電気設計とは？仕事内容・必要なスキル・役立つ資格・キャリアパスも

電気設計は、電気回路・システムを設計する仕事です。電子機器だけでなく、家電・自動車などの製造にも必要な仕事であり、幅広い業界で活躍できる資格として注目されています。

「電気や設計に関する仕事に携わりたいものの、仕事内容を詳しく分かっていない」という人は意外と多くいるのではないでしょうか。 そこで今回は、電気設計の概要や主な仕事内容から、電気設計エンジニアとして働く魅力・大変なところ、さらに仕事に必要なスキルや役立つ資格、具体的なキャリアパスまで詳しく解説します。電気設計の仕事に興味がある人は、ぜひ参考にしてください。

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電気設計とは？

電気設計とは、建物や電化製品などを製造するために必要な電気回路・システムを設計する仕事です。電気業界だけではなく、建設業界や製品メーカー、インフラ整備など幅広い分野で必要とされています。

電気設計は、スマートフォンやパソコンのような電子機器だけでなく、家電や自動車にも必要不可欠です。デジタル化が進む現代では、電気設計の知識や経験がある人材の需要が一層高まっています。

電気設計の仕事に携わる人は「電気設計エンジニア」または「電気設計職」と呼ばれ、設計する機器は用途や電圧の大きさによって「重電（じゅうでん）」と「弱電（じゃくでん）」に分類されます。

重電は大きな電力を扱う設備が中心で、例としてはベルトコンベアなどの産業用機械、エレベーター、ビル設備に使われる変圧器などが挙げられます。一方、弱電は比較的小さな電力を扱う分野で、電話・テレビ・洗濯機などの家庭用電化製品が代表例です。

電気設計は、どちらの分野においても製品の安全性・性能・効率に直結するため、非常に重要な役割を担います。

電気設計と制御設計・回路設計の違い

電気設計と似て異なる分野に、「制御設計」と「回路設計」があります。

制御設計は、機械や設備を動かすための制御システムを設計する仕事です。主な設計対象としてはセンサーやモーター、PLCなどが挙げられ、システム全体の動作の流れや制御ロジックに特化しています。

回路設計は、電子回路や電気回路の詳細を設計する仕事です。主な設計対象としては基盤やIC、コンデンサーなどが挙げられ、デジタル・アナログの回路設計に特化しています。

一方、電気設計は建物や製品全体の電気回路や電源系統、配線、制御盤などを設計する業務を指します。制御設計や回路設計の知識も必要であり、場合によってはこれらの設計作業に直接関わることもあります。

つまり、電気設計はシステム全体の設計を担当しつつ、制御や回路の専門知識を活かして安全で効率的な電気設計を行う仕事と言えます。

電気設計の主な仕事内容

電気設計では、建物や電化製品の設計段階から開発、テスト、納品まで幅広い工程に携わります。作業の流れは基本的に「設計→実装→制御→評価」の順で進みますが、職場や製品によって工程や担当範囲は異なることを覚えておきましょう。

ここからは、電気設計職が携わる主要な工程と具体的な業務内容を紹介します。

基本設計・仕様検討

基本設計では、クライアントの要望にもとづき設計の仕様を決定します。

図面や過去の製品のほか、使用される電圧や電流、必要な保護回路、安全基準などを参考にしながら、製品全体の電気的な要件を整理します。

基本設計・仕様検討は最初のステップでありながら製品の方向性を明確にする段階でもあるため、ほかの設計担当者や関係部門との綿密な打ち合わせが多く行われることも特徴です。

電子部品の選定

基本設計と仕様が決定したら、次の工程として電子部品の選定を行います。

電子部品の選定は、設計する機械や設備が正しく安全に、かつ効率的に動作するために必要な部品を決める工程です。主に、モーター、スイッチ、ブレーカーなどの「電気を供給・制御する電気部品」と、抵抗、コンデンサ、トランジスタなどの「信号処理やエネルギー変換を行う電子部品」を選びます。

選定にあたっては、部品の性能、耐久性、信頼性、コスト、規格や法令への適合状況、供給状況などを総合的に判断します。部品同士が互いに適切に連携することが求められ、システム全体の安全性と効率性に直結します。特に大規模な設備では、選定の段階でミスがあると後工程での手戻りが発生するため、注意が必要です。

回路設計

電子部品の選定が完了したら、回路設計の工程に進み、選定部品をどのように配置し接続するかを決めます。

回路設計は大きく「動力回路」と「制御回路」に分けられます。動力回路は、モーターやヒーターといった機械の動力部に電力を供給する回路で、設備の稼働に直結する重要な部分です。一方、制御回路はセンサーやスイッチ、ボタンなどからの入力信号を受け取り、動力回路を適切に操作するための回路です。

回路設計の工程では、選定した電子部品の特性を踏まえて配線や接続方法を決定し、システム全体の安全性や信頼性を確保します。回路図や配線図を作成し、設計思想を関係者に伝えることも重要な作業です。回路設計の完成度が、後の制御設計や試作・評価工程の効率や精度に大きく影響します。

配線・レイアウト設計

回路設計が完成したら、次に配線・レイアウト設計を行います。配線・レイアウト設計の工程では、回路図に基づいてケーブルや配線ルートを決定し、電力や信号を効率的かつ安全に伝達できるように計画します。

配線には、電力供給用のケーブルだけでなく、信号線も含まれるため、干渉やノイズを防ぐための工夫が必要です。配線トレイや配線ダクトを用いてルートを整理し、将来的なメンテナンス性も考慮して設計します。

適切な配線・レイアウトは、システム全体の信頼性や安全性を高める重要な工程です。

制御（PLC）設計・プログラミング

配線・レイアウトが決まったら、次に制御設計としてPLCのプログラム開発を行います。

PLCは機械や設備の動作を制御する装置で、入力デバイス（センサーやスイッチ）からの信号を受け取り、出力デバイス（モーターやライトなど）を適切に動作させるためのプログラムを作成します。

制御設計・プログラミングの工程では、システム全体の動作ロジックを精密に設計し、異常時のエラー処理や安全対策も組み込む必要があります。機械や設備が設計通り安全かつ効率的に動くかを左右する重要な役割を担っていると言えます。

試作・評価・改善

最後に、設計した回路や配線、制御プログラムの内容をもとに、試作・評価・改善を行います。

まずは設計が完成した段階で試作版を作り、実際に動作させて検証します。電圧・電流の測定や耐久試験、温度試験などさまざまなテストを行い、設計通りの性能を発揮しているかを確認します。

テスト中に不具合や性能不足が見つかれば、設計を修正して再度試作・評価を繰り返します。この工程を経て、最終的に安全で信頼性の高い製品を納品できる状態に仕上げることが、電気設計職の重要な役割となります。

電気設計エンジニアとして働く魅力・メリット

電気設計エンジニアとして働くことには、単なる技術職としての側面だけでなく、社会的な意義や自己成長の実感など、多くの魅力があります。設計を通じて社会や人々の生活に貢献できることや、経験を積むほど仕事の幅が広がること、将来的にも安定した需要が見込める点などが特徴です。

ここからは、電気設計エンジニアとして働く魅力・メリットについて詳しく説明します。

やりがいを得やすい

電気は人々の生活や社会活動に欠かせないものであり、電気設計はその基盤を支える重要な仕事です。設計した建物や製品が実際に使われる場面に触れる機会が多く、自分の仕事が形となって社会に役立っていることを実感できます。

また、電気設計の知識やスキルは日常生活でも活用できる場面があり、人々や社会への貢献を身近に感じやすいことも大きなやりがいです。こうした実感は、仕事へのモチベーションや誇りにつながります。

経験を重ねるほど扱える分野が広がる

電気設計の経験を積むほど、対応できる案件や担当範囲は広がります。小規模な設備から始め、経験を重ねることで大規模な建物や複雑な電気システムの設計にも携われるようになり、より大きな達成感を得られます。

さらに、幅広い案件に対応できるスキルをもつことで、転職やキャリアアップの選択肢も増え、専門性の高さを活かした働き方が可能となります。

将来性が高い

電気設計は人々の生活に欠かせない電気関連の仕事であるため、ニーズが安定しています。また、電気設備は設置して終わりではなく、老朽化した設備の改修や技術革新に伴うアップグレードなど、長期的に保守や更新が必要です。

さらに、近年ではIoTやAI技術の進展により、電気設計の分野は今後も拡大し続けることが見込まれており、将来性の高い職種と言えるでしょう。

電気設計エンジニアの大変なところ

電気設計エンジニアとして働くことには多くの魅力がありますが、一方で「大変」と感じる場面も少なくありません。責任感や納期へのプレッシャー、技術の進化への対応など、業務をこなす中でさまざまな負担が生じるのも事実です。

そこで次に、電気設計エンジニアは具体的にどのような点が大変なのかを、克服や成長につなげるポイントとともに紹介します。

責任感やプレッシャーに押しつぶされることもある

電気設計は、人々の生活や社会に直接関わる製品や設備を作る仕事であるため、初めて業務に携わる際は責任感やプレッシャーを強く感じることがあります。特に、新人や経験の浅いエンジニアは、ミスが許されない状況で精神的負担を感じやすいでしょう。

しかし、経験を積み、自分の仕事に自信がつくにつれて必要以上のプレッシャーを感じることは少なくなります。むしろ、責任感やプレッシャーは自身の成長を促す重要な要素として捉えることができます。

残業が続く場合もある

電気設計の仕事には納期があり、プロジェクトの進行や仕様変更、突発的なトラブル対応によって残業が発生することもあります。特に複数の部署やプロジェクトとの調整が必要な場合は、時間的な負担が増すケースも少なくありません。 しかし、経験を重ねてトラブルに対する冷静な対応力を身につければ、長時間労働が続く状況を防ぐことが可能です。また、人材が充実した職場や、困ったときに助け合えるチーム環境を選ぶことで、負担を大きく減らすこともできます。

常に最新技術を学び続けなければならない

電気設計は技術革新が速く、常に最新の知識や技術をキャッチアップする努力が求められます。日々の業務に追われながらも学習を継続する必要があり、体力的・精神的なタフさが求められる場面もあります。

しかし、学んだ技術は確実に仕事の成果に結びつき、設計の幅や精度を高めることに役立ちます。学び続けることで自身の市場価値も向上し、キャリアの選択肢も広がるでしょう。

電気設計エンジニアの平均年収

厚生労働省が運営する「職業情報提供サイト jobtag」によると、電気設計エンジニアを含む電気技術者の平均年収は「755.2万円」と、日本の給与所得者全体と比べてやや高い水準であることが分かります。

（出典：職業情報提供サイト jobtag「電気技術者」/https://shigoto.mhlw.go.jp/User/Occupation/Detail/272）

ただし、実際の年収は企業規模や役職、経験年数などによって大きく異なります。働き始めの段階では月給30万円前後となることも珍しくありません。一方で、豊富な経験や高度な技術を有する電気設計エンジニアであれば、平均年収を大きく上回る高収入を得ることも可能です。

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電気設計の仕事に求められるスキル

電気設計エンジニアとして働くためには、電気に関する基本的な知識や、設計に必要なツールを扱うスキル、そしてチームワークを円滑に進めるための資質が問われます。

特定のスキル習得を応募条件とする求人も少なからずあるため、応募先の幅を広げたい人は関連スキルの習得も検討しておくと良いでしょう。

ここからは、電気設計の仕事に求められるスキルを4つ紹介します。

電気・電子工学の知識

電気設計の仕事では、電気・電子工学についての専門知識が欠かせません。電気関連の知識や回路、信号処理などに関する基礎知識は、電気設計職の必須スキルです。

回路・システム設計を行うためには、電気回路図や回路図記号、電気シンボルを読み書きできるスキルも身につける必要があります。電気・電子工学などの専門的知識は難易度が高く、高度な理解が求められます。

電気・電子工学の知識は、大学の学科・専門学校で身につけることが可能です。ただ、大学の関連学科を卒業していない場合でも、オンラインの学習サイトや資格勉強などで学べば、電気設計の仕事に必要な知識を習得できます。

CADを扱うスキル

設備図をはじめとする製図作業は、CADというソフトウェアを使用します。CADは電気設計の仕事において、製図や設計作業をする際に欠かせないツールと言っても過言ではありません。実務でスムーズにツールを操作するために、操作方法を理解する必要があります。

CADには平面に対応した「2DCAD」と立体に対応した「3DCAD」が存在します。業務に合わせてソフトを使いこなせるように、それぞれのスキルを習得しておくと安心です。

コミュニケーションスキル

電気設計の仕事は、発注者や設計者、メーカーの担当者といったさまざまな立場の関係者と打合せを重ねて進めていきます。多くの人と関わりながら円滑に仕事を進めるためには、コミュニケーション能力の習得が必要です。

発注者の意図やニーズを正しく汲み取り、建物の構造・製品デザインと設備面の細かい調整を行うスキルが求められます。電気設備の特性によって実現できない内容を要求されるケースもあり、代替案をまとめて相手に伝えるスキルも必要になります。

専門知識をもたない相手にも、電気・工学などの高度な専門知識を分かりやすく伝えるコミュニケーションスキルが必要です。対話によって何が求められているかを理解した上で、知識とスキルを用いて発注者の理想を実現する応用力も欠かせません。

論理的思考力

電気設計の仕事では、複雑な回路やシステムを設計するうえで論理的に物事を考える力が求められます。原因と結果を整理し、効率的かつ安全に設計を進めるためには、設計条件や制約、部品の特性などを総合的に判断する能力が不可欠です。

また、トラブルや不具合が発生した際に、問題点を分析し適切な対策を導き出す能力も重要です。論理的思考力は、設計だけでなくコミュニケーションや報告書作成の際にも活かせるスキルで、電気設計エンジニアとしての信頼性や仕事の質を高める要素となります。

電気設計の仕事に役立つ資格

電気設計の仕事に就く際に、資格取得は必須ではありません。ただし、資格を取得しておくとスキルアップ・キャリアアップにつながり、責任のある立場を任せてもらえる可能性があります。

ここからは、電気設計に役立つ資格を4つ紹介します。

電気工事士

電気工事士は、安全を確保しつつ電気設備工事を進めるために、建築工事現場で働く際に求められる国家資格です。電気設計に関する基本的な知識も習得できます。受験資格がないため、年齢や学歴に関係なく、誰でも挑戦可能です。

電気工事士の資格には、第一種電気工事士と第二種電気工事士の2種類があります。それぞれ作業可能な範囲が異なるため、自分に合った資格取得を検討するのが大切です。

第二種電気工事士が一般住宅や小規模な店舗などの設備工事に従事できるのに対し、第一種電気工事士の資格では、ビルや工場といった大規模な工事にも従事できます。

電気工事士資格は、国家資格に合格して取得するのが一般的です。しかし、第二種電気工事士資格は、専門学校の卒業と同時に試験なしで取得できるケースもあります。

電気工事士の資格取得についてはこちらでも詳しくご紹介しております！

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電気主任技術者

電気主任技術者は、事業用の電気工作物の保安や監督などを担うための国家資格です。「電検」とも呼ばれ、電気設計技術者のための代表的な資格として知られています。

電気主任技術者の資格は、第一種から第三種までの3種類があります。資格ごとに作業できる電気工作物の範囲が異なるのが特徴です。

第一種を取得すると、すべての電気工作物の保安・監督を担当することができます。第二種は電圧17万ボルト未満の事業用電気工作物、第三種は電圧5万ボルト未満の電気工作物（出力 5千キロワット以上の発電所を除く）の保安・監督を担当することが可能です。

試験は、マークシート式と記述形式の2段階で合否が決定されます。合格率は第三種で10％前後、第二種と第一種では3％前後と言われています。難易度は高いものの、社会的な評価が高く、就職やキャリアアップに有利になりやすい資格です。

電気通信主任技術者

電気通信主任技術者は、事業用電気通信設備やネットワークの設計・工事・運用の監督するための国家資格です。電気設計エンジニアとして働く際には、通信回線や信号の送受信に関する知識を深めるうえで役立ちます。

電気通信主任技術者の資格取得者は、通信システムの設計や工事の監督、運用管理などに従事でき、情報通信インフラの安定運用に貢献することが可能です。資格には複数の等級や分野があり、それぞれに求められる技術レベルや担当できる業務範囲が異なります。

実務経験や専門知識が前提となるため、基礎的な電気・電子工学の知識を有していることが望ましく、資格取得を通じて電気設計だけでなく通信技術の分野でも活躍できる幅が広がります。

（出典：電気通信国家試験センター「電気通信主任技術者とは」/https://www.dekyo.or.jp/shiken/chief/about）

電気工事施工管理技士

電気工事施工管理技士とは、電気工事の施工管理や監督に従事できる国家資格です。資格取得者は、電気工事業界だけではなく、建築業界でも活躍できます。

電気工事施工管理技士の資格は、1級と2級に分かれています。2級を取得すると施工管理業務に従事でき、1級を取得すると工事の指導監督業務に従事することが可能です。試験は学科試験と実地試験の2段階で実施されます。

1級・2級ともに試験自体の難易度は高くなく、比較的取得しやすい資格です。ただ、受験資格が設けられており、電気工学関連の専門課程を卒業している、電気工事の実務経験が1年以上あるなどの条件を満たしていなければ受験できません。

電気設計の仕事に向いている人の特徴

電気設計の仕事に向いている人の特徴は、下記の通りです。

電気設計のキャリアパスと具体的なキャリアプラン

電気設計エンジニアのキャリアパスは、大きく「専門性を深める方向」と「身につけた知識を活かしてキャリアチェンジする方向」の2つに分かれます。

電気設計は回路設計や制御設計、量産立ち上げまで幅広い工程に関わるため、経験を積むほど視野が広がり、選択できる進路も多様となります。

最後に、電気設計としてキャリアを積む場合と、隣接領域にスライドして活躍の幅を広げる場合の両方を具体的に紹介します。

（1）専門性を高めてキャリアを築くパターン

電気設計の専門性を磨くことで挑戦できるキャリアとしては、下記が挙げられます。

上記のほかに、電気設計の実務経験を積んでコンサルタントとして独立する道もあります。電気設計の仕事は日本企業だけではなく、建築業界・精密機械業などの外資系企業でも需要があるため、グローバル企業への転職も目指せるでしょう。

（2）電気設計の知識を活かしてキャリアチェンジするパターン

専門分野にこだわらず、電気設計で培った知識やスキルを活かしてキャリアの幅を広げる場合は、下記のような職種が選択肢として挙げられます。

このように、電気設計エンジニアは専門性を深める道だけでなく、知識を応用して他分野に広がるキャリアプランも選択可能です。経験を積むほど選択肢が増え、自分に合ったキャリアを描きやすくなるでしょう。

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まとめ

電気設計は、建物や電化製品などを製造するために必要な電気回路・システムを設計する仕事です。建設業界や製品メーカー、インフラ整備など幅広い分野で必要とされており、デジタル化が進む中で需要が高まっています。

設計業務を通じて専門性を高められるだけでなく、経験を積むことで対応できる分野も広がり、将来的なキャリアの選択肢も増えます。また、資格取得やスキル習得を通じてキャリアアップを目指すことも可能です。

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