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～ VA/VE 視点に基づき部品情報の表設定（１．材質２．加工工程３．要求仕様４．問題点）に展開して低コスト化設計力を高める講座です～ 2020年5月20日(水)日刊工業新聞社主催の技術セミナーで上記の題目で丸1日のセミナーを開催致します。 詳細は「ニュース」欄で公開しておりますのでそちらを確認してください。
■仕様に基づいた品質最適化を図り、最適形状の見直しでコストダウンを行える手法紹介 ■品質・納期・価格改善は事例から取り組むことも大事！本サイトからその一歩が始まります。 ■不良率を削減させる公差を設定する際に必要な事とは？ 不良率を軽減させる手法は色々あると思います。本画像もその一つです。ただ此処ではその手法によりコストアップになってしまうと言う事もあるので注意が必要です。 ワンポイント： 加工最適化を計った公差設定が大事です。 ■組み込みやすさを追求したオリジナル、加工性を追求した改善策 オリジナルタイプ：ベアリングをシャフトの真ん中から細くなる肩の部分で受ける様にしています。 ■改善型：シャフトをストレートにしてホルダの方でベアリングを受ける様にしています。 ワンポイント： 加工代の少ない形状を選択する事が大事。 ■問題点として： 不良多発で原因解明をした結果加工者側よりのホルダ側の加工でベアリング受け部の公差を決めるよりシャフトに段差を設けて組み立てた方が不良が減ると言うアドバイスでこの形状となりました。
VA,VE取り組み手法を下記の通り説明しています。 ■初めてVA,VEに取り組む 前に知っておくべき知識 ■2次元図の時代から3次元図への変化 ■コストダウン成功の基本姿勢 人・物・金・時間・情報の徹底 整理・整頓・清掃・清潔・しつけ、５Ｓの徹底 P・D・C・A、計画と実行、予算と実績（予実対比） ■ＶＡ、ＶＥの意味説明 ■ＶＥＣとは？ Value Engineering for Customers ■ティアダウンの意味及び具体的活用 ■ＶＡ、ＶＥへの取り組み方法を説明（温故知新、超回復の原理との関係等） ■ＶＡ、ＶＥと超回復の原理との関係 超回復の原理とは？ ■ＶＡ，ＶＥを行える部分としての定義 ■ＶＡ、ＶＥの攻略法 材料から 加工方法の変更から 工程変更から 形状変更から 軽量化 部品削減 上記内容の６種類の応用により攻略する事 ■コストダウン対応のＶＡ，ＶＥ手法の大枠 こちらではパワーポイント式のプレゼンテーションをpdfでダウンロードできます。
VA,VEによるコストダウン設計の醍醐味の一つに加工工法最適化があり、ここで紹介します。 MC加工から板金加工へのVA,VEで剛性の足らない部分は曲げ加工を取り入れています。 テーマはMC加工→板金化１（部品点数削減&工数削減化） 取り組みとしてMCプレート加工から板金曲げ構造で対応してコストダウン 角パイプの保持部としてMCプレート加工を行って強度を付けた構造から部品削減、板金曲げ構造で強度維持を検討。 ＶＡ，ＶＥ内容： 曲げ構造＋リブ構造で 強度アップを計って中間プレートは削除で部品削減化も計っています。 カタログページにてパワーポイント式のpdfをダウンロードできます。
本体付属のBOX取り付け用部品はシンプルイズベストのVA,VEでコストダウン 取り付けBOXの重量、取り外しの頻度等を考慮した最適設計で行えるコストダウン手法紹介です。 ■複雑な形状から簡易型でもしっかり保持出来る形状へ BOXを保持する為に必要な形状を複雑化する事無く簡易型でしっかりと保持し、その上コストダウン出来る用にしています。 ■ＶＡ，ＶＥ内容： 保持すべきBOXの大きさに合った形状にすると材料費がかさむ為、分割した形状でBOX保持出来る形状を目指してみます。 ■注目すべき点： 展開図を作成して材料の形状を確認してみる。 実際に必要な部分と切り欠いてしまう場所を確認して無駄な形状を改善する事を考えてみます。 ■考慮すべき点： 本体に保持する為に必要な形状を考えて最小形状と保持すべき形状を考えて見ます。 カタログページでパワーポイント式のpdfをダウンロード出来ます。
仕様追加で起こる部品を一体化でコストアップを避ける 分割されてねじ止めとされています。これを一体化させる事でコストダウンが行える方法を考えてみます。 ■ワンポイント： 部品追加はコストアップになるので追加工も視野に入れて設計をする事で打開します。 ■仕様追加で起こる部品増を一体化で解決 板金加工の得意な加工に追加部品の一体化があります。 切り欠き、曲げで解決出来る事もあります。 ■ワンポイント： 追加部品でコストアップにならない様、小物部品は特に一体化がお薦めです。 カタログページにてパワーポイント式のpdfで手法を紹介しています。
ねじの数は組み込み工数に比例でここを攻略してコストダウンを行える手法 生産ロット数が少なくてもリピート生産、１台あたりの複数ヶ使いでメリットが出てきます。 ■リベット、ネジ、双方に組み込み工具があります リベットによる組み込みはねじ止めと同様に見えますが違いは一発で決めるリベットとネジを何回転もおこなって組み込んで行くと言う時間差があると思います。 ■爪締めによる手法： 位置合わせ、組み込みをおこなう時点で組み込み完了 ２つの部品を合わせてねじ込む、又はリベット合わせをおこなうと言う時点で爪による位置合わせ、組み込みが完了すると言う事はその後のねじ止め、リベット締めの時間が削除されると言う事で時間短縮大です。 ■ポイントは同形状複数使い、同等部品がある場合に同形状の爪止めの設計をおこなう所です。
１．複数同形状部品ユニットを一体化にするVA,VEで行えるコストダウン設計手法 ２．分割化から一体化へのメリットは加工工数、組み込み工数を削減出来る事にあり！ 上記の通り、部品削減化により加工工数削減及び組み込み工数も削減出来る板金加工VA,VE手法の紹介です。 ポイントは形状のVA,VEをおこなう場合に加工工数、組み込み工数を削減出来る様に一体化を図るところにおあります。 ＶＡ，ＶＥ内容： 同形状の複数ユニットを一つに合成させる事が出来ると大幅な工数削減、部品削減すなわちコストダウンを行う事が出来ます。 この様な視点でコストダウンが実現出来るようになります。
丸パイプ同士の結合溶接の難しさをVA,VEにより部品削減、溶接加工削除によりコストダウンが出来る形状を構築出来る事例。ポイントは端末加工を簡略化出来る様、部品削減も考える点にあります。 不安定な丸パイプ同士の溶接加工から角パイプを選択して解決 本部品の様なリンク機構を丸パイプで製作すると中間にコの字型部品を溶接加工で１点、そして丸パイプをつけて出来上がりになります。３点構成となりますがこれをＶＡで改善してみます。
複数の類似品の寸法管理を行う事により同形状の寸法までを一度におこなえてコストダウンがおこなえます。在庫管理も途中形状までとして最終形状だけをおこなうと納期も短縮出来ます。 類似品のコストダウンには図面に「注釈」を入れる事が大きな効果を生みます。 ■外形、長さ ■加工位置の違い ■同寸法（穴位置、寸法の見違う場合等） これらを２次元図に「注釈」として書き込んでおく事で加工者側に最適加工方法を考えてコストダウンへと導く事が出来ます。
MCプレート材同士のユニットをコストダウン出来る手法紹介です。 テーマは切削加工による形状構築から切断加工により剛性を考慮しながら加工工数を大幅に削減する事でコストダウンをおこなう手法となります。 ■MC切削加工でプレートの板厚精度を求めている場合は向かない手法です。 ■オリジナル部品情報： SS材2点 参考寸法：10T×100×200 2ヶ 6F加工＋ミーリング加工、穴、ねじ加工 ■VA,VE内容： プレート材2点を板金形状に改善。板厚が薄くなる点は曲げ加工を取り入れて剛性を構築して対応しています。剛性が足りない場合にはリブをつけると効果があります。 ■切削加工による形状構築は文字通り削る事から形状が出来ますが切削量が多ければ多いほど加工工数は多くなりますが、板金加工は切断加工で形状を構築する為圧倒的に加工工数が少なく大きなコストダウンが期待出来ます。 ■問題は切削加工で仕上げる事が出来る寸法公差と板金加工では違いますので仕様を考えておこなう点です。
高額材料は必要部分のみでコストダウン！ 材料代と加工工数の見極めでコストを決める。 一見材料形状を考慮した方が加工工数削減となりトータルコスト削減に繋がりそうでも材料代が大幅にかかり結果的にコストアップになる事もあります。 材料代は動かせないコストとなりますが、加工工法のVA,VEにはコストを動かせる可能性が大です。 今回のケースでは材料代を削減した結果起こる工数アップに対するVA,VEをおこなっています。 ■オリジナル部品情報： 材料代： SUS材 1500×1500×50t 加工内容： モーター、インデックス等の取り付け穴、ねじ穴加工 ■VA,VE内容： SUS材 チャンネル材、アングル材組み込み製缶構造採用 加工内容： 溶接で下部構造構築 加工内容は同じ ■材料代が大幅に削減できたことは大きな効果ですが、加工内容によりトータルコストは変わるのでその見極めが大事です。 パワーポイントによる説明は4枚綴りでpdfにて閲覧出来ます。
特殊寸法表示方法、形状表示方法等、２次元図での表示方法を加工者サイドに立って設計をおこなえるコストダウン事例です。通常使われない寸法指示では補足で説明を入れてあるとコストダウンに繋がり加工者は楽になれます。 ■オリジナル情報： 本件では通常はあまり見かけない「エクスポネンシャル曲線」を使って加工する指示が加工現場でよく理解出来ずに加工に入る前段階で時間を費やしてしまい、結果的に工数が発生してコストアップになっています。 ■VA,VE内容： 本件では設計者側では曲線の定義を書き込めば加工者側は理解してくれると思うのでしょうが、現実には加工者の発想として点と点のX,Y座標を書いた寸法テーブルを作成して曲線で結ぶと書いて置いた方が理解が早いと思います。この点を図面に表示する事でトータル的に工数削減となる事例です。 今は工作機械の数値制御が非常に発達しているのでこの点をうまく活用する事で品質の高い仕上げが出来ると考えます。
強度・剛性を重視した形状は重量の点で問題となり単に 彫り込んで行くと加工工数大となりコストアップに繋がります。 本部品の様に重量軽減対策で角パイプ状にする事は軽減化には最適ですが加工工数アップが問題となります。 ■ONE POINT として材料最適化と削り込みによる軽量化の形状最適化の二本立てを考慮しました。 ■オリジナル部品情報： 材料：SS材 60×70×150 角パイプ形状10tの肉厚で角パイプ ■VA,VE内容： 材料：SS材→A5052S 軽量化対策： 角パイプ形状から深さ１０のミリング加工とし、切削加工量の削減及び加工性を考慮した材料の選択で大幅な加工工数削減をおこない、コストダウンにへ繋がった事例です。
板金材料統一のメリット紹介 板金材料を選択する時に強度を考慮して板厚を必要な種類を揃えて設計をする事が標準的な設計と思います。大量生産型であれば3×6,5×10の定尺板一枚を全て使える数量を生産する事も可能と思いますが、少量生産型の場合は板厚の違う部品を加工する度にタレパン加工機、レーザー加工機に乗せ替えなければなりません。それは段取り替えの手間と複数材料の管理と言った工数が発生します。目に見えない物ですが面倒な物でもあります。 ポイントは板厚統一した場合の強度安定にVA,VEで曲げ構造を取り入れるところです。 強度アップには片側1面の曲げから2面、3面、4面、更にコの字型への曲げで強度は仕様に応じて形状を構築出来るのがVA,VEの醍醐味です。
SS材ブロック形状のユニットの軽量化、加工工数削減を板金化で。M/C加工で剛性を保持しつつ、不要な箇所は板金化する事で部品点数削減、加工工数削減を行う事が出来てコストダウンに大きく寄与する事が出来ます。そのサンプルを紹介します。 ONE POINT： 精密部はMC加工で､付随する部品では加工精度をゆるく出来る場合板金も考慮するとコストダウンの道が開けてきます。 本ユニットは良くある近接SWを使ったMC加工でのスライドユニットサンプルです。この様なユニットで精度を要求されるならM/C加工が最適と思いますが、少々ゆるい精度で良ければ画像の様にロッド棒を保持する受け部分を板金化する事も可能と考えます。また、近接SWを保持する部品に関しては強度は不要とすれば板金加工で製作した方が加工工数も大幅に削減する事が出来ると考えます。
形鋼材を使用した製缶加工フレーム、架台を仕様に基づいてVA,VEにより強度を維持して板金加工で同形状を維持したコストダウン設計をおこなう場合の手法の一つです。ポイントはアングル、チャンネル、角パイプと同等形状を板金曲げ加工で構築するところにあります。 製缶構造筐体は剛性を要求されるユニットに適していますが、同等形状を板金加工で製作した場合を比較しますと加工工数、精度の点で板金形状ユニットに軍配が上がります。 刑鋼材の場合には材料の肌も鋳肌状態ですが、板金材料は肌も綺麗なのでメッキ、塗装仕上げの点でも板金加工にメリットが出てきます。
当事例集では、有限会社フナックス・エンジニアリングが行っている、 VA、VEによるコストダウンの事例を掲載しております。 「機器及び部品を仕様通りにマッチしているかのチェックでコストダウン」 をはじめ、さまざまな事例をご紹介しております。 ご興味がある際は、是非当社までお気軽にご相談下さい。 【掲載内容】 ■VA、VEの由来について ■コスト改善のために必要なVA、VE手法 ■VA、VEの意味についての説明 など ※詳しくはカタログをご覧頂くか、お気軽にお問い合わせ下さい。
有限会社フナックス・エンジニアリングは、お客様の要求される仕様を 崩さず、大幅なコストダウンを行うため、VA、VEに特化した機械設計、 部品設計を行っております。 その他にも、各種機械加工の一手受注業務、商用ホームページ制作、 webデザイン、精密機器製作に於けるトータルコーディネーターとして、 技術コンサルタントなど、幅広く事業を展開。 VA、VEによるコストダウン設計のことなら、是非当社にご用命下さい。 【事業内容】 ■製品設計 ■コストダウン設計 ■改善設計 ■改良設計 ■手書き図面のCAD化 など ※詳しくはカタログをご覧頂くか、お気軽にお問い合わせ下さい。
重切削不可能形状のMCブロック部品をVA,VEにより分割化をおこない、重切削可能形状として加工工数の大幅な削減が可能となり短納期化、品質向上、コストダウンが出来た事例です。 当社ではVA,VE による製品設計改造を主体としており、本製品の様な一体構造から分割構造へと改善する事は一つのVA,VE手法としてお客様のコストダウン依頼に答えております。 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
アルミ鋳物から分割加工をしてのコストダウン（発想の転換） 【改善前】 ●アルミ鋳物（AC4C)にてＭ／Ｃ加工をしていた ●ロット数は３～５ヶで外周加工、穴繰りを行っていた ※個数を考えると段取りに時間を取られ過ぎ価格に反映 【改善後】 ●一体化をやめてそれぞれの板に分けてＭ／Ｃ加工とする ※段取りに時間を取られていたのを無くして大幅にコストダウンを行えた 通常機械加工品を集めて鋳物化することがコストダウンに繋がります この部品に関してはロット数と段取り時間の関係がコストに跳ね返ってしまい、かえって高くなってしまったのであえて標準の方法にしましたが、 これも一つのアイデアだと思います また、標準の機械加工に戻した事で特殊工作機械で行わなくて済む為、 納期に関しても短くする事が出来ました ●コストダウン効果：既存製品が12万円 ↓ 6万円（50％のコストダウン） ■ワンポイント： 鋳物化の方が加工工数は少ないのが常識ですが、生産ロットがすくないと段取り時間が工数に入ってしまうのでこの点に目を向けています。
研削加工の部品を集めた分割型ユニットを一体化させてMC切削加工に出来るVA,VEをおこない大幅なコストダウンの事例。ポイントは加工工数のかかる研削加工からMC切削加工で一体化として加工工数の大幅な削減でコストダウンをおこなう事です。 VA,VE情報： オリジナル形状 材質:SUS430 キー材形状部品：5×5×300 16本 両端キー材受けブロック：30×30×200 2本 VA,VE後： 材質：SUS430 16本のキー材形状部品の固定用M2ねじ×４本×16本＝64ヶの加工がタップ折れ不良を出し易く、ここの改善及びキー材形状を研削加工で仕上げる為加工工数が多くかかる事をMC加工にする事で大幅な加工工数削減即ちコストダウンへと導いた事例です。
○改善前の状況○ 材料：SS400 外径形状：140*200*180 【改善前】 ●形状はSS400をベースにマシニング加工で加工する部分が 非常に多い為に工数削減が難しい状況 ↓ 【改善後】 ●外枠を板金形状にして可動部をマシニング加工にし、実際に必要な 可動部の形状を 小さくする事と形状の簡素化で加工工数を大幅に 削減することが出来ました ●コストダウン効果：既存製品が３０万円 ↓ ユニットにして６万円（８０％のコストダウン）
元祖コストダウンの一計はロスト化、鋳物化であり、複数部品の一体化による部品削減が効果的。 標準的な部品削減、一体化の例です。画像は3つの部品をねじ止め、溶接加工でアームに組み込まれています。小ロットであったり、一品物である場合にはこの形状で良しとなります。しかしある程度の量をリピート生産する場合にはコストダウンを考えた形状にする必要が生じます。 ONE POINT： 異形状で複数部品が一体化出来る事と不要な面は鋳肌のままで加工無しが最適です。
板金加工コストダウンをおこなえる段取り削減化及び形状最適化をおこなうVA,VE事例です。コストダウン手法としてポイントは材料統一をおこないながら形状維持そして段取り削減化で工数削減をおこなう事にあります。 板金加工→段取り削減化（使用材料の削減でコストダウン） 真ん中の角パイプを保持する為に両側よりリブとして構成されています。この様なケースでは立ち上がっている角パイプと同じ角パイプを採用する事で材料の統一化も図れるので結構良い形状と思います。 ここで既に一つのVA,VEは達成できていますが更にコストダウンを追求してみます。
切削量の多さは加工工数に比例でコストに影響します。難削材部品を仕様に基づいて最適材料に変更してコストダウン。ポイントは切削抵抗の少ない材料アルミ、樹脂に置き換える部品の見極めです。 SS材・SUS材の部品の問題は加工性が悪いと言う事と 考えた場合の解決方法を考えてみます。 部品自体に強度、剛性を求められている場合とそうでない場合が有り、後者（求められていない場合）も多々あると思います。その様な場合には形状同じでも材料を変更する事でコストダウンの道が開けてきます。 此の問題点の解決方法をVA,VEで考えてみます。
不良多発部品には原因がある事が多く、此処を顕在化して解決する事でコストダウンに繋がる事が多くあります。 「不良を出さない」と言う事はコストダウンの隠れた手法です。 本部品で画像の丸印に焼き割れが多発して不良となる事が多い為その原因を検証して対策を模索します。 ■現状の問題点を検証 焼き割れの原因が何処にあるのかを考えて行きます。 丸印にある角部が鋭角になっている事と左側が他の面と比較して極端に狭い為焼き入れ時の温度変化でひずみが出やすく焼き割れとなることと考えられます。 【改善前】 ●材料：ＳＫ３ 熱処理：５５度HRC 角部を９０度に仕上げていた為、焼き入れ時に応力が働き焼き割れが頻発していた 【改善後】 ●焼き入れ時の応力を分散させて焼き割れの不良を無くすことに成功
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