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機械工場またはエンジニアリングワークショップとは、切削加工（切削加工の一種）を行う部屋、建物、または会社のことです。機械工場では、機械工が工作機械や切削工具を使って部品を作ります。部品は通常、金属やプラスチック製ですが、ガラスや木材などの他の材料を使う場合もあります。機械工場は、小規模な事業（例えば、請負工場）である場合もあれば、工場の一部、つまり工具室や製造エリアである場合もあります。建物の構造や場所、設備の配置は様々で、工場ごとに異なります。例えば、床がコンクリートや固められた土の工場もあれば、アスファルトの床の工場もあります。工場によっては空調設備がある場合とない場合があり、また、温度管理が必要な工場もあります。各工場には独自の工具や機械があり、その数量、能力、専門分野は他の工場とは異なります。
製造される部品は、工場の最終製品として、機械産業、自動車産業、航空機産業などの顧客に販売される場合がある。また、特注部品の頻繁な機械加工も含まれる。さらに、これらの分野の企業が自社で機械工場を所有している場合もある。
製造工程は、切断、成形、穴あけ、仕上げ、その他金属加工に関連する様々な工程から構成されます。工作機械としては、旋盤、フライス盤、マシニングセンター、複合加工機、ボール盤、研削盤などが一般的で、多くはコンピュータ数値制御（CNC）で制御されます。熱処理、電気めっき、塗装など、加工前後の部品へのその他の工程は、多くの場合、別の施設で行われます。
機械工場には、加工用の棒材などの原材料と、完成品の在庫が保管されている場合があります。これらの品目は、多くの場合、倉庫に保管されます。材料の管理とトレーサビリティは、通常、企業の経営方針、取引先の業界、施設の標準認証、および管理体制に依存します。
機械加工工場は、設備投資に多額の費用がかかるため、資本集約型の事業になり得る。また、特に受注生産方式で機械修理を専門としている場合は、労働集約型にもなり得る。しかし、生産加工（バッチ生産と大量生産の両方）は、CNC、プログラマブルロジックコントローラ（PLC）、マイクロコンピュータ、ロボット工学の発展以前と比べてはるかに自動化が進んでいる。もはや多くの労働者は必要ないが、残っている仕事には高い才能とスキルが求められる傾向がある。機械加工工場での訓練と経験は、どちらも希少で貴重なものとなり得る。
5S活動の実施方法、安全対策の遵守レベル、従業員による個人用保護具の使用状況、機械のメンテナンス頻度、工場内の厳格な整理整頓の実施方法などは、工場によって大きく異なる場合がある。
最初の機械工場は、産業革命がすでにかなり進んでいた19世紀に登場し始めました。産業革命以前は、部品や工具は地方の村や都市の小規模な工房で、多くの場合地元市場向けに生産されていました。産業革命を可能にした最初の機械も、同様の工房で開発されたのです。
初期の工場では、生産機械は現場で組み立てられ、すべての部品が個別に製作されていました。しばらくすると、これらの工場は独自の作業場を設け、既存の機械の部品を修理したり改造したりするようになりました。当時、繊維産業が主要産業であり、これらの産業は独自の工作機械をさらに発展させていきました。
19世紀初頭、イギリス、ドイツ、スコットランドで工作機械やベッセマー鋼などのより安価な製鋼法がさらに発展したことが、第二次産業革命を引き起こし、初期の工場電化、大量生産、生産ラインの確立へと至った。ブルクハルトが「金属部品を必要なサイズに切断し、組み立てて機械ユニットや機械を形成する場所であり、そのようにして作られた機械は、文明の必需品や贅沢品の生産に直接的または間接的に使用される」と呼んだ機械工場が出現した。[ 1 ]
機械工場の台頭と、その特有の製造および組織上の問題が、初期のジョブショップ管理の先駆者たちを刺激し、彼らの理論は科学的管理として知られるようになった。この分野で最も初期の出版物の1つは、1896年に「現代機械工場経済学」に関する最初の一連の記事を書いたホレス・ルシアン・アーノルドである。 [ 2 ]この研究は、生産技術、生産方法、工場レイアウトから、時間研究、生産計画、機械工場管理にまで及んだ。これらのトピックに関する一連の出版物が続いた。1899年、ジョシュア・ローズは、工場機械、蒸気機関、電気機械の操作、構造、原理について書いた「現代機械工場の実践」という本を出版した。
1903年にハワード・モンロー・レイモンドが編集長を務める『現代工場実務百科事典』が出版され、同年フレデリック・ウィンスロー・テイラーは、ニューヨークで開催されたアメリカ機械学会で発表した論文『工場経営』を出版した。テイラーは1878年にミッドベール製鉄所で機械工場労働者として働き始め、機械工場主任、研究部長、そして最終的には工場の主任技師へと昇進した。独立コンサルタント技師として、1898年にベスレヘム・スチールで担当した最初の主要な仕事の一つは、高額な機械工場の生産能力の問題を解決することだった。
1906年、オスカー・E・ペリゴは、機械工場の設備と管理に関する人気書籍『近代機械工場』を出版した。ペリゴ（1906）は『近代機械工場』の第一部で、建物の物理的な構造に焦点を当て、模型の機械工場を紹介した。ペリゴはこの模型の機械工場で、工場内の空間をどのように組織できるかを模索した。[ 3 ]これは当時珍しいことではなかった。アレクサンダー・ハミルトン・チャーチ、J・スレーター・ルイス、ヒューゴ・ディーマーなど、多くの産業技術者が新しい産業複合施設の計画を発表した。
これらの研究は、とりわけ科学的管理運動へと発展し、テイラーは1911年に有名な『科学的管理の原理』を著しました。これは現代の組織論と意思決定理論の先駆けとなる著作であり、そのかなりの部分が機械工場の組織化に割かれています。[ 4 ]高速度鋼などの新しい切削材料の導入と、計画ボード（図参照）などの新しい科学的管理方法を導入することによる生産のより良い組織化により、機械工場の生産性と効率が大幅に向上しました。20世紀を通じて、これらは技術のさらなる発展とともにさらに向上しました。
20世紀初頭、工作機械の動力は依然として中央の蒸気機関によって駆動される機械式ベルトによって供給されていた。20世紀が進むにつれて、工作機械の動力源は電動モーターへと移行していった。
切削油を含む材料や化学物質が高度化するにつれ、環境への影響に対する意識も徐々に高まっていった。事故や労働災害の可能性が常に存在するという認識と並行して、スクラップ材のリサイクルのための分別や廃棄物の処理は、環境、安全、健康に関連する分野として発展していった。規制対象の機械工場では、これは環境・健康・安全（ EHS ）と呼ばれる分野、あるいは品質保証を含むHQSEなど、同様の名称の分野によって支えられる恒常的な慣行へと発展していった。
20世紀後半には、数値制御（NC）による自動化、そしてコンピュータ数値制御（CNC）による自動化が始まった。
品質管理や検査のためのデジタル機器が広く普及し、機器を購入できる規模の大きな工場では、精密測定にレーザーを利用することがより一般的になった。
工作機械への情報技術のさらなる統合は、コンピュータ統合製造の始まりにつながった。生産設計と生産はCAD/CAMに統合され、生産管理は企業資源計画（ERP）に統合された。
20世紀後半、産業用ロボットの導入により、工場の自動化がさらに進みました。ロボットの典型的な用途には、溶接、塗装、組み立て、ピックアンドプレース（包装、パレタイジング、SMTなど）、製品検査、テストなどがあります。この導入の結果、機械工場も「ロボット工学と電子制御が機械の操作と制御に導入されるほど近代化されました」[ 5 ] 。ただし、小規模な機械工場では、ロボットを導入することはむしろ例外です。
機械とは、意図した動作を実行するためにエネルギーを使用する、1つ以上の部品を含むツールです。機械は通常、機械的、化学的、熱的、または電気的な手段によって駆動され、多くの場合、モーターで駆動されます。歴史的に、電動工具も機械として分類されるには可動部品が必要でした。しかし、電子機器の出現により、可動部品のない電動工具が開発され、それらは機械とみなされるようになりました。[ 6 ]
機械加工とは、原材料を制御された材料除去プロセスによって所望の最終形状とサイズに切削する様々な工程の総称です。この「制御された材料除去」という共通テーマを持つ多くの工程は、今日では総称して「切削加工」と呼ばれ、制御された材料添加プロセスである「積層造形」とは区別されます。定義における「制御された」部分が具体的に何を意味するかは様々ですが、ほぼ常に（電動工具や手工具だけでなく）工作機械の使用を意味します。
すべての機械工場にCNCフライス盤があるとは限りませんが、一般的には手動フライス盤を利用できる場合があります。
工作機械とは、金属やその他の硬質材料を、切削、穴あけ、研削、せん断、またはその他の変形方法によって成形または加工するための機械です。工作機械は、切削または成形を行うための何らかの工具を使用します。すべての工作機械は、工作物を拘束し、機械部品のガイド付き動作を提供する何らかの手段を使用します。したがって、工作物と切削工具間の相対的な動きは、完全に「自由」または「無計画」ではなく、少なくともある程度は機械によって制御または拘束されます。
切削工具の在庫管理は、主に大規模な工場で専門的に行われています。小規模な機械工場では、エンドミル、キー溝カッター、インサート、その他の切削工具の種類が限られている場合があります。切削工具の設計の精緻さ（材質や仕上げを含む）の選択は、一般的に加工内容と工具の価格によって決まります。場合によっては、特注工具のコストが小規模工場にとって高額になりすぎることもあります。
業界や作業内容によっては、切削工具は特定の種類の材料にのみ使用できる場合があり、つまり、切削工具は異なる化学組成の別のワークピースに接触してはならない。
すべての機械工場にフライス盤が備えられているわけではなく、またすべての機械工場がフライス加工を目的としているわけでもない。
機械工場の中には、他の工場よりも整理整頓が行き届いているところもあれば、清潔に保たれているところもある。ある工場では、毎シフト終了の数分前に工場全体を掃除するが、別の工場では、スケジュールや手順が全くなく、掃除のサイクルももっと緩い。
機械に関しては、場所によっては設備の手入れとメンテナンスが最優先事項であり、部品加工後に発生する切削屑（一般的にチップと呼ばれる）を毎日除去し、機械をエアブローして拭き掃除するところもあります。一方、別の機械工場では、切削屑は除去する必要が生じるまで機械内に放置されます。後者の方法は推奨されません。
アルミニウム、鉄鋼、石油など、使用済み材料の残渣や残留物は回収してリサイクルすることができ、一般的には販売されることもあります。しかし、すべての機械工場がリサイクルを実施しているわけではなく、材料の分別と保管を徹底するための専任担当者を配置している工場も限られています。規模が大きく組織化された事業所では、こうした責任は健康・安全・環境・品質（HSEQ）部門に委任される場合もあります。
品質保証、品質管理、検査は、一般的に同義語として用いられます。達成すべき精度と正確さは、いくつかの決定要因によって左右されます。すべての機械が同じレベルの信頼性と、一定の許容範囲内で予測可能な最終結果を実現する能力を備えているわけではなく、またすべての製造プロセスが同じ範囲の精度を達成できるわけでもないため、機械加工工場は、望ましい結果を提供できるという自らの信頼性に限界があります。したがって、顧客が宣言する厳格さによっては、機械加工工場は、注文の発行と受領の前に、検証と妥当性確認を受ける必要がある場合があります。
機械工場では、部品の寸法測定や検査を行い、規格への適合性を確認するための専用エリアが設けられている場合がある一方、他の工場では、機械工や加工工による検査のみに頼っている場合もある。例えば、花崗岩製の校正済み定盤を複数の部門で共有している工場もあれば、旋盤やフライス盤などがそれぞれ専用の定盤を持っている工場、あるいは全く持っていない工場もある。
従う規格、対象とする業界、品質管理、そして主に機械工場における作業方法の種類によって、精密検査機器の使用状況や計測精度が左右されます。つまり、すべての機械工場が測定機器の定期的な校正を実施しているわけではありません。また、すべての機械工場が同じ種類の測定機器を使用しているわけではありませんが、マイクロメーター、ノギス、花崗岩製定盤などはよく見られます。
計測機器の校正頻度と精度は状況によって異なり、専門の第三者機関に依頼する必要がある場合もあります。また、場合によっては、法令遵守のために、工場内のすべての計測機器を校正しておくことが義務付けられていることもあります。
機械の配置場所と向きは重要です。できれば、設備の配置については事前に検討しておくことが望ましいです。工場レイアウト調査ほど綿密に検討する必要はありませんが、機械同士の近接性、機械の種類、原材料の受け入れ場所と保管場所、換気などの他の要素を考慮して、機械工場の初期レイアウトを決定します。工程図や日々の作業によって、配置変更が必要になる場合があります。
収益性は、生産量を最大化し、機械を効率的に配置する上で一般的に重要な考慮事項ですが、機器の予防保全や職場の安全など、他の重要な要素も考慮する必要があります。例えば、技術者が加工センターの後ろで接続部を点検できるようにスペースを確保したり、緊急避難口を塞ぐような場所に機械を設置しないようにしたりすることなどが挙げられます。
作業場によっては、特定の工具や備品を保管するための専用のケージや部屋が設けられている場合があります。例えば、溶接用品やガスボンベなどを保管する専用の部屋、あるいは清掃用品や研磨ディスクなどの消耗品を保管する部屋などです。作業規模、管理体制、管理体制によっては、これらのエリアへの立ち入りが制限され施錠されている場合や、工具保管係などの従業員が常駐している場合もあります。また、保管室やケージは全従業員が自由に立ち入ることができる場合もあります。ただし、すべての作業場に工具保管室や保管室があるわけではなく、多くの場合、大型のキャビネットで十分です。
また、手工具の保管方法や、加工業者や作業員が利用できるようにする方法は、工場の運営方法や管理方法によって異なります。多くの場合、一般的な手工具は作業エリアに目に見える場所に置かれ、誰でも手に取れるようになっています。多くの場合、日常的に使用する工具は工場で用意されているため、作業員は自分の工具を用意する必要はありませんが、他の多くのケースでは、作業員は自分の工具や工具箱を職場に持ち込みます。
安全は、日々継続的に遵守し徹底すべき事項ですが、実際の作業手順、実施される方針、そして従業員や経営陣が認識する全体的な真剣さにおいて、店舗によって厳格さや徹底度は異なる場合があります。米国では、共通のガイドラインを標準化するために、労働安全衛生局（OSHA）が教育資料を発行し、事故防止を目的とした予防措置を実施しています。
機械工場では通常、機械を安全に扱うための様々な手順が知られています。一般的な手順には以下のようなものがあります。
機械工場における安全対策は、怪我や悲劇を防ぐことを目的としており、例えば、作業員が旋盤に巻き込まれて致命的な怪我を負う可能性を排除することなどが挙げられる。
多くの機械には、設計段階から安全対策が組み込まれています。例えば、プレス機やパンチ機を作動させるには、オペレーターが邪魔にならない位置にある2つのボタンを押す必要があり、それによってオペレーターの手が挟まれるのを防ぎます。
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