【技術士二次試験:機械設計】高齢者に配慮した機械設計とは?

  • 高齢化に対する不安があるけど・・・
  • 高齢化に配慮した機械設計をする際の課題が分からない?
  • 高齢化に配慮した機械設計を行う場合の課題と解決策を分かりやすく教えて!

 日本では高齢化が進む中、様々な分野の機械・機械システムにおいて、高齢者の身体的あるいはその他の特性に配慮した設計が求められるようになっていくことが予想されます。

 私は今で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、高齢化に配慮して機械設計することは重要であると考えます。 

 そこでこの記事では、若手の機械技術者でも分かりやすいよう「高齢者に配慮した機械設計を行う」場合の課題とその対策について解説します。

 この記事を参考にして「高齢化に配慮した機械設計」を行うための課題が理解できれば、技術士二次試験に合格できるはずです。

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目次

1.高齢者に配慮した機械設計における検討課題

1.1 高齢者に配慮した設計の必要性

 日本では今後高齢化率の急激な上昇が予想される中、労働生産性を高めるためには高齢の作業員が使用する機械設備にはユニバーサルデザインを考慮した設計が必要である。ここでは高齢者が操作することの多い樋門を例に、課題の抽出を行う。なお、ここでいう樋門とは扉体、戸当り、開閉装置、電気設備、付属設備から構成される機械設備であり、本川から支川への逆流を防止するため設置される災害対策設備である。

1.2 高齢者に配慮した設計における検討項目

 高齢者に配慮した設計をするための検討項目を以下に挙げる。

  • ①自由度の確保
     樋門の操作は水位を把握、樋門を所定の開度にするために開閉操作を行うため、操作者に合わせて操作方法を選択できなければならない。よって、操作方法の自由度を確保することを検討する必要がある。
  • ②単純性の確保
     樋門の操作を行う場合、操作方法が見ただけで分かるデザインになっていなければならない。よって、水門の操作方法が見ただけで分かる単純なものになっているか検討する必要がある。
  • ③安全性の確保
     樋門の開閉操作において誤操作し設備が故障しても操作者の安全を確保しなければならない。よって、故障しても安全状態に移行する仕組みについて検討する必要がある。

2.高齢者に配慮した設計における最重要課題と技術提案

2.1 最重要検討項目の抽出

 上記の検討項目の中で「③安全性の確保」が最重要であると判断した。なぜなら、安全性の確保は高齢者の身体的衰えをサポートし、目的とする安全性を向上するための根幹だからである。

2.2 技術提案

  • FMEA(故障モード影響解析)の活用
     製品の故障モードを挙げ、この故障モードが使用者に及ぼす危険を予想することにより、潜在的な危険を設計段階で予測・摘出する。
  • フールプルーフ設計の活用
    不慣れな操作者が間違えた操作をしても危険が生じないような構造や仕組みを設計段階で組み込む。これにより、操作者の安全が確保できる。
  • フェールセーフ設計の活用
     故障や誤作動、誤操作を行ったとしても自動的に安全側に導くような制御方式や動作原理を設計や構造に組み込む。これにより、操作者の安全が確保できる。

3.技術提案を実現するための技術開発

  • ①FMEA(故障モード影響解析)の活用
     品質の不具合や故障要因などを漏れなく抽出することが必要である。漏れがあれば、それだけ想定外のトラブルが発生した際に対策が遅れてしまう事態に陥るため、FMEAを実施する際には、複数人の視点から故障モードなどを抽出することに留意すべきである。
  • ②フールプルーフ設計の活用
     フールプルーフ構造は、危険認識を下げることに繋がることもあるため、極めて重大な箇所、例えば、人身事故に繋がる可能性が高い場合、初心者で知識を前提にできない場合などに限定することに留意すべきである。   
  • ③フェールセーフ設計の活用
     フェールセーフ構造は、危険認識を下げることに繋がることもあるため、極めて重大な箇所、例えば、人身事故に繋がる可能性が高い場合、初心者で知識を前提にできない場合などに限定することに留意すべきである。                                                                                                                                                                                        

4.まとめ

【「高齢化に配慮した機械設計」を行うためのポイント】
  • 高齢者に配慮した設計における検討項目
    ①自由度の確保
    ②単純性の確保
    ③安全性の確保
  • 最重要根本原因の抽出と再発防止のための提案
    ・最重要課題:「③安全性の確保」」
    ・技術提案:
     ①FMEA(故障モード影響解析)の活用
     ②フールプルーフ設計の活用
     ③フェールセーフ設計の活用
  • 技術提案を実現するための技術開発
    ①FMEA(故障モード影響解析)の活用
     複数人の視点から故障モードなどを抽出する
    ②フールプルーフ設計の活用
     極めて重大な箇所に限定   
    ③フェールセーフ設計の活用
     極めて重大な箇所に限定

以上

最後まで読んで頂きありがとうございます。
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