工場の設計丸わかり！設計・建設を成功に導く3種類のポイント総まとめ

工場を新しく建設する際、建設はもちろん設計も依頼する業者を決めなければなりません。初めての工場建設の場合、業者選定のポイントがわかりにくいのではないでしょうか。

この記事では工場建設の「設計」にフォーカスして、設計から工場稼働までの流れの中での設計の位置づけと、施主も知っておくべき3種のポイントについてまとめます。「3種のポイント」とは、あらかじめ発注者が理解しておくべきポイント、設計業者選びのポイント、設計内容のチェックポイントです。工場を建設予定の企業のご担当者様はぜひ参考にしてみてください。

そもそも工場の設計とは

工場を設計するということは、「基本計画」と「実施計画」を作ることです。

まず初めに、「基本計画」を作ります。基本計画は、工場の用途・規模・構造・形状・動線や導入機械などをヒアリングして作る大まかな設計で、契約するかどうか判断する材料にもなります。基本計画は次の4つの計画に分けられます。

・配置計画…全体の動線

・平面計画…設置する機械・作業スペース・動線など

・立面計画…工場の外観イメージ

・断面計画…設置する機械の高さ・クレーンの数など

さらに電気や空調・給排水など設備系の基本的な部分の確認も行います。

「基本計画」が採用され契約となった場合、次に「実施計画」を作成します。実施計画は、基本図をもとにしたより詳細な計画です。以下のような点を具体的に確定していきます。

・配置・平面・立面・断面の4つの計画の確定と各詳細図の作成

・壁・屋根材や内装材などの仕上げ

・ドア・窓・シャッターなど建具の箇所や寸法

・床の厚み・クレーンの数と台数など諸条件

・電気・給排水・衛生設備など設備の仕様と配線・配管ルート

「工場の設計」とは、上記のような作業のことをいいます。

工場の設計から稼働までの流れと設計の位置づけ

では「工場の設計」は、工場ができるまでの流れの中でどのように位置づけられるのでしょうか。工場の建設の流れは基本的に以下の順に進みます。

事業構想→基本計画→実施設計→施工→引き渡し→稼働

この流れを見てわかるように、設計は全体の流れのうちの初期段階に当たります。工場が稼働したときのことを見越して設計を行い、それに従って工事が進むことになります。

設計は、予算や土地・環境・法律などの条件と、工場での作業内容のすべてを考慮したうえで最適な空間を作るための非常に重要な作業です。設計が条件や事業に合っていない場合、完成した工場が使いにくくなるばかりか場合によっては使うことすらできないということになりかねません。

発注者が理解しておくべきポイント

工場の設計を発注するにあたって、発注者側があらかじめ理解しておくべきポイントについてまとめます。以下の5点が挙げられます。

・将来を含めた用途・コンセプト策定

・ランニングコストの試算

・労働環境・近隣への影響

・関連する法律の確認

・費用とのバランス

これらは発注やコンペの際に明確にしておくべき条件となったり、コンペ案を比較するときの視点になったりするポイントです。1つずつ見ていきましょう。

発注者側のポイント｜将来を含めた用途・コンセプト策定

まず発注する前に、自社の事業における新工場の位置づけや用途を明確にしておく必要があります。どんな製品をどのぐらい生産する工場としたいのか、その製品は自社の売上においてどのぐらいの重要度を持つのか、といったことを検証して決めていきます。

将来的にも同じ用途で使い続けるのか、それとも用途変更がありうるのかも決めておかなくてはなりません。同じ用途で使い続けるのならば、その用途に最適化した工場にすることがベストです。主力商品の製造工場などが該当するでしょう。

用途が変更される可能性があるのなら、汎用性やフレキシビリティが必要となります。不確定要素のある新事業などに当てはまります。

この用途やコンセプト決めがあいまいだと、設計のしようがなくなってしまいます。設計会社と打ち合わせながら明確にしていく場合もありますが、あらかじめはっきりさせておくとやりとりがスムーズになるでしょう。

発注者側のポイント｜ランニングコストの試算

多くの場合は建築にかかるイニシャルコストについては計算するものですが、工場が稼働し始めてからのランニングコストを試算することも重要です。建築費用を抑えようとするあまり設備のグレードなどを下げると、稼働後のランニングコストがかかってしまいむしろ利益を圧迫してしまう場合もあるからです。

設備別、すなわち実質的には費用の金額別に稼働期間ごとのランニングコストを算出して、トータルで低コスト・高収益になるのはどちらかを検証しましょう。そのとき工場内の室温や照明の照度など、設備の違いによって生産性の差が生まれることもあります。製造機器の違いによる生産性などふくめ、差がありうる条件はそれも反映させて試算します。複雑な検証になるかもしれませんが、事業を成功させるためには必要です。

発注者側のポイント｜労働環境・近隣への影響

工場が稼働した場合の労働環境や近隣への影響もあらかじめ認識してどう対処するか考えておく必要があります。

製造する製品にもよりますが、作業場所の温度やにおいなどの労働環境が過酷になる場合もあります。そのほか休憩場所などのアメニティをどこまで準備するかも検討します。労働環境もアメニティも社員のモチベーションを左右し、ひいては生産性にも影響するものです。さらに環境が過酷だと人が集めにくくなり、人件費を高くせざるを得ないケースも出てきます。

また近隣への影響についても、あらかじめ把握したうえでどう対処するか決めておかなくてはなりません。騒音や排気など、近隣からの苦情となりえます。室外機の位置や排気口の位置などに配慮が必要です。近隣との良好な関係を築いて保つためにも、対外的な環境を守ることも大切になります。

発注者側のポイント｜関連する法律の確認

工場建設に関する法律も確認しておきましょう。詳しいことは設計会社が把握していますが、発注者側もどんな点に注意が必要か知っておくことは有益です。

基本的には、基本計画・設計の段階で関連する法律の確認を行います。工場建設の際には数多くの法令をチェックしなければなりません。主要な法令の例としては、次の3つが挙げられます。

・都市計画法…工場の立地に関する法律。建設希望地が建築が可能な土地か、またどのような規模・用途の建物であれば建築可能かを定めた法律

・建築基準法…土地に建てられる建物の建蔽率・容積率・建物高さ、日影や接道の基準を定めた法律

・工場立地法…規模や業種による基準が設けられた「特定工場」の生産面積や緑地面積の割合を定めた法律

法律を守って設計することは、使い勝手など以前の大前提です。設計の実績が多い会社だと安心です。

発注者側のポイント｜費用とのバランス

工場や設備の性能・品質と、建築や設備費用とのバランスを意識しておきましょう。すべてハイスペックの工場が建てられるならよいのですが、事業には予算がつきものです。すべての要望を叶えようとすると、予算をオーバーしてしまう可能性が高くなります。

妥協できない部分・妥協できる部分の優先順位を決めておきましょう。それは工場の用途や事業における位置づけなどによって決まってくるものです。工場の稼働率に応じた売上額など、収支も試算・検証しておきます。

設計業者選びのポイント

提出されたプランの良し悪しも設計業者を決定する重要な要素ですが、業者自身の信頼度や対応力を見分けるためのポイントもあります。ここでは業者選びのポイントについてまとめます。具体的には次の5点が挙げられます。

・専門性の高さ

・ノウハウの蓄積

・施工以降の流れの理解

・コスト管理

・実績の多さ

1つずつ見ていきましょう。

業者選びのポイント｜専門性の高さ

まず、その設計業者が自社の業種についての専門的な知見があるかどうかを確認しましょう。同じ工場でも、食品工場と金属加工の工場とでは必要なスペックや管理基準がまったく違います。自社の業種の知識がないと、スペックの過不足があったり使い勝手が考慮されていなかったりと、ちぐはぐな工場ができてしまいます。あるいは作業工程を理解していないと非合理的な動線になってしまうかもしれません。

業種に適合した設計ができるかどうか、必要な基準を満たす設計ができるかどうか専門性を確認しましょう。

業者選びのポイント｜ノウハウの蓄積

自社の業種についてのノウハウがあるかも業者選びのポイントです。ここで言うノウハウとは、要望に対する対応力と言い換えてもよいかもしれません。

ノウハウがあれば、こちらの要望を叶えるためのアイディアや手段を持っており対応してくれます。仮にオーダーを実現させるのが難しい場合であっても、ノウハウがあれば代案や妥協案、ほかの選択肢を示すことができるでしょう。提案してきた内容がオーダーから外れているときも、その提案が将来を見越した説得力のある内容かもしれません。自社の事業のノウハウは自社の方がくわしいはずですが、よい業者なら工場の建築や設備のノウハウを持っています。

業者選びのポイント｜施工以降の流れの理解

施工以降の流れを理解できている設計会社は信頼できます。すでに見た通り、設計は工場建設の初期段階の作業です。設計だけでなくそれ以降の流れも理解していると、施工しやすい現実的な設計や、稼働してからの使いやすさなどを見越した設計ができるからです。施工以降の認識がないと設計が非現実なものとなるかもしれません。

上記を考慮すると、設計・施工に任せるとは安心といえます。流れを把握しているだけでなく、ワンストップで対応することが可能だからです。設計と施工を分けて発注することに適した建物も当然ありますが、工場のようにデザイン・機能・コストのバランが重要でなおかつ稼働後にメンテナンスしながら使っていく建物は設計・施工一括での発注が最適です。

業者選びのポイント｜コスト管理

コスト管理がしっかりしているのも、依頼に値する業者の特徴です。予算の中でベストの案を出してくれるか、対応してくれるか、設備の性能と予算のバランスを取ってくれるかを見ましょう。

設計と施工とで業者を分ける場合、基本計画での予算が概算になるため実際とズレが生じる可能性があります。その場合は、実施計画を詰めていく際に予算に合わせて設備などのグレードを下げるか、追加の予算が必要になってしまいます。その点でも、安心度が高いのは設計と施工を一括で対応してくれる会社だと言えるでしょう。

業者選びのポイント｜実績の多さ

実績が多いほど経験が多く、その分ノウハウが多く蓄積されていると考えられます。ノウハウが多いほど対応力が高いと予想できます。とくにコンペの指名率が高い場合は、オーダーに合わせた設計・予想以上の設計をしてくれる可能性が高いと言えるでしょう。

とくに自社と同じ業種の実績が多いと安心です。実績の例をチェックするなどして確認してみましょう。

設計内容のチェックポイント

コンペの場合はプランを比較する必要があります。またコンペ以外でも設計内容を確認しなくてはなりません。最後に、設計プランを提案されたときどういった点をチェックしたら良いかかについてまとめます。具体的には次の5点が挙げられます。

・レイアウトの合理性

・建物の性能と安全性

・外観などのデザイン性

・食堂・休憩室などのアメニティ

・省エネルギー・SDGsへの対応

1つずつ見ていきましょう。

チェックポイント｜レイアウトの合理性

まず、レイアウトの合理性をチェックしましょう。レイアウトの良し悪しは作業効率に直結します。作業手順に沿ったレイアウトならムダな動きを出しません。フォークリフトやトラックの出入りと人の移動など、危険性のないレイアウトにすることも重要です。

将来的に違う商品を製造する可能性があるなら、今の製品製造に最適化するだけでなく、汎用性・拡張性も必要です。その場合はオーダー時に伝えておく必要があります。

まずは、プランのレイアウトが作業手順に合っているか、危険なところはないか確認しましょう。

チェックポイント｜建物の性能と安全性

設備の性能と安全性も確認しましょう。具体的には、建物や床の強度、製造機械など設備の性能と安全性です。建物・設備の性能は生産性や製品の品質にかかわる重要なポイントです。また予算の都合でグレードを下げると、作業効率が下がったりランニングコストが多くかかったりす可能性もあります。

設備の性能に不足はないか、あるいは逆に必要なレベルより高すぎないか確認しましょう。安全性は法律で定められている点も多いのですが、それが守られているか確認することが必要です。

チェックポイント｜外観などのデザイン性

外観や屋内の共有部分のデザインなどもチェックしましょう。デザイン性は生産性に関わらないと思われがちですが、従業員のモチベーション向上につながり間接的にかかわりがあります。「ここで働きたい」と思わせるようなデザインなら、人材採用にもプラスとなります。

さらによいデザインは近隣の人や取引先へのイメージアップにもなります。あるいは企業からのメッセージの一環として、社風や価値観、イメージを伝える手段にもなります。自社が表現したいイメージが形になっているか確認しましょう。

チェックポイント｜食堂・休憩室などの福利厚生スペース

食堂や休憩室などの福利厚生スペースは、従業員のモチベーションや満足度の向上に有益です。ひいては離職防止にも役立ちます。福利厚生が充実していると思われるようになり、人材採用にプラスになる可能性もあります。

さらに休憩室が充実していると休憩がしっかりできるようになり、生産性が高まったり製品の品質が向上したりすることにもつながります。デザインがおしゃれかどうかやレイアウトが実用的かどうかのほか、作業場からの動線や距離も確認しましょう。

チェックポイント｜省エネルギー・SDGsへの対応

省エネルギーやSDGsに対する対応ができているかも確認しましょう。省エネルギーやSDGsは現在企業にも社会的な責任として求められている事項です。

省エネルギーに配慮した工場は、光熱費などランニングコストを抑えることにもつながります。そのため収益性が上がるという直接的なメリットもあります。省エネルギーのための設備が設計に盛り込まれているか、あるいは変更できないか確認しましょう。ただしイニシャルコストを吸収するのにかかる期間も検証する必要があります。

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