図面ができても、設計は終わらない
前回は「検査と組立」で、図面が現場で形になるときのリアルについてお話ししました。
今回のテーマはその次のステップ――試作と評価です。
設計者にとってこの段階は、まさに“真剣勝負”です。
机の上で練り上げたアイデアが、実際に動くかどうかを確かめる。
それが、試作と評価の仕事です。
試作とは――“仮説を現実で検証する”ステップ
試作とは、アイデアを実際に形にして、性能や使い勝手を確かめるプロセスです。
言い換えれば、“図面の実験”。
たとえば圧力鍋なら、
「この厚みで本当に700kPaに耐えられるのか？」
「圧力弁はどのタイミングで開くのか？」
といった仮説を確かめます。
試作は、失敗して当然。
むしろ、失敗しなければ得られない学びがある。
大事なのは、“なぜ失敗したのか”を明確にする姿勢です。
評価とは――失敗を恐れず、データで語る姿勢
評価とは、試作の結果を数値やデータで整理して判断する作業です。
感覚ではなく、数値で語る。
私が若手のころ、上司によく言われた言葉があります。
「失敗したなら、その“理由”をデータで説明しなさい。」
圧力容器の試験で、完成したときの重量が計算重量を超過したことがありました。
原因を探ると、材料ロットの違いで平均板厚が2％厚かった。
この“2％”という数字がわかれば、再設計も正確に行える。
評価の本質は、「感情の整理」ではなく「数値の理解」。
失敗を感情ではなく、データで受け止めるのがプロの設計者です。
圧力容器で考える「試作の目的」
圧力鍋の試作をするとき、最初から完璧なものを作ろうとするとコストが膨らみます。
そこで、まずは「小型モデルでの検証」を行います。
安全弁の動作、密閉性、温度分布を確認し、問題がなければ実機サイズに展開する。
ここでの目的は“成功”ではなく、“傾向をつかむこと”。
試作とは、本番前のリハーサルなんです。
小さな失敗を積み重ねて、大きな成功につなげる。
試験片・シミュレーション・プロトタイプの3つの手法
試作と評価には、大きく3つの方法があります。
1. 試験片（テストピース）による評価
小さなサンプルを作り、材料の強度・硬さ・疲労寿命などを確認します。圧力容器では、板材や溶接部の引張試験、衝撃試験などが代表例。「壊して学ぶ」ことが最も確実な評価です。
2. シミュレーション（CAE）
コンピュータ上で力や熱の影響を解析する方法。
たとえば、タンクの応力分布やたわみを事前に予測できます。
ただし、結果を過信してはいけません。
現物のデータでシミュレーションを“補正”するのが本当の使い方です。
3. プロトタイプ（試作機）
実際に動くモデルを作り、機能・操作性・安全性を総合的に評価します。
これら3つを組み合わせることで、設計の信頼性が飛躍的に高まります。
失敗を“数値化”するという考え方
「失敗しました」では設計は終われません。
大切なのは、“どの程度”失敗したのかを数値で把握することです。
たとえば圧力試験で断熱性能が想定より10％低かった場合、その“10％”が設計余裕（マージン）内なら許容できる。
逆に、5％でも安全率を割り込むなら、構造を見直す必要があります。
つまり、設計とは“定量的な反省”の積み重ね。
数字で語る習慣を持つと、再発防止もロジカルになります。
まとめ：試作とは「設計の失敗を最小コストで経験する」こと
試作と評価の目的は、成功を確認することではありません。
むしろ、“失敗を安く経験する”ためのステップです。
設計は必ずどこかで失敗します。
でも、その失敗を早く・小さく・数値で把握できれば、致命傷にはなりません。
私はいつも後輩たちにこう伝えています。
「失敗は“損失”ではなく、“投資”なんだ。」
試作で得たデータは、次の設計に必ず活きます。
だから、試作で悩むことは悪いことじゃない。
むしろ、悩んだ分だけ設計者としての“精度”が上がるのです！
(怒り心頭で叱責してしまうことも多々ありますが、理想はこうです。。。笑 反省)
次回は、「設計品質と信頼性 ― 壊れないを設計する」をテーマに、“長く使えるモノを設計する力”についてお話しします。
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さむらいすけ
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