機械設計工学演習

科目基礎情報

学校 奈良工業高等専門学校 開講年度 令和02年度 (2020年度)
授業科目 機械設計工学演習
科目番号 0091 科目区分 専門 / 必修
授業形態 演習 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 機械工学科 対象学年 5
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 講師作成の資料による
担当教員 須田 敦

目的・到達目標

1.機械設計技術者として工学系知識以外に、経営分析、信頼性工学や統計的分析法などを学び、設計者の役割および設計プロセスを具体的に表すことができる。

2.機械設計技術者として工学系知識以外に、国連サミットで採択されたSDGs(Sustainable Development Goals、持続可能な開発目標)に代表される国際的な取り組みに視野を広げ、機械工学とのつながりを具体的に表すことができる。

3.機械設計技術者に必要な基礎的な知識の内、設計・計画、情報・理論、解析、材料・化学・バイオ、環境・エネルギー・技術、法律・倫理に関する事項を具体的に説明することができる。

4.機械部品の現在の設計の仕組みとその評価方法を説明できる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1機械設計技術者として工学系知識以外に、企画、品質、コスト、納期、試作評価に至るまでの具体的な検討手法を理解し、企業における設計者の役割および設計工学プロセスを具体的に説明することができる。機械設計技術者として工学系知識以外に、企画、品質、コスト、納期、試作評価に至るまでの検討手法を理解することができる。企業における設計者の役割および設計工学プロセスを説明することができる。機械設計技術者として工学系知識以外に、企画、品質、コスト、納期、試作評価に至るまでの検討手法を理解することができない。企業における設計者の役割および設計工学プロセスを説明することができない。
評価項目2機械設計技術者として工学系知識以外に、様々な取り組みに視野を広げ、機械工学とのつながりを具体的に表すことができる。機械設計技術者として工学系知識以外に、様々な取り組みに視野を広げ、機械工学とのつながりを表すことができる。機械設計技術者として工学系知識以外に、様々な取り組みに視野を広げ、機械工学とのつながりを表すことができない。
評価項目3機械設計技術者に必要な、設計・計画、情報・理論、解析、材料・化学・バイオ、環境・エネルギー・技術、法律・倫理に関する事項を具体的に説明することができる。設計・計画、情報・理論、解析、材料・化学・バイオ、環境・エネルギー・技術、法律・倫理に関する事項を説明することができる。設計・計画、情報・理論、解析、材料・化学・バイオ、環境・エネルギー・技術、法律・倫理に関する事項を説明することができない。
評価項目4機械部品の設計の仕組みを理解し,正しく説明することができる。機械部品の設計の仕組みを説明することができる。 機械部品の設計の仕組みを説明することができない。

学科の到達目標項目との関係

準学士課程(本科1〜5年)学習教育目標 (4) 説明 閉じる
JABEE基準 (d-2a) 説明 閉じる
JABEE基準 (d-2c) 説明 閉じる
システム創成工学教育プログラム学習・教育目標 D-1 説明 閉じる

教育方法等

概要:
 現在の機械設計工学は、工学系の学問のみならず経営工学、信頼性工学および統計的分析法などを駆使して、要求された仕様に合った製品を作り出す総合技術である。本講義では企業が取り入れている種々の合理的な設計全般を学習し、具体的な事例として機械部品の設計業務を通しその設計手法を学ぶ。
 不連続的に変化し続け、予測困難なこれからの社会において、複雑化した社会問題を解決できる技術者が求められる。本講義では国連サミットで採択されたSDGs(Sustainable Development Goals、持続可能な開発目標)に代表される国際的な取り組みに視野を広げ、全体をシステムとしてデザインする力養う。

※実務との関係
 この科目は企業で機械部品の設計・開発・研究を担当していた教員が、その経験を活かし、機械部品や機械装置の種類、特性、最新の設計手法等について講義に演習を交えた形式で授業を行うものである。
授業の進め方と授業内容・方法:
 機械設計工学は学際的な学問であるので、まず、設計・計画、情報・理論、解析、材料・化学・バイオ、環境・エネルギー・技術、法律・倫理、などの基礎的事項について学ぶ。
 さらに、例えばSDGsなどを題材に社会を取り巻く様々な取り組みに視野を広げ、機械工学とのつながりを学ぶ。
 授業計画は、理解度や進度状況をふまえて、適宜変更することがある。
注意点:
関連科目:
 応用数学、材料力学、金属材料学などとの関連が深い。
学習指針:
 今まで学んできた工学系学問以外に幅広い視野を持ち、総合的な機械設計を理解する。
自己学習:
 機械設計工学演習で学ぶ総合的な知識は物を生産するあらゆる業界で広く応用できるので、日常生活の中から具体的なテーマと解決手法を自習する。
事前学習:
 あらかじめ授業計画に記載されている事項について配布資料もしくは指示された既存教科書の事項を読み、理解できるところ、理解できないところを明らかにしておく。
事後展開学習:
 授業で課題を提示するので、指定日時までにTeamsなどLMSを用いて学習記録とともに提出する。

学修単位の履修上の注意

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 設計の概念
企業における設計
広義の設計における担うべき役割について説明できる。
企業で行われている設計とは何かを説明できる。
2週 設計のプロセス
設計で決定する事項
企業で行われている設計の手順と仕組みを説明できる。
設計で何を決めるのか、どう評価するのかを説明できる。
3週 規格
工学系以外の知識
設計上考慮しなければならない規格を説明できる。
設計品の品質を評価する品質工学および統計的分析手法を説明できる。
4週 工学系知識(材料、表面処理、など) 機械構造物に用いられる主要な材料とその特長を説明できる。
鋼製品の表面硬化法、表面処理法、溶接法を説明できる。
5週 機械要素設計I(ボルト、ナット、歯車、バネ、など) ボルト締結理論について説明できる。
歯車およびバネの設計方法について説明できる。
6週 機械要素設計II(軸受、疲れ強さ、など) 軸受、継ぎ手の設計方法について説明できる。
許容応力、安全率、疲労破壊、応力集中について説明できる。
7週 前期中間試験 授業内容を理解し試験問題に対して正しく解答することができる。
8週 試験返却・解答 試験問題を見直し、理解が不十分な点を解消する。
2ndQ
9週 設計・計画 設計理論、システム設計、品質管理、などについて説明できる。
10週 情報・理論 アルゴリズム、情報ネットワーク、などについて説明できる。
11週 解析 計算力学に関して説明できる。
12週 材料・化学・バイオ 材料特性、化学、バイオテクノロジー、などについて説明できる。
13週 環境・エネルギー・技術 環境、エネルギー、技術史、などについて説明できる。
14週 法律・倫理 設計上考慮しなければならない法律、技術者倫理、などについて説明できる。
15週 前期末試験 授業内容を理解し試験問題に対して正しく解答することができる。
16週 試験返却・解答 試験問題を見直し、理解が不十分な点を解消する。
後期
3rdQ
1週 経営分析、信頼性工学や統計的分析法など 機械設計技術者として必要な工学系知識以外を説明することができる。
2週 同上 同上
3週 同上 同上
4週 同上 同上
5週 同上 同上
6週 同上 同上
7週 後期中間試験 授業内容を理解し試験問題に対して正しく解答することができる。
8週 試験返却・解答 試験問題を見直し、理解が不十分な点を解消する。
4thQ
9週 社会を取り巻く様々な取り組み 機械工学と社会を取り巻く様々な取り組みを関連させ、説明することができる。
10週 同上 同上
11週 同上 同上
12週 同上 同上
13週 同上 同上
14週 同上 同上
15週 学年末試験 授業内容を理解し試験問題に対して正しく解答することができる。
16週 試験返却・解答 試験問題を見直し、理解が不十分な点を解消する。

評価割合

試験レポート合計
総合評価割合4060100
基礎的能力000
専門的能力203050
分野横断的能力203050