5장 제품은 어떻게 만들어지는가

How products are created

5.0 개요

• 기업에서의 제품창조

​

• 4장의 설계과정이 새로운 제품의 제조와 지원에 미치는 영향

​

• 제품구현의 두 가지 기본 형태
• 순차적 제품 개발
• 동시적 제품 개발

5.1 제품 구현 과정

그림5.1 제품구현과정의 주요단계

5.1 제품 구현 과정

• 제품구현과정(PRP)
• 제품에 대한 고객의 수요와 원하는 기능 정의
• 기술, 마케팅, 그리고 사업적인 기회들의 검토
• 벤치마킹(benchmarking)
• 심미성, 신뢰성, 품질, 원가등과 같은 변수 고려
• 제품의 사양 결정

​

• 설계 (design)
• 개념설계 및 분석
• 시작품 제작을 통한 제품의 시험, 평가 및 보완
• 제조 공정 계획

5.1 제품 구현 과정

• 제조
• 사양에 맞는지를 확인하는 관리 필요
• 공정 내 품질관리와 통계적인 공정관리 포함

​

• 고객의 구매, 서비스 제안
• 일반 소비자 대상으로 뉴스매체 이용
• 기업 고객을 위해 상거래 관련 출판물 등을 이용

​

• 제품 지원
• 폐기 지원

​

5.1 제품 구현 과정

• 우수업무능력과 관련된 5가지의 사항 (미국 기계공학회)
• 제품구현과정에 대한 지식
• 제품구현과정 팀의 능력
• 설계능력
• 분석과 시험능력
• 제조능력

5.1 제품 구현 과정

표 5.1 제품구현과정의 56가지 우수업무능력

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 불량한 설계는 신제품에서 85%의 문제 유발.

​

• 설계과정은 새롭고, 효과적인 비용과 고급품질제품을 시도하는 회사의 수익성과 명성에 영향을 미침.

​

• 설계비용은 전체 비용의 5%에 불과하지만 설계의 결정은 총비용의 70%를 좌우 (그림 5.2)

​

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 그림 5.2 제품비용

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• Rolls Royce사의 연구
• 개념설계와 제품설계를 포함하는 2000장의 도면 분석
• 제조공정과 관련되는 비용에 대해 연구
• 개념설계의 단계에서 최고의 비용이 절감될 가능성이 높다.

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 그림 5.3 제품구현과정에 관계되는 비용측면

​

​

​

​

​

​

​

​

• 개념설계가 완료될 때에는 단지 5%의 누적비용이 발생되지만, 제품비용의 70%가 이미 결정된 상태

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 그림 5.4 제품구현과정 동안의 비용 절감 가능성

​

​

​

​

​

​

​

​

• 시간이 흐름에 따라 실질적인 예산 절감의 기회가 거의 없어진다.

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 그림 5.5 제품구현과정 동안 각각의 단계에서의 품질고려 도입 결과를 정량화 하여 보여주는 품질-지렛대

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 순차적 제품 개발, 순차공학
• 제품 개발을 위한 전통적인 접근방식
• 부서들이 서로 독립
• 제품 데이터가 한 부서에서 다음 부서로 차례로 전달

​

• 제품구현 중 수많은 값비싼 기술 변경 야기
• 개념에서부터 고객까지의 긴 과정이 소요

→ 판매지장

• 빈약한 정보교환과 낮은 협동정신

→ 부서들 사이의 경쟁과 고립 조장

​

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 그림 5.6 순차적 제품 개발

​

​

​

​

​

​

​

​

• 순차적 제품 개발은 ‘고객이 원하는 제품을 개발,판매’하기 위한 효율적인 환경을 제공하지 않는다.

​

​

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 그림 5.7 순차적 제품 개발은 비효율적인 ‘벽넘어로 던지기’ 또는 ‘담 너머로 던지기’ 전략을 이용

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 동시적 제품 개발 (동시공학, 병행공학)
• 다양한 분야의 팀들이 동시적으로 제품을 개발하는 협동적 접근방식

그림 5.9

동시적 제품 개발

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 다양한 분야의 그룹 전체가 제품구현과정에서 각각의 단계마다 적절한 의사결정 수행
• 그림 5.10 동시적 설계과정

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 동의어들
• 동시공학 (concurrent engineering, CE)
• 병행공학 (simultaneous engineering, SE)
• 동시적 제품 개발 (concurrent product development, CPD)
• 종합적 제품 개발 (integrated product development, IPD)
• 통합 수명 주기 공학 (unified life cycle engineering, ULE)

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• X 고려설계 원칙
• 제품이 포함하여야 할 속성들
• X는 특정 집단의 활동을 나타냄

​

• 서비스 고려 설계
• 조립 고려 설계
• 신뢰성 고려 설계
• 품질 고려 설계
• 분해 고려 설계
• 제조 고려 설계

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 동시공학의 몇 가지 중요한 이점들
• 제품에서 부품의 수 감소
• 제품조립의 신속
• 단순하고 값싼 제조
• 최종 단계에서의 수정 감소
• 제품 신뢰성의 향상
• 낮은 비용
• 고객의 요구사항을 정밀하게 만족시키는 제품
• 개념에서 고객단계까지의 짧은 기간
• 재무적으로 빠른 손익 분기점
• 짧은 출시기간
• 제품 출시 후의 변경 감소

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 동시공학 10계명 (Palos Verdes Estates사)
1. 고객을 이해하라.
• 고객이 무엇을 원하는지 정확하게 찾아내기 위해서 다양한 전문가 그룹을 창조하라.
2. 다분야 제품 개발팀을 배치하라.
• 마케팅, 재무, 판매, 설계, 제조, 연구개발, 제품지원 을 포함한다.
3. 제조고려설계 전략을 도입하라.
4. 공급자로부터 일찍 조언을 구하라.
• 공급자와 하청업자는 그들의 제품과 제품의 응용 그리고 그들 고유의 제조 구속조건에 대해 상세히 알고 있다.

​

​

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 디지털 제품 모델을 채택하라.
• 제품구현과정에서 모든 사람들이 활용할 수 있는 하나의 컴퓨터 데이터 베이스를 이용한다.
• CAD/CAM 도구들을 통합하라.
• 제품과 공정의 시뮬레이션
• 설계-제작-시험주기에 대한 돈과 시간의 투자를 감소시킬 수 있다.
• 품질공학과 신뢰성
• 효율적인 업무환경을 창조하라.
• 지속적으로 설계과정을 개선하라.

​

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 그림 5.11 동시공학의 중요 요소들 (DRM Associates)

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 순차공학과 동시공학의 비교
• 동시공학은 일본과 유럽 국가들에 의해 수행됨
• 진보적인 미국 회사들이 순차공학에서 동시공학으로 전환.

​

​

그림 5.12 기업이 동시공학과 순차공학을 수행하는데 따르는 제품구현과정 동안의 확장된 노력수준 비교

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 동시공학의 특성
• 초기설계의 많은 수정
• 제조단계에서는 최소한의 수정
• 개념에서 고객까지의 신속한 과정

그림 5.13 두 회사가 동일한 제품을 개발하면서 순차공학과 동시공학을 사용할 때 발생한 시간의 경과에 따르는 제품 수정 횟수

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 동시공학은 모든 산업분야에 이익이 된다.
• 자동차
• 방위산업
• 전자
• 가구
• 가전제품
• 산업용 장비
• 스포츠 용품

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• 기업 사례들

​

• Digital Equipment Company(전자부품)
• 개념에서 고객까지 30개월에서 18개월로 단축
• 손익분기점이 12개월로 단축
• 제품수명에 대한 비용이 7500만$ 감소
• 마그네틱 드라이브의 조립비용이 55%감소
• 마그네틱 드라이브에 소요되는 부품수 52%감소
• 판매 100%등가

5.2 산업현장에 대한 설계과정의 영향

• Northrop Corporation (전투기 생산)
• 동시공학 프로그램을 개발하는데 6년 투자
• 제품 변경의 수를 75%감소
• WIP제품을 50%감소
• 제조단계의 기간이 33%감소

​

• General Motors Corporation (자동차 산업)
• 자동 변속기의 하우징을 재설계하기 위해 동시공학 채용
• 가공에 필요한 장비의 수가 30% 감소
• 재료비용이 50% 감소
• 재료 낭비율이 60% 감소

요약

• 설계는 공학의 핵심

​

• 설계방법은 회사에서의 절차와 수익성에 중대한 영향을 미침.

​

• 순차공학보다 동시공학이 제품개발에 유리함.

​

• 동시공학은 다양한 전문가 팀들이 고품질의 제품을 창조하는데 보다 효과적으로 도전할 수 있도록 함.