高等学校工業 機械設計/その他

まず、設計とは別に、事前に研究開発などを行っておきます。
製造業の機械「設計」の場合、試作を低コストの別材料やミニチュアなどの利用は、通常はしません。もし別材料やミニチュアなどでの試作が必要な場合、それは機械「設計」ではなく「研究開発」として、製造業では別工程として扱います。
製造業の機械設計での「試作」は、予定する製品と同じ材質、同じサイズなど、同条件で試作の実験を行います。なぜなら、試作の品質を実務レベルでテストを規定回数して問題なければ、そのまま製品に採用するからです。なので、設計での試作を量産品に採用しても問題ないよう、事前に研究などでの実験や技術検証は済ませておきます。
製造業の場合、量産化などにコストが莫大に掛かるので、量産化の前に十分に「試作品」の性能を上げ、また試作品の品質を検証しておきます。このため、試作品の品質は、製品レベルを目指します。
なので、もしちょっとしたアイデアの検証実験をしたいだけの場合は、設計以外の「研究開発」部門などの工程で行ってください。
さて、機械設計における設計と生産の大まかな流れは、一例として以下のようになるでしょう(会社によって多少は流れや順序が違うので、暗記の必要は無い。各作業の理由を理解してほしい)。

以上が、機械設計における設計と生産の、大まかな流れの一例です。設計と生産は、基本的に連携して行うことになります。生産部門とのやりとりをするのも設計エンジニアの仕事です。
ほか、今後、客先などで新たに発見された不具合の改善もあり(いわゆる「リコール」)、ほか、生産ラインの改善なども求められますが、とりあえずは上記のような流れになるかと思います。
構想図のことを俗(ぞく)に「ポンチ絵」とも言います。
構想図は、言葉ではなく、絵(図面で良い)を基本に提示します。絵にすることで、あいまいだった自分の考えが整理されて、まとまっていくからです。
また、構想図にも、表題、設計者の名前、日付、などを忘れないようにしましょう。
構想図とは別に、企画書などで、その製品の用途や機能など、意義、大まかな予算、大まかな必要な設備、大まかな予想人員、大まかな製作期限や期間、などを提示します。企画者本人の脳内では当然であっても、他人は企画者ではなく、企画者の脳内を知りようが無いので。要するに、いわゆる「人・物・金」(ひと・もの・かね)です。
想定する客層がどういった層なのかを「ターゲット」と言う場合もあります。
その客層が、主にどういった用途で使うだろうかといった想定を「ユースケース」と言います。
ユースケースについては、企画でのユースケースとは別に、構想設計の段階でさらに詳細なユースケースを書きだしていく必要があります。想定するメンテナンス方法なども、構想設計におけるユースケースの設定において、書き出さなければなりません。
機械設計の場合、ユースケースの説明でも、簡易(かんい)な絵でいいので、絵もあるのが望ましいです。言葉と絵でユースケースを表出していきます。
ただし、回路設計やソフトウェア設計の場合、絵で説明するのは難しいかもしれません。
ユースケースの説明は、従来の伝統的な日本の設計では省略されている場合も多々あったのが実情でしたが、しかしユースケースの情報が無いと技術などの継承(けいしょう)に困るので、今後はユースケースについても書類を残しましょう。
畑村洋太郎 編著『実際の設計 新訂新版』だと詳細なユースケースの一覧表がありますが、そこまで描かなくても、とりあえずユースケースが何も書かれてないよりかは、簡易な説明と絵の書類で良いのでユースケースを書類として残すほうがマシです。
図面のものを実際に生産させるために生産部門や外注部門などに手配することを「出図」(しゅつず)と言います。出図すると実費が発生するので、出図するより先にデザインレビュー(Design Review、略称:DR)という図面の検査を行います。

設計の工程について、ポイントは、
組立図(くみたてず)を書く時期は、部品図ができた後になります。
設計図書(せっけいとしょ)などでは、組立図が部品の目次を兼ねるなどする場合も多いので、製作者の視点では部品図よりも先に組立図を見る場合が多いですが、しかし往々にして実際の設計の順序はそれとは違っています。
「部品図」が、実際に製作者が部品をつくるための製作指示書になりますので、部品図では製作者が迷いや誤解を生じないように具体的に寸法などの必要な情報を書かなければならない。
また、1枚の部品図には、1個の部品が対応します。1枚の部品図に複数種の部品が掲載されていると、混乱の原因になります。この、1枚の指示書が1つの部品に対応していることをビジネス用語で「一品一葉」(いっぴん いちよう)と言います。
組立図は、けっして単に組み立てた結果の形状だけを書くのではなく、さらに
などが必要です。
「メンテナンスゾーン」というのが何なのか、ネット検索では出てこず、参考文献を読んでも詳しくは書いてませんでした。
一般的に、動くものを書く場合、形状だけでなく、さらに、作業者などが立ち入れるエリアを図面上に指示します。そのエリア内には、絶対に装置が来ないようにしないといけません。
ほか、可動部のある装置については、可動範囲を図示する必要もあり、想像線などで図示します。
デザインレビューの際、下記のような項目をレビューします。また、設計時にも、下記のような項目に気を付ける必要があります。
新人や学生の設計ミスで、ねじ回しのスペースが無い設計ミスという話は、よくあります。しかし、さらに測定器や治具などのスペースも忘れずに、気を付けて設計する必要があります。
また、購入部品についてカタログに情報の無い寸法については、たとえ購入部品の現物などで寸法を確認しても、決してそれを前提に設計してはいけません。なぜなら、将来的にその寸法が変更されるなどの可能性があるし、メーカーからはなんの保証もされていません。
なお、製作部品について、たとえば板材の板厚など、素形材の寸法は飛び飛びであるので、それを考慮して設計する必要がある。たとえば、もし図面で 3.5mm の板を指定すると、実際には板厚 4.0mm の板材を0.5mm 削ることになる。
ふつう、素形材の寸法は、キリのいい数字になっていることが多い。
ほか、実務では会社のCADは設計課などでは統一することになります。親会社や大手取引先などとCADを統一するなどする場合もあります。

↑ このコラムを書いた人は、会社でデザインレビューとかしたことない知識階層なのでしょう。行政府などのグランドデザインとか読んだこともない知識階層なのでしょう。
CAD、CAM、CAE、PDMという言葉を聞いたことがありますか?これらは、コンピュータ支援設計・製造・解析の頭文字をとった用語で、それぞれどのような意味を持つのか紹介します。また、製品データ管理のためのPDMについても触れていきます。
これらの概念を理解することで、テクノロジーが設計と製造のプロセスにどのような革命をもたらしているのかを知ることができます。
CAD(Computer-Aided Design)は、機械設計に不可欠なツールの一つであり、物理モデルを作成し、修正し、最適化することができます。CADは、パーソナルコンピュータの普及により一般の設計者にも利用されるようになり、2Dまたは3Dの設計に使用できます。最近のCADソフトウェアでは、AIや機械学習を使用して、設計プロセスを自動化する機能が追加されています。
CAM(Computer-Aided Manufacturing)は、CADで設計された部品や製品の情報を元に、NCプログラムを作成し、機械加工や3Dプリンターなどの製造装置に入力し、自動的に製造するための指示を与えます。CAMシステムは、切削加工や穴あけ、曲げ、刻印、溶接などのさまざまな製造プロセスをサポートし、材料の最適配置や切削工具の最適選択などの最適化機能も備えています。CAMを使用することにより、生産性が向上し、製品の品質が向上しますが、高度な技術が必要であるため、NCプログラミングの知識やCAD / CAMソフトウェアの操作方法、材料や切削条件、工具選択などの知識が必要です。
CAE(Computer-Aided Engineering)は、コンピュータを使用して機械設計の解析や評価を行う技術であり、材料の強度や応力、振動などを解析し、設計の正確性を確保することができます。CAEシステムは、CADやCAMと組み合わせて使用することで、機械設計の全体像を俯瞰し、製品の設計から製造、テストまでのプロセスを一元管理することができます。
PDM(Product Data Management)は、製品データを管理するためのソフトウェアで、CADと統合され、製品設計に必要なデータを一元管理し、必要なときに正確かつ迅速にアクセスできるようにします。また、設計変更の管理、製品文書の管理、製品仕様の管理、製造工程の管理など、設計・開発プロセス全体をサポートするための機能を提供します。

検定教科書『機械設計』には、次のようなCADの話題も載っています。『製図』の検定教科書のほうにも書いてある話題ですが、wikibooksの製図教科書が未完成なら、便宜上、こちら機械設計のほうで説明します。、
さて、製図ソフトであるCADには、
いっぽう、
とがある。

3次元キャドだと、部品の干渉チェックが自動的に出来たりなどとシミュレーションの機能もそなわっており、高性能ではある。(※ 検定教科書で言ってるキャドの干渉チェックうんぬんは、実際は3次元キャド限定の機能。)


さて、3次元キャドでは、物体データを立体として内部処理する必要がある。そういう立体モデル方式(「ソリッドモデル」という)で内部処理していない方式だと、重量を求めたりなどの物理計算ができない。
工業用でない(ゲーム業界やアニメ業界などの用途の)3D-CGソフトなどだと、立体モデルではなく面モデルで処理しているものもある。
面モデル方式(「サーフェスモデル」という)は、中身が空洞であるが、ひきかえに長所として処理速度が速いので、ゲーム用途やアニメ産業用途などではサーフェスモデルにも利点はある。しかし工業用途としては、サーフェスモデルは、やや不便である。
なお、針金で線をつないだように表す方式は「ワイヤーフレーム」方式という。描画速度だけなら、ワイヤーモデルなら情報量が少ないので、ワイヤーモデルも描画が素早い。
こういった3Dデータの内部処理のしかたのモデル方式の種類のことを、幾何モデル(きかモデル、geometric model)という。
つまり、幾何モデルには、つぎの3種類がある。
の3種が幾何モデルである。
3次元キャドは高性能だが、実際には3次元キャドだけで設計するのではなく、設計上の注釈や設計意図などを書き加えるために二次元キャドを併用することもある。(※ 検定教科書がそう言っている。)

※ 検定教科書でも、理由は述べてないが、製作図は2次元キャドで書くのが一般的だと検定教科書で言っている。
3次元キャドは、干渉チェックの機能もあるので、部品が多いなどの複雑な製品の、組立て図などで用いられる場合がある。(※ 検定教科書もそう言っている。)
要するに、
なお、組立て工程のことを英語で「アセンブリー(assembly)」という。


さて、世間のビジネス評論では紙を使わない仕事が褒められているが、いまのところキャドソフトには、プリンタやプロッタなどの印刷出力装置への出力機能がついている。
2次元キャドで書き上げた図面は、ハードディスク(社内サーバーのハードディスク)などに保存した上で、印刷出力して紙でも保管するのが一般的である。(※ 検定教科書でも、印刷について、若干、ふれている。2次元キャドに限定していないが、製造業の慣習として、通常、2次元キャドによって作成した図面データの保管方法である。)

測定できないものは設計できません。これは設計にも影響を及ぼします。
測定器で測定できないような形状、たとえば深くて小さくて高精度の穴やヘコミの形状をもつ製品のアイデアは、製造が不可能です。
ドリルやバイスなどの切削工具が入るか、ネジ回しが入るかまでは気をつかえる新人設計者は多いのですが、測定機器までは気が付かない新人も多いものです。
CAD上だと、現実では製造不可能な設計図でも書けてしまうので、設計者が製造の実現性に気を付ける必要があります。
耐久試験などの性能試験による検証ができない機能を、企画などで提案してはいけませんし、仕様にしてもいけません。性能試験できない機能を、決して仕様にしてはいけません。
また、新しい機能を考えた場合、往々にして、新しい試験方法ごと開発する必要があったりします。そのような試験方法の開発ごと、製品開発の工程の一部として組み込まれます。
学生は企業社会を知らないと思うので説明しますが、製造業にかぎらずIT業界なども含む技術系の業界で、設計から生産までの流れがどういう工程で行われているか、説明します。
まず、なにかの設計図では、具体的な生産方法は指示しません。たとえば、どう組み立てるかとかは一切、そういう事については『設計図』では指示しません。
よほど特殊な組み立て技術が必要な製品の場合でも、『設計図』とは別途、『組み立てマニュアル』みたい書類を作ったりして、書類を区別します。

ともかく、なにかの設計図は通常、その製品の完成図である必要があります。製造業で「図面」と呼ばれているものは、こういった具体的な完成予想図のことです。

そして、その完成図はいくつもの部品から成り立っているのが普通なので、完成品をいくつかモジュールごとに分解した部品図をいくつも作成して、それぞれの作成担当の作業者に渡します。
こうすることで、分業もしやすくなり、一石二鳥です。

基本としては、完成図だけを作業員が見ても、あいまいさの無い状態で完成品の満たすべき具体的な条件が分かるようにしなければなりません。
一般の技術系・職人系の企業では、現場への作業指示としての設計図(完成予想図)には、スタンプなどで「最新版」などの印字の業務用ハンコを押したりして区別したり、
さらに誰がその決定稿のスタンプを押したのかが分かるように、業務用の日付印ハンコで、
のように、名前と年月日が明確に分かるように業務用ハンコを押したりするのが、技術系企業では、よくあります。
たとえばアニメ業界でも、よく、古いアニメのキャラクターデザインの設定イラスト表などに業務用ハンコで「決定稿」とか押してあるでしょう(アニメショップとかでも、一部のアニメでは、消費者むけに設定イラスト集などもアニメグッズとして販売している。最近はアニメ業界ではデジタル化をしたので、「決定稿」スタンプは押さない場合もあるようだ)。
ああいうのと同じで、一般企業で図面とかを管理するとき、そういうふうに業務用ハンコの印字で区別したりします。
さらに一般の技術系企業でも、検討中のほうの予想図には、ハンコで「検討」とか「未定」とかのスタンプを押して区別したりすると、より安全です。「検」だけだと「検証済み」などと誤解される恐れもあるので「検討」と最後まで書くのが安全でしょう。また、正式な図面には「最新版」印字や「旧版」印字など版の状態が分かるスタンプを押します。

さて、製造業でも、ときどき図面に設計ミスが見つかりますので、そういうのは加工の作業者が、設計者に報告・連絡・相談をするのです。
このため、誰に連絡すればいいか分かるように、製造業では、設計した企業と、設計者の名前を図面に書くのが普通です。ただし、ソフトウェア業界ではどうしてるかは不明です。

さて、一般にビジネスでは、もし発注者と受注者の両企業とも技術系・職人系の企業である場合には、なにかの仕様の完成予想図は、けっして1部署だけが1度で書くとは限らず、
といったように、段階的・階層的に別々の人たちで書き分けたりする手法も、一般企業どうしでは、よくあります。
こうすることで、要求事項などが明確に伝わってるかの確認も出来るので、一石二鳥です。
外部の企業に発注する場合、最終的に作業する下請け側の企業の設計者に、詳細の完成予想図を書かせることもあります。こうすることで相手先企業である下請け企業に明確に要求事項が伝わってるかどうかの確認も兼ねられるので、一石二鳥というワケです。
このように下請けに完成予想図を外注で発注した場合、図面の検証は、発注側のつまり親会社の人が、検図(けんず)をします。「検図」(けんず)とは、図面などを検証することで、製造業などの技術系業界での専門用語です。
しかし、こうして親会社によって検図された完成予想図ですら、これはあくまで、当面のあいだの予想図でしかなく、さらに必要に応じて修正が加わります。
さて、一般に技術系の企業では、完成予想図の書類を管理する場合は、もし現場での作業中に不具合が見つかったら、どんどんと更新します。
この更新の際に、もし発注先が客先企業であれば、客先との相談の上、更新後の内容を決めます。
作業者には、更新の内容の決定後に、(書類が分厚い場合などもあるので、)該当のページだけを印刷して渡したりします。現場側は、当面はホチキスなどで、更新後のページを完成予想図の一覧バインダーとかに留めたりするワケです。(まだまだ今後の更新も多々あるかもしれないので、当面のあいだは、予想図の書類全体の再発行はしないでおき、修正ページだけを渡したりすることが一般企業では多い。)

なお一般企業では、この完成予想図の修正のための更新の際、けっして、まちがえて古い版の書類を最新版と混同しないようにするための工夫として、なるべく、旧版の書類にはスタンプで『旧版』などの印字を押したりした上で保管することで、区別したりします。旧版のファイル保管しておかないと、もし版不明のファイルが見つかった場合に、それが最新版なのか旧版なのかの判別がやや困難になります。旧版の保管があれば、それと版不明の書類とを照らし合わせることにより、版の特定が可能になるからです。
さらに、最新版のほうは、印字『最新版』を押したファイルをプリントアウトして、『設計図書』(せっけい としょ)ファイルなどで管理します。
さて、旧版も昔は「最新版」(当時)だったワケですが、そういう古い自称「最新版」があるとマギラワしいので、古い自称「最新版」は赤線でヨコ二重線を引いて、それが無効になった事を明記します。さらに、「旧版」のハンコを、古いほうの図面の自称「最新版」印字の近くの位置に押します。
こういうふうに図面の管理をするので、図面の隅(右下か左下)に、業務用スタンプを2個ぶん押せるくらいのスキマが事前に必要です。(いちおう、スタンプは赤色なので、スキマが無くても、黒文字の上からスタンプを押しても、とりあえず区別は可能。)
修正箇所が多い場合などに旧版の保管が困難ですが、しかし、そうでないかぎりは、なるべく旧版の書類もしばらくは保管するように、一般の大企業では、しています。
製造業の場合、現場作業担当の下請け企業や下請け部署などが完成予想図を受け取ったら、まず、はたして本当に、その完成予想図どおりに作成が可能かどうか、大まかに確かめます。
そして、もし情報不足のため、作成が現時点での予想図のままでは作成不可能になってしまう点が見つかれば、設計者に確認しに行きます。
また、技術的な理由で、設計図どおりの要求が不可能な場合があるので、そういう場合には、設計が不可能な理由とともに、再設計を依頼します。
また、最初に発見できなくても、実際に現場で加工作業をしていく時点で、問題点が見つかってゆく場合もあります。
製造業にかぎらず、たとえば住宅リフォーム工事などでも、住宅構造は家ごとにバラバラなので、よく、実際に現場作業者が工事を初めて見ると、思わぬ問題点が見つかる事があるので、そういう問題点が見つかったら、家主および工事企業の親会社などにも連絡したりする光景も、読者には見たことある人もいるかもしれません。
社会人によくある仕事術です。
おそらく、製造業にかぎらず、きっとIT業界などでも同じような仕組みでしょう。
部品図では、同じ製品でのほかの部品図の説明は不要ですし、むしろ管理の手間を増やすので避けるべきです。
なぜかというと、もし部品図どうしで意図的に重複させて他の部品図の内容を引用すると、もしその参照された側の予想図Aで設計内容の変更が起きたときに、参照する側の予想図Bにも設計変更が必要になってしまいます。
なので、完成予想図の部品図では、説明のための記述の重複は不要です。
製造業でも、ひとつの末端部品の図面では、他の図面はなるべく引用しないようにします。製造業の『図面』で他図面を参照するのは、せいぜい、組み立て方法を指示する『組立図』(くみたてず)の場合と、後述する『フロー図』の場合くらいです。

さて、アナログ電子機器の設計の業界では、よく、組立図とは別途に、電気信号のフロー図を書きます。どこの通信ケーブルに、どういう種類のデータが流れるとか、そういうのを指定するワケです。しかし、デジタル機器の場合は、普通、外部とのやり取りは一本の通信ケーブルで、あらゆる種類のデータを取り扱うのが通常です。
製造業では、なにかの電子機器を製造する際、実はフロー図を描かなくても、一応は製品を完成できてしまいます。たとえば、たとえば途上国の組み立て工場など(もしや日本もそうかもしれませんが)、そういう状況でしょう。アメリカ製スマホの中国組み立て工場の作業員が、スマホの内部プログラムのフローを知ってるワケがないですね。
しかし、組立て工場ならともかく、設計を行う企業では、フロー図を描かないのは、好ましくないです。

どんな業界でも、技術系の業界なら、設計のために必要な書類(『設計図書』(せっけいとしょ)といいます)を、管理します。

製造業における、(ある製品の)『設計図書』の書類の構成は、前から順に、おおむね
などです。
まず、部品を購入するなどして調達しないことには組立てできないので、部品表は最初のほうに書きます。
何か特殊な部品を購入する場合などは、それらのカタログなどの該当ページを資料などの項目に入れます。
そのカタログの該当ページに、購入する部品以外の他部品の情報も書かれているなら、文房具の色マーカーなどで、購入する部品の情報について-線を引き、購入する部品だけを目立たせます。
このように、設計に必要な書類が、バラバラにならないように、ひとつのファイルに、まとめて入れます。(コンピュータを使うなら、そういうファイル(ディレクトリ)に入れて、さらに目次をつけて管理します。

もし、設計図書ファイルに目次を作るとき、ページ数は不要です。単に、番号とタイトル名だけで十分です。
などのように、なります。なぜなら、あとの編集によってページが変動する可能性が高いからです。
一般に、企業で業務用の報告書を作る場合も、ページ数は不要です。

部品表を作るとき、たとえばその部品表が3ページにわたるなら、
のように、題名を数えます。
分子の数字は、現在のページ数です。分母の数字は、その書類が合計で何ページあるかです。
こう命名することで、もし目次のどれかが紛失しても、紛失したことの確認が容易です。
なお、完成予想図など個別の書類には、「1/20」のような合計ページ番号(例では「20」)はつけないのが普通です。
なぜなら、予想図の枚数が今後の不具合修正などで増える可能性があるのが普通だからです。
前提として、1枚の部品表には、10個とか20個のような数えやすい個数までの部品を掲載すべきです。けっして17個みたいな数えにくい個数を掲載すべきではないのです。
なお、もし追加部品が必要になった場合、最後の部品表の末尾に追加部品の情報を追加していきます。

さて、事務用品メーカーから、実際に業務用ファイルが販売されていますので(事務用品メーカーのキングジム とかアクスルとかの販売しているアレ。パイプホルダーを通すヤツ)、そういう業務用ファイルに、その製品の設計関連の書類をひとまとめにします。
技術系企業では、そうやって、まとめられた設計関連の書類のことを『設計図書』(せっけい としょ)と言います。主に土木工事で使われる用語ですが、じつは製造業でも『設計図書』という用語は使われています(ただし製造業では企業が非公開にしている)。
設計図書の中には、何種類も書類があるので、目次の書類が必要です。しかしページ数は変動するので、設計図書の目次では、ページ指定の必要は無いです(そもそも不可能)。
どんな書類が、その設計図書に含まれているハズなのか、必ず明記した目次を作成し、設計図書ファイルの目次に入れましょう。
もし設計図書ファイルをパソコンでも管理する場合、表紙や目次が冒頭に来るようにするには
みたいにファイル名の冒頭を番号で管理すると、確実にそのファイル内の先頭に目次が来ます。
目次さえあれば、もし書類の一部を紛失などが疑われる場合に、確認が容易になります。
また、設計図書の書類の一部をコピーして配布するなどする場合もあるので、そういった配布書類との混同を防ぐためにも、目次が必要です。

『契約書』は、設計図書に含めないのが一般的です。
『契約書』は、管理部署が違います。
契約書を保管など管理するのは「営業」部などの部署・課です。
いっぽう、設計図書を保管など管理するのは、「設計」部門などの技術系の部署・課です。

一般企業では、日報や週報などの報告書とは、設計図書は別書類です。
ただし、そもそも日報を書かない企業も多くあります。製造業では、いちいち日報も週報も書かないのが普通です。
警察や自衛隊など公安関係では、日報も書くようですが。w:自衛隊日報問題
しかし、土木建築では、作業日報をまとめることもあるようです。
もし日報や週報を書く場合には、設計図書ファイルには、日報は含めないようにします。日報や週報の保管には、別ファイルを作りましょう。

土建業界では、こういう、完成品に関するデータ一覧の「台帳」などの書類を『完成図書』(かんせい としょ)といって、『設計図書』とは区別しています。ですが、製造業ではそこまで区別していないので、予備知識として用語を聞いたことあるくらいで良いでしょう。
そもそも、製造業と土建とで『設計図書』の用語の意味すらも微妙に違います。


企業で、何らかの手順書を書くとき、履歴を残すのが普通です。
このため、こういった仕事の書類には、著者や、著作・改訂の日時(「改訂日: 2018年8月30日」)や改訂者(「改訂者: 山田太郎」)などの履歴(りれき)も記載する必要もあります。
のようになります。(企業では、こういうページのパソコンでの文書管理は、エクセルなどの表形式データになってるのが普通。)
ただし、機械図面の履歴の管理については、違います。上記のようなエクセル表は、あくまで手順書などの履歴の管理の方法です。
機械図面の履歴は、製図の記法に従って行います。なので、機械図面の履歴についてはエクセルでは管理しません。



システム的な図面を書くとき、最低限必要な部品図や組立図の図面そのもののほかに、そのシステムの仕組みが分かる図面を書いてください。
書かない会社もありますが、そういう会社は技術力の低い会社、または今後は技術力の低下する運命なので、相手をしないでください。

たとえば電気電子回路で考えてみましょう。

たとえば、電子機器についての図面で、回路素子部品が10000万個以上ある回路の図面で、抵抗やコンデンサやコイル、オペアンプやチップなどの配置位置だけを説明した図面だけがあったとしましょう。
まったくどこにも「ここら辺の部品は、電源モジュールです。」とか「そこは温度計測モジュールです。」とか「あそこは流量計測モジュールです。」とか「こちらは(流量計測ではなく)流量調整モジュールです。」の説明も無く、
単に「抵抗Aはここに配置してください。抵抗Bはそこに配置してください。抵抗Cはあそこに配置し(以下略)」とかの場所の指示しかない配置図しか無かったとしたら、どう思いますか?
そんな配置図面しか無い会社、勤めたくないですよね?
なぜ困るのかと言うと、もし最初の設計者が引退したり転職したりすると、今後は設計の(機能追加などのための改修などの)更新が不可能になるからです。
機能追加などをするには前提として、どの部品がどんな機能をしているかの説明図が必要だからです。もちろん、数千個や数万個すべての部品の機能をひとつひとつ説明は不可能ですし非効率ですが、せめて十数個くらいにはモジュール分割して説明するモジュール説明図を作ってください。

たしかに、説明ぬきの配置図も必要です。
また、回路によっては、製造の際に電源モジュールとか温度計測モジュールとかを同時に製造しなければならない可能性もありますので、全モジュール配置の一体化した配置図も必要な場合もあります。
実際の製造の段階では、説明はあいまいさの原因になるので邪魔で不要ですので、配置図では説明しないのは合理的です。
ですが、だからといって、モジュールそれぞれを説明した図面が無いのはダメです。
では、どうやってモジュール位置の説明図を作るのでしょうか?
まず、組立て図とは別に、モジュール位置のおおよその説明のための図面を作ります。用語が無いと不便なので、とりあえず「モジュール配置説明図面」と言いましょう。
右図のように、機能ごとに破線などで囲みます。
たとえば電源モジュールなら、その電源モジュールの場所だけを破線で囲み、その破線の上にタブ欄をつけて「電源モジュール」と書きます。
同様に温度計測モジュールについても同じモジュール配置図面の中で、温度計測モジュールだけを破線で囲み、タブをつけて「温度計測モジュール」と書きます。
以降も同様に、モジュール配置の説明図面の流量計測モジュールを破線で囲み、タブをつけて「流量調整モジュール」のようにします。
こうして、全モジュールを説明します。
だいたい、人間が数えられる程度の数に、モジュールの合計数を減らしてください。(合計で、せいぜい十数個ていどまで。)

ひとつのモジュールの中に何百個や何千個も部品がある場合には、同様に、あらたな部品図面によって、モジュール分割して説明していきます。
いまば、モジュールの部品図のようなものです。
こうして、モジュールをどんどん分割していき、そして最終的に、常識的に同業者の中堅エンジニアていどなら図面を読めば分かる程度の詳しさになるまで、説明を分割していきます。
そして右図のフリップフロップのフロー例ように、すべての部品および端子・入出力口が、なんらかのモジュールに所属するようにモジュール分割していきます。
もし別々のモジュールの破線どうしが近すぎると見づらいし別モジュールとの混同の恐れがあるので、右図のように適度に距離をあけてください。
このモジュール名称を考えるときに重要な点として、最終的な機能をモジュール名につけることです。けっして、形状や多い部品名をモジュール名にすべきではない、という事です。
たとえば「クロック同期部」と命名されていますが、設計に慣れてない人だと、ここの命名を「AND部」とか「AND演算部」とかにしてしまいがちです。
しかし、AND素子が多いことくらい、見れば学生レベルでも分かるので、「AND演算部」みたいな命名は不要です。
なんのためにAND演算素子を追加しているのかというと、その理由は「クロック信号がOFFの場合は、けっして入力信号を伝達しない」という目的であるので、そういった目的が分かるようなモジュール名にしなければいけない、というワケです。
なので、たとえば「クロック同期部」とか「クロックフィルター部」とか、なんかそんな感じの名前になるハズです。
こう(「クロック同期部」のように)機能が分かるように命名することで、たとえば、もし将来的に設計変更が必要になったときの、大きなヒントになります。
いっぽう、もし「AND演算部」みたいな命名をしても、将来の設計変更の事態には、あまり、(名前が)役には立たない結果になってしまいます。;

同様に、「記憶保持部」も、形状は「たすき掛け」(ラッチ構造)であり、フィードバック配線がありますが、だからといって、けっしてモジュール名称を「ラッチ部」とか「ファードバック部」とかには、しないでおくべきです。
なんのために、たすき掛けみたいにしたりフィードバックているかというと、記憶を保持するのが目的なので、「記憶保持部」とか「記憶○○部」みたいな感じの名前にすべきです。
一般企業では、下記の「フロー図 モジュール解説」書類は省略されますが、できれば、さらに、別の書類で
あるいは

のように解説書類を作っておけばもう、万全です。
そもそも工業における「設計」というのは本来、
なにか顧客などからの要求事項があり、
そのあとにその要求事項を解決するためのモジュール構造を考えていき、
そして、自社の都合の範囲内で、そのモジュール構造に適した部品を配置していくわけです。
なので、どういった要求を解決するためのモジュールであるのかを、モジュール名やモジュール解説から読み取れるように、
命名したり、解説書類を作成する必要があります。
なので、上述の表のように、おそらくですが、要求事項の対応の解説欄と、その他の技術的な留意事項(たとえば部品選定のさいの注意事項など)の「備考」欄とは、区別すべきでしょう。

残念ながら日本でも上述のようなフロー図や解説書類などの管理が出来てない会社が日本の大企業にもあると言われていますが、だとしたら悪い手本なので、マネしないでください。
例として、米国のi-phoneなどの設計をしているアップル・コンピュータが、日本の部品メーカーに要求事項で「このコンデンサはもっと小さくできないか?」と日中韓のメーカーにそれぞれ別々に質問したら、韓国メーカーや中国メーカーからは「これこれの技術的理由があって、出来ないです。」と具体的な説明が返ってくるのに、日本だけ「わからない。」という返答が返ってくる、という報道もされているという風説もあります。
さて、電機電子の図面だけでなく、流体機器などを設計する際も、配管の本数が何十本や何百本あるいはそれ以上と管の本数の多い場合には、そういう図面を作ってください。(組立図や部品図とは別に、追加でそういうモジュール説明図面みたいなのを作ります。)
何百本も配管のある装置では、どこのユニットが何をしているかとか、そういう図面が無いと困ります。
流体機器メーカーの言っている「フロー図」とは、そういうモジュール説明図面の事です。
けっして、情報科学で言うフローチャートのことではないので、勘違いしないでください。

重要な点は、製品の製造のための部品図や組立図といった作業指示のための図面とは別に、「フロー図」のような参考のための図が、マトモな技術力の企業では存在していることです。
社会の底辺の職業には、フロー図のような参考図を見る機会が無いので、まったく学校ではフロー図などは教育されていない状況ですが、しかし企業では、フロー図などの参考図は設計図書(せっけい としょ)に存在しています。
けっして「フロー図」だの「モジュール」だのと言った単語の意味を暗記することではなく、(フロー図などの)参考図が設計図書に含まれるべき事を理解してください。
品質検査の記録は、これは設計図書とは別に、『品質記録台帳』などのような名称のファイルで保管する。
品質記録台帳については、企業ごとに大きく書式が違うので、本wikiでは説明を省略する。
職場によっては「品質管理台帳」あるいは「品質台帳」とも言うかもしれない。
なお、品質検査での検査の手法については、事前に書類として手順書(てじゅんしょ)を作成して、検査の具体的な手法とその手順を明文化しておく必要がある。
この手順書は、台帳とは別の書類である。
(ただし、細かな作業手順を公表する必要は無い。
しかし、おおむね、どのような原理の検査をしているかについては、事前に依頼者に公表しておく。なぜなら検査方法にも、さまざまな科学的手法があるからである。(たとえば硬さ試験でも、シャルピー試験だのロックウェル試験だの何種類もの硬さ試験の科学的手法があるのを習っているだろう。その程度の原理を公表すれば充分。) )
生産方法の作業手順書とは別に、検査方法の作業手順書も整備しておく。

研究開発などはマニュアルでは行えないでしょう。しかし検査業務は、研究開発ではないのです。
なので、もし検査員が勤務先の仕事として、検査業務そのものに関する研究などを行う仕事を会社から要求された場合には、追加の予算や人員などのヒト・モノ・カネを別途、会社に要求しましょう。
また、なのかの検査中には、けっして研究的な未知の実験をしないようにしましょう。
製造業などに伝わる格言として、「マニュアルは先人の血で書かれた文字である」と言われています。まともな企業の工場なら、歴史上に過去に起きた人命が失われる事故などを教訓に、再発防止のために作業手順書(マニュアル)などは作られています。
したがって製造業では基本的に、けっして、機転を利かすつもりで手順をマニュアルに無いものに勝手に変えてはいけません。もしどうしても「マニュアルが実態に合わない」と感じた場合などは、先に上司に相談してマニュアル内容の変更の手順などをとりましょう。
世間にある仕事によっては、マニュアルどおりに作業をしなくても安全な業界もありますが(そういう業界ではむしろ「マニュアルに縛られるのは悪いこと」だと認識されるかもしれません)、しかし製造業はそういう業界とは違います。製造業では人命を守るためにマニュアルも守りましょう。

作業マニュアルや検査マニュアルなどは、どうやって作るべきなのでしょうか。
どんな種類のマニュアルを作る場合にも、ポイントとして、安全対策を二重三重にする必要があります。これを、(製造業にかぎらず)一般に「多重防護」(たじゅう ぼうご)と言います。
2011年の原発事故に関する安全管理のあり方の議論でも、「多重防護」という用語があったので、ソレと同じような意味です。
たとえば、工作機械を使って出た切りくずを加工台から床に落とすとき、「小型ホウキを使って切りくずを落とせ」と言うマニュアルがありますよね。
ではなぜ、ホウキを使わなければいけないのでしょうか?
よく、「切りくずを、口で息を吹いて落としてはいけない。」といいますよね。
息で吹いてはいけない理由は、切りくずが飛び散ったりして目に入ったりすると危ないからです。
では、もし保護ゴーグルをしていれば、息で吹いてもイイのでしょうか?
もちろん、たとえ保護ゴーグルをしていても、切りくずを息で吹いてはいけないですね。
そう、このように、たとえ保護ゴーグルをしていても、「切りくずを床に落とすときは、かならず小型ホウキを静かに床に落とす」のを徹底するのが多重防護の例です。
なぜ、こういう多重防護の考え方でマニュアルを作るべきなのでしょうか?
理由は特に製造業では明示されてないですが、常識的に考えると、きっと下記のような理由でしょう。
まず、多重防護の考えで作られたマニュアルは、いろんな職場に応用できるので、作成するマニュアルの個数が減ります。
たとえば、いちいち「保護ゴーグルのある職場の場合」と「保護ゴーグルの無い職場の場合」のように、マニュアル作成時にいちいち場合わけをする必要が無くなり、手作業の旋盤の場合ならどんな職場の場合でも統一的に「切りくずを床に落とすときは、かならず小型ホウキを静かに床に落とす」と説明するだけで、説明が済みます。
また、複雑な作業になると、マニュアルは、のちに修正や追加などの改訂などが必要になります。そういった改訂のさいにも、改訂者が、いちいち場合わけをしなくて済むので、管理をしやすくなります。
多重防護の考えをしていれば、自社グループのほかの工場などのマニュアルを作るさいにも、既存のマニュアルをほぼ既存のままで流用しやすくなりますので、他工場用のマニュアル作成時の編集作業の手間が減ります。
このように、多重防護の考えでマニュアルを作っておけば、いい事づくめ です。

さて、世間では、どういうワケか、多重防護の手法を嫌う、なんかアタマのヘンな人が時々います。
たとえば、友人などのグループで、お出かけをするとき、たとえば交通費が電車賃で往復で最低900円、したい買い物の予定金額が10000くらいだったら、
最低でも持っていくべき必要な金額は 10900円ですが、しかし普通の感覚の人なら、「まあ、念のため○○円は余分にもっていこう」とか思って、
たとえば最低でも 15000円くらいは用意しておきますよね(できれば2万円以上は用意するでしょう)。
ところが世間には、なぜか好んでギリギリの10900円しか用意したがらない、残念な人がいるのです。
しかも、こういう感覚の人にかぎって、「自分は合理的である」、「自分はお金の計算が得意だ」とか、なんかヘンな自惚れた(うぬぼれた)勘違いをしている事がよくあります。
どうやら、対策すべき優先順位の考えかたが、なんかヘンな人のようです。
「けっして、もし手持ちの金額が少なくて、待ち合わせ相手や周囲の人に迷惑をかけてしまうことのないように、大目に金をもっていこう」という配慮をするよりも、「自分は算数が得意なんだ! そうアピールしよう!」という芸人みたいな自己アピールを頼んでもいないのにアピールしたがる発想が脳内で優先しているという、なんかアタマのなかの物事の優先順位のヘンな人が、残念ながら大人でも、ときどきいるのです。
待ち合わせをする場合などでも、たとえば午後10時00分に待ち合わせなら、普通は最低でも9時30分には現地にもう到着するようにしてから、現地で30分くらいヒマ潰しをするものです。
ところがアタマのオカシな人は、なぜか9時50分くらいに現地到着しようとします。ひどい場合は、9時55分に到着したがります。
しかし評論家には、こういう常識を否定する頭のヘンな人もいます。
ですが、部活動を思い出しましょう。社会人の待ち合わせなどの集合時刻についての信頼できる情報を得たいなら、学生時代に部活動で遠征などした際の集合時刻などを思い出しましょう。部活が遠征をしない部だったり、あるいは帰宅部な人は、友達に聞きましょう。
部活動には、こういう社会性の教育もあるので、できれば高校でも何らかの部活に所属するほうが得です。
評論家には、中学高校の部活動ですら通用しなさそうな極端な考え方を主張する社会性のあやしい変わり者もいたりして、そういう人でも商売の都合なのか商業メディアなどで宣伝されます。まあ、そういったおかしな商業主義の評論家の言説はけっして真に受けないようにしましょう。
年功序列の日本企業では、部活程度の社会性もない、感覚のオカシイ人がたとえ上司でも、なかなかクビになりません。(あるいは、もし他の用事で忙しいなら、あらかじめそう連絡しておくか、あるいは、可能なら予定日を変えてもらう等するのが常識)
もし就職先が、そういう感覚のオカシな上司のいる会社なら、さっさと退職届を出して、逃げ出しましょう。

残念ながら日本では、作業マニュアルなどを作る場合にも、コスト削減やら形式的な作業スピード上昇のために、ひとつでもミスをしたら事故につながるようなギリギリの作業標準を作るような、ヘンな会社のヘンな自称・『技術者』もいます。
そういう企業でも、そこそこ大企業だったりもします。
残念な人の曲解ですが『トヨタ生産方式』やら『かんばん方式』というのを三流の技術者(あまり「技術者」と呼びたくないですが)は何か曲解して、ギリギリの安全(多重防護でない、しいていうなら「一重防護」)の作業マニュアルなどを作ろうとする人も、残念ながら、そこそこ大きい企業でも、いたりします。
もしかしたら、その業界じたいが腐っている場合もありますので、よく観察して、もし業界じたいが腐っていたら、異業種に転職しましょう。
職業差別で悪いけど、2011年の原発事故でさんざん「多重防護」と言われたのに、それでも頑な(かたくな)に「一重防護」を貫こうとする業界はもう、もう、その業界じたいの思考が腐っています。
日本は民主主義国なので、このような人にも起業の自由があるし、その残念な社長の下でダンピング的に働きたがる労働者にも、残念ながら、そういった自由があるのです。
上述でも述べましたが、マニュアルは、改訂などが定期的に必要です。
その際、前のマニュアルのどの部分を残して、どの部分を変えるかの参考資料になりそうな、別の書類が必要です。
なので、「ここでこういうふうに作業する理由は、○○○な理由のため。」といった資料を残しておきましょう。(残念ながら、これが出来てない会社も多いですが。)
もし、工業高校レベルを超える専門的な知識が「理由」の場合なら、たとえ一般的な大学生~専門学校生むけの専門書を読めば理由が分かる常識的な理由の場合でも、どういった書名の専門書なのかくらい、明示しておきましょう。なんという書名で、なんという著者で、なんという出版社か、くらいは最低限、理由資料には書いておきましょう。
なぜなら、後輩や部下などが、必ずしも自分と同じ学歴・経歴とは、かぎらないからです。
さすがに中学校レベルのことは理由の解説資料に書く必要は無いでしょう。
また、こういう、理由の解説資料とマニュアル本体を照合しやすいようにするためもあり、マニュアル本体の側にも文章だけでなく、さらにフローチャートで作業手順を示しましょう。
製造業や土木など工業系にかぎらず、一般に仕事として作業手順書を書く場合は、フローチャートを併記するのが望ましいとされています。
電気回路とかのフロー図ではなく、情報科学とかで習うようなフローチャートです。
あの、フローチャートでも、作業手順や検査手順を明示します。
必要な手順説明として、文章による作業手順と、フローチャートによる説明との2種類の説明が、両方とも必要です。

フローチャートがあると、読み手の誤解の恐れもなくなります。
また、フローチャートと本文とで、相互検証できます。
また、こういった相互検証できるという長所そのものも、多重防護に一役かってます。
なお、企業において、品質検査の機器は、大企業でも、一般的な精度の検査機器と、数個だけ高精度の「マスター○○」と言われる検査機器がある。
たとえば、ゲージ検査だったら、その会社の「マスターゲージ」というのが通常の製造業なら、所有している。
ゲージ以外の測定機器でも慣習的に「マスターゲージ」という場合もある。
つまり会社では、けっして、すべての検査機器がトップクラスの精度なのではない。
検査機器そのものの異常の無いことも、なんらかの方法で定期的に検査する必要があるので、なので、一般の検査機器を、社内のマスター機器で検査するのである。
マスター機器は、普段は使わずに、保管用の丈夫な箱に入れて暗所にマスター機器を保管しておく必要がある。
現場で普段使うのは、非マスターの機器である。非マスターの機器はよく使うので、しだいに劣化していく可能性がある。

そして、そのマスターの検査機器は、定期的に、検査機器を製造している専門企業などに発注をして、マスターの検査をしてもらうのが、通常の方法である。
ただし、これは大企業などの場合であるので、中小零細企業は当てはまらないかもしれない。

また、会社の測定機器は、マスター測定器も非マスター測定器も、すべて社内の専用の台帳(『計測器管理台帳』のような名称の台帳)に登録しておく必要がある。
校正方法も、作業手順書などの標準書を作って、校正方法を明確化しなければいけない。
測定器の管理者・管理部庶も明確化しなければならない。

土木建築の業界には、業界全体の、さまざまな作業における具体的的方法のガイドラインがあり、土建業界では「共通仕様書」と言われており、建築学会などの学会や公的機関が発行している作業の際の準拠すべき規格書が(土建業界には)あります。
しかし、機械工業の業界には、そのような機械業界全体のガイドラインは無い状態です。(ただし、機械工業の中の個別の業界には、業界団体の発行するガイドラインの存在する場合もある)
機械工業にもJISの規格書は存在しますが、JIS規格書では原則的に、作業方法の指示などは書かれないのが普通です。JIS規格書は主に、用語の定義などを明言することによって(文字だけの説明にかぎらず、場合によってはグラフや数表などもJIS規格書に記載することにより)、技術者どうしの情報交換のさいの解釈にあいまいさを無くすための手助けをする規格書がJIS規格書です。
そういう事情もあってか、ともかくJIS規格書では、少なくとも機械分野では、作業方法のガイドライン的な説明はまず、無い状態です。