制御設計とは？仕事内容・必要スキル・年収相場を解説【2026年8月更新】
制御設計の仕事内容・必要スキル・年収相場を整理したうえで、「自社で制御設計エンジニアをどう確保するか」までを実務目線でまとめた解説記事です。
「制御設計」という職種名は聞いたことがあっても、機械設計や電気設計と何が違うのか、実際に何をしている人なのかは意外と説明しづらい ── 製造業の現場でも、人事担当者からよく聞く声です。
本記事では、制御設計とは何かという定義から、仕事内容・必要スキル・年収相場までを整理します。そのうえで後半では、制御設計エンジニアが採用しづらい構造的な理由と、正社員採用・派遣・業務委託・設計外注の4つの確保手段をどう使い分けるかを、製造業の人事担当者と現場責任者が実務で使える形でまとめます。
1. 制御設計とは ── 機械を「思いどおりに動かす」設計
機械設計が「どんな形の機械をつくるか」を決める仕事だとすれば、制御設計は「その機械をどう動かすか」を決める仕事です。搬送コンベアが何秒後に止まるのか、ワークを検知したらどのシリンダが前進するのか、異常が起きたときにどの範囲を非常停止させるのか ── こうした動作の一つひとつが、制御設計の成果物です。
対象となる設備は幅広く、自動組立装置・検査装置・搬送設備・食品や医薬品の生産ライン・工作機械の周辺装置・物流倉庫の自動化設備などが代表例です。近年は産業用ロボットや画像検査装置を組み込んだ設備が増え、制御設計が扱う範囲はさらに広がっています。
制御設計・機械設計・電気設計の違い
現場では呼び方が混在しますが、担当領域を整理すると次のようになります。実際には企業規模によって兼務範囲が変わり、中小の装置メーカーでは1人が電気設計と制御設計を兼ねることも珍しくありません。
| 職種 | 担当する範囲 | 主な成果物 | 使うツール |
|---|---|---|---|
| 機械設計 | 構造・機構・強度。機械そのものの形をつくる | 3Dモデル、組立図、部品図 | SolidWorks、iCAD、Inventor など |
| 電気設計 | 電源・動力・配電。電気を「届ける」部分 | 単線結線図、動力回路図、盤内配置図 | ECAD(電気CAD)、AutoCAD |
| 制御設計 | 動作シーケンス・信号処理。機械を「動かす」部分 | 制御仕様書、I/Oリスト、PLCプログラム、HMI画面 | GX Works、Sysmac Studio、KV STUDIO など |
ハード設計とソフト設計 ── 制御設計の2つの顔
制御設計は、大きくハード設計とソフト設計に分かれます。求人票で「制御設計」と一括りにされていても、実際にどちらを担当するかで求められる経験がかなり違うため、社内で要件を固める段階で切り分けておくことが重要です。
- 制御盤の回路図作成
- PLC・電源・リレー等の機器選定
- I/O割付、端子台設計
- 盤内配置図・外形図
- 電気CADの実務経験が必須
- PLCのラダープログラム作成
- タッチパネル(HMI)の画面設計
- ロボット・サーボとの通信設定
- アラーム・インターロック設計
- メーカー別ソフトの習熟が必要
- 客先での試運転・調整
- 不具合の切り分けと修正
- タクトタイムの追い込み
- 出張・泊まり込みが発生
- 経験値がものを言う領域
採用や外注の要件を決めるとき、この3つのうちどこを任せたいのかを先に決めておくと、候補者とのミスマッチが大幅に減ります。「制御設計ができる人」という粒度のままだと、ソフトは書けるが盤図面は描けない、あるいはその逆といったズレが後から発覚しがちです。
- 制御設計は「機械をどう動かすか」を設計する職種
- ハード設計(回路図・機器選定)とソフト設計(PLCプログラム)に分かれる
- 求人・外注の要件は「ハード／ソフト／現地立ち上げ」のどこを任せるかで切り分ける
2. 制御設計エンジニアの仕事内容 ── 5つの工程
1. 仕様検討・制御構想
機械設計者や営業から装置の概要を受け取り、「どんな順序で、どの条件のときに、何が動くか」を言葉と図に落とし込む工程です。動作フロー図、タイムチャート、I/Oリストの初版がここでできます。安全カテゴリの要求(非常停止の範囲、扉インターロックの扱い)もこの段階で決めます。ここでの詰めの甘さが、後工程の手戻りの大半を生みます。
2. ハード設計 ── 回路図と機器選定
PLCの機種とI/O点数、電源容量、サーボアンプ、安全リレーユニット、ブレーカやノイズフィルタなどの機器を選定し、電気CADで回路図を描きます。並行して盤内の配置図・外形図を作成し、盤メーカーへ製作を依頼します。部品の納期が長期化しやすいため、機器選定の確定タイミングがプロジェクト全体の納期を左右するのが近年の実情です。
3. ソフト設計 ── PLCプログラムとHMI
ラダー言語(あるいはST言語・SFC)でPLCプログラムを作成し、タッチパネルの操作画面をつくります。手動運転・自動運転・原点復帰・アラーム処理・段取り替えといったモードごとにロジックを組み、産業用ロボットや画像検査装置とは通信でやり取りします。アラームの粒度と復帰手順の作り込みが、装置の使いやすさをそのまま決める部分です。
4. 社内デバッグ
実機に電源を入れ、センサ1点・シリンダ1本ずつ動作を確認しながら、プログラムと配線の整合を取っていきます。近年はシミュレータ上で先行検証してから実機に臨む進め方も一般的になりました。ここで潰し切れなかった不具合は、そのまま現地での立ち上げ工数として跳ね返ります。
5. 現地立ち上げ・試運転
客先工場に装置を据え付けたあと、実際のワークで動作を確認し、タクトタイムや歩留まりを追い込みます。現地では想定外の条件(ワークのばらつき、周辺設備との干渉、電源環境)が必ず出てくるため、その場で判断して修正できる経験値が問われる工程です。出張や泊まり込みが発生しやすく、社内リソースの拘束が最も大きくなるフェーズでもあります。
制御設計は「人が張り付く期間」が読みにくい職種です。仕様検討とハード設計は社内で計画的に進められますが、現地立ち上げは客先都合で日程が動き、しかも複数案件が重なりやすい。ここが正社員だけで回そうとしたときのボトルネックになります。
3. 制御設計に必要なスキル
シーケンス制御とPLCプログラミング
制御設計の中核スキルです。ラダー図によるシーケンス制御が基本で、装置が複雑になるほどST言語や構造化プログラミングの素養も求められます。ここで実務上重要なのがPLCメーカーの違いです。国内の装置業界では次の各社が広く使われており、開発ソフトも操作体系も別物です。
| PLCメーカー | 代表的な開発ソフト | よく使われる領域 | 他メーカー経験者の立ち上がり |
|---|---|---|---|
| 三菱電機 | GX Works3 | 装置メーカー全般・国内最多 | 比較的スムーズ(情報量が多い) |
| オムロン | Sysmac Studio | 搬送・検査・パッケージング | 1〜2ヶ月で実務レベルが目安 |
| キーエンス | KV STUDIO | 中小規模装置・検査系 | 短期間で慣れやすい |
| シーメンス | TIA Portal | 海外向け設備・輸出案件 | 思想が異なり習得に時間を要する |
採用要件でメーカーを絞り込むほど母集団は小さくなります。逆に「三菱の経験があれば、オムロンは入社後にキャッチアップ可」といった条件にすると、応募が数倍変わることもあります。どこまでを必須にし、どこからを歓迎条件にするかを先に決めておくのが実務的です。
電気回路・電気図面の読み書き
リレー回路、モータの起動回路、安全回路といった基礎に加え、電気CADでの作図経験が必要です。ソフト専任であっても、回路図が読めなければ現地でのトラブル切り分けができません。関連資格としては第二種電気工事士、電気主任技術者などが挙げられますが、制御設計の実務では資格そのものより実装経験が重視されるのが実態です。
産業用ネットワーク・上位連携
CC-Link、EtherCAT、EtherNet/IP、PROFINETといったフィールドネットワークの知識が求められます。近年は生産管理システムやMES、クラウドへのデータ収集を求められる案件が増え、OPC UAやSQL連携まで扱える制御設計者の希少性が上がっています。この領域を担える人材は、募集をかけても市場でほとんど動きません。
現場での切り分け力とコミュニケーション
「動かない」という現象から、機械なのか、電気なのか、プログラムなのか、ワーク側の問題なのかを切り分ける力。そして客先の現場担当者・機械設計者・保全担当と対話しながら落としどころを決める力です。制御設計は装置の最後の工程を担うため、遅れも仕様変更もすべてここに集まります。技術力と同じくらい、調整力が成果を左右する職種です。
- PLCはメーカーごとに別物。要件のメーカー指定が母集団を大きく左右する
- ソフト専任でも回路図が読めないと現地で切り分けができない
- 上位システム連携まで担える制御設計者は市場でほとんど動かない希少層
4. 制御設計エンジニアの年収相場
※ 年収は主要転職媒体・業界調査の中央値レンジ。地域・企業規模・業界により変動します。業務委託の月額はロボカルにおける稼働日数別の実勢レンジ(2026年8月時点)。
年収が上振れしやすいのは、①現地立ち上げまで一人で通せる ②安全回路・リスクアセスメントまで設計できる ③海外案件で英語対応ができる ④シーメンスなど輸出向けPLCの経験があるといった条件を満たす層です。逆に、社内の決まった装置のプログラム改造のみを担当してきた場合は、経験年数のわりにレンジが上がりにくい傾向があります。
採用側の観点で押さえておきたいのは、提示年収を市場相場より低く設定すると、そもそも応募が発生しないという点です。制御設計は転職市場での競合が激しく、候補者は同時に複数社を比較しています。「まず来てもらってから評価する」という進め方が成立しにくい職種です。
5. 制御設計エンジニアが採用できない3つの理由
理由1：そもそも転職を考えている人が少ない
機電系エンジニアの多くは、現職で装置を担当している最中に転職活動を始めません。装置の立ち上げが終わるまでは動けないためです。結果として、媒体やエージェントでアクセスできる転職顕在層は全体の15〜20%程度にとどまります。残りの8割は、どれだけ求人票を磨いても接点が持てない層です。
理由2：母集団がスキル軸で細かく割れる
「制御設計経験者」という母集団は、実際にはPLCメーカー × ハード/ソフト × 業界(自動車・食品・半導体・物流) × 現地立ち上げ経験の有無で細かく分かれています。自社の要件に完全に合致する人は、母集団のごく一部です。要件を緩めれば応募は増えますが、今度は入社後の立ち上がりに時間がかかります。
理由3：採用のリードタイムが案件の波に追いつかない
正社員採用は、募集開始から入社まで3〜6ヶ月、戦力化までさらに3〜6ヶ月かかるのが一般的です。一方、装置案件は受注から納期まで数ヶ月というスパンで動きます。採用が決まる頃には、その案件はすでに終わっている── これが多くの装置メーカー・設備部門で起きている構造的なミスマッチです。
「採用できないから受注を断る」が最も損失の大きい選択です。制御設計の人手が理由で引き合いを見送ると、失うのはその案件の売上だけでなく、その顧客との継続的な取引機会そのものになります。
6. 制御設計を確保する4つの手段
| 手段 | 着手までの速さ | コスト構造 | 指揮命令 | 向いているケース |
|---|---|---|---|---|
| 正社員採用 | △ | 年収＋採用費＋社保 | 自社 | 技術を社内に蓄積したい。3年以上の恒常業務 |
| 技術者派遣 | ○ | 時間単価 | 自社 | 社内に人を置き、自社が直接指示して進めたい |
| 業務委託(ロボカル) | ◎ | 月額・稼働日数制 | 委託先 | 案件の波に合わせて即戦力を足したい。最短2週間 |
| 設計外注(請負) | ○ | 案件単位の請負金額 | 委託先 | 盤設計・プログラム作成を工程ごと切り出せる |
正社員採用が向くケース
装置の標準化や社内の技術蓄積が目的なら、正社員採用が第一選択です。ただし前章のとおりリードタイムが長いため、「今動いている案件を回す」目的で採用に頼るのは現実的ではありません。採用活動は継続しつつ、目の前の稼働は別の手段で埋めるという二段構えが定石です。
技術者派遣が向くケース
自社の設計部門に人を迎え入れ、自社の指示のもとで進めたい場合に適しています。一方で、制御設計は派遣で来てもらってもメーカーや装置の作法を覚えるまでに時間がかかるため、短期の案件対応には向きにくい面があります。
業務委託が向くケース
受注の波に合わせて、必要な期間だけ即戦力を足したい場合です。採用コスト・教育コスト・社会保険料が発生せず、稼働日数を週2〜週5で調整できるのが構造上の利点です。ロボカルでは制御設計エンジニアを業務委託形式で紹介しており、依頼から最短2週間で稼働開始できます。「ソフト設計から現地立ち上げまで通しで約3ヶ月」が代表的な活用パターンです(相談無料)。
設計外注(請負)が向くケース
制御盤の設計一式、あるいはPLCプログラム作成一式といった工程まるごとを切り出せる場合に有効です。成果物と検収条件が明確に決まっていることが前提で、仕様が固まりきっていない探索的な案件には向きません。
7. 業務委託で制御設計を確保する進め方
切り出しやすい業務・切り出しにくい業務
| 切り出しやすい | 理由 | 切り出しにくい | 理由 |
|---|---|---|---|
| PLCプログラム一式の作成 | 仕様書と完了条件が明確にできる | 仕様が固まっていない構想段階 | 社内の意思決定と一体で進むため |
| 制御盤の回路図作成・機器選定 | 成果物が図面として定義できる | 顧客折衝そのもの | 自社の看板と責任範囲に関わるため |
| 現地立ち上げ・試運転の応援 | 期間と現場が特定できる | 社内標準そのものの策定 | 継続的な社内合意形成が必要なため |
| 既存装置の改造・機能追加 | 範囲が既存図面で限定される | 若手の育成・OJT | 指揮命令を伴い、契約形態と整合しない |
業務委託では、委託先エンジニアへの直接的な指揮命令は行えません。成果物と納期・完了条件をベースに進める運用設計が必要です。ロボカルでは、この運用設計まで含めてサポートしています(相談無料)。
8. まとめ ── 制御設計は「採用」だけで埋めない
本記事の要点
制御設計とは、PLCを中心に機械の動作そのものを設計する職種です。ハード設計・ソフト設計・現地立ち上げという3つの顔を持ち、装置の最終工程を担うぶん、遅れも仕様変更もすべてこのポジションに集まります。
年収相場はおおむね450〜850万円。転職顕在層は15〜20%と限られ、PLCメーカー別・業界別に母集団が細かく分かれるため、機電系のなかでも採用難易度は高い部類に入ります。求人票の改善だけで解決する問題ではありません。
実務的な解は、正社員採用・技術者派遣・業務委託・設計外注の4手段を、目的別に並列で走らせることです。恒常的な体制づくりは正社員採用で進めつつ、目の前の案件の波は業務委託で埋める。この二段構えにすることで、採用が決まるまで受注を断るという最も損失の大きい選択を避けられます。
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参考情報・出典
- 年収相場 ── 主要転職媒体・人材紹介各社の公開データおよび業界調査
- 転職顕在層比率・採用難易度 ── 中途採用実態調査および人材紹介各社公開資料
- PLCメーカー・開発ソフト ── 三菱電機・オムロン・キーエンス・シーメンス各社の製品情報
- 業務委託の稼働・単価レンジ ── 株式会社ロボカルにおける実勢データ
※本記事の数値・相場感は2026年8月時点の業界一般情報です。実際の条件は自社の業界特性・地域・案件規模に応じて調整ください。
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