【技術士二次試験：機械設計】機械技術者が直面する課題の概要～品質・信頼性編～

2023年10月9日2025年4月14日

機械設計を始めたばかりで知識に不安があるけど･･･
機械設計における課題が分からない？
機械設計には沢山の知識が必要であるが体系的に学べる方法を教えて！

　現代社会が抱える課題あるいは将来起こると予想される課題について、機械設計の技術者の立場から解決策を考えるケースは非常に多いです。

　私は機械技術者として25年以上働いており技術士一次試験にも合格しておりますが、最初は機械設計に関する知識や課題が体系的に整理されたものがなく、判断材料が乏しく設計ミスを繰り返した苦い経験があります。　

　そこでこの記事では、「品質・信頼性」に関する課題についてその概要を解説します。なお課題の分析にあたっては次の①～③の視点に着目しています。
　①メーカー側の視点（製造、設置の容易さ等）
　②ユーザー側の視点（品質、機能性、利便性等）
　③社会の視点（安心・安全、環境、持続可能性等）

　この記事を参考にして「品質・信頼性」に関する課題やその解決策が理解できれば、技術士二次試験に合格できるはずです。

<<「品質・信頼性」に関する問題を解決するための課題と解決策を今すぐ見たい方はコチラ

1.機械設計の動向

現在、機械設計の動向は次のようになっていると理解する。

①機械製品に対する多種多様なニーズ
　・持続可能な開発目標
　・国際競争力（コモディティ化による）
　・地球環境問題（温室効果ガスの排出）
　・災害（地震・大雨）
　・品質・信頼性
②機械製品に求められるもの
　・高機能
　・高性能
　・省資源
　・省人力
　・操作性
　・安全性
　・耐久性
　・コスト（多品種少量生産における効率的な生産体制）
③設計者の負担増
　・幅広い知識（機械分野以外のデジタル技術等）
　・高度な知識（品質向上）
　・迅速な作業（開発期間の短縮）
　・ミスの削減（安全性の確保）
　・少子高齢化
　・技術伝承・人材育成
④設計者への支援
　・デジタル技術の活用
　・新技術の活用
⑤設計者の倫理

2.品質・信頼性

　技術者は、様々な場面で、信頼性を損なわないように十分な配慮をしなければなりません。品質が損なわれた場合には、社会や公衆に大きな影響を及ぼしますので、社会的な責任問題ともなります。以下の記事は品質・信頼性について機械技術者が直面する課題についてその解決策を述べています。

【技術士二次試験：機械設計】公共への影響を考慮した機械設計とは？（Ⅰ）
要旨：機械製品・設備が故障・破壊すると、その影響が拡大し社会や人々の生活に甚大な被害をもたらすこともあり得ます。
　ここでは、故障・破壊により社会や環境に広範な影響を及ぼすような機械設備・製品を設計する場合の課題を抽出しその解決策について述べます。
【技術士二次試験：機械設計】機械製品・システムの製造におけるコストと品質を両立するためには？（Ⅰ）
要旨：近年明らかになった品質データの改ざんは、これまで高く評価されてきた日本製品への信頼を揺るがしかねない重大な問題であります。
　ここでは、機械技術者の立場で課題の抽出とその解決策について述べます。
【技術士二次試験：機械設計】不確実性を考慮した設計とは？（Ⅲ）
要旨：製品が市場に投入されたのち、予想もしなかった使い方をユーザーがすることにより、不慮の事故が発生する場合があります。この原因として、設計時には考慮していなかった「不確実性」があります。
　ここでは、不確実性を考慮した設計手法の検討項目と技術的課題について考察します。
【技術士二次試験：機械設計】不確実性を考慮した設計とは？〈その２〉（Ⅲ）
要旨：日本では近年、「再発防止」だけで対応できる時代ではなく重大な製品事故を起こすと賠償等の大きな損害を受けるため不確実性を考慮した設計の必要性が増しています。
　ここでは水門設備を例に、不確実性を考慮した設計に関する課題を抽出し解決策について考えます。