「機械部門」対策

【選択科目 II】

◆令和３年度機械部門「材料強度・信頼性」試験問題

機械設備では、その供用期間中に劣化が生じる。設備の保全部門の技術責任者として、当該設備を経済的に継続使用する方法について検討することとなった。具体例を想定して、下記の内容について記述せよ。

（1）設備の劣化に対して、材料強度・信頼性の観点から調査、検討すべき事項とその内容について説明せよ。

（2）設備の経済的な継続使用に関する検討業務を進める上で、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。

【直前模擬試験問題】

近年、1960年代の高度成長時代等に造られた社会インフラ設備を含む、機械構造物の老朽化対策の必要が叫ばれている。機械構造物の保守担当責任者として、構造強度的な観点から補修の要否を判断する場合、下記の内容について記述せよ。

（1）調査、検討すべき事項とその内容について説明せよ。

（2）業務を進める上で、留意すべき点、工夫を要する点を述べよ。

（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。

【選択科目 III】

◆令和3年度機械部門「機械設計」試験問題

製造現場では、少子高齢化により生産年齢人口が減少する課題に対して、IoT（Internet of Things：モノのインターネット)、Al（Artificial Intelligence：人工知能）に代表されるデジタル技術を活用して、設備状態監視、生産品質管理、異常検知、故障予測などを行い、現場に人がいなくても自動化された設備により生産性を維持、向上できるスマート工場化が進められている。

（1）自動化された設備を開発する技術者の立場で、具体的な事例を挙げて、多面的な観点から３つ課題を抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、課題の内容を示せ。

（2）抽出した課題のうち最も重要と考える課題を１つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を示せ。

（3）すべての解決策を実行しても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。

【通信教育添削問題】

2020年１月世界保健機関（WHO）より、中華人民共和国の武漢で新種のコロナウィルス（COVID-19）が発生したとの声明が正式に発表された。その後、世界的に大流行し、各国、国境を封鎖して、ヒトやモノの移動を制限する対策を講じている。我が国においても、緊急事態宣言を発令し、他都道府県への渡航禁止、飲食店に対する時短営業や一定期間の営業自粛、企業内従業員のテレワーク化等の感染拡大の予防に努め、一定の成果を上げた。しかし、緊急事態宣言解除後の2020年11月時点で首都圏を中心に感染者が拡大し、地方にも拡大しつつある。このような状況下により、東京オリンピック・パラリンピックの延期、倒産企業や失業率の増加、自殺件数の増大等、様々な経済・社会活動に悪影響を及ぼしている。今後も、新種のウィルスが発生することが予想され、社会変化に対応したイノベーションの創出が急務となる。政府主導によるテレワーク、定常作業の自動化、ロボテックス、物流の無人化、キャッシュレス決済等のAI、IoT、5G化、VR化を推進するデジタルシフト構想をどう整備していくかが課題である。

（1）デジタルシフト構想に貢献するための機械製品及びその技術を想定し、その概要と、サービス向上を実現させる上での課題を、機械設計責任者としての立場で多面的な観点から抽出せよ。

（2）抽出した課題のうち最も重要と考える課題を１つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を示せ。

（3）解決策を実行した結果、最終的に得られる成果と波及効果を分析し、専門技術を踏まえた懸念事項への対応策を示せ。

◆令和3年度機械部門「熱・動力エネルギー機器」試験問題

2050年のカーボンニュートラル目標に向けて、2020年12月に策定されたグリーン成長戦略では、今後成長が期待される産業として14分野が設定された。このうち、熱・動力エネルギー機器に関連するものとしては、電力部門の脱炭素化を大前提とした洋上風力や次世代太陽電池による再生可能エネルギーの利用拡大や、アンモニアや水素などの化石代替燃料の活用が期待されている。一方、再生可能エネルギーの大量導入を可能にするには、既存の火力発電や揚水発電等による調整力確保が必須である。特に火力発電に対しては、長期的には代替燃料への転換を図るとともに、短期的には従来燃料を用いた中での調整力の強化が求められる。このような社会的動向に基づく技術的要請に関して、熱・動力エネルギー機器の技術者として以下の問いに答えよ。

（1）再生可能エネルギーの導入拡大に伴い、今後さらに重要となる火力発電所の調整力について、それが必要となる背景と対象とする発電方式を示したうえで、技術者としての立場で多面的な観点から部分負荷効率向上以外の課題を３つ抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、課題の内容を示せ。

（2）抽出した課題のうち最も重要と考える課題を１つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を示せ。

（3）前問（2）で示したすべての解決策を実行して生じる波及効果と専門技術を踏まえた懸念事項への対応策を示せ。

【通信教育添削問題】

パリ協定を契機とした脱炭素化の要請が、日々高まる傾向にある。我が国もこの背景により、脱炭素化への取り組みが急務である。その中で、脱炭素化への取り組みとして、再生可能エネルギーを大量導入し、主力電源化を実現することが欠かせない状況にある。一方で、大量導入に際しては、様々な課題に対応することが必要である。このような状況下を考慮し、熱・動力エネルギー機器分野の技術者として、以下の問いに答えよ。

（1）再生エネルギーを大量導入し、主電源化へ推進するにあたり、技術者としての立場で多面的な観点から課題を抽出し、その内容を観点とともに示せ。

（2）抽出した課題のうち最も重要と考える課題を１つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を示せ。

（3）解決策に共通して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。