소재 기업에서의 디자인씽킹 기반 프로세스 모델 수립 및 제품개발 사례 연구-A사의 건축용 금속 외장재 제품개발 사례를 중심으로-

투고일_2021.02.10 심사기간_2021.03.01-14 게재확정일_2021.03.22 DOI https://doi.org/10.47294/KSBDA.22.2.8

소재 기업에서의 디자인씽킹 기반 프로세스 모델 수립 및 제품개발 사례 연구 -A사의 건축용 금속 외장재 제품개발 사례를 중심으로-

A Case Study on the Establishment of Design Thinking Based Process Model and Product Development in Material Company -focused on case of development of exterior metal panel in A the steel manufacturing company-

김우석, 서울대학교 대학원 산업디자인전공

Kim, Woo Seok_Industrial Design, Graduate School of Seoul National University

차례 1. 서론

1.1. 연구의 배경과 목적 1.2. 연구의 방법과 범위

2. 소재 기업의 디자인 활용 현황과 프로세스 제안 2.1. 소재 기업의 디자인 활용 현황 분석

2.2. 소재 기업의 디자인씽킹 적용 범위와 프로세스

3. 사례연구

3.1. 사례연구의 대상

3.2. 건축용 금속 외장재 제품개발 배경 3.3. 건축용 금속 외장재 제품개발 프로세스 4. 결론 및 제언

References

소재 기업에서의 디자인씽킹 기반 프로세스 모델 수립 및 제품개발 사례 연구 -A사의 건축용 금속 외장재 제품개발 사례를 중심으로-

A Case Study on the Establishment of Design Thinking Based Process Model and Product Development in Material Company -focused on case of development of exterior metal panel in A the steel manufacturing company-

김우석, 서울대학교 대학원 산업디자인전공

Kim, Woo Seok_Industrial Design, Graduate School of Seoul National University

요약

중심어 소재 기업 디자인씽킹 디자인프로세스 프로세스 모델 수립 금속 외장재 파사드 디자인

디자인은 주로 소비재를 생산하거나 B2C 서비스를 제공하는 기업에서 활용되고 있는 반면, B2B 차원 의 소재기업에서는 그 동안 생산 관리 등 전통적인 경영전략에 집중해 오면서 디자인의 활용도는 낮 은 편이었다. 하지만 점차 다양하고 까다로워지는 시장과 고객의 요구, 불확실성에 대한 대응과 문제 해결을 위해 소재 기업에서도 디자인을 활용하려는 사례가 증가하고 있다. 그러나 아직 디자인에 대한 이해도와 인식 수준이 높지 않기에 소재 기업의 경영 환경과 디자인의 이론적 속성을 반영한 디자인 활용 관점 및 프로세스 정립이 요구되고 있다. 본 연구는, 특히 소재 기업이 당면한 고객문제의 해결 을 목적으로, 디자인씽킹을 기반으로 한 업무 프로세스의 방향성을 모색하고, 이를 적용한 건축용 금 속 외장재 제품의 디자인 개발 사례를 분석함으로써 소재 기업이 활용할 수 있는 디자인 요소의 제안 을 주된 목적으로 하고 있다. 이를 위해, 먼저 화학, 철강소재 기업에서 디자인을 필요로 하게 된 배경 과 활용 현황을 분석하였고, 디자인씽킹 및 디자인 프로세스와 관련된 이론을 고찰하였으며, 이를 바 탕으로 소재 기업에서 활용 가능한 프로세스 모델을 수립, 제안하였다. 그리고 해당 프로세스 모델을 국내 철강 기업 A사에서 2019~2020년 진행한, 설계사의 파사드 디자인 프로젝트에 대응한 건축용 금속 외장재 제품개발 업무 사례에 적용하였다. 이를 통해 분석적 사고에 근거한 논리적 아이디어와 직관적 사고에 근거한 창의적 아이디어가 프로세스의 각 단계별로 발산, 통합되었으며 결과적으로는 설계사가 요구했던 문제해결 뿐 아니라 해당 소재 기업의 실질적인 경영성과를 이끌어 낼 수 있었다.

이로써 소비재 기업 대비 그 동안 디자인의 활용이 상대적으로 부족했던 소재 기업에서도 디자인을 단순한 스타일링 차원이 아니라 기업의 가치 창출을 위한 업무 프로세스 차원에서 활용할 수 있음을 확인하였고, 실제 제품개발 사례를 통해 본 연구에서 수립한 프로세스 모델의 현실성을 검증하였다.

ABSTRACT

Keywords material company design thinking design process establishment of process model exterior metal panel facade design

Design is mainly used by companies that produce consumer goods or provide B2C services, while B2B material companies have been focusing on traditional management strategies such as production management, which led to little utilization of design. Nowadays, however, there are some cases that such companies are trying to use design to cope with and solve problems that are becoming more demanding, diverse and uncertain. But since the level of understanding and awareness of design is not yet high, it is necessary to establish a perspective of design utilization and process that reflects the corporate environment and the theoretical properties of design. The main purpose of this study is to propose design elements that can be utilized by material companies by exploring the direction of the work process based on design thinking and analyzing a metal panel development case. This study was conducted by following; first analyzing the background and utilization circumstances of design in a chemical and steel companies, and then reviewing the theory related to design thinking and design process, and based on this, establishing and proposing a process model. Additionally, the process model was applied to a case of developing metal exterior panel products for building in response to a design project by an architect, which was conducted by a Korean steel company A between 2019 and 2020. This allowed logical and intuitive ideas to be diverged and converged at each stage of the process, resulting in the actual management performance of the material company as well as the solution required by the architect. This demonstrates that even material companies that have relatively little utilization of design compared to B2C companies can adopt design as a process to create value rather than regarding design as a styling skill. And by application to a real product development case, the reality of the process model was verified.

1. 서론

1.1. 연구의 배경과 목적

지금까지 디자인은 주로 소비재를 생산하거나 B2C 서비스를 제공하는 기업에서 활용되어 왔 다. 또한 디자인매니지먼트 관점에서 디자인을 하나의 경영 요소로 간주하고, 디자인을 체계적 이고 효과적으로 활용하는 방안에 관한 연구도 풍부하게 이루어져 왔다. 김정래(2017)는 애경 산업의 디자인 활용사례 고찰을 통해 최고경영자의 적극적 관심과 기업수준의 과제 채택, 디자 인 중심의 업무 구성, 디자인 인재양성이 핵심 성공요인임을 확인하였고, 이원식(2004)은 디 자인경영을 활용하는 기업 유형을 제품 제공형과 서비스 제공형으로 분류하고 각 특성에 맞는 디자인경영전략 구축방안을 제시하였으며, 김면(2011)은 디자인을 전략적 경영 요소로 활용 하여 성공한 국내외 기업들의 사례 분석을 통해, 성공과정의 공통점은 소비자의 요구와 라이프 스타일 분석을 기초로 한 디자인전략 수립, 이를 업무 프로세스의 중심에 둔 상태로 추진하는 최고경영자 중심의 과제화, R&D 개념의 디자인센터 운영, 사내 유관부서 간 네트워킹, 브랜딩 과 자산 가치를 포함한 일관된 디자인 정책 운영이었음을 확인하였다. 또한 최석준(2012)은 레고 사에서 디자인씽킹을 활용하며 다학제적 프로젝트 팀을 운영하는 사례를 분석하여 직관 적 사고와 분석적 사고가 수렴과 발산의 반복을 거치며 통합을 이루는 과정의 중요성을 고찰하 는 등 기업 관점에서의 디자인전략, 조직, 인력 운용 등 디자인매니지먼트와 디자인 요인을 규명하고 다양한 사례를 통해 기업에서 구체적인 디자인전략 수립과 실행, 성과 창출에 기여하 는 연구가 지속되고 있다. 그러나 이러한 연구의 대상이 되는 기업 유형은 대부분 자사의 B2C 제품이나 서비스 제공형이고 디자인의 영역은 제품, 공간, 시각, UX와 UI 디자인으로 한정되는 등 이러한 유형과 범위에 한정되지 않은 다양한 기업의 유형은 다루어지지 않고 있다. 전통적인 B2B 소재 기업들은 최근 점차 다양해지고 까다로워지는 시장과 고객의 요구, 심화되는 불확실 성과 경쟁 심화에 따른 문제들을 해결하고자 기존의 과학적 관리 방식에서 벗어나(Mootee, 2019, p.93) 디자인을 활용하려는 움직임이 확대되고 있다(Kim, B., 2017, http://www.

thebell.co.kr/; Kim, M., 2016, http://mk.co.kr/). 그러나 소재 기업에서의 디자인에 대한 낮은 이해도와 소수의 전문 인력 운용으로 인해 디자인을 단순한 직능 또는 아웃소싱 관점으로 적용 한 경우가 있어 소재 기업의 경영환경을 고려한 디자인프로세스 정립이 요구된다. 따라서 본 연구는 디자인씽킹을 기반으로 소재 기업에서 활용 가능한 디자인프로세스를 제안하였으며 이를 적용한 A사의 건축용 금속 외장재 제품개발 사례를 중심으로 소재 기업에서의 디자인 활용 방향성과 방법을 제시하고자 한다. 이는 소재 기업에서 고객 문제해결을 위한 업무 프로세 스 관점에서 디자인을 적용할 수 있음을 검증하고, 나아가 기존에 디자인을 적극적으로 활용하 지 않던 소재 기업을 대상으로 한 디자인 활용 가능성 확대에 기여하게 될 것이다.

1.2. 연구의 방법과 범위

본 연구에서는 다양한 소재 기업 중에서도 산업의 쌀이라 불리는 철강재(Kim, Y., 2015, p.54) 를 생산하는 국내의 대표적 철강기업 중 하나인 A사를 연구대상으로 선정하였다. 2010년 중반 이후 글로벌 공급과잉으로 인한 내수와 수출여건 약화(Kim, Y., 2015, p.55), 알루미늄과 플라 스틱, 탄소섬유 등의 소재경쟁 심화로 인한 위기 상황을 맞고 있는 A사가 이러한 위기상황을 디자인을 통해 극복해 가고자 하는 변화와 대응에 주목하였다. 이를 위해 본 연구가 실시한 연구방법은 다음과 같다. 첫째, A사가 디자인을 필요로 하게 된 배경을 금속 건자재 시장의 공급사슬 관점에서 분석하였다. 둘째, 문헌연구를 통해 기업의 혁신을 유도하는 ‘방법론’이자 경영의 ‘새로운 패러다임’(Brown, 2009, p.252; Mootee, 2019, p.67)인 디자인씽킹의 개념과 디자인방법론 차원의 프로세스를 살펴보았다. 특히 디자인 프로세스 상에서의 다양화와 통합 의 반복(Dubberly, 2004), 다양한 분야의 전문가들과 긴밀한 협업(Mootee, 2019, p.72)의 필요성에 중점을 두고 연구를 진행하였다. 셋째, 이를 통해 A사를 비롯한 소재 기업에서 활용 가능한 8단계 디자인 프로세스를 수립, 제안하였다. 넷째, 해당 프로세스를 활용하여 A사의 건축용 금속 외장재 제품개발 과정을 진행하였다. 이를 통해, 본 연구에서 제안한 소재 기업에

서의 디자인 활용 가능성, 디자인 프로세스의 의의와 효과를 검토하였고, 마지막으로 본 연구의 한계점과 향후 연구 방향성에 대해 제언하였다. 본 연구의 사례연구 대상은 A사가 건물 입면의 파사드 디자인 프로젝트를 위해 설계사로부터 요청받아 2019년부터 2020년까지 추진한 건축 용 금속 외장재 제품개발 사례로, 디지털 패브리케이션 기법을 활용하여 설계된 다수의 비정형 디자인 패널을 구현한 사례이다. A사에서는 해당 프로젝트에 자사의 소재를 적용하기 위해 설계사가 제시한 디자인의 조형미를 최대한 살리면서도 구조와 기능을 확보하고자 본 연구에 서 제안한 8단계 디자인 프로세스를 적용하여 제품 개발을 진행하였다.

2. 소재 기업의 디자인 활용 현황과 프로세스 제안 2.1. 소재 기업의 디자인 활용 현황 분석

흔히 2차 산업으로 분류되는 제조업 중에서도 B2B 소재 생산기업은 프레데릭 테일러 (Frederick Taylor, 1911)가 주장한 ‘과학적 관리의 원칙’에 따라 기계적 세계관에 기반을 둔 산업공학 분야의 연구내용을 바탕으로 원가절감, 생산성 향상, 납기와 품질 준수 등의 전통적인 비즈니스 모델을 실천해 오고 있다. 특히 불량의 원인을 제거하고 품질을 시스템적으로 관리하 기 위해 데이터와 통계를 기초로 문제 해결의 의사 결정을 하는 식스시그마 기법을 적극 활용해 왔다(Mootee, 2019, p.96). 식스시그마의 경우 불필요한 변수를 제거함으로써 일관성과 예측 가능성을 확보하는 것이 주된 목표 중 하나이지만, 시장에서는 점차 예측하기 어려운 복잡하면 서도 다양한 상황이 일어나고 있다. 또한, 경쟁이 심화되는 경영 여건 속에서 소재 기업은 특히 고객이 요구하는 까다로운 문제해결을 위해 디자인에 의존하기 시작했다. 합성소재와 플라스 틱 기반의 건자재를 생산하는 화학기업 B사는 고객 맞춤형으로 이루어지는 생산 방식을 표방 하며 마감에 따른 촉감을 중시한 감성소재를 개발하고, 소재 트렌드를 예측하며, 디자인 쇼룸을 운영해 오고 있다(Kim, B., 2017). 철강기업 A사는 기존의 단순한 소재 판매를 넘어 고객이 쓰기 가장 좋은 형태로, 고객이 고민하는 바를 패키지로 해결해 제공한다는 ‘솔루션 마케팅’의 맥락에서 2015년 ‘디자인 솔루션 태스크포스’를 발족하였다. 이로써 자사의 철강재 고유의 특 성에 표면처리, 형태, 색상 디자인을 복합하여 작게는 제품에서 크게는 건축물에 이르기까지 고객의 요구에 대응하고자 하였다(Kim, M., 2016). 특히 A사가 디자인을 필요로 하는 배경과 디자인을 활용하고자 하는 방법은 금속 건자재 시장의 공급사슬(Figure 1) 관점에서 살펴볼 수 있다.

<Figure 1> Supply Chain Model for Steel-based Metal Building Materials Market (Proposed)

A사는 자사의 철강 소재를 두루마리와 같은 코일 형태로 생산하여 컬러강판사로 공급한다.

컬러강판사에서는 철강재 표면에 롤 또는 평판 형태의 제판과 건축 외장용 도료를 활용하여 프린트강판 또는 컬러강판을 생산, 패널 제조사에 공급한다. 이후 패널 제조사에서는 컬러강판 사이에 우레탄폼 등의 단열재를 복합하여 건축용 패널을 생산하며, 이러한 과정을 거쳐 만들어 진 최종제품은 발주처에서 지정한 설계사나 건설사에서 선택하고 시공사에서 구매한다. A사의 경영목표는 자사 소재 판매를 통한 이윤 창출이기에, 기존의 마케팅 대상 범위는 자사의 소재를 구매하는 컬러강판사를 비롯한 유통사라 할 수 있다. 하지만 새로운 수요 확보를 위해서는 후단 에 위치한 패널 제조사, 설계사와 건설사, 시공사와 발주처에 대해서도 고객 관점의 확대가 필요하다. 특히 설계사와 건설사는 단순히 설계 뿐 아니라 건축 프로젝트에 적용할 소재와 자재 정보를 채택하고 도면 시방에 기입하는 역할을 하므로 이들에 대한 대응이 요구되는데, 결과적 으로 기존에는 자사의 소재를 직접적으로 구매하는 기업이 주 고객이었다면 이제는 자사의 소재 사용 가능 여부를 결정하는 디자인 수행 주체도 고객의 범주에 포함시킬 수 있는 것이다.

일반적으로 건축 디자인은 해당 프로젝트의 목표와 컨셉, 기간과 비용, 위치와 규모를 고려한

다양한 기술요소들이 하나의 조형 결과물로 나타나게 되며, 더욱이 21세기 들어 디지털 설계와 디지털 가공 기술을 활용한 디지털 패브리케이션의 등장으로 인해 전통적인 소재를 무궁무진 한 표현 방식으로 구현해야 하는 요구가 늘어남(Lim. W., 2020, p.525)에 따라, 소재 기업에서 실행 가능한 디자인 맞춤형 대응 프로세스가 필요하다.

2.2. 소재 기업의 디자인씽킹 적용 범위와 프로세스

소재 기업의 기존 디자인 프로세스에 있어서는 화학기업 B사와 철강기업 A사의 사례를 비추어 볼 때 최종 생산 소재와 그 적용처에 따라 차이를 보이는데, B사의 경우 TV, 에어컨, 스마트폰, 태블릿PC, 자동차 인테리어 부품을 구성하는 플라스틱 소재 등을 생산함에 따라 결과적으로는 해당 소재가 소비재 생산 기업으로 공급되는 등 일부 B2C적 속성이 있다. B사는 고객 맞춤 전략의 일환으로 1~2년 후 유행할 것으로 예상되는 디자인과 색상을 반영한 소재들을 먼저 개발하고 고객에게 제안하는 프로세스를 운영하고 있으며, 이렇게 생산한 ‘선행 소재’들은 레드 닷(Reddot)과 아이에프(IF) 디자인상을 수상(Kim, B., 2017)하는 등 B사만의 디자인 프로세 스를 기업의 경영 요소 중 하나로 내재화한 것으로 보인다. 반면 A사는 자사의 소재가 철강재 기반의 유통사 또는 건자재 생산 기업으로 공급(Figure 1)되는 만큼 B2B적 속성이 강하다.

B사는 2015년 태스크포스 도입 등 디자인을 활용하기 시작했지만 보편적으로 활용 가능한 별도의 디자인 프로세스를 갖추기보다는 계열사의 설계 전문 인력 또는 건축가, 디자이너 등 외부 전문가와의 협업(Kim, M., 2016)을 통해 디자인 활용 사례를 만들어 내고 있다. 즉, 한편 으로는 디자인 도입 초기 단계로서 기업 내부에서의 디자인에 대한 인식과 전문 인력 부족, 기업 이윤 창출에 직접적 영향을 미치는 생산, 판매 부서와의 접점 미흡, 직능 관점에서의 외부 전문가 대상 아웃소싱 의존 등 전통적인 B2B 소재기업에서 디자인을 새로이 적용하는데 있어 현실적 어려움도 존재한다. 이에, 디자인 요소에 대한 이론적 고찰을 바탕으로 A사와 같은 소재 기업에서 적용할 수 있는 디자인 활용 관점과 프로세스 정립이 요구된다.

디자인씽킹은 일반적으로 당면한 문제를 창조적으로 해결함으로써 혁신적인 디자인을 가능케 하는 사고 과정과 방법을 의미(Kang, M., & Lee, S., 2014, p.9)하기도 하고, 혁신을 이끌어내 는 ‘방법론’이자 교육과 경영의 ‘새로운 패러다임’(Brown, 2009)이기도 하지만 그 기반이 되는 관점은 분석적 사고에 기반을 둔 완벽한 숙련과 직관적 사고에 근거한 창조성이 역동적으로 상호작용하면서 균형을 이루는 것(Martin, 2009, p.20)이다. 기업의 가치 창출로 연결되는 새 로운 아이디어와 지식은 자사가 보유한 견고한 경험규칙과 논리 뿐 아니라 ‘무엇일지도 모른다’

는 탐색 기반의 추론과 직관이 조화를 이루면서 나오는 것이다. 또한 디자인, 공학, 경제, 인문 학, 사회과학 등의 기술을 조합하는 다학문적 접근법(Mootee, 2019, p.111)의 관점에서 어떤 문제나 아이디어가 기업 내 다수 전문가와의 소통을 통해 치환과 결합, 변이를 계속한다면 결국 문제해결과 아이디어의 발전(Brown, 2009, p.337)으로 흘러갈 것이다. 디자인 관점의 프로세 스에 있어서, 개념적으로는 포어맨(Foreman, 1967, Figure 2)은 디자인 프로세스란 문제 해결 과정이라고 규명하였고, 알렉산더(Alexander, 1962, Figure 3)는 크게 분석과 종합의 단계를 거치되 분석 단계에서는 요소가 다양화되고, 종합 단계에서는 새로운 방식으로 통합된다고 주 장하였다. 베나시(Benathy, 1996, Figure 4)는 다양화와 수렴이 반복되면서 초기에 도출된 대안이 실질적인 해결책으로 구체화되는 과정이라고 보았다. 크로스(Cross, 2000, Figure 5) 는 발산적 사고에 의한 다양화와 수렴적 사고에 의한 통합이 반복되면서 문제 해결로 수렴되는 과정이라고 보았다(Dubberly, 2004).

<Figure 2> Process of Problem Solving, Foreman(1967)

<Figure 3> Diversification and Integration, Alexander(1962)

<Figure 4> Repetition of Diversification and Integration, Benathy(1996) <Figure 5> Integration Process to Solution, Cross(2000)

포어맨(Foreman, 1967)의 프로세스 모형은 본 연구 범위의 목적성과 가장 부합하고, 특히 베나시(Benathy, 1996)의 프로세스는 다수의 전문분야의 인력이 소통하고 교류하며 아이디어 의 발산과 수렴을 반복함으로써 소재 기업이 당면한 문제를 해결하고 가치를 창출해 나가는 과정이라는 점에서 본 연구에서 제시하고자 하는 프로세스의 전반적인 방향성과 부합한다. 보 다 실무적인 디자인 프로세스로는 모조타(Mozota, 2008)가 디자인매니지먼트 관점에서 창조 를 위한 과정으로서 규명한 모델이 있다.

<Figure 6> Process of Value Creation from a Design Management Perspective, Mozota(2008)

본 연구에서 제안하는, 디자인씽킹에 기반한 디자인 프로세스의 적용 대상 범위는 소재 기업이 고객 요구나 문제해결을 위한 유형의 프로토타입을 만들고 해결해 나가는 과정이다. 따라서 이러한 관점에서 연구자는 이 모델 프로세스 상의 ‘조사’는 고객 요구를 인지하고 정의하는 단계로 간주하였고, ‘연구’와 ‘탐색’은 고객 요구 해결을 위한 발상 단계로서 ‘탐색’으로 통합하 였으며, ‘구체화’를 ‘(시범)생산’이라는 보다 직관적인 용어로 변경하였다. 이와 더불어 앞서 고찰한, 소재 기업에서 필요로 하는 디자인씽킹 활용과 디자인 프로세스의 방향성, 실무 관점의 프로세스를 종합함으로써, <Figure 7>과 같은 프로세스를 수립하였다. 단계별로 보면 크게 조사, 탐색, 전개, 생산, 평가, 탐색, 전개, 생산의 8단계로, 실무형 프로세스 모형이 두 번 반복 된다. 본 프로세스의 목적과 방향이 문제해결을 위한 통합과정이기에, 경우에 따라 전체 과정이 한 번 더 반복될 수도 있다. 먼저 조사 단계에서는 고객의 요구사항과 이를 둘러싼 프로젝트의 개요를 파악한다. 첫 번째 탐색 단계에서는 해당 문제 해결을 위한 다수의 아이디어와 구현 방안을 교류한다. 이 때 특히 다학제적 접근법과 발산적 사고에 의한 다양화를 견지해야 한다.

전개 단계에서는 앞서 도출한 아이디어를 구체화하고 초기 프로토타입을 위한 계획과 조건을 정립한다. 이 때에는 수렴적 사고에 의한 통합화의 방향을 견지한다. 생산 단계에서는 실제 프로토타입을 제작함으로써 기대했거나 예상했던 결과물과 실제 생산 결과물과의 차이를 확인 한다. 평가 단계에서는 생산 결과물에 대한 고객과의 의견 교류, 자체적인 실험, 평가나 분석 등을 통해 유지하거나 개선해야 할 점들을 파악한다. 다시 반복되는 두 번째 탐색 단계에서는 초기 프로토타입에 대한 평가의견을 반영하기 위한 새로운 아이디어와 구현 방안을 교류하고,

보다 구체화하면서 생산, 판매, 기술 부서에서 는 본격적인 업무와 실험계획을 수립한다. 앞 선 탐색 단계에서와 마찬가지로 발산적 사고가 수반된다. 이어 전개 단계를 통해 2차 프로토 타입을 위한 계획과 조건을 정립한다. 이러한 과정을 거쳐 이상적인 해결책을 담아낸 최종 결과물을 생산한다. 본 프로세스의 활용 목표 중 하나는 결과적으로 소재기업이 자사 소재 판매를 위한 발주로 연결되는 것이기에 본 프 로세스의 마지막 단계를 ‘평가’가 아닌 ‘생산’으 로 마무리하였다. 즉 두 차례의 프로토타입 제 작 단계를 거쳐 달성하고자 하는 목표인 소재 발주가 확정되면 이후에는 생산과 판매부서가 고유의 업무를 수행하게 된다. 물론 마지막 단 계에서 예상하지 못한 변수가 발생하면 전체 프로세스가 다시 반복되면서 평가 단계를 거치 게 될 수도 있다. 한편 상하 방향을 시간 순서 로 보았을 때 좌측면은 논리와 경험규칙의 영역으로, 우측면은 직관과 창조적 영감의 영역으로 구분하였다. 좌측면은 어떠한 문제에 대해 소재 기업이 오랜 시간 동안 확보한 경험논리에 의해 발산 또는 수렴하는 아이디어가 존재할 것이고, 우측면은 기존의 경험규칙에 얽매이지 않는 직관에 의한 아이디어가 존재할 것이다. 각 단계를 지날 때 좌우의 논리와 직관이 상호 결합되 면서 문제해결의 방향으로 나아가게 된다.

3. 사례연구

3.1. 사례연구의 대상

A사는 1960년대 중반, 제2차 경제개발 5개년 계획을 준비하고 있던 중 기초산업으로 철강 산업이 필요하다는 것을 인식했던 당시 정부의 제안에 의해 1968년 창립되었다. 이후 반세기 이상의 시간 동안 자동차, 조선, 건설, 기계, 가전 등의 산업분야에 소요되는 철강재를 생산해 오면서 해당 분야에서 국제적 수준의 정량지표와 기술우위, 경험자산을 확보해 왔다. 생산기술 차원에서는 첫 도금제품 생산 이후 23년 만에 총 생산량 5,000만 톤을 달성하면서, 당시 최단 시간 기록을 보유하고 있던 일본 제철소 3곳의 33~46년 기록 대비 10년을 단축(Nah, Y., 2012)하였다. 또한 A사가 보유한 양 제철소 중 하나는 대지 넓이 630만평으로 세계 최대 규모 의 제철소이며 대한민국 기업이 운영하는 생산 공장 중 단일부지로는 가장 넓다. 공정과 제품기 술 차원에서는 철강제품 생산 과정에서 발생하는 온실가스 배출량, 에너지 사용량을 저감하고 제조공정을 단순화하는 등의 새로운 방식의 공정을 개발하며, 얇은 두께로도 높은 강성을 확보 하되 동시에 프레스 성형이 용이한 소재 등 다양한 수요처의 요구조건을 충족하는 제품(강종) 도 개발해오고 있다. 한편, 마케팅 차원에서는 기존의 관행에서 탈피해 철저히 고객성공을 지향 하는 새로운 마케팅 실천을 다짐(Bang, J., 2010)하기도 했다. 그러나 앞서 제시한 A사의 디자 인 필요 배경과 활용 목적성을 고려할 때, 점차 다양해지고 복잡해지는 고객의 요구와 문제에 대응하기 위해서는 그 동안의 경험에 기반한 논리 뿐 아니라 직관에 기반한 창조성의 결합이 요구되며, 이는 디자인씽킹의 관점이 필요하다는 점을 시사한다. 본 연구에서 다루는 소재 기업 의 디자인씽킹 적용 대상은 자사 소재를 활용하여 시장이나 고객이 제시하는, 기존과 다른 새로 운 유형의 요구에 대응하는 프로토타입을 만들어 봄으로써 최종적으로는 해당 시장이나 고객 이 자사 소재를 채택하는 것을 유도하는 전반적인 업무 프로세스라 할 수 있다.

본 사례연구는 2019년부터 2020년까지의 기간 동안 A사와 업무 네트워크를 교류하던 설계사 C사가 D건물의 외관 리모델링을 위한 파사드 디자인 현상설계에 당선되면서, C사의 디자인을

<Figure 7> Design Process for Material Company (Proposed)

철강재로 구현 가능한지 여부와 이를 통해 A사의 소재가 해당 리모델링 프로젝트 상세설계에 반영될 수 있는지 여부를 앞서 제시한 프로세스를 통해 진행, 확인, 검증, 적용해 나가는 과정을 다루었다. C사에서는 대표적인 디지털 패브리케이션 설계기법 중 하나인 파라메트릭(You, J., 2018, p.317)을 활용하여, 다수의 요소가 반복되면서도 동시에 개별 형태와 크기는 미세하게 다른 외장재로 구성된 파사드를 디자인하였다. A사에서는 C사 디자인의 원형과 컨셉을 유지하 면서, 최종 결과물의 조형미와 더불어 표면 부식 방지, 내풍압 등의 구조 성능을 확보할 수 있도록 다양한 분야의 전문 인력이 개발 프로세스에 참여하였다.

3.2. 건축용 금속 외장재 제품개발 배경

A사에서는 자사의 철강재에 디자인을 접목, 고객의 요구에 대응하 며 고객의 제품 생산까지 고려한 ‘솔루션’ 지원 활동을 해 오면서 자사의 소재가 다양한 건축물의 내외장재에 적용될 수 있도록 노 력해 왔다. 앞서 제시한 금속 건자재 시장의 공급사슬에 존재하는 컬러강판사, 패널 제조사 등과 협력하여 롤포밍 성형 후 별도의 도 장이 필요 없는 외장재를 개발, 패널 제조사의 제품 양산에 적용하 였다(Kim, M., 2016). 그러나 이러한 활동은 대다수 건축물에 범 용적으로 활용할 수 있는 제품 개발이라는 점에서 정형 건축물에 서 쓰이는 패널에 국한되었다. 한편 금속 내외장재 시장에서는 디 지털 패브리케이션을 활용한 다양한 형상의 비정형 건축물과 입면 이 등장하기 시작했다(You, J., 2018). 1997년 완공된 스페인 빌

바오 구겐하임 박물관, 2010년 이후 서울 동대문디자인플라자, 인천 송도 트라이보울 등의 비정형 건축물은 3D 곡면 또는 복잡한 형상 구현을 위한 성형, 가공의 용이성과 자유도 차원에 서 알루미늄 패널이 주로 사용되었다(Kim, S., 2015, p.175).

<Figure 9> Guggenheim, Bilbao(Kim, E., 2018), DDP, Seoul(2014), Tribowl, Incheon(2019)

A사는 C사와의 협업을 통한 디지털 패브리케이션 기반의 외장재 개발을 통해, 설계자의 창조 적인 조형 결과물을 구현, 검증해 냄으로써 해당 프로젝트를 비롯한 추후 비정형 건축물의 외장 용 소재 포트폴리오에 자사의 철강재를 추가하고 관련 분야의 새로운 수요를 확보하고자 하였 다. 또한, 해당 적용 사례를 추후 마케팅 활동의 중요한 홍보 자원으로 삼아 유사 프로젝트를 수주하고, 그러한 과정에서 더욱 다양한 설계사, 건축가, 디자이너와의 협업 네트워크를 확대하 고자 하였다.

3.3. 건축용 금속 외장재 제품개발 프로세스

본 제품개발은 앞서 제시한 8단계로 진행되었으며, 단계별로 A사, C사, 금속 부품 제작사 D사 및 관련 전문 인력 간 회의와 실험, 평가를 진행하였고 중간 결과물을 수시로 공유하였다. 이에 기반하여 초기 프로토타입을 제작하고 품평을 통한 2차 아이디어 탐색과 전개를 거쳐 최종 프로토타입을 제작하였고 결과적으로는 C사와 발주처의 요구를 만족시키며 A사의 소재가 해 당 프로젝트의 상세설계에 반영되었다. 프로세스 초기, 관련 전문 인력의 소집단계와 프로세스 전반에 걸친 세부기술 검토 사항을 제외한 단계별 개발내용은 다음과 같다.

<Figure 8> Newly-built Steel House with Colored-panels Developed by Company A and Its Customer(Kim, M., 2016)

1) 1단계: 조사

C사에서는 반복되는 꽃잎 형상의 유닛이 건축물의 입면을 감싸는 컨셉을 구상하고, 개별 꽃잎 형상의 조형 패턴은 다음 그림과 같은 규칙에 의해 생성되는 것을 의도하였다.

<Figure 10> Pattern Principle and Variation (Proposed by Architect C)

이는 평면의 금속재를 종이접기와 유사한 성형 방식으로 가공하여 재입체화(You, J., 2018)한 것으로, 각기 상이한 형상의 평면 재료가 동일한 성형 방식을 거쳐 각기 다른 꽃잎 형상의 재입 체화 결과물이 도출되도록 하였다. C사에서는 개별 유닛의 위아래 길이가 최대 3,000mm에 이르는 5,000여 개 이상의 유닛이 각각 미세하게 다른 형상과 크기로

건축물을 감싸는 것을 목표로, A사에게 자사의 철강재로 본 컨셉의 효율적 구현이 가능한지 여부를 문의하였다. A사는 이러한 요구사항 을 확인하고 특히 C사와 함께, 알루미늄과 비교하여 철강재가 가진 강성을 활용하여 비교적 얇은 두께로 대형 크기의 외장재를 구현함으 로써 금속이 건축물 입면 전체를 감싸면서도 무겁지 않은 분위기를 연출하려는 목적성과 개발 방향을 공유하였다.

2) 2단계: 탐색

C사의 요구사항 구현을 위한 다양한 의견을 교류하였는데, 먼저 경험규칙 중심 논리에 기반한 아이디어로는 국내외 대형 프레스 성형 장비를 활용하여 생산하거나, 동대문디자인플라자의

<Figure 11> Definition in Phase 1 (Proposed)

사례에서처럼 2~3개 유형의 곡률로 벤딩(Kim, D., 2010, p.40)하여 구현해 보자는 의견이 도출되었다. 또한, 철강재가 건축 외장에 적용 되는 만큼 시공 방법이나 기후 환경에 따라 발생할 수 있는 부식을 방지하고, 최종 제품이 구조적으로 문제가 없는지 확인할 필요가 있다 는 의견도 제기됐다. 특히 부식 방지 차원에서는 A사의 고내식 도금강 판을 적용하는 것이 제안되었고, 경우에 따라 성형 후 별도의 표면처 리가 필요할 수도 있음을 피력하였다. 그러나 앞서 제시된 성형 방안

에 관한 아이디어는 각기 다른 크기의 5,000여 개 이상 유닛을 프레스 성형으로 구현하기 위해 거쳐야 할 금형 제작에 대한 비효율, 곡률 벤딩 방식의 비교적 느린 성형 속도에 의한 생산성 저하가 우려되었다. 해당 프로젝트는 발주처에서 목표하는 공사 기간과 비용 범위가 존재하였 고, 특히 공사 기간과 관련하여 현장에서의 시공 비중과 공장에서의 사전 제작 또는 조립 비중 검토 시 생산성을 어느 정도 확보해야 하는 요구가 있었다. 무엇보다 철강재 코일의 일반적인 폭 길이가 1,500mm인 점을 감안하면, 단일 낱개의 평면 소재로 해당 유닛을 만들어내는 데에 는 한계가 있는 것으로 지적되었다. 한편, 이러한 폭 길이의 한계가 오히려 직관에 의한 아이디 어를 유도하였는데, 달성 목표가 3,000mm인 반면 구현 가능 범위가 1,500mm이기에, 불가피 하게 하나의 유닛을 ‘분할’하여 제작하는 아이디어가 도출되었다. 즉, 개별 평면으로 분할한 후 통합하여 하나의 유닛을 구성하는 관점으로 접근함으로써 철강재가 가진 평면적 특성을 활용할 수 있는 가능성이 가시화되었다. 여기에 분할된 패널을 지지할 수 있는 하지 구조를 패널 유닛과 함께 패키지 방식으로 제안해 보자는 의견이 더해졌다. 논리적 사고와 직관적 사고 에 의한 아이디어가 브레인스토밍을 통해 제약 없이 도출되고(Moon, E., 2020, p.115) 상호작 용하면서 문제해결의 단서를 잡아나갔다.

3) 3단계: 전개

전개 단계에서는 앞서 도출된 아이디어를 구체화하였다. 외장재의 부 식을 최소화하여야 한다는 논리적 관점에서 소재에 대해서는 A사의 아연-알루미늄-마그네슘 3원계 고내식 합금도금 강판을 채택하되, 적정 도금량과 두께에 대한 아이디어가 전개되었고, 분할하여 제작하 는 방식으로는 디지털 패브리케이션 시공을 위한 금속 시트 가공에 활용되는 장비 중 하나인 레이저컷팅(Kim, S., 2018, p.29)과 벤딩 방식을 채택하여 정밀성 확보에 기여하고자 하였다. 그러나 레이저컷 팅 시 발생되는 열에 의해 강재 표면의 도금층이 손실되고, 이는 제작,

시공 과정과 사후 부식 발생이 예상되기에, 결과적으로는 레이저컷팅과 벤딩을 통한 가공 과정 을 거친 후 별도의 도장을 거침으로써 적정 내식성을 확보하는 방안이 도출되었다. 한편, 본 프로세스가 진행되던 당시 C사와 발주처에서는 전체 프로젝트의 소요

비용을 산정하기 위해 가장 먼저 소재 검토에 착수하였다. A사에서는 자사는 물론, C사와 발주처가 철강재로 구성된 비정형 외장재를 접한 사례가 거의 없어 생소해 할 것을 추론하였다. 이에 따라 재빠른 초기 프로토타이핑의 중요성과 필요성을 인지하고, C사 뿐 아니라 발주처 의 실무진을 대상으로 품평회를 겸한 소재 설명회를 거침으로써 이해 관계자 모두와 함께 후속 개발 진행 여부와 가능성을 가늠해보고자 하였다.

4) 4단계: 시범생산

지금까지 도출된 아이디어와 채택 사항을 수렴, 통합하고, 금속 부품 제작사 D사와 도장 전문기 업과의 협업으로 첫 번째 프로토타입을 제작하였다. 제작사에서 분할 가공한 패널 유닛은 도장 기업에서의 도장을 거친 후 볼트를 활용하여 체결하는 방식을 채택함으로써 레이저 가공으로

<Figure 12> Ideation in Phase 2 (Proposed)

<Figure 13> Laser Cutting Machine for Metal Sheet Processing in Digital Fabrication(Kim, S., 2018)

<Figure 14> Specification in Phase 3 (Proposed)

인한 부식 발생이 우려되는 표면의 내식 성능을 유지하면서도 실제 현장에서의 조립 공정을 줄이고자 하였다. 또한, 앞선 탐색 단계에서 도출된 아이디어를 기반으로 설계사가 제시했던 패널 유닛 뿐 아니라 이를 지지하는 하지 구조체를 각형 강관으로 제작하고 패키지화하였 다. 우선 앞선 단계에서 도출된 요소들이 구현 가능한지 여부를 파악 하는 것이 첫 번째 프로토타입 제작의 목적 중 하나였기에 도면상 실 제 스케일보다 축소하여 제작하였으며, 전개 단계에서 도출된 아이디 어를 적용하여, 품평회는 C사와 발주처의 실무진을 대상으로 진행하 였다.

5) 5단계: 평가

초기 프로토타입 품평을 통해 철강재를 활용한 조형 컨셉 구현이 가능함을 확인하였다. 특히 동일한 크기와 형상 구현에 있어서 알루미늄이나 스테인리스 소재를 적용하는 경우에 대비하 여 본 도금강판이 가지는 구조적 강성과 경제성을 확인함으로써 조사 단계에서 설정했던, 얇은 두께의 소재로 폭 3,000mm 수준의 패널 유닛을 구현하되 무거워 보

이지 않게끔 하려는 목적성 또한 달성할 수 있음을 증명하였다. 또한, C사와 발주처로부터의 다양한 평가의견과 요청사항을 공유하며 후속 진행에 필요한 사항들을 상호 교류하였다. 주요 요청사항으로는 체결 방식을 재검토함으로써 전면부에 드러난 볼트를 제거하는 방안과 더 불어 실제 시공 시 전면 중앙에 위치한 원형 타공부에 설치할 조명 장치를 고려, 전선과 관련 기구를 설치하는 방안 검토 등이 있었다.

6) 6단계: 탐색

전체 프로세스 중 두 번째 단계에서의 ‘탐색’이 우선적으로 구현 가능 여부를 파악해보는 아이 디어 구상 단계였다면, 여섯 번째 단계에서의 ‘탐색’은 어느 정도 가능성을 확보한 상태에서 앞선 평가 단계에서의 피드백과 요구사항을 충족시키고 후속 실행을 위한 아이디어를 구체화 하는 단계이다. 해당 프로젝트를 대상으로 한 A사 소재의 설계 반영이

가시화되면서 C사와 발주처의 요구사항을 반영한 2차 프로토타입 제 작 계획과 더불어, 앞서 도출되었던 실행 가능한 아이디어를 체계화하 며 기술적으로 검증이 필요한 성능시험을 검토하였다. 추후 시공사 선 정과 더불어 본격적인 공사가 시작될 경우, 패널 유닛 제작을 착수하 는 시점에 알맞게 소재가 생산, 투입되어야 하는 점을 고려, A사의 생산부서와 판매부서 간 의견 교류를 통해 본격적으로 준비해야 할 제반사항을 확인하였다. 특히 2차 프로토타입은 스케일을 축소하여

제작했던 첫 번째 프로토타입과 달리, 도면상 스케일을 그대로 구현하고 C사와 발주처, 구조기 술사를 비롯한 유관 전문 인력을 가급적 모두 초대하여 다수 의견을 발산, 통합시킴으로써 발전 (Brown, 2009, p.337)에 이르도록 유도하는 아이디어가 도출되었다.

<Figure 15> First Prototype of Exterior Steel Panel (Proposed)

<Figure 16> Prototype in Phase 4 (Proposed)

<Figure 17> Evaluation in Phase 5 (Proposed)

<Figure 18> Ideation in Phase 6 (Proposed)

7) 7단계: 전개

소재의 세부 스펙과 가공, 도장 방식을 구체화하였다. 패널 유닛을 구성하는 소재는 1.2mm 두께의 도금강판을 채택하였고, 하지 구조를 구성하는 각형 강관의 경우 1.6mm 이상 2.3mm 이하 두께 소재로 조관한 결과물을 활용하는 것으로 방향을 좁혀 나갔다. 첫 번째 프로토타입에 서 노출되었던 전면부 볼트를 숨기기 위해 절곡 방향과 방식을 재검토하였으며, 도장은 분할된 패널 유닛을 조립 전 단계에서 정전 분체도장 또는 불소수지 도장을 시행하는 것을 검토하되, 추후 도장 품질 확인이 필요함을 피력하였다. 이를 위해 A사의 소재에 각 도장 방식에 따른 도료를 입힌 시편을 제작사와 도장기업에 의뢰하여 이들에 대한 도장 밀착력 테스트를 통한 박리 여부, 염수 분무 테스트를 통한 내식성 확보 여부를 검증하였다. 또한, 패널 유닛과 하지 구조가 설치될 지역에서 태풍과 같은 가혹한 기후 조건을 견디며 안정적으로 존재할 수 있는지 여부를 검증하기 위해 내풍압 성능시험을 수행하였다.

<Figure 19> Separated Panel Unit(2ea on left), PVDF Coating, Wind Pressure Test (Proposed)

첫 번째 프로토타입 평가 당시 요구되었던 조명 장치와 관련하여, 하지 구조의 각형 강관 내부 홀 타공을 통해 전선과 관련 기구를 설치할 수 있는 방안을 검토하였다. 또한, 본 프로젝트의 경우 A사의 소재가 생산된 후 코일을 시트 단위로 절단하는 유통사를 거친 후 시공사에서 지정 한 금속 제작사로 공급되고, 제작사에서의 레이저컷팅과 벤딩을 거친

뒤에는 도장기업으로 공급되며 이후 별도의 위치에서 조립, 시공되는 등 운송경로의 복잡성이 예상됨에 따라, 유통과 가공 경로를 단순화할 수 있는 방안도 사전 검토하였다. 특히 시공사가 선정되지 않은 시점 에서, 추후 선정된 시공사를 대상으로 번거롭더라도 자재 품질과 시공 완성도 제고를 위해 소재가 거쳐 가는 주요 위치별 품질관리 방안을 요청하는 계획도 도출하였다.

8) 8단계: 생산

<Figure 21> Second Prototype of Exterior Steel Panel (Proposed)

평가 단계에서 도출되었던 요구사항을 충족시키는 방향성을 견지하 여, 도면상 패널 유닛의 실제 크기와 형상에 따른 종류를 고려하여 3 종으로 구성된 2차 프로토타입을 제작하였다. 패널 유닛과 하지 구조 의 유기적 연결과 시공을 통해 전개 단계에서 검토한 볼트 숨김 벤딩, LED 조명 장치 설치와 가동을 테스트하였고, 탐색 단계에서 도출한 아이디어에 기반하여 주요 이해관계자를 다수 초청하여 A사의 고내 식 소재에 대한 설명회를 겸한 품평을 진행하였다. 구조적 안정성, 화

<Figure 20> Specification in Phase 7 (Proposed)

<Figure 22> Diagram of 2^nd Prototype in Phase 8 (Proposed)

재에 대한 안전성, 무게, 소재 조달로부터 제작과 도장, 시공에 이르는 전체 프로세스와 방법, 단가 등 다양한 분야의 질문과 답변, 자문을 교류하였고 본 2차 품평을 통해 최종적으로 A사의 소재가 해당 프로젝트의 상세설계와 시방에 반영되었다. 이로써 자사의 소재를 판매할 수 있는 새로운 대상을 확보하였으며 당초 계획한 목표를 달성하였다.

4. 결론 및 제언

본 연구는 소재 기업에서의 디자인 활용 방법과 시사점을 제안하기 위해, 소재 기업에서의 디자 인 활용 현황 분석과 문헌연구에 기반한 디자인 프로세스를 수립하고, A사의 건축용 금속 외장 재 제품개발을 대상으로 한 해당 프로세스의 적용 사례를 분석하였다. 이를 정리한 본 연구의 결론은 다음과 같다. 첫째, 소재 기업에서는 그 동안 식스시그마를 비롯하여 기계적 세계관에 입각한 경영 모델을 추구해 왔으며, 점차 복잡하고 까다로워지는 시장 상황과 고객 요구에 대응 하기 위해 디자인에 의존하는 경향이 나타났지만 이를 부분적으로 활용하는 경우가 있어 종합 적 관점에서의 디자인 프로세스 정립이 요구된다. 둘째, 소재 기업이 오랜 시간 확보해 온 경험 규칙과 논리의 장점을 살리면서도 새로운 유형의 문제해결에 기여할 수 있도록 디자인씽킹 관점에서의 프로세스가 요구된다. 셋째, 건축용 제품개발 사례에 대입하여 분석한 결과 직관적 사고에 근거한 창조적 아이디어의 씨앗은 두 번에 걸쳐 반복된 ‘탐색’ 단계에서 주로 발생하였 음을 확인하였고, 특히 이 때 분석적 사고에 근거한 논리적 아이디어와 상호 치환, 결합, 변이되 면서 당초 목적한 해결책이 가시화되는 방향으로 통합되었다. 또한 고객의 요구에 대한 재빠른 프로토타입 제작을 통해 소통하는 것이 중요함을 확인하였다. 넷째, 본 프로세스에 기반한 과업 의 목표가 달성되고 성공이 유지되기 위해서는 다학제적 접근법 차원에서 다수의 전문 인력 간 지속적인 소통이 중요한 역할을 한다는 점을 확인하였다. 본 연구의 의의는 기존에 디자인을 적극 활용하지 않던 B2B 소재 기업에서도 디자인 이론에 근거한 프로세스를 활용하여 가치를 창출할 수 있음을 증명하였다는 점이다. 특히 디자인 도입 초기 단계에서 기존 내부 인원 대다 수가 디자인을 단순한 스타일링 차원으로 인식하고, 아웃소싱에 의존하던 상황 이후, 본 프로세 스를 적용한 실제 제품 개발과 연계 판매 성공사례를 통해 디자인이 고객 문제를 해결하고 실질적인 기업가치 창출에 기여하는 경영요소이자 업무 프로세스로 활용될 수 있음을 확인하 였다. 또한 해당 프로세스에 다수의 인원이 참여하여 다양한 의견을 발산, 통합함으로써 창의적 해법이 도출될 수 있음을 확인하였다. 추후 보완이 필요한 부분으로는 본 연구에서 다룬 유형적 가치 사례 뿐 아니라 조직의 창의성 증대 등 소재 기업 내 무형적 가치 창출과 연계할 수 있는 연구가 필요하다는 점이다. 또한, 향후 본 개발사례에 기반한 건축물 리모델링 완료 후 실제 적용된 제품과 고객의 만족도에 관한 분석이 필요하며 이는 본 프로세스의 개선을 위한 객관적 자료의 토대가 될 것이다. 본 연구가 디자인 활용 주체 범위 확대에 기여할 수 있기를 기대한다.

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