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2級・基礎 公式ガイドブック
平成23年度版 利用技術者試験 2級・基礎 公式ガイドブック 社団法人 コンピュータソフトウェア協会 一般社団法人 コンピュータ教育振興協会 本書に掲載された会社名、製品名は、一般に各社の商号、商標、登録商標です。 なお、本文中で™および®マークは省略しています。 CAD利用技術者試験2級・基礎試験ガイドブック はじめに 社団法人コンピュータソフトウェア協会および一般社団法人コンピュータ教育 振興協会が共催する「CAD利用技術者試験」は、CADシステムの普及と人材の育 成を目的として平成 2 年度に創設され、昨年度には、創設 20 周年を迎えました。 本試験は、CADの初学者を対象としたCAD利用技術者基礎試験、2 次元CAD の利用に関する知識を問うCAD利用技術者試験（2 級・1 級） 、そして機械・製造 系の 3 次元CADの基礎知識と技能を問う 3 次元CAD利用技術者試験（2 級・準 1 級・1 級）の、計 3 種類の試験からなっております。 本書は、 「CAD利用技術者試験 2 級」および「CAD利用技術者基礎試験」基礎 試験受験者のための指導書です。 CAD利用技術者試験 2 級は、コンピュータシステムおよびCADシステムを使 いこなすための知識やCADの基本となる製図の基礎、CADシステムの機能を理 解するための知識など、知識レベルを中心とした能力を評価することに主眼を置 いています。 CAD利用技術者基礎試験は、CAD利用技術を習得するための第 1 歩として、 CADシステムを利用する上でのコンピュータ関連の知識や製図の知識、図形の 知識を、基礎的かつ幅広く網羅し、評価することに主眼を置いています。 本書は、CADオペレータ業務からCADシステムの運用･管理までをサポートす る、CAD利用技術者として身に付けておくべき必須の知識について幅広く解説 しており、2 級試験および基礎試験に合格するために必ず理解すべき内容につい ても、その要点をわかりやすく解説しています。 CAD利用技術者試験 2 級受験者・基礎受験者はもちろん、CAD利用技術者試 験 1 級や 3 次元CAD利用技術者試験を目指す方がCAD知識の全体像を学ぶ上で も、本書を有効に活用していただければ幸いです。 平成 23 年 2 月 CAD利用普及委員会 委員長 山田 正彦 3 CAD利用技術者試験 2 級・基礎 公式ガイドブック ■CSAJ（社団法人コンピュータソフトウェア協会）について 社団法人コンピュータソフトウェア協会（以下、CSAJ）は、昭和 57 年 5 月、前身 の「日本パソコンソフトウェア協会」として設立されました。昭和 61 年 2 月の社団法 人化（通商産業省［現経済産業省］より認可を得る）を期に、名称を「社団法人日本パー ソナルコンピュータソフトウェア協会」とし、さらに平成 18 年には社団法人化 20 周 年を記念して現在の名称へ変更し、今日に至っています（平成 23 年 1 月現在、総会 員数約 460 社） 。 CSAJホームページ http://www.csaj.jp/ ■一般社団法人コンピュータ教育振興協会（ACSP）について 一般社団法人コンピュータ教育振興協会（以下、ACSP）は、社団法人コンピュー タソフトウェア協会（以下、CSAJ）を母体として平成 21 年 2 月に設立された非営利 法人です。 ACSPでは、 「CAD利用技術者試験」と「会計ソフト実務能力試験」の共催団体と して、引き続き両試験の運営業務を行い、本事業を通じて学生および社会人の自己 啓発意欲向上や就・転職等の支援活動を行ってまいります。 ACSPホームページ http://www.acsp.jp/ ■CAD利用技術者試験制度について 平成 22 年度に試験制度創設 20 周年を迎えたCAD利用技術者試験は、平成 2 年 10 月に「CADインストラクター認定試験」として創設し、平成 6 年 6 月より現在の「CAD 利用技術者試験」へ名称を変更して現在にいたっています。CAD利用技術者試験は、 現在までに延べ 50 万人以上の総受験者を得て、認定会場（CAD利用技術者試験セン ターが正式に認定した大学・専門学校・スクールなど）の数も全国で 600 校以上（平 成 23 年 1 月現在）にわたり、わが国有数のIT関連試験として広く認知されています。 CAD利用技術者試験は、以下の 3 種類の試験を通じてCADを利用した知識・スキ ルを明確化し、一定水準に達している受験者に対して評価・認定を行うものです。 ・CAD利用技術者基礎試験 これからCADを本格的に学ぶことを目的とした、3 ヵ月程度の就学者を想定して 行います。 ・CAD利用技術者試験 1 級（建築）/1 級（機械）/1 級（トレース） ・2 級 2 次元系のCADシステムを利用し、主として設計･製図業務に従事し、1 年以上の 就学・就業経験（2 級および 1 級（トレース）は半年以上）を有する方を想定して行 います。 ・3 次元CAD利用技術者試験 1 級・準 1 級・2 級 機械系・製造系の3次元CADシステムを利用し、主として設計･製図業務に従事し、 半年以上の就学・就業経験を有する方を想定して行います。 CAD利用技術者試験公式ホームページ http://www.csaj.jp/cad/ 4 CAD利用技術者試験2級・基礎試験ガイドブック 目 次 目 次 ２級 マークの付いた項目は 2 級試験の出題範囲です 基礎 マークの付いた項目は基礎試験の出題範囲です はじめに……………………………………………………………………………………………… 3 CSAJとACSPとCAD利用技術者試験について………………………………………………… 4 平成 23 年度CAD利用技術者試験実施概要 11 CAD利用技術者試験 1 級（建築／機械／トレース） ・2 級・基礎試験の概要…………… 13 受験申込から証明書類発行までの流れ …………………………………………………… 28 第 1 章 CADシステムの知識と利用 1 CADシステムの概要と機能 ２級 基礎 ……………………………………………… 39 CADシステムとは…………………………………………………………………………… 39 CADシステムの目的と効果………………………………………………………………… 40 CADソフトの種類と特徴…………………………………………………………………… 43 CADシステムの構成形態と運用…………………………………………………………… 46 2 CADシステムの基本機能 ２級 基礎 ………………………………………………… 48 CADシステムの基本概念…………………………………………………………………… 48 CADソフトの作図機能……………………………………………………………………… 61 CADソフトの編集機能……………………………………………………………………… 73 そのほかの機能と利用上の注意点 ………………………………………………………… 80 コマンドの一般的な使用例と作図方法 …………………………………………………… 84 3 CADの作図データ ２級 基礎 ………………………………………………………… 96 データの表現方法 …………………………………………………………………………… 96 データ変換 …………………………………………………………………………………… 97 データの取り扱いに関する注意点 ………………………………………………………… 100 第 2 章 CADシステムのプラットフォーム 1 CADシステムとハードウェア ２級 基礎 …………………………………………… 103 コンピュータの基本構成と機能 …………………………………………………………… 103 コンピュータの動作と仕組み ……………………………………………………………… 106 コンピュータのハードウェア ……………………………………………………………… 110 CPU（CentralProcessingUnit：中央処理装置）………………………………………… 111 主記憶装置 …………………………………………………………………………………… 112 チップセット ………………………………………………………………………………… 115 補助記憶装置 ………………………………………………………………………………… 115 入力装置 ……………………………………………………………………………………… 119 5 CAD利用技術者試験 2 級・基礎 公式ガイドブック 出力装置… ……………………………………………………………………………………… 122 インタフェース… ……………………………………………………………………………… 129 デバイスドライバ… …………………………………………………………………………… 132 コンピュータの操作と取り扱い… …………………………………………………………… 132 CADシステムの基本ハードウェア構成……………………………………………………… 133 CADシステムの特殊装置……………………………………………………………………… 134 2 CADシステムとソフトウェア ２級 基礎 … …………………………………………… 136 コンピュータのソフトウェア… ……………………………………………………………… 136 基本ソフトウェアの操作方法… ……………………………………………………………… 137 CADシステムに必要なソフトウェア………………………………………………………… 142 CADソフトの応用分野………………………………………………………………………… 145 CADソフトの機能と特徴……………………………………………………………………… 145 プログラム言語の種類と特徴… ……………………………………………………………… 145 3 ネットワークの知識 ２級 基礎 … ……………………………………………………… 147 ネットワークの基礎知識… …………………………………………………………………… 147 ネットワークの機能と分類… ………………………………………………………………… 147 ネットワークの構成要素… …………………………………………………………………… 150 通信プロトコル… ……………………………………………………………………………… 151 通信回線の種類と特徴… ……………………………………………………………………… 153 LANの基礎知識… ……………………………………………………………………………… 153 LANを構成する機器… ………………………………………………………………………… 155 LANに関する最新技術… ……………………………………………………………………… 159 インターネット… ……………………………………………………………………………… 159 インターネットのサービス… ………………………………………………………………… 162 インターネットへの接続回線… ……………………………………………………………… 164 インターネットとLAN… ……………………………………………………………………… 168 CADによるネットワークの利用……………………………………………………………… 169 ネットワーク運用に潜む危険性… …………………………………………………………… 170 セキュリティの概念… ………………………………………………………………………… 170 ネットワークコンピュータ利用時の注意事項… …………………………………………… 171 システム構成管理… …………………………………………………………………………… 172 ファイル管理… ………………………………………………………………………………… 173 インターネットのセキュリティ… …………………………………………………………… 175 4 情報セキュリティと知的財産 ２級 基礎 … …………………………………………… 177 情報セキュリティ対策の重要性… …………………………………………………………… 177 コンピュータウイルス対策… ………………………………………………………………… 177 個人情報保護… ………………………………………………………………………………… 180 パスワード管理… ……………………………………………………………………………… 180 アクセス管理… ………………………………………………………………………………… 181 セキュリティ修正プログラム… ……………………………………………………………… 181 6 CAD利用技術者試験2級・基礎試験ガイドブック 目 次 データのバックアップ ……………………………………………………………………… 182 関連法規 ……………………………………………………………………………………… 182 知的財産権の保護 …………………………………………………………………………… 188 セキュリティに関するQ&A………………………………………………………………… 193 著作権に関するQ&A………………………………………………………………………… 195 5 コンピュータの操作 基礎 ……………………………………………………………… 199 パソコンの起動と終了 ……………………………………………………………………… 199 マウスによる入力操作 ……………………………………………………………………… 200 6 OSの基本操作 基礎 …………………………………………………………………… 202 Windowsの基礎知識………………………………………………………………………… 202 ウィンドウの操作 …………………………………………………………………………… 205 ファイルの種類 ……………………………………………………………………………… 208 ファイルの管理 ……………………………………………………………………………… 211 第 3 章 CADシステムの関連知識 1 CADシステムの運用・管理と課題 ２級 ……………………………………………… 216 CADシステム導入による作業環境の変化………………………………………………… 216 CADシステム導入による作業面積の確保………………………………………………… 216 OA機器の騒音・発熱対策…………………………………………………………………… 216 OA機器のための電源・配線設備の拡充…………………………………………………… 217 VDT作業者の管理 …………………………………………………………………………… 217 CADシステムの標準化……………………………………………………………………… 219 ファイルの標準化 …………………………………………………………………………… 220 業務におけるCADシステムの運用………………………………………………………… 222 ハードウェアの管理 ………………………………………………………………………… 223 CADソフトの管理…………………………………………………………………………… 224 CADデータの管理…………………………………………………………………………… 224 障害管理 ……………………………………………………………………………………… 224 図面の電子化と検索 ………………………………………………………………………… 226 2 3 次元CADの基礎知識 ２級 …………………………………………………………… 228 3 次元CADとは ……………………………………………………………………………… 228 3 次元CADの基本概念 ……………………………………………………………………… 230 3 次元CADの基本機能 ……………………………………………………………………… 231 3 次元CADの活用 …………………………………………………………………………… 233 CG（コンピュータグラフィックス） ……………………………………………………… 235 第 4 章 製図の知識 1 製図一般 ２級 基礎 …………………………………………………………………… 241 製図の目的 …………………………………………………………………………………… 241 製図規格 ……………………………………………………………………………………… 241 7 CAD利用技術者試験 2 級・基礎 公式ガイドブック 図面の基本要件 ……………………………………………………………………………… 241 図面の大きさ ………………………………………………………………………………… 242 図面の様式 …………………………………………………………………………………… 243 図面に用いる文字や線 ……………………………………………………………………… 244 図面に用いる尺度 …………………………………………………………………………… 250 製図における寸法記入法 …………………………………………………………………… 251 2 製図の原理と表現方法 ２級 基礎 …………………………………………………… 259 投影法とその分類 …………………………………………………………………………… 259 正投影 ………………………………………………………………………………………… 260 第一角法と第三角法 ………………………………………………………………………… 261 投影図の選択 ………………………………………………………………………………… 264 投影図の分析方法 …………………………………………………………………………… 266 投影法の練習問題① ………………………………………………………………………… 272 投影法の練習問題② ………………………………………………………………………… 273 練習問題の解答 ……………………………………………………………………………… 274 投影図の作図例① …………………………………………………………………………… 275 投影図の作図例② …………………………………………………………………………… 277 投影図の作図例③ …………………………………………………………………………… 279 投影図の作図例④ …………………………………………………………………………… 282 3 製図における図形の表現方法 ２級 基礎 …………………………………………… 284 投影図 ………………………………………………………………………………………… 284 断面図 ………………………………………………………………………………………… 285 省略図示法 …………………………………………………………………………………… 291 特殊な図示法 ………………………………………………………………………………… 291 第 5 章 図形 1 三角形 基礎 ……………………………………………………………………………… 297 三角形の各部の名称 ………………………………………………………………………… 297 三角形の種類 ………………………………………………………………………………… 298 三角形の性質 ………………………………………………………………………………… 299 2 四角形と多角形 基礎 …………………………………………………………………… 304 四角形の各部の名称 ………………………………………………………………………… 304 四角形の種類 ………………………………………………………………………………… 304 四角形の性質 ………………………………………………………………………………… 306 多角形 ………………………………………………………………………………………… 307 3 円 基礎 …………………………………………………………………………………… 310 円の種類 ……………………………………………………………………………………… 310 円の各部の名称 ……………………………………………………………………………… 310 円の性質 ……………………………………………………………………………………… 311 円の性質の応用 ……………………………………………………………………………… 314 8 CAD利用技術者試験2級・基礎試験ガイドブック 目 次 4 三平方の定理 基礎 ………………………………………………………………………… 316 三平方の定理の基礎… ………………………………………………………………………… 316 三平方の定理の応用… ………………………………………………………………………… 317 座標平面と三平方の定理… …………………………………………………………………… 318 5 三角関数 基礎 ……………………………………………………………………………… 319 三角比… ………………………………………………………………………………………… 319 三角関数… ……………………………………………………………………………………… 320 正弦定理… ……………………………………………………………………………………… 321 余弦定理… ……………………………………………………………………………………… 322 三角形の辺の長さを求める… ………………………………………………………………… 323 6 立体図形 基礎 ……………………………………………………………………………… 324 回転体… ………………………………………………………………………………………… 324 角柱… …………………………………………………………………………………………… 325 角すい… ………………………………………………………………………………………… 326 角すい台… ……………………………………………………………………………………… 326 正多面体… ……………………………………………………………………………………… 327 平成 22 年度 2 級試験問題 ２級 前期試験問題… ………………………………………………………………………………………… 331 後期試験問題… ………………………………………………………………………………………… 355 平成 22 年度 2 級試験解答……………………………………………………………………………… 378 基礎試験サンプル問題 基礎 1 例題…………………………………………………………………………………………… 380 2 例題の解答…………………………………………………………………………………… 389 巻末付録 CAD利用技術者試験 2 級 用語集（JIS CAD用語） 391 索引………………………………………………………………………………………………… 399 9 第1章 第 1 CADシステムの知識と利用 章 CADシステムの 知識と利用 1 CADシステムの概要と機能 2 CADシステムの基本機能 3 CADの作図データ 37 CAD利用技術者試験 2 級・基礎 公式ガイドブック 基礎試験 対策用 CADシステムの概要と機能 CAD、CADシ ス テ ム、 編 集 設 計、 配 置 設 計、CAM、CAE、QCD、 Facility Management、CG、NC、FA、PDM CADシステムの基本機能 ベクトル（ドロー）データ、ラスタ（イメージ）データ、レイヤ、ビットマッ プフォント、ストロークフォント、アウトラインフォント、ワイヤーフ レームモデル、サーフェスモデル、ソリッドモデル、グリッド、スナッ プ、スクロール、ズーム、図面印刷、ファイル出力、パラメトリック図 形、ユーザーカスタマイズ CADの作図データ 中間ファイル、IGES、DXF、STEP、SXF、バックアップ、上位互換 性 38 CAD利用技術者試験2級・基礎試験ガイドブック 1 第1章 CADシステムの知識と利用 CADシステムの概要と機能 2級 基礎 CAD利用技術者は、CADシステムに関する基本的な知識と技術のほかにも、コ ンピュータの知識、製図や図形の知識が必要である。また、CADシステムを運 用するための知識も必要である。本節では、CADシステムの概要と機能につい て解説する。 CADシステムとは 大昔、人間は道具をつくって活動していた。そして、次第に衣服をつくり、住 居を建て、さらには機械をつくるようになった。小型の機械からジェット機のよ うな大型の機械まで、あるいは個性的で繊細なデザインの衣類を大量に製作し、 小さな住居からより巨大な高層ビルをも建設するようになった。 このような人間の生産活動の進行につれて、1 人でつくるのではなく、多人数 で製作する必要が出てきた。そこで、つくり方を分かりやすい図面に残し、同じ ものを再度製作するときに活用する試みがなされることになった。そして、図面 の記入方法を取り決め、そのルールを知れば、誰でも図面を見るだけで何が出来 上がるのか理解できるようになった。 製図の根本は概ね、以上のような経緯で確立していったのである。人間の製作 物がより多岐にわたり複雑化してくると、効率よく設計・製図・製作を行うため のツールに対する要求が高まってくる。 こうした背景から開発されたのが、 「CAD（Computer Aided Design） 」である。 CADとは「コンピュータ支援による設計」という意味で、設計者が人間とコン ピュータの特性を活かしながら設計を進める技術あるいは技法である。 このCADを実践するソフトウェアのことを「CADソフト」という。一般には、 CADソフトを指してCADということが多いが、CADを実践するためには、CAD ソフトやコンピュータはもちろんのこと、プロッタやプリンタ、補助記憶装置な どのハードウェア装置、それらを結ぶネットワーク関連装置、ハードウェアを制 御するソフトウェアなどが必要である。これらを総称して 「CADシステム」 という。 また、CADを「Computer Aided Drawing」と訳すこともある。CADベンダー によっては、その用途により「Design（設計） 」と「Drawing（作図） 」の使い分け をしているところも多い。 CADシステムは、設計者がコンピュータの助けを受けながら設計業務を進め るためのシステムであり、設計や製図業務の無人化を図るものではない。人間の 生産活動には人間の創造力が必要なのである。最近では、コンピュータのめざま しい進歩とインターネットやソフトウェアの発達によってCADの重要性と可能 性はますます高まっており、CAD利用技術者に対する期待と要求も高まってい 39 CAD利用技術者試験 2 級・基礎 公式ガイドブック る。したがって、CAD利用技術者はただ単にCADシステムが扱えるだけではな く、設計に関する基礎知識を有し、かつCADシステムの特性を知って自在に活 用できる必要がある。 コーヒーブレイク・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 最大にして最古の製図 ナスカの地上絵 ペルーのナスカ高原には、鋤で引いたような溝がいくつも引かれていて、空から 見るとさまざまな直線に混じり、いろいろな動物の絵が描かれているのをご存じだ ろうか。滑走路のような線や羽を広げた巨大な鳥、渦巻き模様などが正確に描かれ ている。ナスカの文明は紀元前 200 年頃から西暦 700 年頃まで栄えた文明で、約 80 年前にたまたま上空を通りかかった飛行機のパイロットによって発見されたもの である。何のために描かれたのか、UFOの着陸地点の印だとか、当時のナスカ人が 気球などで上空にあがって眺めて楽しんだとかその目的は諸説紛々である。しかし、 最大にして最古の製図であることは確かなようである。 CADシステムの目的と効果 CADシステムを利用する当初の目的は、製図作業を効率よく行うことであっ た。しかし、現在ではこれ以外にも多くの目的で利用されており、単にドラフタ や製図板の代わりにCADシステムがあるというわけではない。CADシステムは、 コンピュータの特性を活かした多くの機能を有しており、上手に活用すれば、こ れらの機能によって相乗的な多くの効果が期待できるのである。 CADシステムを利用するメリットをまとめると、以下のような点が挙げられる。 機械的作業の効率化 製図作業や種々の計算などの効率化を図ることができ、また人為的ミスを軽減 できる。例えば、寸法を入れたい個所を指示するだけで自動的に寸法が表記でき、 交点、接線、接点、面積などの幾何学的な計算を自動的に行ってその結果を表示 することが可能である。 また、パターン化された形状を編集して設計していくような場合など、定常的 に行う設計における繰り返し作業や単純作業を自動化するような機能をもつ CADソフトもある。さらに、基本部品から別の似た形状の部品を設計していく ような場合など、寸法をパラメータ化した標準形状を呼び出して、具体的な寸法 値を入力することで新規図面を起こしていく「編集設計」や、あらかじめ標準化 した部品をCADソフトに登録しておき、それを呼び出して配置していくことに より新規図面を起こしていく「配置設計」を行うことにより、手描きに比べて大 幅に作業効率が向上する。 40 CAD利用技術者試験2級・基礎試験ガイドブック 第1章 CADシステムの知識と利用 図面品質の向上 手描きで高い品質の図面を製図するためには、熟練の技術が必要である。しか し、CADソフトを利用すれば、初心者でも品質の高い図面を作成することがで きる。正確な寸法の図を容易に描くことができ、また手描きのように消した跡が 残ることもない。線の太さや線種の表現、文字の記述などすべてコンピュータで 制御されるため、一定の太さと線種で描かれ、仕上がりもきれいである。さらに、 CADソフトの中には、誤った図面が作成されないようにチェック機能をもった ものもある。 設計変更・修正の効率化 図面を電子媒体に保存することで、効率よくデータを管理できる。したがって、 設計に変更が生じた際には最初から製図を行うのではなく、あらかじめ保存され ている既存図面を呼び出して手を加えることで、効率的に新しい図面を作成した り、容易に図面を変更・修正できる。また、同様にして、応用設計や流用設計、 改造設計などを効率よく行うこともできる。 設計検討の効率化 CADソフトによって対象物が数値データ化されるので、製造物の特性、性能、 構造などの各種解析を行う「CAE（Computer Aided Engineering） 」にデータを 流用して設計の検討などを効率的に行うことができる。 また、建築・土木分野でも、図面データを基にCG（Computer Graphics：コン ピュータグラフィックス）を作成し、内外壁の素材や質感のイメージ、照明など のシミュレーションを行ってデザインを検討したり、プレゼンテーションや構造 物の強度解析などに利用している。大規模な構造物ほど「試しにつくってみる」 ということが困難であるが、こうしたデータを活用することで、設計段階で構造 物内部の設備までを詳細に設計・検討できる。 製品製作工程の短縮 製作工程に入る前にあらかじめ設計諸元や工程のチェック、部品同士の干渉や 勘合具合、工作機械や各種処理の段取りのチェックが可能である。そのため、設 計ミスの早期発見、作業工程の短縮が期待できる。 また、機械分野では、対象物が数値データ化されることで、NC工作機械（NC ＝Numerical Control：数値制御）を使って設計から製造工程までを自動化する 「CAM（Computer Aided Manufacturing）」といったFAシステム（FA＝Factory Automation：工場全体の統合的かつ柔軟な自動化）が利用できる。さらに、この 数値データを中心にして、製造に必要な部材の仕入れから設計、製造、物流まで を統合した「PDM（Product Data Management：製品データ管理） 」と呼ばれる 大がかりなシステムで効率化を図ることもある。特に 3 次元CAD（第 3 章第 2 節 参照）によって作成されたデータは、加工やCAEのほかにも、各種試験、工程管 41 CAD利用技術者試験 2 級・基礎 公式ガイドブック 理など広い範囲で流用できる。 電子データ化による保存とやり取りの効率向上 従来、紙で保存していた図面を電子データで保存することで、保存に関わるコ ストを大幅に削減できる。また、図面の検索においても、短時間で目的の図面を 取り出すことが可能である。さらに、インターネットなどの情報通信手段を活用 することで、瞬時に世界中のあらゆる場所へ図面を送ることができるため、通信 時間が削減でき、省力化を図れる。 そのほかのメリット 3 次元CADを活用することで、企画からデザイン、設計、解析、試験、製造や 建設に至るまで、データが共有化できる。各工程、各分野の担当者が連携してプ ロジェクトを完成させることに役立つため、製品開発において、開発期間の短縮 化やコスト低減などの効率化が図れる。特に機械系分野においては、各工程が 3 次元CADデータを中心に同時に並行して作業を進める「コンカレントエンジニア リング」が実践され、QCD（Quality：品質、Cost：コスト、Delivery：納期）に 大きな効果を上げている。 また、3 次元CADは、人間の頭の中にあるイメージを表現することに優れてお り、人間の創造性の具象化に有効である。さらに、設計した対象物の質感や色合 いなどもコンピュータの中で確認することが容易である。 コンピュータやソフトウェアの進歩に伴い、CADシステムを利用することで 得られる効果は拡大しており、将来的には、前述した以外にもさまざまな目的で CADを利用する機会が増加していくことだろう。したがって、CADシステムの 利用技術者は、新しいCADシステムの情報をいつも得るようにしておくことも 大切である。 42 CAD利用技術者試験2級・基礎試験ガイドブック 第1章 CADシステムの知識と利用 コーヒーブレイク・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ QCDとQDC——どっちが大切か 本文でも述べたとおり、QCDとは品質・コスト・納期のことであるが、これらは お互いに密接に関係し合っており、すべてをよくすることは困難なことである。例 えば、高い品質を得るためには工数がかかるためコストが高くなったり、納期が長 くなったりする。また、コストを低くするためには、品質に目をつぶったり、多少 納期がかかっても安い物流手段を選んだりすることになるだろう。納期を短くする ことも同様で、品質やコストにはマイナス方向にならざるを得ない。それぞれがお 互いに相反するのである。したがって、そのバランスをどのようにとるかが大きな ポイントとなる。 CADを利用することも同様で、どんなに品質の高い図面でも長時間かけていては 使えないし、逆にいくら早く出図できるといっても、ミスばかりの図面では困りも のである。バランスよく描きたいものである。 さて、この「Q」、「C」、「D」の順番であるが、 「わが社はコストを度外視しても納 期を優先します」ということで、順番を入れ替えて「QDC」と呼ぶ会社がある。自分 にとって、その順番はどうなるのか、考えてみたい。 CADソフトの種類と特徴 パソコンの普及に伴い、CADシステムを利用する企業は急速に増加し、分野 ごとにさまざまな形態で利用されている。初期のCADシステムは、設計製図用 途が主体であったため、設計部門の一部の技術者に利用範囲が限られていた。し かし、今日ではデータベースとCADデータを連携したシステム（FM＝Facility Management：ファシリティマネージメント）の構築、インターネットを用いた 部品ライブラリの活用、CGを使用したプレゼンテーションなど、CADシステム の利用方法はさまざまな分野や部門で多様化している。 特定の業種分野に偏らず、あらゆる分野での利用を想定して基本的な作図機能 を有しているCADソフトを「汎用CAD」という。それに対して、基本的な作図機 能に加えて各業種に特化した機能を有しているCADソフトを「専用CAD」という。 汎用CADは、利用者によって機能を追加できるカスタマイズ機能をもってい ることが多く、各業種に特化した機能を追加することにより、専用CADのよう に利用することもできる。 CADソフトはその利用目的に合わせて必要な機能を有しているものを選ぶと よいが、そのためにはCADソフトの種類と特徴を理解することが大切である。 以下に、専用CADの機能と特徴を説明する。 機械系CAD 機械図面に用いられる図記号や部品データなどを自動生成する機能や加工用の データを生成する機能などを有しており、機械設計用に特化したCADソフトで ある（次頁図 1）。最近では、2 次元CADのほかに 3 次元CADも広く用いられるよ 43 CAD利用技術者試験 2 級・基礎 公式ガイドブック うになってきた。 破線 新型 モータ 搭載時（量産仕様） 図 1 CADによる機械図面の例 建築系CAD 建築設計に特化したCADソフトで、機械系CADに次いで大きな比率を占める 分野である（図 2）。壁に用いる二重線や建具などを自動作図する機能を有してお り、建築用図面の作図効率を向上させることができる。また、日影計算、建築関 係法規による規制対応機能などをもつCADソフトもある。 図 2 CADによる建築図面の例 44 CAD利用技術者試験2級・基礎試験ガイドブック CADシステムの知識と利用 第1章 最近では、2 次元の図面から建物の外観を表示するパース図を作成し、ほかの CGソフトと連携できるものも多く登場している。 土木系CAD 土木設計・製図に特化したCADソフト。道路や橋梁をはじめ各種土木構造物 の設計用システムのほか、測量機器と連動して測量図を作成する測量用のシステ ム、コンクリート構造物（配筋図）用システム、造成設計用システムなどがある。 電子系・電気系CAD 単結線図、配電盤設計図、シーケンス図、屋内配線図、電子回路設計図などの 作図効率を向上させることができるCADソフトである。図形の入力だけでなく、 図形に付加する多くの文字情報を入力・管理できるようになっている。電気記 号、配線接続情報など電気に関する設計図を作成する場合に必要な機能が用意さ れているほか、回路のシミュレーションや部品集計機能などをもつシステムも多 い（図 3） 。 5V * B A 2 D1 1S1588 A 2 K * 1 1 IC6(5/6) IC6(4/6) ALS04 Y ALS04 10 9 A Y 5V B 50V 8 A 1.0mF 10k 1/4W 11 A 2 C3 R1 1 * GND1 GND1 * 18 19 TR1 2SC1815 3 2SC1815 3 E1 1 SEG1 * 1 9 6 4 3 2 8 7 A B C D E F G DP TR3 2 2SC1815 C B 3 2 E1 1 SEG2 TLR312 A B C D E F G DP 5V GND1 TR2 2 C B 2 A B C D E F G DP 1 9 6 4 3 2 8 7 A B C D E F G DP 2SC1815 3 E1 1 SEG3 TLR312 10 COM TR4 2 C B 2 A B C D E F G DP 1 9 6 4 3 2 8 7 A B C D E F G DP E1 1 SEG4 TLR312 10 COM 2 C B 2 B 17 1/4W 16 R6 15 A DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 13 B 12 1/4W O0 O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 8 R5 A0 A1 A2 7 A3 6 A4 5 A5 4 A6 3 A7 25 A8 24 A9 21 A10 23 A11 2 A12 20 *CE 22 *OE 27 *PGM 1 VPP 9 3.3k 5V AB10 AB9 AB8 AB7 AB6 AB5 AB4 AB3 AB2 AB1 AB0 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 11 10 A GND1 AB0 AB1 AB2 AB3 AB4 AB5 AB6 AB7 3.3k A 47pF 50V 5V MBM2764 17 C2 1 47pF 50V IC2 Z80 *BUSRQ A15 5 *WAIT A14 4 *NMI A13 3 A12 2 A11 1 16 *INT A10 40 A09 39 A08 38 23 *BUSAK A07 37 28 *RFSH A06 36 27 *M1 A05 35 18 *HALT A04 34 A03 33 A02 32 6 CLK A01 31 A00 30 D07 13 26 *RESET D06 10 D05 9 D04 7 D03 8 D02 12 D01 15 D00 14 11 VDD *MREQ 19 29 GND *IORQ 20 *RD 21 *WR 22 24 B B A C1 1 IC1 25 1/4W 1 4 R4 Y A 3 A 2 3.3k 2 B Y 2 1/4W 1 A 2 ALS04 B ALS04 R3 IC6(2/6) 3.3k 2 A B R7 A A 1 IC6(1/6) B 10k 1/4W XL1 HC18/U TLR312 COM10 A B C D E F G DP 1 9 6 4 3 2 8 7 A B C D E F G DP COM10 5V * 1 RA1 10K COM AB8 IC6(6/6) ALS04 Y 12 AB9 A 13 5V AB10 IC3 * B A 1 4 10k 1/4W IC6(3/6) A 3 C ALS138 R2 2 SW1 B12AH ALS04 1 B 2 5 A Y 2 6 5 6 3 2 B 1 A 1 GND1 DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 C4 1.0mF 50V *G2A *G2B G1 C B A *Y0 *Y1 *Y2 *Y3 *Y4 *Y5 *Y6 *Y7 ABCDE F GH IC4 ALS174 1D 4 2D 6 3D 11 4D 13 5D 14 6D 1 *CLR 9 CK 3 1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 2 2 3 4 5 6 7 8 9 5 7 10 12 15 15 5V 14 13 12 * 11 10 IC5 9 7 GND1 DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 ALS374 1D 2D 3D 1Q 2Q 3Q 2 4D 5D 14 6D 17 7D 18 8D 4Q 5Q 6Q 7Q 8Q 9 3 4 7 8 13 11 1 5 6 12 15 16 19 A B C D E F G DP CK *OE GND1 図 3 CADによる電気回路図面の例（富士通社） その他 アパレル業界では布地や編み物のパターンメイキングからデザイン、 型紙設計、 裁断システムでCADが活用されている（次頁図 4） 。また、科学分野の分子モデル 作成、施設管理部門に適したデータと連携したファシリティマネージメント、地 図作成や検索に適したGISシステム、広域ネットワーク化に伴う芯線管理など、 形状データを扱う分野では、さまざまな種類のCADシステムが活用されている。 45 CAD利用技術者試験 2 級・基礎 公式ガイドブック このように、CADは、社会生活と密着し、日々その重要性が高まっている技 術といえる。 図 4 CADによるアパレル図面の例（島精機製作所、パターンメイキング［型紙作成］画面） CADシステムの構成形態と運用 CADシステムは、「入力（作成）」→「編集」→「出力」の 3 つの作業によって運 用される。 「入力」では、コンピュータに実際にキーボードやマウスなどを使っ て入力して作図したり、既存図面を読み込んだりしていく。 「編集」では、入力 された図面を編集して目的の図面に仕上げていく。そして、 「出力」では、出来 上がった図面をプロッタやプリンタで印刷したり、加工機械に形状データを送っ て製作する。これらの作業を行うために、CADシステムは、処理装置およびそ の周辺装置で構成されるハードウェアと、ハードウェアを設計業務に有効に運用 するためのソフトウェアから構成されている（図 5） 。 46 CAD利用技術者試験2級・基礎試験ガイドブック 第1章 CADシステムの知識と利用 インターネット FD/HD/MOなど プリンタ プロッタ モデム 出力 キーボード 編集 入力（作成） FD/HD/MOなど ディジタイザ マウス キーボード マウス イメージスキャナ 図 5 CADシステムで実行される 3 つの作業 CADシステムの構成形態には、以下のようなものが挙げられる。 ・作業を行うための機能をコンピュータ 1 台ごとに独立させて使用する形態（「スタンド アローン」という） ・大型のホストコンピュータを導入して、複数の小型コンピュータを端末として接続し、 ホストコンピュータによってCADシステムを集中管理し複数の作業者が同時に利用 できる形態 ・端 末のコンピュータにワークステーションと呼ばれる高性能なコンピュータを用い て、即時に応答が必要な作業は端末で行い、大規模な計算や膨大なデータ検索などは ホストコンピュータで処理する分散型ネットワークシステムの形態 47