機械設計とは？主な業務内容や、やりがい、必要なスキルについて徹底解説！

機械設計とは機械製品を設計・開発する仕事で、現代の製造業に欠かすことのできない業務となっています。
今回は詳しい業務内容ややりがい、また機械設計として活躍するために必要なスキルについても詳しく解説していきます。
機械設計に興味を持っている方は参考にしてみてはいかがでしょうか。

機械設計とは？

まずは機械設計の仕事概要を詳しく見ていきましょう。
また、機械設計を行うにあたり重要な点についても合わせて紹介します。

機械設計の概要

機械設計とは、機械製品を開発・設計する仕事です。
市場にある様々なニーズを把握し、求められた機械を作り上げていきます。
機械設計の仕事はまずコンセプト決めから始まり、顧客がどのような製品を求めているのかを確認します。
その後、社内外の調整を行いながら基本となる設計を決めた上で製造にはどの技術を使うか、資材や部品は何を使うのかを考え、同時に類似製品の調査も進めていきます。
ここまでの設計が完成したら製図ソフトなどを用いて仕様のシミュレーションを重ね、安全面や環境保全に留意し、コストについても検討をしていきます。また、工場での量産化ができるように設計図を引くことも重要な仕事となります。
機械設計には分類があり、大きく「構造設計」と「機構設計」の2つに分類ができます。
「構造設計」とは機械の外装などを設計することで、「機構設計」はモーターなど動く部分を設計することです。
この他にも、「新規設計」と「類似設計（流用設計）」という分類を担当することもあり、「新規設計」は新製品の設計をすることで、「類似設計（流用設計）」は過去の実績を応用して製品を作ることを指します。

機械設計に欠かせないテーマ「QCD」

よりよい製品を納品するために欠かせないのが「QCD」の観点です。
QCDとは「Quality（品質）、Cost（コスト）、Delivery（納期）」を指します。
品質・コスト・納期はどれも重要なものですが、同時にすべてを向上させることは難しく、品質を高めようとすればコストが上がったり、納期が遅れたりするかもしれません。まずは品質を優先しながら、コスト・納期をバランスよく追求していくと良いでしょう。

機械設計における5つの工程と重要なポイント

ここまで機械設計の概要について紹介してきました。
では実際に、機械設計の仕事はどのような流れで進んでいくのでしょうか。
一般的には、5つの工程で考えることができます。それぞれ見ていきましょう。

構想設計

第一工程にあたるのは、構想設計です。顧客の求めるコンセプトに基づいて、製品の構造や仕様を決定していきます。
サイズ、使う部品の種類、さらにどのような技術を活用して作るのかについてもこの段階でまとめます。
ここで決めたことが製品の基礎となっていくため、機械の遺伝子を決めていくとも言える重要なステップです。

基本設計

第二工程にあたるのは、基本設計です。
第一工程で決めた仕様を基に、具体的な設計図を書いていきます。
CADやCAMなどの図面を作るソフト・解析を行うソフトを用いて、設計図通りの実現か可能かどうか、ソフト上でのシミュレーションを重ねていきます。修正と調整を繰り返して、回路設計、図面の製図も含めて問題がないことを確認するステップです。

詳細設計

第三工程の詳細設計は、第二工程で完成させた設計図を製造できる状態に落とし込む作業です。
素材や形状に問題がないか、設計の精度を高めていき、加工や組み立ての仕様をまとめた設計図面も作成します。
また、製造にかかるコスト等を検討していくのも、詳細設計においての重要な作業です。製造にかかる金額的コストや、時間に問題はないか、また環境保全の観点など、さまざまな観点で問題を洗い出します。
洗い出した問題から必要に応じて変更を加え、試行錯誤を繰り返して最終的な設計を決めていきます。

生産設計

第四工程の生産設計は、完成した設計を実際に工場で生産できるように整えていく最終的な作業です。
その際には、工場での工数を簡略化できないかなどもチェックし、今後の工数削減の試みも行います。

機械設計の重要ポイント！デザインレビュー

第五工程は、デザインレビューです。完成した構想図・設計図を、社内の各部門の有識者に評価してもらいます。
近年多くのメーカーで取り入れられている重要なステップとなっており、製造・品質・購買などの部門から意見をもらうことで、より完成度を上げることを目的としています。

機械設計のやりがい、必要なスキルや資格とは

機械設計は、メーカーにとって非常に重要なポジションで、数多くのステップを踏みながら丁寧に設計する必要があります。
専門性が問われる大変な要素が多い仕事ですが、具体的にはどのようなやりがいがあるのでしょうか。
また、機械設計の仕事をするために必要なスキルや資格はあるのか、紹介していきます。

機械設計のやりがい

機械設計は、製品を使う人の気持ちになって自分でアイデアを考え、それを形にしていくという仕事です。
業務量が多かったり、学ぶべき知識が多かったりという苦労はあるものの、試行錯誤の末に製品が完成した際には、大きな達成感を抱けることでしょう。
そして自分のアイデアが世の中に出て役に立つところも見られるため、強いやりがいを感じることができます。

機械設計に必要なスキル

機械設計に求められるのは、モノづくりに携わった経験です。
製品製造には欠かせない、機械力学・熱力学・材料力学・流体力学の四力学に関する知識は必須とされます。
さらに、アイデアを製品に落とし込む段階では、知識と共に論理的思考力も求められるでしょう。
また、設計にはCAD・CAMといったシステムを使用するケースがほとんどなので、ソフトを使用するスキルも重要視されます。

機械設計に資格は必要か

機械設計に必須の資格はありませんが、持っているとスキルアップやキャリアアップに繋がる可能性のある民間試験を2つ紹介します。
1つ目の「機械設計技術者試験」は安全で効率のよい機械を経済的に設計する能力を問う試験です。
2つ目の「CAD利用技術者試験」「CAD実務キャリア認定」は設計ソフトCADの操作技術を認定する試験です。
現代のモノづくりの現場ではCADの利用は必須だといえるので、取得することで大きなアドバンテージになる可能性があります。

まとめ

高い技術力を誇る日本の製造業の軸になっている、機械設計の仕事。専門性が高く大変な業務も多いですが、自分のアイデアを基に製品を作り世の中に提供していくというのは、誰にでもできることではありません。
だからこそやりがいも大きく、モノづくりが好きな人にとっては嬉しいことが多い仕事です。

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