機械設計士におすすめの資格一覧!難易度や必要なスキルも解説

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【このページのまとめ】

  • ・機械設計とは、依頼された製品を具体化するために機械を設計する仕事
    ・機械設計の作業工程は、「概念設計→基本設計→詳細設計→プロトタイプ試作」
    ・おすすめの資格は、「技術士」「機械設計技術者試験」「CAD利用技術者試験」など
    ・技術士は国家資格で、第一次試験と第二次試験があり難易度が高い
    ・機械設計技術者試験とCAD利用技術者試験は民間資格で級ごとに試験レベルが異なる
    ・機械設計士になるには、4大力学の知識やパソコンスキルなどが必須

機械設計の仕事に役立つ資格には、どのようなものがあるのでしょうか。「機械設計に興味があるけど、具体的に何をする仕事なのか分からない」という方もいるでしょう。
機械設計は、依頼された製品を実現化するために機械を設計する仕事です。このコラムでは、機械設計におすすめの資格や詳しい業務内容、必要なスキルなどをご紹介します。機械設計士になりたい方はぜひ参考にしてみてください。


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機械設計とは?

機械設計とは、文字どおり「機械を設計する仕事」を指します。私たちの身の回りにある機械が動くようにしくみを設計する業務です。より小ささや軽さを求められる精密機械から、大きさや強度を重視して造られる重工業の機械まで、その対象はさまざまです。


機械設計士の仕事

機械の設計を担う人は機械設計士と呼ばれます。「こういったものを作って欲しい」と依頼された製品の企画・デザインをもとに、具体的な形にするのが仕事です。
機械設計と一口にいっても、指し示す仕事は多岐にわたります。具体的には、プラントや重機械を扱う「重工業」、航空機・船舶・自動車などの乗り物を作る「一般機械」、スマートフォンやPC、デジタルカメラなどを製作する「精密機械」などです。製品の大きさによって多種多様な種類に分類されます。


機械設計の業務におすすめの資格一覧と難易度

機械設計士の仕事に就きたい方は、幅広い知識を身につけるためにも、スキル向上や資格取得を目指すと良いでしょう。就活での自己アピールや現場業務にも役立ちます。機械設計の仕事におすすめの資格は、以下のとおりです。


技術士(機械部門)

技術士とは、技術士法によって「科学技術に関する高等の専門的応用能力を有する者」と定められた国家資格です。
技術士の専門分野は、機械部門や化学部門、建設部門など計21部門に分けられます。国家試験は第一次試験と第二次試験があり、各部門ごとに対応する形で実施。第一次試験は大学の機械工学科レベル、第二次試験は技術士としての専門知識や高度な技術、経験値といった応用的な総合力を問われます。
第二次試験の受験には、修習技術者として4年~7年以上の実務経験が必要です。修習技術者の認定は、第一次試験に合格または指定の教育機関課程を修了することで受けられます。
公益社団法人日本技術士会の統計情報によると、2019年に実施された技術士(機械部門)国家試験の合格率は、第一次試験で49.3%、第二次試験で19.4%。機械系の資格の中でも、かなり難易度が高いといえるでしょう。


機械設計技術者試験

機械設計技術者試験は、設計技術者の能力向上の促進や社会的地位の確立を目的に、一般社団法人日本機械設計工業会が実施している民間の認定試験です。
機械設計技術者試験1・2級と、初級の機械設計技術者試験3級が用意されています。試験内容は、1級が機械設計業務の指導レベル、2級が機械設計業務を担えるレベル、3級が大学の機械工学科(機械専攻のみ)修了レベルです。機械設計技術者1級は、技術士の第二次試験に次ぐ難易度ともいわれます。
機械設計技術者試験では、実用的な機械設計の能力が必要。試験レベルが段階的に設定されているため、自己スキルの判断材料として受験するのもおすすめです。


CAD利用技術者試験

CAD利用技術者試験は、一般社団法人コンピュータ教育振興協会が主催する民間の認定試験です。
試験の種類は、2次元CAD利用技術者試験基礎や2次元CAD利用技術者試験2級・1級、 3次元CAD利用技術者試験などに区分されています。
CADの操作に特化した試験内容で、取得しておくと製図や設計などに活用できるでしょう。
合格率は試験の種類によって異なります。一般社団法人コンピュータ教育振興協会のCAD利用者技術試験の統計情報によると、2次元CAD利用技術者試験基礎の合格率は、2018年度が79.6%、2019年度が65.7%。2次元CAD利用技術者試験2級になると、2018年度が49.2%、2019年度が50.2%です。級のレベルが上がるにつれ、合格率も低くなる傾向にあるといえます。


CADとは?

Computer aided design(コンピュータ支援設計)を略したもので、コンピュータを使って設計を行えるツールを指します。2Dや3D化させた設計図面やデザインの作成を行うことができ、その種類はさまざまです。設計業界を中心に多用されています。


参照元
公益社団法人日本技術士会 - 試験・登録情報 統計情報
参照元
一般社団法人コンピュータ教育振興協会 - CAD利用技術者試験 統計情報

機械設計士の主な4つの業務手順

機械設計士は概念設計・基本設計・詳細設計・プロトタイプ試作の大きく4つに分けたステップで設計を進めていきます。以下、詳細をご覧くださ い。


1.概念設計

「概念設計」ではクライアントや企画担当者などと話し合い、製品のコンセプトを明確にします。軽量化を目指すのか、デザイン重視にするのかなどを議論して1つの案にまとめるのが目的です。


2.基本設計

「基本設計」では概念設計に沿って、機械の基本構造や何を部品に使用するかなどを決定します。ここでは、3DCADというソフトを用いて設計するのが一般的です。用いる部品の素材によって機械の強度が変わるため、熱工学や材料力学、トライボロジーといった技術で強度を繰り返し計算するなど、試行錯誤が重ねられます。


3.詳細設計

「詳細設計」の段階に入ると、CADを使用して図面へと仕上げていきます。量産するには、いかにコストをかけずに良いものを作るかという意識も大切です。コストや強度のバランスを考えつつ、安全性や環境への影響も検証。実際に第三者が製作できるよう、正確なサイズや材質、加工・組立方法なども詳しく詰めることが求められます。


4.プロトタイプ試作

最終段階が「プロトタイプ試作」の工程です。ここでは試作品を作り、動作確認を行います。市場に製品が出回る前に不具合がないかを見極める大切な工程です。うまく動作しない点がある場合は設計段階に戻って修正し、調整と評価を重ねた上で量産段階へと進みます。


機械設計の仕事に必要なスキル

機械設計士になるには、どのようなスキルが必要になるのでしょうか。


4大力学に関する知識

機械設計の業務をこなすには、機械力学・熱力学・材料力学・流体力学の4大力学に関する知識が必要です。これらの力学は、機械の強度や動作を考えたり、水や空気の流れ、熱の発生が伴う機械を作ったりする際に欠かせません。
設計する機械の種類や分野によって重きを置く力学は異なるものの、各力学の基礎的知識は機械設計の仕事に必要不可欠でしょう。


パソコンの基礎的スキル

パソコンスキルも機械設計の仕事に必要な能力といえます。現在は設計するのに紙やペンを使うことは少なく、パソコン設計が主流です。図面設計に用いられるCADや解析作業ができるCAEなど、主要な設計支援ソフトのスキルも身につけておくと良いでしょう。


論理的思考力

機械設計は、先に挙げた4大力学だけでなく幅広い知識をもとに行います。そのため、論理的思考力があるかどうかも重要です。
たとえば、関係者各位が理解できるような設計の図面化や、機械を構成する部品の知識が必要になります。また、製品実現化には加工方法や材料選定、組立・生産の基礎的な知識レベルも不可欠でしょう。これら多くの事柄を集約し、1つに形作る能力が求められます。


どんな人が機械設計に向いている?

機械設計の仕事には、幅広い知識や専門技術が必要とされます。機械設計士には、どのような人が向いているといえるのでしょうか。


コミュニケーション能力がある

自分ひとりの作業だけで新しい製品を生み出すことはできないため、機械設計士にはコミュニケーション能力が求められます。
製品化を実現するには、関連企業や自社内の他部署、チームの仲間と連携を図ることが欠かせない要素の1つ。お互いの意思疎通を正確かつスムーズに行えるよう、書籍を読んだりコーチングを学んだりして、コミュニケーション力を鍛えておくと良いでしょう。


緻密性と継続性がある

製品化するためには、テスト作業やシミュレーションを繰り返し行い、うまくいかない点に修正や微調整を施し、再度トライするという作業を根気よく行うことが必要です。そのため、機械設計士には、緻密性と継続性が欠かせません。
また、こうした技術は一朝一夕で身につくものではなく、実務経験の積み重ねが重要になります。緻密な作業工程に粘り強く取り組み、目の前の課題をクリアし続けることで、一人前の機械設計士になれるといえるでしょう。


探求心がある

機械設計士には、新しい技術を探求する能力が必要です。技術は日々進歩しているため、いま用いている技術も、何年か後には一新されているということもあり得ます。
時代のニーズを掴んだ製品化を行うには、新しいことにも意識を持って目を向け、自身の設計スキルを更新していくことが大切。新旧の技術を取捨選択し、設計作業にどう活かしていくか追求できる力が求められるでしょう。


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