Design Parameter Decision Making Methodology for Commonization Considering its Impact on Manufacturing Systems

Abstract

제품개발과정은 일반적으로 제품계획에서 시작하여 제품 컨셉 개발, 시스템 설계, 상세 설계, 테스트 및 보완을 거쳐서 생산까지 이루어지는 일련의 과정이다. 제품개발과정은 일반적으로 순차적으로 진행되지만 제품계획에서 시작하여 생산까지의 과정에서 지속적인 피드백으로 인해 설계가 변경되는 반복(iteration)이 불가피하게 발생한다. 반복 과정의 주기가 길수록 제품개발과정에서 더 많은 시간과 비용이 발생하게 된다. 불가피한 반복의 과정에서 오는 시간과 비용을 최소화하고자 수많은 연구에서 동시공학적인 접근법을 제시했다. 하지만 기존 연구들은 주로 개념적으로 동시공학적인 접근 방법을 제시하여 현실적으로 기업에서 적용하기에 동떨어져 있거나 방법론적으로 취약한 부분이 많다. 대량맞춤 생산을 위하여 기업은 플랫폼 전략을 활용한 제품군 설계(Product family design)를 한다. 부품공용화 전략은 플랫폼 전략의 대표적인 방법이다. 글로벌 대기업과 같은 경우에는 출시하는 제품을 하나의 공장에서만 생산하는 경우는 드물다. 공장마다 생산과정과 환경이 다르기 때문에 하나의 제품을 계획하더라도 생산과정에서 제품이 예기치 않게 변경되는 경우가 많다. 이러한 예기치 않는 변경사항이 제품개발과정 중 후반부에 발생하게 되면 갑작스럽게 제품의 설계를 변경해야 하거나 혹은 공장의 환경을 변경해야 하는 등의 많은 시간과 비용이 발생하게 된다. 이렇게 발생할 수 있는 시간과 비용을 최소화시키기 위해서는 제품개발과정 초기에서부터 생산의 환경을 고려하는 프레임워크가 필요하다. 하지만, 기존 연구에서는 공용부품의 스펙을 결정함에 있어서 다양한 생산환경을 동시에 고려하는 관점이 부족했다. 본 연구는 다양한 생산환경에 미치는 영향력을 고려한 공용부품설계인자(Design Parameter) 설정 방법론을 제시한다. 제시한 프레임워크는 다양한 생산환경에서 나타날 수 있는 생산제약조건을 세 가지 카테고리로 분류한다. 제시한 방법론을 활용한 분석을 통해 다양한 생산환경에서 발생하는 문제를 공용부품의 설계인자 의사결정에 반영할 수 있다. 분석의 결과로써 설계자는 DP-PV 정보행렬(DP-PV Information Matrix)을 통해 다양한 생산환경을 설계에 반영할 수 있다. 제안하는 방법론은 자동차 교류발전기(automobile alternator)에 적용되었다.

The product development process is generally a series of processes start-ing from product planning to product concept development, system-level design, detailed design, testing and refinement, and production. During this process, inevitable iterations of modifying the design occur due to various feedbacks in order to reflect the problems that occur in the latter stages of the process. The larger the cycle of the iterative pro-cess, the more time and expense it takes to develop the product. Nu-merous concurrent engineering approaches are proposed to minimize the time and cost of inevitable repetition. However, the conceptually pre-sented methodologies are far from being applicable to the enterprise in practice. Platform-based product family design is an effective means for mass customization. Using common component is one of the key strate-gies in developing product platforms. Generally, companies produce common components from various factories, but most factory environ-ments are different. Thus, in order to prevent the unexpected iterative process occurring in the manufacturing stage, it is essential to reflect various manufacturing environments at the stage of designing common components. However, there are few studies that have simultaneously considered the influence of various factory environments for the speci-fication of common components. This thesis proposes a design parameter decision making methodol-ogy for common components considering its impact on diverse manu-facturing environments. The proposed framework classifies manufactur-ing constraints into three categories which occur in various manufactur-ing environments. The methodology is proposed to reflect manufactur-ing constraints to the design of common components. The analysis based on the methodology reveals design parameter decision consider-ing manufacturing environments. As the result of analysis, DP-PV In-formation Matrix is presented for the designers to simultaneously re-flect problems occurring in diverse manufacturing environments. The results of case study on automobile alternators advocate the validity of proposed methodology.