우수한 엔지니어링 설계로 ROI 극대화하기

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제품을 더 빠르게 시장에 출시해야 하는 필요성이 기업들로 하여금 CAD 작업 방식을 면밀히 검토하도록 이끌고 있습니다. CAD 도구의 고급 기능은 기업이 번거로운 활동을 제거하고 설계 생산성을 향상시킬 수 있게 해줍니다. 이 글에서는 CAD 소프트웨어의 기능과 이를 엔지니어링 설계 프로세스 개선에 활용하는 방법을 살펴봅니다.

기업이 직면한 압박 요인

먼저 엔지니어링 설계 프로세스 개선의 필요성을 이끄는 압박 요인을 살펴보기 위해 한 걸음 물러서 보겠습니다. Aberdeen Group이 400개 이상의 기업을 대상으로 실시한 상세 연구에서 업계의 주요 압박 요인을 파악했습니다.

기업의 주요 압박 요인

제품을 신속하게 출시해야 하는 필요성과 고객의 낮은 비용 요구가 오늘날 대부분의 기업이 직면한 최상위 압박 요인입니다. 기업이 제품을 빠르게 시장에 출시해야 하는 것은 당연합니다. 경쟁사보다 먼저 제품을 출시하면 유사 제품이 경쟁사로부터 출시되기 전에 수익을 창출하고 개발 비용을 회수할 수 있기 때문입니다. 특히 국가 경제가 회복되는 상황에서 고객의 낮은 비용과 높은 품질에 대한 요구가 커지고 있어, 고객은 구매 시 더 높은 ROI를 얻기 위해 지출을 신중히 고려합니다. 이러한 기준은 산업 표준과 규정 준수 시 특히 설계 프로세스에 복잡성을 더합니다. 이러한 요구사항을 경쟁력 있는 출시 일정과 균형 있게 맞추려면 엔지니어링 설계 프로세스 개선이 필수적 목표임이 명확해집니다. 이 균형을 이루려면 워크플로 개선과 다양한 설계를 빠르게 분석해 비용과 품질의 트레이드오프 결정을 내릴 수 있는 유연성이 필수입니다. 더 효과적인 CAD 소프트웨어는 더 나은 설계 프로세스를 촉진하고 기업이 새로운 시장 기회를 활용할 수 있게 합니다.

설계 효율성을 저해하는 장애물

수많은 설계 과제가 기업이 상충하는 설계 목표를 시기적절하게 균형 잡아 시장 기회를 활용하는 것을 방해하거나 때로는 불가능하게 만듭니다. 아래 그림은 기업이 엔지니어링 설계 프로세스 중에 직면하는 주요 설계 과제를 보여줍니다.

엔지니어링 설계 프로세스 장애물

기업의 최상위 장애물은 프로젝트 전반에 걸쳐 설계 변경이 빈번하게 발생한다는 점입니다. 설계 파라미터는 원래 고려되지 않았던 기능과 상황을 수용하기 위해 개발 중에 매우 빈번하게 변경됩니다. 이는 어셈블리 간 상호작용에 대한 통찰 부족이나 제조 가능성 문제에서 기인합니다. 설계 파라미터의 빈번한 변경은 설계자가 이전 작업을 포기하고 새로운 수용 사항을 수정하는 데 집중하게 만들어 설계 프로세스를 지연시킵니다. 이러한 변경이 설계 프로세스 후반부에 발생할수록 해결이 더 어려워집니다. 그러나 정보가 제조 부서에 올바르게 전달되지 않으면 시간 낭비, 비용 증가, 제품 폐기물 증가로 이어질 수 있습니다.

CAD를 활용한 설계 프로세스 개선

기업이 CAD를 성공적으로 활용해 설계 프로세스 효율성을 지원한 방식을 알아보기 위해, Aberdeen Report는 참가자들의 성과를 기록하고 Best-In-Class(최우수), Industry Average(업계 평균), Laggard(하위 그룹)로 분류했습니다. 다섯 가지 핵심 성과 지표를 사용해 기업의 엔지니어링 설계 프로세스 개선을 이끄는 압박 요인 충족 성공도를 측정했습니다.

기업 내 압박 요인 충족 현황

Best-In-Class 기업은 모든 압박 요인에서 약 90%의 높은 성공률을 보였습니다. 이들은 일반적으로 기업이 직면하는 상충하는 압박 요인들과 설계 프로세스 목표를 균형 있게 맞췄습니다. Industry Average 기업은 약 80% 성공률을 보였고, Laggard 그룹은 목표 달성에 어려움을 겪었습니다. Best-In-Class 기업은 최신 CAD 도입 이후 CAD 소프트웨어를 설계 프로세스에 효과적으로 활용함으로써 개발 시간을 30% 단축했습니다. 이는 Industry Average 기업이 달성한 개선의 두 배입니다. Laggard 그룹은 최신 CAD 도입 이후 개발 시간에 변화가 없었습니다.

개발 시간 변화

모든 참여 기업은 최신 CAD 도입 이후 어느 정도 성과 개선을 경험했습니다. 그러나 Best-In-Class 기업은 엔지니어링 설계 프로세스 개선을 통해 훨씬 더 큰 수익을 거두었습니다. 여기에는 전체 제품 비용 절감, 개발 비용 절감, 엔지니어링 변경 주문 평균 구현 시간 단축 등이 포함됩니다. 아래 그림은 각 그룹별 성과 개선 영역을 보여줍니다.

기업 성과 개선

설계 제약 조건 및 설계 구성 관리

지금쯤 "모두 같은 CAD 솔루션을 도입했는데 왜 Best-In-Class 기업이 더 나은 수익을 얻는가?"라는 의문이 들 수 있습니다. 보고서는 경쟁사들이 간과한 영역에서 최우수 기업들이 CAD를 활용해 효율성을 개선한 여러 가지를 밝혀냈습니다. 첫 번째 영역은 CAD 소프트웨어에 의해 자동으로 시행되는 설계 제약 조건과 설계 구성 관리입니다.

CAD가 시행하는 제약 조건

1. 표준 설계 규칙과 제약 조건을 수립했습니다. 이를 통해 알려진 한계 내에서 설계할 수 있게 되었습니다. 제조 부서를 설계 프로세스에 참여시킴으로써 그들의 지식과 전문성이 제조 불가능한 어셈블리 설계를 방지할 수 있었습니다.
2. 새로운 피처와 부품 생성을 자동화하는 구성 규칙을 개발했습니다. 표준 설계 규칙 개발을 통해 엔지니어는 입력된 파라미터를 기반으로 피처를 자동으로 구축할 수 있습니다. 다양한 구성 전반에 걸쳐 피처를 자동화함으로써 이 기능은 설계 프로세스를 가속화하고 이미 완료된 작업을 재작업할 필요성을 줄였습니다.

대규모 및 복잡한 어셈블리 계획

어셈블리가 크고 복잡할수록 비용이 많이 드는 지연이 발생하고 제품 품질에 영향을 미칠 수 있습니다. 복잡한 어셈블리를 위해 준비함으로써 Best-In-Class 기업은 경쟁사보다 앞서 나갔습니다. 목표는 처음부터 효과적으로 계획하고 엔지니어에게 조직적 학습을 제공하는 것이었습니다.

복잡한 어셈블리 고려

1. 대략적인 참조 모델을 생성해 설계 프로세스를 개발하는 것으로 시작했습니다.
2. 또한 모델의 각 부품에 대해 탑다운 방식으로 어셈블리를 계획했습니다. 설계 단계 계획 시 참조 모델을 사용했습니다. 각 설계는 최종 어셈블리의 대략적인 버전을 벤치마크로 사용하여 개발되었습니다. 이는 설계가 진화함에 따라 쉽게 변경할 수 있도록 모델에 유연성을 부여합니다.
3. 경쟁사보다 표준 설계 규칙과 가이드라인의 모범 사례에 더 많이 참여할 가능성이 높습니다. 이는 모든 설계자가 회사의 집단적 경험과 학습을 바탕으로 구축할 수 있게 합니다.

부적절한 모델링 관행은 참조 손실이나 전체 모델 실패 없이 변경하기 어려운 모델을 초래할 수 있습니다. 이는 설계 프로세스 지연과 제품 출시 기간 연장을 야기합니다. 표준 회사 가이드라인은 모델 간 일관성을 보장해 제품이 제약 조건과 품질 목표 내에서 유지되도록 합니다.

CAD로 설계 프로세스 개선하기

어떤 CAD 도구로 변경하든 단순히 소프트웨어를 구매하는 것만으로 개선을 기대할 수는 없습니다. 개선은 더 나은 엔지니어링 설계 프로세스에 대한 개선을 통해 CAD 소프트웨어로 달성되었습니다. 기존 CAD 소프트웨어에 시장의 다른 소프트웨어가 겪지 않는 눈에 띄고 설정된 한계가 있다면 CAD 프로그램 변경으로 개선을 볼 수 있습니다. 적절한 기능을 구현하고 효과적으로 활용하는 기업은 Best-In-Class와 동등한 성과 개선을 기대할 수 있습니다.

귀사의 기존 설계 프로세스에 개선의 여지가 있다고 생각하십니까? 엔지니어링 설계에서 무엇을 더 잘 구현하면 생산성 개선을 볼 수 있을까요?