제품 서비스의설계와개발 -...

과목 : 생산관리론 주제 : 제품•서비스의 설계와 개발 -1-

서강대학교 경영학부•경영전문대학원

교수 서창적

생산관리론

제품•서비스의 설계와 개발

과목 : 생산관리론 주제 : 제품•서비스의 설계와 개발 2

•제품 설계와 개발의 개념과 중요성

•제품설계의 과정

•제품설계과정의 개선기법

•제품 설계와 개발과정에서의 관리적 고려사항

학습내용


1. 제품 설계와 개발의 의의

1) 제품 설계와 개발의 중요성

생산라인 재배치

부품 조달 재계획

마케팅 활동 재조정

“제품 개발과정에서 다양한 의견

개진과 수렴은 필수적이며

이 과정을 얼마만큼 효과적으로

수행할 수 있는지가 제품

개발과정의 주요 관리사항이 된다.”

신기술개발의 속도가 빨라지고 소비자의 기호가 다양해짐에 따라제품의 수명주기는 점차 짧아지는 추세이다. 새로운 제품을 지속적으로 시의 적절히 개발할 수 없는 기업은 점차도태될 수밖에 없으며 이를 피하기 위하여 제품개발과정의 전략적관리가 요구된다.

신제품 내역확정


• 아이디어 창출과 시장성 검증, 필요한 기술의 선택 및 개발, 원형의 개발과 생산가능성 검증

설계

개발

• 제품개발과정의 한 단계• 보다 나은 설계는 시장성과 생산가능성을 높여줄 수 있어야 함

마케팅부서 생산 부서

“설계과정에서 마케팅과 생산 부서간의 긴밀한 의사교환 은 필수적”

1. 제품 설계와 개발의 의의

2) 제품 설계와 개발의 개념

제안된 설계가 비교적원활히 생산될 수있는지를 고려

선택된 아이디어를바탕으로 시장성을염두에 두고 설계


2. 제품개발의 과정

제품설계의 과정


아이디어 창출

1) 아이디어 창출

신제품에 대한 아이디어는 때로는 기업내부에서부터 이루어지기도 한다. 이용 가능한 기술이나 신기술의 개발은 생산공정과 제품 모두에 영향을미침으로 같은 제품을 보다 신속, 저렴하게 혹은 전혀 새로운 제품의 출시등으로 연결된다.

제품개발의 아이디어는 고객의 충족되지 않은 욕구를 이해하는 것으로부터 시작한다.

• 고객과의 인터뷰

• 소비자 상담을통하여 접수된불편사항

• 경쟁사 제품의 분석

• 기존 제품의 간단한 수정이나 새로운 기능의 추가등으로 실현되는 아이디어

• 전혀 새로운 제품의 개발을요구하는 아이디어



2) 제품선정

제품개념은 시장 잠재력, 재무적 타당성, 생산 적합성을 충족시켜야하는데, 마케팅의 주도 아래, 재무 및 회계, 생산 부서들이제품선정에서부터 의견을 개진함이 바람직하다.

“소비자들은 손목에 부담이 적고 외관이 좋은 컴퓨터키보드를 원한다.”

아이디어는 개괄적일 수 있지만 제품개념은 어떤 식으로 이를 실현할 것인지 보다 구체적이어야 한다.

제품선정

마케팅부서는 개발과정의 첫 단계에서 창출된 아이디어로부터 대략적 제품개념을

정의한다.



3) 예비설계

예비설계는 신제품 개념을 구체적인 제품으로 전환하는 것이다.

예비설계 과정에서 여러 단계의 모형제작이 이루어지게 되는데, 원형제작(Prototyping)은 각 원형으로부터의 시장성, 수익성, 생산가능성예측에 큰 도움이 된다.

예비설계


제품을 완전히 규정하고, 보다 나은시장성, 수익성, 생산가능성을 위해부단한 설계변경 노력을 함


4) 최종설계

최종설계단계에서는 제품의 설계도와 명세서가 개발된다. 원형시험의 결과로서

설계변경이 요구되면 이는 최종설계에 반영된다.

최종설계단계는 기능설계(Functional design), 형태설계(form design), 생산설계(Production design)를 거쳐서 예비설계를 개선시키고, 문서화하며, 세부적으로 완성한다.

최종설계


최종 설계 후 생산에 착수할 수있도록 설계명세서를 완전히 결정함


최종설계 3단계

① 기능설계제품이 어떠한 성능을 지니며 이 성능들이 어떻게 작동될 것인가를규정하는 과정이다. 이 단계에서는 신뢰성(Reliability)과유지보수성(Maintainability)이 우선적으로 고려된다. 신뢰성은 생산된제품이 명시된 수명기간 동안에 의도된 기능을 수행할 확률을 의미하며, 유지보수성은 서비스용이성(Serviceability)이라고도 하며, 제품의 수리및 보수가 얼마나 저렴하고 용이하게 될 수 있는지를 의미한다.

② 형태설계제품의 물리적 외양, 즉 기능의 배열, 모양, 색깔, 크기 및 스타일을 결정한다. 제품의형태는 제품이 갖고자 하는 기능의 내용에 따라서 달라질 수 있으므로 기능설계와 밀접한연관이 있다. 보다 나은 형태설계는 소비자의 제품이용성(Usability)을 높이고, 제품의고유이미지를 형성함으로써 경쟁 제품간의 차별성을 높이는 기회를 제공하기 때문에산업디자이너들이 일정 역할을 하기도 한다.

③ 생산설계제품을 생산하는데 있어서의 용이성과 그로 인한 비용의 절감을 주안점으로 한다. 보기에좋은 형태라도 생산능력에 대한 고려가 없다면 생산하기에 지나치게 까다로워서품질유지가 힘들고 생산비용을 올릴 수 있으므로 생산설계는 형태설계와 밀접한 관련이있다. 생산설계를 위해서 일반적으로 사용되는 접근방법에는 단순화, 표준화 및 모듈화설계가 있다.


4) 최종설계

•단순화는 제품을 생산하는데 필요한 부품, 중간 조립품 혹은 옵션의 수를

줄이는 것

•단순화 설계는 조립시간의 단축, 품질향상의 가능성 제고, 재고관리의 단순화를

가져다 줌

•이러한 단순화의 장점 때문에 개인용 컴퓨터의 제작에 있어서도 많은 수의

볼트와 너트를 사용한 케이스 조립방식은 줄어들고 플라스틱 기구를 이용한

끼워 넣는 방식(Snap-in)이 보편화되고 있음


표준화(Standardization)

모듈화 설계(Modular design)

단순화(Simplification)


설계 단순화 그림보기

제시된 조립품은24개의 부품으로설계되어 있음

밑부분을 하나로주조하여 단순화되어

부품 수는 4개로줄어듦

단지 2개의 부품으로훨씬 단순화된설계를 보여줌

최초 설계 수정된 설계 최종 설계


• 표준화는 부품의 크기, 모양 성능 및 기타의 특징들을 규정하는 과정

• 표준화된 부품은 여러 완제품에 사용됨으로써 부품설계시간의 절감, 부품의대량생산과 구매로 인한 비용절감, 구매와 자재취급의 용이, 품질검사노력의절감 등의 효과를 가져올 수 있음

• 모듈화 설계의 기본적인 사고는 제품계열에 있는 여러 가지 상이한 제품에사용될 수 있는 일련의 기본적인 부품(혹은 모듈)을 설계하는 것

• 각 제품에 사용될 유사기능의 부품을 하나씩 별도로 설계하는 번거로움을 줄일뿐만 아니라, 생산 부서는 제한된 수의 기본 모듈만을 생산함으로써 공정과장비의 단순화와 효율적인 대량생산이 가능

• 낮은 부품다양성으로 높은 제품다양성을 달성하고자 하는 것으로 다양한제품에 대한 고객의 요구를 낮은 생산비로 실현시키는데 기여

표준화(Standardization)

모듈화 설계(Modular design)


개인용 컴퓨터에 사용되는 내장형 CD-ROM의크기를 표준화함으로써 여러 성능의 컴퓨터에사용되게 한다거나

표준화 사례

2. 제품개발의 과정2. 제품개발의 과정

4) 최종설계

자동차 타이어 이미지

자동차 타이어의 차종에 따른 표준사이즈의 사용은 조립생산과정을 용이하게 할 뿐 아니라,

소비자의 관점에서도 제품이 고장 났을 때 표준화된 호환성부품을 이용하여 수리를 쉽게 할 수 있는 장점이 있다.


Swatch사의 시계는 손목밴드, 시계바늘, 시계판, 내장부품들이 모듈로 설계되어 있다. 각 모듈의 크기를고정시키는 반면 소비자들에게 보여지는 손목밴드, 시계바늘, 시계판의 여러 가지 디자인을 개발하여조합함으로써 소비자에게는 기호에 따른 다양한선택을 주는 동시에 낮은 부품다양성을 가능케 한다. 예를 들어, 3가지 디자인의 손목밴드, 3가지 색상의시계바늘, 3가지 디자인의 시계판은3×3×3＝27종류의 높은 제품다양성을 가능케 해준다.

모듈화 설계 사례


4) 최종설계

Toyota, Honda 등의 회사들은 하나의 차대 위에몇 가지 다른 디자인의 차체를 올리는 방법으로제품다양화를 추구하고 있다.


최정상급 도요타의 품질에는 세계 1위 부품업체인덴소(도요타계열사)가 뒷받침하듯이현대•기아자동차의 신기술에는 현대모비스가 있다. 현대모비스는 미세 부품을 조립해 덩어리 형태의부품을 만들어 완성차 업체에 납품하는 모듈 기술과생산능력에서 이미 세계 최고 수준으로 평가 받는다.

모듈화 설계 사례


4) 최종설계

◆모듈공장 글로벌화=현대모비스는 현대차와기아차가 진출한 해외지역까지 현지 모듈생산공장을 구축했다. 이런 생산기지를 통해생산된 모듈 제품은아반떼•로체•쏘나타•싼타페•쏘렌토•모하비•제네시스•신형 에쿠스 등까지 현대•기아차의 주요차종에 적용됐다. 또 모듈에 적용되는 핵심 부품인에어백•브레이크 시스템•변속기•조향장치•램프등도 직접 개발해 생산함으로써 성능과 품질을 한단계 높였다. 현대모비스의 모듈 부품

중앙일보 2009년 8월 26일


Pop quiz !

여러 제품에 표준으로 사용되기 위해서는 단순화된

부품이 바람직할 것이나, 단순화된 부품이 곧 표준화가

될 수 있음은 아니다. 표준화의 개념에는 하나의 부품이

다수의 완제품에 사용됨을 전제로 하지만, 단순화는 그

부품이 얼마나 쉽게 생산될 수 있도록 설계하는가가

주안점이다.

해답

다음 문제를 풀어볼까요?

Q. 단순화와 표준화의 차이점은 무엇인가?


3. 제품설계과정의 개선

제품설계는 마케팅전략, 생산성, 수리속도 및 제품원가 등에 커다란 영향을 미친다.

“소비자에 대한 불충분 이해”

잦은 기능설계의 변경

“생산기능에 대한 고려 미흡”

제품의 생산원가는 60~80%가설계과정에서 결정


순차적 설계과정의 문제점은?

전통적인 순차적 설계과정을 개선시키기 위해서는?

• 의사결정과정 및 그 과정에 참여하는 사람을 재구성해야 하고, 순차적설계과정에서 각 기능 부서들을 분리시켰던 벽은 제거되어야 하며, 새로운협력관계 및 상호작용이 이루어져야 함

제품개발의 단계가 순차적으로 넘어가는 개발방식

각 부서들이 효과적인 의사소통 없이 분리, 운영되어 마케팅이 파악한소비자의 기호가 설계자에 적절히 전달되지 못함

설계자는 생산현장을 적절히 이해하지 못하고설계를 함으로써 제품개발이 비효율적이 되고반복되는 설계변경으로 비용과 시간이 증가하는부작용이 발생



1) 가치분석

• 불필요하게 원가를 유발하는 요소를 제거하고자 하는체계적인 방법

• 제품의 기능적 요구조건을 충족시키는 범위 내에서 비용효율성이 높은 재료나 부품을 사용하거나 생산·조립과정을단순화하여 생산원가를 절감하고자 하는 노력

가치분석(Value analysis; VA)

이란?

하드 드라이브의케이스 용도 :

내장부품의 보호

적절한 강도의 플라스틱



2) 동시설계

• 의사결정이 개별 부서에 의해서 이루어지는 순차적 설계과정을설계팀에 의해 동시에 이루어지도록 하는 설계과정으로 변화시킴

• 제품설계와 공정설계를 마케팅, 엔지니어링, 생산 부서간의공통의 활동으로 통합하고자 하는 개념

동시설계(Concurrent design)란?

동시설계의 과정



휴렛팩커드사는 최근 제품개발시간을 2/3 정도 단축시켰다.

동시설계 사례

3. 제품설계과정의 개선3. 제품설계과정의 개선

2) 동시설계

멀티미디어 인터네트워킹 제품을 생산하는 시스코시스템은 1989년2백 70만달러의 수입을 1990년에는 7백만달러로 2.5배 이상증가시켰다.

이상의 놀라운 성과를 가져온 기업들의 한 가지 공통점은 제품개발과정에서동시공학의 접근방법을 도입하여 실시하였다는 것이다.

AT&T사로고 이미지

보잉사는 777여객기를 설계하는 데 이전의 767 개발때보다 1년 반이란 기간을 단축하였다.

존 디르사는 신형 건설장비를 개발하면서 기존의 개발비용을 30% 정도 절감할 수 있었고, 개발시간도 60% 가량 단축시킬 수 있었다.

AT & T사는 5ESS 전자전환시스템을 개발하면서예상개발시간을 50% 단축하는 데 성공하였다.


2) 동시설계

•제품의 설계, 기술, 생산, 마케팅, 서비스 등의 전 과정을 거쳐 서로다른 부서로부터 다기능 팀(multi-functional team)을 구성

•팀웍을 중시하며 함께 협력하는 제품개발방식

•전반적인 제품개발과정을 단축시킴

동시 공학(Concurrent engineering;

CE)이란?

순차적 설계와 동시설계의 비교



Pop quiz !

팀웍이 중요하며 모든 정보의 공유에 가치를 두어야 한다. 각각의 부서는

제품이 고객의 요구를 반영할 수 있도록 제품 수명의 전 기간에 걸쳐

협동해야 한다. 서로 다른 여러 기능 부서간의 효율적인 팀웍을 조장하기

위해서는 빠른 시간 내에 구체적인 공통목표를 설정하는 것이 필요할

것이다.

해답

다음 문제를 풀어볼까요?

Q1. 성공적인 CE를 달성하기 위해서는 무엇이 전제되어야하는가?


3) 품질기능 전개

• 고객의 요구를 특정한 제품이나 서비스의

특성으로 전환하는 기법

품질기능전개(Quality function deployment;

QFD)란?

• 의사소통 노력을 원활히 하는 기법• 고객의 요구가 기술적 특성과

연결되어 기업의 각 부서에 전달될수 있도록 하는 기법

CE QFDVs.

• 부서간의 의사소통을제품개발 초기단계에서부터하고자 하는 노력

QFD는 1972년 일본의 미쯔비시 고베 조선소에서 개발되었으며, 1978년에 도요타사와 이의 공급업체들에 의해 계속적으로 사용되고발전되어 왔다. 특히 전자, 가전, 의류, 장비 및 서비스산업에서 널리이용되고 있다. QFD는 어떤 유형의 제품설계에도 적용이 가능하며 종종신제품 도입에도 사용된다.



제품설계가 제품생산과정에 미치는 영향을 미리 고려하여 제조에 용이한제품 및 설계특성을 확인하고, 제작 및 조립에 용이한 부품을 설계하는데초점을 맞추며, 제품설계와 공정설계를 통합한다.

DFM의 실현은 다양한 아이디어를 통하여 이루어질 수 있는데, 제조부문의 관심사가 설계과정에 고려되도록 하는 설계방법을 개발하고이용하는 것이 제조용이성의 중요한 요소이다.

기본개념의 적용상황에 따라 조립용이성(Design for assembly), 운송용이성(Design for distribution) 등으로 발전, 확장 사용된다.

Click!

4) 제조 용이성 설계

• 제품의 생산이 용이하고 경제적으로 이루어질 수있도록 하는 제품설계를 설명하기 위한 새로운개념

제조 용이성 설계(Design for manufacturability;

DFM)란?

1

2

3



5) 환경친화형 설계

•재생된 부품을 이용하도록 제품을 설계하거나소비자가 사용 후 회사가 제품을 수거하여 사용 가능한부품을 손쉽게 재활용할 수 있도록 제품을 설계하는 것

•불필요한 포장은 최소화하고, 제조, 소비 및 폐기가이루어지는 동안 자재와 에너지의 소비를 최소화함

환경 친화형 설계(Design for environment)

란?

소비자의 제품구입, 기업이 부담하여야 하는 환경비용에 영향을 미칠 수 있음

“비용의 관점에서도 환경문제가 설계단계에서빠르게 고려되면 될수록 좋다.”



부품의 재활용은 사용주기가 다했다기보다는 신제

품의 출시로 인한 폐기가 많은 컴퓨터의 제조업체

들에게도 활발하다.

Dell과 같은 컴퓨터의 제조업체는 컴퓨터의 몸체부

분이 한번의 동작으로 개폐가 가능하도록 디자인함

으로써 메모리나 램을 손쉽게 교환 또는 재사용될

수 있게 하였다.

또한 이러한 재활용 부품들을 이용하여

Refurbished Systems이란 이름 아래 인터넷에서

할인판매하고 있다.

환경 친화형 사례

3. 제품설계과정의 개선3. 제품설계과정의 개선

5) 환경친화형 설계


3) 제조물 책임

•제품의 생산․유통․판매 등 일련의 과정에 관여한 자가 그제품의 결함에 의하여 야기된 생명․신체․재산 및 기타권리에 대한 침해로 인해 생긴 손해에 대해서 최종소비자나이용자 또는 제3 자에 대해 배상할 의무를 부담하는 것

제조물책임(Product liability; PL)

이란?

“제품의 결함으로 인하여 신체상·재산상의 손해가발생한 경우에 그 책임을 추구하는 문제이다.’

4. 제품설계와 개발과정에서의 관리적 고려사항

제조상의 결함(Manufacturing Defects)

설계상의 결함(Design Defects)

경고상의 결함(Warning Defects)


3) 제조물 책임

4. 제품설계와 개발과정에서의 관리적 고려사항


결함의 개념과 유형에 따른 제조물책임의 분류

• 제품설계와 관련된 결함은 설계상의 결함으로써, 이는구조상의 결함이라고도 하며 설계에 따라 제품이 제조되고소비자가 적절히 사용하였다 하더라도 잘못된 설계 때문에신체상·재산상의 손해가 발생될 수 있는 결함

설계상의 결함(Design Defects)

제조상의 결함(Manufacturing Defects)

경고상의 결함(Warning Defects)

• 제조상의 결함은 제조물의 제조·관리과정에서 본래의 설계와 다르게제품이 제조됨으로써 발생하는 결함유형• 제품의 품질검사 단계에서 발견되어야 하는데, 이러한 결함이

검사단계에서 제대로 발견되지 않은 경우가 문제임

• 경고상의 결함은 제품 자체에 위험을 내포하고 있지는 않지만 그사용방법에 대한 적절한 지시내용을 결여하고 있기 때문에 피해가발생한 경우에 제품에 결함이 있는 것으로 처리하는 결함유형

제품 서비스의설계와개발 -...

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