【技術士二次試験：機械設計】地球環境問題に関する課題とその解決策とは？

2023年10月9日2025年4月19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、機械技術者の立場から地球環境問題に関する課題とその解決策について考えることは大事であると考えます。

　そこでこの記事では、地球環境問題を解決するための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「地球環境問題」を解決するための課題と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。

<<「地球環境問題」に関する課題と解決策について今すぐ知りたい方はこちら

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.地球環境問題

　地球環境問題を考える下表の様々な思想、概念が提唱されています。

	カーボンニュートラル	ゼロエミッション	ライフサイクル設計	エコデザイン (環境配慮設計)
内容	温室効果ガスの排出量と吸収量を均衡させること。	人間の活動から発生する排出物を限りなくゼロに近づけるため、1994年に国連大学によって提唱された日本初のコンセプト。	･ｴｺﾃﾞｻﾞｲﾝ＋ﾗｲﾌｻｲｸﾙを総合的に設計･ライフサイクル（企画,設計､製造､使用､ﾒﾝﾃﾅﾝｽ､廃棄､回収､再利用）の各段階で製品要求事項やその取扱についての検討を設計時点で行う。	･資源ｴﾈﾙｷﾞｰ消費と環境負荷を減らし、かつ経済成長を実現する製品設計の手法･環境問題の側面（分解性、ﾘｻｲｸﾙ性、ﾘﾕｰｽ性、ﾓｼﾞｭｰﾙ性等）から製品設計を支援する。

ｶｰﾎﾞﾝﾆｭｰﾄﾗﾙ・ｾﾞﾛｴﾐｯｼｮﾝ・ﾗｲﾌｻｲｸﾙ設計･ｴｺﾃﾞｻﾞｲﾝの比較

　まず上記の思想や概念の違いを認識した上で各々を遂行するにあたり課題を抽出し、その解決策を検討します。

温室効果ガス削減対策に対する課題とは？（Ⅰ）
要旨：日本は、温室効果ガス削減の目標に対して、2030年までに2013年比で25%削減するとしています。このため、あらゆる施設において温室効果ガス削減が求められています。
　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。
エネルギー自給率を上げるためには？（Ⅰ）（編集中）
要旨：地球環境を考えつつ日本の経済活動を今後持続していくためには、エネルギーの入手・確保・輸送・備蓄・転換・利用について検討していくことが必要と考えます。
　ここでは、今後日本におけるエネルギー自給率を上げるための課題について考えます。
地球環境へ配慮した製品の技術ロードマップとは？（Ⅲ）
要旨：現在、地球温暖化による気候変動が激しい状況において、地球環境に優しい製品を製造することは重要です。一方で、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、安全性に優れる製品を製造することもまた重要です。
　ここでは、2023年から5年ごとの製品の到達目標を15年にわたり設定し、各到達目標を達成するための技術ロードマップを提示しその課題について考えます。
エコデザインの効果を最大限発揮させるには？（Ⅲ）
要旨：環境負荷、エネルギー消費、使用する資源を最小限とし、要求される機能を有する製品をユーザーに提供するための手段として、エコデザインが提唱されています。
　ここでは、エコデザインの効果を最大限発揮させるための技術的課題と解決策について考えます。
「ゼロエミッション」の思想を取り入れた製品設計とは？（Ⅲ）
要旨：環境汚染による地球温暖化により、自然生態系や人間社会に対して大きな問題となっており、これを解決するため「ゼロエミッション」の実現が急務となっています。
　ここでは、製品設計に「ゼロエミッション」の思想を取り入れる場合に生じる課題とその解決策について考えます。

ゼロエミッション（Zero Emission）とは･･･
　企業活動や市民生活から排出される廃棄物を、リサイクルや排出量縮減を通じて限りなくゼロに近づけることを意味する。エミッション（emission）とは排出という意味である。最近では、とくに温室効果ガス（CO2）の排出ゼロに向けた取り組みをゼロエミッションと呼ぶこともある。
引用元：DCSオンライン