Concept Design (첫 번째)

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 생산의 요소는 4M(Man, Machine, Material, Method)으로 구성되어있습니다. 물론 TPS(Toyota Production System)에서 핵심적으로 다루는 대상이기도 합니다.

이 중에서 제일은 무엇일까요?

여기서, 사람(Man)이 핵심이 될 수밖에 없을 겁니다. 사람을 근간으로 생산을 위한 진단과 개선이 이루어져야 하는 것은 의심할 여지가 없습니다.

 그 외의 Machine, Method, Material의 측면은 사람이 분석하고 개선해야 할 대상이 되는 것이라고 생각합니다. 이상적인 Smart Factory의 개념에서  감지하고, 판단하고, 제품 생산을 위한 행위로 이어지는 부분은 점차 고도화된 설비 (Machine)에서 주로 이루어지고 있고, 이러한 설비기술은 사람의 운동만 모방하는 수준이라고 할 수 없고, 정밀 장치 구성과 지능화된 판단 기능을 갖춘 고도화된 시스템으로 발전하고 있습니다. (설비 개발에 관심 있는 이유)

 제조 라인을 구성하는 설비의 개발에 대한 얘기를 하도록 하겠습니다. 물론 저의 경험적인 내용으로 부족한 부분은 문헌을 참고하여 내용을 정리해 나가겠습니다.

 다음은 concept design process에 대해서 정리하고, 해당하는 단계별 내용을 설명하도록 하겠습니다.

What is Concept Desing in Product Development?
(개념 설계란 무엇일까요?)

 Eolipyle from Heron of Alexandria and concepts of helicopter and plane by Leonardo DaVinci

설비 설계를 진행하면 제일 먼저 접하는 용어는『Concept Design 』입니다.

 Concept Design의 정확한 의미를 Google에서 찾아보면 포괄적인 설명이 대부분이어서 설비 설계를 대상으로 하였을 때 공감할 수 있는 자료를  검색했습니다. 그중에서 아래의 설명이 제일 적절하다고 생각되어 인용하였습니다.

"Concept design is the initial big picture or macro design. It shows us what problems the product will solve, how it will solve them, and what it will feel like as it solving them....

It calls on us to consider sweeping ideas and all the various possibilities. The more the better. In concept design lies the very soul of innovation"  [출처. www. ptc.com]

 설계에 대한 큰 그림을 구상하는 단계로 문제에 대한 해결을 담고 있으며, 다양한 아이디어를 반영한 창조적인 과정이라고 설명하고 있습니다. 가장 공감하는 부분은 아이디어를 발굴하는 창조적인 과정인 것입니다.

Concept Design 절차

① Requirements engineering (environment and problem analysis)

    → 요구 사양 확인 (현재 주요 문제 원인 분석)

② Generation of concepts (synthesis)

    → 종합 콘셉트 구상

③ Evaluation and comparison of concepts (adquancy and performance analysis)

    → 콘셉트에 대한 평가 및 비교 분석 (적합성 및 성능 분석)

The conceptual design process [출처. Encyclopiedia of Production Engineering]

이러한 절차는 선형적으로 진행되지 않으며, 동시 그리고 상호 연관된 복합적인 과정으로 설명되고 있습니다.  ① 요구 사양을 정의하고, ② 사양을 만족하는 output이 가능할지 분석한다. 그리고,③ 비교 분석을 통해서 적합한 concept을 선정하는 과정입니다. 설계 단계에서 concept 설계의 중요성은 의심하지 않습니다. 기본적인 아이디어를 반영하고 있으므로 그 기초 위에 상세 설계로 진행되고 제품화되기 때문입니다. 설계가 진행된 이후에 후회하면 이미 늦은 것입니다.  어느 문헌에서는 conceptual design이 완료되었으면 이미 제조 비용의 75%가 결정되었다고 설명하기도 합니다. 그만큼 concept design의 중요성을 설명하는 것으로 이해할 수 있습니다.

 앞서 Concept Design은 창조적인 과정이라고 설명하였습니다. 그리고, 창조적인 발명을 위한 방법적인 이론으로 TRIZ에 간단하게 설명하도록 하겠습니다. (TRIZ. Altshuller 1984)

 TRIZ란 주어진 문제의 가장 이상적인 결과를 얻어내는데 관건이 되는 모순을 찾아내고 이를 극복함으로써 혁신적인 발명을 할 수 있는 이론으로, 기본 사상은 아래와 같습니다.

 ① 엔지니어가 직면하는 문제는 다른 산업분야의 어딘가에서는 해결된 문제이다.

 ② 기술변화의 성공적인 다음 단계를 결정하기 위한 기술적인 패턴은 충분히 예측되고, 적용할 수 있다. 

 기술적인 난제를 바라보는 개방적인 접근을 할 수 있는 아이디어를 제공하고 있습니다. 가장 공감되는 내용은 "어딘가에서는 해결된 문제이다"이다.

 예전 기술적인 어려움에 고민하고 있을 때, 어느 선배가 저에게 던졌던 말이 생각이 납니다.

  "안 되는 것은 없어. 세상 어딘가에는 분명히 있는 거야."

 당시에는 "참 쉽게 말한다"라고 생각했는데,  지금은 매우 지당한 얘기인 것 같습니다.