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機械工学


ヨミ: キカイコウガク
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機械工学とは、機械作りを中心とした課題解決のための学問体系である。現代の魔術とも言う。


概要


 機械工学の的は、その名のとおり「機械工学する」ことである。機械の設計、製造、運用がな対となる。そのため、工場があれば必要とされる学問である。機械の多様化などの影により、現代の機械工学は幅広い内容を含んでいる。これらの理由により、就職において「最もつぶしの効く学問」のひとつとされる。だが、学ぶことが多すぎ・・・orz


機械製作の基礎


 機械工学は力学を基盤とした学問体系を形成している。そのため、機械作りのおいて最も基礎とされる学問は

であり、この分野では四大力学と呼ばれる。材料特性を扱う機械材料学(材料科学)の基礎知識も材料選びには欠かせない。四大力学機械材料学は分析技術(Analysis)に相当する。機械作りには、機械要素学の知識がまず必要。機械要素とはネジ、軸、軸受け、歯車、バネなどである。種子島が伝来したときに、ネジの知識がかったためにの構造が理解できなかった。このように機械要素一つ一つが視できないくらいすごい

 他にも、統合技術(Synthesis)であり、具体的に機械要素をどう組み合わせるかを考える設計・製図と機構学、材料の加工技術を扱う機械工作法、計測器具の使い方とその原理を扱う計測工学機械作りの基本である。実際に機械の設計図を書いたり、工作機械にて金属材料を加工して部品や工具を作ったり、計測器具を使って材料や部品の大きさや機を調べてみたりと体験することも大事。材料の種類によって加工し易さが違ったりするからね。


現代的な機械設計・生産技術


 現代において機械系の技術者だけでは機械作りはできない。電気・電子工学情報工学などの分野との融合も著しい。従って、機械系でもそれらの基礎知識やプログラミングの技術も必要になってきている。もちろん、他分野の専門との連携も非常に重要になってきている。

メカトロニクス
 ほとんどの機械は電駆動や電気制御を用いて高性化が図るメカトロニクス化が進んでいる。そのおかげで、電気ポットやエアコンの温度設定するだけで、その温度まで加熱(冷却)、維持してくれるようになった。それは温度センサーで感知し、その情報を基に設定温度に近づくよう、ヒーターや冷却器に示・調整を繰り返すことにより、成り立っている。メカトロニクスの延長線上にロボット工学がある。「ロボット」の記事も参照のこと。
計算力学
 流動や振動といった力学的現コンピュータシミュレーション技術を研究する分野。物理学的に導出された支配方程式をいかに数値解析を用いて解くかを追究する。これのおかげで設計段階で性評価が可になり、性評価実験の回数が減らせてコストを小さくすることができる。現場では解析ソフト(CAD)を使うことがほとんど。しかし、その中身を理解しないままに使い、発熱などのトラブルが増えているとか、なんとか
人間工学
 機械を快適かつ使い易いようにしたり、また怪ヒューマンエラーを設計段階から未然に防ごうというものである。そのため、特に五感などの人間の機や体の構造を調べ機械設計への適用法を研究する。そのため、生理学や解剖学と生体力学、認知心理学から必要な知識を援用することもある。ユニバーサルデザインを扱うのもこの分野。例えば、使いやすいように手の形に合わせて作ったパソコンマウスなんかがある。
生産システム工学
 生産用機械の配置や作業の進め方などの工程設計を研究し、工場での生産性の向上をす生産技術を扱う。トヨタカンバン方式が有名。経営工学(管理工学)と表裏一体の分野で、人間工学シミュレーション技術(CAM)も利用する。他にも採算性を検討する経済工学(管理会計論)といった社会科学的知識も使用したりする。どんなにいい製品つくっても、からなければ意味がいんや。

研究対象と学問体系


 現代社会においては、ほぼ全ての「力学的分野」と言える。人々の足である自動車鉄道航空機から始め、物流ではトラック・大船舶・貨物機、建設には建設機械、農作業にも農耕機械漁業にも漁船や漁具、繊維産業では紡績機械、出版業界でも印刷機械、発電施設だって様々な機械が必要、さらには医療にも医療機器が使用されているなど、機械工学がカバーする分野は極端に広い。機械工学は地味かもしれないが、現代社会機械で成り立っている。

 社会システム環境、生体も研究対として広がりをみせている。交通渋滞の解消したいと考えた時、自動車システムとして組み込んで解析したりする。資枯渇や地球温暖化対策も省エネ技術の開発が重要。医療を支援するため、生体シミュレーションを行ったりする。生体の研究は、人間工学ロボット工学などにも還元される。もはや、一つの学問では課題解決が難しい時代、異分野との融合はどんどん進んでいく。

 大きな大学だと複数の機械系の学科・専攻を持っていることも少なくない。機械工学科(専攻)、航空宇宙工学科(専攻)といったような感じである。また、大学によっては組により電気系などの分野と統合されより幅広く扱う学科・専攻もある。下に学問の分類の一例を示した。・・・全部学べとは言ってないし、学科・専攻によっては学べないものもある。学びたい分野がある場合は要注意。


手法



基礎分野



応用分野



その他



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最終更新日: 14/10/15 01:41
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