동시 공학 vs 순차 공학: 신제품 개발을 위한 올바른 접근법 선택

동시 공학(Concurrent Engineering)과 순차 공학(Sequential Engineering)

동시 공학과 순차 공학은 신제품 개발 8단계 동안 기능 팀 간 상호작용과 정보 공유를 위해 기업이 따르는 두 가지 주요 제품 설계 워크플로 접근법입니다.

모든 제품 개발은 시간이 많이 걸리며, 현대 제품을 만드는 데 관여하는 기술은 매우 복잡합니다. 기업은 더 이상 몇 명의 엔지니어에게 설계, 개발, 출시를 의존할 수 없습니다. 산업 혁명과 그 후 여러 분야의 지속적인 기술 발전으로 인해 사람들은 특정 분야를 전문화하게 되었고, 이는 기업이 전문 인력을 고용하도록 만들었습니다. 현대 신제품 개발은 산업 디자이너, 제품 설계자(기계, 전기, 소프트웨어 엔지니어), 제조, 마케팅 담당자 등 기능 팀에 의존하는 다학제적 프로세스입니다. NPD가 직면한 과제는 많습니다. 따라서 NPD는 성공보다 실패가 더 많습니다.
서로 다른 기능 팀이 얼마나 잘 상호작용하고, 언제(어떤 개발 단계에서) 소통하며, 정보를 얼마나 잘 공유하느냐가 성공적인 제품을 위한 탐구에 큰 차이를 만듭니다. 이는 이 요소들이 개발 시간, 제품 비용, 제품 품질에 영향을 미치기 때문입니다.

순차 공학(Sequential Engineering, SE)이란 무엇인가?

전통적인 순차 공학은 설계 및 개발 단계가 한 번에 한 전문 분야에 집중하며 순차적으로 수행되는 선형 제품 개발 프로세스를 설명하는 용어입니다. 산업 혁명 기간 동안 제품이 복잡해지면서 기업은 전문 인력과 부서를 고용해야 했습니다. 이는 각 팀원이나 부서가 자신의 작업에만 집중하고 완료된 작업을 다음 단계로 넘기는 소위 “벽 넘기기(Over the wall)” 사고방식을 낳았습니다(그림 1).

이 전통적인 소위 “굴뚝(Chimney)” 기반 신제품 개발 프로세스는 하류(다음 단계)와만 상호작용하는 거대한 수직 구조를 설명하며, 다음과 같은 장단점이 있습니다.

순차 공학의 장단점

순차 공학의 장점

• 프로젝트와 프로세스의 진행 상황 추적 및 요구사항 이해가 쉬움
• 각 팀원이나 부서에 대해 잘 정의됨
• 이해하기 쉽고 오해 방지
• 오해를 없애는 규율 있는 접근법 강제

순차 공학의 단점

• 후기 단계에서의 재작업으로 인한 제품 사이클 타임 증가
• 후기 단계에서의 변경 요청은 종종 매우 비싸고 관리하기 어려움
• 단계별 피드백과 사양 평가 게이트 없이 제품이 기대를 벗어나거나 미달할 수 있음
• 제조 및 생산 비용이 너무 어렵고 비싸서 최종 단위 비용이 경제적으로 비실행 가능해질 수 있음

동시 공학(Concurrent Engineering, CE)이란 무엇인가?

동시 공학은 1980년대에 ‘벽 넘기기’ 방식의 문제점을 해결하기 위해 개발된 접근법입니다. 서로 다른 부서가 새로운 엔지니어링 제품을 설계하고 개발하는 동안 여러 개발 단계를 동시에 작업하는 등 많은 이점이 있습니다. 동시 공학 신제품 개발에 대한 더 자세한 내용은 여기에서 확인할 수 있습니다.

동시 공학 vs 순차 공학

기업이 거치는 일반적인 신제품 개발 여정을 살펴보고 동시 공학과 순차 공학의 차이점을 탐구해 보겠습니다.

순차적 신제품 개발

그림 2는 전통적인 선형 워크플로에서 일반적인 제품 개발 팀과 그 기능을 보여줍니다.

• 퍼지 프론트 엔드에서 제품 개발 기회를 식별하고 비즈니스 케이스를 분석한 후, 경영진은 제품 설계 사양(PDS)을 설계 및 개발 부서에 전달합니다.
• 제품 설계 팀이 PDS 단계에 참여하지 않았다면 백지 상태에서 제품 개발을 시작합니다. 아이디어 생성, 평가, 고객 평가 데이터가 전달되지 않습니다.
• 제품 설계는 상세 설계가 완료될 때까지 PDS에 따라 완료됩니다. 상세 도면이 제조 엔지니어에게 전달됩니다. 이 단계에서 제조 부서가 많은 문제를 제기하며 변경 요청과 공급업체 문제를 플래그합니다. 조달 단계에서 공급업체가 제기한 문제는 설계 부서로 피드백됩니다.
• 요청 및 변경 단계를 거친 후 부품이 생산 부서에 인도되어 조립 및 테스트가 이루어지며, 여기서 조립 관련 추가 문제들이 제기됩니다.

동시 신제품 개발

동일한 제품 개발을 약간의 추가 자원으로 동시 공학 워크플로로 재구성할 수 있습니다. 그림 3과 같이 부서들은 각자 작업을 마무리하기 전에 서로 또는 관련 담당자와 협의합니다. 프로세스를 자세히 살펴보며 이점을 탐구해 보겠습니다.

• 회사가 공동으로 제품 설계 사양(PDS)을 정의합니다.
• 제조와 생산이 설계의 제조 가능성을 평가하도록 협의합니다. DFM, QFD, DFMA 같은 도구로 평가 가능.
• 조립 설계(DFA) 같은 도구를 사용하여 생산과 함께 설계를 공동 평가합니다.
• 상세 설계 정보를 생산과 공유하여 툴과 생산 지그를 미리 준비할 수 있게 합니다.
• 마지막으로 설계 팀이 최종 사양 등 정보를 영업 및 마케팅 팀과 공유하여 데이터시트, 브로셔, 패키지 디자인, 프로모션 이벤트 등을 준비하게 합니다.

CE vs SE 비용 비교

순차 공학 제품 개발에서는 부서가 프로세스에 순차적으로 관여하여 활동이 순차적으로 실행되므로 비용이 천천히 증가합니다. 하지만 설계-제조 단계에서 변경 요청과 반복 루프(양방향 변경 관리 프로세스)로 인해 비용이 급격히 증가합니다.

동시 공학 제품 개발에서는 더 큰 팀이 관여하고 집중적인 활동으로 인해 초기에 비용이 급격히 증가합니다. 그러나 제품 개발이 제조 및 생산 단계로 진행되면서 정리할 문제가 적고 반복 루프가 짧아져 더 빨라지고 비용이 감소합니다.

여기서 제품 설계 또는 개발 비용은 전체 제품 비용의 5-15% 범위입니다. 하지만 설계 단계에서 내린 결정이 비용의 60-95%에 영향을 미칩니다. 이는 제품 전체 비용을 절감하기 위해 초기 설계 단계에서 올바른 결정을 내리는 것이 얼마나 중요한지 보여줍니다.

실제 절감 데이터가 많이 있습니다. 예:

• 포드 자동차가 일부 차종의 품질을 높이면서 출시 시간을 대폭 단축한 방법
• DFM, QFD, 최고 경영진 지원 교차 기능 팀이 HP 34401A 멀티미터 성공의 열쇠였음

요약

제품 개발에 동시 공학 관행을 도입하면 많은 이점이 있습니다. 반드시 전면적이어야 할 필요는 없습니다. 초기에 더 많은 자원이 필요하다는 비판도 있지만, 올바르게 수행하면 최소화할 수 있습니다. 모든 부서가 처음부터 또는 모든 주요 단계 회의에 참여할 필요는 없습니다.

정기적으로 제품을 개발하는 기업이라면 정의된 단계가 있는 제품 개발 프로세스를 구축하는 것이 가치가 있습니다.