製造業のデータ分析入門|現場エンジニアがExcelから身につける順番

クリップボードの記録用紙とノギス、加工部品、ノートPCが並ぶ机

製造現場のデータ分析は、身近なデータをExcelで見るところから始められます。材料は日報や検査記録、設備の稼働ログ(動いた時間や止まった時間の記録)などで、前日の実績を毎朝確かめる作業も分析の一つです。

求められるのは、データを正しく集め、ばらつきを見て、現場の言葉で説明する力です。DX(デジタル技術を使った仕事の変革)を進める人材が足りないと答えた日本企業は8割を超え、現場を知っていてデータも読める人の価値が上がっています。

この記事では、現場エンジニアにデータ分析が求められる理由、1日の中で分析を使う場面、身につけるスキルとその順番を整理します。

さらに、Excelでの練習メニュー、つまずきやすい落とし穴、学びの目安になる資格、分析ができるようになった先のキャリアを順に見ていきます。

目次

現場エンジニアにデータ分析が求められる理由

製造業では以前から、QC活動や改善活動の中でデータを使ってきました。ただしここ数年は、設備にセンサーが付き、生産実績や品質記録がシステムに残るようになり、扱えるデータの量が一人で目で追える範囲を超え始めています。

一方で、そのデータを使いこなせる人は足りていません。情報処理推進機構(IPA)の「DX動向2025」では、DXを推進する人材が「やや不足」「大幅に不足」と答えた日本企業が8割を超えました。米国やドイツより不足感が強いことも示されています。

外から専門人材を採るのが難しい中で、多くの企業は社内の人を育てる道を選んでいます。

2025年版ものづくり白書が紹介する調査では、デジタル技術の導入にあたって約6割の企業が社内人材の活用・育成で人材を確保しています。導入部署の既存人材だけで対応する企業も、約2.5割あります。

図1:数字で見る、現場にデータ分析が求められる背景

人材は足りず、社内で育てる流れが中心になっています。

8割超DX推進人材が不足「やや不足」「大幅に不足」と答えた日本企業の割合(IPA「DX動向2025」)
約6割社内人材の活用・育成デジタル技術導入時の人材確保の方法(JILPT調査、2025年版ものづくり白書)
80.7%自己啓発を支援従業員の自己啓発に支援を行う製造業の事業所の割合(厚労省「能力開発基本調査」、2025年版ものづくり白書)

※学ぶ意欲のある社員には、会社の支援を受けながらスキルを伸ばせる環境が広がっています。

裏を返せば、現場を知っていて、データも読める人の価値が上がっているのです。データの意味を知らない専門家よりも、工程や設備の癖を知っている現場エンジニアのほうが、数字の異常に早く気づけます。

センサーやシステムで工場全体のデータをつなぐ動きについては、スマートファクトリーの仕組みで詳しく扱っています。どれだけ仕組みが整っても、最後に数字を読んで判断するのは人であることは変わりません。

現場のデータ分析は、1日のどこで使うのか

加工ラインの横でクリップボードに記録をつける作業者

データ分析というと、会議室で腰を据えて取り組む特別な作業のように聞こえます。実際には、日々の業務の中に短い分析が何度も挟まっているのが現場エンジニアの働き方です。

職場や職種によって違いはありますが、生産技術や品質の担当者を例にすると、次のような場面でデータを見ています。

図2:現場エンジニアがデータを見る場面の例

1日の中で、確認・原因調査・報告の3種類の分析を繰り返します。

毎日
朝前日の実績確認生産数・不良数・停止時間を日報や実績システムで確認し、いつもと違う数字を探す
昼異常の原因調査不良が増えた品番について、設備・材料ロット・作業者別に分けて比べる
夕方対策の効果確認条件を変えた後の測定値を、変更前と並べてばらつきを比べる
週次・月次
週次傾向の把握管理図や推移グラフで、工程がじわじわ変化していないかを見る
月次報告資料の作成改善の成果を、グラフと数字で上司や顧客に説明する
随時設備・条件の検討新設備の導入や加工条件の見直しで、試作データを比較する

※職種によって比重は変わります。保全なら設備の停止記録や振動値、製造なら日々の実績が中心になります。

ここで大事なのは、どの場面も「何かと比べる」作業だという点です。前日と比べる、設備どうしを比べる、対策の前後を比べる。データ分析の入口は、正しく比べられる形にデータを整えることだと言えます。

逆に言えば、比べる相手を決めずにグラフを作っても、何も見えてきません。分析の前に「何と何を比べて、何を判断したいのか」を一文で書けるかどうかが、上達の分かれ目になります。

身につけるべき5つのスキルと順番

現場のデータ分析に必要なスキルは、大きく5段階に分けられます。いきなりプログラミングや機械学習から入るより、下の段から順に積み上げたほうが、職場で役に立つまでが早い傾向があります。

図3:現場エンジニアのデータ分析 5段階のスキル

上の段は、下の段ができていないと成り立ちません。

1

データを正しく集める何を、いつ、どの単位で記録するかを決める。入力ルールをそろえ、後から集計できる表にする

2

集計してグラフにする関数・ピボットテーブル・グラフで、比べたい軸ごとに数字をまとめる

3

ばらつきと関係を読む平均だけでなく標準偏差や分布の形を見る。2つの量の関係を散布図と相関で確かめる

4

工程の変化と原因をつかむ管理図で「いつもと違う」を見つけ、層別で原因の候補を絞り込む

5

自動化して共有する集計を毎回手作業でやらずに済む仕組みを作り、チームで同じ数字を見られるようにする

※3と4は行き来しながら身につくことが多く、厳密な順番ではありません。

1.データを正しく集める

最初の段階は分析ではなく、記録の仕方です。同じ「不良数」でも、担当者によって手直し品を含めたり含めなかったりすれば、比べても意味がありません。

具体的には、次のような基本です。

  • 1行に1件の記録を書く
  • 日付や品番の書き方をそろえる
  • セルを結合しない

後から集計できる形で記録されているかどうかで、分析にかかる時間は大きく変わります。

2.集計してグラフにする

データがそろったら、比べたい軸でまとめます。SUMIFSやCOUNTIFSといった条件付きの集計関数、ピボットテーブル、棒グラフや折れ線グラフが中心です。

この段階で意識したいのは、1枚のグラフで伝えることを1つに絞ることです。品番別・設備別・月別をすべて1つのグラフに詰め込むと、見る人は何を読み取ればよいか分からなくなります。

3.ばらつきと関係を読む

ここから統計の基本が入ってきます。平均値が同じでも、ばらつきが大きい工程と小さい工程では品質の安定度がまったく違います。最低限の道具は次の4つです。

  • 標準偏差
  • ヒストグラム
  • 散布図
  • 相関係数

製造現場ではとくに、規格の中に収まっているかどうかだけでなく、分布がどちらに寄っているかを見る目が求められます。規格の中心から外れ気味の工程は、いまは合格していても、少しの変化で不良が出ます。

4.工程の変化と原因をつかむ

次は、時間とともに工程が変わっていないかを見る段階です。代表的な道具が管理図で、日本ではJIS Z 9020-2(シューハート管理図)として規格化されています。管理限界線を外れた点や、同じ側に点が続く並び方から「いつもと違う」を見つけます。

変化を見つけたら、設備・材料ロット・作業者・時間帯などで分けて比べる層別で原因の候補を絞ります。管理図や工程能力指数の考え方は、QC七つ道具と工程能力指数の記事で図解しているので、手法そのものはそちらで確認してください。

5.自動化して共有する

最後の段階は、毎週同じ手作業を繰り返さずに済む仕組みづくりです。Excelに標準で入っているPower Queryを使えば、複数のファイルやシステムの出力を読み込み、整える手順を記録して、ボタン1つで更新できます。

さらに進むと、BIツールでの共有やPythonによる処理も選択肢に入ります。ただし道具を替えても、1〜4の考え方ができていなければ結果は同じです。Pythonは、Excelで手に負えない量や処理が出てきてから学んでも遅くありません。

Excelで始める練習メニュー

工場事務所の机でノートPCを操作するエンジニアの手元と部品

データ分析の入門に、新しいソフトを買う必要はありません。多くの職場で使われているExcelには、集計から統計、データの取り込みまで、入門に必要な機能がひととおりそろっています。

ただし機能ごとに得意なことが違うため、どの場面でどの機能を使うかを知っておくと、遠回りせずに済みます。

図4:データ分析に使うExcelの主な機能

機能ごとに、得意なことと現場での使いどころが異なります。

できること
現場での使いどころ
関数
SUMIFS・COUNTIFS・AVERAGEIFS、STDEV.S、CORRELなどで条件付きの集計や統計量を出す
品番別の不良数、設備別の平均値と標準偏差
ピボットテーブル
大量の記録を、行と列の軸を入れ替えながらすばやく集計する
月別×設備別の停止時間、不良の種類別の件数
分析ツール
アドインを有効にすると、基本統計量・ヒストグラム・回帰分析などを一括で出力できる
加工条件と寸法の関係、対策前後の分布の比較
Power Query
複数のファイルやシステム出力を取り込み、整える手順を保存して繰り返し更新する
毎日出てくるCSVの結合、週次レポートの自動更新

※分析ツールは「ファイル」→「オプション」→「アドイン」から有効にすると、「データ」タブに「データ分析」が表示されます。

練習の題材は、教科書の例題より自分の職場のデータのほうが身につきます。数字の意味が分かっているので、結果がおかしいときに気づけるからです。社外秘のデータを扱う場合は、持ち出しのルールを必ず確認してください。

たとえば、次のように4週間で一巡するメニューを組むと、図3の1〜4段階をひととおり体験できます。

図5:自分の職場のデータで回す4週間の練習例

1週に1つのテーマに絞り、毎週小さな結論を出します。

WEEK 1記録を集計できる表に直す過去3か月の日報や検査記録を、1行1件の形に整える。表記ゆれを直し、足りない項目を洗い出す
WEEK 2ピボットで傾向を見る品番別・設備別・月別に不良数や停止時間を集計し、多い順に並べて上位を確認する
WEEK 3ばらつきを比べる寸法などの測定値を設備別にヒストグラムにし、平均と標準偏差を並べて差を見る
WEEK 4推移と原因候補をまとめる測定値を時系列に並べて変化点を探し、層別の結果とあわせて上司に1枚で報告する
その後集計を自動化する毎週同じ作業になった部分を、Power Queryで取り込みから整形まで自動化する
その後次のテーマへ広げる加工条件と品質の関係を散布図で見るなど、2つの量の関係に進む

※WEEK 4で「上司に1枚で報告する」ところまでやると、結論を言葉にする練習になります。

4週目で報告までやるのは、分析は人に伝わって初めて現場を動かすからです。グラフが正しくても、「だから何をするのか」が伝わらなければ対策にはつながりません。

初心者がつまずきやすい落とし穴

Excelの操作に慣れてくると、グラフや数字はすぐに作れるようになります。その一方で、手順は正しいのに結論を誤るという失敗が増えてくるのもこの時期です。

図6:現場のデータ分析でよくある落とし穴

どれも、操作のミスではなく「見方」のミスです。

平均だけで判断する平均が規格の中心でも、ばらつきが大きければ不良は出る。分布の形と標準偏差を必ず見る
層別せずにまとめてしまう設備Aと設備Bの差が、全体の平均に埋もれて見えなくなる
相関を因果と思い込む気温と不良が一緒に動いても、原因は別の要素(湿度や材料ロット)かもしれない
データの取り方がそろっていない測定器・測定者・測定位置が違うデータを混ぜると、差が工程なのか測定なのか分からない
結論が先にある「この対策は効いたはず」と思いながら見ると、都合のよい期間だけを切り取りがちになる
サンプルが少ない数個の測定値で「改善した」と判断すると、偶然のばらつきを効果と取り違える

※どれも、分析の前に「データがどう取られたか」「何と比べるか」を確かめることで防ぎやすくなります。

なかでも現場で多いのは、層別をせずに全体の数字だけで判断してしまうケースです。複数の設備やシフトで作っている製品では、特定の条件だけで不良が出ていることが珍しくありません。

また、測定のばらつきを工程のばらつきと取り違える失敗もよく起きます。同じ部品を同じ測定器で測っても、測る人や置き方で値は少しずつ変わります。

分析の前に、データがどうやって取られたかを現場で確かめる習慣をつけておくと、この種の失敗はかなり防げます。

相関と因果の取り違えも注意が必要です。散布図で関係が見えたら、それが現場の仕組みとして説明できるかを考え、可能なら条件を変えて確かめます。数字だけで結論を出さず、工程の知識と突き合わせるところに、現場エンジニアが分析をする意味があります。

学びの目安になる資格と公的な指標

データ分析は資格がなくてもできる仕事です。ただ、独学では自分がどこまで理解しているかが分かりにくいため、資格の出題範囲を学習の地図として使うのは有効な方法です。

製造現場のエンジニアと相性がよいのは、統計そのものを問う統計検定と、品質管理の手法を問うQC検定です。QC検定は受検資格に制限がなく、どの級からでも受けられます。

図7:現場のデータ分析と相性のよい資格・指標

統計の基礎、品質管理の手法、DXの共通知識の3系統があります。

統計検定3級
統計の基礎データの種類、グラフと集計、散らばり、相関と回帰、確率、推測など。60分・30問程度、65点以上で合格
統計検定 データサイエンス基礎
統計の基礎Excelで実際にデータを処理し、その結果から答える形式。90分・小問45問程度、60点以上で合格
QC検定3級
品質管理QC七つ道具などの個別の手法を理解し、小集団活動のメンバーとして活動する人が対象
QC検定2級
品質管理統計的な手法も使いながら、品質の問題を自ら中心になって解決・改善できる人が対象
DXリテラシー標準
DXの共通知識IPAと経済産業省のデジタルスキル標準の一部。すべての働き手向けに、データとデジタル技術の知識を示す学びの指針
DX推進スキル標準
DXの共通知識DXを推進する人材の6類型を定義。2026年4月のver.2.0でデータマネジメント類型が新設された

※試験時間・合格基準は2026年9月時点の実施機関の案内によります。受験料や日程は公式サイトで確認してください。

順番の目安としては、まず統計検定3級かQC検定3級で基礎の用語と手法を押さえます。そのうえで、Excelでの実務に近い力を確かめたいならデータサイエンス基礎、品質改善をリードする立場を目指すならQC検定2級へ進む流れが考えられます。

資格そのものより、出題範囲を一度ひととおり学ぶことで、自分の分析の穴が見えることに価値があります。製造業のほかの資格とあわせて検討したい場合は、製造業で役立つ資格の一覧も参考になります。

資格とは別に、IPAと経済産業省がまとめた「デジタルスキル標準」も、学ぶ範囲を考えるうえで役立ちます。全員向けの「DXリテラシー標準」と、推進役向けの「DX推進スキル標準」の2つで構成され、会社の研修や人材育成の計画にも使われています。

データ分析ができると、キャリアはどう広がるか

工場内の打ち合わせスペースでホワイトボードを囲むエンジニア

データ分析は、それ単体で職種になるというより、今の職種の価値を一段引き上げるスキルです。たとえば次のような人として、頼られる場面が増えます。

  • 品質:不具合の原因を数字で示せる人
  • 生産技術:設備導入の効果を事前に試算できる人
  • 保全:故障の予兆を読める人

その先の進み方は、大きく2つに分かれます。自分の専門分野でデータを武器にする道と、部門をまたいでデータ活用を広げるDX推進の道です。

図8:データ分析を身につけた現場エンジニアのキャリアの例

現場の分析担当から、専門を深める道と横に広げる道に分かれます。

職場のデータ担当日報や検査記録を集計し、グラフで職場に共有する。図3の1〜2段階
経験を積む
改善のリーダーばらつきや工程の変化から原因を絞り込み、対策と効果確認を回す。図3の3〜4段階
進む方向を選ぶ
品質・生産技術の専門家工程能力や設計条件をデータで語れる技術者
保全・設備の専門家稼働や振動のデータから故障の予兆を読む
DX推進・データ活用部門をまたいでデータの仕組みづくりと活用を進める

※DX推進の道では、デジタルスキル標準のデータサイエンティストやデータマネジメントの類型が、目指す役割の参考になります。

専門を深める道では、たとえば保全の担当者が振動や温度のデータを読めるようになると、予知保全の仕組みを現場に根づかせる中心役になれます。品質や生産技術でも、データで説明できる技術者は顧客や他部門との調整で強みを持ちます。

DX推進の道に進む場合も、現場経験は大きな武器です。企業が社内の人材をデータ人材に育てる取り組みは広がっています。現場社員をデータ人材に育てた企業の事例を見ると、工程を知っている人ほど分析テーマを見つけるのが早いことが分かります。

会社としてどう学び直しを進めるか、どんな支援制度があるかは、製造業のリスキリングとDX人材で整理しています。個人として学ぶ場合も、会社の研修や自己啓発の支援制度を確認しておくと、費用や時間の負担を抑えられます。

まとめ

この記事のまとめ
  • DX人材の不足が続く中、現場を知っていてデータも読める人の価値が上がっている
  • 現場のデータ分析は、前日・設備間・対策前後を「正しく比べる」ことから始まる
  • スキルは「集める→集計→ばらつき→工程の変化と原因→自動化」の順に積み上げる
  • 入門はExcelで十分。関数・ピボット・分析ツール・Power Queryを使い分ける
  • 統計検定やQC検定の出題範囲を地図にし、自分の職種の価値を高める方向で伸ばす

データ分析のスキルが特に生きる職種としては、品質保証・品質管理、生産技術、設備保全が挙げられます。

工場のデータを集める仕組みや活用の事例は、スマートファクトリーの技術テーマページから関連記事もあわせてご覧ください。

出典

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プラント機器メーカーとプラントメーカーで約10年、設備の提案・設計・試運転に携わったのち、Webマーケターに転身。現在はBtoB製造業専門のWebコンサルタントとして、メーカーの情報発信を支援しています。エネルギー管理士/第三種電気主任技術者。工業技術ブログを2017年から運営(500本以上執筆)、YouTube登録者約2万人、Xフォロワー約1万人。

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