生産設備の機械設計では、必要な機能や能力、安全性だけでなく、製作できるか、組み立てられるか、保全できるかなど、設備を実際に形にして使うところまで考える場面があります。
搬入・据付も、その中で設計に影響する条件の一つです。
例えば、設備を一体のまま運べない、工場の間口を通らない、建屋内で曲がれない、吊り上げる方法が取りにくいといった条件が分かれば、設備の大きさや分割位置、フレーム構成、機器の配置などを見直すことがあります。
搬入・据付を考えるときは、完成した設備の外形だけを見るのではなく、実際にどのような状態で輸送し、どの経路を通し、どのような方法で運び、現地でどのように組み付け・据え付けるのかまで、設計条件の一つとして確認します。
もちろん、すべての設備で同じ確認や同じ進め方になるわけではありません。設備の大きさ、納入先、輸送方法、建屋、既設設備、工事範囲などによって、必要な確認は変わります。
搬入・据付の条件が機械設計へ戻ってくることがある
私は、生産設備の構想・設計に加えて、現場での組付け、搬入・据付、現地SV、試運転時の確認や設備立ち上げにも関わってきました。
こうした設計の前後まで見ていると、搬入や据付は「完成した機械を後から運ぶだけの作業」ではなく、条件によっては設計そのものへ影響することがあります。
例えば、次のような内容です。
- 輸送車両や工場の間口に合わせて設備の分割を検討する
- 輸送高さを抑えるため、突出する機器やカバーを外せるようにする
- 吊り上げる必要があれば、吊り位置やその周辺の構造を検討する
- フォークリフト等を使う場合、支持できる場所や差し込み方法を確認する
- 現地組立が必要なら、締結部や位置決め部へ工具が入るようにする
- 床・基礎・アンカーなどの条件に合わせてベース周辺を検討する
- 電源、エア、配管、ダクトなどの位置が設備配置へ影響する場合がある
これは搬入・据付だけを優先して設計するという意味ではありません。機能、能力、安全、製作、組立、保全など他の条件と合わせて考え、その設備で影響が大きいものを設計へ反映します。
機械設計全体の考え方は、機械設計とは？図面だけではない仕事と設備ができるまででも整理しています。
設備側と現場側の条件を合わせて確認する
搬入・据付を検討するとき、設備だけを見ても判断できないことがあります。
設備側には外形、重量、重心、分割方法、支持点などの条件があり、現場側には搬入口、通路、床、建屋、既設設備、使用できる運搬機材などの条件があります。
その両方を合わせて、実際に搬入・据付が成立するかを確認します。
- 敷地まで使用する車両が入れるか
- 荷下ろしする場所や作業スペースがあるか
- 搬入口、シャッター、扉の有効幅・高さは足りるか
- 建屋内の通路や曲がり角を通れるか
- 梁、照明、配管、ケーブルラック、ダクトなどと干渉しないか
- 床の段差、傾斜、開口などが搬送に影響しないか
- クレーン、フォークリフト、重量物搬送機材などを使えるか
- 据付場所の周囲に組付け・調整・配線・配管の作業空間があるか
図面上では通れそうでも、長い設備では曲がり角で振れないことがあります。幅や高さだけでなく、設備の長さ、向きを変える場所、使用する搬送機材まで含めて考える必要があります。
既設工場では、図面にない配管や設備が後から追加されていることもあります。必要な部分は現物と照合します。図面と現物の違いについては、既設設備の改造設計｜図面がない・現物と違うときの確認でも紹介しています。
完成外形だけでなく、実際の輸送・搬入時の状態を見る
設備の完成時の寸法と、実際に輸送・搬入するときの寸法は同じとは限りません。
輸送時には梱包、養生、輸送架台、固定材などが加わることがあります。反対に、操作盤、カバー、ダクト、配管、突出した機器などを外して運ぶ場合もあります。
そのため、搬入可否を確認するときは完成図だけではなく、必要に応じて輸送・搬入時の荷姿も確認します。
- 輸送・搬入時の外形
- 設備全体または分割したユニットの重量
- 重心情報が必要な場合はその位置
- 輸送時に外す部品、残す部品
- 可動部や扉などをどのように固定するか
- 輸送架台や養生を含めた寸法
- 外した部品の輸送、保管、識別、再取付方法
特に搬入口や輸送条件に余裕が少ない場合は、設備完成後に考えるのでは遅いことがあります。構想や設計の段階で分かる範囲から確認しておくと、後から大きく作り直す可能性を減らせます。
分割は輸送・搬入条件を見ながら決める
一体のまま輸送・搬入できない場合は、設備を分割して運ぶことがあります。
このときは、先に「現地で元へ戻しやすい場所」を探すのではなく、輸送車両、工場の間口、通路、重量、運搬方法、現地で使える作業空間などを見ながら、どこで分ける必要があるかを考えます。
そのうえで、分割した設備を現地で組み付けられるように設計します。
- どの大きさ・重量までなら輸送・搬入できるか
- どこで分ければ構造や機構への影響を抑えられるか
- 分割部で位置決めや再調整が必要か
- 配線・配管をどこで切り離すか
- 現地で締結作業をするための工具スペースがあるか
- 分割後の各ユニットをどのように支持・運搬するか
- 工場で調整した位置や精度を現地でどこまで再確認するか
分割数を増やせば必ず良いわけでもありません。運びやすくなる一方で、現地での組立、配線・配管、位置調整、確認作業が増える場合があります。
搬入できる大きさと、現地で無理なく組み立てられる構成の両方を見て分割方法を決めます。
吊り・フォークなどの運搬方法が設計へ影響することもある
設備の移動方法は、クレーンで吊る、フォークリフトを使う、ローラーや重量物搬送用の機材を使うなど、設備と現場によって変わります。
運搬方法を機械設計者だけで決めるのではなく、設備の条件と、運搬・据付側が使用できる車両や機材、現場条件を合わせて確認します。
例えば、設備側では次のような情報が必要になることがあります。
- 外形と重量
- 必要な場合は重心位置
- 支持できる部分、支持してはいけない部分
- 吊り位置を設ける場合の位置や構造
- フォークを入れる場合の位置や周囲の干渉
- 輸送中に固定する必要がある可動部
- 破損しやすい機器や突出部
運搬側から出た条件によって、吊り位置を変更したり、一部の機器を外せるようにしたり、フレームの形を見直したりすることもあります。
厚生労働省の機械設備製造者向けリスクアセスメントマニュアルでも、機械の安全な運搬手段として、移動時の安定性や可動部の固定、重心を考慮した吊り部、フォークリフトの爪を入れるための案内などを検討する考え方が示されています。
床・基礎・アンカーなども設備によっては設計条件になる
据付方法も設備によって異なります。
床へ置くだけの設備もあれば、レベル調整をするもの、アンカーで固定するもの、専用のコンクリート基礎を設けるものもあります。
基礎やアンカーが関係する場合は、機械側の取付穴だけで決められないことがあります。
- 設備重量、必要に応じて重心
- 支持点やベースの位置
- 運転時の荷重や振動
- 要求される水平や位置精度
- 床・基礎の状態
- 既設アンカー、配筋、埋設物などの条件
- 固定方法や施工方法
- 据付後の調整や保全に必要な空間
床の強度、基礎、配筋、建屋構造などは、案件によって建築・構造・施工・客先など別の担当が判断する範囲もあります。
例えば機械設計側では、設備の重量、支持位置、ベース寸法、取付位置、運転条件などを整理し、相手側から床・基礎・建屋の条件や施工方法を確認します。どちらか一方が情報を渡して終わるのではなく、条件が合わなければ設備側または建屋・施工側で対応方法を調整します。
国土交通省の公共建築設備工事標準図には、公共建築の機械設備を対象とした基礎やアンカーボルト等の標準的な施工例があります。ただし、生産設備すべてに同じ寸法や施工方法を適用するための資料ではありません。実際の設備では、契約仕様、建屋条件、使用するアンカー等の仕様、担当者の設計・施工条件を確認します。
付帯設備や建屋との取り合いも確認する
設備によっては、電源、エア、油圧、給排水、集塵、排気、ダクト、通信などの付帯設備も関係します。
これらは「設備を動かすための接続条件」だけではなく、設備の配置や搬入順序へ影響することがあります。
例えば、設備を据えた後では配管工事ができない場所や、ケーブルラックや建屋配管と設備が干渉する場所、基礎と埋設配管の位置が重なる場合などです。
- 接続位置と方向
- 配線・配管の経路
- 施工時に必要な作業空間
- 設備搬入と付帯工事の施工順序
- 設備側、客先側、建屋側などの施工範囲
- 後から保守や交換を行えるか
基礎、アンカー、建屋開口、電源、エアなどはあくまで一例です。設備に関係する周辺条件を必要な範囲で拾い、機械設計の条件と矛盾していないかを確認します。
製作工場と現地で確認する内容は設備によって変わる
設備の組立、調整、動作確認、試運転などをどこまで製作工場で行い、何を現地で確認するかも設備によって違います。
製作工場で設備を組み上げて動作確認や試運転まで行い、輸送のために一部を外したり分割したりしてから出荷する場合があります。その場合は、現地で再組立した後に、輸送や分割の影響がないかを含めて再確認します。
反対に、前後設備、客先ワーク、現地の電源・エア、建屋条件などがそろわなければ確認できない内容もあります。
搬入・据付だけを独立した工程として考えるのではなく、製作、組立、調整、輸送、現地作業までの中で、どこで何を確認するのかを設備ごとに整理します。
条件によって見るポイントは変わる
搬入・据付で確認する内容は、設備や現場によって変わります。次は一例です。
| 条件 | 確認例 |
|---|---|
| 新設建屋 | 搬入口、建築工程、基礎、埋設物、付帯設備、設備搬入までに必要な工事 |
| 既設工場 | 現在の間口・通路・配管・既設設備、搬入可能な時間、図面と現物の違い |
| 一体で搬入する設備 | 輸送時荷姿、重量・重心、車両、荷下ろし、搬入経路、使用する運搬機材 |
| 分割して搬入する設備 | 分割寸法・重量、配線・配管の切離し、現地組立、位置調整、再確認 |
| 既設設備を入れ替える場合 | 既設設備の撤去、搬出入順序、既設基礎・アンカー、停止時間、既存接続との取り合い |
| 屋外設備 | 地盤・基礎、排水、養生、防錆、搬入車両や揚重機材を置く場所、天候条件 |
すべての項目を毎回確認するという意味ではありません。その設備で搬入・据付へ影響する条件を見つけ、必要なものを設計へ反映します。
関係者とは「何を確認するか」を具体的にする
搬入・据付では、機械設計、製作・組立、運送、重量物据付、電気、配管、建築・構造、客先などが関係する場合があります。
ただし、関係する人を並べるだけでは実務では役に立ちません。大切なのは、その案件で誰に何を確認する必要があるかを具体的にすることです。
| 設備側で整理する内容の例 | 相手側へ確認する内容の例 |
|---|---|
| 完成外形・輸送時荷姿 | 車両、搬入口、経路、高さ・幅などの制限 |
| 重量・重心・支持位置 | 使用するクレーン、フォークリフト、搬送機材、作業方法 |
| 分割候補・再組立方法 | 現地で使える作業場所、搬入可能寸法、施工順序 |
| ベース寸法・支持点・取付位置 | 床・基礎・埋設物・建屋構造・施工条件 |
| 電源・エア・配管などの必要条件 | 供給位置、施工範囲、工事日程、周辺設備との干渉 |
確認した結果、設備側で対応することもあれば、建屋や施工側で対応することもあります。どこで対応するかは、その案件の条件、費用、工期、安全性などを見ながら決めます。
仕様自体がまだ決まっていない場合は、確定している条件と仮条件、未確定事項を分けて進めます。未確定事項の考え方は、生産設備の仕様確認｜設計前に決めることと未確定事項の進め方でも整理しています。
安全面も設計と作業の両方から確認する
搬入・据付では、重量物の積み下ろし、吊り上げ、フォークリフト、機械の移動、高所作業などが関係する場合があります。
設計側では、運搬や設置時に危険になりやすい構造がないかも確認します。例えば、吊り位置が取れない、支持すると機器を破損する、輸送中に可動部が動く、作業者が無理な姿勢にならないと締結できないといった内容です。
実際の作業計画、使用機材、必要な資格・技能講習・特別教育、立入範囲などは、作業内容や現場条件に応じて担当者が確認します。設計図だけで実際の作業方法や安全を決めつけません。
確認した条件は設計・図面・資料へ反映する
搬入・据付の条件を打合せで確認しても、設計や資料へ反映されなければ、製作や現地の担当へ伝わらないことがあります。
設備や案件に応じて、例えば次のような形で残します。
- 設備全体図、配置図
- 輸送・搬入時の荷姿図
- 分割位置や再組立に必要な情報
- 各ユニットの重量、必要な場合は重心情報
- 吊り位置、フォーク位置、支持可能な場所
- 搬入経路図や高さ・断面情報
- 基礎、ベース、アンカーなどの取合い図
- 電源、エア、配管、ダクトなどの接続条件
- 現地で組み付ける部品や調整内容
- 未確定事項、確認先、担当範囲、変更内容
すべてを一枚の図面へ入れる必要はありません。誰が何のために使う情報なのかを考え、設備全体図、取合い図、搬入資料、作業資料、打合せ記録などへ分けます。
まとめ
生産設備の搬入・据付は、機械設計とは別に後から考えるだけの内容ではありません。
機械設計では、機能、能力、安全、製作、組立、保全など多くの条件を見ます。その中で、輸送や搬入、据付の条件が設備へ影響するなら、それも設計条件の一つとして確認します。
- 完成外形だけでなく、実際の輸送・搬入時の状態を見る
- 搬入口、通路、高さ、曲がり角、運搬機材など現場側の条件も確認する
- 一体で搬入できなければ、輸送・搬入条件から分割方法を検討する
- 分割後は、現地で組立・調整できる構造にする
- 重量、重心、吊り、フォークなど運搬方法が設計へ影響する場合がある
- 床・基礎・アンカーや付帯設備も、必要な設備では周辺条件として確認する
- 製作工場と現地で何を確認するかは、設備と案件に合わせて整理する
- 関係者とは、誰が何を確認するのかを具体的にして条件を合わせる
搬入・据付の記事であっても、中心にあるのは機械設計です。設備を実際に作り、運び、組み付け、現場で使えるところまで考えたときに、設計へ戻しておくべき条件を見落とさないことが重要です。
搬入・据付を含め、設計段階の確認不足がどのような問題につながるかは、機械設計で起こりやすい失敗と防止策｜実務で確認したい7項目も参考にしてください。
