公差の再配分で高価な工程から安価な工程へ負担を移す連成設計

はじめに：公差の設定と連成設計の本当の意味

製造業における「公差」は、単なる誤差範囲ではありません。
製品品質とコストのトレードオフを担う、非常に重要な設計パラメータです。
標準化された図面上の数値から読み取ることができる情報は限られ、本質的には「どこで、いくらのコストをかけて、どの工程でどこまで仕上げるか」という戦略に直結します。

最近では「連成設計」（マルチディシプリナリ・オプティマイゼーション：MDO）が騒がれ、ITや設計自動化の文脈で語られることが多いですが、日本の多くの工場、特に昭和的なアナログ分野では、実際には各工程別の暗黙知に依存する傾向が根強く残っています。
本記事では「公差の再配分が高価な工程から安価な工程へ負担を移す」ことの現場的な意義について、ラテラルシンキング（水平思考）で深掘りし、現代の製造現場がいかにして公差と品質、コストの最適化に向き合うべきかを語ります。

なぜ“高価な工程”に公差負担が偏るのか

典型的な図面指定の問題点

部品図面に設定される厳しい公差の多くは、「とりあえずこれで問題ないだろう」と設計段階で安易に決定されることが多々あります。
設計者が「品質は最優先」と考えるのは当然ですが、その公差値が実際にどの工程で、どれほどのコストインパクトを持つのかまでは深く考慮されていないケースが蔓延しています。

たとえば、最終仕上げ工程（精密研削やラッピングなど）でしか実現できない±0.01mmの寸法公差が無数に付与されると、その工程のコストが膨大に跳ね上がります。
この傾向は、日本の製造現場に根強い“安全サイド”な設計文化から来ているだけでなく、設計者と実工程担当者の断絶、あるいは図面ベースのコミュニケーションの限界を意味しています。

「工程能力」の観点が抜け落ちている現場

製造業現場では「どの工程で、どこまで精度を出せるのか」という“工程能力”が数値化（Cp, Cpkなど）されているものの、実際に設計と共有されているケースは稀です。
結果、コストが高い仕上げ工程に公差負担が集中し、「途中工程で取れる寸法帯を活かしきれていない」状況が生まれがちです。
公差は、まさに工程間のコスト配分・負担配分のマネジメント指標なのです。

公差再配分でコスト・納期はこう変わる

“安価な工程”に負担を移すとはどういうことか

コストダウンの本質は、「より加工単価の安い工程」で”そこそこの精度”を確保し、高コストな精密工程には“本当に必要な公差だけ”を残すことにあります。
具体的な再配分のステップを見てみましょう。

1. 各工程の加工能力とコストを明確化
2. それぞれの工程で、どこまで許容できる公差帯か確認
3. 仕上げ工程でしか成立しない厳しい箇所を特定し、できるだけ前工程で吸収可能な部分を拡大
4. 最終的な機能要求・品質保証に必要な公差だけ厳格化（バリューエンジニアリング的思考）

たとえば、粗加工→中仕上げ→精密仕上げの3段階であれば、「粗加工で±0.2、仕上げで±0.05とする案」ではなく、「粗加工±0.2、中仕上げ±0.1、精密仕上げ±0.05」など段階的公差を振ってコスト抑制します。

実際にどれほどコストダウンになるか

工程数やロット、品種によりますが、現場で行った事例では以下のような成果が見られました。

・最終仕上げ工程の工数（作業時間）が3割減少
・歩留まり改善による材料費の抑制
・外注依頼時のコスト見積もりが1品あたり20%以上ダウン

これは製品単体の話に留まらず、ライン全体の稼働効率アップや生産リードタイムの短縮にもつながります。

バイヤー・サプライヤーの視点から見る公差再配分

バイヤーが「公差」をどこまで意識しているか

サプライヤー（部品供給側）はよく「とりあえず図面指示通りに作る」傾向がありますが、“コスト競争力”を得るためには、バイヤー（購買側、設計側）の意図を深く読み取ることが不可欠です。

バイヤーの多くは「全工程含めた最適コスト」を追求しているため、「無理な公差設定だと調達コストが高騰する」「不要な厳密さは柔軟に見直せる場合がある」という事実を理解しているサプライヤーは重宝されます。
また、サプライチェーン全体でのCo-Design（共同設計）の流れもあり、“提案型調達”が主流となりつつあります。

サプライヤー側の提案力が評価される時代

たとえば、ある部品の公差で「設計値の1/2でしか生産実績がありません」と正直に伝えることは、リスク回避の観点からも評価されますし、「中間工程で±0.05mm保証できます。最終仕上げは必要な箇所だけ±0.01mmにしては？」といった具体的な工程提案をしたサプライヤーは信頼を勝ち取れます。

将来的には、AIやシミュレーション技術を使って工程間公差の自動最適化が普及するでしょう。
しかし、現時点で人間に求められるのは「現場的な工程バランス感覚」と「サプライチェーン全体を俯瞰できる目」です。

昭和的な“暗黙知”からの脱却と連成設計の深化

アナログ現場に根付く“職人の勘”の活かし方

デジタル設計ソフトがどれほど進化しても、未だ多くの工場では“加工の勘”や“現場のクセ”が品質に大きく影響しています。
公差再配分で成功するポイントは、設計者と現場のオープンなコミュニケーションにあります。

優秀な現場リーダーやベテランオペレーターが、「この順番で加工すると歪みが出にくい」「この材料ならこの精度まで安く持っていける」などのノウハウを設計段階にフィードバックする仕組みを作ることで、企業全体の競争力が増します。

連成設計は“横断マネジメント力”の勝負

本来、連成設計とは、単なる設計自動化ソフト活用ではなく「複数分野、複数工程の知見を束ねて全体最適を目指すマネジメント手法」です。
公差の数値が溶接、機械加工、塗装、組立、検査にどのような影響を及ぼすかを“現場横断”で比較・検討できる体制がベストです。
つまり、設計部門と生産技術、品質管理、調達購買までが同じ会議テーブルでコミュニケーションすること、それ自体が競争優位性となります。

公差再配分を実践するための3つのアクション

1. 工程ごとの能力とコストを「見える化」する
各工程の設備能力・精度・コスト（実績値）を一覧化し、設計レビューや見積時にすぐ引き出せるようにすることが重要です。

2. 公差根拠と工程ごとの「なぜその公差か」を設計段階で明確化
設計変更やVEの余地がどこにあるのかを、図面だけでなく工程フローにも注釈できれば理想です。

3. サプライチェーン全体を巻き込んだコミュニケーションの仕組み化
現場提案やサプライヤーレビューの定期開催、モノづくりパートナー間での“逆提案制度”を文化として根付かせましょう。

まとめ：公差の再配分は“競争力そのもの”

公差の再配分は、「高価な工程から安価な工程へ負担を移す」というコストダウンの王道ですが、その真価は単なる経費削減ではありません。
製造プロセス全体の柔軟性・スピード・製品品質に直結する、“ものづくりの競争力”そのものです。
設計部門も調達部門もサプライチェーンに立つ全ての現場人材が、公差設定という“小さな数字”にこそ、現場知と横断力を集結させるべき時代が来ています。

これから製造業バイヤーやサプライヤーを目指す皆さんには、1つの部品公差の背景にある“現場のドラマ”をぜひ想像してほしいと思います。
その一歩一歩が、これからの日本のものづくりをアップデートしていくのです。