「機械部門」対策

◆令和6年度機械部門　必須科目試験問題

日本の製造業は高性能かつ信頼性の高い製品を大量かつ安価に生産することで、一時は世界市場を席巻することができた。しかし近年は他国における技術力の向上、生産性及び品質の向上、価格競争等の影響から世界的な競争力を失いつつあり、国内資源が乏しく加工貿易を軸にしてきた日本全体の経済活動を今後持続していくための戦略が必要とされている。対応策としてイノベーションを推進すること等が提唱されているが、より具体的な策として、他国製品に対して大きな競争力となる新たな付加価値をつける、あるいは現在の付加価値を他の追随を許さないほどに強化することが考えられる。現在の日本を取り巻く様々な状況（人口、教育、経済、環境保護等）を踏まえたうえで、以下の問いに答えよ。

（1）機械製品を1つ想定し、その製品に対して機械技術者の立場から考えたときに有効と考えられる付加価値を1つ提案せよ。さらに、その付加価値の実現のためにどのような課題が考えられるか、多面的な観点から3つ抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、その課題内容を示せ。

（2）前問（1）で抽出した課題のうち最も重要と考えるものを1つ挙げ、これを最も重要とした理由を述べよ。その課題に対する複数の技術的な解決策を示せ。

（3）前問（2）で示したすべての解決策を実行しても残存しうる若しくは新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。

（4）前問（1）〜（3）の業務遂行に当たり、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から必要となる要件・留意点を題意に則して述べよ。

【通信教育添削問題】

我が国産業界は、日本を始めグローバルで生産活動をしている。したがって国内から海外へ、会社全体または工場だけを移転させている例は数多くある。GDP（国内総生産）は、国内だけでの経済活動による付加価値を表す指標であり、海外における付加価値は算入されていない。日本のGDPは、現在世界第3位（2010年中国に抜かれた）であるが、日本を含めた世界各国の調査機関によると、2050年には第4位〜第8位と推定されている。GDPは、一定期間内のその国の外国人を含めた労働力の付加価値である。日本の2050年の生産年齢人口（15〜64歳）は5,275万人（対2021年比29.2％減）であるので、GDPの順位後退はうなずける。GDPの順位後退を阻止し、逆に順位を上げるためには、①海外工場を国内に回帰する（国内生産の向上化）、②AI・ロボット・データサイエンス等を駆使した自働化・無人化で生産する（労働力の代替化）、③新材料開発で脱レアメタル化を図る（国内産付加価値の増大化）、④製造コストの抜本的低減化（相対的な付加価値の増大化）等の施策が考えられる。

上記の背景の中で我が国の企業は、機械製品（または機械技術）の国際競争力を現在よりも向上することが急務である。ただし、上述のようなGDPの向上策それ自体が国際競争力の向上化に直結するとは言えないところも多々ある。以下の問いに答えよ。

（1）あなたが想定する機械製品(または機械技術)を名称と共に概要を３行以内で示せ。これを元にして「国際競争力向上化」を統括する技術者の立場で、重要と考える課題を多面的に３つ挙げ、それぞれの観点を明記したうえで課題の内容を示せ。
ただし解答に際しては、下記に示すキーワード（以下、KW）の「※KW選択肢」から複数（重複使用可）を選び「国際競争力向上化」に盛り込むものとする。

　※KW選択肢：「商品化概念、企画範囲、顧客対象範囲、開発期間短縮、目標コスト、
　CE(Concurrent Engineering）、MBD(Model Based Development)、安全・安心、
　UD(Universal Design)、GT(Group Technology)、PLM(製品ライフサイクル管理)」

（2）前問（1）で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を１つ挙げ、その理由を述べよ。その課題に対する複数の解決策を機械技術者として示せ。

（3）前問（2）で示したすべての解決策を実行した結果、得られる成果とその波及効果を分析し、更に新たに生じる懸念事項への機械技術者としての対応策について述べよ。

（4）前問（1）〜（3）の業務遂行に当たり、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から必要となる要件・留意点について題意に即して述べよ。

【選択科目 II】

◆令和6年度機械部門「機械設計」試験問題

機械製品を設計するに当たり、安全設計思想を考慮することは重要である。 その代表的な考え方であるフェールセーフ(Fail Safe)とフォールトトレランス (Fault Tolerance)の各々について、その概要を述べ、思想が適用されている製品と実施内容を示せ。

【直前模擬試験問題】

フェイルセーフとフォールトトレランスについて、それぞれ適用例を交えて説明し、その違いを明確にせよ。

◆令和6年度機械部門「材料強度・信頼性」試験問題

高経年の機械設備において、重要部品に亀裂が生じて疲労損傷するという大規模な事故が発生した。当該設備のメンテナンス責任者として、原因究明と今後の対策を講じなければならない。次の設問に答えよ。

（1）亀裂の発生や進展を評価し、原因究明及び今後の対策に繋げるために調査・検討すべき事項を3つ示し、それらの内容について説明せよ。

（2）想定される原因を2つ挙げ、それぞれに対し緊急に取るべき対策とその際に留意すべき点、工夫すべき点を述べよ。

（3）上記の業務のそれぞれを効率的、効果的に進めるための関係者との調整方策について述べよ。

【通信教育添削問題】

長期間運用してきた機械設備において、劣化した部品の破損やその劣化に伴う周辺部品の破損による動作不良の発生頻度が増加し、その信頼性の低下がみられるようになってきた。そこで当該設備について信頼性回復のための改修を計画的に行うことになった。あなたが当該改修作業の責任者として業務を進めるに当たり、下記の内容について記述せよ。

（1）当該作業に向けて、設備の材料強度・信頼性の観点から調査、検討すべき事項と内容を説明せよ。

（2）業務を進める手順を列挙し、それぞれの項目ごとに留意すべき点、工夫を要する点を述べよ。

（3）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よ。