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こんにちは、つねぞうです。
DESIGN REVIEW.FM第102回目、始めていきましょう。
選択科目の概要
今回も前回に引き続き、R7技術士第二次試験の振り返りをしていこうと思います。
前回は、必須科目の方、振り返っていったんですけども、今回はですね、午後の選択科目の方、振り返っていきたいと思います。
選択科目はですね、同じ7月21日月曜日の昼13時から16時半まで、3時間半、ひたすら論文を書くと、そういう試験ですね。
選択はですね、選択の2、選択の2の1、2の2、そして選択の3と、大きく3つ問題があります。
それぞれ選択、その中でも選択できるようになっているんですけども、まず選択科目、私はね、機械設計を、機械部門の機械設計を選択したんですけども、その選択科目2の1つ目。
2の1つ目はいつもその、ある用語、単語について説明しなさいねという問題が出るんですけども、
今年4つ、何が出たかというと、1つ目は3Dプリンターなどの積層造形法ですね、積層造形法を利用した部品を生産する時の利点、あとはその設計する時の留意点について述べなさいよというのが1つ目。
2つ目は高サイクル荷重を受ける金属製の機械構造部品の疲労強度設計手順について述べなさいと。
3つ目が構造最適化の中には寸法最適化、形状最適化、トポロジー最適化に分類されると。
それぞれを型持ち針を例にした時の構造最適化について図を書いて説明しなさいよと。
ちょっとこれ初めて見ましたね、この24文字×8行というその大きさも指示されてるんですけども、その範囲に図を書いて説明しなさいよと。
こういう問題が出てました。
4つ目。機械製品の品質を管理するためには非破壊検査を踏まえた設計が求められますよと。
具体的な機械製品を1つ設定し、その検査方法を1つ挙げて利用する時の留意点を述べなさいと。
そういうものですね。
機械設計における課題
私は1つ目の積層造形法の問題を選びました。
一番書きやすいかなと思ったので。
積層造形法の利点としては金型がまず要りませんよと。
柱像だったり端像のような金型、木型、車室整形も金型が必要ですけれども、そういう金型が要りませんと。
最初の設計の初期段階で設計変更がある程度考えられる場合にはイニシャルコストを抑えられるんじゃないかなというところ。
あとは普通の切削加工で作れないような複雑な水路だったり、いくつかのパーツをドッキングさせたような複雑な形状も作れるというのが利点ですねという話を書いて。
設計する際の留意点としては、後工程で切削加工が必要になる場合があるので、そのことも考慮して段取りできる。
普通のマシニングセンターで後工程で切削するときにちゃんと段取りできるような形状にしておくとか、
あとはその切削に耐えられる剛性。
3Dプリンターで作る部品というのはトポロジー解析などを使って複雑になりがち、複雑で華奢な設計になりがちなので、
機械の加工にも耐えられる剛性を確保することも重要ですねと。
あとは検査方法ですね。複雑な内部構造になるような部品も作れますので、
そういったときにその内部構造をどうやって検査するか、どう正しく作られているか検査するか、
X線による被破壊検査だったり、そういうものをちゃんと考慮しておきましょうねと。
そういう話を留意点として書きました。
2つ目。1つ目は問題用紙1枚で書くんですけども、選択科目の2つ目。
これは原稿用紙、回答用紙2枚を使って書けます。
結構その機械設計とかを進めるにあたっての仕事の進め方みたいなのを問われるのが選択2の問題なんですけども、
これ2つから選びます。
1つ目はあなたは機械部門の開発リーダーとして、
機械に加えて機械学習を用いた機械部品の設計を進めることになりましたと。
その進め方について答えなさいと。
2つ目の問題はカーボンニュートラルに向けての社会目標に従い、
大幅にCO2排出を削減できる新しい製品開発を進めることになりましたと。
その進め方について説明しなさいよと。
そういう問題ですね。
私は1番目。機械学習を用いた機械部品の設計ですね。
進める方法の方を選びました。
機械学習、あえてAIと書いてませんけども、
サルゲートモデルとかそういうのを想定しているんですかね。
ここでも対象する機械部品を1つ挙げようと書いているので、
私は工作機械の主軸を支えるサドルという部品を想定して書きました。
選んだ理由としては、工作機械って主軸の種類がいくつかあるんですね。
高トルク主軸だったり、高速主軸だったり、
40番の主軸と50番がやべる場合もありますし、
いろんな仕様があるので、機械学習を用いて設計効率を上げられるんじゃないかなと。
そういうところでサドルを挙げて選びました。
それが1番ですね。設計を行う利点を述べるというのが1番目。
2番目が学習データ。
学習データはモデルだったり、機械の結果だったり、
実物で検証したデータがデータとして必要ですねと。
効率的に設計を進める手順というものは、
1つ目に環境の構築、機械学習を行うためのパソコンだったりソフトみたいなものを構築しましょうと。
そして2番目にデータを準備しましょうと。
もし現物の測定データがなければ、追加で検証を行ってそういったものを準備しましょうと。
ちょっと猫ちゃんが騒いでいるので、どこまで話したかな。
設計を進める手順としては3つ目に、そして学習を行って、最後、妥当性確認までしっかりやりましょうねという話をしましたね。
3番目として、設計の業務を効率的効果的に進めるための関係者との調整方法について述べなさいと。
この2つを挙げて、まず調達ですね。
機械学習を用いた形状を制作するために、その制作方法を調達業者を踏まえて事前に打ち合わせしておきましょうねと。
そして製造とは、もし設計した部品、機械学習を使った製品が正しい性能を得られなくて、
交換しないといけないと。一回組み立てた後に交換しないといけないという場合を想定して、
そういう交換する手順とか、というのをあらたかじめ話し合っておいて、
そのための工数というものも、組み立て工数の中に見込んでおいてもらいましょうと。
そういう話を書きましたね。
社会的リスクへの対策
この辺はね、いつもの設計業務の進め方とあまり変わりませんので、書きやすかったですね。
3つ目の選択科目3の問題は、またこれも2つから選択するんですけども、
筆数の問題と同様に論文3枚で書く問題となっています。
1つ目は、いろんな感染病だったり、大規模自然災害というもので、
ある社会の連携が分断されるときに製品を供給し続けるためにはどうしたらいいかというのが1つ目。
3の2の問題は、DXですね。
DX、デジタル化、デジタルによる効率化、デジタルによる変革というものをあまり区別されていないんじゃないかと。
DX、DXと言うけど、ちゃんとわかっていると。
そういうあまり区別されないで話をされているのが浸透しない問題じゃないかと。
原因じゃないかという前段階があって、それぞれデジタイゼーション、デジタライゼーション、DXについて
事例を用いてそれぞれ定義して違いを明確にしながら、技術者の立場でそれを実現に向けて多面的な課題を抽出して
観点を明記した上で技術課題の内容を示せと。
そしてその最も重要と考えるものを挙げて、解決策を示しなさいよと。
解決策を実行してもあなたに生じるリスクとそれの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せと。
必須に対して人理とか社会の持続可能性の話がないのが選択3の問題の特徴ですね。
なのでそのより専門的なところに深く突っ込めるというところです。
私は選択科目の3は1つ目の社会の連携分断のリスクの方の話を選びました。
リスクを1つ想定した上でと書いてたので、大規模自然災害での工場での生産ストップというものを想定しました。
その工場というのは複数の工場で違うものを生産していると。
設計に関する課題
そういった会社で連携が分断されたというのを1つ想定します。
前段階を入れた上で、課題としては早急に製品供給を開始しないといけないと。
技術者には社会に製品を供給し続けるレジリエントな設計活動が求められると問題文に書いてますので、
早急に1個分断してしまった工場の製品を供給開始するために、
まず1つ目の課題としては、別の工場で製品の製造再開をすることが1つ課題です。
2つ目としては、複数工場の設計情報の共有をすることが課題です。
3つ目は、いつ新たな製品を設計しなければいけないという場合が出てくるので、
設計人材の確保というものが課題です。
そういう3つの課題を挙げました。
最重要課題としては、他の工場での生産再開というものを最重要課題として選びました。
そのための解決策として、複数の解決策を示したということだったので、
まずは生産設備の共通化ですね。
生産設備を共通化しておくことで、いろんな準備は必要ですけれども、
とりあえず生産は可能になるんじゃないかと。
同じような、これも工作機械を例にしたんですけれども、
パレットを共通化できるとか、ジグを共通化できるとか、
塗装の設備を共通化できるとか、そういう話を書きました。
そして、解決策の2つ目は、購買部品の共通化。
これも一般的な部品、フィルターとか、直動ガイドとかも共通化できればいいですけど、
そういった部品を共通化、もしくは副車庫を売買しておくことで、
サプライチェーンのレジレーンとかも実現しましょうと。
あとは生産状況の見える化ですね。
生産状況を見える化しておかないと、
他の工場での代替生産というものを、そもそもできるのかどうかとか、
生産能力に余剰があるのかとかわからないですので、
生産状況の見える化もしておきましょうねと、
そういうところの解決策を書きましたね。
すべての解決策を実行しても新たに生じるリスクとして、
そういう設備の突発的な故障による生産ストップというものを挙げて、
それの対策としてはIoT、いろんなセンサーをつけてあげることで、
予防保全をしましょうよと、
そういうありきたりなことですけども、そういう話を書きましたね。
最後ちょっと4行ぐらい余っちゃったんで、
最後にというところでパッション、
支部長さんもよく言ってましたけど、パッションで埋めましたね。
レジリエントな設計活動をすることで社会に貢献していきたいですみたいなね。
そういうパッションで最後の行まで埋めて、
おしまいということです。
ということで前回に引き続き、
岐阜市第2次試験の筆記試験を振り返っていきました。
合格発表があるのが11月頭なので、
あと1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月ぐらいありますけれども、
待つしかないというか、待つしかないというのもそうですし、
その筆記が合格するとその先に高等試験がありますので、
どうしようかな、高等試験の勉強をしておこうかな。
でも無駄になったら嫌だなというところで、
しばらくはダラダラして、9月ぐらいになったら高等試験の話もね。
ということで今回はここまでです。
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