제 3 장 문제정의와 요구사항 파악

1. 제 3 장 문제정의와 요구사항 파악

6. 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 : totalquality management) : 고객 만족도를 최대화  품질기능전개(QFD : quality function deployment ) 품질의 집(HOQ : House of Quality)  제품설계사양(PDS : product design specification)의 개요 제안

7. 3.1 서론

8. 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

9. 3.2 고객 요구 파악 [사례] 고객 중심 경영으로 작은 AMD가 크게 발전 1990년대 초반, 컴퓨터 제조업체들의 이익 << Micro Soft사와 CPU제조업체 Intel의 이익 AMD [Advanced Micro Devices Inc.] - 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)

10. 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

11. 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

12. 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]

13. 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, 이메일 • 보증 데이터 : 제품 서비스 센터의 반품된 제품의 수와 그 이유 • 고객 설문조사 : 설문지 이용, 문제점 확인 및 우선 순위 파악

14. 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.

15. 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

16. 3.2.2 고객으로부터 정보수집

17. 3.2.2 고객으로부터 정보수집 ╬ 고객 설문조사의 평가 [CD 저장용 케이스] - 각 질문에 대한 평균 점수를 계산 - 응답수를 설문에 참여한 전체 고객수로 나누어 평가

18. 3.2.2 고객으로부터 정보수집

19. 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

20. 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.

21. 3.3 고객 요구

22. 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]

23. 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

24. 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 즐거워할 요구사항  최고의 고객 요구사항 : 핵심 품질 특성

25. 3.3.2 고객 요구의 분류 고객 만족도 최고 요구사항 품질평가 요구사항 고품질 고객 요구 이행도 기초 요구사항 저품질

26. 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

27. 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

28. 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

29. 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)

30. 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

31. 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

32. 3.4.3 리버스 엔지니어링 제품 스케치

33. 3.4.3 리버스 엔지니어링 부품 리스트

34. 3.4.3 리버스 엔지니어링 사례

35. 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

36. 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

37. House of Quality

38. 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

39. 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 평가 Room 8 : 공학적 특성 목표값

40. 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]

41. 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

42. 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

43. 3.5.2 품질의 집 작성 단계 ╬ 상관계수 행렬 [품질의 집의 지붕 : 룸 3] - 공학적 특성간의 상호 관련 정도

44. 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

45. 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

46. 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

47. 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

48. 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 출력 마력]  설계를 수행하면서 변경 가능

49. 3.6 제품설계사양 제품설계사양서 모형

50. 3.6 제품설계사양 제품설계사양서 모형