生産設備の設計開発における重要ポイントと機能開発手法

コストパフォーマンスの最適化

生産設備の設計開発では、コストパフォーマンスを最適化することが重要です。具体的には以下の点に注意する必要があります。

• ワークロードの正確な把握
• クラウド上の適切なサービスの選定
• データ駆動型の設計意思決定
• 将来の需要増加への対応力の確保
• コスト最適化のためのガバナンス体制の構築

例えば、現在の機能要件とワークロード特性を十分に分析したうえで、管理対象サービスの活用などクラウドネイティブなアプローチを取り入れることで、コストパフォーマンスの最適化を図ることができます。

生産性と品質の向上

生産設備の機能開発において、生産性と品質の向上は重要な課題です。生産性を高めるには、設備の自動化や無人化を進めることが有効です。また、設備のダウンタイムを短縮し、稼働率を上げることも欠かせません。

一方、品質面では以下のような機能が求められます。

• 製品の検査精度向上
• トレーサビリティ機能（製品の履歴管理）の強化
• 異常検知・自動停止機能
• 生産データの見える化

このように、生産性と品質の両立には、設備の高度化が不可欠です。設計開発段階から生産現場の課題を把握し、最適な機能を盛り込むことが肝心です。

安全性と環境配慮

生産設備の設計開発においては、安全性と環境配慮が重要なポイントです。具体的には、以下のような点に留意が必要です。

• 使用者の安全性：機械への挟まれや巻き込みの防止、非常停止装置の設置など
• メンテナンス時の安全性：保守点検時の安全確保、安全インターロック機構の設置など
• 省エネルギー化：高効率モーターの採用、動力損失の低減など
• 環境負荷物質の排出削減：有害物質の使用回避、排出ガス・排水の浄化など

このように生産設備の開発では、安全性と環境に十分配慮することが不可欠です。

使いやすさへの配慮

生産設備の機能開発において、「使いやすさ」への配慮は非常に重要です。ユニバーサルデザインの7原則を参考にすると、具体的には以下のようなポイントが挙げられます。

• 公平性：年齢や能力に関わらず誰もが同じように操作できること
• 自由度：使う人の能力や好みに合わせて使い方を選べること
• 単純性：使い方が直感的にわかる単純なデザイン

加えて、操作時の安全性や体への負担の少なさ、十分な空間の確保といった点も重要です。

開発の際は、これらの原則に沿って、様々な立場の使用者の利便性を考慮することが使いやすい生産設備につながります。

将来の拡張性を見据える

生産設備の設計開発においては、将来の拡張性を常に考慮する必要があります。組織の成長やニーズの変化に伴い、設備に新たな機能を追加したり、生産量の増加に対応したりする必要が出てくるためです。

そのため、初期の設計段階から柔軟性を持たせることが重要です。例えば、次の点に配慮します。

• モジュール化された設計で、機能の追加や変更が容易
• 将来の生産量の増加に備えた余裕のある設計
• 新技術への対応が可能な拡張スペースの確保

このように、あらかじめ将来を見据えた設計を行うことで、後々のコスト増加や設備の入れ替えを回避できます。

ニーズの明確化と課題の特定

生産設備の開発においては、まずニーズと課題を明確にすることが重要です。

ニーズを把握するには、6W2Hの視点を意識します。Why（なぜ）、Who（誰が）、Whom（誰に）、Where（どこで）、What（何を）、When（いつ）、How（どのように）、How much（いくら）の8つの質問に答えることで、ニーズを明確にできます。

一方、課題の洗い出しにはFMEA（故障モード影響解析）やFTA（故障の木解析）といった手法が有効です。

FMEAは部品や材料の故障モードを列挙し、影響度を評価する「ボトムアップ式」の手法です。

FTAは望ましくない事象からトレースバックして原因を特定する「トップダウン式」の手法です。

このようにニーズと課題を明確化することで、コストや品質、生産性の向上につながる設備開発が可能になります。

技術動向の調査と分析

生産設備の機能開発においては、最新の技術動向を常に把握することが重要です。

まずは、業界における先進事例や最新技術の調査を行います。

• 専門誌やウェブサイトなどの情報収集
• 展示会やセミナーへの参加
• 他社の製品分析

こうした調査を通じて、自社の製品や生産設備に取り入れられる可能性のある新技術を見つけ出します。

次に、その新技術を導入した場合の効果や課題を分析します。

• コスト試算
• 生産性や品質への影響の検討
• 安全性や環境対応力の評価

客観的なデータにもとづき、新技術の採用可否を総合的に判断できます。

アイデア創出とコンセプト設計

新しい生産設備の機能開発では、まずユーザーのニーズと課題を明確にすることが重要です。次に最新の技術動向を調査・分析し、アイデアを創出します。

例えば、以下のようなプロセスが考えられます。

1. 既存の生産設備で解決できない課題を洗い出す
2. 競合製品や先行技術の調査
3. 技術者やユーザーとのブレインストーミング
4. 発想法（発想の視点を変えるなど）を用いたアイデア創出

創出したアイデアの中から最適なものを選び、コンセプト設計を行います。コンセプトにはユーザーメリットが明確に示され、機能・性能の大まかな姿が描かれます。

試作評価と改良

新しい生産設備の設計を進める際、コンセプト設計の段階で完成したアイデアを実際に試作品として具現化し、様々な評価を行います。この試作品を使って、次のような項目を評価することが重要です。

• 機能の確認
• 性能の検証
• 操作性の評価
• 生産性の評価
• 安全性の確認
• 環境負荷の評価

このように試作品を実際に動作させることで、設計時の想定と実際の機能・性能との差異が明らかになります。この評価結果にもとづいて、試作品の改良を進め、最終製品に向けて設計の完成度を高めていきます。

調整能力

製品開発や生産技術、製造部門など他部署との連携が不可欠です。各部門の要求を理解し、意見のすり合わせができることが重要です。

緻密さ

細部までこだわり、深く掘り下げる姿勢が必要です。些細な工夫が製造上の課題を劇的に改善することもあるため、細部への注意が欠かせません。

工学の知識（機械工学・電気工学・制御工学）

特に近年は、ロボットやIoT、ICTによる工程の自動化が進んでいるため、これらの知識が重要性を増しています。

俯瞰的視点

仕事の内容が多岐にわたるため、全体を見渡せる視点が求められます。

CADスキル

2DおよびCADの両方を理解し、操作できることが望ましいです。