設計段階でコストの大半が決まる

製品開発のコストは、設計検討の段階で大半が決まります。これらの条件が決まった後に試作を行い、問題が発生してから修正しようとすると、図面変更や金型・治具の見直し、再試作などが必要となり、開発期間やコストが増加してしまいます。

特に、試作段階では問題が見えにくくても、量産に移行した際に「加工工数が多い」「組立に時間がかかる」「歩留まりが安定しない」「想定以上に材料ロスが発生する」といった課題が表面化することがあります。このような課題は、設計段階で製造方法や量産性を十分に検討していないことが原因の場合が多いです。

そのため、製品開発においてコストダウンを実現するには、試作後に単価交渉を行うのではなく、設計段階からコストを意識した設計を進めることが重要です。設計初期の段階で、加工しやすい形状、組み立てやすい構造、適切な材料選定、過剰品質の見直しを行うことで、開発全体のコストを抑えることができます。

部品の設計段階でコストダウン提案ができる加工先と付き合う重要性

製品開発において、加工先を単なる「図面通りに加工する会社」として選定してしまうと、設計段階で発生しているコスト要因を見逃してしまう可能性があります。

一方で、設計段階からコストダウン提案ができる加工先と付き合うことで、試作前の段階から加工方法や構造、材料、精度条件を見直すことができます。これにより、試作後の手戻りを防ぎ、量産時のコスト削減や品質安定にもつなげることが可能です。

以下に、設計段階でコストダウン提案ができる加工先と付き合う重要性について具体的にご紹介します。

試作後・量産前の手戻りを防げる

設計段階で製造性を十分に考慮できていない場合、試作後や量産前の段階で手戻りが発生しやすくなります。例えば、実際に加工してみると想定よりも工数がかかる、組立時に干渉が発生する、部品点数が多く作業性が悪いといった課題が見つかることがあります。

こうした課題が試作後に発覚すると、図面修正や再試作が必要となり、開発スケジュールの遅延や追加コストにつながります。特に、量産直前で設計変更が発生した場合、金型や治具、検査工程などにも影響が及ぶため、コスト負担はさらに大きくなります。

そのため、設計段階からコストダウン提案を行うことで、製造現場の視点から「この形状は加工しにくい」「この構造では組立工数が増える」「量産時に品質が安定しにくい」といった懸念点を事前に洗い出すことができます。その結果、試作後や量産前の手戻りを抑え、スムーズな製品開発を実現できます。

加工方法の見直しによってコストを抑えられる

同じ機能を持つ部品であっても、選択する加工方法によってコストは大きく変わります。切削加工、板金加工、射出成形、3Dプリンター、真空成形など、製品の形状や数量、求められる精度によって最適な加工方法は異なります。

例えば、試作段階では切削加工が適していても、量産時には成形やプレス加工を検討した方がコストメリットを得られる場合があります。また、複数部品を組み合わせる構造を一体化することで、加工費や組立費を削減できるケースもあります。

設計段階で加工方法を見直すことで、無駄な工程を削減し、製品の機能を維持しながらコストを抑えることが可能です。

過剰品質を見直せる

製品コストが高くなる要因の一つに、過剰品質があります。必要以上に厳しい寸法公差や表面処理、強度条件、材料グレードを設定してしまうと、加工難易度が上がり、コストも増加します。

もちろん、製品の機能や安全性を満たすために必要な品質は確保しなければなりません。しかし、すべての部位に高い精度や高価な材料が必要とは限りません。機能上重要な箇所と、ある程度の許容が可能な箇所を切り分けることで、品質を維持しながらコストを下げることができます。

量産時の歩留まり改善につながる

設計段階で量産性を考慮することは、歩留まり改善にもつながります。試作では問題なく製作できた部品でも、量産では加工ばらつきや材料ロス、組立不良が発生することがあります。

例えば、加工時に変形しやすい形状、位置決めが難しい構造、検査がしにくい設計などは、量産時の不良率を高める要因になります。また、材料取りの効率が悪い形状では、材料ロスが増え、製品単価の上昇につながります。

設計段階から量産を見据えて形状や工程を検討することで、加工しやすく、組み立てやすく、検査しやすい設計にすることができることで、量産時の品質安定と歩留まり改善を実現し、結果としてトータルコストの削減につながります。

SSTでは、図面完成後の試作対応だけでなく、製品コンセプトの整理から構想検討、デザイン設計、試作・量産を見据えた設計支援まで対応しています。新製品開発では、「何を実現したいのか」「どのような環境で使用されるのか」といったコンセプトを明確にすることが重要です。初期段階で設計の方向性を整理することで、開発途中の仕様変更や手戻りを防ぎます。また、外観デザインだけでなく、機構・構造、強度、耐久性、加工方法、材料選定まで踏まえた設計を行うことで、実用性の高い製品開発を支援します。さらに、試作や量産を前提に、部品点数の削減や組立作業の簡略化も検討し、コスト削減と品質安定を実現します。

＞＞【関連コラム】デザイン設計から相談できるものづくりパートナー ―SSTの設計支援とは―

当社のコストダウン提案事例のご紹介

以下に、当社が設計、開発段階での提案を行うことでコストダウンを実現した事例をご紹介します。

鋳造から切削加工への工法転換で納期短縮

相談内容

当初は、ヒートシンク部品の試作を鋳造によって行っていました。鋳造は切削加工などに比べて加工コストを抑えやすい一方で、製作には1.5〜2ヶ月程度を要しており、開発スケジュール上の課題となっていました。さらに、試作後に不具合が発生した場合には、追加対応が必要となり、開発納期がさらに遅れるリスクもありました。

解決策

そこで、当社にて、鋳造から切削加工への工法転換をご提案しました。この工法転換により、これまで1.5〜2ヶ月ほど要していた製作期間を、約14日まで短縮することができました。単純な加工費だけを見るとやや増加するものの、リードタイムの短縮によって検査待ちなどの滞留時間を削減でき、結果として管理コストを含めたトータルコストの低減につながっています。

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試作(樹脂)型によるプレス加工を行い、60%のコストダウンを実現

相談内容

従来は、量産メーカーにて板金プレス加工を行っていました。しかし、量産部品の対応が優先されるため、試作部品の加工は後回しになりやすく、納期が約60日かかっている状況でした。そこで、短納期での試作対応を目的に、当社へご相談いただきました。

解決策

当社では、単品・小ロット品の加工にも対応しているため、試作型（樹脂型）を用いた試作加工をご提案しました。その結果、約14日間での納品を実現できました。さらに、型費を大幅に抑えることができたため、トータルコストとして約60％の削減につながりました。

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大型樹脂切削加工から真空注型に工法転換し、30％コストダウン

相談内容

お客様より、600×600を超える大型樹脂材の加工についてご相談をいただきました。

従来は切削加工によって製作されていましたが、加工コストの見直しを検討されていたことから、当社へご相談いただきました。

解決策

そこで当社では、従来の樹脂切削加工から真空注型への工法転換をご提案し、約30％のコスト削減を実現しました。

600×600を超える大型品であっても、6～7個以上の製作であれば、真空注型による価格メリットを出すことが可能です。

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設計段階からのコストダウン提案はワンストップ部品加工センターにお任せください。

製品開発におけるコストダウンは、試作後や量産前に行うものではなく、設計段階から取り組むことが重要です。ワンストップ部品加工センターを運営するSST設計開発センター株式会社では、設計初期の段階で、製品コンセプト、構造、加工方法、材料、組立性、量産性を見直すことで、開発段階からコストダウン提案を行い、お客様の製品開発をサポートいたします。

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製品開発は「設計全体」を見ないと失敗する

製品開発における各工程の分業化は、専門性を高める一方で、プロジェクト全体を見渡す視点が欠如しがちになるという課題を抱えています。 各担当者が自身の領域で最適化を図った結果、工程間で問題が発生し、プロジェクト全体としては失敗に終わるケースは少なくありません。

例えば、「試作は成功したものの、量産ラインに乗せられない」という問題が典型例です。これは、試作段階で量産性やコストが十分に考慮されていなかったために起こります。また、後工程で問題が発覚し、設計変更が頻発することもよくある失敗です。 

これらの手戻りは、開発期間の延長やコストの増大に直結し、製品の市場投入の遅れや価格競争力の低下を招きます。

構想設計〜量産までの全体像

製品開発は、大きく分けて「構想設計」「詳細設計」「試作」「評価」「量産」という流れで進みます。 

• 構想設計: 製品のコンセプトや基本仕様、性能、コストといった骨格を定める最も重要な工程です。 
• 詳細設計: 構想設計で定めた仕様に基づき、各部品の形状や寸法、材質などを具体的に図面化していきます。
• 試作: 設計図を基に、実際に製品を製作し、機能や性能を検証します。
• 評価: 試作品が要求仕様を満たしているか、耐久性や安全性に問題はないかなどを多角的に評価します。
• 量産: 評価で得られた知見を基に、生産ラインを構築し、製品を安定的に製造します。

これらの各工程は独立しているわけではなく、互いに密接に関連しています。前工程での決定が後工程に大きな影響を与え、後工程からのフィードバックが前工程の改善につながる、というように、双方向の連携が不可欠です。

なぜ構想設計が重要なのか？

製品開発において、構想設計は単なる仕様決定の工程ではありません。それは、製品の「軸」そのものを創り出す、極めて重要なプロセスです。 製品の品質やコスト、そして最終的な成否の8割は、この構想設計の段階で決まると言っても過言ではありません。 

構想が曖昧なまま詳細設計や試作に進んでしまうと、開発の途中で仕様変更が多発したり、予期せぬ問題が次々と発生したりします。 

例えば、ターゲット顧客のニーズを的確に捉えられていなければ、どれだけ高性能な製品を開発しても市場で受け入れられません。また、コスト意識の欠如した構想は、量産段階での採算割れという深刻な事態を招きかねません。構想設計とは、製品開発という長い旅の羅針盤であり、その精度がプロジェクトの運命を左右するのです。

SST設計開発センターへ「設計全体」を任せられる理由

ワンストップ部品加工センターを運営するSST設計開発センターでは、構想設計から試作、そして量産に至るまで、製品開発の全工程を一貫して手掛けてきた豊富な実績を誇ります。私たちは、単に図面を描くだけの設計会社ではありません。常に後工程である試作や量産を見据え、製造現場の視点を持った現実的な設計判断を下すことをモットーとしています。

分業体制では見落とされがちな、部品の加工性や組み立てやすさ、量産時のコストといった課題を、設計の初期段階から織り込むことで、後工程での問題を未然に防ぎます。この「設計全体」を俯瞰する能力こそが、SSTの最大の強みです。

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設計全体を見据えたものづくりならお任せください

製品開発の成功は、いかに「設計全体」を俯瞰し、コントロールできるかにかかっています。構想段階からのご相談はもちろん、開発の途中で課題に直面している場合でも、SSTは最適なソリューションをご提案します。

手戻りのない効率的な開発、スムーズな量産移行、そしてトータルコストの最適化を実現するために、ぜひSSTを開発パートナーとしてご活用ください。

さらに、途中工程からのご相談も承ります

また、SSTでは、製品開発の全工程を一貫してサポートするだけでなく、お客様のニーズに応じて、途中工程からのご相談にも柔軟に対応しています。

「試作品は完成したが、量産化の目処が立たない」「量産を目前にして、品質やコストに課題が見つかった」といったケースでも、SSTが介入することで、問題解決の糸口を見つけ出すことが可能です。当社の豊富な経験とノウハウを活かし、設計の見直しや生産プロセスの最適化など、必要な部分だけを的確に支援いたします。製品開発のどのフェーズにおいても、お困りのことがあれば、ぜひ一度SSTにご相談ください。

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試作の前に、デザイン設計で押さえておくべきこと

試作前の設計段階で、使い勝手・構造・コストの大半が決まる

製品開発において重要なのは、試作そのものではなく、その前段階で行われる設計検討です。デザイン設計の段階では、製品の使われ方や構造、部品点数、製造方法、組立方法などを検討します。これらの要素は、完成品の品質だけでなく、製造コストや量産時の効率にも大きな影響を与えます。

試作はスタートではなく、設計の答え合わせである

しかしながら、多くの企業では「まず試作をしてみる」という考え方で開発が進むことがあります。本来試作とは開発のスタートではなく、設計内容が正しいかどうかを検証するための工程です。

設計が十分に検討されていない状態で試作を行うと、試作品の評価結果に基づいて何度も設計変更が発生します。その結果、試作回数が増え、コストや時間が膨らんでしまいます。

一方で、設計段階で構造や機構をしっかり検討しておけば、試作は「設計の答え合わせ」として機能します。つまり、試作の目的は設計の精度を確認することであり、試作を繰り返すこと自体が目的ではありません。設計段階の質を高めることが、開発全体の効率化につながります。

デザイン設計とは「見た目」だけではない

意匠だけでなく、使われ方・量産性・メンテナンス性まで含めた上流工程

デザイン設計と聞くと、製品の外観や見た目を決める工程をイメージする方も多いかもしれません。しかし実際のデザイン設計は、単なる意匠設計ではなく、製品構造、量産性まで含めて検討する上流工程です。

例えば、操作性を考慮した形状設計や、組み立てやすい構造の検討、メンテナンス時に部品交換が容易な構造などもデザイン設計の重要な要素です。さらに、加工方法や材料選定を踏まえた設計を行うことで、量産時のコスト削減や品質安定にもつながります。

このように、デザイン設計は単に「形を作る作業」ではなく、製品全体の価値を左右する重要な工程と言えます。

設計と加工が分断されることで起きる失敗例

製品開発においてよく見られる課題の一つが、設計と加工の分断です。設計会社が図面を作成し、その図面をもとに加工会社が試作や製造を行うという分業体制は一般的ですが、このプロセスでは設計段階で製造の視点が不足することがあります。

例えば、図面上では成立していても、実際の加工では難しい形状になっているケースがあります。また、量産時に組立が複雑になり、作業効率が大きく低下することもあります。このような問題は、設計段階で製造視点を取り入れていれば回避できる場合が多くあります。

設計と加工が連携していないと、試作後に問題が発覚し、設計変更や工程変更が必要になります。その結果、開発期間の長期化やコスト増加につながる可能性があります。

SSTのデザイン設計支援でできること

ワンストップ部品加工センターを運営するSST設計開発センターでは、試作・量産までワンストップ対応できるのみならず、その前段階であるデザイン設計から参画することができます。以下にて当社がデザイン設計で支援できることをご紹介します。

①製品コンセプト整理

SSTでは、図面が完成してからの試作だけでなく、製品コンセプトの整理から支援することが可能です。新製品開発では、「何を実現したいのか」「どのようなユーザーが使うのか」「どのような環境で使用されるのか」といった基本的なコンセプトを明確にすることが重要です。

これらの要素が曖昧なまま開発を進めると、設計の方向性が定まらず、開発途中で仕様変更が発生しやすくなります。当社では、開発の初期段階からコンセプト整理を行い、設計の方向性を明確にすることで、効率的な製品開発をサポートします。

②構想検討、機構・構造を踏まえたデザイン設計

当社の設計支援では、単に外観デザインを作成するだけでなく、機構や構造を踏まえた構想検討を行います。製品の機能を実現するための機構設計や、強度・耐久性を考慮した構造設計を含めて検討することで、実現可能な設計を構築します。

また、加工方法や材料選定を考慮した設計を行うことで、試作や量産の段階で発生しやすい課題を事前に回避することが可能です。このように、設計と製造の両方の視点を取り入れることで、実用性の高い設計を実現します。

③試作・量産を前提にした設計支援

SSTの設計支援の特徴は、試作や量産を前提にした設計を行う点にあります。設計段階から加工方法や組立工程を考慮することで、試作時のトラブルを減らし、量産への移行をスムーズにします。

例えば、部品点数を減らす構造設計や、組立作業を簡略化する設計を行うことで、量産時のコスト削減や品質安定につながります。また、試作段階で得られた知見を設計へフィードバックすることで、製品完成度を高めることも可能です。

このようにSSTでは、設計から試作、さらには量産までを見据えた支援を行っています。図面が完成していない段階でも相談できるパートナーとして、製品開発の初期段階から伴走し、より効率的で実現性の高いものづくりを支援します。

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図面や仕様が固まっていなくても、お気軽にご相談ください。

「まだ正式な図面がない」「頭の中のイメージしかない」という段階でも、全く問題ありません。SSTでは、お客様のラフスケッチや、あるいは口頭で説明していただくだけのアイデアからでも、製品開発をスタートできます。

私たちは、お客様との対話を最も重要だと考えています。まずは話すことから始めましょう。 経験豊富な担当者がお客様の想いや解決したい課題を丁寧にヒアリングし、アイデアを具体的な形にするための最適な道筋を一緒に見つけ出します。

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ワンストップ部品加工センターを運営するSST設計開発センターでは、ポンチ絵から図面起こしをすることができるため、お客様の工数を削減することができます。

本記事では、ポンチ絵の役割から図面起こしをするメリットなどについてご紹介します。

部品加工におけるポンチ絵の役割

部品加工においてポンチ絵は、正式な図面が完成する前の初期段階で使用されます。寸法や形状のイメージを手早く伝えることができるため、打ち合わせや仕様検討の場でスピーディに意思決定を進めることが可能です。特に、設計変更が頻繁に発生する加工現場では、図面ではなく、ポンチ絵を用いることで柔軟かつ効率的な対応が可能となり、結果的に工数削減や納期短縮にも繋がります。

ポンチ絵だと起こりやすい現場の問題

ポンチ絵はアイデアを素早く形にするには優れていますが、現場の混乱や問題を引き起こす場合もあります。以下に、ポンチ絵のみだと発生しやすい加工現場の課題についてご紹介します。

寸法の読み違いによる加工ミス

ポンチ絵では、手書きの曖昧な寸法や略記号が使われることが多く、現場での解釈に差が生まれやすくなります。その結果、意図しない形状や寸法で加工されるリスクが高まります。

また、加工が完了してから不具合が発覚すると、再製作や手戻りが発生し、納期遅延やコスト増加の要因になるため、正式な図面起こしを行うことで、寸法や形状の明確化が図れ、現場との認識のずれを回避することができます。

加工指示が伝わらず品質のばらつきが発生

ポンチ絵には加工条件や表面仕上げ、使用工具の指定などが記載されていないことが多く、現場が独自判断で加工を行う場合があるため、加工精度や仕上がりにばらつきが出やすくなり、品質トラブルの原因となります。図面化により、加工条件を明記すれば、製品の品質を一定に保ちやすくなり、後工程での不具合リスクも抑制できます。

ポンチ絵を図面起こしするうえでのメリット

当社では、ポンチ絵から図面起こしができることでお客様が詳細を把握していない状態でも図面起こしができることで工数の削減が可能です。以下にポンチ絵を正確に図面起こしすることで得られるメリットについてご紹介します。

全体工程の工数削減とコスト最適化

ポンチ絵から正確な図面を作成することで、全体の工数とコストの削減が可能です。図面起こしによってポンチ絵の段階で伝えきれない曖昧さが解消されるため、加工現場での確認作業等を削減し、手戻りや再加工の手間を低減します。

品質管理の徹底と製品不良率の低減

正確な図面は、寸法公差などが明確に定義されているため、求められる精度、品質を満たす部品を製作することが可能です。

そのため、ポンチ絵のみの状態だと発生しがちだった不良品の発生率を大幅に下げることができます。不良品が減少すれば、再生産にかかるコストや時間を削減でき、生産効率が向上するため、正確な図面の作成は加工現場において非常に重要です。

部品加工のことならワンストップ部品加工センターにお任せください

今回はポンチ絵から図面起こしによるメリットについてご紹介しました。ワンストップ部品加工センターを運営するSST設計開発センターでは、ポンチ絵から図面起こしができることで様々な高精度な加工のお問い合わせに短納期で対応することが可能です。お困りの方はお気軽にご相談ください。

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製造現場で部品のリバースエンジニアリングが有効となる状況

まずは、製造現場などでリバースエンジニアリング（部品再生）が必要とされる状況例をご紹介します。

図面が存在しない・紛失した

現場で使用されている装置部品や機構部品で図面が紛失していたり、過去に内製化されたもの、あるいはローカル業者で製作されたものなどがある場合、正式な図面が管理されていないことで、交換や修理が必要となった際に、部品の手配ができないことがあります。

入手不可部品・廃盤部品への対応

メーカーがすでに生産を終了している機構部品の調達ができない場合、リバースエンジニアリングが有効になります。特に海外メーカーの部品は、製造やサポートサービスが終了すると代替手段の入手が難しい場合が多くございます。

リバースエンジニアリングのメリット

次にリバースエンジニアリングのメリットについてご紹介します。

図面がない場合でもデータ作成が可能

使用している製品や部品の図面がない場合でも、リバースエンジニアリングによって部品を3Dモデルとして復元し、設計情報を再構築することで、部品を再生することができます。

コストの可視化と最適化

リバースエンジニアリング（部品再生）を行うことで、材質や加工方法、組立構造を分解・分析することができます。その結果、材質変更や加工工数の削減提案などが可能となり、コストの最適化を行ったうえで部品の再生をすることができます。

開発時間の短縮

開発時間の短縮もリバースエンジニアリングの大きなメリットになります。通常、部品設計、開発では試行錯誤を繰り返し、製品や部品の作成、最適化を行いますが、リバースエンジニアリングは既存部品から図面を作成する形で製作を行うため1から部品を製作するよりも短い時間で部品を再生することができます。

リバースエンジニアリングの手順

次にリバースエンジニアリングの手順をご紹介します。

ステップ1：現物部品の計測とデータ化

一般的に三次元測定器（3Dスキャナー、工業用CT）などを用いて、対象部品の外形・内部形状を取得します。材質や透明性により適した機器を選定する必要があります。測定精度は±10μm以下の高精度が求められるケースも多くあります。

ステップ2：3Dモデリング

取得した点群データをもとに、CADソフトでサーフェス化やソリッド化を行います。

ステップ2.5：設計検証、製造検証

寸法公差や干渉チェック、図面化されてない部分の抽出をすることで要件を満たすかの設計検証が重要です。また、この際に3Dプリンターを用いた製造によって実物検証を行うこともあります。

ステップ3：加工方法の決定

機能性を鑑みて、最適な切削加工、光造形、粉末造形などの製造手法を選定します。

ステップ4：試作・評価

設計データをもとに試作品を製作し、形状・強度・機能評価を実施します。その結果をフィードバックして再設計することで、精度の高い部品再現が可能となります。

部品のリバースエンジニアリング（部品再生）ならワンストップ部品加工センターにお任せください

いかがでしたでしょうか。今回はリバースエンジニアリング（部品再生）の手順やメリットについてご紹介しました。ワンストップ部品加工センターを運営するSST設計開発センターでは、独自の部品加工ネットワークを活かし、お客様のお悩みに合わせた部品の手配をいたします。お困りの方はお気軽にご相談ください。

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