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ちょっと一休み（ 18 ） Rev.-1 040119

今回は、お蔭様で最近増えているゲストブックからの質問にお答えいたします。

詳しい質問内容は、「シリーズ：著者の回答（ 029 ）」へ移行してください。

設計、最高のテクニックである

質問内容を読んでいただけましたか？ さて、今回のテーマは・・・

設計バランスをもう一度学習！

サブテーマ：

共通部品に命を吹き込む設計とは？

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■ ちょっと一休み（ 017 ）の「信頼の崩壊」を振り返る（その１）

部品の共通化はリコールの要因？

「共通部品に命を吹き込む設計」を特集する

【 6 ページ】問題は、こうした巨大な品質トラブルが、特殊な例ではなくなってきて

いることだ。ひとたび不具合を起こせば、あっという間に問題が拡大し、損害は甚大なものになる。その要因となっているのが、コスト削減のために進めてきた部品の共通

化や分業化だ。

【 10 ページ】こうした問題が、自動車業界全体を覆い始めている。実際、リコール対

象となった自動車の台数は、 1990 年代後半から急激な伸びを見せ始めている。国土交通省は、その主な要因を「部品の共通化」としている。

前回の「ちょっと一休み（ 017 ）：信頼の崩壊」の 6 ページ、 10 ページには、日経メカニカル 2002 DEC No.12 から抜粋された以下の記事を引用しました。

【引用文献・参考文献】・日経メカニカル 2002 DEC No.12・ちょっと一休み（ 017 ）：國井 良昌

部品の共通化がリコールの要因

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■ ちょっと一休み（ 017 ）の「信頼の崩壊」を振り返る（その2 ）

しかし、これはあまりにも短絡的な分析です。

部品の共通化は、世界中のメーカで実施され、しかも、超一流とか、勝ち組みとか 経営力・､技術力がある企業ほど進行しているのは誰もが認める事実でしょう。

特に、部品の共通化の進度は、特許同様に「企業の偏差値」を表現していると言っても過言ではありません。偏差値の低い企業は負組み傾向であり、低設計力であると判断しても過言ではないと確信できます。

ここには記載できませんが、皆さんも頭の中でその具体例（企業名）を容易に思い浮かべることが出来ると思います。

言いたいことは・・・

部品の共通化が原因ではありません！

「設計力」に問題があるのです。

「共通部品に命を吹き込む設計」を特集する

部品の共通化はリコールの要因？

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■ 共通部品に関するにわか大工の設計とシステム工学設計法との相違（その 1 ）

にわか大工の設計者は・・・

例えば、設計の優先順位が「 2→1→3」で設計すべきシリンダが、共通部品となった途端に、「ブラックボックス化」されるので、何の優先順位も与えず、そこにレイアウト（＝実装設計）してしまうのです。

1 馬力

1 軽量

1 燃費

ピス

トン シリンダ

1

1

1

1

1

11

1

1 1

1

1

1

1

1

1

1

1

にわか大工のエンジンシステ

ムエンジンヘッド

冷却

電子制御クランク

ピストンリングカム

「設計思想」とか「優先順位」という設計概念がないためにこれでも良い訳です。

また、設計審査が実施されたとしても問われることはありません。

共通部品と仮定します。

「共通部品に命を吹き込む設計」を特集する

部品の共通化はリコールの要因？

【引用文献・参考文献】・システム工学設計法 テキスト第 1 部：國井 良昌

審査員が「文科系エンジニア」であったり、審査員自身にこの概念がないからです。

「設計審査員」自身が低レベル！過去、教育を怠ったツケが廻ってきたのです。

残念ですがこの場合、設計改革ができません！ただ一つの方法以外には・・・それは、講義の中で説明しましょう！

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1 馬力2 軽量3 燃費

シリンダ

213321

123

132

111

123

冷却

エンジンヘッド

ピストンリングカム

クランク

ピス

トン

システム工学設計法エンジンシステム

電子制御

一方、システム工学設計法では、共通部品にも「命（＝役割）」を与えます。つまり、設計思想とその優先順位の設定です。

■ 共通部品に関するにわか大工の設計とシステム工学設計法との相違（その 2 ）

通常、共通部品は、コスト優先で選定されますが、どこの企業でも信頼性、入手性なども当然 、考慮されています。

また、一種の部品で一個の部品が選定されることはなく、ランク別や、用途別、オルタネートも考慮されます。

昨今、危機管理とかリクスマネージメントとかは常識であるにも係わらず、オルタネート指定のない企業や設計団体も見受けられます・・・偏差値の低い企業が多いようです。

共通部品は「ブラックボックス化」します。その対策は、｢命を吹き込む」ことです！

「共通部品に命を吹き込む設計」を特集する

部品の共通化はリコールの要因？

【引用文献・参考文献】

・システム工学設計法 テキスト第 1 部：國井 良昌

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■ 命を吹き込む設計とは？（その１）

繰り返しになりますが、「命を吹き込む設計」とは、システムとして設定されたその優先順位に沿って、材料や部品や形状を設計すればいいのです。

「共通部品に命を吹き込む設計」を特集する

部品の共通化はリコールの要因？

1 馬力2 軽量3 燃費

シリンダ

213321

123

132

111

123

冷却

エンジンヘッド

ピストンリングカム

クランク

ピス

トン

システム工学設計法エンジンシステム

電子制御

左図において、シリンダは「 2→1→3」の優先順位で設計するように「全員設計」された訳ですから、「2→1→3」通りに、または、これに近い共通部品のシリンダを配置すればいいのです。

それでも、合致する共通部品がないときは、共通部品そのものや近傍部品を追加工や、部品を付加して、準共通部品とします。 「 2→1→3」を崩してはいけません。

それでも、ダメな場合？

小生の講義を受講してください。そこで伝授いたします。

【引用文献・参考文献】

・システム工学設計法 テキスト第 1 部：國井 良昌

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それでは、ある家電品における「電磁クラッチ」の実装設計を見てみましょう。

「共通部品に命を吹き込む設計」を特集する

部品の共通化はリコールの要因？

軸受や FAN や電磁クラッチなどは、どこのメーカでも共通部品（≒社内標準部品）に選定されています。その目的は、低コスト化と信頼性が主（メイン）です。

左図に示す 3D Layout は、前記家電品の裏側で、その奥に、一般的にトラブルが少なくはない「電磁クラッチ」が実装されています。

当然のことですが、設計審査では、「保守、交換が困難」と指摘されました。この時、設計者 I．M氏はどのように設計変更を施したか見ていきましょう？

家電品：裏側の一部

ネジ（ 6個）

先ず、 6個のネジを外し、この紫色のリアカバーを外します。

電磁クラッチ

リアカバーを外すと、問題の「電磁クラッチ」が顔を見せます。

ハーネス類が邪魔です。

これでも、電磁クラッチは顔を見せているだけです。

ハーネス類は、外しはしませんが、移動しました。

この箱が邪魔です。

これでやっと、電磁クラッチを外せます。

■ 命を吹き込む設計とは？（その 2 ）：具体例

【引用文献・参考文献・協力依頼】・ Hg埼玉社・ Hg埼玉社：設計者 I.M氏

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先ず、前出の設計者 I.M氏は、対策の設計思想を選択しました。

「共通部品に命を吹き込む設計」を特集する

部品の共通化はリコールの要因？

■ 命を吹き込む設計とは？（その 3）：具体例

具体的には右図における「セーフライフ設計思想」を選択しました。その理由は、保守・交換が困難であるため、マシンライフの期間において、交換不要としたいからです。

テキスト第 4 部：リスク対処設計法

【引用文献・参考文献】

・システム工学設計法 テキスト第 4 部：國井 良昌

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「共通部品に命を吹き込む設計」を特集する

部品の共通化はリコールの要因？

次に、あらためて 「電磁クラッチ」に命を吹き込みます。つまり、優先順位の再設定です。

■ 命を吹き込む設計とは？（その 4 ）：具体例

設計優先順位

設計品質

1 コスト2 信頼性3 小型・スペース4 保全性

【対策前】 電磁クラッチ設計優先の設定

設計優先順位

設計品質

1 信頼性2 コスト3 小型・スペース4 保全性

【対策後】 電磁クラッチ設計優先の再設定

優先順位の入れ替えをトレードオフと言います。

具体的に、何をしたかというと、共通部品（≒社内標準部品）の電磁クラッチ郡からトルクに関してワンランク上の該当品を選択しました。別の説明としては、トルクに関する設計上の安全率を 2倍に引き上げたのです。

これで設計バランスが取れました。

たかが電磁クラッチの設定 → 実装設計ですが、

ここまで出来る設計者は、 1/100人です。

【引用文献・参考文献】

・ちょっと一休み（ 014 ）：國井 良昌

ここまでの道筋ができてはじめて、 「設計審査」ができる訳です。

【設計審査のキーワード】 ・共通部品 ・ブラックボックス ・設計思想との優先順位の設定 ・セーフライフ設計思想の選択 ・トレードオフ、その検証 ・安全率の再設定

逆に言えば、 99/100人の設計者が、 設計審査が出来ない状態なのです。

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■ 設計バランス（その１）

システム工学設計法における最高のテクニック・・・これは、「設計バランスを取る」ということです。ちょっと一休み（ 014 ）でも復習しておきましょう。

「共通部品に命を吹き込む設計」を特集する

部品の共通化はリコールの要因？

今回は、別の世界からもう一度、やさしく説明します。 下表は、東京駅→大阪駅へいく交通費です。（ 040111調べ） コストしかみていない「低コスト化チーム」は、「高速バス」を選択するよう推奨します。

もちろん、にわか大工の設計者は何も考えずに「高速バス」を選択します。

A君 \ 1,000 B君 \ 2,000 C君 \ 3,000飛行機 \ 19,470 168新幹線 \ 14,050 183

高速バス \ 6,000 450\ 23,200\ 28,500

工 賃 と 総 額

\ 22,270\ 17,100\ 13,500

\ 25,070\ 20,150\ 21,000

→東京駅 大阪駅移動手段 総交通費

所要時間（分）

\ 27,870

【引用文献・参考文献】・ http://transit.yahoo.co.jp/・ http://www.jrbuskanto.co.jp/mn/cjj0010051_1.html

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■ 設計バランス（その 2 ）

ここに、「所要時間」というファクターを取り入れます。

「共通部品に命を吹き込む設計」を特集する

部品の共通化はリコールの要因？

次に「工賃」というファクターを取り入れます。

A君 \ 1,000 B君 \ 2,000 C君 \ 3,000飛行機 \ 19,470 168新幹線 \ 14,050 183

高速バス \ 6,000 450

→東京駅 大阪駅移動手段 総交通費

所要時間（分）

\ 27,870\ 23,200\ 28,500

工 賃 と 総 額

\ 22,270\ 17,100\ 13,500

\ 25,070\ 20,150\ 21,000

【引用文献・参考文献】・ http://transit.yahoo.co.jp/・ http://www.jrbuskanto.co.jp/mn/cjj0010051_1.html

A君 \ 1,000 B君 \ 2,000 C君 \ 3,000飛行機 \ 19,470 168新幹線 \ 14,050 183

高速バス \ 6,000 450\ 23,200\ 28,500

工 賃 と 総 額

\ 22,270\ 17,100\ 13,500

\ 25,070\ 20,150\ 21,000

→東京駅 大阪駅移動手段 総交通費

所要時間（分）

\ 27,870

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■ 設計バランス（その 3）

「共通部品に命を吹き込む設計」を特集する

部品の共通化はリコールの要因？

次に A君、 B君、 C君、、、そして、「それぞれの工賃」というファクターを取り入れます。

A君 \ 1,000 B君 \ 2,000 C君 \ 3,000飛行機 \ 19,470 168新幹線 \ 14,050 183

高速バス \ 6,000 450\ 23,200\ 28,500

工 賃 と 総 額

\ 22,270\ 17,100\ 13,500

\ 25,070\ 20,150\ 21,000

→東京駅 大阪駅移動手段 総交通費

所要時間（分）

\ 27,870

一見、当たり前のようなこの事例。これが実際の開発・設計現場でできていないのです！ また、リーディングできるリーダも不在なのです。

残念ですが「手遅れ」です・・・

もっとも低コストな選択は、こうなります。（クリック！）

A君 \ 1,000 B君 \ 2,000 C君 \ 3,000飛行機 \ 19,470 168新幹線 \ 14,050 183

高速バス \ 6,000 450

→東京駅 大阪駅移動手段 総交通費

所要時間（分）

\ 27,870\ 23,200\ 28,500

工 賃 と 総 額

\ 22,270\ 17,100\ 13,500

\ 25,070\ 20,150\ 21,000

【引用文献・参考文献】・ http://transit.yahoo.co.jp/・ http://www.jrbuskanto.co.jp/mn/cjj0010051_1.html

気付きがあれば、間に合いますワ！

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■ テスト・応用問題

「共通部品に命を吹き込む設計」を特集する

部品の共通化はリコールの要因？

理解できましたか？ それでは、応用問題です。

【答え】 6÷2＝3機・・・・半数の 3機（ 3基）で稼動させます。 理由は、他事業所では既に実施中だからです・・・・

システム的な思考が重要ですネ。

あなたは、今、 24 階建てのビルディング内で仕事をしています。 あなたの設計実績を見込まれて、エレベータの省エネに取り組んでいただきたいと、総務部からお願いがありました。エレベータは全 6 機（ 6 基）あります。目標の省エネは、「半減」です。

このように即答されると、にわか大工の設計者になってしまいますよ！

そして、東京⇔大阪間の出張は、「高速バス」をいきなり、選択してしまいます .

では、回答です。恐らくですが、「全機稼動」させます。詳細は、講義で説明しましょう！

あなたなら、どのように対策を施しますか？

040119 ちょっと一休み（018）15

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【講師の所感】

部品の共通化がリコールの原因ではありません！リコールの原因は設計ミスです。

それは、・・・ブラックボックス化された「共通部品」をそのまま実装設計したからです。

それでは、その対策は？この共通部品に命を吹き込むのが皆さん、設計者の役目です。命とは、「設計思想とそ

の優先順位の設定」です。

終わり

それでは、何故、設計ミスに及んだのでしょうか？

そして最後に・・・設計最高のテクニックである「設計バランス」を取るので

す。

「共通部品に命を吹き込む設計」を特集する

【引用文献・参考文献】

・日経メカニカル 2002 DEC No.12・ちょっと一休み（ 017 ）：國井 良昌・システム工学設計法 テキスト第 1 部：國井 良昌・ Hg埼玉社・ Hg埼玉社：設計者 I.M氏

・システム工学設計法 テキスト第 4 部：國井 良昌・ちょっと一休み（ 014 ）：國井 良昌・ http://transit.yahoo.co.jp/・ http://www.jrbuskanto.co.jp/mn/cjj0010051_1.html