前回は「試作会社が行うプロダクトデザインのメリット」についてお話ししました。
👉前回の記事はこちら
今回はその続きとして、試作会社が行う設計開発支援の流れと、そのメリットについてご紹介します。
製品開発では、デザインや設計だけでなく、その後の試作、加工、組立、表面処理、少量生産、量産など、さまざまな工程を考慮する必要があります。南デザインでは、設計段階から「実際にどのように製造するのか」「試作時に問題が起きないか」「その後の生産につなげられるか」といった製造面まで考慮し、製品開発を支援しています。今回は、その中でもプロジェクトの目的や仕様の整理、安全性の検討、構想設計といった、製品開発の上流工程について解説します。
＜目次＞
設計開発業務を外部へ依頼する場合、まず必要となるのが、製品開発の目的や要求事項の整理です。お客様側ですでに要件が整理されている場合もありますが、初期段階では「こういう製品を作りたい」というイメージが中心で、具体的な仕様までは決まっていないケースも少なくありません。そのため、まずはお客様が実現したいことと、私たちが支援できることをすり合わせ、製品開発の方向性を共有します。
例えば、
・いつ、どこで、誰が使用する製品なのか
・どのような課題を解決する製品なのか
・製品によってどのような価値を提供したいのか
・既存製品や競合製品との違いは何か
・どの程度の数量を生産する想定なのか
・最終的にどのような製造方法を想定しているのか
などを確認します。
この段階で目的とゴールを明確にしておくことで、その後のデザイン・設計・試作・製造における判断基準を共有することができます。
具体的な設計をご依頼いただく場合は、さらに詳細な設計要件を確認します。
製品コンセプトや解決したい課題を確認したうえで、例えば以下のような項目を整理します。
・形状・寸法
・重量
・精度
・構造
・機能・性能
・使用環境
・搭載する部品や機器
・材料
・製造方法
・試験方法
・安全性
・必要な規格・法規制への対応
・外観やデザイン上の要求
製品開発では、すべての要求を同時に満たせるとは限りません。例えば、「軽量化したい」「強度も高くしたい」「コストも抑えたい」「短納期で製造したい」といった要求が相反することもあります。そのため、単純に仕様を並べるだけではなく、何を優先するのか、どこまで許容できるのかをお客様と確認しながら、設計条件を整理していきます。
製品開発では、設計や試作だけで完結するケースは多くありません。
試作後には、少量生産や量産、販売などの工程が続くことが一般的です。
そのため、設計段階から、
・想定される生産数量
・発売時期
・納期
・製造方法
・材料
・組立方法
・品質要求
・コスト
・納入仕様
などを考慮することが重要になります。
例えば、試作では3Dプリンターや切削加工で製作できても、量産時には別の製造方法が適している場合があります。一方で、量産を前提として設計した形状が、試作段階では製作しにくいケースもあります。
「設計できるか」だけではなく、「実際に作れるか」まで考えて設計すること。これが、試作・製造会社が設計開発を支援する大きなメリットの一つです。
製品開発では、機能やデザインだけでなく、安全性についても早い段階から検討することが重要です。
特に機械・装置などの製品では、設計段階でリスクを洗い出し、危険源を特定したうえで、リスクを低減していく考え方が重要になります。
機械類の安全設計に関する基本的な考え方は、JIS B 9700:2013（ISO 12100:2010）にも示されています。
企画・構想段階から安全面での懸念を洗い出し、後工程で問題になりそうな部分をあらかじめ設計条件に反映します。
例えば、
・鋭利な部分がないか
・指や身体が挟まれる可能性がないか
・突起などによってケガをする可能性がないか
・安全に持ち運べる形状になっているか
・使用時に転倒・落下などの危険がないか
・メンテナンス時に危険が生じないか
など、製品の使用状況を想定しながら検討します。また、安全性は機能だけでなく、製品の形状や外観デザイン、操作性、組立・メンテナンス性などにも関係します。そのため、デザイン・設計の段階から安全性を考慮することが重要です。
安全設計では、単に「注意書きを付ける」だけではなく、設計そのものによってリスクを低減することが基本となります。基本的な考え方として、以下の3段階でリスク低減を検討します。
1．本質的安全設計
危険源そのものをなくす、または危険が生じにくい構造・形状にするなど、設計によってリスクを低減します。
2．防護・保護による対策
設計だけでは十分にリスクを低減できない場合、ガードや保護装置などの安全防護策を検討します。
3．使用上の情報による対策
それでも残るリスクについて、取扱説明書や警告表示など、使用者へ適切な情報を提供します。
このように、設計段階から安全性を検討し、必要な対策を構想設計・詳細設計へ反映していきます。
ここまでに整理した製品の目的や要求事項、優先順位、安全面の懸念などをお客様と共有し、具体的な構想へと落とし込んでいきます。構想設計では、製品全体の構造や各部品の役割、搭載物の配置、必要な強度、製造方法などを検討し、詳細設計へ進むための基本的な方向性を決定します。この段階で重要なのが、後工程である試作や製造を見据えておくことです。設計が完成してから「さて、どうやって作ろう？」と考えるのではなく、構想段階から製造方法を意識することで、後工程での大きな設計変更や手戻りを抑えやすくなります。
では、実際の詳細設計から試作・検証、さらに少量生産・量産へどのようにつなげていくのでしょうか。
次回は、「試作会社が行う設計開発支援とは？｜②設計から試作・量産まで」として、設計と試作を並行して進めるメリットや、製造工程まで見据えた製品開発についてご紹介します。
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
👉新製品開発の無料相談はこちら
