자동차공학 레포트 - 동시공학(Concurrent Engineering)이 신제품의 도입기간을 단축시키는 방식에 대해

I. 서론

자동차 부품 하나를 바꾸는 데 설계팀만 움직이면 될 것 같지만 실제로는 생산설비, 금형, 품질시험, 원가, 정비성, 공급업체까지 많은 일이 연결된다. 설계가 끝난 뒤 생산부서가 도면을 받고 "이 형상은 가공이 어렵다"고 말하면 설계를 다시 고쳐야 하고, 시제품이 나온 뒤 시험에서 열 문제가 발견되면 금형과 공정도 함께 바뀔 수 있다. 신제품 도입기간이 길어지는 이유는 일이 많아서만이 아니라 문제를 늦게 발견해 앞 단계로 되돌아가는 시간이 크기 때문이다. 동시공학은 설계, 생산, 품질, 시험, 구매 같은 기능을 개발 초기에 함께 참여시켜 제품과 공정을 병렬로 검토하는 접근이다. NASA의 시스템공학 용어 정의도 동시공학을 직렬 방식이 아니라 병렬로 설계하며 제조, 시험, 품질보증, 운영 같은 분야를 설계주기에 포함해 전체 개발시간을 줄이는 접근으로 설명한다. 자동차 신제품 개발에서는 이 병렬화와 조기 문제 발견이 시장 투입 시간을 줄이는 핵심이다.

II. 본론

1) 순차개발의 대기시간을 겹치는 업무로 바꾸는 구조

전통적인 순차개발에서는 상품기획이 끝난 뒤 설계가 시작되고, 설계가 끝난 뒤 생산기술이 공정을 검토하며, 시제품 제작 뒤 시험과 품질 검증이 이어지는 식으로 업무가 넘어간다. 문서와 도면이 완성돼야 다음 부서가 본격적으로 움직이기 때문에 각 단계 사이에 대기시간이 생긴다. 앞 단계가 늦으면 뒤의 모든 일정이 함께 밀린다. 더 큰 문제는 뒤 단계에서 발견한 문제가 설계 원인일 때다. 생산 불가능한 형상이나 조립 간섭을 시제품 단계에서 찾으면 도면 수정, 부품 재발주, 금형 변경, 재시험이 연쇄적으로 발생한다.

동시공학은 다음 단계가 앞 단계의 완성본을 기다리지 않게 한다. 제품 설계가 진행되는 동안 생산기술자는 가공성과 조립성을 검토하고, 품질 담당자는 검사 가능한 치수와 고장 형태를 검토하며, 구매 담당자는 공급업체의 공정능력과 납기를 확인한다. 시험 담당자는 요구사항을 바탕으로 검증계획을 미리 만들 수 있다. 모든 업무를 같은 날 시작한다는 뜻은 아니다. 필요한 정보가 일정 수준 확보되는 순간 뒤 기능이 참여해 겹치는 구간을 늘리는 방식이다.

Nagaraj의 2004년 사례연구는 시계 제조기업에서 수평적 상호작용, 개발 단계의 중첩, 잦은 검토, 기능횡단팀을 이용해 제품개발 주기를 줄였다고 보고한다. 산업이 자동차와 다르더라도 원리는 같다. 설계자가 혼자 최적안을 완성한 뒤 넘기는 것보다 각 기능이 초기부터 요구를 주고받으면 늦은 재작업이 줄어든다. 개발기간 단축은 사람을 더 빨리 일하게 만드는 데서보다 기다림과 되돌림을 줄이는 데서 나온다.

자동차의 브레이크 페달 모듈을 예로 들 수 있다. 설계팀이 강도와 무게만 보고 형상을 정한 뒤 금형업체에 넘겼는데 깊은 형상 때문에 성형이 불안정하다고 판단되면 부품 형상을 다시 바꿔야 한다. 동시공학에서는 금형과 생산 담당자가 초기 3차원 모델을 보며 성형 반경과 소재 흐름을 검토한다. 강도 요구를 유지하면서 생산 가능한 형상으로 미리 조정하면 최종 도면 뒤의 큰 변경을 피할 수 있다.