제3장 제품설계

1. 신제품 도입전략

2. 신제품 개발과정

3. 동시공학

4. 공급사슬과의 협력

5. 품질기능전개

6. 가치분석/가치공학

7. 모듈러 설계

8. 로버스트 설계

9. 에코 설계

1 신제품 도입전략

v 시장 지향적 전략

팔 수 있는 제품을 만들어야 한다는 전략

신제품 도입의 주요 근거는 시장, 즉 고객의 요구이며, 신제품의 유형은 시장조사나 고객의 피드백을 통해 결정

v 기술 지향적 전략

신제품의 주요 결정요소는 기술

적극적인 연구개발과 우수한 기술을 통해 시장에서 우위를 차지하는 우수한 제품을 만드는 것을 목표로 함(예: 애플의 아이팟, 아이폰, 아이패드).

v 기능 간 협력전략

제품은 시장의 요구에 맞아야 할 뿐만 아니라 기술적인 우위도 가져야 한다는 입장 신제품 도입은 기업 내 모든 기능(마케팅, 엔지니어링, 생산 등)의 협력과 조정을 통해 결정; 신제품개발팀 사용

일반적으로 최상의 전략

2 신제품 개발과정

□ 신제품개발 과정

※동시공학(CE)의 제품개발 과정

(1) 고객 욕구 파악

* 고객의 구매관습 파악

* 자사 제품과 경쟁 제품에 대한 고객의 차별 의식 파악

* 고객에게 중요한 제품 특성 파악

(2) 아이디어 창출

* 기업내부 : 최고경영자, 연구개발부, 판매부, 조직원의 제안제도 등

* 기업외부 : 고객, 공급업자, 유통업자, 발명가, 경쟁사, 전문잡지 및 정기간행물

(3) 제품선정

<제품선정 시 고려 요소 >

* 경제적 변화 * 인구통계적 또는 사회적 변화,

* 기술적 변화 * 정치적 또는 법적 변화

(4) 타당성 조사

<타당성조사 기준>

* 시장에서의 판매가능성 * 기업의 재정적 능력

* 생산 가능성 * 기업 목적의 부합성

* 기술 가능성 * 정부의 규제

* 관리 가능성

(5) 예비설계

※ 제품이 지니는 특성과 요소를 고려

* 제품의 기능 * 환경에 미치는 영향

* 제품의 수명 * 부품

* 품질 수준 * 비용

* 신뢰성, 보전성 * 생산성

(6) 실험

* 원형(proto type) 테스트

* 개발한 원형의 실지 기능 시험 * 성능과 내구성 시험

(7) 최종설계 => 도면, 시방서, 규격서서 등 최종 확정

<기능설계 >

* 고객이 요구하는 성능을 반영

* 제품의 품질수준 결정, * 신뢰성과 보전성에 역점

<형태설계>

* 외형과 이미지나 독창성 등 미관에 대한 결정

* 산업재 보다는 소비재에 중점

(8) 공정설계

(ㄱ) 공정설계 개요

* 어떤 제품을 고객에게 팔 것인지, 또한 효율적이고 경제적으로 제품을 만들 것인지에 대한 의사결정에 따라 기업의 성공에 절대적인 영향을 미침.

* 기업은 공정 설계에 대한 신중한 결정.

(ㄴ) 공정 설계의 의의

* 공정설계(Process design) : 설계도에 명시한 대로 제품 생산방법을 개발.

* 공정 설계 시 3가지의 고려사항으로 생산량, 품질수준, 설비의 유형 등

(ㄷ) 효과

① 생산성재고 : 다른 생산시스템에 비해 소요되는 공간 단축, 생산성 향상으로 인한 원가절감 가능

② 품질향상 : 컴퓨터 시스템을 활용하여 생산공정의 정밀도를 높여 제품의 품질 향상

③ 신뢰성의 향상 : 자체적으로 수정이 가능한 시스템이므로 생산에 있어 작업의 신뢰도 향상

④ 높은 설비 가동률 : 설비 가동률을 극대화시키는 시스템.

3 동시공학(CE: concurrent engineering)

동시공학: 제품개발과정을 신속히 하기 위한 방법

동시공학에서는 기능 간 통합과 제품 및 공정의 동시개발 강조

동시공학에서는 사내의 신제품 관련 부서뿐만 아니라 외부의 공급자까지 신제품개발팀에 참여시켜 공동 작업을 통해 제품이나 서비스를 설계하고 생산공정을 선택

v 신제품 개발의 순차적 접근법과 동시적 접근법

※동시공학(CE)의 제품개발 과정

4 공급사슬과의 협력

v 고객과의 협력

제품설계에 고객의 지식과 전문성 반영

고객과의 협력을 위해서는 “고객과 파트너십으로 일한다.”는 사고 필요

v 공급자와의 협력

공급자를 처음부터 신제품개발팀에 참여시키거나 또는 설계과정의 중요 단계에서 공급자의 의견이나 대안 청취

제품설계 협력 공급자 선택 시 고려사항

§ 기술적 전문지식: 공급자는 기업이 가지고 있지 못한 기술적 전문지식을 가지고 있는가?

§ 역 량: 공급자가 원가, 품질 및 제품 성능에 대한 목표를 달성할 수 있겠는가?

§ 생산능력: 공급자는 제품개발 일정과 본 생산으로의 전환을 충족시킬 수 있겠는가?

§ 낮은 위험: 공급자가 기대한대로 일을 해내지 못할 때 어떤 위험이 있겠는가?

예: 하이브리드 또는 전기자동차의 설계에서 배터리 공급자와의 협력

v 품질기능전개(QFD: quality function deployment)

QFD는 고객의 요구를 제품(또는 서비스)의 설계명세에 반영하는 체계적인 방법 QFD는 1972년 일본의 미쓰비시 조선소에서 처음 창안; 도요타 자동차회사에서 더욱 발전시킴.

QFD는 신제품개발팀에 의해 주로 사용

v 품질의 집(house of quality)

QFD의 설계 도구

① 고 객 요 구 속 성

③ 고객 요구속성과 기술특성의 관계 요

구 중 속 요 성 도 의

② 기술특성

④기술특성 간의 상호관계

⑤ 고 객 비 인 교 지 도

기술특성의 중요도

⑥ 기술특성치의 비교

⑦ 기술특성의 목표값

※ 품질의 집 (HOQ : House of Quality) : 품질기능 전개(QFD)의 핵심수단

*① 요구품질 : 설문조사, 개별면담, 전시회, 실험 등을 통해 추출된 고객요구사항 중요도 : 고객요구사항의 상대적 중요도

*② 기술특성 : 요구품질에 대응하는 제품의 품질특성, 설계변수

③ 요구품질과 기술적 특성관계(양, 음)와 상관강도(강, 중, 약)

④ 기술특성의 상호관계의 정도를 표시함.

⑤ 고객인지도 : 자사제품과 경쟁제품에 대한 요구품질의 고객인지도 비교

⑥ 자사제품과 경쟁사제품의 현재 기술특성값 표시함.

*⑦ 기술특성치의 목표값 : 요구품질과 기술적 특성의 관계와 기술적 특성의 상대적 중요도 를 곱하고 이를 종합함.

품질의 집 (QFD)

고객의 요구사항(CA)

§ 신속한 서비스

§ 친절한 서비스

§ 신뢰할 수 있는(약속한 배달시간을 지키는) 서비스

§ 배달원의 단정한 외모

§ 주문 내용과 일치하는 배달

§ 따뜻한 피자 등

설계특성(EC)

§ 배달시간

§ 정시배달비율

§ 배달 시 피자의 온도 등

제품과 서비스의 QFD에 있어서 측정은 서로 다를 수 있지만 기본 원리는 마찬가지임

.

v VA와 VE의 구분

VA는 이미 생산되고 있는 제품에 적용; 생산명세나 구매요구에 나타난 제품의 명세나 요건을 분석하는 데 사용(VA는 주로 구매부서가 원가절감기법으로 사용)

VE는 원가회피 방법으로 생산단계 이전의 제품설계 시에 사용

두 기법은 한 제품에 대해 생산 전후의 관계에 있을 뿐 상호 피드백이 되어야 하므로 실질적인 차이는 없음.

v VA/VE에서의 브레인스토밍

불필요한 제품의 특성은 없는가?

2개 이상의 부품을 하나로 결합할 수는 없는가?

무게를 줄일 수는 없는가?

제거되어야 할 비표준화된 부품은 없는가?

□ VE의 기능중심 사고방식

경 비 가공비(노무비)

재 료 비

이 익 이 익

불필요 기능

필 요 기 능

무 용 기 능 과 잉 기 능 중 복 기능

사용 기능 미적 기능 기능 연구

종래의 방법

(무엇, 어디에, 코스트가 쓰이고 있는가?)

VE의 방법

(왜, 무엇 때문에, COST가 쓰이고 있는가?)

※ 가치는 ①사용가치, ③교환가치, ④원가가치, ⑤희소가치로 구분하며, 이들 가치 중 VE활동에서는 사용가치를 주 대상으로 하고 있다

VE 활 동 의 기 본 절 차

기 본 절 차

기능정의

기능평가

대체안 작성

세 부 절 차 활동계획 수립

VE 대상의 정보수집

기능 정의 기능 정리

코스트 분석

기능평가 및 운선순위 결정

Idea

구체화, 세련화 상세평가 개선안 심의, 확정

① 그것은 무엇인가

② 어떤 역할(기능 Fuction)을 하는가?

③ 그 코스트(Cost)는 얼마인가?

④ 그 가치(Value)는 어떤가 ?

VE 질문

⑤ 다른 것이 그 역할을 하는 것은 없는가?

⑥ 그 코스트는 얼마이며,

그것은 필요한 기능을 확실히 수행하는가?

□ VE의 효과

l 획기적 원가절감의 달성

l 목적 지향적 사고방식과 제품 개발력 향상 l 부수적 효과

① 원가 절감의 중요성을 인식하는 계기를 만들어 준다.

② 다양한 정보수집의 계기를 만들어 준다.

③ 평소의 창의적인 Idea를 실천하는 계기를 만들어 준다.

④ 개인의 Know-how를 회사 전체에 공유할 수 있는 계기가 된다.

□ 가치향상의 형태

① ② ③ ④

7 모듈러 설계(modular design)

모듈(module): 다수의 부품으로 구성되어 있는 표준화된 중간조립품 또는 제품의 기본구성품

모듈러 설계: 제품의 다양성은 높이면서도 동시에 제품생산에 사용되는 구성품의 다양성은 낮추는 제품설계의 한 방법

v 모듈러 설계의 기본 아이디어

서로 다른 제품으로 조립될 수 있는 일련의 기본 구성품, 즉 모듈들을 개발함으로써 고객에게는 다양한 제품을 제공하되, 생산에는 한정된 수의 기본 구성품만 사용 자동차의 예

모듈러 설계에서는 각 제품을 개별적으로 설계하지 않고 표준화된 구성품 모듈들을

• 엔진 종류: 4가지 • 변속기 종류: 2가지

• 외부 색상: 5가지 • 내부 사양: 2가지 • 모듈의 수=4＋2＋5＋2＝13가지

• 생산 가능한 제품의 수＝4×2×5×2＝80가지

대량생산과 모듈생산의 비교

Modular Design

v Volvo의 P1 Platform

n S40 세단

n V50 왜곤

n C70 컨버터블

n C30 컴팩트

v Chrysler의 LX Platform

n Dodge Charger

n Chrysler 300

n Chrysler 300C Hemi

n Dodge Magnum wagon

n Dodge Challenger

출처: Boston Globe, 19 February 2006, p. K1.

Dana’s “Rolling Chassis”

예)

자동차의 모듈

8 로버스트 설계(robust design)

제품의 성능 특성이 제조 및 사용 또는 환경의 변화에 의해 영향을 덜 받도록 제품 설계 : 다구치 설계

로버스트 설계에서는 계획된 실험을 통해 제조 및 사용 환경의 변화에 가장 둔감한 제품설계의 파라미터 값을 구함

.

9 에코 설계(eco-design)

환경을 고려한 제품이나 서비스의 설계 및 개발 에코 설계는 기업, 사용자 및 사회 모두에게 이득 에코 설계의 접근법

§ 제품이나 서비스의 전체 수명주기 고려

§ 제품을 시스템으로 고려