대한민국은 일본처럼 잃어버린 30년(혹자는 50년을 보기도 한다)을 따라갈 것인가? 아니면 그 위기를 극복하고 강소국으로서 자리 잡을 것인가? 물론, 그 과정에서는 사회의 문화 및 법규와 정책 전략 및 지적 수준 등이 수반되어야 하겠지만, 그 중심에는 고도화된 사회, 고도의 시장 접근 전략, 고수익 중심 제품 개발, 고부가 가치 상품 창출이라는 기본적인 핵심은 모두가 공감하리라 믿는다.
목차
1. 제품 개발과 상품 개발의 차이
2. 상품 목표 설계와 CAE 활용
1. 제품 개발과 상품 개발의 차이
제조 산업 경제 사회에서는 가장 중요한 것이 소위 PQCD이었다.
productivity: 얼마나 많이 생산 가능한가?
Quality : 요구하는 품질은 만족시킬 수 있는가?
Cost : 얼마나 많이 원가를 줄일 수 있는가?
Delivery : 요구하는 납기는 지킬 수 있는가?
이 지표들 KPI(Key Performance Indicator)는 현재도 모든 프로젝트 및 사업계획서와 심지어 스마트 공장 사업계획서에서도 평가 지표로 사용되고 있다.
사실, 가만히 관찰 해 보면 누군가 주문한 것에 대한 요구 만족과 지속함으로써 수익을 창출하는 것에 초점이 맞추어져 있다는 것을 알 수 있다. 다시 말해서, 가난하여 인건비가 저렴했었고 브랜드가 없어서 또는 약해서 OEM(Original Equipment Manufacturing) 주문자 브랜드로 생산하여 수익을 창출하는 것에 만족하는 제조 산업 경제 시대의 지표였다.
그런데… 문제가 터졌다. 어느새 인건비가 대만 일본보다 높아졌고 전 세계가 에너지 및 광물 자원 확보와 공급망 재구축으로 인한 물류비 상승 등으로 대한민국 제조 중심 경제 사회는 무역 수지가 마이너스로 가고 있다. 자원 수출을 하는 국가도 아니고, 인구가 1억 이상 되는 내수 시장 중심 국가도 아니고, 가공하여 수출 무역 또는 해외에서 수익을 창출하는 대한민국으로서는 우크라이나 전쟁으로 드디어 위기가 급격히 다가왔다.
이것은 기회로 봐야 한다. 산업 경제 사회 문화 측면에서 보면 제조 중심 문화에서 지식 중심 문화로 하루 빨리 변화하여 지식 산업 경제 사회로 패러다임 전환(Paradigm Shift)해야 하는 적기라고 긍정적으로 보아야 한다. 이제는 고수익을 창출하는 상품을 개발해야 한다. 즉, 생산을 대량으로 지속해서 얼마를 벌 것인가 관점이 아닌 새로운 가치를 창출하여 얼마를 고수익을 낼 것인가에 관점을 두어야 한다는 것이다.
기업 관점에서 보면 제품 개발의 시작은 제품기획팀에서 총괄하지만, 상품 개발의 시작은 상품구상팀에서 시작되어 진다. 제품 개발은 시장에서의 판매 성공에 대한 책임 역할 부서가 아니다. 사실 관심은 PQCD를 어떻게 달성하느냐에 관심뿐이다. 상품 개발은 시장 접근과 전략 및 고부 가치 창출을 통한 시장에서의 판매 성공을 관장하는 역할이다.
2. 상품 목표 설계와 CAE 활용
이 부문과 관점에 있어서, 그 목표하는 상품의 성공과 실패 여부 즉,
· 목표 시장에 대한 그 상품의 감성(디자인, 개성, 시대 트랜드…)
· 목표 시장에 대한 그 상품의 경쟁력
· 목표 성능 설계에 대한 달성 가능성
· 목표 개발 원가에 대한 가능성
· 목표 개발 납기와 생산 수량에 대한 시뮬레이션을 통한 가능성
· 목표 성능에 대한 시험 기간 단축 가능성
· 목표 시험을 위한 시험 제작 비용 절감 정도 등을 우리는 예측 가능하여야 한다.
바로 이것이 대한민국 제조업의 스마트 공장이 추구하는 것이고 CAE 부문 역량이 강화돼야 하는 이유이고 지식 산업 사회로 진입하기 위한 선결 조건이다.
신상품 개발 프로세스(New Product Development Process)상에서 CAE 역할은,
1. 선행 개발 단계 관점
· 목표 획득 가능성을 미리 볼 수 있다.
· 타당성과 효율성을 확보할 수 있다.
· 진동, 충돌과 연비 향상을 위한 동역학 해석, 구조 해석, 유체 해석 등을 활용하고
· 디자인 변경에 따른 신속한 영향 분석이 가능하고 효율적 생산 시뮬레이션도 가능하다.
· 각 시장 지역 환경별로 Big Data를 구축하고
· 과거 활용했던 상품들의 엔지니어링 Data도 재활용할 수 있다.
· 즉, 상품이 판매 성공할 수 있는 Concept design을 지원할 수 있다는 것이다.
2. 상품 개발 단계 관점
· Concept design 이 이전 단계에서 정해지면, Planning design 단계와 Engineering design 단계로 흘러가는 순서에서 CAE는 아주 바빠진다.
· 설계 후 해석은 의미가 없다. 한마디로 너무 늦은 것이다.
· 해석이 리드하는 설계 (Analysis Lead Design)로 가야 한다.
· 여러 파생 모델링을 만들고
· 목표 상세 성능을 확정하기 위해서 구조 해석하고 충돌 시험과 해석을 Digital로 하고 진동과 유체 해석 및 동력 성능 시뮬레이션과 인간 공학 측면의 편리성과 유지 보수 효율성도 시험한다.
· 각 모듈과 조립 부품별로 상세 설계와 해석을 함으로써 시작과 시험 및 품질 비용을 절감하고
· 목표 설계 변경과 시험에 다른 설계 변경에도 즉각적으로 대응한다.
· 목표 시험을 위한 개별 시험 제작 기간과 비용도 절감한다.
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