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プレス金型設計者の人材育成手順と日程管理について

FAQ

プレス金型設計者の人材育成手順と日程管理について

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【プロローグ】設計人材の育成について

 

今回のFAQコラムは相談を受ける機会がとても多い、プレス金型製造における設計人材の育成についてです。

 

その理由の一つに、既存のベテラン設計者と同等の能力を持った設計者をなかなか育てることができないと問題があります。

今回は、そんな悩みの多い「金型設計者の育成手順と日程管理の方法」についてみていきたいと思います。

 

まずは、育成の順番からみていきます。

これは、下図に示す(1)工程設計、(2)構造設計、(3)部品設計という設計工程のうち、最後の工程から順番をさかのぼっていく形で経験を積ませます。

3つの設計工程

 

つまり、設計人材の育成の手順としては、まず使用するCAD操作を習得したのち、設計工程の一番後である、(3)の部品設計から経験を積ませ、能力を向上させていくということになります。

 

具体的には、次のような対応が考えられます。

  • 2次元設計であれば、ベテラン設計者が作成した金型組図から部品バラシ図や、3D加工用の部品モデルをモデリングする。
  • 3次元設計であれば、ベテラン設計者の構想図面から、3D金型モデルをモデリングする。

 

なお、部品設計の経験を積む際には、心理学にある、①符号化、②貯蔵、③検索というモノを思い出すときの脳の思考プロセスを踏まえ、意識することが望ましいです。

 

人間の記憶には、短期記憶と長期記憶がありますが、特に長期記憶は、体系化した言語や図など、わかりやすくなった情報ほど頭の中に長く貯蔵され、また思い出しやすくなります(検索性)。

 

その記憶の中から必要なときに情報を取り出して(検索して)、目の前の行動に使われるということになります。

 

つまり、物覚えの良い人とは、ズバリ!この①の符号化の効率が高い人ということが言えます。

 

例えば、一度見たこと・聞いたことを、後で思い出しやすい状態で記憶していくということです。

 

私は、これを中小企業診断士の勉強の際に意識しました。

 

具体的には、モノを記憶する際、必ず相対的に覚えるということです。

 

例えば、初めて見るタイプのエンドミルがあれば、これと対になるものを必ずイメージします。

従来使っていたエンドミルを思い浮かべ価格の違いをイメージしたり、刃数の違うエンドミルをイメージして加工効率の違いをイメージしたりなどです。

 

つまり、それ単体をシャカリキになって覚えようとせず(単なる暗記)、何と何の枠組みの中でそれが存在し、それぞれにどういった違いがあるのか、対になるものの違いと共に一緒に覚えていく。これがいわゆる体系的にモノを覚えるということです。

 

ちなみに、私は本を読むときには、他との比較や体系図などをメモしながら読んだりします。

 

したがって、設計者育成のスタートとしては、まず(3)の部品設計の見習いから始め、金型部品の必要な機能や形状、材質などを体系的に覚えることを意識しながら場数を踏み、いずれ担当する(2)の構造設計のための知識を、経験と共に蓄えていきます。

 

ちなみに、この体系化の考えは、金型設計標準書でも使う考え方です。

単純に、市販部品やプレート類の指定だけを記載するよりも、各部品や形状の選択肢とその選定基準が決められて記載されている設計標準書は、かなりレベルの高い標準書です。

 

このような標準書が整備されているメーカーは、ノウハウや情報の統一・共有化のレベルが高いです。

 

なお、こうした設計工程をさかのぼった経験を踏まず、①符号化、②貯蔵、③検索という思考プロセスが使えずに行う設計作業は、いわゆる試行錯誤による設計ということになります。

 

心理学にある試行錯誤とは、目の前に起きた問題解決のため、根拠のある無しは関係なく、思いつく方法を順番に試し、偶発的に問題が解決するまで続ける方法を指します。

 

いわゆる、なかなか満足のいく設計ができない、ベテラン設計者よりもかなり多く時間がかかってしまう、何度も手戻りを繰り返すといった、設計者の育成が進まない原因となります。

 

さて、設計者の育成手順に戻りますが、(3)の部品設計を一定期間担当した次は、(2)の構造設計の見習いから経験させます。

 

この工程での能力向上の狙いは、(1)の工程設計に必要となる、何工程のプレス加工によれば安定的に製品を作れるか、ブランク工程をどうすれば品質の良い製品が作れるかなど、プレス成形性・加工性などを考慮できる能力を養うということになります。

 

また、品質の良い製品ができる工程で設計できたとしても、量産がはじまると金型は何年にも渡り継続的に使うものであり、金型部品は摩耗・消耗するため、そのとき製品寸法はどうなるかなど、他にも考慮することが多くあります。

 

したがって、単純に、金型組図を製図するだけでなく、「なぜそういった構造にしているのか」「なぜそういったプレスの工程分割をしているのか」などを考えつつ、自分の頭の中のフローチャートに落とし込んでいく必要があります。

 

このフローチャート化が、①符号化、②貯蔵、③検索ができる脳への仕込みになります。

 

設計人材育成の最後の手順が、(1)の工程設計の見習いを始めるということになります。

 

この工程を担当するということは、社内の量産部門や顧客担当者など、自部門以外の関係者とも接することになり、このときには、プレス加工や後工程である機械加工、トライ作業の知識など、幅広い知識が必要になるため、やはり浅くとも体系的な知識が必要になることは言うまでもありません。

 

さて最後に、設計の日程管理についてですが、よく金型の大日程計画に記載されている設計工程そのものの進捗が、若手設計者ほど遅れていく傾向がありますが、これをどうするかという視点でみていきたいと思います。

 

設計工程の日程管理を遅れなく進めていくためには、設計工程をできる限り細分化して進捗管理することが重要です。

まず前述した、(1)工程設計、(2)構造設計、(3)部品設計の3つに分けて日程計画を立てることは最低限必要ですが、さらにそれぞれの工程で細分化します。

 

例えば、(1)工程設計であれば、①曲げ・絞り工程の分割、②工程ごとの製品図作成、③展開ブランク図作成、④順送であればストリップレイアウト図作成、⑤寸法を入れて工程図を完成させるなど、個々の工程に細分化し、それぞれに期限を付けます。

 

こうして細分化された個々の目標地点のことをマイルストーンと言います。

 

このマイルストーンの設定により、精度の高い工数の見積もりができます。作業をざっくりと大きくまとめるほど、日程計画は大まかになり、計画日数は安全をみて増えていきます。

 

逆に、②の「工程ごとの製品図作成」や、⑤の「寸法を入れて工程図を完成させる」など、クリエイティブ性は高くない作業を洗い出すほど、工数は正確に見積もりしやすくなります。

このように設計工程を細分化し、それぞれ期限を付けたマイルストーンで上司や先輩設計者がフォローをすれば、先ほど挙げた若手設計者が抱える「何度も手戻りを繰り返す」といった問題に対処することができます。

 

この問題の抱えるロスとして、間違った設計にわざわざ時間をかけて作図・モデリングをし、その時間をかけた図やモデルをまた時間をかけて修正するということがありますが、経営者が最も嫌がるこの悪循環を最小化することができます。

 

つまり、個々のマイルストーンに期限を付けることで、正しい設計の順番を踏みながら、大きな方向性の違いやミスによる大規模修正のリスクを避けた進捗管理ができるというわけです。

 

最後に、こうした人材育成を自社で行うか、私のようなコンサルタントを活用するかという視点ですが、そもそも人材に必要な知識・技能は、下図のような体系図になっていると考えています。

金型設計に必要なスキル

実務で使っている知識・技能は、実はそれぞれの専門分野が重ね合わさったうえの限定されたものであり、企業ごとにベテラン社員さんが積み重ねて作ってきたものです。

しかしながら、たまたま上の図では、均一に重なっていますが、私が多くの企業を見た経験から言いますと、大抵かたよっているケースが多いです。

 

設計実務で経験を積ませて育てるとこれまで書いてきましたが、上図の重なっているところ(実務で使っている知識)を何回も経験しなければならないため、よく一人前になるには最低3年かかるとか、5年はかかるなど、抽象的な表現がされますが、企業ごとに扱っている金型種類の数も影響します。

毎回大きく異なる構造の金型を扱っていると、金型設計者の育成の観点では、反復効果が薄くなり、前述した、①符号化、②貯蔵、③検索の中の、①符号化と②貯蔵はなかなか進みません。

 

さて、コンサルタントは、上図で言うところのそれぞれの分野を体系的に順序よく教育していくためのカリキュラムを作るプロということになります。

これにより、多品種に対応できる(振り幅がある)応用力を身に付けることができます。

もちろん自社でカリキュラムを作ることができれば申し分ありません。それが本来あるべき姿です。

 

私の金型基礎セミナーもそのように、各専門分野を習得していただくような内容で構成しております。

金型基礎セミナー内容

 

私も金型設計に携わる一人の技術者として、あるべき手順で教育された金型エンジニアが一人でも多く育っていくことを願ってやみません。

 

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コラム投稿者

金型・部品加工業 専門コンサルティング

代表:村上 英樹(中小企業診断士)

愛知県刈谷市 TEL 0566-21-2054

 

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