既製モジュールの黒箱採用で試験費を抑える適合性設計

はじめに：製造業現場のコスト課題と黒箱化の現実

製造業の現場で「試験費の削減」は永遠のテーマです。
小ロット多品種生産や短納期化が進む現代、生産・開発・調達それぞれの現場において、試験・評価にかかるコストの増大は深刻な問題となっています。

その一方で、昭和の時代から続く「全部自社設計」主義の現場文化や、「見えないものは信じない」品質保証への高い要求感から、なかなか部品やモジュールのブラックボックス化（いわゆる“黒箱採用”）に踏み切れない企業も多いのが実情です。

しかし世界規模でみれば、既製品やサードパーティ製モジュールの活用、いわゆる“黒箱採用”は標準的なアプローチとなっています。
本記事では、実際の工場現場目線から、既製モジュールの黒箱採用による試験費削減の実践的ノウハウと、業界特有の適合性設計の考え方について深く掘り下げます。

なぜ試験費がかさむのか？現場目線での実態

1.「全部舐め検文化」の根強さ

国内製造現場では「舐め検」と俗称される、全項目試験・現物照合主義が根強く残っています。
部品一つひとつ宅配で届いた際に、まずそのまま使うのではなく、寸法・特性・成分など全項目を自前でチェックする…。
これが人件費・設備費・外部試験依頼費など、膨大なコストの温床になっています。

2.リスク回避としての“念のため”設計

社内仕様書が「部品の現物を超絶厳しく縛る」ように肥大化する傾向があります。
メーカー標準に追加し、自社独自の荷重・環境・ライフサイクル試験などが“お約束”になるケースも。
特別な試験・検証要求が増えることで、調達先もまた試験サンプルやデータを都度用意するコストを転嫁せざるを得ません。

3.サプライヤーとの信頼関係と評価データの壁

バイヤー（調達担当）側から見ると、「サプライヤーが出してくる品質保証データを完全には信頼できない」ため、結局“自分で全部測る”状況です。
この不信感こそがコストの二重化・三重化を一層加速させている元凶です。

黒箱採用とは何か？適合性設計の本質を理解する

1.黒箱（ブラックボックス）採用とは？

黒箱採用とは、部品やモジュールを「中身の細部を問わず、メーカーが保証する規格特性・信頼性に基づき、そのまま使う」設計思想です。
海外の家電・自動車分野などで既に主流であり、ビッグネームの半導体や電気部品だけでなく、組立済ユニットやアセンブリ単位での黒箱化も進んでいます。

2.業界特有の“適合性設計”とは？

適合性設計とは、「自社製品性能・信頼性要求」に対し、「既製品モジュールで必要要件を満たせるか」を主眼に、設計サイドが“機能・仕様の最適合”を考えるプラクティスです。
個々の部品ごとに自作or再設計するのではなく、既成の黒箱で設計目標・安全マージンの両方がクリアできるかを数学的・工学的に評価します。

3.黒箱化で削減できるコスト・工数

・調達先から「標準仕様ダイレクト購入」することで、試験仕様の一元化・省略化
・社内での再評価・受入検査や特性試験の廃止（スポット検証の最小化）
・設計〜量産移行時の試作・検証・公的認証コストの大幅削減
・サプライヤーとの品質トラブル、不良対応コストの削減（保証範囲明確化）

こうした複合効果によって、特に初期立ち上げ段階のプロジェクト予算圧迫を劇的に減らすことが可能になります。

黒箱適合のための設計評価ポイントとは？

現場で黒箱採用を成功させるためには、次のポイントを押さえる必要があります。

1.「機能を満たす」より「要求を満たす」へ発想転換

「これまで使っていた部品と全く同じ電気的・機械的特性でなければダメ！」という発想ではなく、本当に必要な機能・性能要求値（入力・出力・耐性・寿命など）を明確化し、既製品がクリアできるかどうか“適合性”で判定します。
多少のスペック差があっても、許容範囲なら問題ありません。

2.インターフェイス・取り合い確認の徹底

黒箱化モジュールはインターフェイス（サイズ、コネクタ形状、電圧レベルなど）が合致しているか、徹底的にチェックします。
一見“小さな違い”が大きな不具合・追加コストの火種になるため、省略は厳禁です。

3.サプライヤー標準範囲での運用シナリオ

不具合発生時の責任分界、交換・修理フロー、追跡性（Traceability）など、サプライヤーが保証する範囲で運用できるように体制を整えます。
仕様外の不正利用や設計変更リクエストは極力避けることで、サプライヤーと“Win-Winの信頼関係”を築きます。

実践事例：黒箱化で試験費半減に成功したケーススタディ

1.ある自動車部品メーカーにおける成功例

従来はエレクトロニクス制御ユニット（ECU）を、回路設計から基板実装・検証まで自社で一貫して対応していました。
量産立ち上げ時に毎回1000件超の特性試験・耐環境試験を実施し、サプライヤー/認証機関への外部試験費は1製品ごとに数千万規模になっていました。

「市販ECU黒箱＋評価済みハーネスAssy」採用品を使い、必要なI/O・耐久性・温度レンジ・通信プロトコルだけを要件化。
追加カスタマイズ禁止・標準保証範囲内での製品運用を徹底した結果、初期試験費は大幅圧縮、製品化リードタイムも半減しました。

2.航空機内装部品におけるモジュール黒箱採用事例

面倒な強度試験や難燃試験、シート単体試験をすべて自社で行っていた航空機メーカーが、既存インテリアモジュール（FAA/EASA認証品）の黒箱採用方針へ転換。
「複数社から調達→標準品保証データを活用」のアプローチで、社内自前試験はごく一部サンプリングに限定し、全体として約40%のコストダウンに成功しました。