창의적 신제품 설계

 

저자 : David G. Ullman 저, 오세훈 역 / 출판사: 인터비젼

 

분야: 공학계열 > 기계공학

출판년도: 2005년 09월 05일

쪽수: 420쪽

독서기간: 2015년 12월

평점: ★★★★☆

 

<인상 깊은 구절>

 

p.3 제품 설계와 생산이 어떻게 제조 공정과 관계가 있는지 주목해야 한다. 제품에게 기능을 부여할 수 있는 형태와 재료의 선택은 제조 공정에 영향을 준다. 이러한 공정들은 비용에 영향을 주어 제품의 가격을 결정한다.

p.4 설계과정에서 내려지는 결정들은 비용이 매우 적게 들지만, 그 효과는 가장 크다고 결론지을 수 있다. 설계과정에서의 결정들은 사용되는 재료와 구입되는 물자, 부품들, 부품의 모양, 팔려진 제품, 제품의 가격 및 판매를 직접 결정한다.

p.7 설계과정은 비용과 품질에 영향을 줄 뿐만 아니라, 새로운 제품을 생산하는 데 걸리는 시간에도 영향을 미친다. 만약 설계과정 초기에 만들어지는 공학적인 시간이 1000달러의 비용이 드는 설계 변경은 제품을 개선하는 동안 10,000달러의 비용과 같을 것이며 생산이 시작한 후에 있는 세공, 판매 영업비용에 있어서는 백만 달러와 같은 것이다.

p.37 정보의 가장 단순한 단계는 변수와 변수의 값들가 같은 순수한 데이터이다. 이런 정보 사이에 관계들을 개발한다면 이로부터 일련의 모델들을 얻게 된다. 이런 관계들은 발전되어져 있는 공식들 또는 좋은 모델들의 형태로 얻어질 수도 있다. 설계는 의사결정에 의해 정해지는 정보의 기술적 사회적 진보이다.

p.44 모든 사람들은 문제를 해결하는 나름대로의 독특한 방식을 가지고 있다. 사람의 문제해결 능력은 문제를 개인적으로 어떻게 해결하느냐와 그것이 팀 효율성에 명백히 어떤 영향력을 주는지 영향을 끼친다. 마지막으로 팀이 부드럽게 그 기능을 발휘할 수 있도록 하는 지침을 제시한다.

p.55 조직을 구성하는 데에는 내향적인 사람과 외향적인 사람 모두 팀에 필요한 특성을 가지고 있지만, 서로 어려움을 유발하기도 한다. 외향적인 사람은 다른 사람의 생각과 제안을 듣는 연습이 필요하며, 다른 사람들에게 기꺼이 생각할 시간을 줄 필요가 있다./ 내성적인 사람들이 결과에 대한 최종반응보다 더 많은 것을 함께 공유할 수 있도록 격려해야 한다. 가장 하찮은 생각은 좋은 해답의 한 부분일 수밖에 없을지라도 크게 외치며 생각하는 것은 가치 있는 일이다. 그런 과정들은 가치 있는 생각을 결정할 것이다.

p.56 개인이 ‘사실’이나 ‘가능성’을 가지고 일하는 것을 좋아하는지 또는 그렇지 않은지. 사실과 세부 항목을 가지고 일을 처리하는 사람들은 정확하고, 실제적이며, 현실적이다. 사실에 순응하는 팀 구성원들을 격려함으로써 그들이 상상하고, 격렬하게 생각한 것과 다른 사람이 서투르게 생각한 것을 받아들이도록 해라./ 가능성에 주안을 두는 팀 구성원들이 세부항목을 가지고 일을 처리할 수 있도록 격려해 주어야 한다. 세부적인 사실들이 뒷받침되지 않으면 최상의 생각은 절대로 완전해질 리 없다. 좀더 분명해질 수 있게 하고 정확한 사실들을 열거할 수 있도록 격려해 주어야 한다.

p.58 결정들이 가지는 객관적 타당성. 설계팀에 있어서 정보 수집의 다양한 접근 방법이 중요한 것처럼 의사 결정 스타일이 다양하게 분포하는 것도 역시 중요하다. 비록 엔지니어들이 결정을 할 때 객관적인 사실에 근거해서 결정을 내리도록 훈련을 받지만, 매일 설계문제에 봉착하는 많은 수의 결정들은 불완전하고, 모순되어서, 질적인 정보를 얻기 위해 주관적 평가도 필요하다.

p.59 의견을 결정하는 개성. 시키는 대로 의견을 결정하는 사람들이 뭔가를 스스로 결정하도록 격려하고 다시 설계하기 전에 스스로 결정한 것을 가지고 활동할 수 있도록 격려해주어라. 그들이 확실한 의견을 가지도록 하고 애착을 가지도록 격려해줘라./ 과단성이 있는 사라들은 성급하게 결론을 내리는 경향이 있다. 대부분의 문제들은 풀릴 수 있는 더 작은 문제들로 세분화될 필요가 있음을 기억시켜 주어야 한다. 데이터 조합과 재검토 과정에 참여하도록 하라.

p.62 창의성과 환경. 만약 작업 환경이 위험과 불순응을 견딜 수 있게 하고, 새로운 아이디어를 만들 수 있도록 격려한다면, 창의성은 더욱 많이 향상될 것이다. 게다가 만약 팀 동료와 대학 친구들이 창의적이라면 창의적인 환경은 크게 향상될 것이다. 요약하면, 창의적인 설계자는 일밥ㄴ적으로 시각화하는 자이고, 열심히 일하는 자이며, 자기 분야에 대한 지식과 자신의 머리 속에서 나온 것을 상세히 비평하는 능력을 가진 건설적인 불순종자이다. 설계는 설계를 세부적으로 상세히 할 수 있는 많은 주의와 보편적 기술을 필요로 하고 강한 분석 기술을 요구한다. 그러므로 특별히 창의적이지는 않지만 좋은 설계자들이 있다. 설계 프로젝트는 다양한 기술과 재능을 가진 사람들을 필요로 한다.

p.67 팀 성능 향상시키기 위한 지침. (1. 팀을 생산적으로 유지해라. 모든 구성워은 목적을 이해한다. 구성원들은 흥미로움을 느낀다. 목적은 분명하고, 간결하며 측정 가능해야 한다. 목표는 현실성이 있다. 접근법은 분명하다./ 2. 그 무엇보다도 우선적으로 기술을 바탕으로 팀원들을 선출하라. 팀원들이 전문적인 기술을 가지고 있어야 하며 뿐만 아니라 팀이 단순히 팀원을 합친 것 이상의 역량을 지닐 수 있게 하는 팀원 각자의 개성의 균형도 있어야 하는 것을 의미한다./ 3. 행동의 분명한 규칙을 만들어라./ 4. 즉각적으로 수행되어지는 목표와 임무들을 붙잡아라./ 5. 시간을 함께 보내라./ 6. 공통적인 이해를 증진시켜라.

p.72 [그림] 기계설계과정 Diagram

p.78 설계품질을 제품에 적용할 때는 적은 비용과 높은 효율이 요구된다. 이것은 소비자가 원하는 요구사항을 만족하며 긴 수명을 갖는 제품을 설계하는 것뿐만 아니라, ㄱ성요소와 조립 부품을 설계하는 것이다. 그래서 그것들은 쉽게 만들어지고, 거의 오차를 가지지 않으며 결함 있는 특징을 가지지 않는다.

p.86 알맞은 정보를 적절한 사람에게, 정확한 시간에 상호교환하는 것은 동시 협력 공학의 특징적 열쇠이다. 그리고 효과적은 의사소통은 팀원 간에 꼭 필요하다. 비공식적인 의사소통은 서로 대면하면서, 토론하고 종이에 필기하면서 이루어진다. 공학 설계 모순은 이런 비공식적인 의사소통에 의하여 일어난다.

p.94 요구사항은 ISO-9001로 그리고, 작동 개선을 위한 지침은 ISO-9004로 줄었다. ISO-9000은 회사가 아래와 같은 양질의 시스템을 갖도록 의미를 표시한다. (1. 기능을 표준화하고, 조직화시키며, 제어하라. 2. 정보의 일관된 보급을 제공하라. 3. 통계자료와 분석을 통한 사업적 용도의 여러 가지 측면을 개선하라. 4. 제품과 서비스에 대한 고객의 응답을 향상시켜라. 5. 개선을 촉진시켜라.) 제품과 서비스의 질을 통제하고 낮은 품질로 가격이 하락하는 것을 방지하여 더욱 경쟁력 있게 되고 싶어 한다. ISO-9000이 단지 제품 발전과정을 서류화시키는 것을 요구한다. 그러나, 물품 개발계획을 최선화하는 방향으로 작용할 것이다.

p.98 [그림2] 설계 프로젝트를 시작하기 위한 관리진.

p.116 연습문제, 토스트, 커피, 계란, 프라이, 주스로 구성된 아침식사 준비를 위한 계획을 세워라. 활동 그 자체가 아니라 활동으로 인해 발생된 과점에서 각각의 업무의 목적을 설명하도록 하라.

p.122 [그림3] QFD 품질 집 구조

p.231 생산자료관리체계(PDMs: Product Data Management system)은 문서와 파일, 생산 체계, 그리고 과정의 관리를 지원하는 데 사용되는 데이터베이스 프로그램이다. 이것은 CAD 파일(설계, 부품 조립도면, 솔리드 모델), 텍스트 문서(회의 자료 및 계약서), 스프레드시트(QFD, 결정 체계, 분석 자료), 데이터 베이스 자료, 부품 라이브러리, 부품공급자 자료 등을 포함한다. PDMs는 또한 생산 구조의 기반에 관한 정보를 분류하는 것도 가능케 한다. 예를 들면 어떤 요소가 조립라인에 있는지, 각 요소의 재료가 무엇인지, 또는 각 요소를 어디서 구입할 수 있는지 찾는데 도움을 준다. 다른 말로 하면, PDMs에서 데이터베이스는 생산 자료를 찾게 해주고 즉각적인 정보의 필요에 따로 조직된다. 개발된 업무 스케줄을 지원하도록 도와준다. Gantt 차트, 근로자 할당 그리고 업무 정의의 유지와 개발을 지원하는 도구를 포함한다.

p.236 생산에 관한 결정들은 제품의 구성요소들이 재료들로부터 제작되는 방법과 이 구성요소들이 조립되는 방법의 개발을 요구한다. 일반적으로 “제조업”은 구입된 각각의 구성요소들의 조립과 제작에 관련이 있다. 제품을 생산하기 위해 사용되는 과정과 제품의 개발은 동시 통합 기술의 중요한 특징 중 하나이다. 제조업과 조립공정 결정들의 상호 작용은 제품의 생성에 영향을 끼칠 것이다. 생산에 관한 연구는 제품을 평가할 때에 더 중요하게 될 것이다.

p.241~250 [문서]구성요소가 어떻게 제한될 필요가 있는지 결정하고 정확하게 그것을 구속하라.

p.254 형태가 개발되는 동시에 재료와 생산기술을 확인하는 것과 구체적인 공학적 요구를 깨닫는 것은 중요하다. 모든 정보는 다양한 방법으로 제품의 구체화에 영향을 끼친다. 첫 번째로, 제작된 제품의 양은 사용되어지는 공정과정의 선택에 크게 영향을 준다. 오직 한번만 만들어지는 제품에 대해서는 높은 도구 비용을 요구하는 공정사용이 옳다고 하는 것이 어렵다. 두 번째는 재료와 공정 과정의 선택에 있어서 유사한 경우에 미리 사용되어진 지식은 득이 될 수도 있고 화가 될 수도 있다. 현존하는 기계장치를 연구할 때 어떤 종류의 재료가 무슨 기능을 위해 사용되었는지를 결정하는 습관을 익혀라.

p.256 특정 요소를 만드는 것을 전문적으로 하는 회사들이 사내설계와 조립팀들이 있어 많은 이점을 가지고 있기 때문이다. 이런 회사들은 그 제품을 제조하고 설계하는 데 오랜 역사를 가지고 있으므로 이미 질 좋은 제품을 만들기 위한 전문가들과 전략을 확보하고 있다. 그들은 그 요소의 제조와 설계만을 전문으로 하기 때문에 요소들이 사내 작업을 통해 최소의 유지 비용 경계선 이하에 해당하는 충분한 수량을 제조해 낼 수 있다.

p.269 제품 작동에 대한 평가는 이를 뒷받침해야 한다. (1. 평가는 문제를 이해하는 동안 제시된 기술적 요구 목적들과의 비교를 위해 제품의 수적인 측정치를 바탕으로 하여야 한다. 이들 측정방법들은 타당한 비교가 되도록 충분히 정확하고 정밀해야 한다. 2. 평가하는 동안 제품설계에서 어떤 특징드링 개선되어야 하는지 지시가 있어야 한다. 그리고 목표 설계치 성능을 가져오기 위해서는 얼마나 되어야 하는지 알려 주어야 한다. 3. 평가절차는 제조과정과 노화, 환경적 변화 등의 외부적인 변수들의 영향력 또한 포함해야 한다. 이는 기술 요구 목적들을 만족시키면서 이들 변화에 대해 영향을 받지 않는 튼튼하고 질 좋은 제품을 가능케 한다.)

p.275 한 제품의 품질 측정이 제조과정의 변화, 노화, 환경으로 인한 변수들의 변화에 상관없이 목표에 유지될 때 우수한 품질을 가지게 된다. 예를 들어, 음식의 온도를 통제함으로써 음식은 방의 온도에 상관없이 상하지 않게 된다, 운전을 통해 발생하는 통력의 느낌을 제어함으로써 자동차의 느낌을 노면의 상태와 관계없이 일정하게 유지한다, 부품의 치수를 통제함으로써 그들은 접촉 부분들의 변동에 상관없이 다른 부품들을 조립하게 해준다.

p.278 한 제품으로서 견고함을 설계하는 것은 분석적 모델링(기본 강도해석 힘, 재료들로부터 고금 강도해석과 유한요소 분석), 물리적 모델링(최종적인 제품의 전부 또는 일부의 하드웨어 표현, CAD모델 사용)에 배경, 허용공차, 정밀 분석이 필요하다. 강건 설계는 중요한 변수의 편차를 최소화하는 것을 의미한다. 분석적 방법과 실험적 방법은 강건 설계를 찾기 위해 존재한다.

p.285 예를 들어, 모든 부분들이 쉽게 완전히 조립될 정도로 핑거 사이 공간이 어느정도 커야 한다는 것이다. 만일 간격이 너무 좁으면, 비록 약간의 유연성이 있다고 해도 핑거 사의 사이에서 와셔와 부싱을 집어넣는 것은 어려울 것이다. 만일 간격이 너무 넓고, 볼트를 단단히 조였다면, 필요 이상으로 더해진 응력으로 핑거는 휘게 될 것이다. 핑거 사이의 용접과 그들이 설치한 튜브는 필요 없는 추가 응력없이도 이미 치명적이다. 그래서 문제들은 다음과 같다. 어느 정도의 간격으로 띄울 것인가? 그리고 공차 허용도는 조립에 얼마나 영향을 끼치는가? 등이다.

p.303~347 [문서] ★ 생산을 위한 설계, 조립 평가를 위한 설계

p.355 두 가지의 특허 유형이 있다. 설계특허는 단지 물품의 특징이나 형태에 관련되어 있다. 따라서 칫솔은 많은 모양을 가지고 있기 때문에 칫솔에 대한 설계특허는 다양하게 존재한다. 반면에 실용특허는 아이디어의 사용과 기능적 측면을 보호한다.

p.396 인간 요소와 관련된 전제는 질과 안정이다. 제품의 질을 결정하는 데에, 가장 중요한 요소는 제품이 “반드시 그래야만 하는 것처럼 작동하는가로” 인식되어지는가이다. 이런 설계 요구는 다음과 같은 인간과 제품 간 상호작용 수단의 4가지 요소로 바로 직결된다. 4가지 수단은 제품이 사용되기 편안한가(작업공간에서 인간과 장치가 잘 어울리는지), 사용하기 편리한가(작은 동력이 요구되는지), 제품의 작동조건이 쉽게 파악되는지 그리고 제품의 제어 논리가 자연스러운지 혹은 사용자가 친화적인지와 같은 식으로 인식외어야 한다. 안전성에 관한 것도 동등하게 중요하다. 비록 열거되지 않은 요소이지만, 불안정한 디자인은 절대 양질의 제품으로 인식되어지지 않는 것으로 가정되어 있다. 고객은 제품이 작동중에 있을 때 고객 자신과 다른 것들도 상해되지 않을 것이라고 생각하며, 어떤 소유물도 파괴되지 않을 것이라고 가장한다.

p.407 [문서] Triz 40가지 원리 요약(예와 함께 있어서 보기 좋다.)