Morris Asimow의 공학설계 절차

Morris Asimow의 공학설계 절차

Morris Asimow의 공학설계 절차

1. 개념설계

처음으로 하는 설계는 개념설계입니다. 해결방안을 고민하고 가상 최고의 개념을 찾아가는 과정입니다. 개념설계 중 하는 일은 소비자 요구사항 확인, 문제의 정의, 정보수집, 개념화, 개념선정, 제품설계사양 개선, 설계검토입니다. 소비자 요구사항확인에서는 소비자의 요구사항들을 이해하고 설계팀과 참여하는 모든 팀들이 개념을 확립하는 과정입니다. 문제 정의는 앞서 실행한 소비자 요구사항 확인과정에서 확인한 문제들을 나열하고 서술하는 일을 합니다. 경쟁제품들의 분석, 조건 타협, 제품설계사양(PDS)을 열거하여 문제를 명확히 합니다. 정보수집은 공학적으로 문제해결하기 위한 정보들을 수집하는 것을 말합니다. 인터넷, 저작권, 기술문서 등을 통해 정보수집을 합니다. 제품설계사양(PDS) 개선 활동은 개념선정이 완료된 후에 실행됩니다. 품질기준(CTQ)인 설계 변수들의 중요한 값을 얻어 비용과 성능을 적절히 타협해야 합니다.

2. 구체설계

개념설계에서 만든 뼈대에 살을 붙이는 과정입니다. 구체적인 기능을 설계합니다. 재료선정, 크기, 모양, 강도 등을 구체화합니다. 제품구조, 외형설계, 부품 매개변수설계를 하는 예비설계이기도 합니다. 제품구조는 부분화 시키는 작업입니다. 부분화시키면 분업화가 가능하고 각 팀이 부분에 집중가능하므로 더 좋은 결과를 만들어 낼 수 있습니다. 부분화 시키는 것을 모듈화작업이라고 합니다. 부품과 요소의 외형설계에서는 홀, 리브, 커브 같은 형상들의 설계를 합니다. 부품들이 하나의 제품에서 어느 정도의 공간을 차지하는지 고민하고 배치를 정합니다. 대략적인 크기가 부품 제품설계사양(PDS)을 만족하는지 알아보는 과정이기도 합니다. 부품 매개변수설계는 앞서한 외형 정보를 바탕으로 메커니즘을 만드는 것입니다. 매개변수설계를 하면서 부품의 재질과 강도를 재설정하기도 합니다.

3. 상세설계

상세설계는 실제 생산을 위한 설계입니다. 생산 들어가기 전단계의 제품설계단계인데, 이 단계를 지나면 바로 생산이 진행되므로 제품의 완전하게 만드는 단계입니다. 부품들의 재료, 제조방식, 형태, 치수 등 아주 상세한 정보까지 완벽하게 만듭니다. 바로 생산에 들어가야 하므로 특수목적부품과 표준부품들까지 구체화합니다. 그리고 공학도면인 3차원 CAD모델을 생성하고, 조립 도면과 조립설명서를 완성합니다. 필요하다면 제품의 시제품을 몇 개 만들어 보기도 합니다. 실제 시제품을 만들어 보므로 상세한 비용예측도 가능해집니다.

4. 생산계획

대량생산을 위해 필요한 과정입니다. 제품의 각각 요소를 어떻게, 얼마나 효율적으로 생산할지 등등이 결정됩니다. 기업에서는 굉장히 중요한 단계입니다. 예를 들어보면, 얼마전 마스크 생산에 차질이 생길 때 삼성 실무진이 투입됨으로써 생산향이 50% 가까이 상승시킨 적도 있습니다. 기업의 투자와 생산비에 직접 영향을 끼치므로 대기업이 직접 공장을 운영하는 이유이기도 합니다. 주로 수행되는 작업은 품질보증 시스템의 계획, 기준 시간 확립, 작업자의 노동비용계산, 제조 작업 관리를 위한 정보시스템 작업, 사용될 생산 설비조사, 작업일정의 계획과 재고관리입니다. 이 과정 중 높인 비용을 필요로 하는 재료는 교체하거나 또는 설계를 일부 수정하기도 합니다. 그래서 제조업자와 설계업자, 기술개발자 간의 긴밀한 협조가 필요합니다.

5. 유통단계

유통단계에서는 직접 소비자에게 전달되는 과정입니다. 소비자에게 효율적으로 유통시키기 위해 기술적, 사업적 결정들이 이루어집니다. 제품의 수명이 짧다면 유통단계에서 고려해야 할 것이 더 늘어납니다. 추가로 재고관리를 위해 창고도 필요할 테고, 유통과정에서 손상되면 안 되는 제품이라면 직접 유통시키는 과정을 고려해야 할 수도 있습니다. 예를 들어, 자전거 회사가 택배 중 박스가 손상되어 소비자에게 도착하는 것을 보고, 박스에 tv를 그려 넣은 것은 아주 좋은 유통설계 사례라고 볼 수 있습니다. 마케팅도 유통단계에서 결정됩니다. 제품설계 보다 더 중요한 것이 마케팅이라고 볼 수 있습니다. 왜냐하면 소비자에게 직접 정보를 제공하는 단계이기 때문입니다. B2C 상품이라면 TV, 인터넷, 유인물 광고가 주요 마케팅 수단이 될 것이고, B2B상품이라면 엔지니어에게 제공할 기술제공서, 비용 투자 기술서 등이 마케팅의 중요방법 수단이 될 것입니다.

6. 사용계획

소비자가 제품에 대해 어떻게 반응하는지, 사용방법은 어떠한지, 사용용도는 어떠한지에 대해 고려하는 과정입니다. 제품의 내구성, 신뢰성, 안정성, 미적 매력, 관리의 용이성, UI 등 상품성 전체를 조사하고 재설계가 필요한지 판단합니다. 앞선 과정들이 기업입장에서의 고려사항들이 많았다면 이 단계에서는 소비자 중심으로 고려합니다. 소비자 보호와 제품 안정성에 대한 관심이 늘어나면서 중요한 단계가 되어가고 있습니다. 가습기 살균제, 라돈 침대 등 많은 일들을 겪으면서 소비자들도 점점 민감해지고 있으므로 많은 신경을 써야 합니다. 기준 맞추는데 급급하기보다는 보다 원리적으로 접근해야 합니다.

7. 제품의 폐기계획

수명이 다한 제품들을 폐기하는 방법을 고려해야 합니다. 나이대가 어릴수록 상품의 교체주기가 짧기 때문에 이에 대한 대비가 필요합니다. 오래된 상품들은 부품들을 구할 수가 없어 고치는 비용보다 사는 게 더 싼 경우가 많기 때문에 기업 입장에서는 상품들의 폐기계획을 짜면서 동시에 새 상품을 팔 수 있는 기회를 가지기도 합니다. 기술의 발전으로 설계비용이 더 낮아져 소비자에게 더 경제성 있는 제품을 제공한다면 소비자와 기업 모두에게 이익이 되는 일이기도 합니다. 이전의 기업들은 제품을 판매한 이후에는 신경을 쓰지 않았으나 환경이 중요한 문제로 대두되면서 폐기처리에 대해서도 기업들이 관심을 가지기 시작하였습니다. 그래서 환경고려설계라는 기술 부분이 발전하게 되었습니다. 그래서 친환경적, 재활용가능하게 끔 설계과정에서 고려되기도 합니다.