기계설계 과정의 서론

CHAPTER 1. 기계설계 과정의 서론

 

1.1 서론

 

  지난 5천 년 간, 인류는 단순한 운반용 바퀴를 시작으로 복잡한 구조의 소비재(consumer product)와 교통시스템을 발전시키면서 각종 기계적 물품(mechanical object)을 설계해 왔다. 이러한 물품들은 길고 때로는 난해한 설계과정의 결과물이다. 기어박스, 열 교환기, 인공위성 또는 문 손잡이 등 그 어떤 것을 설계하더라도, 제품의 품질을 보장하기 위한 방편으로써 어떠한 기법(technique)이 설계 과정에 반영되어야만 한다. 따라서, 이 글에서는 기술하는 기계설계의 과정은 특정 물품에 국한된 것이 아니라, 모든 형태의 기계적 물품에 적용할 수 있는 기법에 관한 것이다.

  만약 사람들이 5천년 간, 수백만 가지의 기계적 물품을 설계해왔다면, 무엇 때문에 설계과정을 공부해야 하는가? 그 이유는 새롭고, 비용 대비 효율적이며, 고품질 제품에 대한 수요가 끊임없이 존재하기 때문이다. 오늘날의 제품은 매우 복잡한 구조를 가지고 있기 때문에, 어떠한 아이디어를 하드웨어(hardwafer)로 구현하기 위해 다양한 분야의 전문가들이 한 팀을 이루어야 한다. 보다 많은 사람들이 프로젝트에 관여할수록, 의사소통과 더불어 중요한 부분을 놓치지 않고 또한 소비자들을 만족시킬 수 있는 체계를 확보할 수 있는 구조가 중요해진다. 또한, 급변하는 글로벌시장에 대응하기 위해 신제품을 개발해야 한다. 이런 시장 상황 속에서 경쟁력을 유지하기 위해서, 기업은 제품설계에 있어 효율성을 제고해야만 한다. 그것이 곧 신제품개발의 효율성을 결정짓는 것이며, 이 글에서 배워야 할 과정(process)이다. 마지막으로, 정상적으로 작동하지 않거나, 출시되기까지 오랜 시간이 소요되거나 또는 과도한 비용이 소요되는 문제점을 가진 신제품 중 약 85%가 부적절한 설계과정에서 기인한 것으로 추산되고 있다.

  설계활동을 통하여, 아이디어는 실제 사용할 수 있는 하드웨어로 바뀐다. 책장이건, 우주정거장이든지, 그러한 하드웨어는 새로운 산물(creation)을 만들어내기 위한 사람들과 그들이 가진 지식, 도구 그리고 기술의 집합체라고 할 수 있다. 신제품을 만드는 일은 시간과 비용을 필요로 하며, 만약 사람들이 자신의 업무에 적합하고 적절한 환경이 주어진다면, 효율적인 업무진행이 가능할 것이다. 뿐만 아니라, 사람들이 필요한 기술을 보유하고 있다면, 최종 제품은 그러한 제품의 소비자들이 찾는 우수한 품질의 제품에 가까워질 것이다. 결국,

 

설계과정이란 신제품을 개발하는 사람과 정보를 조직(organization)하고 관리(management)하는 일이다.

 

  여기서, 제품(product)이란 실험에 필요한 일회용 기구, 대량생산되어 수 천 개씩 팔려나가는 도구, 책을 놓을 서가 또는 화성 탐사 로봇의 서스펜션 등 그 종류와 무관하게, 설계 가능한 모든 형태의 물리적 장치를 설명하는데 이용될 것이다.

과거에는 한 사람이 제품 전체를 설계하고 제조할 수 있었다. 심지어 선박이나 교량 설계처럼 거대한 프로젝트일지라도, 한 사람이 설계와 건조/건설 과정 전반을 관리할 수 있는 물리학, 재료 및 제조공정에 관한 충분한 지식을 보유했었다.

  그러나 20세기 중반부터 제품과 제조공정은 매우 복잡해졌으며 그 결과, 한 사람이 충분한 지식을 보유하거나 또는 제품 전반을 관리할 수 있는 시간을 갖기 어려워졋다. 이러한 분업화(division of labor)는 설계 과정을 정형화하고, 각 단계별 방법론을 발전시켰다. 이러한 방법론을 일컬어 '모범규준(best practices)'이라 한다. 모범규준은 가장 효과적인 것으로 인정되거나 또는 규정된 전문적 방법론이다.

  이 글의 3가지 주요 목표는 아래와 같다.

 

1. 산업계에서 통용되는 모범규준에 관한 지식을 전달하여 제품을 개발 및 개선할 수 있도록 한다.
2. 모범규준을 활용하여, 효율적인 설계과정을 개발할 수 있도록 하는 도구(tool)를 제공한다.
3. 설계과정에서 마주하는 새로운 도전과 기회를 환기시킨다.