 ≒ 14.15 です。

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149R管理図において、群の大きさがn=6以下のときの下側管理限界線(LCL)の扱いとして正しいものはどれですか

  1. AX̄管理図のLCLと同じ値をそのまま使用する
  2. B係数D3が載っていないため、LCLは考えずにUCLだけ計算する
  3. C群の数を増やしてからLCLを計算する
  4. DLCLの計算にもD4の係数をそのまま代入する
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正解:B係数D3が載っていないため、LCLは考えずにUCLだけ計算する

nが6以下の場合はD3の値が載っていないため、LCLは考えずにUCLだけ計算します。

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150大きさ7のサンプルを30群集め、X̄の合計が1515のとき、X̄管理図の中心線(CL)はいくつになりますか

  1. A54.48
  2. B50.5
  3. C46.52
  4. D9.5
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正解:B50.5

X̄管理図の CL = 1515/30 = 50.5 となります。

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151大きさ7のサンプルを30群集め、Rの合計が285のとき、R管理図の中心線(CL)はいくつになりますか

  1. A50.5
  2. B18.28
  3. C9.5
  4. D0.72
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正解:C9.5

R管理図の CL = 285/30 = 9.5 となります。

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1521セットあたり4個のデータを15セット分集めた場合、群の大きさと群の数の組み合わせとして正しいものはどれですか

  1. A群の大きさは60、群の数は15
  2. B群の大きさは4、群の数は15
  3. C群の大きさは4、群の数は60
  4. D群の大きさは15、群の数は4
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正解:B群の大きさは4、群の数は15

1セットあたりのデータ数が「群の大きさ」であり、セット数が「群の数」となるため、大きさ4、数15です。

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153p管理図における管理限界線の引かれ方の特徴として、正しい説明はどれですか

  1. A群の大きさが一定でない場合は、各群に対して別々の管理限界線を計算する
  2. B群の大きさが小さくなるほど、管理限界線の幅は狭くなる
  3. C中心線(CL)から常に上下対称の一定の幅で固定される
  4. D群の大きさが一定であるため、すべての群に同一の管理限界線を使う
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正解:A群の大きさが一定でない場合は、各群に対して別々の管理限界線を計算する

p管理図は群の大きさが変動するため各群で別々に計算し、群の大きさが小さいほど幅は広くなります。

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154np管理図における管理限界線の引かれ方の特徴として、正しい説明はどれですか

  1. A群の大きさが変動するため、各群に対して別々の管理限界線を引く必要がある
  2. B群の大きさが大きくなるほど、管理限界線の幅が広くなる
  3. C群の大きさに依存せず、上側管理限界線(UCL)のみを計算する
  4. D群の大きさが一定なので、全ての群に対して同じ管理限界線を使うことができる
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正解:D群の大きさが一定なので、全ての群に対して同じ管理限界線を使うことができる

np管理図は群の大きさが一定なので、全ての群に対して同じ管理限界線を使うことができます。

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155管理限界線(UCL、LCL)は、中心線(CL)から両側へどの程度の距離に設定されますか

  1. A99.7σの距離
  2. B6σの距離
  3. C3σの距離
  4. D1σの距離
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正解:C3σの距離

管理限界線(UCL、LCL)は、中心線(CL)から両側へ 3σ の距離に設定されます。

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156工程が安定状態にあるとき、UCLとLCLの管理限界線の間に点が入る確率は理論上どのくらいですか

  1. A0.997
  2. B0.95
  3. C0.003
  4. D0.5
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正解:A0.997

工程が安定状態にあるとき、UCLとLCLの間に99.7%(確率として0.997)の点が入ります。

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157工程が安定状態であるにもかかわらず、点が管理限界線の外側に出てしまい「異常がある」と誤って判定してしまうリスクの確率はどのくらいですか

  1. A0.997
  2. B0.003
  3. C0.01
  4. D0.05
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正解:B0.003

工程が安定状態なのに外側に出る確率は1000回に3回、つまり0.3%(0.003)です。

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158相関係数の性質に関する説明として、明らかな「ひっかけ(誤り)」を含んでいるものはどれですか

  1. A相関関係が強いほど散布図の点の並び方は円形に近づく
  2. B正の相関が強いほど相関係数は+1に近くなる
  3. C相関係数が0の場合は相関なしを表す
  4. D相関係数は-1から+1の間の値をとる
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正解:A相関関係が強いほど散布図の点の並び方は円形に近づく

相関が強いほど散布図の点の並び方は直線的になります。円形に近づくというのは誤りです。

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159相関係数 r = -0.85 という結果が得られたとき、2つのデータ間の関係性の解釈として正しいものはどれですか

  1. A計算ミスでありこのような値はとり得ない
  2. B相関関係はほとんど認められない
  3. C強い負の相関がある
  4. D強い正の相関がある
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正解:C強い負の相関がある

値が-1に近いため「強い負の相関」があります。マイナスだからといって相関が弱いわけではありません。

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160管理限界線と製品の規格値(仕様)の関係について、正しい記述はどれですか

  1. A工程が安定状態であれば、管理限界線と規格値は必ず一致する
  2. B管理限界線は要求される品質の基準であり、これを超えるとすべて不適合品となる
  3. C規格値の内側にしか管理限界線を引いてはならないという決まりがある
  4. D管理限界線の外側に点が打たれても、規格外の不適合品が発生していることにはならない
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正解:D管理限界線の外側に点が打たれても、規格外の不適合品が発生していることにはならない

管理限界線は工程の安定確認の基準であり、外れても即座に規格外の不適合品が発生したことにはなりません。

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161X̄-R管理図を使用すべきデータとして、最も適切なものはどれですか

  1. Aシャフトの直径や製品の重さなどの計量値データ
  2. Bパレート図で分類された不適合の項目名データ
  3. Cアンケートの満足度などの5段階評価データ
  4. D不適合品率や傷の数などの計数値データ
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正解:Aシャフトの直径や製品の重さなどの計量値データ

X̄-R管理図は長さや重さなどの「計量値」のデータに使用します。

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162p管理図またはnp管理図を適用すべきデータとして、最も適切なものはどれですか

  1. A機械加工された部品の厚みの寸法計測値
  2. B製造ラインの稼働時間と進捗ステップ
  3. C工場で発生した不適合品の発生率や不適合品数
  4. Dボルトを締め付ける際のトルク値
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正解:C工場で発生した不適合品の発生率や不適合品数

p管理図やnp管理図は不適合品率や不適合品数などの「計数値」データに使用されます。

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163p管理図において、ある群の「群の大きさ」が他の群に比べて小さくなった場合、その群の管理限界線の幅はどうなりますか

  1. A狭くなる
  2. B広くなる
  3. CLCL(下側管理限界線)のみが消失する
  4. D変わらない
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正解:B広くなる

p管理図では、群の大きさが小さくなるほど、管理限界線の幅は広くなります。

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164管理図で「工程に異常がある(統計的管理状態ではない)」と判断すべき点の動きとして、誤っているものはどれですか

  1. A管理限界線を超える点があるとき
  2. B点が連続して増加または減少しているとき
  3. C点が並び方に長い連などの「くせ」を持っているとき
  4. D連続する15人の作業者がすべて規格値を超えているとき
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正解:D連続する15人の作業者がすべて規格値を超えているとき

管理図で判断するのは「管理限界線」や「点の並び方のくせ」であり、作業者の人数や規格値の超過そのものではありません。

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