LS ELECTRIC 연구소의 제품 개발 프로세스

전력기기는 어떻게 탄생할까?

우리가 사용하는 대부분의 전력기기는 수많은 연구개발 과정을 거쳐 탄생한다. LS ELECTRIC 전력연구소 역시 이러한 과정을 통해 새로운 제품을 개발하고 기존 제품을 지속적으로 발전시켜 왔다.

LS ELECTRIC 연구소의 제품 개발 과정을 연구개발운영규정에 따라 소개한다. 연구 개발 운영 규정에 의하면 제품 개발 단계는 다섯 단계로 이뤄져 있다. LS ELECTRIC 연구소에 관심이 있으나 무슨 일을 하는지 잘 모르는 독자들에게 도움이 되길 바란다.

1. 상품을 기획하는 Concept Planning (CP) 단계

제품 개발의 시작은 고객의 필요로부터 출발한다. 고객이 선택하지 않는 제품은 자연스럽게 시장에서 도태되기 때문에, 고객 요구를 정확히 반영하는 것이 무엇보다 중요하다.

CP 단계는 시장 현황과 기술 트렌드를 분석해 목표 시장과 상품 전략을 수립하고, 목표 가격·원가·차별화 포인트를 정의하는 단계이다. 이러한 활동은 주로 상품기획 부서에서 수행된다.

연구소의 제품 개발은 대부분 과제 기반(Project-based)으로 진행된다. 그 말은 제품개발에 있어서 예산을 주고 기간이 정해지며 목표하는 성능을 만족해야 한다는 것이다. 이것을 QCD(Quality, Cost, Delivery)라고 하는데, 향후 5년간 예상되는 매출과 투자비 회수시점을 기반으로 정해지게 된다.

QCD는 민감한 사안이기 때문에 관련 부서간에 면밀한 검토가 이뤄지게 된다. 이러한 모든 지표들이 종합적으로 검토가 된 후 최종적으로 연구개발 착수의뢰서가 산출되는데, 이 의뢰서가 연구소로 넘어오게 되면 드디어 제품 개발의 첫걸음이 시작된다.

2. 제품을 기획하는 Design Planning (DP) 단계

고객이 원하는 바(What)가 명확해지면 연구소에서 '어떻게(How)'라는 고민을 하기 시작한다. 이 단계에서는 본격적인 제품 개발 전에 목표하는 일정과 자원을 어떻게 활용할지에 대한 내용이 담겨있는 연구개발계획서라는 것을 작성한다. 제3자가 보았을 때 앞으로 펼쳐질 개발 단계(Event)들이 언제 일어날 것인지, 또는 경비는 어떻게 사용할 것이고 연구원들은 어떻게 배치할 것인지, 만약 이 제품을 개발하는 데 있어서 팀 내 역량이 부족하다면 연구원들의 업무는 어떻게 배치할 것인지, 등을 이해할 수 있도록 계획을 수립한다.

특히 이 단계에서 가장 중요한 것은 리스크를 사전에 예측하고 관리하는 것이다.

모든 리스크를 완벽히 예측하는 것은 불가능하지만, 발생 가능성을 최대한 도출하고 지속적으로 관리하는 것이 중요하다.

3. 설계를 검증하는 Design Verification (DV) 단계

시제품(Prototype)을 설계, 제작, 검증하는 단계이다. 시뮬레이션을 통해 설계를 검증해 보고 이를 통해 샘플 제품을 제작해 본다. 이때 목표로 하는 기능과 성능이 모두 구현되지 않아도 좋다. 단지 이 제품의 가장 기본이 되고 핵심이 되는 기능을 구현해서 검증해 보는 단계이다.

일반적으로 제품 개발 단계 중 가장 많은 시간이 소요되는 단계이기도 하다. 왜냐하면 이 단계에서는 설계를 번복하고 때로는 부쉈다 다시 만드는 모든 것이 비교적 자유롭기 때문이다. 이 과정에서 가장 중요한 것은 최대한 많은 문제점을 도출하고 그것을 어떻게 개선할 것인지 다양한 방법으로 고민하는 것이다. 즉, DV 단계는 실수와 실패가 허용되는 유일한 단계이다. 여러 가지 시도를 통해 무엇이 되는 방법이고 무엇이 안 되는 방법인지 구분하기만 해도 절반은 성공한 것이다. 문제는 가능한 한 초기 단계에서 발견하는 것이 이후 단계의 부담을 줄이는 데 도움이 된다.

4. 제품을 검증하는 Product Validation (PV) 단계

완제품을 제작한 후 검증하는 단계이다. 공식적인 경로를 통해 부품이 들어오고 양산설비를 통해 자동조립하여 제작한다. PV단계는 1차와 2차 두 개로 나눠진다.

PV 1차는 연구소 주관으로 양산 프로세스를 구축하고, 이를 기반으로 제품을 생산·검증하는 단계이다. DV 단계에서 구현하지 못했던 기능을 보완하고, 전체적인 성능과 완성도를 다시 한번 점검한다.

DV단계에서 대부분 검증했다고 안심할 수는 없다. PV 단계에서 이슈가 발생할 경우 대응 부담이 커지기 때문이다.

간혹 DV단계 때 미처 발견하지 못한 문제점들이 드러난다. 이에 따라 문제를 보완하고 개선해 나간다.

문제는 핵심적인 부분까지 변경이 필요한 아주 치명적인 문제가 발생했을 때다. 이 단계에서 설계상 큰 변화를 주게 되면 여러 가지 파급효과를 고려하지 않을 수 없다. 그 때문에 모든 변경 사항에는 리포트를 첨부하고 유관 부서의 합의를 얻게 되어있다.

이때 연구원들은 딜레마에 빠진다. 이슈를 해결하기위해 임시적인 해결책을 사용할 것인가. 아니면 시간이 걸리지만 근본적인 해결 방안을 모색할 것인가. 과제 기간에 쫓기는 상황일수록 전자의 유혹에 끌리게 된다. 순리가 항상 올바른 결과를 낳지 않고 역리가 항상 나쁜 결과를 초래하는 것은 아니므로 딱 부러진 정답은 없다. 하지만 지금까지 경험에 비추면 멀리 돌아가더라도 후자의 길을 선택하는 것이 나중에 후회할 일이 없는 것 같다.

PV 2차는 생산기술부서 주관으로 양산 프로세스를 통한 제품 생산 및 검증을 하는 단계이다. 연구소는 제품 생산 절차를 생산기술부서에 전달하고 생산기술부서는 양산설비, 금형, 치공구 등을 제작하여 공정을 설계 및 개발한다. 실제 제품을 생산하는 데 있어 불량이 발생하지 않도록 핵심품질지표를 수립하여 품질관리가 이뤄지도록 한다. 즉, 연구소의 간섭 없이 생산부서 주관으로 제품을 만들어보고 검증하는 단계이다. 이 과정에서 양산에 적합하도록 일부 수정이 발생하기도 한다.

5. 제품을 양산하는 Pre-Production (PP) 단계

제조부서 주관으로 첫 제품을 생산하고 검증하는 단계이다. 검증에 문제가 없다면 제품코드가 생성되어 ERP를 통한 주문이 가능해진다. 한편, 연구소는 고객에게 배포할 사용자 매뉴얼을 작성함으로써 제품은 드디어 고객들을 만날 준비를 완료한다. 이제는 고객으로부터 주문이 들어오면 즉시 생산과 조달을 할 수 있는 상태가 된 것이다.

6. 개발 완료 이후

이상의 모든 단계가 마무리되면 제품은 드디어 고객들에게 전달된다. LS ELECTRIC의 내부 검증을 충실히 수행했다면 대부분은 고객 현장에서 불량이 발생할 일은 없다. 그런데도 간혹 아주 작은 확률로 품질 문제가 발생하기도 한다. 그럴 때 연구소가 나서서 신속하게 원인을 분석하고 대책을 마련하는 일 또한 연구소의 중요한 과업이다.

끊임없이 혁신하지 않는 조직은 결국 경쟁력을 잃게 된다.

제조업 역시 지속적인 기술 혁신과 제품 차별화를 통해 경쟁력을 유지해야 한다. LS ELECTRIC 전력연구소는 새로운 기술을 연구하고, 그 성과를 실제 제품으로 연결하는 핵심 역할을 수행하고 있다.

더 나은 제품을 만들기 위한 연구원들의 노력은 오늘도 계속되고 있다.

PS. 연구소의 제품 개발 과정은 과제 등급이나 제품 그룹에 따라 단계별 활동과 산출물이 달라질 수 있습니다. 위 내용은 필자가 경험한 사례를 기반으로 정리한 것으로, 실제와 일부 차이가 있을 수 있습니다.