【設計者の言葉】現場で強い設計とは、作る人と直す人に優しい設計だ

「強い設計」と聞いて、何を思い浮かべるだろうか。強度計算で安全率を稼いだ設計か。最新のCADを駆使した複雑な機構か。私は20年、機械設計をやってきて、本当に強い設計とは別物だと考えるようになった。

現場で強い設計とは、作る人と直す人に優しい設計だ。

どんなに理論上美しくても、加工しにくければ現場で精度が出ない。組み立てにくければミスが起きる。壊れたときに直しにくければ、ライン停止が長引く。机上で完璧な設計が、現場で脆く崩れる場面を、私は何度も見てきた。今日は「現場で強い設計」とは何かを、具体的な経験から語りたい。

机上の正解と現場の正解は違う

設計者は図面の上で物事を考える。だが物は現場で作られ、現場で使われ、現場で直される。机上の正解と現場の正解は、しばしば食い違う。

大手メーカーに外部設計者として常駐していたとき、若い設計者が描いた構造を見て驚いたことがある。強度的には完璧、3Dモデル上の見た目も美しい。だが、ある部品を固定するボルトが、隣の部材に隠れていて、組み立て時に工具がまったく入らないのだ。

「これ、どうやって締めるの?」と聞くと、彼は固まった。3D空間の中で、工具のことまで考えていなかったのだ。CADの画面は、工具も人の手も表示しない。だから設計者は、画面に映らないものを想像する力を持たなければならない。

「作れる」と「作りやすい」は天と地ほど違う

その構造も、頑張れば作れないことはなかった。ラチェットレンチを斜めから差し込み、少しずつ回せば、時間はかかるが締められる。だが、作れることと作りやすいことの間には、天と地ほどの差がある。

作りにくい構造は、現場で必ずしわ寄せを生む。組み立てに時間がかかる。無理な姿勢での作業はミスを誘発する。締め付けトルクが安定しない。そして何より、現場の作業者が「この設計者の図面はやりにくい」と感じる。一度そう思われたら、信頼関係は崩れる。外部設計者にとって、現場の信頼は命綱だ。

作る人に優しい設計の具体

では、作る人に優しい設計とは具体的にどういうものか。私が現場で学んだことを挙げる。

工具が入る空間を必ず確保する

ボルト締結部の周りには、工具が動く空間が要る。ソケットレンチを差し込み、回す。スパナを振る。その物理的なスペースを、3Dモデルの段階で確認する。私は重要な締結部については、工具の動きを頭の中でシミュレーションするか、簡単な治具モデルを置いて干渉を確認する癖がついている。

これを怠ると、現場で「締められないボルト」が生まれる。締められないボルトほど、設計者として恥ずかしいものはない。

組み立て順序が成立するか確認する

部品Aを入れてから部品Bを入れる、という順序が物理的に成立するか。これも机上では見落としやすい。すべての部品が最終形では収まっていても、その状態に至る「途中の状態」が成立しなければ組めない。

製缶物の架台に複数の機器を載せる設計をしたとき、最後に取り付ける予定だった機器が、先に付けた配管に阻まれて入らない、という事態を経験した。完成図は完璧だった。だが組み立てのプロセスを追っていなかった。それ以来、私は組立図を描くとき、頭の中で実際に組む順序を一手ずつ追うようにしている。

位置決めと仮組みを楽にする工夫を入れる

作る人に優しい設計には、ちょっとした親切が効く。位置決めピンを一本入れておくだけで、現場は部品の位置に迷わない。仮置きできる段差をつけておくだけで、一人でも組み立てられる。こうした「現場が楽になる小さな工夫」は、図面の機能仕様には現れないが、現場の作業時間と品質を確実に左右する。

直す人に優しい設計の具体

設計者が見落としがちなのが「直す人」の存在だ。機械は必ず壊れる。摩耗する。メンテナンスが要る。そのとき、直す人にとって優しいかどうかが、設備の本当の価値を決める。

消耗品は工具なしか最小限の工具で交換できるように

搬送設備でよくあるのが、ベアリングやベルト、シールといった消耗品の交換だ。これらは定期的に必ず交換される。にもかかわらず、交換のために設備の半分を分解しなければならない設計を、私は何度も見てきた。

消耗品は、頻繁に触られる部品だ。だからこそ、最小限の手間でアクセスでき、交換できるように設計すべきだ。私は消耗品の周りには、必ず「人の手と工具が入る道」を確保するようにしている。これは新品で動いている間は誰も気づかない配慮だが、数年後、メンテナンスの現場で必ず効いてくる。

故障時に切り分けやすい構造にする

機械が止まったとき、どこが悪いのかを切り分けやすいかどうかも、直す人への優しさだ。点検口があるか。要所が目視できるか。ユニットごとに分離して交換できるか。

排ガス処理設備の設計に関わったとき、トラブル対応で現場に呼ばれることがあった。そのとき痛感したのは、「分解しないと原因が見えない設計」がいかに現場を苦しめるかだ。ライン停止のコストは、設計者が想像する何倍も大きい。直しやすい設計は、止まっている時間を短くする。それが設備の稼働率という、最も重要な価値に直結する。

重いものを動かす人の身体を想像する

直す人への優しさには、もう一つ大事な視点がある。作業者の身体だ。

搬送設備や製缶物のような大きな構造物では、部品一つが数十キロを超えることも珍しくない。それを人の手で持ち上げ、所定の位置に据える。設計者がCADの画面で部品を動かすのは一瞬だが、現場では生身の人間が腰を痛めながら運ぶのだ。

私は、重い部品には吊り上げ用のアイボルト穴を設ける、分割して運べる構造にする、といった配慮を欠かさないようにしている。クレーンやホイストを掛けられる位置を考えておくだけで、現場の安全と作業効率はまるで違う。机の前では重さを感じない。だからこそ、意識して重量物の取り扱いを想像する必要がある。これは安全設計そのものでもある。

標準部品を使うことも、現場への優しさだ

意外に見落とされがちだが、標準部品を積極的に使うことも、作る人・直す人への優しさだ。

特殊な特注部品ばかりで構成された設備は、一見すると最適設計に見える。だが、その部品が壊れたとき、入手に時間がかかる。納期が読めず、ライン停止が長引く。一方、市販の標準部品で作られた箇所は、近所のホームセンターや商社ですぐに代替品が手に入る。

私は、機能上どうしても必要な箇所以外は、できる限り標準部品を使うようにしている。ベアリング、ボルト、シール、モーター。標準品で済むところを特注にするのは、設計者の自己満足であることが多い。直す人の立場に立てば、いつでも手に入る部品で構成された設備こそ、ありがたいのだ。

優しい設計は、回り回って設計者を守る

ここまで読んで、「現場に優しくするのは大事だが、それは設計者の仕事を増やすのでは」と思うかもしれない。逆だ。優しい設計は、回り回って設計者自身を守る。

作りやすい設計は、現場からの問い合わせを減らす。手直しを減らす。クレームを減らす。直しやすい設計は、トラブル対応で設計者が呼び出される回数を減らす。つまり、現場に優しい設計をしておくことは、未来の自分の時間を守ることなのだ。

私は外部設計者として、複数の現場を渡り歩いてきた。そのたびに、現場の作業者や保全担当者と関係を築いてきた。彼らが「この設計者は現場のことをわかっている」と感じてくれれば、多少のことは融通してくれるし、貴重な現場の知恵も教えてくれる。現場に優しい設計は、信頼という形で必ず返ってくる。

現場を知らない設計者は、強い設計を描けない

結局のところ、現場で強い設計を描くには、現場を知らなければならない。加工現場に足を運び、組み立てを見て、保全の苦労を聞く。机の前だけで強い設計は生まれない。

私が客先常駐という働き方を続けてきた理由の一つは、ここにある。設計のすぐ隣に現場がある環境は、机上の正解と現場の正解のズレを、日々肌で感じさせてくれる。そのズレを埋め続けることが、強い設計者になる唯一の道だと思っている。

現場の声を設計に取り込む仕組みを持つ

ただ現場に足を運ぶだけでは、知恵は蓄積されない。私は現場で聞いた声を、設計に取り込む仕組みを持つようにしている。

具体的には、現場で「この設計はやりにくい」「ここはこうしてくれると助かる」という声を聞いたら、必ずメモに残し、自分の設計チェックリストに反映させる。たとえば「点検口は最低でも手のひら二枚分は確保する」「消耗品の前には必ず作業スペースを取る」といった項目だ。これらはすべて、現場の生の声から生まれた。

設計の教科書には「組み立て性を考慮せよ」「保全性に配慮せよ」と書いてある。だが、それを具体的な寸法や構造に落とし込むには、現場の経験が要る。私のチェックリストは、20年分の現場の声の結晶だ。新しい設計を始めるたびにこれを見返すことで、過去に現場を困らせた失敗を繰り返さずに済む。現場に優しい設計とは、一回の親切ではなく、現場の声を学び続ける習慣から生まれるのだ。

優しさは、過剰設計とは違う

ここで一つ、誤解を解いておきたい。作る人・直す人に優しい設計と、過剰設計は別物だ。

何でもかんでも点検口をつけ、何でもかんでも分解できるようにし、すべての部品を交換しやすくする。それは一見、現場に優しいように見えるが、実際にはコストを膨らませ、構造を複雑にし、かえって設計を弱くする。優しさのつもりが、過剰設計という名の自己満足になっていないか、常に自問する必要がある。

本当に優しい設計とは、「どこに手間がかかるか」を見極めて、そこにだけ配慮を集中させる設計だ。頻繁に交換する消耗品にはアクセスしやすく、ほとんど触らない箇所はシンプルに固める。すべてに均等に配慮するのではなく、メリハリをつける。これは公差の話と同じで、限られたコストを最も効く場所に投資するという、設計の本質に通じる。

現場の声を鵜呑みにしない判断も要る

現場に優しい設計を心がけると言っても、現場の要望をすべて聞き入れればいいわけではない。現場は時に「とにかく分解しやすく」「とにかく余裕を持って」と要望する。その全部に応えれば、設備は大きく重く高価になる。

設計者の仕事は、現場の声を聞いたうえで、機能・コスト・保全性のバランスを取ることだ。現場の要望の背後にある「本当に困っていること」を見抜き、それを最小のコストで解決する。言われたまま作るのは御用聞きであって、設計者ではない。優しさとは、相手の言いなりになることではなく、相手にとって本当に良いものを、責任を持って判断することだ。