生産・製造・機械加工の違いを徹底解説

天然の有機・無機資源から製品を作る実現可能性は科学の進歩に依存し、人間のニーズによって加速されます。しかし、原材料を顧客要求に応じて容易、効率的、生産的、経済的、人間工学的に有用な製品へ変換することは、技術の成長と管理・計画の支援に依存します。すべての要求を単一製品で満たすことは常に可能ではありませんが、競争市場で生き残るため、成功企業は製品価格を上げたり他の必要品質を犠牲にしたりせずに、できるだけ多くの機能を単一製品に盛り込もうと努めます。

機械エンジニアにとって、グローバル市場で新たな偉業を達成するためにアウトプットを常にアップグレードし続けることは最大の課題です。すべての変換プロセスは多数のステップを包含し、同時に他分野の支援を受けます。それに伴い、生産、製造、機械加工という3つの用語が生まれ、これらは時として交換可能に使用されますが、厳密には同一ではありません。直接的な消費者製品製造に関連して、それらの境界と相互関係を見てみましょう。

生産とは

生産は、製造プロセスに関連するすべての分野を含むシステムです。単に原材料を加工して所望の品目を生産するステップだけでなく、関連するすべてのステップを含みます。主に市場調査から始まり、過去の類似製品や新たな要求に関する情報を顧客から直接収集し、分析して新しいアイデアを掘り起こします。新製品の確定には経営陣の承認を求めますが、経営チームも安全性や法的側面を含む他部門の意見を精査します。

アイデアが承認されると、設計チームが製造可能性を考慮して製品に美的外観を与える任務を担います。設計は製造を通じて実際の物理的製品へと変換されます。ここでも多くの分野が直接的・間接的な入力を与えます。例えば、メンテナンスと検査は製造中常に実施されます。製造された製品は厳格な品質管理を通過し、合格すれば最終製品として梱包されて消費者へ販売されます。再び顧客から直接フィードバックを収集し、新たなアイデアの獲得に活用されます。

このように、顧客製品の製造を意図したあらゆる単一の入力を包含するクローズドループシステムです。生産の範疇に含まれる典型的な分野は、予測、経営、計画、設計、購買、保管、スケジューリング、製造、メンテナンス、検査、品質管理、梱包、販売、顧客関係です。したがって、製造は生産セットの要素の一つに過ぎません。

製造とは

製造は、原材料やスクラップを所望の製品へ実際に変換する生産におけるステップです。システムでもプロセスでもなく、一つのステップです。しかし、このステップは、原材料やスクラップを効率的かつ経済的に所望の製品へ変換し、十分な付加価値を与える多数のプロセスで構成されます。

技術の急速な進歩により、現在では異なる材料を様々な方法で加工するニーズに応える多様な製造プロセスが存在します。これらには、鋳造、成形、接合、機械加工、熱処理、塗装・着色、ラピッドプロトタイピング、粉末冶金などが含まれますが、これらに限定されません。それぞれが特定の特徴セットを体系的に生産する異なる能力を持ちます。

したがって、製造ステップは上記プロセスの一つ以上によって達成されます。つまり、機械加工は、生産システム全体における製造ステップに属する一つのプロセスです。

機械加工とは

機械加工は、予成形ブランクから切削工具を用いて余分な材料を徐々に除去し、所望の形状・寸法・特徴を与える除去製造プロセスの一つです。機械加工の主目的は、基本工作物から層ごとに材料を除去することで寸法精度と公差レベルを向上させることです。機械加工プロセスは、実際の作業を実行するいくつかの操作を含みます。ここにも実際の要件を満たす多様な操作が存在します。

大別すると、機械加工プロセスは従来型プロセス（金属工具使用）、研削プロセス（砥粒工具使用）、非伝統的プロセス（いわゆる工具を使用しない）に分類されます。旋削、ねじ切り、テーパー加工、面取り、スピニング、タッピング、ネッキング、フィレット加工、端面加工、溝入れ、切断、ノーリング、穴あけ、フライス、整形、平削り、スロッティング、穴あけ拡大、ホブ加工、ブローチ加工などが従来型機械加工操作に分類されます。研削、ホーニング、ラッピング、バフ研磨、ポリッシング、超仕上げなどは研削切削操作と見なされます。AJM、USM、WJM、EDM、ECM、LBM、PAM、IBMなどは非伝統的機械加工操作です。

したがって、生産は製品製造に関連するあらゆるステップを示すシステムであり、製造は原材料を所望の製品へ変換し実質的な付加価値を与えるステップであり、これは一つ以上の機械加工プロセスによって実現されます。つまり、旋削、フライス等（操作）は機械加工（プロセス）に属し、これは生産（システム）における製造（ステップ）に含まれます。

本記事では生産、製造、機械加工の科学的比較を提示しました。より深い理解のために以下の参考文献もご参照ください。

1. Difference Between Production, Manufacturing and Machining from difference.minaprem.com.
2. Principles of Engineering Manufacture by V. Chiles, S. Black, A. Lissaman and S. Martin (3rd edition, Butterworth-Heinemann).