機械設計とは？仕事内容は？向いている人や必要な資格などを徹底解説！

機械設計とは

機械設計は、自動車、ロボット、産業機械などの「形状・構造・材料」を考案し、機能する図面を作成する技術職です。

機械が目的通りに動き、壊れず、かつ効率的に作れるように設計図を書き起こすのが役割です。

3D CADやCAEなどの高度なツールを用いて、ニーズ、安全性、コスト、納期を総合的に考慮します。

コンセプト設計から製品開発までを担う、まさにモノづくりの「司令塔」とも言える根幹の仕事です。

機械設計の仕事内容

機械設計の仕事は、大きく分けていくつかのプロセスに分かれています。

• 構想・基本設計
• 詳細設計
• 技術計算・CAE解析
• 試作・評価

構想・基本設計

機械設計の仕事は、クライアントや社内の要望に基づき、機械全体の機能、サイズ、配置を決定することから始まります。

「どんな動きをさせたいか」「設置スペースはどのくらいか」といった大枠を決め、主要なユニットのレイアウトを構築します。

この段階での決定が製品の性能やコストの8割を決めると言っても過言ではない、極めて重要な工程です。

詳細設計

構想が固まったら、次は具体的な部品の形状、材質、強度、加工方法（図面）を確定させる詳細設計に移ります。

ボルト一本のサイズから、部品同士の「はめあい（隙間）」の精度まで、緻密に指定していきます。

ここでは、JIS規格などの知識や、製造現場が作りやすい形状にする「加工性」への配慮が求められます。

技術計算・CAE解析

設計した形状が、実際に動かした際に壊れないかを検証するのが技術計算とCAE解析です。

材料力学に基づいた強度計算を行い、さらにコンピュータ上で構造シミュレーション（CAE）を実施します。

これにより、試作前に「どこに負荷がかかりやすいか」「熱で変形しないか」を予測し、設計の精度を高めます。

試作・評価

図面を元に実際に試作品を作り、性能や安全性を検証します。

計算上は完璧でも、実際に組み立ててみると「工具が入らなくて組み立てにくい」「予想外の振動が出る」といった課題が見つかることもあります。

これらの問題を修正・改善し、最終的な製品仕様を完成させるのがこのフェーズの役割です。

機械設計の働き方

機械設計はデスクワークが中心ですが、納期やプロジェクトの進捗に左右される側面があります。

通常、月20〜30時間程度の残業が多く、新製品の発表前や納期前には一時的に残業が倍増するケースもあります。

実際にプレックスジョブが保有している求人約100件の残業時間の分布は以下の通りです。

納期がタイトな際や、設備トラブル時には休日出勤が必要になる場合もありますが、その分、代休制度や手当が整っている企業が多いのも特徴です。

機械設計の1日の流れ

機械設計として働くイメージをさらに具体的にするために、とある企業の1日の流れをご紹介します。

引用元：大西電子株式会社 採用情報サイト

この表から、設計業務だけでなく他部署との連携が欠かせないことがわかります。

機械設計の平均年収

専門性が高い機械設計職は、製造業の中でも比較的高年収を狙える職種です。

厚生労働省が運営する職業情報提供サイトのデータによると、機械設計技術者の平均年収は669.4万円となっています。

引用元：厚生労働省 職業情報提供サイト（job tag）機械設計技術者

安定した生活基盤を築くには非常に有利な職種と言えます。

特に、プロジェクトリーダーやマネジメント層へステップアップすることで、さらなる年収アップも見込めます。

機械設計の平均年収について、より詳細に気になる方は以下の記事もご覧ください。
機械設計の年収は低い？平均669万円の実態と1000万稼ぐ方法

また、製造業で活躍するその他の職種の年収が気になる方は以下の記事もご覧ください。
製造業・工場勤務の年収はいくら？職種別のランキングをご紹介！

機械設計に向いている人

この章では、具体的にどのような人が機械設計の仕事に向いているのか解説します。

• モノづくりが好きな人
• 地道で細かい作業が好きな人
• 保守・メンテナンスの経験がある人

モノづくりが好きな人

「自分のアイデアが形になること」に喜びを感じ、製品が完成した時の達成感を糧にできる人は非常に向いています。

また、機械の仕組みや内部構造を調べるのが好きな探究心がある人は、設計者としての成長が早いです。

地道で細かい作業が好きな人

設計図面は、わずか0.1mmのズレが命取りになります。

ミリ単位のズレを根気強く修正する緻密さを持っている人や、CADに向かって繰り返しの修正や試作に黙々と取り組める人は、機械設計の現場で重宝されます。

派手な作業ばかりではなく、地道な積み重ねを大切にできる性格が求められます。

保守・メンテナンスの経験がある人

現場での保守・メンテナンス経験者は設計職として非常に高く評価されます。

なぜなら、「現場のリアル（故障リスク・メンテナンス性・作業者の負担）」を知り尽くしているからです。

デスク上の知識だけでは得られない視点を持つ技術者は、実用的で高品質な設計ができます。

機械設計に向いていない人

一方で、仕事の特性上、どうしても向き不向きが分かれるポイントもあります。

• 細かい確認作業が苦手な人
• プレッシャーに弱い人
• 1日デスクワークをするのが苦痛な人

細かい確認作業が苦手な人

機械設計の職務において、細かい確認作業が苦手な人は、非常に苦労する可能性が高いと言えます。

機械設計は、ミリ単位の精度が求められる現場であり、設計した図面のミスは、そのまま製品の不具合、納期の遅延、さらには大きな事故に直結するためです。

プレッシャーに弱い人

開発現場には、常に厳しいスケジュール（納期）とコスト削減の目標が設定されます。

限られた時間の中で、妥協のない設計を完了させる必要があるため、精神的なタフさが求められます。

また、設計したものが最初から完璧に動くことは少なく、試作段階でのトラブル対応は日常茶飯事です。

自分の設計ミスを指摘されたり、原因究明を急かされたりするストレスに直面しても、冷静に問題を解決できる粘り強さが必要です。

1日デスクワークをするのが苦痛な人

機械設計の仕事は、1日中ずっとPCモニターと向き合う日も少なくないです。

そのため、1日中デスクワークをするのが苦手な人には向かないかもしれません。

機械設計に求められるスキル

どのようなスキルがあれば機械設計の仕事で活躍することができるのか、この章で詳しくご紹介します。

• 「四力学」の基礎知識
• CAD操作スキル
• 論理的思考力
• 未経験からのステップアップについて

「四力学」の基礎知識

機械設計には、製品の信頼性と効率性を確保するために「材料力学」「機械力学」「流体力学」「熱力学」の「四力学」の基礎知識が必須です。

これらは、強度の計算、動作解析、流体の挙動、熱処理などの設計・評価の根拠となります。

なぜその厚みが必要なのか、なぜその材質なのかを論理的に説明し、安全で機能的な製品を開発するための基礎になります。

CAD操作スキル

機械設計では、SolidWorks、CATIA、NX等の3DCADやAutoCAD（2D）の即戦力操作スキルが必須です。

特に3Dモデリング、部品の組み立て、干渉チェック（部品同士がぶつからないかの確認）能力が重要視されます。

ただし、単なるソフトの操作だけでなく、機械工学や製図知識（JIS規格）に基づいた、正確かつ効率的な図面作成能力がセットで求められます。

論理的思考力

機械設計における論理的思考力は、4力学に基づく強度計算や仕様の適正化、トラブル発生時の根本原因特定（Why-Why分析：なぜなぜ分析）に必須のスキルです。

データや制約条件から構造・機能を合理的に導き出し、設計変更の根拠を他部署へ納得させる力が必要です。

これは、説得力のある説明能力を支える「ロジカル設計」の根幹となります。

未経験からのステップアップについて

未経験から機械設計を目指す場合、まずは3D CADやCAEや材料力学・製図の基礎知識の習得から始めるのが一般的です。

最初は「設計補助」や、現場職の経験を活かした「評価・テスト担当」として入社し、現場で実務を学びながら設計者へと昇格するルートが現実的です。

オンライン学習や職業訓練を活用し、自作のモデリングデータなどをポートフォリオとしてアピールすることで、採用のチャンスは十分にあります。

機械設計の仕事であるとよい資格

機械設計において必須の国家資格はありませんが、客観的なスキルの証明として、以下のような資格を取得しておくと有利に働きます。

• 機械・プラント製図技能士（3級）

  厚生労働省が認定する国家資格で、図面を正しく読み書きできる能力を証明します。

和歌山県 技能検定

• CAD利用技術者試験（基礎・2級）

  CADの操作だけでなく、コンピュータ全般の知識や製図の基礎知識を問う試験です。

CAD利用技術者試験.
一般社団法人 コンピュータ教育振興協会

• 機械設計技術者試験（3級）

  日本機械設計工業会（JMDIA）が主催する、より実務的な設計能力を測る試験です。

一般社団法人 日本機械設計工業会 受験者の方へのお知らせ
一般社団法人 日本機械設計工業会 試験概要と出題科目

• 技術士（機械部門）

  技術者にとって最高位の国家資格であり、キャリアのゴールの一つと言えます。

令和７年度技術士第一次試験統計
公益社団法人 日本技術士会

製造業界で役立つ資格についてさらに知りたい方は、以下の記事もご覧ください。
製造業・工場勤務におすすめな資格12選！転職に有利な資格から合格率までまとめて紹介

機械設計のやりがい

機械設計は責任の重い仕事ですが、それ以上の大きなやりがいがあります。

実際に、以下のようなやりがいを感じることができます。

• 創造性
  自分の頭の中にしかなかったアイデアが、図面になり、金属や樹脂の塊となり、最終的に製品として動き出した時の感動。
• 重要性
  製品の安全性や品質の根幹を担うため、「自分がこの製品を守っている」という高い自負を持って働ける。
• 年収と安定性
  高度な技術が求められるため、平均年収は669.4万円と高水準。技術を身につければ、業界を問わず重宝される「食いっぱぐれない」エンジニアになれる。

機械設計のキャリアパス

機械設計のキャリアパスは、技術を極める「スペシャリスト」か、組織をまとめる「マネージャー（ゼネラリスト）」の2方向が主流です。

経験を積むと、設計上流（コンセプト設計）への移行や、同業他社への高待遇転職、PM（プロジェクトマネージャー）への転身が一般的です。

• スペシャリスト（技術のエキスパート）

  3D CAD、CAE解析、特定の材料工学などの専門性を極める道です。
  特定の分野で「この人に聞けば間違いない」と言われるシニアエンジニアやフェローとして、難易度の高い新製品開発の最前線に立ち続けます。

• ゼネラリスト（マネジメント・全体俯瞰）

  設計経験を基盤に、チームリーダーや課長、部長と昇進していく道です。
  納期管理、原価管理、品質管理に加え、後進の育成やプロジェクト全体の統括（プロジェクトマネジメント）を担当します。

• キャリアチェンジ（横展開）

  設計の知識を武器に、製造プロセスを構築する「生産技術」、製品の信頼性を担保する「品質保証」、さらには技術的な知見を活かした「技術営業」などへ転身することも可能です。

• 同業他社への転職（キャリアアップ）

  自動車、半導体、ロボット産業など、より大規模で予算の大きいプロジェクトへ参画するため、あるいはさらなる年収向上を目的に、条件の良い企業へ転職するエンジニアも多くいます。

また、経験年数別のキャリアパスは以下の通りです。

経験を積むことで、幅広く活躍することが可能になります。

機械設計に転職する方法

ここまでの説明で、機械設計者として活躍したいと思った方は、プレックスジョブなどの転職エージェントを利用することをおすすめします。

転職エージェントは、未経験者でも高収入を狙える企業や休暇制度・手当など、一般に掲載されていない情報も持っているため、自分に合った会社を選ぶことが可能です。

その他にも、転職をサポートするためのサービスを提供しています。例えばプレックスジョブでは、以下のようなサポート体制を整えています。

まとめ

機械設計は、モノづくりの最上流で自分のアイデアを形にする、非常にやりがいのある専門職です。

平均年収669.4万円という安定性と、一度身につければ長く活躍できる専門性を得られる仕事であると分かりました。

機械設計に挑戦してみたい、自分にできるのか相談してみたいという方は、ぜひプレックスジョブをご利用ください。

プレックスジョブでは、実績豊富な専任のアドバイザーが転職活動を最後までサポートいたします。