Vol.72, No.2 / Nov. 2024　通巻第249号

【冒頭】
当社グループは1905年の創業以来120年近くの歴史を通して，多様な事業領域で社会やお客様のニーズを満たすための事業活動を通じて培った多様な技術を保有しており，2014年技術開発本部においてそれらを21のコア技術として分類し，様々な事業課題やお客様の課題解決に活用しつつ育成してきた。当社グループは大きく素材系事業，機械系事業，電力事業の三つの事業セグメントを有する企業であり，21のコア技術はこの三つのセグメントでの活動から派生した技術に加え，ものづくりに係る共有の技術群から成る。その適用範囲は当社グループ内部における製品開発やものづくりはもちろん，二次加工メーカのお客様における課題の解決におよぶ場合もある。そのため，この整理は広くお客様にもご紹介しながら，社内外のコミュニケーションツールとしても定着してきた。

当社グループでは素材・機械・電力にまたがる幅広い事業活動を通じて，グリーン社会に貢献する多様な技術・製品・サービスを提供してきた。2050年のカーボンニュートラルへの挑戦に向けては，これまで培ってきたコア技術群の活用や掛け合わせによる当社グループならではのCO₂削減ソリューションの創出に積極的に取り組んでいる。

当社グループは，輸送機分野，生活基盤分野，エネルギー・インフラ分野において産業を支える素材やキーコンポーネントを提供し続けてきた。創業してまもない黎明（れいめい）期に素材系と機械系という異なる領域に事業を展開し，種々の領域で求められるニーズに対応するために獲得してきたコア技術群は当社グループならではのものである。これからもコア技術を高度化させることにより，私たちの暮らしを支える製品群の創出，地域社会へのエネルギー安定供給を通して安全で安心なまちづくりを支えるとともに，私たちの製造現場のみならずお客様現場の安全性と生産性の向上に貢献していく。

当社グループは，現在および未来の社会課題を解決するソリューションを提供している。カーボンニュートラルの実現に向けては，自動車分野における軽量化や電動化に貢献するための材料とソリューションの提案を進めている。また将来の日本の労働力人口の減少により懸念されているものづくり力の維持・強化の課題に対しては，熟練工の技能を補うための溶接システムやデジタル化の開発も進めている。これらの活動は，当社の素材系，機械系の事業で長年培ってきた多彩なコア技術とそれらの掛け合わせ，組み合わせに基づいている。

溶解・鋳造・溶接技術は，KOBELCOグループの多様な素材系事業のものづくりを支える重要なコア技術として，鉄鋼，アルミ，銅，鋳鍛鋼，チタン，溶接の各分野の特徴に応じて技術開発が進められてきた。さらに近年では，原料品位の劣質化が進展し，CO₂削減や資源循環の観点でのリサイクル素材の使用拡大が急速に求められており，将来のカーボンニュートラルに向けた技術開発も数多く行われている。これら各素材系分野の溶解・鋳造・溶接技術の進展と将来に向けた取り組みを紹介する。

介在物は金属製造工程において金属中に生成・混入する物質のことであり，その制御は素材の特性を決定付ける重要な因子の一つである。介在物制御技術は，介在物徹底除去による金属の高清浄度化技術，介在物物性制御による無害化技術，介在物の形態・分散制御による活用技術の三つに大別される。これらの技術は素材安定性能やものづくりにおける生産性の確保につながるとともに，金属製造工程における副産物中の鉱物相制御に応用することで副産物資源化を促進し，グリーン社会構築にもつながる技術である。本記事では，その開発の歴史および今後の展望を，当社を代表する製品群に即して概説する。

当社は金属材料の総合メーカとして，社会の様々な要望に応えるために，鉄鋼，アルミニウム合金，銅合金，チタン合金，溶接材料といった各種金属材料の性能改善を進めるための要素基盤技術として金属組織制御技術の高度化を進めてきた。ここでは，持続可能な社会に貢献する軽量化ソリューションの取り組みとして自動車用超ハイテンならびにアルミニウム合金の開発を，安全・安心なまちづくりへの貢献の取り組みとして厚鋼板・溶接材料の開発を，金属組織制御技術の取り組みの事例として紹介する。また，今後，想定される大きな社会変化に対応するために今後の金属組織制御技術の方向性について述べる。

安全・安心な社会の実現に向けては，金属材料が使用されるインフラ，環境・エネルギー設備の長寿命化や，自動車の環境負荷低減と安全の両立など，様々な課題がある。これらの解決には，材料の表面で生じる腐食や水素脆化の克服が重要であり，耐腐食・耐水素脆化特性に優れる金属材料が求められている。いっぽう，耐腐食性，耐摩耗性，抗菌性などの機能を材料の表面に新たに付与する表面処理技術も，多様化・高度化したニーズに対応した金属材料の提供に果たす役割は極めて重要である。本稿では，金属の表界面反応の制御により高機能な表面を創製し，安全・安心な社会に貢献する「金属表面制御技術」について紹介するとともに，本技術を活用した取り組み事例について解説する。

拡大する電子デバイスの性能を向上させるうえで，電子材料のもつ機能を最大限に発揮させることが重要となる。そのため，素材開発に際してはデバイス製造プロセスやデバイス構造を考慮することが必要であり，当社は製造プロセス開発，デバイス評価技術の構築をあわせて進めてきた。酸化物半導体材料の開発では素材単体の電気特性評価に加え，薄膜トランジスタの作成，評価を進めデバイス特性と材料の特性の相関を明らかにした。また光ディスク用記録膜の開発では材料開発とあわせて記録信号特性評価を進めた。お客様に安心して使っていただく電子材料素材の開発のための要素技術について解説する。

安全・安心な社会の実現およびグリーン社会に向けた金属素材開発において，高強度化や高耐食化を図るには金属組織のコントロールが重要であり，そのコントロールの対象は原子サイズオーダへと微細化している。組織を観察することは特性発現に向けたキーであり，原子レベルで観る・測ることが求められる。これらを可能にする当社の物理分析解析技術の取り組みとして，放射光X線や3次元アトムプローブの活用，軟X線発光分光，走査型透過電子顕微鏡を用いたエネルギー分散型X線分光解析の適用を進めてきた。また第一原理計算を用いた組織予測にも取り組んでいる。CNに向けて大きな変化を迎える中，物理分析解析技術で次代の素材開発を支えていく。

計測技術は科学・ものづくり力の礎である。世界のインフラを支える基幹部品を幅広く供給する当社において，計測技術は安全・安心な製品と持続可能なものづくりを支える主要な要素基盤技術として，製品の安定供給や品質の作り込みに挑戦し続ける中で鍛錬され独自の発展を遂げた。今後も社会の根幹を支える基幹部品・製品群を安定供給し，あくなき品質・機能・性能要求の高度化に応え続けるため，またカーボンニュートラルへの挑戦やものづくり変革を通して持続可能な社会を実現するための計測技術の展望を述べる。

当社製品や当社素材・素形材が使用されている最終製品の性能・品質・安全性の担保・向上に寄与してきたコア技術の一つである構造・材料強度に関する予測・評価技術について，構造力学および材料強度分野に分けて解説を行う。構造力学分野では，自動車車体の軽量化と衝突安全性を両立するための衝突評価技術，構造最適化技術，さらには，カーボンニュートラル社会の実現を見据えたライフサイクルにおける環境負荷低減（LCA）の観点を取り入れた部品提案についても事例を紹介する。材料強度分野では，冶金学的な因子である相変態を考慮した熱処理シミュレーションを活用した変形・組織予測および割れ予測技術を紹介する。また，材料組織設計と力学特性をつなぐマイクロメカニクス分野への取り組み事例を紹介し，新たな付加価値を持つ素材製品の創出，ものづくりの変革への可能性を展望する。

機械が動くと必ず振動や騒音が発生するため，高品位な製品やサービスを提供するためには，振動や騒音をある一定以下に抑える必要がある。当社では，操業開始以来，本課題に対して「振動・音・動的特性の制御技術」を発展させながら取り組み続け，当社機械製品だけでなく，自社工場の安定操業，当社素材のお客様の課題解決など，広く安心な社会の実現に対して貢献してきた。本稿では，技術の概要の解説を通して，これまでの社会への貢献や今後のグリーン社会，安全・安心なまちづくり・ものづくりへの貢献についての展望を示す。

CO₂削減などのグリーン社会への貢献に寄与する熱・流体制御技術は，創業以来，様々な生産プロセスや製品開発のなかで発展してきた。これらの技術は流動，化学反応，伝熱挙動が複雑に絡み合うため，内部現象を理解するための可視化やプロセスを最適化するための制御は容易ではなく，CFDによる熱流体解析が用いられてきた。本稿では，直接還元鉄プラントや高炉PCI ，微粉炭ボイラのような高温反応を伴う生産プロセス，ヒートポンプや混練機，気化器のような機械製品における熱・流体制御技術の変遷について適用例を中心に紹介するとともに，カーボンニュートラル実現に向けた将来の展望について解説する。

当社グループの金属材料や産業機械は，人々の安全・安心な暮らしを支えてきた。金属材料の製造プロセスとして，多くの場合「圧延」「鍛造」などの熱間加工により，形状だけでなく性能，品質が作りこまれ，さらに「成形加工」や「切削加工」により，高精度な形状に仕上げられる。当社グループのものづくりには欠かせない，「圧延」，「鍛造」，「成形」，「切削」を代表とする加工技術について，各コア技術の概要をこれまでの技術開発と実用例を交えながら説明する。さらに，『未来の安全・安心な社会の実現』にむけて必要不可欠であるものづくりの革新につながる新たな取り組みについても述べる。

当社グループの電気制御技術ならびに磁気制御技術は，半導体や磁性材，超電導といった先端の電子・磁性材料の開発とともに，それらを活用した機械製品の競争力強化や新製品開発を推進する中で育まれてきた。カーボンニュートラルを背景に輸送機を中心に電動化が急速に加速する中，需要変化に対応するためにも電気・磁気制御技術はさらに重要性を増す。本稿では，当社グループの電気制御技術および磁気制御技術の概要とともにおのおのの技術トピックスを紹介する。

お客様の新たなニーズや製品およびそれらの変化に的確に対応するため，当社グループの生産設備・プロセスやプラント製品などの安定稼働，効率化を支えてきたプロセス制御技術の高度化に関して報告を行う。具体的には，歴史的な背景にふれながらプロセス制御技術の概要およびいくつかの最新事例を紹介しつつ，当社グループのマテリアリティ「グリーン社会への貢献」との関係性や将来のカーボンニュートラル社会への貢献についても展望する。

当社は，複雑な製造プロセスにおける品質，コスト，納期（QCD）を管理するためにオペレーションズリサーチ（OR）に基づいた独自の意思決定支援技術を開発してきた。近年，製造業における意思決定の範囲は，単一の工場からサプライチェーンでつながった企業群へ，またQCDから環境影響に至るまで拡大している。このような複雑なビジネスエコシステムにおいて，新たな価値を創造する基盤として意思決定支援技術あるいはORの重要性が高まっている。本稿では，意思決定支援技術を構成する基盤技術と，KOBELCOの製造プロセスにおける役割を説明するとともに，実際の製造工場向けに開発されたソリューションを通じて，意思決定支援技術が提供する価値と可能性について説明する。

高温かつ過酷な環境で精緻なものづくりを必要とする鉄鋼業，金属加工業では，古くから高度なモデルベースト制御やセンシング技術，通信技術の製造プロセスへの適用に取り組んできた。そこに近年の情報通信技術の発展とともに大量の実績データから学習し高度な推論を可能とするデータ駆動科学の実践的活用が進んだことで物理や操業知を学びとり，人に提示することが可能なAIの仕組みがものづくり現場にも適用され始めた。本稿では，とくに近年変化の目覚ましいデータ駆動科学・AI応用技術の当社での応用と，それらを通じて得た人とAIとの協調的な関係について述べる。

当社では，カスタムメイドな非汎用産業機械や設備プラントを設計製造し販売している。一般に25～50年の間，お客様のものづくり現場で使い続けられる製品であり，販売後も設備点検や部品交換などのメンテナンスからオーバーホールまで，幅広くお客様のものづくり全般における様々な技術的相談や協力支援に，アフターサービスという形で応え続けてきた。サービス化技術とは，当社内アフターサービスビジネスDX推進結果から生まれた技術であり，お客様を含めた関係ステークホルダ間のコミュニケーションやコラボレーションを，ICTで円滑かつ効率的に行えるようにプラットフォーム化し，新しいビジネスモデルとしてのエコシステム構築をめざす技術である。

鋼構造物を製造する中で，溶接に対する課題は多い。お客様は良好な品質の溶接継手を安定して高能率に得ることを求めている。溶接のプロセス，ロボット，材料が個々に優れていても，お客様の課題解決にならないことが多い。当社の溶接事業部門は，アーク溶接に関わるプロセス，ロボット，材料などの全ての技術を有し，お客様に溶接ソリューションを提供している。溶接ソリューションを構成しているこれらの三つの要素技術を例として，それぞれの領域におけるコア技術を紹介する。溶接事業のマテリアリティとして溶接ソリューションの社会実装事例も紹介する。

世界で温室効果ガスの削減取り組みが加速している。鉄鋼業は，温室効果ガスの一種である二酸化炭素を産業界で最も排出する業界の一つであり，脱炭素化が強く望まれている。今の鉄鋼生産の中心は高炉であるが，コークスや石炭を主な熱源や還元剤とすることが二酸化炭素排出量の多くなる原因である。当社では，脱炭素化に向け，還元鉄の高炉への多配合などにより高炉の還元剤比率を下げるといった二酸化炭素削減に向けた取り組みを着実に進めている。さらに，還元鉄製造技術や原料ペレットプラント操業，エンジニアリング事業で培ったノウハウや基盤技術を組み合わせて，鉄鋼業のカーボンニュートラル化に貢献していく。

当社では，1980年代より吸着分離技術および触媒反応技術を練磨し，製鉄・化学工業における特長あるガス分離プロセスの実用化，火力発電所における環境保全などを通じて「グリーン社会への貢献」および「安全・安心なまちづくり・ものづくりへの貢献」を続けてきた。近年，カーボンニュートラルやサーキュラーエコノミーへの動きが加速する中，これまで捨てられていた資源を有効に利用し，環境負荷のより少ない持続可能な社会を実現する上で，「物質を高度に分離する」「物質を価値あるものに変換する」ための両技術はいっそう重要になるものと考えられる。本稿では，両技術への取り組みの変遷を適用例を挙げながら紹介し，将来に向けた展望に触れる。

カーボンニュートラル実現には，CO₂排出量削減やCO₂固定化はもとより，石炭やバイオマスなどのカーボンリソースを循環利用することも重要である。当社グループは，これらのカーボンリソースを燃料製品や機能性炭素材へと循環利用しやすい形態へ転換する技術や，サステナブルな社会に必要な環境配慮型製品として安全に利用するための技術の開発に取り組んでいる。本稿では，このカーボンリソース転換・利用技術の概要およびアプリケーション事例について紹介するとともに，カーボンニュートラル社会実現に向けた技術開発の将来展望について解説する。