Transcript 제품개발설계 Chap. #3

제 3 장 문제정의와 요구사항 파악
제3장 문제정의와 요구사항 파악
3.1 서론
공학설계 : 고객들의 요구에 맞는 새로운 제품을 설계하는 과정
제품 개발 시작 : 제품이 만족해야 하는 요구사항들을 결정
 문제의 정의[고객의 관점에서]
설계문제의 정의과정 : 제품의 고객이나 최종 사용자의 원하는 바를
달성하기 위한 결과물을 검토하는 과정
 제품에 대한 요구사항을 알아내는 단계
요구사항 알아내는 방법 :
- 전사적 품질경영(TQM : total quality management) : 고객 만족도를 최대
화
 품질기능전개(QFD : quality function deployment )
 품질의 집(HOQ : House of Quality)
 제품설계사양(PDS : product design specification)의 개요 제안
-6-
3.1 서론
-7-
3.2 고객 요구 파악
고객 : 일반적 의미(Webster)- 제품이나 서비스를 구입하는 사람
확장된 의미(TQM)- 개인이나 단체가 공급하는 것을 받거나
사용하는 사람
 외부 고객 :
1) 스스로 구입하는 최종 사용자
2) 구입 대행자: 학부모[학용품, 급식재료], 대형 유통업체
 내부 고객 : 경영.제조부서 직원, 판매직원, 현장 서비스 직원
 설계팀이 고려할 고객 범위 : 한 번 이상 그 업무에 관련된 사람
-8-
3.2 고객 요구 파악
[사례]
고객 중심 경영으로 작은 AMD가 크게 발전
1990년대 초반,
컴퓨터 제조업체들의 이익 << Micro Soft사와 CPU제조업체 Intel의 이
익
AMD [Advanced Micro Devices Inc.]
p
- CPU 제조업체 : Intel의 부분적인
경쟁자 [AMD예산- Intel의 1/6]
- 고객중심 경영 도입 : 고객인 컴퓨터 제조업체의 요구에 맞춤
 HP에 1000달러 이하인 시스템 개발 공급 [ Intel 거절]
 AMD의 마이크로 프로세서 수익률이 58.5%
[ Intel의 2분기 수익율 49%]
(The Wall Street Journal , April 21, 2006)
-9-
3.2.1 고객 요구에 관한 예비 연구
초기 업무 : 마케팅 부서의 전문가, 마케팅과 설계 전문가 팀이 수행
- 마케팅 전문가 : 제품이나 유사 제품의 구매자에 관심
- 설계자 : 제안된 제품과 유사한 제품의 요구사항에 맞추기 위한
기술적 접근법
 관련 정보 수집이 가장 중요
 고객 요구를 만족시킬 아이디어 : Brain Storming
-10-
3.2.1 고객 요구에 관한 예비 연구
[예제 3.1] CD저장용 케이스 개선
현재 CD 저장용 케이스에 대한 고객이 원하는 개선사항은 무엇인가?
1. 균열에 더 잘 저항할 수 있을 것
2. 열기 쉬울 것
3. 색을 넣을 것
4. 방수가 더 잘 될 것
5. 보다 가벼울 것
6. 긁힘에 더 저항력이 있을 것
7. 통에서 CD를 더 쉽게 빼낼 수 있을 것
8. 유선형으로 보일 것
9. 손에 잘 맞도록 할 것
10. CD설명서를 쉽게 꺼낼 수 있을 것
11. 재활용 플라스틱을 사용할 것
12. 미끄러짐이 없이 쌓아놓을 수 있도록 서로 맞물리게 할 것
13. 잘 잠길 것
14. 힌지(hinge)가 잘 분해되지 않을 것
-11-
3.2.1 고객 요구에 관한 예비 연구
[예제 3.1] CD저장용 케이스 개선
개선 아이디어에 대한 유사성 분류표 작성
- 아이디어를 Post-it에 메모하여 벽에 붙임
- 논리적 특성에 따라 분류하여 정리
- 정리된 그룹별로 제목을 붙임 [Table 3.1]
-12-
3.2.2 고객으로부터 정보수집
• 고객과 인터뷰 : 단골 고객팀을 보유, 사용될 서비스 환경에서 고객을
인터뷰[현 제품의 강점과 약점]
• 포커스그룹 미팅 : 6~12명의 고객이나 특정고객과 적절한 수준의 토론
• 고객 불만 : 고객지원부서, 서비스센터, 반품센터 -> 전화, 편지, 이메
일
• 보증 데이터 : 제품 서비스 센터의 반품된 제품의 수와 그 이유
• 고객 설문조사 : 설문지 이용, 문제점 확인 및 우선 순위 파악
-13-
3.2.2 고객으로부터 정보수집
╬ 조사도구의 구성
1. 조사 목적을 정하라 : 조사목적과 결과 활용에 관한 문단 작성
2. 사용될 데이터 수집 방식을 정하라 : 사전조사는 양질의 정보 획득
3. 필요한 구체적인 정보가 무엇인지 확인하라 : 질문의 목적이 분명해야
4. 질문을 설계하라 : 분명하고 간단해야
(1) 마음가짐 질문-제품에 대해 고객이 어떻게 느끼고 생각하는가?
(2) 지식 질문-제품/서비스에 대하여 얼마나 구체적으로 알고 있는가?
(3) 행동 질문-제품을 언제, 얼마나 자주 사용하는가?
5. 질문순서를 주제와 전후 관계로 분류하여 정리하라.
6. 작은 그룹을 대상으로 예비조사를 하여 설문지의 타당성을 검토하라.
7. 설문 참여자들의 대표성과 규모가 적절한지를 검토하라.
-14-
3.2.2 고객으로부터 정보수집
* 질문 작성을 위한 일반지침
▪
▪
▪
▪
▪
▪
▪
▪
▪
▪
뜻을 알 수 없는 말이나 단어를 사용하지 마라.
초점을 아주 정확하게 맞춰라.
간단한 문장을 사용하라.
질문자가 원하는 답을 하도록 고객을 유도하지 말라.
오해할 수 있으므로 이중 부정을 가진 질문을 피하라.
선택 항목으로 질문할 경우 응답자가 답을 써넣을 수 있는 기타를 포함하라.
언제나 개방형 질문을 포함하라.
질문의 수는 15분 정도에 답할 수 있도록 해야 한다.
표 작성과 데이터분석이 쉽도록 설문을 만들어라.
설문의 작성과 제출에 관한 내용을 꼭 포함하라.
질문에 대한 답변
▪
▪
▪
▪
예-아니오-모른다.
평가의 선택항목이 홀수인 평가 스케일을 택한다. [ 1~5 스케일 ]
순위: 선호도가 감소하는 순서로 배열
순위가 없는 선택
-15-
3.2.2 고객으로부터 정보수집
-16-
3.2.2 고객으로부터 정보수집
╬ 고객 설문조사의 평가 [CD 저장용 케이스]
- 각 질문에 대한 평균 점수를 계산
- 응답수를 설문에 참여한 전체 고객수로 나누어 평가
-17-
3.2.2 고객으로부터 정보수집
-18-
3.2.2 고객으로부터 정보수집
╬ 민족성향 연구(Ethnographic Studies)
- 정상적인 환경에서 행동하는 양상을 파악
제품을 어떻게 사용할지를 알기 위해서
 전형적인 사용조건에서 제품과 어떻게 상호작용하는지를 관측
[ 사진, 스케치, 비디오, 인터뷰 자료 ]
 특수한 상황에서 특정 그룹 사람들의 행동을 조사하여 기록
엔지니어를 훈련하기 위한 B&D “Swarm”팀 참여
사용자 제품 인식 현장조사(Swarm팀)
- 제품 지식과 고객에 초점
- B&D대학에서 집중적인 훈련
- 국내 전동공구의 사용자들과 매일 접촉
-19-
3.3 고객 요구
고객의 요구와 원하는 바를 서열화하여 나열
• 육체적 욕구: 갈증, 배고픔, 성욕, 수면과 운동
• 안전과 보안 욕구: 위험, 빼앗기와 위협을 포함
• 사회적 욕구: 사랑과 존중 받는 욕구, 집단에 대한 소속감
• 정신적 욕구: 자존감과 성취 및 인정 받음
• 자기만족에 대한 욕구: 자기개발, 창의성과 자기표현
 각 기본적인 욕구에도 문제상황에 따라 서열이 존재한다.
-20-
3.3 고객 요구
-21-
3.3.1 고객 요구의 다른 관점
고객요구  제품개발 계획과 연계
제품개발계획 [제품의 성능, 출하시기, 가격과 품질]
• 성능 : 완성된 제품이 작동하여 해야 하는 것
• 시기 : 새 제품의 출하시기  제품 개발계획 사이클 타임
• 비용 : 구매 결정의 최고 요소, 제품의 특징과 타협
• 품질 : 규정된 안정성이나 묵시적 요구사항을 감당
포괄적인 고객요구  가치 [제품이나 서비스의 실질적인 가치]
 [기능/가격] 혹은 [품질/가격]
-22-
3.3.1 고객 요구의 다른 관점
품질의 8가지 차원 [ Garvin ]
• 성능 : 기본적인 작동 특성, 정양적으로 평가 가능
• 특색 : 기본 성능을 보충하는 특징들  고객 맞춤형
• 신뢰성 : 규정된 시간 동안 고장 나거나 기능을 못할 가능성
• 내구성 : 제품 수명의 척도
• 사용성 : 고장 후 제품수리의 용이성과 수리시간
• 적합성 : 고객의 기대와 기존의 표준에 일치하는 정도
• 미학 : 외관, 느낌, 소리, 맛과 냄새가 어떠한가?
• 인식 품질 : 평판  광고, 판매한 기존 제품의 품질
-23-
3.3.2 고객 요구의 분류
- 고객 요구사항들이 사람에 따라 다른 가치를 가진다.
 시장에서 제품 성공을 위한 가장 중요한 고객 요구를 알아내야
[ 고객 요구사항의 우선 순위 – Kano 도표 ]
(1) 기대하는 것 : 표준 사양 = 기본 특성
(2) 말한 것 : 원한다고 말하는 구체적인 특징
(3) 말하지 않은 것 : 말하지 않았지만 중요한 제품의 특징
(4) 자극하는 것 : 독특하고 경쟁 제품과 차별화되도록 하는 특징
* 고객 요구사항의 우선 순위 리스트
• 경쟁제품의 연구에 의하여 발견된 기초 고객 요구사항
• 민족성향 관찰에서 알아낸 “말하지 않은 고객 요구사항”
• 설문조사에서 찾은 높은 순위의 고객 요구사항
• 새 기술과 함께 회사가 전하려는 것 보다 “자극적인 것” 혹은 고객이 즐거워
할 요구사항  최고의 고객 요구사항 : 핵심 품질 특성
-24-
3.3.2 고객 요구의 분류
고객 만족도
최고
요구사
항
품질평
가
요구사
항
고품질
고객 요구 이행도
저품질
기초
요구사
항
-25-
3.4 공학적 특성의 확립
- 제품의 사양을 작성하기 위한 아주 중요한 단계
 고객의 요구사항으로부터 제품에 필요한 공학적 특성을 파악
“나는 운반하기 쉬운 것을 원합니다”
“가볍게 만들어라” 혹은 “이동하기 편리하게 만들어라”
공학적 특성
• 설계 매개변수 : 제품의 형태와 거동을 결정하는 물리적 성질
• 설계변수 : 설계팀이 자유로이 선택할 수 있는 매개변수
• 구속조건 : 설계 자유도에 대한 제한[설계자나 고객이 결정할 수 없는 요소]
공학적 특성 파악 방법
- 개발해야 하는 것과 유사한 형태의 제품에 대해서 이해
1) Benchmarking
2) Reverse engineering
-26-
3.4.1 일반적인 벤치마킹
- 업계 내외에 있는 회사들의 우수사례와 비교하여 자기 회사 활동을 측정
(benchmark : 측량기사가 고도를 측정하기 위한 기준점)
[벤치마킹 대상]
1) 업무에서 배울 수 있는 기업들
2) 업무파트너[주요 납품업자]
 대상과 긴밀한 관계 유지, 상대방에게 유용한 정보도 제공
 벤치마킹은 계속되어야
-27-
3.4.1 일반적인 벤치마킹
[사례] Xerox의 성공적인 벤치마킹
1970년대 말, Xerox 복사기 시장 점유율 : 100% -> 22%로 감소
[판매 수입: 82% -> 42%로 감소]
성공적인 회사들을 벤치마킹
- Fuji Xerox사 : 공동 투자 파트너 => 제조
- L. L. Bean : 통신 판매업자 => 배송 및 물류처리
 제품 공정 및 배송시스템 개선
 1980년대에 시장 점유율 회복
-28-
3.4.1 일반적인 벤치마킹
[벤치마킹에 대한 저항]
• 모방자로 인식되는 두려움
• 정보가 공유될 경우, 경쟁의 이점을 잃는다는 두려움
• 교만함
• 성급함
 프로젝트의 목적, 범위, 절차와 기대 이익에 대하여 이해시켜야
[벤치마킹의 준비]
• 벤치마킹할 회사의 제품, 공정 혹은 직무 영역을 선정하라.
• 벤치마킹할 각 공정에 대해서 최고의 회사를 찾아라.
(최고의 회사 : 최저 비용으로 최고의 고객 만족도나 시장 점유율)
-29-
3.4.2 성능비교 벤치마킹
- 현재 시장에서 찾을 수 있는 최고급 제품과 비교 평가
- 새 제품에서 기대하는 성능을 맞추고, 시장의 경쟁등급을 매기기 위한
성능지표를 개발
[성능 비교 벤치마킹 순서]
1. 고객을 만족시키기 위한 가장 중요한 특징, 기능과 요소 파악
2. 비용을 두드러지게 증가시키는 기능을 파악
3. 경쟁사의 제품과 차별화할 수 있는 특징과 기능을 파악
4. 가장 큰 개선 잠재성을 가진 기능들을 파악
5. 가장 중요한 기능과 특징을 정량 평가할 수 있는 지표를 확립
6. 성능시험으로 자기 제품과 경쟁 제품을 평가
7. 제품과 경쟁사에 대하여 수집한 정보에서 얻은 결론을 요약
-30-
3.4.3 리버스 엔지니어링
- 제품 해체(teardown) 과정
 부품의 선정 및 배치, 제품을 만드는 방법을 파악
 벤치마킹의 일부, 설계를 모방할 의도는 없음
[제품 해체 과정]
1. 제품을 작동하기 위해 필요한 사항을 찾아라.
2. 제품이 원하는 기능을 어떻게 수행하는지를 조사하라.
3. 제품의 부품들 사이의 관계를 파악하라.
4. 제품을 만들기 위해 필요한 재료와 공정을 파악하라.
 제품의 조립도를 스케치
 해체의 각 단계에서 부품리스트 작성
 제품의 설계 이유를 유추해야
-31-
3.4.3 리버스 엔지니어링
제품 스케치
-32-
3.4.3 리버스 엔지니어링
부품 리스트
-33-
3.4.3 리버스 엔지니어링
사례
-34-
3.4.4 공학적 특성의 결정
- 고객의 요구사항을 공학적 특성에 관련된 매개변수로 표현되어야
 품질의 집(House of Quality)을 만들어야 공학적 특성이 확정
[예제 3.2] CD 저장용 케이스
전체 시스템의 실제 형태를 설명하는 매개변수
▪ 케이스의 외부 치수
▪ 케이스의 형상
▪ 케이스의 재료
▪ 케이스에 들어가는 hinge 형식
▪ CD에 대한 내부 positioning 형식
설계변수로 결정되는 성능
▪ CD 저장용 케이스를 여는 데 필요한 힘
▪ 내부 positioning 요소에서 CD를 분리하는 데 필요한 힘
▪ 균열이 발생하기 전까지 지탱할 수 있는 충격 수준
-35-
3.5 품질기능전개 [QFD : Quality Function Deployment]
- 제품개발계획의 단계에서 고객의 요구사항들과 그것들을 만족시키는
기술적 특성을 알아내는 방법
 제품 개발로 이끄는 모든 요소들을 체계적으로 알아내고 설계과정의
각 단계에서 핵심 매개변수들 사이의 관계 매트릭스를 만들도록 돕는
그래프
 설계팀을 안내하기 위한 입력을 제공
[QFD 개발 및 활용 현황]
- 1970년대 초반 일본에서 개발
Mitsubishi 중공업의 Kobe조선소에서 처음 대규모로 적용
일본 자동차 회사에서 급격히 채택
- 1980년대 미국 자동차, 국방 및 전자회사가 활용
최근 150개 미국 회사를 조사 : 71%가 QFD 채택
 그 중 81%가 고객 만족도를 높임, 76%가 제품 개발시간 절약
-36-
House of Quality
-37-
3.5 품질기능전개 [QFD: Quality Function Deployment]
[QFD 과정]
1) 4단계로 구성 : 제품기획, 부품배치, 공정계획, 생산계획
첫 단계 - 제품 기획=품질의 집(HOQ: House of Quality)
중요한 공학적 특성이 입력
2) 각 단계의 출력이 다음 단계의 입력이 되는 체인 연결
 대체로 “품질의 집”만 축소하여 사용
 품질의 집 : 고객 요구사항을 정량화된 공학적 특성으로 변환
제품의 설계사양을 확립하기 위한 예비행위
-38-
3.5.1 품질의 집 구성
- 8개 룸(eight-room) 버전
Room 1 : 고객 요구사항
Room 2 : 공학적 특성
Room 3 : 상관계수 행렬
Room 4 : 관계 행렬
(고객 요구사항-공학적 특성)
Room 5 : 핵심 품질특성 결정
Room 6 : 경쟁제품의 벤치마킹
Room 7 : 경쟁제품 기술적 평
가
Room 8 : 공학적 특성 목표값
-39-
3.5.2 품질의 집 작성 단계
╬ 유선형 품질의 집
- Room 1,2,4와 5로 구성
[ 고객 요구사항, 공학적 특성,
공학적 특성의 중요도]
룸 1: 고객 요구사항
유사성도표
룸 2: 공학적 특성
제품성과지표
룸 4: 관계 매트릭스
결합의 강도
룸 5: 공학적 특성의
중요도 [절대적
중요도, 상대적
중요도, 순위]
-40-
3.5.2 품질의 집 작성 단계
룸 5a : 절대 중요도
- 관계 매트릭스의 각 셀에 있는 값에 결합된 고객 요구사항 중요도
등급을 곱하고, 각 열의 결과를 합한 값
룸 5b : 상대 중요도
- 각 공학적 특성의 절대중요도를 전체 절대중요도의 합으로 나누고
%로 표시한 값
룸 5c : 공학적 특성 순위
상대 중요도의 순위를 1에서 n까지 매긴 것
[룸 4에 나타날 수 있는 특성]
▪ 비어있는 행 = 고객 요구사항을 만족하는 공학적 특성이 없음
▪ 비어 있는 공학적 특성 열 = 고객과 관계가 없음
▪ 어떤 공학적 특성과 강한 관련성이 없는 행 = 달성되기 어려운 고객 요구사항
▪ 아주 많은 관계를 가진 공학적 특성 = 항상 고려해야 할 사항들
[가격, 신뢰성, 안전 등]
▪ 대각선 매트릭스 = 공학적 특성이 아직 적절하게 표현되지 않음
 고객 요구사항과 공학적 특성을 점검하고, 변경해야
-41-
3.5.2 품질의 집 작성 단계
[예제 3.3] CD 저장용 케이스
고객 요구사항 40% 이상 빈도
- 50% 이상 : 중요도 등급 5
- 40%이상 50% 미만 :
중요도 등급 4
-42-
3.5.2 품질의 집 작성 단계
╬ 상관계수 행렬
[품질의 집의 지붕 : 룸 3]
- 공학적 특성간의
상호 관련 정도
-43-
3.5.2 품질의 집 작성 단계
╬ 경쟁 상품의 평가
[룸 6 : 경쟁 평가표]
- 경쟁제품들의 등급
 고객 설문조사
산업체 컨설턴트
마케팅 부서
[룸 7 : 경쟁제품의
다른 영역의 비교]
 공학적 특성들의
제시된 수준의 달성도
[경쟁사 제품을 시험]
 성공가능성 평가
낮은 성공가능성 1
높은 성공가능성 5
-44-
3.5.2 품질의 집 작성 단계
╬ 공학적 특성에 대한 목표값 설정
[룸 8 : 목표값 설정]
1) 공학적 특성의 중요도 순위(룸 5)를 파악
2) 경쟁제품의 달성도(룸 7)을 파악
3) 공학적 특성의 성취 가능성(룸 7)을 파악
4) 각 공학적 특성의 목표값을 설정
 목표값은 설계과정이 고객 요구사항을 만족하도록 진행되는지를
측정하는 지표를 제공
-45-
3.5.3 품질의 집의 결과 해석
품질의 집 : 고객 요구사항[매개변수]을 핵심 공학적 특성으로 변환
- 매개변수 : 일부는 정의될 수 있음[물리적 상황, 승인권자, 규제]
 이미 값이 주어진 것은 제외
- 핵심 공학적 특성
 높은 순위의 공학적 특성 : 설계의 고객 만족도를 평가하는 기준
 낮은 순위의 공학적 특성 : 고객의 핵심 요구사항과 관련 없음
[신속히 값을 결정할 수 있음]
 제품설계사양서 작성
-46-
3.5.3 품질의 집의 결과 해석
[예제 3.4] CD 저장용 케이스 재설계의 품질의 집
1) 높은 순위의 공학적 특성
- 케이스의 외부치수 : CD크기가 표준화  외부치수가 결정
- 케이스의 재료 인성 : 다양한 선택 가능
2) 낮은 순위의 공학적 특성
- 케이스의 형상 : 개념설계 전에 결정
3) Room 6에서 경쟁제품 평가결과 : 재활용 재료로 만든 것을 선호
-47-
3.6 제품설계사양
신제품 시장보고서
- 제품의 개발, 신제품 출시까지의 시간과 필요한 투자수준을 결정하기
위한 정보를 정리한 문서
 사업목적, 제품 설명 및 가능한 기술 기반, 경쟁자, 예상판매량,
마케팅 전략, 소요 자본금, 개발 비용 및 시간, 예상 수익
제품설계사양 (PDS: Product Design Specifications)
- 제품의 설계 및 제조를 위한 기본적인 참고서류
 설계에서 할 일과 범위를 분명하게 제시
 가능하면, 정량적으로 표시[예: 엔진 출력5 0.25 마력]
 설계를 수행하면서 변경 가능
-48-
3.6 제품설계사양
제품설계사양서 모형
-49-
3.6 제품설계사양
제품설계사양서 모형
-50-
3.6 제품설계사양
제품설계사양서 모형
-51-
3.6 제품설계사양
CD케이스 제품설계사양서
-52-
3.6 제품설계사양
CD케이스 제품설계사양서
-53-
3.6 제품설계사양
CD케이스 제품설계사양서
-54-
3.7 요약
문제정의 : 제품이 만족해야 하는 고객 요구를 파악
 고객 요구 만족방법 제시[매개변수, 설계변수, 구속조건]
 공학적 특성으로 제품을 기술
 공학적 특성 파악 : 벤치마킹, 리버스 엔지니어링
 품질기능전개(QFD) : 품질의 집(HOQ) 구성
 제품설계사양(PDS)
-55-
-56-