総合技術監理部門 H21年 2009年

技術士二次試験模範解答 総合技術監理部門 H21年 2009年

 複雑化し相互依存性の強い現代社会では,一見関係性が少ないと思われがちな事象の発生も,時として前提とされていた事業環境を急速かつ広城に変化させ,事業結果や社会へ多大な影響を与える場合がある。

 このような現代社会において,各種のプロジェクトや業務を遂行するに当たっては,その基盤となる前提(社会動向,社会制度,経済状況,技術革新,自然環境,経営資源など)を適切に考慮し,技術の適用を慎重に行っていく必要がある。

 また,この際,あらかじめ前提や環境の変化を想定し検討しておくことは,考慮する前提や環境の変化は,自らのコントロール下に置けないとしても,次善策への展開などにおいて有益であることを忘れてはならない。

 以上の観点を踏まえて,あなたが経験した,あるいは経験をしなくとも知見を持つプロジェクトや業務を念頭において,総合技術監理の視点から次の(1)〜(3)の問いに答えよ。 (それぞれの問いについて,指吊された答案用紙の枚飮以内にまとめること。)

 ここでいう総合技術監理の視点とは,「経済性管理」,「人的資源管理」,「情報管理」,「安全管理」,「社会環境管理」の5つを言う。

(1)あなたが対象とするプロジェクトや業務の中で,不測の事態が発生して多大な影響を与えたもの(下図のAケース)や,不測の事態が発生したが放置せず対処したので多大な影響に至らなかったもの(下図のBケース)のどちらか1つを取り上げて,そのプロジェクトや業務の概要と発生事態の具体的内容を答案用紙丿枚にまとめよ。

   ここで言う「不測の事態」とは,プロジェクトや業務の開始時点では,「想定できなかった事態」,「想定したが考慮しなかった事態」,「想定したが事前準備できなかった事態」のいずれかを指すものとする。

   さらに,例えば「環境規制の強化によって事業途上や完了後に不適合となった」,「プロジェクトの前提としていた技術に対抗する革新的な技術の台頭によって技術が競争力を失った」,「想定外の経営資源の不足が発生し,事業に影響を及ぼした」,「事故原因として想定したが組織の対応として不十分なものとなってしまった」などのようなケースを想定しており,日常業務の小さなトラブルを言うものではない。但し,小さなトラブルの連鎖や同時発生によって,思いも拠らない結果に至りうるケースなどは本対象に当てはまる。

(2)(1)で挙げたプロジェクトや業務について,不測の事態が発生したことによる影響と,不測の事態を事前に想定できなかった原因あるいは想定していても準備できなかった原因を答案用紙2枚にまとめよ。

  なお,想定できなかった(準備できなかった)原因の記述は,単なる見落としのような表面的なものではなく,その背景にある真の原因を幅広い視野で構造的に捉えて,体系的に記すことが望まれる。

(3)(2)の検討を踏まえて,そのプロジェクトや業務の計画の時点に戻ったとしたら,総合技術監理分野の技術者として,どのように各種の前提を想定するべきか,総合技術監理の5つの視点のうち,3つを用いて具体的な想定方法を答案用紙2枚にまとめよ。

   ここで求める想定方法とは,対象とした不測事態だけではなく,あなたが(2)で記したものと同様の原因構造を持つようなものも拾い上げられるように,幅広く想定外をなくすためのものが望まれる。

模範答案1  機械・動力エネ 専門 ガスタービン

1.           不測事態が発生した業務の概要(多大な影響に至ってしまったケース)

 ガスタービンに燃料用の都市ガスを供給する過程で加圧するためにガス圧縮機を使用する。そのガス圧縮機は、専門メーカからの購入品である。

日本国内でのガス圧縮機メーカは主流として3社あるが、数年前に価格の安い外国製品が市場に出回るようになってきた。

国内でのガス圧縮機メーカ間の価格競争が激化し、各社生き残りを賭けてシステムの品質機能展開を図った。その際、コストダウンの理由から油分離器の簡略化が行われ、市場の標準となった。

新規のシステムを導入して2年程度経過したころから、ガスタービンの燃焼器に亀裂や変形が生る問題が発現した。

ガス圧縮機から都市ガスに混入する潤滑油が、ガスタービン燃焼器内部で異常燃焼を起こしたことによる事故であった。

対策として油分離器の改善が必要になったが、工事を含めて膨大な費用の発生が見込まれた。

自社内部でコスト、対策方針(品質)、実施時期(納期)などの検討に時間を要している間に、他の顧客への情報開示が遅れ、顧客間で憶測や不安が広がり、危機感をもった顧客から早急な対応を要求され、組織総力をあげての緊急対応となった。

2−1不測事態が発生したことによる影響

①   工程管理の混乱

ガスタービン内部点検結果、燃焼器損傷への影響程度に応じて、緊急性の高い顧客から順次対策えるように速やかに情報を提供して日程調整すべきであった。

顧客間での不安やバイアスにより緊急対応要請が集中した。

対策時期が集中化したために、部品の手配・調達業務及び作業員の労務管理が混乱した。

②   企業の信用喪失

憶測や間違った判断が先行して、複数の顧客を混乱させ、企業の信用も喪失する問題に発展した。

③   人員手配の混乱

対策工事を客先の要求に合わせて一斉に実施することになったため、ガスタービン内部点検など高度な作業を行う、熟練技術者に負担が偏った。

そのため、協定を超えての労働時間延長など労働安全衛生管理上の問題が顕在化した。

2−2不測事態を想定していても準備できなかった原因

 国外製品のガス圧縮機には、大型の油分離器が1個で、内部にはガス中の油を衝突分離させる構造となっており、油分離機能が強化されているとの説明であった。それまで、国産の油分離器は、2個を直列に配列して油分離効率を向上させる方式であった。

 国産メーカでも原価低減の観点で、油分離機能を強化した油分離器1個方式を採用して、それが市場で主流となった。

 新規のシステムを採用するにあたり、各メーカから説明を受け、新規システムをと従来方式との性能、機能比較を行ったが、カタログ上での要目に大きな相違はなかった。また、短期間ではあるが、試作段階での油分離分析結果も従来方式と遜色ない数値であった。

 ただし、市場に出て間もないために実績はなく、他所でのトラブル事例は発現していなかった。

競争激化にともない、各社ともに、コスト低減を前提とした製品開発が優先され、品質機能展開評価が充分ではなかった。

競争激化すると品質が低下するという基本原則が読み取れなかった。

3.計画に戻ったときどのように前提を想定すべきであったか

 競争激化すると品質が低下することを前程として、慎重に部品を選ぶ。

3-1安全管理

・「競争激化すると品質が低下する」ことを前提としたリスクアセスメントを実施する。 

リスク管理行動指針として、ステークホルダの利害保全、自組織の信頼性確保、経営資源の確保など明確にする。

実績のない新システムを採用した市場に内在するリスクを社内の設計検証会議において、ブレインストーミングリスク方式で意見を出し合い、ハザードを特定する。

・システム安全工学手法により、新しく採用した部品が破綻した場合を初期事象に設定して、予想される事故を順次進展シナリオとして、ハザードを特定する。 

3-2経済性管理

・開発・設計段階で品質を確実なものにするために、実験計画法など統計的手法により確認する。

新システムと旧システムの相違項目を因子として、その影響度の違いを水準としたプロファイルから特性を把握する。

・品質管理:新QC7つ道具を活用して、設計段階で、潜在化する問題を明確にする。

チェックポイントとして新システムと旧システムの特性(コンパクト性、油分離機能など従来と相違する項目)を上げる。評価項目として、効果、実現性、経済性などをマトリックス図として着目点を明確にする。

整理された着目点の中から内在するリスクの特定に結び付ける。

3-3情報管理(通常業務における情報管理)

・リスクに関する情報の収集と整理:組織における意思決定のための情報を体系的に把握する。

意思決定に必要な項目として、装置の新システムと旧システムの相違点に内在する問題別分類の検討を行う。

「業務レベルとしては、品質管理で得られたリスク情報にもとづくリスクの特定」、「管理レベルとしては、問題の発見と対策の実施」、「戦略レベルとしては、市場浸透に向けての技術的差別化」をあげて、新規システムを採用することによるリスクの特定とリスク低減対策の実施を決定する。

以上 

総合技術監理部門 H22年 2010年

技術士二次試験模範解答 総合技術監理部門 H22年 2010年

 技術が高度化・複雑化し,グローバルな関係が益々強まる現代社会では,多様な価値観や世界的な課題の中で物事を捉えていくことが改めて求められている。特に,過去の時点や現時点では最善と思われていた事も,時代と共にその評価は変化し,社会的に大きな負の遺産に変化するような場合もある。

 従って,各穐のプロジェクトや業務を遂行するに当たっては,近視眼的にプロジェクトや業務内の適切管理を追及するだけでなく,将来の社会変化や技術進歩なども意識しながら物事に相対することが今後さらに望まれてくるであろう。これは,その時点で全てを予見し,解決することが出来なくても求められると考える。

 以上の状況を踏まえて,以下のプロジェクトのケース(実在しないものも含む。)の1つを選び,当該プロジェクトを推進する立場で,総合技術監理の視点から(1)〜(3)の問いに答えよ。ここでいう総合技術監理を構成する管理分野とは,「経済性管理」,「安全管理」。

 「人的資源管理」,「情報管理」,「社会環境管理」の5つをいう。また,解答に当たっては,具体的な設定を自分で行い,その設定事項も記載せよ。(問いごとに答案用紙を替えて,それぞれ指定された枚数以内にまとめること。)

ケース1:低環境負荷自動車(エコカー崋)の開発と普及促進

ケース2:国内における高さ500m程度の複合用途の超高層ビルの建設と維持

ケース3:情報通信分野を含む現在の最新科学技術を適用した,大規模博物館の建設と維持

※ エコカーとは,電気自動車,プラグインハイブリッド車,又は燃料電池自動車のいずれかを指すものとし,解答に当たっては上記の中から覃の穐類を選択して解答すること。

(1)      本論文において,あなたが採り上げるケースを明記し,それらの開発・建設プロジェクト及びプロジェクトの成果物である製品や施設(以下総称して「本事業等」という。)の概要(目的,成果物の機能や普及の姿など)を想定して明示し,本事業等が社会に与えると考えられる直接的・間接的な効用(社会的便益)と併せて答案用紙1枚にまとめよ。

(2)(1)であなたが採り上げたケースについて,事業等の前提となる主要な条件(社会的環境,社会・市場のニーズや規模,本事業等や関連技術の競合状況等)について生じる可能性のある重要な変化を具体的に記述し,その変化により顕在化する可能性のある社会的なデメリット(本事業等がもたらす悪影響や,期待していた社会的便益の喪失)について論理的に考察せよ。また,解答に当たっては,上記デメリットが顕在化し得ると想定する時期又は条件についても明記せよ。以上の前提条件の変化,社会的デメリットとその発現時期又は条件を答案用紙2枚にまとめよ。

(3)(1)及び(2)を踏まえ,本事業等が長期にわたって社会的に受容されることを目的として,想定したデメリットの発現を防止,又は発現したとしてもその影響を最小限に抑えたり,あるいはデメリットを上回るように社会的便益を維持・増大したりするための具体的な方策について,総合技術監理の5つの分野のうち,3つ以上について言及しつつ答案用紙2枚に記述せよ。また,必要に応じて分野間の相互関係にも留意して解答することが望ましい。なお,求められる対応の時期としては計画時点に戻っても構わないものとする。

模範答案1 機械・動力エネ 専門 ガスタービン

ケース1:低環境負荷自動車(電気自動車)の開発と普及促進を取り上げる。

(1)電気自動車の開発と普及の概要

大型トラック、商用車、乗用車などあらゆる車種に電気自動車の普及を目指す。

充電式バッテリィの長寿命化と長距離走行を可能にする充電設備のインフラ整備がボトルネックとなるが、並行して推進することが電気自動車普及の不可欠条件となる。

走行安定性や速度などは、駆動用モータの容量や配列で容易に解決できる。エンジンより振動・騒音の点で技術的には有利な設計が可能である。

直接的効用:液体燃料を燃焼させないので、大気汚染物質を走行中に排出しない。環境汚染物質が拡散しない。街頭での光化学物質の抑制にも貢献する。住民の健康負担が軽減する。

間接的効用:電気エネルギー供給が自宅やショッピングセンターなど身近な場所で容易に充電できるので、ガソリンスタンドまで車を移動させる手間が省ける。震災など長期に燃料供給網が寸断され、復旧が遅れても、影響なく充電が可能となる。

(2-1)事業の前提となる主要な条件

社会的環境

大気汚染物質(ばいじん、窒素酸化物など)を直接排出しないので、環境負荷の低減、拡散を防止できる点で、電気自動車はメリットがある。

社会・市場のニーズ

 走行安定性や走行速度の点では、エンジン駆動の自動車より優れている。日常的には、自宅で充電できるのでガスリンスタンドなどに移動する手間が省け、メリットがある。

充電式バッテリィの長寿命化と長距離走行を可能にする充電設備のインフラが整備されると社会に受容され、ニーズが増加する。

本事業関連の競合状況

 電気自動車の競合状況としては、プラグインハイブリッド車や燃料電池自動車があるが、階層化意思決定法により、将来の代替案を選択しておくことが必要である。

それぞれ競合との「将来性」、「環境負荷」、「技術上の得失」など比較検する。機構の複雑さや車体重量の点で、プラグインハイブリッド車は将来的には電気自動車の普及とともに自然淘汰されると考えられる。

(2-2)前提条件の変化により顕在化する可能性のある社会的デメリット 

原子力発電所依存政策から火力発電所依存に伴う、温室効果ガス(CO2)削減効果が期待できないデメリット。

電気自動車の普及は、直接液体燃料を燃焼させないが、電気エネルギーを消費するために、電力需要の増加を伴う。

発電所の稼働率向上や発電所の増設などが必要な条件となる。

原子力発電所依存政策の見直しにより、電力不足分の供給は、他のエネルギーに切替える必要があるが、再生可能エネルギーの実用化が進まない現状では、火力発電所に依存せざるを得ない状況となっている。

火力発電所の稼働率向上及び増設は、温室効果ガス(CO2)の発生を増加させることになり、環境保護の点でデメリットとなる。

このように、電気自動車の普及は、直接大気汚染物質を排出はしないものの間接的には、火力発電所の稼働率向上や増設につながる。温室効果ガス(CO2)の発生とのトレードオフ問題の解決が不可欠となる。

デメリット発現の時期としては、電気自動車が普及し始める、2020年ごろと推定する。

理由:急速充電技術と規格の統一が整備され、電気自動車の充電インフラが整備され、需要が伸びる。

(3)デメリットの発現を防止する具体的な方策

提案:ガスタービンコンバインドサイクル発電所(GTCC)の普及を提案する。

GTCCは熱・電可変システムであり、蒸気需要変化と電力需要変化に対応可能である。発電効率が45%程度あり、他の熱機関の発電端効率25%〜40%に比べても高い効率が得られ、温室効果ガス削減に寄与する。

原子力発電所の安全性が確認され再稼働・稼働率向上し、さらに再生可能ネネルギーの普及率が向上するまでは、GTCCの普及が電力確保とCO2削減に対して有効手段となる。

(3-1)経済性管理

・GTCC 構成装置には、蒸気タービン、復水器、両軸型の発電機など複雑なシステムとなり原価がアップする要因となる。FSによる採算性、事業の継続性などを確立する。

・開発・設計段階から、蒸気タービンと復水器の直結構造採用など構成装置のコンパクト化や機能展開により原価低減活動を実施する。

・事業の継続性を階層化意思決定法により検討する。GTCCの将来性、安全性、信頼性について再生可能エネルギーの動向、バイオガス利用などCO2削減への取り組みを合わせて検討する。

(3-2)情報管理

・スマートグリッドによる通信能力や演算能力を活用して電力需給を効率よく運用するなど情報ネットワークの活用。

・経営資源や需要予測、競合他社の動向、採算性など業務レベル情報、技術的な差別化など戦略レベルとしての情報を整理して、階層化意思決定のための情報として活用する。

(3-3)安全管理

・信頼度解析:GTCCによる発電事業が商業用電力と同等の信頼性を確保するための信頼度の構築が欠かせない。信頼度構築には「システム信頼度解析」手法により、異常検出システムに2out of3の導入などを図り、軽微な誤動作による故障停止の確率を低減して信頼度を向上させる。

トレードオフ:システムの信頼度構築には実績時間が必要である。制約時間以内での製品開発と信頼度構築はトレードオフの関係にある。

システム信頼度解析手法により、システムの安全性を二重化や2アウトオブ3システムなどにより故障確率を低減させる。

模範答案2     専門科目:建設―施工計画、      施工設備及び積算 20130702 2

ケース2の「国内における高さ500m程度の

複合用途の超高層ビルの建設と維持」を採り上げる。

1.1 超高層ビルの概要

 今回建設する超高層ビル(高さ500m、120階建て、敷地面積120m×150m)は、都心の地上駅近くに計画されている。高層階部分がオフィスとホテルであり、低層階部分が(テナントによる)商業施設がはいる複合用途のビルである。収容人口は、オフィス部で2万人程度と試算している。また、近くの地下鉄駅とは、地下連絡通路を建設し、接続することにより、ビル利用者の利便性が図られている。

1.2 本事業が社会に与える直接的・間接的な効用

1.2.1 直接的効用(社会的便益) 

超高層ビルの完成により新たに商業施設の従業員の雇用創出が期待される。また、周辺地域等の人口の増加に伴いユーテイリテイ機能の整備が必要となるため、サービス業に携わる人々が創出される。

1.2.2間接的効用(社会的便益)

超高層ビル周辺地域では、今回のビルに触発され、さまざまな(テナント等)企業の進出・誘致の可能性がある。このことは、新たな雇用創出に発展することが期待される。また、今回のビルが、地域のランドマークとして観光スポットと市民に認められれば、更なる集客効果も考えられる。

(2)事業の前提となる主要条件の変化等

2.1 事業の前提となる主要な条件の重要な変化

2.1.1 社会的環境の変化

 超高層ビルが計画された当時より、リーマンショック等の影響もあり、経済成長率が鈍化し、民間投資が鈍くなる。また、円高が進行し、外国企業は日本への投資を控えるようになり、外資系企業が日本から離れるようになる。そのため、海外からの日本への旅行(観光)客が減る(見込めなくなる)。一方で、本ビル周辺地域では、多くの商業施設の進出が行われ、大規模な人口集中がおこる可能性がある。

2.1.2 社会・市場のニーズや規模の変化

 社会において顧客ニーズの多様性が考えられ、作れば売れる大量消費の大衆市場から、低価額志向と高級志向の2極化、少数個性派等の不確実なニッチな市場へと変化している。そんな中、本商業施設において、顧客(消費者)のニーズに合う商品を、いち早く 提供することと変化への早い対応が要求されている。   ホテル事業においても顧客(市場)ニーズの多様化が考えられ、ハード(外装等)とソフト(接客方法、レストランのサービス等)の組み合わせでの対応となる。

2.1.3 本事業等や関連技術の競合状況の変化

 地球環境保護の気運が高まる中、省エネ・省資源に関心が高まっている。最新技術をふんだんに採用した当社独自開発の省エネビル(例:壁面に太陽光パネルを取付ける。コジェネレーションを採用する。)であるが、最近、同業他社が、環境負荷低減の新技術を開発し、同様の省エネビルの計画を開始したと発表した。

2.2 顕在化する可能性のある社会的デメリット

2.2.1 社会的環境の変化に対するデメリット

円高の進行によりホテル利用客、商業施設利用客が減少し、高層ビル建設に要した費用(借金)の返済が困難となり、大きな負の遺産となる可能性がある。(ビル完成10数年後)

ビル周辺への急激な人口集中は、交通渋滞の慢性化、周辺のスラム化等の社会環境の悪化というデメリットが考えられる(ビル完成後)。

2.2.2 社会ニーズの変化等に対するデメリット

市場(顧客)ニーズの多様化により、画一的で大衆向けのホテル及びサービスは、利用客の減少へと繋がる。そして、テナント企業の流出等に繋がる。超高層ビル(ランドマーク)としての人気が落ち、オフィスビル賃料を値下げする。(ビル完成10数年後)

2.2.3 関連技術の変化に対するデメリット

他社が競合する環境関連技術の対応(採用)を開始したことにより、投資家から評価を得るための技術競争が厳しくなる(現在の先行していた優位性が、保てなくなる)。技術開発費用が増え、建設資金(維持修繕費等)の回収に遅れが生じる。(ビル完成10数年後)

(3)社会的デメリット発現を防止する方策

3.1 経済性管理からの対策

商業施設において、円高のメリットを利用し、輸入品の原価を安く仕入れ、イベントを企画し、販売することで集客の維持を図る。また、不動産価値(含み益)を伸ばすため、環境技術に力を入れ、社会的便益を増大させる。(技術の進歩に伴い現時点で、最適である品質が、時代とともに低下する(ニーズの変化)懸念がある。)デメリットの抑制には、計画時において将来の技術動向を見据えた事業企画の立案が必要である。そのため現在流行っている既存の大型複合施設の集客状況、事業収支の情報等を分析し、現在のニーズの対応、将来の経済環境を予見し、変化に耐えうる事業計画を策定する。外国からの観光客の増加には、本ホテルの利用を含めた、富士山や日本の魅力を感じる(アピールする)ツアーを計画する。

3.2 情報管理からの対策

消費者ニーズの多様化の要因の一つは、情報管理にあると考える。社会に情報が溢れている現在では、消費者が求める有効な情報を、的確に消費者に伝える必要がある。社会的変化、ニーズにすばやく対応するために、情報収集・共有を積極的に行い、ホテル利用者に新しい情報を提供(発信)し、リピーターの獲得に努める。また、複合用途ビル(ホテル、オフィス、商業施設)間で、情報の共有を行う。そして、客層・ニーズに応じたサービス・商品等を提供することが重要と考える。

維持管理時においては、異分野の技術者と連携し多方面の技術情報を共有すること(多様化)や、データマイニング技術により情報収集を図り解析し、問題別に分類保存する。デジタル化されたデータは漏えい、破損等のリスクを伴うため、発生確率と被害規模を想定しコストを投入する。

3.3 社会環境管理からの対策

 環境負荷の低減に寄与するために、超高層ビルは壁面利用太陽光発電やコジェネレーションを活用、また各種緑化技術を積極的に採用する。そうすることで、投資家に対し本超高層ビルは、環境に関する先進技術を、競合する他社より先行している省エネビルであることを積極的にアピールできる。そして、さらに投資家の投資意欲を掻き立てる。実際に、エネルギー消費量(電気代)が減少し、初期投資分を含めても、長期的(10年程度)にみると、経済的で優位となり十分実用的である。今後は、さらにエネルギー利用の効率を図る(改善する)ことで、より一層節約ができ、ビル建設資金の回収に有効となる。

総合技術監理部門 H23年 2011年

技術士二次試験模範解答 総合技術監理部門 H23年 2011年

模範答案1  機械・動力エネ  専門 ガスタービン

1.ケース1製品の製造・組立事業を行う企業Aを取り上げる。

1-1事業の概要

事業規模としては、10,000kW未満のガスタービンを原動機とする発電設備やポンプ用動力システムを製造・組立てを行う事業を想定する。

 市場:都市ビルや病院に設置する非常用発電設備や河川の増水時の排水用として下水道事業への非常用発電設備やポンプ駆動装置の需要が見込まれる。

1-2外部資源

 従業員数は、1,000人程度で営業部門、管理部門、調達部門、設計部門、製造・組立部門及びアフターサービスを担当する部門から構成されている。

 営業部門や管理部門は、事業企画を構築するための情報収集が容易な都市部に拠点を置き、工場は地方に分散する。

1-3外部環境

震災直後の交通網、エネルギー網などインフラが回復するまでの期間、1週間程度の電力確保や復旧に際してのポンプ設備の運転継続など、長時間運転可能なシステムの需要が増加している。

市場の要求条件を満たすシステムを構築することによって、事業の継続は可能である。

2.事業の継続を脅かすシナリオ

1)シナリオ1:「原子力発電政策の方針転換」

 東日本大震災後、原子力発電所依存政策からの方針転換の影響により、発電量の維持・確保は火力発電所への依存率が高まっている。

液体燃料や石炭を燃料とする火力発電所依存は、温室効果ガス(CO2)目標の達成が困難になり、環境保全活動が停滞する。

国民への環境上の負担増と国際社会への信用失墜となる。

CO2削減に向けて、火力発電所の一層の効率改善の要求やCO2発生量の少ないバイオガス、天然ガスなど燃料転換や混合使用などが義務化される。

その政策方針に基づき、液体燃料による長時間の運転が困難になるケース。

2)シナリオ2:レアメタル入手困難

 現在、レアメタルの輸入先は、ほぼ中国一国に集中している。中国経済の著しい発展に伴い自国の産業発展を優先するために、レアメタルを自国での消費に回し、他国への輸出を制限する。そのために、日本国内でのレアメタルが品薄となり、入手困難になる。

 機械の軸受け材料としての銅、ガスタービンブレードに耐熱性の高いニッケル、高張力ボルト材料に含有されるクロムやモリブデンなど多種類のレアメタルを使用しているガスタービン発電装置としては、ガスタービン本体だけではなく、システムを構成する周辺機器の入手も困難になり、事業継続が困難になる。

3)シナリオ3:耐震設計基準の規制強化

 東日本大震災の影響を受けて火災予防の観点から設備への耐震性が強化されるケース。

地震発生時におけるガスタービン発電装置の転倒防止装置設計基準の強化が予想される。

 耐震性が強化された場合には、ガスタービン発電装置を搭載している台床の強度アップや耐震ストッパの強度アップなど装置の強化が必要になる。土建側への影響としては、基礎の強度増加や装置を設置するスラブや梁の強度アップにつながり、都市ビル用の発電設備などには、高層階や屋上への設置が困難になる。

設置の容易さから軽量小型ガスタービン発電装置を必要な発電容量に見合う複数台を設置する方向に市場の選好が移行した場合には、自社製の中型ガスタービン発電装置の需要が低下する。

3.取り上げた2シナリオついて対策

1)シナリオ1:原子力発電政策の方針転換

①対策案:デュアルフューエル(DF)発電装置の拡販。非常用発電設備の急速始動として液体燃料を使用し、長時間運転が必要になった際に、都市ガス供給パイプラインの健全性が確保され次第、都市ガス燃料に切替えることによって、長時間の運転が可能となる。

②理由:

・液体燃料に比べて、都市ガス燃料CO2原単位は、20%程度少ない、都市ガス燃料に切替えて運転することによってCO2削減効果が得られる。

・災害発生時の復興にあたり有効に機能する。

③留意点

③-1経済性管理:DF発電装置は、システムが複雑となりコストアップ要因となるが、事業の継続や実現性をFSや階層化意思決定手法により検討する。

③-2情報管理:競合他社のシステムの動向や再生可能エネルギーの開発状況など経営判断に必要な情報を整備提供する。

③-3安全管理:被災時の発電確保という使命を確実なものとするためのシステム安全性確保、システム安全工学手法により信頼性を確保する。

2)シナリオ2:レアメタル入手困難

①対策案:中南米、オーストラリアなど代替産地の確保、代替材料の確保及び代替システムの開発。

②理由:リスクの分散

③留意点

③-1経済性管理:代替材料、代替産地など新規に調達する材料の品質の確認を図る必要がある。

代替材料の品質安定を確認するために、品質管理を強化する必要がある。ヒストグラムによる偏差値や不良率の確認及び散布図による成分の偏りなどをQC手法により妥当性を確保する。

③-2安全管理:「実績のない代替材料を採用した場合の品質低下」を前提としたリスクアセスメントを実施する。ステークホルダの利害保全、自組織の信頼性確保、経営資源の確保などリスク管理行動指針として問題が顕在化した場合の責任ある行動を明確にする。

 外部からの材料専門家を加えてブレーンストーミング形式のデザインレビューを実施して潜在化するハザードを明確にする。

③-3社会環境管理:環境適合設計の観点で品質機能展開により環境側面を品質として、レアメタルのリサイクルなど3Rの促進に取り組む。

模範答案2 簡易答案形式1  専門科目:建設―施工計画、      施工設備及び積算  作成日 :H24.05.14

1.取上げるケース

2.プロジェクトの概要

3.プロジェクト遂行に必要な外部資源・外部環境

(1)外部資源

(2)外部環境

4.プロジェクトの存続を脅かすシナリオの想定

(1)シナリオ1(大規模地震の発生)

(2)シナリオ2(準拠基準の改正)

(3)シナリオ3(資材価格の高騰)

5.事業継続のため準備しておく対策案等

5- 1シナリオ1の場合

(1)外部要因の顕在化

(2)外部資源や外部環境の変動や被害の発生

(3)事業への影響

5- 2シナリオ2の場合

(1)外部要因の顕在化

(2)外部資源や外部環境の変動や被害の発生

(3)事業への影響

5- 3シナリオ3の場合

(1)外部要因の顕在化

(2)外部資源や外部環境の変動や被害の発生

(3)事業への影響

6.対応策

6-1大規模地震の発生への対応

(1)事前に準備する対応策

(2)上記対策を行う理由

(3)対策上の留意点

6-2準拠基準の改正への対応

(1)事前に準備する対応策

(2)上記対策を行う理由

(3)対策上の留意点

模範答案2 簡易答案形式2  専門科目:建設―施工計画、      施工設備及び積算  作成日 H25.06.17

1.           とりあげるケース                      1枚

ケース2 地下高速道路の建設

2.プロジェクトの概要

都心での工事、工期厳守

3.プロジェクト遂行に必要な外部資源・外部環境

(1)外部資源

建設労働者、建設資材、建設費用

(2)外部環境

電気、通信、水道(インフラ)

4.プロジェクトの存続を脅かすシナリオの想定          2枚

1)大規模地震の発生(シナリオ1)

(1)外部要因の顕在化

大規模地震の発生、インフラの寸断

構造物の再チェック

(2)外部資源や外部環境の変動や被害の発生

資機材調達不能

人材、協力業者の確保不能

構造物の損傷

(3)事業への影響

工期の遅延、支出の増大、通信不通による情報途絶

災害復旧に人手がとられ事業実施に必要な人員が確保できない

事業の継続性、存続に影響

2)法改正に伴う準拠基準の変化(シナリオ2)

(1)外部要因の顕在化

社会情勢の変化により省エネ法が施行される

技術向上や災害の発生等による技術基準の見直し

(2)外部資源や外部環境の変動や被害の発生

規制、基準が厳しくなる。

基準が新しくなり品質の確保が難しくなる

(3)事業への影響

準拠しないと品質の低下となる

法改正対応のため人材の育成、確保

設計変更に伴う工事費用の高コスト化

3)資材価格の高騰(シナリオ3)

(1)外部要因の顕在化

中東情勢が不安定となり原油価額の高騰する

原油の調達が困難となる

(2)外部資源や外部環境の変動や被害の発生

輸送コストが増大

材料価額の高騰による企業倒産

当初の事業費内での工事完成困難

(3)事業への影響

事業費の不足、工事コストの増大

工期内の工事完成が難しくなる、当初計画の見直し

5. 事業継続のための事前の対策案              2枚

5-1 大規模地震の発生への対応(シナリオ1)

対応策:資機材調達先の分散・多様化を図る(複数の輸送ルートの確保と複数の業者の確保)。また、フォールトトレランスによる在庫のストック管理を行う。

理 由:災害時のサプライチェーンを確保するため

留意点:調達先の多様化による品質のばらつきの可能性、構造物破損の可能性あり。

対応策:人材および協力業者のスキル・組織力の向上を図る。

理 由:災害時のスキル低下、モチベーション低下を防止するため

留意点:理念的インセンテイブ、自己実現インセンテイブを与え、能力を発揮させる。

対応策:危機管理マニュアルの作成と安否確認システムの構築

理 由:災害時に人員の安否把握を迅速化するため

留意点:平常時からの訓練が必要。過剰なチェックリストは作成せず、現実的で能動的なものにする。

5-3 資材価額の高騰への対応(シナリオ3)

対応策:バックアップとしての原材料入手ルートの複数化を考える。作業量の3日程度分の在庫をストックしておく。

理 由:資材入手が困難となり、事業に多大な影響がでるため

留意点:入手価額と納期等を考慮する必要がある。

対応策:バックワードスケジュ―リングによる工程見直しおよび施工計画の見直しにおける安全施工の実施をする。

理 由:入手遅れ、困難時の対応を事前検討しておく必要があるため

留意点:工程短縮時の安全確保とモチベーションの確保が課題

対応策:不測の事態発生時の対応として情報収集方法の検討

理 由:中東情勢や材料価額の動向を事前に把握し、不測の事態に素早く対応する必要がある。

留意点:広く多方面から、かつ早期での情報収集に心がける必要がある。

模範答案2  完成答案形式   専門科目:建設―施工計画、      施工設備及び積算  作成日 

1.取りあげるケース

取りあげるケースはケースⅡ「大規模構造物の建設に関する提案」について述べる。

2.プロジェクトの概要

(1)事業モデルの概要

本論文では、(都市内)地下高速道路の建設、運営プロジェクトを提案する。本事業の、社会的意義は、渋滞緩和や生活環境の改善等、多岐にわたる。施工場所は、都内の副都心近郊地域であり、近隣には住民が多く、建設工事への理解、協力が求められた。私は、事業主体に所属し、建設工事及びまた完成後の維持、運営(利用)にあたる。

(2)必要とされる外部資源

現場作業に従事する建設労働者(熟練技術者・技能者)は、地元建設会社及び関連会社より手配し、建設資材(コンクリート、鉄筋及び型枠材等)については、県外より調達する。高速道路建設費用は、金融機関からの一時借入によるものとする。

(3)外部環境

本プロジェクトは、地域住民からその早期建設が要望されているものとする。また、建設予定地周辺では、インフラ(通信、電気、交通、水道など)が正常に機能しているものとする。

3.シナリオの想定(3つ)

事業存続に影響を与える可能性のあるシナリオとして、(1)大地震の発生、(2)法改正に伴う準拠基準の変化、(3)資材価格の高騰の3つを挙げ,以下に具体的内容を述べる。

(1)大地震の発生

1-1)外部要因の顕在化

 大規模な地震が発生したことによりインフラ(道路や交通機関、ライフライン等)の寸断が生じた。建設中の構造物の損傷が考えられる。

1-2)外部資源や外部環境の変動・被害の発生

大規模地震により資材等の運搬ルートが通行止めとなり、資機材の搬入ができなくなった。災害復旧にあたる人員が必要となり、事業(工事)のための人員確保は難しくなった。建設中の構造物の一部に、損傷がみられた。

1-3)事業モデルの影響

必要な資機材の搬入が十分にできず、工期の遅延が生じたため支出が増大した。また、通信不通による情報途絶となり、手配ができなくなった。

災害復旧に人手がとられ、事業実施に必要な人員が確保できにくい状況となり、事業の継続性、存続に影響がでた。

(2)法改正に伴う準拠基準の変化

2-1)外部要因の顕在化

 社会情勢の変化により省エネ法が施行された。技術の向上や災害の発生等による技術基準が見直される。

2-2)外部資源や外部環境の変動・被害の発生

環境配慮等の規制、基準が新しく(厳しく)なり品質の確保が難しくなった。

2-3)事業モデルの影響

法や基準の改正対応のため人材の育成、確保が必要となる。設計変更(基準に準拠)に伴う工事費用コストが増大する。また、新しい基準に準拠できない場合は、品質の低下を招くことになる。

(3)資材価格の高騰

3-1)外部要因の顕在化

 中東情勢等が不安定となり、原油価額の高騰や原油調達が困難となる影響が生じた。

3-2)外部資源や外部環境の変動・被害の発生

原油価額の高騰に伴い、輸送コストが増大し、資材価額も高騰した(材料価額の高騰による企業倒産があった)ため、当初の事業費内で工事を完成するのが困難となった。

3-3)事業モデルの影響

資材価額の高騰による工事コストの増大により、当初に計画した事業費内で工事を完成することが難しくなり、工期内での工事完成を含め、当初計画を全体的に見直す必要が生じた。

4.対応策(2つ)

(1)大地震の発生への対応

1)事前に準備する対策案

①資機材調達先の分散・多様化を図る(複数の輸送ルートの確保と複数の業者の確保)。また、フォールトトレランスによる在庫のストック管理を行う。

②人材および協力業者のスキル・組織力の向上を図る。

③危機管理マニュアルの作成と安否確認システムの構築をする。

2)上記対策を行う理由

①震災時においてもサプライチェーンを確保するため。

②人材および協力業者の高い能力によって、早期に事業継続を可能とするため。

③災害時において人員の安否把握を迅速化するため。

3)対策実施上の留意点

①調達先の複数化により品質のばらつきが生じた場合、資材受入れ時のグレードを分別し、使用個所のグレードに応じて、資材を有効に使用(利用)する対応とする。(調達された資材の無駄を少なくする。)

②各々の人材の要望を聞き、その活躍の場を与えて、自己実現インセンテイブをもたせることで、人材の能力を発揮させる。

③平常時から安否確認訓練を実施する。また、安否確

認システム構築では、過剰なチェックリストは作成せ

ず、現実的なものとする。

(2)資材価格の高騰への対応

1)事前に準備する対策案

①原材料入手ルートをバックアップとして複数化する。また、作業量の3日程度の資材在庫をストックする。

②バックワードスケジュ―リングにより工程を見直し、計画見直しによる施工安全性の確保を検討をする。

③不測の事態発生前の対応として、資材価額についての有効な情報収集を検討する。

2)上記対策を行う理由

①確実な入手ルートを確保して、材料不足による工事中断をさけるため。(工事を継続するため。)

②資材入手遅れ、入手困難による工程遅れを事前予測し、施工安全性に対処するため。

③材料価額の動向を事前に把握し、不測の事態発生前の資材入手を可能とするため。

3)対策実施上の留意点

①入手ルートの選定は、工期を念頭に、工期に余裕がない場合は、価額が高くても原材料等を確保できるルートを選定する。

②施工安全性は、職員の技術能力に対する意欲を物質的インセンテイブ等により引き出す。

③資材価額上昇の予測に、社外コンサルタントを起用して、不測事態の発生前(価額上昇前)に、資材を購入し備蓄を図る。

総合技術監理部門 H24年 2012年

技術士二次試験模範解答 総合技術監理部門 H24年 2012年

模範答案1 機械・動力エネ 専門 ガスタービン    20130702

(1)プロジェクトの設定

①プロジェクト対象分野

新製品の開発:環境対応型のガスタービンの開発

②プロジェクトの概要 

燃焼改善によるクリーンなガスタービンの開発に向けてリソースの活用、体制構築、設備及び資金の運用を図る。

③わたしの立場 

ガスタービンの燃焼システム開発に向けてプロジェクトを統括するプロジェクトマネージャの立場で、企業としての事業企画と事業計画を実現させる。

④環境・要求の変化事項

課題1:A-4「希薄予混合燃焼方式」による燃焼改善の過程で燃焼器内部での燃焼振動問題が発生して開発が遅れた。

課題2:B-2都市ガス燃料中のメタンガスが不完全燃焼するとアセトアルデヒドが生成されアルデヒド類の発がん性物質が大気中に拡散するとの研究論文が発表された。

⑤組織内外の状況

●TPP自由貿易協定締結により、安価な競合メーカが台頭する可能性がある。

●社内に燃焼部門、制御部門の専門家が在籍している。

(2)課題の影響把握

①課題の影響を把握するための調査・分析

課題1に対して

実際に自社工場で運転して、NOxと燃焼量及び燃焼振動の関係調査する。

課題2に対して

●燃焼温度とアセトアルデヒド発生メカニズム調査(実運転でデータ採取)

●大気中のアセトアルデヒドの閾値分析(大気分析専門業者に委託)

②影響の種類・大きさとその発生の可能性

課題1に対して影響:商品化の遅れは、競合他社台頭による市場占有を許す。

影響の種類・大きさ・可能性:社内外の専門技術者を投入して対応策を検討する。集中的な人員投入による経費増大の影響。

事業計画見直し(経済性管理面)と人的資源管理面で影響大きく可能性高い

課題2に対して影響:事業の中止(市民の圧力)及び規制・基準の見直し。

影響の種類・大きさ・可能性:住民の健康負担や不安の払拭が必要。住民の合意得るためのアカウンタビリティ実施。規制・基準に適合した再設計に要するコスト・納期延長など経済性管理への影響が大きく可能性も高い。

(3)対応案の策定

①対応案を考える際の制限事項の設定

対策費上限:全体製造原価の+5%以内(プロジェクトの予備費以内)

対策期間:競合台頭の影響を最小限にするため、1か月とする

利用可能リソース:社内の専門家投入、関連メーカや業者からの応援。

②有効と考える3つ対応案

対応案1(採算性確保):外部への出費を抑制するため、燃焼専門、制御部門など他分野の専門家を含めたタスクチームを結成して課題1及び課題2の早期解決を目指す。

課題1に対しては、試験・実験によりNOx発生量と燃焼振動の最適制御を確立させる。

課題2に対しては、アセトアルデヒド発生量を閾値以下になる燃焼温度制御を確立させる。工期遅延は1か月、人件費などの費用アップ分は5%以内として、出費を想定以内の予備費以内に収める。

効果としては、競合台頭の抑止及び人員集中投入による予算超過を事業計画予備費の範囲で管理できる。

対応案2(企業倫理、企業信頼性、IR):アセトアルデヒドの環境汚染が社会問題に顕在化しないように、研究・設計段階で自発的予防保全活動として取り組み、企業の信頼性確保に努める。

成果は、学会誌、業界誌などに環境負担軽減効果を投稿・発表などIR活動をとおして企業イメージを高める。

効果としては、環境経営企業としての企業文化の醸成。企業イメージアップによる株価上昇につながる。

対応案3(公益の確保、CSR):納入後のメンテナンスの充実を図り、製品の高い信頼性を維持する。メンテナンス要員の増員とメンテナンスのスマート化により精度の高いメンテナンスを提供する。

納入後も顧客へ製品の安全を継続的に提供することにより企業の自主的なCSR(企業の社会的責任)を果たす。

効果としては、顧客利益と安全を確保することにより、結果的に企業の信頼性を確保することができる。

③最適だと考える対応案(総監手法)

③-1各課題への対策(直接の検討対象となった課題への効果)

③-1.1課題1:実験計画法により実験項目と因子の組合せを見直し、実験を効率良く行う。既に見通しがついている実験項目は省略するなどして実験期間の短縮を図る。

この結果、工期の遅延予測を2カ月から1カ月に短縮する。

③-1.2 課題2:企業のIR活動をとおして企業イメージの向上を図り、顧客の信頼性の確保することにより、購買意欲を回復させる。

③-2 2つの課題に共通の効果のある対策

社内の各分野の専門家によるタスクフォースを結成して、課題1の燃焼振動問題や課題2のアセトアルデヒドの発生など複雑な問題を機械的ハード面だけではなく、制御面の意見を取り入れ、多面的に対策を考える。取り上げられた意見を階層化意思決定法により、問題の構造を整理、評価して代替案の重要度を決定する。

その結果、工期遅延を最小限として、当初の性能の製品化実現により競合台頭を抑止する。

得られた知識は、組織のノウハウとして蓄積し、社内情報ネットワークを通して浸透させることにより、企業として信頼性維持のメリットを生むだけでなく、組織内部のノウハウ蓄積といった相乗効果が得られる。

③-3課題への対策の好ましくない影響を緩和する対策

定期整備の時期は、工場が休止となる夏季休暇、年末・年始の時期に集中する。メンテナンス充実のための要員投入による人件費増加のトレードオフ問題は、設備の診断システムなどメンテナンスのスマート化とジョブリターン制度を活用しての人件費抑制により最適化を図る。

模範答案2  専門科目:建設―施工計画、      施工設備及び積算  作成日 :

(1)プロジェクトの概要

①プロジェクトの対象の分野 

 地下高速道路(首都高速道路中央環状新宿線)の地上へのランプ部および側道を構築する建設工事。 

(山手トンネルの途中に設ける南池袋出入口の建設) 

②プロジェクトの概要 

山手通り(環状6号線)地下に首都高速道路を建設するプロジェクトである。建設予定地付近の地層は、砂層が複雑に入り込んだ地下水脈がある特異な構成となっている。大震災の後で、インフラ構造物の耐震設計基準強度見直しの気運が高まっていた。 

③あなたの立場 

私はゼネコンのプロジェクトマネージャーとして、施工全般における技術上及び管理上の責任者である。 

④環境・要求の変化事項 

A-          3(周辺状況の変化):掘削作業時に、地山から予想以上の地盤地下水(湧水)が大量に発生した。 

B-          5(技術基準の見直し):工事施工途中で、構造物本体にかかわる耐震強度基準の見直しが行われた。 

⑤組織内外の状況

組織内:私の所属するゼネコンは、地下水異常出水について専門(技術部)の技術者が在籍している。

組織外:発注者の高速道路会社は、事業推進について変更等を含め住民に対して説明責任がある。

(2)課題の影響を把握するための調査・分析

1)課題・A-3(周辺状況の変化)について

1)−1 調査・分析の内容

掘削予定地周辺の地山の地質調査を、掘削位置(掘削範囲)において、想定される地下水位、土質定数、空隙率等の基礎データを得る。その結果をもとに、透水層の厚さ、背面側水位、滞水量、地山支持力、沈下量等を鑑みた地山安定化についての検討を行う。

1)−2 プロジェクト推進に与える影響

調査により地山状況が把握され、湧水が想定される場所では、周辺地山崩壊等の影響が考えられる。安全施工するために、事前に薬液注入工等の地山安定化工事が必要となるので、工程、原価管理面で影響がでる。

2)課題・B-5(技術基準の見直し)について

2)−1 調査・分析の内容

耐震基準の見直しによる構造物への影響を判断するために、地震時シミュレーション解析を行い原設計と状態比較し、構造物変形量、破壊位置等を特定する。

2)−2 プロジェクト推進に与える影響

応力解析により、現設計のままでは、ひび割れが多数生じ、鉄筋増量等により躯体断面の形状変更が必要となる。また、変更設計のまとめには、多くの技術者が必要となり、数量の増減変更による原価管理や、人材の確保に関係する人的資源管理に影響がでる。

(3)対応案

[制限事項の設定]

1)対策費の上限:対策(追加)工事が発生した場合、100万円(実行予算の予備費の累計)まで。

2)対策にかけられる期間:当初工期より、2週間以内の工期延伸。(後続の設備業者との間で調整を行う。)

3)利用できるリソース:事業に必要なヒト・モノ・カネのリソースのうち人材(技術員)に関し、10人増員まで。(全国各支店からの応援可能な技術社員数。)

対応案1(プロジェクト単独の採算を優先する対策)

採算を優先するため、薬液注入工について、工期延伸はバックワードスケジューリングにより、当初工期より延伸は2週間以内とする。工期延伸は、直接費と共に間接費がコスト高となり影響があるため、作業は工事効率を考え、複数での体制により実施する。

次に、設計基準の見直しについて、全体施工数量が増加するため、工事実行予算も増額での見直しが必要となる。当初実行予算に対する増額分は、予備費100万円を加えた金額以内とする。プロジェクトにおいて、原価管理を徹底するため、日々の進捗管理を徹底する。また、基準見直しによる計画・設計期間は、(全体工期に影響するため)早急に完成させなければならない。一時的には、多くの技術スタッフが必要となるが、採算を優先に考え、プロジェクト単独(現場)内の人員で、休日出勤や残業によっての対応とする。

対応案2(所属する組織への影響を最適にする対策)

組織への影響を最適にする(社会的信頼感を高める)ため、異常地下水に対しては、周辺地盤の沈下や陥没が起きないような安全対策を実施する。例えば、地下水脈を配慮し、デイープウエル等による地下水の強制的な汲み上げはしない。このような取組みは、井戸枯渇、周辺地盤沈下等に対し、安全に無事故で施工をしようとする姿勢であり、組織への高い信頼獲得を可能にするからである。

次に、設計基準の見直しについて、本事例を参考ケースとして、耐震改修対策の手法を確立する。今回の全社をあげての最大限の対応(各支店設計部から人員の協力・支援する。最大合計10人まで。)が、今後、同様な事象が発生した場合に参考とすることができる。すなわち、関係する全国各支店に水平展開する(形式知として蓄積する)ことができ、組織の情報資産(企業ノウハウ)として蓄える。

対応案3(顧客や社会への影響を最適にする対策)

発注者や社会への道路開通による経済的効果を最大にするため、異常地下水対策による工事遅れ(2週間程度)に由来する経済効果を、フィジビリティスタデイ上で、次の方法により回復させる。

          別の地下高速道路出入口(北池袋)を先行開通する。

          地元地域住民への高速料金無料化を実施する。  

次に設計基準の見直しによる設計図書の変更についても、発注者や社会からの安心感を得るため、構造物が以前の設計にも増して、より強固なものとなることを、公的機関に依頼してプレゼンテーションする。その理由は、住民(社会)に対して余計な心配、不安を与えないことが行政への評価であり、公的機関の評価が安心感を増す(リスク認知のバイアスが小さい)からである。

最適と考える対応案(と理由)

          異常地下水対策

現場作業員を増員して、工期遅延を1週間に抑え、本社技術部の支援を受け、環境に優しい工事とする。また、隣接する北池袋出入口を先行開通させて、延期による経済効果低減を補償する。全体工事コストの最小化を考え、工事期間(延期)を決定した。対策費を、作業員増80万円、補償費20万円に抑えると共に、会社の評判、社会への経済効果も満足させられる。

          設計基準の見直し対応

現場と(協力要請を請けた)支店設計者が、協力して設計書を作成し、耐震改修の設計ナレッジを、情報資産として蓄える。一方で、今回作成された設計書は、公的機関の審査を受け、プレゼンテーションによる住民説明を行い住民へのアカウンタビリテイーを高める。それらにより会社、公共事業への信頼感を高められる。

利用できるリソースである10人は、全て設計書作成要員にあて、当初の外部発注費として賄う。

20130702

総合技術監理部門 H25年 2013年

技術士二次試験模範解答 総合技術監理部門 H25年 2013年

模範答案1 機械・動力エネ 専門 ガスタービン   2013/11/04

(1)メンテナンスの課題

事業内容: 小型ガスタービン発電所を工場、ビル及び水処理場など民間や自治体に納入する製造メーカーとする。

わたしの立場:ガスタービン(以降GT)発電装置の設計から客先への引き渡しまでを監理するプロジェクトマネージャとする。

(1)-a. 「計画・設計時」

課題1.情報管理:GTのライフサイクルの延長を図るためには、GT燃焼器の損傷や翼の汚れ・劣化・老朽化などの整備記録情報を設計基準に伝達することが課題となる。

うまく機能しない原因:整備記録に内在する劣化・老朽化などの重要情報が、受信した担当者の日常業務の忙殺により埋没してしまう。

課題2.人的資源管理:GT故障発生前に予兆の把握、課題の設定及び問題解決を図るには、不測事態に柔軟に対応できる人材育成が課題である。

人材育成がうまく機能しない原因:ベテランの知識や経験は、個人のノウハウなど暗黙知となり、組織内に広く浸透されない。

(1)-b. 「施工・製作時」

課題1.経済性管理:メンテナンスの目標は、GTの高い生産性を維持することにある。

TPMの視点で、GTの劣化傾向把握や設備診断技術を構築することが目標達成の課題となる。

うまく機能しない原因:構成メンバーの多忙などの理由で重複小集団活動が停滞し、TPM活動の継続性が難しい。

課題2.安全管理:圧縮機翼の汚れや摩耗による性能低下は、GTが置かれている環境や不雰囲気に左右される。長い時間経過してから問題が顕在化する。故障の兆候を事前に把握することが課題となる

施工段階で改善できない原因:長期間潜在化するリスクは、正常性バイアスなどが作用して、異常情報として伝達され難い。

(1)-c. 「運転・保守・維持管理時」

課題1.経済性管理:定期整備を所定の期間内に復旧させるためには、ボトルネック(以降BN)となる作業工程や部品を事前に把握して、作業の平準化を図ることが課題である。

作業の平準化できない原因:予定外の故障対応や整備時期の集中化などにより、人員・機材・部品の供給変動が生じる。

課題2.社会環境管理:GTの保守部品を適正な周期で交換し、GTのライフサイクルの延長や効率向上を図ることが環境適合設計面での課題となる。

うまく機能しない原因:GTの効率向上のためには、開発費用が必要となり、メンテナンス費用を押し上げるために市場から受容され難い。

(2)-a. 「計画・設計時」

課題1.情報管理(GTライフサイクル延長)

遠隔監視システムにGT稼働後の運転状況や部品劣化傾向など、GTライフサイクル延長分析に必要な項目を情報ネットワークにより自動的に収集する。

遠隔監視システムで得られた情報は、運転・保守ステージに活用してメンテナンスのスマート化に応用できるため、これは経済性管理で正の影響を及ぼす。以下対策案の評価をA,B,C分類、すなわち

評価A:他の管理に及ぼす正・負の影響

評価B:同一事業の他のステージに与える影響

評価C:組織の活動や事業の改善につながる影響

として表す。

課題2.人的資源管理(不測事態に対応する応用力育成)

メンテナンス部門からの整備記録の中から設計改善に必要な重要情報からリスクを抽出するために、社内の設計担当者やサービス部門の人員によるタスクフォースを構成する。

タスクフォースメンバーによるリスクアセスメントやFTAをとおして、OJTによる事故の予兆を発見する能力及び課題設定能力を養成する。

評価C:習得した人材は、GTの新規開発を行う際のリスクマネジメント検討の一員として、新規事業企画など組織の発展を促す。

(2)-b. 「施工・製作時」

課題1.経済性管理(予知保全システム)

遠隔監視システムで得られたデータは、GTの出力低下傾向や温度・圧力・燃焼振動などの変化をコンピュータにより解析してメンテナンスの実施時期を予測する予知保全システムを構築する。

評価A:収集されたデータは、GTの機構やシステムの弱点把握に有効活用できる。弱点個所に保護装置の二重化を図り、システム信頼度向上に応用する。安全管理面での正の効果が得られる。

課題2.安全管理(長期間内在する危険の顕在化)

短期間では把握できない稼働後の変化に対しては、不測事態への社内体制を予め構築する。

遠隔監視システムで得られたデータに常用値からの逸脱がみられたら、速やかに緊急対応関係者をテレビ会議などで招集して、転送された予兆データを社内専門家による分析で、原因調査・対応策検討を行い、未然防止に努める。

評価A:問題解決のプロセスは形式知化して組織の共有情報とすることにより、情報管理面で活用できる。

(2)-c. 「運転・保守・維持管理時」

課題1.経済性管理(統計的手法でBN個所・部品の予測)

遠隔監視システムにより得られた情報を統計処理する。GT各部の温度・圧力・振動など変化の傾向を時系列データに整理して、発生している現象と影響を与える部品を関連付け、BNとなる点検個所と部品を事前準備し作業の平準化を図る。

評価A:作業の平準化は、超過労働時間の低減につながり、労使間協定の正常化など人的資源管理面での正の影響を与える。

課題2.社会環境管理(改良保全による性能向上)

整備対象GTを工場に持ち込み開放点検行い、摩耗や損傷のない健全な部品は再利用する。燃焼器やタービン翼などは最新技術の改良保全部品に交換して性能の向上を図る。

GT性能は劣化することなく最新技術の状態に回復するので、熱効率向上・大気汚染負荷低減が得られる。

評価C:改良保全によるメンテナンスの有効性。環境負荷低減効果は、ボイラ・タービン技術者会の会合でのユーザー発表会などをとおして広く公表する。環境面での企業イメージの向上及び信頼性向上につながる。

模範答案2  専門科目:建設―施工計画、      施工設備及び積算

(1)対象とする事業概要

都心の地下高速道路に、新たに出入り口を構築する事業を考える。地下高速道路は、シールドトンネルでできており、出入り口はその地下シールドトンネル(鋼製)の一部を切開いて構築する。今まで、シールドの切開きを100m以上に渡って大規模に行った例はない。形状も(メンテナンスがしづらい)複雑となるが、全工期短縮のため採用された。また、出入り口の早期完成は、その地域住民の大きな願いであった。

 私は、本工事の設計及び、施工全般におけるプロジェクトマネージャーとして現場に常駐した。

a「計画・設計時」の課題

①          課題1:維持管理に係る情報収集の課題(情報管理)

維持管理を着実に実施するために、まずは、情報を共有するしくみが必要である。知識、経験を結集し、施工基準の見直しを含む検討が必要である。疲労を考慮した設計を行うことが重要である。

②          課題2:人材の確保への課題(人的資源管理)

必要な専門技術者のレベルと数を確保する必要がある。メンテナンスにおいては、品質は職人が決める。

高度な技能工が多数必要となる。職人の中からリーダーを決め、経験の少ない人を、適宜教育し人材を増やす等、人材の育成・確保が必要である。

b「施工時」の課題

①          課題1:構造物の長寿命化についての課題(経済性管理)

過去のインフラ総点検の実施結果を踏まえ、施設の長寿命化のための計画策定や見直しを推進する。また補修、更新費用の最小化を考慮し、会計費用の最小化を図る必要がある。

②          課題2:点検時の安全確保(安全管理)

工事の施工時段階において、後のメンテナンスにおいて安全に作業ができるよう、点検通路や照明の配置等について十分に検討しなければならない。日常点検により、一貫性のあるデータを採取するとともに、安全に点検が実施出来るようにする。

c「保守・維持管理時」

①          課題1:作業時期についての課題(経済性管理)

道路構造物の点検の充実を図り、維持管理に係る財源の確保を図る。劣化を加味し、メンテナンスの優先順位を決める必要がある。コストを制御する的確な時期に行う。

②          課題2:交通渋滞の防止措置(社会環境管理)  

道路を供用した状態でのメンテナンスは、交通規制が伴う作業が多く、交通渋滞を発生する可能性が高い。交通渋滞は、道路利用者や近隣住民に対し多大な迷惑をかけるので、作業時間や規制車線数の検討等を考慮し、技術開発の方向性を考える必要がある。

(2)―a「計画・設計時」

①          「維持管理に係る情報収集の課題」への対策

計画、設計時には、メンテナンスにおける過去の実績やデータの収集が重要である。過去のデータは、今後、維持管理の計画を行う上では、その情報量は宝の山である。データを分析することで、次の維持管理計画を作成する。今回メンテナンスを計画するの、切開き部については、特殊な構造となっているため、メンテナンスの方法について、事前に特別に検討する必要がある。また、一般に供用中の道路データを収集する方法として、事前に道路本体に機器(センサー)をセットする方法がある。情報の精度をよりあげるためには、より多くの機器が必要となる。

②          「人材の確保への課題」の対策

メンテナンス作業が無駄なく、スムーズに行えるように関係者に対し、メンテナンス業務の実践(トレーニング)を行う。それにより、技能を高め、対象者(人材)を確保する。また、メンテナス実施(技術)者の技術力アップを図り、プロ化を図ることにより、究極の効率化につながる。効率化を図ろうとするには、仕事のパターン化やマニュアル化、簡素化が必要となる。

(2)―b「施工時」

①          「構造物の長寿命化についての課題」への対策

従来の事後保全(対処療法)的な維持管理に代えて、構造物の劣化が小さな時点で、小規模な補修を行う「予防保全」的な維持管理を実施することで、構造物を延命化させ、ライフサイクルコストの縮減を図る。

また、施設の長寿命化を考え、コンクリートを密実なものとする。打設(施工)管理をしっかりと行う。クラック防止のため流動化剤を添加する。(本構造物は、複雑な構造でかつ鉄筋量が多い。)中性化を防止するため表面塗装を行う。施工費は増加するが、躯体コンクリートの長寿命化には有効である。

②          「点検時の安全確保」への対策

メンテナンスを確実に(正確に)行うには、安全な作業環境が必要である。特に、道路供用中(自動車が走行している)での作業は、危険を伴うこととなり、点検用(メンテナンス)設備の安全性の確保が重要となる。間接費(仮設費)をかけないよう工夫をした仮設を用いながら、安全第一で、安全設備の充実図ることが必要である。(事前に、メンテナンスに必要な照明等の点検設備を考慮した施工を行う。)

(2)―c「保守・維持管理時」

①「作業時期についての課題」への対策

道路構造物の劣化は、経過年数とともに加速度的に進展し、早期に予防的対策を行った方が、維持管理を先送りしてそのまま放置するよりも、トータルコストが安くなる。従って、今後は、道路構造物がどういう状態にあって、どこで対策を行うとどういう効果があるのか、明示できるシステムを、構築することが重要である。

また、「アセットマネジメント」の考え方を総合的なマネジメントシステムの中心として位置づけて、システムを構築していくことが望ましいと考える。

②「交通渋滞の防止措置」への対策

メンテナンスの実行に際しては、住民にわかりやすく情報提供していくことが必要である。利用者である住民が、維持管理の重要性を認識し、維持管理についてのアカウンタビリテイを高めるためにも、(健全度や社会インフラの現状に関する)情報提供を積極的に進めていくべきと考える。

今後は、道路点検等により必要な通行規制などによる交通渋滞発生の解消等の社会的影響を少なくする技術開発が必要である。

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