技術士R07対策版｜R01~R06【01機械部門】必須問題Ⅰ『解答論文例：22題』-解答骨子例付き-

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🔽 以下、本記事の主内容

📅R01年度

R01_I-1「過去問題」

　我が国は、今後労働人口が減少する状況の下で、技術的な国際競争力を更に高めていく必要がある。このため、機械製品には高い性能と多くの機能が求められると同時に、ユーザーの使用条件に見合った製品仕様の多様化への対応などが必要となってくる。そこで、ものづくりの観点からこれを実現する１つの考え方として、従来の「擦り合わせ」を中心とした相互依存に基づく手法から、「組み合わせ」を中心とした構成要件の定義に基づく手法への転換が挙げられる。このような状況を踏まえて、以下の問いに答えよ。
（１）機械製品のものづくりの手法を上記の考え方に沿って転換する場合に必要な検討項目を、技術者としての立場で、多面的な観点から複数の課題を抽出し分析せよ。
（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述べよ。
（４）業務遂行において必要な要件を技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から述べよ。

R01_I-1 ＜解答骨子例＞

＜機械製品の新たな製造手法＞
１．製造手法転換の検討課題
　1.1 製品設計の標準化
　　・モジュール化
　　・差別化の困難性
　1.2 インターフェース規格の策定
　　・インターフェースの標準化
　　・関係者間の調整
　1.3 生産システムの柔軟化
　　・柔軟な生産システム構築
　　・生産設備の自動化
　1.4 品質保証体制の見直し
　　・品質保証体制の再構築
　　・不具合発生リスクへの対策
２．最重要課題と解決策
　〇最重要課題
　　・インターフェース規格の策定
　〇業界団体を中心とした規格化活動の推進
　　・規格化活動推進
　〇オープンな規格策定プロセスの確立
　　・オープンな規格策定プロセス
　〇国際標準化機構(ISO)などとの連携
　　・国際標準化機構との連携
３．解決策に伴うリスクと対策
　3.1 知的財産権の侵害リスク
　　・特許や営業秘密の公開
　　・知的財産権の保護
　3.2 既存システムとの非互換性
　　・既存システムとの非互換性
　　・移行期間の設定
　3.3 セキュリティ上の脆弱性
　　・セキュリティ上の脆弱性
　　・規格の精査
４．業務遂行に必要な要件
　4.1 倫理的行動
　　・技術が社会に与える影響の意識
　　・高い倫理観
　4.2 持続可能な発展への寄与
　　・製品のライフサイクル全体
　　・資源の有効活用
　4.3 関係者との協調
　　・様々な関係者との協調
　　・コミュニケーション能力
　4.4 継続的な学習
　　・新しい知識と技術の習得
　　・専門能力の維持・向上

R01_I-2「過去問題」

　持続可能な社会実現に近年多くの関心が寄せられている。例えば、2015年に開催された国連サミットにおいては、2030年までの国際目標SDGs（持続可能な開発目標）が提唱されている。このような社会の状況を考慮して、以下の問いに答えよ。
（１）持続可能な社会実現のための機械機器・装置のものづくりに向けて、あなたの専門分野だけでなく機械技術全体を総括する立場で、多面的な観点から複数の課題を抽出し分析せよ。
（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、その課題に対する解決策を具体的に３つ示せ。
（３）解決策に共通して新たに生じるリスクとそれへの対策について述べよ。
（４）業務遂行において必要な要件を機械技術者としての倫理の観点から述べよ。

R01_I-2 ＜解答骨子例＞

●持続可能な社会実現の機械機器・装置のものづくり
１．課題の抽出と分析
　〇環境負荷の低減
　　・製造・運用時の環境負荷低減
　　・製品の長寿命化
　〇資源の有効活用
　　・希少資源の使用抑制
　　・資源の循環利用
　〇安全性と信頼性の確保
　　・安全性と信頼性の向上
　　・事故や災害のリスク低減
　〇技術革新への対応
　　・先端技術の活用
　　・生産性と付加価値の向上
２．重要課題と解決策
　〇最重要課題
　　・製造時の消費エネルギー削減
　〇製品の長寿命化と再利用の促進
　　・製品の設計段階からの長寿命化
　　・リユース・リサイクルシステム構築
　〇環境配慮型材料の採用
　　・バイオマス由来の材料の活用
　　・製品の環境負荷低減
３．解決策に伴うリスクと対策
　〇製造コストの上昇リスク
　　・製造コストの上昇
　　・政府の支援制度活用
　〇技術力不足のリスク
　　・高度な技術力
　　・技術者の教育研修強化
　〇需要の低迷リスク
　　・環境配慮型製品の需要低迷
　　・製品の環境性能アピール
４．業務遂行に必要な要件
　〇環境への配慮
　　・環境負荷低減の責任自覚
　　・環境保護
　〇安全の確保
　　・製品の安全性最優先
　　・危険の未然防止
　〇社会的責任の自覚
　　・技術の恩恵の普及
　　・技術の濫用防止
　〇公正さと誠実さ
　　・社会の利益優先
　　・公正かつ誠実な業務遂行
　〇継続的な自己研鑽
　　・技術の進歩への注視
　　・新しい知識と技術の習得

📅R02年度

R02_I-1「過去問題」

　我が国において、短期的には労働力人口は著しく低下しないと考えられているものの、女性や高齢者の労働参加率の向上もいずれ頭打ちになり、長期的には少子高齢化によって労働力人口が大幅に減少すると考えられる。一方で、「ものづくり」から「コトづくり」への変革に合わせた雇用の柔軟化・流動化の促進、一億総活躍社会の実現といった働き方の見直しが進められている。このような社会状況の中で、実際の設計・開発、製造・生産、保守メンテナンス現場におけるものづくりの技術伝承については、現場で実務を通して実施されている研修と座学研修・集合研修をいかに組み合わせるか等の、単なる方法論の議論だけでなく、より広い視点に立った大きな変革が求められている。このような社会状況を考慮して、機械技術者の立場から次の各問に答えよ。
（１）今後のものづくりにおける技術伝承に関して、機械技術全般にわたる技術者としての立場で多面的な観点から課題を抽出し分析せよ。
（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）上記すべての解決策を実行した上で生じる波及効果と新たに生じる懸念事項への対応策を示せ。
（４）業務遂行において必要な要件・留意点を機械技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から述べよ。

R02_I-1 ＜解答骨子例＞

１．技術伝承の課題抽出と分析
　〇労働力人口の減少
　　・技術伝承の継続性への懸念
　　・若年層の不足
　〇製造現場の変化
　　・従来の技能の陳腐化
　　・技術伝承の一貫性不足
　〇デジタル技術の活用
　　・高齢技術者のデジタルリテラシー不足
　　・技術伝承の仕組み未整備
　〇組織文化の問題
　　・組織内のコミュニケーション不足
　　・部門間の連携不足
２．最重要課題と解決策
　〇最重要課題
　　・高齢技術者の退職による技術の喪失で
　〇技術者の定年延長および再雇用制度の強化
　　・高齢技術者の経験活用
　　・若手技術者への技術伝承
　〇技術のデジタル化とナレッジマネジメントシステムの導入
　　・ノウハウのデジタル化
　　・組織全体での技能共有
　〇技術者育成のための体系的な研修プログラムの整備
　　・実務研修と座学研修の組み合わせ
　　・メンター制度の導入
３．解決策に伴う波及効果と新たな懸念事項及び対策
　〇波及効果
　　・製品の品質向上
　　・組織全体の技術力向上
　〇新たな懸念事項と対策
　　・高齢技術者の再雇用に伴うコスト増加
　　・柔軟な勤務形態の導入
　　・デジタルツール導入に対する抵抗感
　　・全社的な教育プログラムの実施
４．業務遂行に必要な要件・留意点
　〇技術者としての倫理
　　・高い倫理観
　　・正確な情報の共有
　〇社会の持続可能性
　　・環境負荷の低減
　　・資源の効率的な利用
　〇技術の進展への対応
　　・技術が与える影響の評価
　　・必要な対策の実施

R02_I-2「過去問題」

　2018年7月に発表されたエネルギー基本計画の中では、2030年に向けた政策対応の１つとして、「徹底した省エネルギー社会の実現」が取り上げられており、業務・家庭部門における省エネルギーの強化、運輸部門における多様な省エネルギー対策の推進、産業部門等における省エネルギーの加速、について記述されている。我が国のエネルギー消費効率は1970年代の石油危機以降、官民の努力により4割改善し、世界的にも最高水準にある。石油危機を契機として1979年に制定された「エネルギーの使用の合理化等に関する法律（省エネ法）」では、各部門においてエネルギーの使用が多い事業者に対し、毎年度、省エネルギー対策の取組状況やエネルギー消費効率の改善状況を政府に報告することを義務付けるなど、省エネルギーの取組を促す枠組みを構築してきた。また、2013年に省エネ法が改正され、2014年4月から需要サイドにおける電力需要の平準化に資する取組を省エネルギーの評価において勘案する措置が講じられるようになった。このような社会の状況を考慮して、以下の問いに答えよ。
（１）徹底した省エネルギー社会の実現に向けて、あなたの専門分野だけでなく機械技術全体にわたる多面的な観点から、業務・家庭、運輸、産業のうち、２つの部門を選んで今後取組むべき技術課題を抽出し、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）上記すべての解決策を実行した上で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。
（４）業務遂行において必要な要件を機械技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から述べよ。

R02_I-2 ＜解答骨子例＞

１．省エネルギー技術課題の抽出
　〇業務・家庭部門の観点と課題
　　・エネルギー効率の向上と再生可能エネルギーの活用
　　・冷暖房、照明、家電製品の使用によるエネルギー消費
　〇産業部門の観点と課題
　　・生産効率の向上と廃熱利用の推進
　　・大量のエネルギーを消費する生産プロセス
２．最も重要な課題と解決策
　〇最重要課題
　　・業務・家庭部門における断熱性能の向上
　〇高性能断熱材の導入
　　・建物の断熱性能向上
　　・冷暖房の効率向上
　〇窓ガラスの二重化および低放射ガラスの使用
　　・窓からの熱損失防止
　　・断熱性能の大幅な向上
　〇スマートホーム技術の導入
　　・温度管理やエネルギー使用量の最適化
　　・居住者が効率的にエネルギーを使用できる環境提供
　〇政府補助金や税制優遇措置
　　・高性能断熱材の導入促進
　　・一般家庭の初期費用負担軽減
３．波及効果と懸念事項への対応策
　〇波及効果
　　・エネルギー消費の削減
　　　・冷暖房の効率向上
　　　・エネルギー消費の大幅な削減
　　・CO2排出量の削減
　　　・エネルギー消費の削減
　　　・CO2排出量の減少
　　・快適な居住環境の実現
　　　・高性能断熱材やスマートホーム技術の導入
　　　・快適な室内環境
　〇懸念事項への対応策
　　・初期費用の負担
　　　・高額な初期費用
　　　・政府による補助金や税制優遇措置の拡充
　　・技術の普及促進
　　　・新技術の普及
　　　・政府や業界団体による情報提供
　　・維持管理の確保
　　　・適切な維持管理
　　　・専門業者による定期的な点検
４．業務遂行に必要な要件
　〇倫理
　　・安全性や環境負荷に対する責任
　　・情報の透明性の確保
　〇社会の持続可能性
　　・エネルギーの効率的な利用
　　・政策提言

📅R03年度

R03_I-1「過去問題」

　経済産業省が2018年12月に発表したデジタルトランスフォーメーション（DX）推進ガイドラインには、DXの定義として「企業がビジネス環境の激しい変化に対応し、データとデジタル技術を活用して、顧客や社会のニーズを基に、製品やサービス、ビジネスモデルを変革するとともに、業務そのものや、組織、プロセス、企業文化・風土を変革し、競争上の優位性を確立すること。」と謳われている。近年、米中貿易摩擦、英国のEU離脱、保護主義の高まり、さらには新型コロナウイルス感染症の影響を受けて、世界の不確実性が高まっている。このようなビジネス環境の激しい変化に企業が対応し競争力を維持していくためには、既存の枠組に捕らわれずに時代の先を読んで企業を変革していく能力が求められており、そのためのDXへの取組をどのように加速させていくかが我が国製造業の直近の課題となっている。
（１）このような時代の変革期の中でDXを推進していくに当たり、技術者の立場で機械技術全般に関する多面的な観点から３つの課題を抽出し、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、その課題に対する機械技術者としての複数の解決策を示せ。
（３）提案した解決策をすべて実行した結果、得られる成果とその波及効果を分析し、新たに生じる懸念事項への機械技術者としての対応策について述べよ。
（４）前問（２）～（３）の業務遂行に当たり、機械技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から必要となる要件・留意点について述べよ。

R03_I-1 ＜解答骨子例＞

１．技術者の立場で抽出するDX推進の課題
　〇観点１：データ管理とセキュリティ
　　・データの適切な管理とセキュリティ確保
　　・データ漏洩や不正アクセスからの保護
　〇観点２：人材のスキルと教育
　　・機械技術者のスキルアップ
　　・スキルを持つ技術者の不足
　〇観点３：インフラの整備と投資
　　・最新の機械設備やITインフラの整備
　　・多大な投資が必要
２．データ管理とセキュリティの課題解決策
　〇最重要課題
　　・データ管理とセキュリティ
　〇解決策１：セキュリティプロトコルの強化
　　・最新のセキュリティプロトコルの導入
　　・企業全体での適用
　〇解決策２：データガバナンスの確立
　　・データの正確性と一貫性の維持
　　・データガバナンスの枠組み確立
　〇解決策３：継続的なセキュリティ教育
　　・従業員全員に対するセキュリティ教育
　　・セキュリティ意識の向上
３．解決策の成果と波及効果及び懸念事項の対応策
　〇得られる成果と波及効果
　　・データセキュリティの強化
　　・企業の信頼性向上
　　・業務効率の向上
　〇新たに生じる懸念事項
　　・コストと時間
　　・継続的な投資
　〇対応策
　　・政府や産業界との連携
　　・政府の助成金や産業界の支援活用
　　・クラウドサービスの活用
　　・初期投資の抑制
　　・コンサルティングサービスの利用
　　・専門家のアドバイス
４．業務遂行に必要な要件・留意点
　〇機械技術者としての倫理
　　・倫理的な判断
　　・個人情報保護法遵守
　〇社会の持続可能性
　　・持続可能な社会の実現
　　・環境負荷の最小限化
　〇要件と留意点
　　・データの倫理的利用
　　・倫理的なガイドライン設定
　　・環境負荷の低減
　　・持続可能な技術に関する教育

R03_I-2「過去問題」

　現代では社会や人々の生活に多くの機械製品・設備が深く浸透している。そしてそれらが何らかの要因により故障・破壊すると、その影響が拡大し、社会や人々の生活に甚大な被害をもたらすこともあり得る状況である。したがって、今後の新たな機械製品・設備の設計開発に際しては、公益の確保の観点からも、機械製品・設備の持つ公共への影響を充分考慮して設計しなければならない。このような状況を踏まえ、以下の問いに答えよ。
（１）故障・破壊により社会や環境に広範な影響を及ぼすような機械製品・設備を設計する場合、それらの持つ公共への影響を考慮すると、どのような課題を考えておかなければならないか、技術者の立場で機械技術全般に関する多面的な観点から課題を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、その課題に対する機械技術者としての解決策を３つ示せ。
（３）提案した解決策をすべて実行した結果、得られる成果とその波及効果を分析し、新たに生じる懸念事項への機械技術者としての対応策について述べよ。
（４）前問（２）～（３）の業務遂行に当たり、機械技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から必要となる要件・留意点について述べよ。

R03_I-2 ＜解答骨子例＞

１．機械製品の公共影響に関する課題
　〇観点１：安全性
　　・人命や環境への影響を最小限に
　　・故障時に安全に停止する機能
　〇観点２：信頼性
　　・予期せぬ故障の防止
　　・予防保全のための定期的な点検
　〇観点３：環境負荷
　　・製造、運用、廃棄に伴う環境への影響最小化
　　・エネルギー効率の向上
２．最重要課題への解決策
　〇最重要課題
　　・安全性
　〇解決策１：フェールセーフ設計の導入
　　・安全に停止できる設計
　　・利用者や周囲の人々への危害防止
　〇解決策２：冗長化システムの実装
　　・主要な部品や機能を複数持たせる
　　・故障の影響を最小限に
　〇解決策３：故障予知技術の導入
　　・センサーやIoT技術の活用
　　・故障の事前警告
３．解決策の成果・波及効果と懸念事項の対策
　〇得られる成果と波及効果
　　・安全性の飛躍的な向上
　　・機械の信頼性向上
　　・故障の予防
　　・保守コストの削減
　〇新たに生じる懸念事項と対応策
　　〇対応策１：コスト増加の対策
　　　・長期的な費用対効果の分析
　　　・政府や企業の補助金制度活用
　　〇対応策２：技術教育の充実
　　　・専門的な研修プログラム導入
　　　・外部の専門家を招いてセミナー開催
４．業務遂行に必要な要件・留意点
　〇倫理的要件
　　・公共の安全を最優先
　　・倫理的に適切な判断
　〇社会の持続可能性
　　・環境負荷の低減
　　・エネルギー効率の向上
　〇留意点
　　・最新の知識や技術の習得
　　・チームでの協力

📅R04年度

R04_I-1「過去問題」

　人類が初めて月に降り立ってから半世紀が経過する今、人類の活動圏を拡げて持続的な人類活動に貢献する宇宙探査の活動が世界中の科学者や技術者によって行われている。
　その活動の中で、人類が住める可能性のある星として名前がよく挙がるのが火星であり、水、そして生命体の存在も期待されている。
　このような状況において、地球上での使用を前提として製品化された機械を、下表に示す火星の環境で使用するための実現可能性調査を行うことになり、あなたがその総括担当者となった。
（１）機械製品を１つ想定して、その概要を簡潔に記したうえで、その機械製品を火星で使用する際の課題を多面的な観点から３つ以上抽出し、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、それを挙げた理由と、その課題に対する機械技術者としての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た結果、得られる成果とその波及効果を分析し、新たに生じる懸念事項への機械技術者としての対応策について述べよ。
（４）前問（１）～（３）の業務遂行に当たり、機械技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から必要となる要件・留意点について述べよ。

R04_I-1 ＜解答骨子例＞

１．火星環境における建設機械の課題
　1.1 建設機械の概要
　　・掘削機を対象とした実現可能性調査
　　・基地建設や資源採掘に必要不可欠な存在
　1.2 火星環境における課題
　　1.2.1 低温環境への対応（耐寒性の観点）
　　　・潤滑油の凍結
　　　・バッテリーの性能低下
　　1.2.2 過酷な気象条件への対応（視界確保の観点）
　　　・砂塵の侵入
　　　・視界不良
　　1.2.3 低重力環境への対応（安定性の観点）
　　　・荷重の減少
　　　・飛散物の挙動変化
２．最も重要な課題と解決策
　2.1 最も重要な課題：低温環境への対応
　　・機械の動作性能や部品の寿命への影響
　2.2 低温環境への対応策
　　耐寒性の高い材料の使用
　　・潤滑油、バッテリー、電子機器など
　　加熱装置の設置
　　・機械内部や部品を温める
　　断熱材の使用
　　・機械本体や部品を覆う
　2.2 解決策の選択理由（本章は省略可）
　　・根本的な解決策
　　・追加的なエネルギー消費抑制
　2.3 その他の解決策（本章は省略可）
　　・加熱装置や断熱材との併用
　　・運転時間や作業環境の工夫
３．解決策の実行結果と波及効果
　3.1 解決策の実行結果
　　・機械の動作性能の向上
　　・部品の寿命の延長
　　・ライフサイクルコストの低減
　3.2 波及効果
　　〇火星探査の加速化
　　　・火星基地建設
　　〇宇宙開発技術の進展
　　　・宇宙空間におけるロボット技術
　　〇地球環境問題への貢献
　　　・地球温暖化や資源枯渇などの問題解決
　3.3 新たに生じる懸念事項と対応策
　　・材料調達コストの増加
　　・廃棄物処理の問題
　　・倫理的な問題
　　・材料調達コストの削減
　　・廃棄物処理の適切な方法確立
　　・国際的な倫理基準の策定
４．業務遂行に必要な要件・留意点
　4.1 倫理
　　・火星環境の保全
　　・将来的な火星移住への配慮
　　・科学的知見の共有
　4.2 社会の持続可能性
　　・資源の有効活用
　　・エネルギー効率の向上
　　・ライフサイクルコストの低減
　4.3 結論（省略可）
　　・倫理観と持続可能性の意識
　　・責任ある行動

R04_I-2「過去問題」

　コロナウイルス感染症拡大防止のためテレワークの導入が急速に進められてきており、今後は単なるテレワークのためのツールや環境の開発・整備だけでなく、テレワーク自体の新たな形態への変革が進むと考えられている。一方、現在の機械製品の製造現場においては、実際に『現場』で『現物』をよく観察し、『現実』を認識したうえで業務を進める『三現主義』の考え方も重要と考えられている。特に、工場での製造業務や保守・メンテナンスを含む生産設備管理業務においては、機械稼働時の音や振動、潤滑油のニオイ
等、人の感じる感覚的な情報を活用して業務に当たることが少なくない。このような状況を踏まえ、以下の問いに答えよ。
（１）生産・設備機械を監視・監督する保全技術者が三現主義のメリットを活かせるようにテレワークを実現する場合、どのような課題が考えられるか、多面的な観点から３つ抽出し、それぞれの観点を明確にしたうえで、それぞれの課題内容を示せ。
（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、その課題に対する解決策を機械技術者として３つ示せ。
（３）前問（２）で示したすべての解決策を実行した結果、得られる成果とその波及効果を分析し、新たに生じる懸念事項への機械技術者としての対応策について述べよ。
（４）前問（１）～（３）の業務遂行に当たり、機械技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から必要となる要件・留意点について述べよ。

R04_I-2 ＜解答骨子例＞

１．テレワーク導入時の三現主義の課題
　〇観点１：情報収集の精度
　　・現物の観察や現実の認識の困難化
　　・感覚的情報の収集困難
　〇観点２：コミュニケーションの円滑化
　　・リアルタイムなコミュニケーションの制限
　　・問題の迅速な共有や対応の遅れ
　〇観点３：技術の導入と維持
　　・高度なセンサー技術やIoTデバイスの導入
　　・高額な初期投資
２．最重要課題とその解決策
　〇最重要課題：情報収集の精度
　　・高精度センサーの導入
　　　・音、振動、温度などを感知するセンサー
　　　・異常の早期発見
　　・遠隔監視システムの構築
　　　・リアルタイムで監視・分析
　　　・迅速な対応
　　・仮想現実（VR）技術の活用
　　　・現場の状況を視覚的に再現
　　　・三現主義の一部を仮想的に実現
３．解決策の成果と波及効果及び懸念事項への対応
　〇成果と波及効果
　　・詳細なデータ収集
　　・データ分析による予防保全
　　・機械の稼働率向上
　　・メンテナンスコストの削減
　　・迅速な対応
　　・生産ラインの停止時間を最小限化
　〇新たに生じる懸念事項への対応策
　　・データのセキュリティやプライバシー保護
　　・厳格なセキュリティプロトコルの策定
　　・最新のセキュリティ技術の導入
　　・コスト増加や技術者のスキルアップ
　　・企業内での教育・研修プログラムの充実
　　・ROI（投資利益率）の綿密な計算
４．業務遂行に必要な要件・留意点
　〇倫理的観点
　　・労働者や社会に対して誠実
　　・情報漏洩リスクやデータプライバシーの保護
　〇持続可能性の観点
　　・環境に与える影響の最小限化
　　・省エネルギー型のセンサー
　　・再生可能エネルギーの活用
　〇要件・留意点
　　・従業員の教育・訓練の充実
　　・導入後の運用状況の継続的なモニタリング
　　・社会全体の利益を考慮
　　・技術の公平な普及

📅R05年度

R05_I-1「過去問題」

　2019年度の日本の一次エネルギーの約８割は化石燃料に依存しており、エネルギ一自給率は12%程度である。化石燃料への依存を低くすることでカーボンニュートラルの実現にも貢献することができ、更にはエネルギー安全保障の観点においても、エネルギ一自給率を高めることは最重要課題の1つと考えられる。そしてエネルギーの自給率を今後高めていくためには、輸入化石燃料への依存率を現在よりも低くし、下図の資源エネルギー庁から提案されているようなエネルギーミックスを検討することも１つの案と考えられる。
　そこで、地球環境を考えつつ日本の経済活動を今後持続していくためには、エネルギーの入手・確保・輸送・備蓄・転換・利用について検討していくことが必要と考えられる。
　このような日本を取り巻くエネルギー環境を踏まえたうえで、以下の問いに答えよ。

（１）今後日本におけるエネルギー自給率を上げるため、技術者の立場から考えた場合にどのような課題が考えられるか、多面的な観点から３つ抽出し、それぞれの観点を明確にしたうえで、それぞれの課題内容を示せ。
（２）前問（１）で抽出した課題のうち重要と考える課題を１つ挙げ、その課題に対する解決策を機械技術者として３つ示せ。
（３）前問（２）で示したすべての解決策を実行した結果、得られる成果とその波及効果を分析し、更に新たに生じる懸念事項への機械技術者としての対応策について述べよ。
（４）前問（１）～（３）の業務遂行に当たり、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から必要となる要件・留意点について題意に即して述べよ。

R05_I-1 ＜解答骨子例＞

１．課題抽出
　〇技術革新と導入の障壁
　　・技術面の観点：技術的課題やリスク
　　・経済面の観点：コストや投資リターンの不確実性
　　・法制度面の観点：規制や手続きの複雑さ
　〇エネルギー供給の不確実性と安定性の問題
　　・技術面の観点：技術的な安定化方法
　　・経済面の観点：経済的影響やリスク
　　・政治・社会面の観点：政策の不確実性や社会的受容性
　〇インフラ整備の遅れと地域格差
　　・技術面の観点：インフラの整備技術やシステムの適合性
　　・経済面の観点：経済的資源の分配や供給の不均衡
　　・地域社会面の観点：地域住民や地方自治体とのコミュニケーションや受容性
２．解決策提案
　〇重要な課題：「1.技術革新と導入の障壁」
　〇資金調達支援策の拡充
　　・政府や金融機関による投資促進
　　・長期的なリターンを見込める投資環境の整備
　〇技術開発と導入コストの低減
　　・研究開発に対する政府の支援強化
　　・既存の技術やノウハウを活用した効率的なシステム構築
　〇規制緩和と市場拡大の促進
　　・再生可能エネルギー関連の規制や手続きの簡素化
　　・再生可能エネルギー市場の拡大に向けた国内外のビジネスチャンスの活用
３．成果と波及効果の分析と新たな懸念事項への対応策
　〇技術革新と投資環境の改善による再生可能エネルギーの普及
　　・エネルギー自給率の向上
　　・カーボンニュートラルな社会の実現
　〇新たな産業の育成と経済活性化
　　・再生可能エネルギー関連産業が成長
　　・地域経済の活性化と国際競争力の向上
　〇エネルギー供給の安定性とインフラ整備の進展
　　・地方自治体や離島などの地域においても、適切なインフラ整備が進展
　　・エネルギー自給率の均衡が実現
　〇新たな懸念事項
　　・市場の不安定性や競争激化
　〇技術者としての対応
　　・リスク管理や市場分析の強化
　　・持続的なイノベーションの追求
４．倫理と社会の持続可能性の観点からの要件・留意点
　〇社会的影響評価の強化と持続可能性の確保
　　・社会的・環境的影響の評価とリスクマネジメントの強化
　　・社会全体の利益を考慮した意思決定
　〇公正性と透明性の確保
　　・地域住民や関係者の意見を尊重
　　・取引や契約における公正性と透明性の確保
　〇技術の安全性とリスク管理の確保
　　・技術の安全性とリスク管理に関する基準や規制の整備
　　・インフラの運用においても、安全性を確保

R05_I-2「過去問題」

　社会インフラに関連する機器・設備では、ひとたび事故が発生して稼働が停止すると、その影響は事業所内に留まらず、我々の社会生活にまで及ぶ恐れがある。その際、公益が毀損されるだけでなく、直接的若しくは間接的に公衆の安全が損なわれることも想定される。そのため、事故発生直後から稼働再開に至る各局面で、迅速かつ適切な対応が求められる。
　上記の状況を踏まえて、以下の問いに答えよ。
（１）社会インフラに関連する機器・設備において、故障や破損などに起因して公衆に影響を及ぼす重大な事故が発生した際の事故発生直後からの取組について、当該機器・設備の運用・管理を統括する技術者としての立場で、多面的な観点から３つの課題を抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、その課題の内容を示せ。
（２）前問（１）で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を１つ挙げ、その理由を述べよ。その課題に対する複数の解決策を、機械技術者として示せ。
（３）前問（２）で示したすべての解決策を実行しても残存しうる若しくは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。
（４）前問（１）～（３）の業務遂行に当たり、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から必要となる要件・留意点を題意に即して述べよ。

R05_I-2 ＜解答骨子例＞

１．課題の抽出
　〇観点：迅速な被害評価と対策立案の必要性
　　・被害の範囲や影響の正確な把握
　　・適切な対策の早急な実施
　〇観点：情報共有と連携体制の確立
　　・関係各所間での情報共有と連携
　　・機器・設備の運用・管理を統括する技術者の連携
　〇観点：安全確保とリスクマネジメントの徹底
　　・再発防止策の策定や安全対策の徹底
　　・現場の安全確保
２．最も重要な課題とその理由及びその解決策
　〇最も重要な課題：「迅速な被害評価と対策立案の必要性」
　〇迅速な被害評価チームの組織化
　　・事故発生直後の評価チーム組織
　　・専門家による迅速な被害評価
　〇情報共有プラットフォームの構築
　　・関係者間で必要な情報を迅速に共有
　　・情報共有と連携を円滑にする仕組み
　〇安全対策マニュアルの整備
　　・安全確保とリスクマネジメントを徹底
　　・事故時の適切な対応手順の明確化
３．リスクマネジメント
　〇情報漏洩のリスク
　　・情報共有プラットフォームの構築に伴うリスク
　　・適切なアクセス制御やセキュリティ対策の実施
　〇評価チームの適性不足
　　・適切な専門家が不足している場合
　　・事前の人材育成や外部専門家の活用
　〇マニュアルの実効性不足
　　・実務に即した具体的な内容の不足
　　・マニュアルの見直しや定期的な訓練・演習の実施
　〇リスク対応
　　・適切なリスク管理体制を構築
　　・リスクの早期発見と適切な対応
４．技術者倫理、社会持続可能性の要件・留意点
　〇倫理の遵守
　　・倫理観を厳守
　　・公正かつ誠実に業務遂行
　〇公衆の安全と社会の持続可能性の確保
　　・公衆の安全を最優先
　　・安全性や環境への配慮を考慮した設計や運用

📅R06年度

R06_I-1「過去問題」

　機械を小型化することで、省スペース化、省エネルギー化、省資源化等が図れるだけでなく、従来の機械が働けない場所での作業を行うこと等、新たな用途の拡大が期待できる。機械の小型化に伴い代表寸法を小さくすると、働く力や作用等の大きさ・比が変わり、挙動が変化する。幾何学的に相似な物体において、この代表寸法と挙動の関係を近似的に示したものをスケール効果と呼ぶ。表１に代表的なスケール効果の例を示す。

　本問は、機械を小型化する際に、スケール効果に基づく機械工学の知見を踏まえて、その性能や効率、設計、製造等がどのように変化するかを問うものである。機械製品を１つ想定し、以下の問いに答えよ。
（１）想定した機械製品とその概要を説明せよ。その機械製品に関して、構造を変えず相似的に１００分の１程度に小型化することの実現性を検討する。その際の主要な課題を、技術者としての立場で多面的な観点から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）前問（１）で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を１つ挙げ、これを最も重要とした理由を述べよ。その課題に対する複数の解決策を、機械部門の専門技術・手法を用いて示せ。
（３）前問（２）で示したすべての解決策を実行しても残存しうる若しくは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。
（４）前問（１）～（３）の業務遂行において必要な要件を、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から題意に即して述べよ。

R06_I-1 ＜解答骨子例＞機械製品の例１：産業用ロボット

１．機械製品の小型化における課題
　〇機械製品の概要
　　・垂直多関節型産業用ロボットの特徴
　　・用途と制御システム
　〇観点１：構造・強度面の課題
　　・強度低下による影響
　　・応力集中部の破損リスク
　〇観点２：アクチュエータ・制御面の課題
　　・トルク低下と動作制限
　　・制御精度への影響
　〇観点３：トライボロジー面の課題
　　・摩擦増大とエネルギー損失
　　・潤滑性の低下
２．最重要課題およびその解決策
　▼最重要課題とその選定理由
　　・構造、強度の重要性
　　・他課題との関連性
　▽解決策１：高強度材料の活用
　　・新素材の採用効果
　　・材料選定の考慮点
　▽解決策２：最適化設計の実施
　　・構造解析による強度向上
　　・トポロジー最適化の適用
　▽解決策３：新構造の導入
　　・高強度構造の採用
　　・製造面での課題
３．解決策実行に伴うリスク及びその対策
　◇リスク及び対策１：コスト増加への対応
　　・コスト上昇の要因
　　・VE/VAによる最適化
　◇リスク及び対策２：制御系複雑化の解消
　　・アクチュエータ応答性の問題
　　・高度制御技術の導入
　◇リスク及び対策３：信頼性低下の防止
　　・小型化による信頼性課題
　　・信頼性工学の適用
４．業務遂行に必要な要件
　☆技術者としての倫理の観点
　　・安全性の確保と対策
　　・透明性とステークホルダー対応
　☆社会の持続可能性の観点
　　・省資源化と環境負荷低減
　　・製品長寿命化への取り組み

R06_I-1 ＜解答骨子例＞機械製品の例２：圧力容器

１．機械製品の概要と小型化に伴う課題
　〇機械製品の概要
　　・高圧流体内包用途と構造特性
　　・産業分野での適用範囲
　〇観点１「強度設計の課題」
　　・応力不変と肉厚減少の相反
　　・最小肉厚限界と強度確保
　〇観点２「熱的特性の課題」
　　・表面積/体積比の変化
　　・温度応答性向上と熱応力
　　〇観点３「製造技術の課題」
　　・微細寸法化と精度要求
　　・従来製造法の適用限界
２．最重要課題とその解決策
　▼最重要課題とその選定理由
　　・圧力保持機能への直接影響
　　・安全性確保の最優先事項
　▽解決策１「高強度材料の採用」
　　・特殊合金と複合材料活用
　　・薄肉構造での強度確保
　▽解決策２「構造最適化設計」
　　・応力解析と応力集中回避
　　・補強構造による強度維持
　▽解決策３「微細加工技術の活用」
　　・高精度溶接技術の適用
　　・積層造形による一体成形
３．残存または新たなリスクとその対策
　◇材料劣化リスク
　　・表面積/体積比増大と腐食
　　・コーティングと検査体制
　◇熱応力損傷リスク
　　・熱的応答の敏感化
　　・温度変化制御システム
　◇検査困難性リスク
　　・微小欠陥検出の難しさ
　　・高分解能検査と状態監視
４．業務遂行において必要な要件
　☆技術者としての倫理の観点
　　・安全性最優先の設計姿勢
　　・リスク情報の適切な共有
　☆社会の持続可能性の観点
　　・省資源化と環境負荷低減
　　・長寿命化とリサイクル性

R06_I-1 ＜解答骨子例＞機械製品の例３：半導体製造装置

１．機械製品の小型化における課題
　〇機械製品の概要
　　・液浸露光装置の構成と機能
　　・小型化検討の対象
　〇観点１：機械力学的観点
　　・剛性低下と振動影響
　　・アクチュエータ性能限界
　〇観点２：熱工学的観点
　　・発熱密度増加と温度管理
　　・冷却効率の低下
　〇観点３：材料強度的観点
　　・応力増大と構造変形
　　・熱伝達効率と変形リスク
２．最重要課題およびその解決策
　▼最重要課題とその選定理由
　　・機械力学的課題の重要性
　　・露光精度への影響
　▽解決策１：高剛性軽量材の採用
　　・先進材料の活用
　　・CAE解析による最適化
　▽解決策２：微振動制御技術導入
　　・アクティブ制振の実装
　　・複合制御による精度向上
　▽解決策３：多層防振構造採用
　　・外部振動の遮断方法
　　・内部振動の抑制技術
３．残存・新規リスクとその対策
　◇高コスト化リスク対策
　　・材料コスト最適化
　　・調達戦略の改善
　◇制御系複雑化対策
　　・ロバスト制御の導入
　　・フェールセーフ設計
　◇熱問題発生対策
　　・熱伝導性材料の適用
　　・先進冷却技術の導入
４．業務遂行に必要な要件
　☆技術者としての倫理の観点
　　・安全性評価の徹底
　　・知的財産権の尊重
　☆社会の持続可能性の観点
　　・省資源化と環境負荷低減
　　・国際協力と技術普及

R06_I-1 ＜解答骨子例＞機械製品の例４：エアコン

１．機械製品の小型化における課題
　〇機械製品の概要；「エアコン」と設定
　　・冷媒循環式空調システム
　　・熱交換による冷暖房機能実現
　〇観点１「熱交換効率」
　　・体積表面積比率の変化による性能低下
　　・流速増加に伴う圧力損失増大
　〇観点２「構造強度」
　　・高回転化による部品強度への影響
　　・微細部品のシール性と製造精度
　〇観点３「制御安定性」
　　・外部環境変化への過敏な応答特性
　　・熱容量低下と風量不足による機能制約
２．最重要課題およびその解決策
　▼最重要課題とその選定理由
　　・冷暖房性能と直結する熱交換効率
　　・エネルギー効率と製品価値への根本的影響
　▽解決策１「微細熱交換技術」
　　・伝熱面積最大化設計
　　・CAE活用による最適流路構造
　▽解決策２「高性能冷媒の採用」
　　・次世代冷媒による効率向上
　　・環境配慮型冷媒の選定
　▽解決策３「流体力学的最適化」
　　・強制対流効率向上
　　・流体解析による最適設計
３．解決策実行に伴うリスク及びその対策
　◇閉塞リスクへの対応
　　・微細流路の堆積物対策
　　・メンテナンス性考慮設計
　◇冷媒安全性の確保
　　・漏洩リスク検知システム
　　・可燃性・毒性対策
　◇騒音振動の制御
　　・音響・振動の最適設計
　　・回転数制御による快適性確保
４．業務遂行に必要な要件
　☆技術者としての倫理の観点
　　・安全性と環境負荷の最優先
　　・リスクアセスメントと製品ライフサイクル考慮
　☆社会の持続可能性の観点
　　・信頼性と耐久性による長寿命化
　　・サプライチェーン全体での環境負荷低減

R06_I-1 ＜解答骨子例＞機械製品の例５：遠心ポンプ

１．機械製品の小型化における課題
　〇機械製品の概要：「遠心ポンプ」と設定
　　・遠心力による流体エネルギー変換機械
　　・幅広い産業分野での液体輸送用途
　〇観点１：流体力学的影響
　　・レイノルズ数低下による効率低下
　　・表面粗さの相対的影響増大
　〇観点２：強度設計の課題
　　・薄肉化による構造強度低下
　　・高速回転部品の応力増加
　〇観点３：製造精度の確保
　　・微細寸法の高精度加工要求
　　・複雑形状部品の製造難易度
２．最重要課題およびその解決策
　▼最重要課題とその選定理由
　　・流体力学的影響が基本性能に直結
　　・微小流路での抵抗増大とキャビテーションリスク
　▽解決策１：CFDによる最適設計
　　・流体解析による流路形状最適化
　　・羽根車とケーシング形状の効率化
　▽解決策２：表面処理技術の活用
　　・精密研磨による表面平滑化
　　・特殊コーティングによる摩擦低減
　▽解決策３：クリアランス最適化
　　・羽根車と壁面間隔の精密調整
　　・特殊潤滑剤による摩擦損失低減
３．残存・新規リスクとその対策
　◇キャビテーション対策
　　・運転条件最適化による予防
　　・耐キャビテーション材料の採用
　◇異物閉塞防止対策
　　・高性能フィルタシステムの導入
　　・定期メンテナンス体制の構築
　◇コスト最適化戦略
　　・3Dプリンターによる工程簡略化
　　・量産効果とサプライチェーン改善
４．業務遂行に必要な要件
　☆技術者としての倫理の観点
　　・安全性最優先のリスク管理
　　・環境配慮と適切な情報公開
　☆社会の持続可能性の観点
　　・省エネルギー・省資源設計
　　・製品長寿命化によるライフサイクル最適化

R06_I-1 ＜解答骨子例＞機械製品の例６：プレス機械

１．機械製品の小型化における課題
　〇機械製品の概要「プレス機械」
　　・精密機械プレスの構成と用途
　　・1/100スケールへの小型化検討
　〇観点１「強度・剛性の課題」
　　・断面積減少による応力増大
　　・加工精度低下と金型破損リスク
　〇観点２「駆動機構の課題」
　　・加圧力不足と効率低下
　　・潤滑不良による機械的損傷
　〇観点３「制御系の課題」
　　・応答性と制御精度の低下
　　・高速プレス時の加工不良
２．最重要課題およびその解決策
　▼最重要課題とその選定理由
　　・強度不足による安全性低下
　　・スケール効果による断面積減少
　▽解決策１「高強度材料の採用」
　　・合金鋼、チタン合金の適用
　　・強度、剛性の確保
　▽解決策２「構造形状の最適化」
　　・FEM解析による応力集中緩和
　　・リブ構造による強度向上
　▽解決策３「プレストレス技術」
　　・圧縮応力の予備導入
　　・引張応力の影響軽減
３．残存リスクとその対策
　◇材料コスト増大
　　・代替材料の検討
　　・調達最適化によるコスト削減
　◇製造難易度上昇
　　・先進製造技術の導入
　　・DFM手法の適用
　◇長期信頼性低下
　　・応力緩和特性の高い材料選定
　　・モニタリングと定期点検
４．業務遂行に必要な要件
　☆技術者としての倫理の観点
　　・安全性確保とリスクアセスメント
　　・情報開示と知的財産尊重
　☆社会の持続可能性の観点
　　・省エネルギー、省資源化
　　・循環型経済への貢献

R06_I-2「過去問題」

　日本の製造業は高性能かつ信頼性の高い製品を大量かつ安価に生産することで、時は世界市場を席巻することができた。しかし近年は他国における技術力の向上、生産性及び品質の向上、価格競争等の影響から世界的な競争力を失いつつあり、国内資源が乏しく加工貿易を軸にしてきた日本全体の経済活動を今後持続していくための戦略が必要とされている。対応策としてイノベーションを推進すること等が提唱されているが、より具体的な策として、他国製品に対して大きな競争力となる新たな付加価値をつける、あるいは現在の付加価値を他の追随を許さないほどに強化することが考えられる。現在の日本を取り巻く様々な状況（人口、教育、経済、環境保護等）を踏まえたうえで、以下の問いに答えよ。
（１）機械製品を１つ想定し、その製品に対して機械技術者の立場から考えたときに有効と考えられる付加価値を１つ提案せよ。さらに、その付加価値の実現のためにどのような課題が考えられるか、多面的な観点から３つ抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、その課題内容を示せ。
（２）前問（１）で抽出した課題のうち最も重要と考えるものを１つ挙げ、これを最も重要とした理由を述べよ。その課題に対する複数の技術的な解決策を示せ。
（３）前問（２）で示したすべての解決策を実行しても残存しうる若しくは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。
（４）前問（１）～（３）の業務遂行に当たり、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から必要となる要件・留意点を題意に則して述べよ。

R06_I-2 ＜解答骨子例＞機械製品の例１：産業用ロボット

１．機械製品の付加価値とその実現に向けた課題
　〇機械製品の付加価値
　　・深層強化学習AI搭載
　　・多品種少量生産対応力向上
　〇観点１：制御工学
　　・【課題】複雑環境下での高速高精度制御
　〇観点２：センシング技術
　　・【課題】多様な対象物に対する高精度なリアルタイム環境認識
　〇観点３：安全性・信頼性工学
　　・【課題】AI自律判断の安全性と信頼性確保
２．最重要課題およびその解決策
　▼最重要課題とその選定理由
　　・安全性確保の最優先
　▽解決策１：多層安全制御システム
　　・複数上位システムの多層的導入
　▽解決策２：デジタルツイン安全性検証
　　・高精度シミュレータでの詳細シミュレーション
　▽解決策３：適応型フェールセーフ機構
　　・安全動作の自動選択・実行システム開発
３．解決策実行に伴うリスク及びその対策
　①多層化によるシステム複雑化とブラックボックス化
　　・モジュール化設計と標準化インターフェース
　　・自己診断機能とAR技術活用
　②シミュレーションと実環境の差異
　　・動的適応型デジタルツイン構築
　　・エッジコンピューティング活用
　③AIの偏った学習による誤動作
　　・多様性データセットと定期的再学習
　　・説明可能AI（XAI）技術採用
４．業務遂行に必要な要件
　☆技術者としての倫理の観点
　　・高度な専門知識と倫理観、責任感
　　・AI判断プロセスの透明性確保と説明責任
　☆社会の持続可能性の観点
　　・エネルギー効率の高いロボットシステム設計
　　・ライフサイクル全体での環境負荷低減考慮

R06_I-2 ＜解答骨子例＞機械製品の例２：圧力容器

１．機械製品の付加価値とその実現に向けた課題
　〇機械製品の付加価値
　　・IoTセンサー搭載
　　・自己診断機能
　〇観点１：材料強度・信頼性
　　・構造強度低下の懸念
　　・長期信頼性確保の設計
　〇観点２：制御システム
　　・リアルタイム監視
　　・高精度な異常検知
　〇観点３：熱・動力エネルギー機器
　　・長期安定動作
　　・電源供給と省電力化
２．最重要課題およびその解決策
　▼最重要課題とその選定理由
　　・構造強度への影響
　　・安全性と信頼性
　▽解決策１：応力集中を抑制
　　・FEM解析
　　・最適設計
　▽解決策２：高強度軽量化
　　・新素材の適用
　　・機能性の両立
　▽解決策３：早期異常検知
　　・超音波探傷検査
　　・アクセス性の確保
３．残存または新たなリスクとその対策
　◇長期性能予測の不確実性
　　・挙動予測の乖離
　　・加速劣化試験の実施
　◇検査技術の誤検出
　　・誤検出の見逃し
　　・クロスバリデーション
　◇不正アクセス対策
　　・データ改ざん
　　・多層防御
４．業務遂行に必要な要件
　☆技術者としての倫理の観点
　　・安全性の最優先
　　・情報開示と共有
　☆社会の持続可能性の観点
　　・省資源と省エネルギー
　　・ライフサイクルアセスメント

R06_I-2 ＜解答骨子例＞機械製品の例３：半導体製造装置

１．機械製品の付加価値とその実現に向けた課題
　〇機械製品「半導体製造装置」の付加価値
　　・生産効率向上と短納期化の実現
　　・日本製造業の競争力強化への貢献
　〇観点１「制御工学」
　　・複雑な制御アルゴリズム開発
　　・高度な制御理論応用の必要性
　〇観点２「メカトロニクス」
　　・高精度・高速アクチュエータ開発
　　・革新的な機構設計の要求
　〇観点３「熱工学」
　　・熱管理システムの高度化
　　・熱挙動シミュレーションと制御統合
２．最重要課題およびその解決策
　▼最重要課題とその選定理由
　　・複雑な制御アルゴリズム開発の重要性
　　・他課題への波及効果
　▽解決策１「適応型予測制御」
　　・非線形性対応の予測制御実装
　　・リアルタイム最適化による安定化
　▽解決策２「学習型パラメータ最適化」
　　・機械学習による自動パラメータ導出
　　・熟練技術の形式知化
　▽解決策３「仮想試運転システム」
　　・デジタルツインによる事前検証
　　・開発期間短縮と信頼性向上
３．解決策実行に伴うリスク及びその対策
　◇制御システム複雑化対策
　　・モジュール化設計の導入
　　・フォールトトレラント制御の実装
　◇学習モデル最適化
　　・ロバスト制御系の設計
　　・人間監視型システムの構築
　◇モデル精度維持技術
　　・センサーフュージョンの活用
　　・リアルタイムモデル更新機能
４．業務遂行に必要な要件・留意点
　☆技術者としての倫理の観点
　　・セキュリティ対策と透明性確保
　　・機密情報管理と公平性維持
　☆社会の持続可能性の観点
　　・環境負荷低減設計の推進
　　・持続可能な技術開発体制構築

R06_I-2 ＜解答骨子例＞機械製品の例４：エアコン

１．機械製品の付加価値とその実現に向けた課題
　〇機械製品の付加価値；「エアコン」と設定
　　・製品競争力の強化：電力消費量削減と快適性の両立
　　・市場優位性の確立：国内外での日本製エアコン差別化
　〇観点１「制御工学・メカトロニクス」
　　・AI制御システム導入：深層強化学習応用の高度予測制御
　　・環境適応制御：多様な環境要因を考慮したリアルタイム対応
　〇観点２「センサー技術・情報・精密機器」
　　・多機能センサーネットワーク：各種環境データの統合的活用
　　・情報処理基盤構築：エッジコンピューティングとセキュリティ対策
　〇観点３「熱工学・伝熱工学」
　　・高応答熱交換機構：制御指令に即応する革新的冷媒システム
　　・効率最適化設計：部分負荷時効率向上と熱損失最小化
２．最重要課題およびその解決策
　▼最重要課題とその選定理由
　　・消費電力削減目標達成：従来方式の限界突破による30%削減
　　・技術波及効果：センサー・熱交換システム効率化への相乗効果
　▽解決策１「融合型制御モデル構築」
　　・ハイブリッド制御理論：物理モデルと機械学習の融合
　　・建物特性適応学習：使用パターン学習による予測精度向上
　▽解決策２「分散エッジ処理導入」
　　・協調制御アーキテクチャ：エッジAIによる分散処理実装
　　・リアルタイム応答性確保：データ処理の最適化と負荷分散
　▽解決策３「継続学習環境構築」
　　・デジタルツイン活用：仮想環境でのシミュレーション実施
　　・パラメータ最適化機能：実機データフィードバックによる性能向上
３．解決策実行に伴うリスク及びその対策
　◇保守コスト増大
　　・モジュール化保守設計：故障診断と部品交換の容易化
　　・予知保全システム導入：AI診断によるダウンタイム最小化
　◇情報セキュリティ脅威
　　・多層防御セキュリティ：エッジ暗号化と通信プロトコル強化
　　・データ完全性確保：ブロックチェーンによる改ざん防止機能
　◇AI透明性欠如
　　・適応型インターフェース：ユーザー行動学習による操作性向上
　　・判断根拠可視化技術：AI制御ロジックの透明性確保
４．業務遂行に必要な要件
　☆技術者としての倫理の観点
　　・情報保護とプライバシー：個人データの適切管理と目的明確化
　　・安全設計と説明責任：フェールセーフ機能と透明性確保
　☆社会の持続可能性の観点
　　・環境負荷低減設計：省エネルギー性能と環境配慮型製品開発
　　・社会包摂とオープンイノベーション：
　　　　多様なニーズ対応と業界発展貢献

R06_I-2 ＜解答骨子例＞機械製品の例５：遠心ポンプ

１．機械製品の付加価値とその実現に向けた課題
　〇機械製品の付加価値
　　・高付加価値ポンプ開発
　〇観点１「流体力学的設計」
　　・インペラ形状最適化
　〇観点２「材料工学」
　　・高耐久性材料の適用
　　・表面処理技術の開発
　〇観点３「制御システム」
　　・適応制御システム
　　・最適な運転効率
２．最重要課題およびその解決策
　▼最重要課題とその選定理由
　　・インペラ形状最適化
　　・基本性能の決定
　▽解決策１「CFD最適設計」
　　・CFDシミュレーション活用
　　・最適形状の決定
　▽解決策２「3Dプリンタ活用」
　　・複雑形状の製作
　　・材料選択の幅拡大
　▽解決策３「実験計画法を適用」
　　・性能影響の評価
　　・ロバスト設計の実現
３．解決策実行に伴うリスク及びその対策
　◇制御システム複雑化
　　・誤作動リスク
　　・フェールセーフ設計
　◇新素材の安全性
　　・安全性リスク
　　・安全性評価と認証
　◇知的財産侵害
　　・特許抵触リスク
　　・事前の徹底調査
４．業務遂行に必要な要件
　☆技術者としての倫理の観点
　　・安全性の確保
　　・正確な情報開示
　☆社会の持続可能性の観点
　　・環境負荷低減
　　・資源の有効利用

R06_I-2 ＜解答骨子例＞機械製品の例６：プレス機械

１．機械製品の付加価値とその実現に向けた課題
　〇機械製品の付加価値：「プレス機械」と設定
　　・AI搭載による自動最適化機能の実装
　　・高精度成形と生産効率向上の実現
　〇観点１「制御技術」
　　・多変数考慮のリアルタイム制御システム構築
　　・機械学習モデルと高速演算処理の課題
　〇観点２「センシング技術」
　　・金型内部の各種パラメータ測定技術
　　・高温高圧環境下での耐久性と精度両立
　〇観点３「安全性・信頼性」
　　・AI制御システムの信頼性確保と規格適合
　　・シミュレーション技術とフェールセーフ機構
２．最重要課題およびその解決策
　▼最重要課題とその選定理由
　　・高度な制御アルゴリズム開発の重要性
　　・性能向上への直結と波及効果
　▽解決策１「仮想環境での学習強化」
　　・デジタルツイン技術の活用
　　・リアルタイムシミュレーションによる精度向上
　▽解決策２「自己調整型制御導入」
　　・適応制御システムの実装
　　・機械学習による最適制御値の導出
　▽解決策３「演算処理の分散化」
　　・プロセッサーの並列配置と分散処理
　　・リアルタイム性と信頼性の向上
３．解決策実行に伴うリスク及びその対策
　◇情報漏洩の危険性
　　・機密製造データの流出リスク
　　・暗号化技術と多層防御システムの構築
　◇システム停止の脅威
　　・予期せぬ障害による生産ライン停止
　　・フォールトトレラント設計と冗長性確保
　◇AI判断の信頼性低下
　　・不適切AI判断による品質低下リスク
　　・ハイブリッド制御と説明可能AI技術の導入
４．業務遂行に必要な要件・留意点
　☆技術者としての倫理の観点
　　・専門知識と倫理観に基づく業務遂行
　　・データ保護とAI判断の透明性確保
　☆社会の持続可能性の観点
　　・環境負荷低減機能の組込み
　　・労働環境改善と雇用構造変化への対応

📘 解答論文例（以下、有料）

R01_I-1【解答論文例】