설계 재사용 통한 혁신 필요
바퀴는 종종 인류 역사상 가장 기본적이며 성공적인 설계의 본보기가 되고 있으며, ‘휠의 재발명’이라는 평가로 회자되곤 한다. 이렇듯 재설계를 통한 발명의 진보가 필요하고 새로운 설계 없이는 혁신은 정지될 수 있기에 설계자들은 설계와 혁신 사이에 균형을 유지해야 한다.
오늘날 다수의 엔지니어링 기업들은 귀중한 리소스들을 낭비하고 있다. 이는 엔지니어링 문제가 이미 해결됐거나 기존 설계와 구성요소를 다른 목적에 맞게 수정해 설계 소요시간과 비용을 절감할 수 있다는 것을 모르거나 혹은 간과하고 있기 때문이다.
설계 재사용의 개념은 모든 사람들에게는 재활용으로 익숙하다. 재활용의 혜택은 매우 잘 알려져 있다. 재활용은 원재료를 가지고 제품을 만드는 것보단 매우 적은 에너지를 필요로 하나, 재사용은 원자재 비용 절감의 효과를 창출해낸다.
반면 제품 설계에 연관된 설계의 재사용은 프로젝트의 정의, 요구사항, 부품을 재사용하는 전략이라고 할 수 있다. 그 결과, 설계의 재사용을 통해 제품 혁신, 시장 출시기간 단축, 높은 품질과 시뮬레이션은 물론 금형 및 가공 등의 다운스트림 응용 프로그램을 포함하는 효율성의 혜택을 누릴 수 있게 된다.
이러한 혜택을 위해 설계 재사용시 해결해야 하는 중요한 몇몇 과제들이 있다. 필자는 이 글을 통해 기업들이 이러한 장애물들을 해결하고 극복함으로써 설계의 재사용을 통한 효과적인 성공을 성취해 나갈 수 있기를 기대해 본다.
설계 재사용의 혁신적 가치
설계의 재사용은 그것을 효과적으로 구현할 수 있는 기업들에게 다양한 혜택을 제공한다. 비용 절감 및 설계시간 단축은 물론 부품 및 정보를 재사용할 수 있는 능력은 더 말할 나위가 없다. 가령, 많은 제조업체들은 지속적으로 설계를 업데이트해야 한다는 필요로 인해 재고를 많이 유지하고 있다. 많은 컴포넌트가 다양한 제품에서 주문을 받고 활용되는 것과 마찬가지로 설계 재사용을 정확하게 구현하게 되면, 주요 재고를 감소시킬 뿐만 아니라 대량 구매 할인이 가능해진다.
한편, 테스트 부품이 설계에 포함되기 때문에 이는 또한 보증 및 서비스 혜택, 품질 보증을 제공하며, 내성 및 기능은 이미 알려진 요소다. 게다가 이미 완성된 설계 또는 미리 승인된 부품들을 기반으로 제품의 설계를 시작하는 것은 엔지니어들에게 규모의 경제뿐만 아니라 탄탄한 설계 기반과 능률성을 제공해준다.
실제로 애버딘 그룹의 조사에 따르면 기업의 46%는 비용을 조절하면서 제품에 대한 수입을 증가시키기 위해 생성, 캡처 및 제품 정보를 재사용하는 능력을 추구하고 있다. 이 방법을 추구하는 기업들은 품질개선, 시장 출시기간 단축이 가능해 상당한 경제적 혜택 및 글로벌 시장에서의 경쟁 우위를 확보해 가고 있는 것이 사실이다.
설계의 재사용을 통한 이점은 더욱 다양하며 명백히 정의내릴 수 있으나 불행히도 그 과정은 결코 간단하지 않다. 상호 기능을 갖춘 수백여 개의 설계 모델들을 수정한다는 것은 사실상 어려운 일이며, 설계자들이 처음부터 설계작업을 시작했을 때보다 뭔가를 고치는 데 더 많은 시간을 보내야 하는 단점이 따른다. 효과적인 설계 재사용의 또 다른 과제는 현존하는 데이터를 찾거나 특별한 수정을 해야 할 경우다. 마찬가지로 개발 또는 재사용이 가능한 부품 및 템플릿을 설계하거나 다운스트림 프로세스를 이용해 효율적이고 원활한 사용을 위해 디자인을 적응하지 못하는 것은 주요 장애들이라고 할 수 있다. 이러한 과제는 굉장히 절차적이고 기술적이라는 점에서 이러한 측면을 모두 만족시키기 위한 솔루션의 도입과 활용이 적극적으로 이뤄져야 할 것이다.
효과적 설계 재사용 구현
많은 제조업체들은 재사용을 고려하나, 그들 사이에 큰 성능적 차이가 여전히 존재한다. 애버딘 그룹의 한 조사 결과는, 많은 기업들이 아직도 기존 설계를 새롭게 변경하는데 고군분투하고 있다고 말한다. 이러한 문제는 현 세대의 설계 도구가 근본적으로 어떻게 작동하는 지를 시사해 주고 있는 것이다.
올바른 설계를 찾는 문제에 당면했다는 것은 효과적인 데이터베이스 및 검색 툴을 구현하는 것으로 귀착된다. 대부분의 데이터베이스 기본 검색은 메타데이터를 기본으로 하거나 속성을 비교하는 기준으로 산정된다. 성공적인 검색에는 엄격하게 일관된 명명 규칙을 구현하고 따르는 것이 요구된다. 하지만 불행히도 이러한 행위는 규칙의 동일한 집합을 따르는 다양한 사람들에 의존하기에 거의 현실에서는 채택되지 않는다.
이런 사항들의 공통적인 특징은, 그들의 분류 방법이나 명명의 문제가 아니라 형태의 문제라는 점이다. 검색 조건에 형태를 추가함으로써 부품 재사용의 개선, 데이터 클린징 촉진 및 다양한 데이터 저장소에 걸친 검색이 수월해진다. 강력한 기하학적 검색 도구는 기업들에게 52% 정도의 재고 자산을 줄이면서 중복을 식별하고 이에 따른 기회를 재사용할 수 있도록 해준다.
설계 및 부품이 위치하면 해결돼야 할 다음 문제는 하나의 설계가 상호의존성을 가진 여러 가지 기능으로 구성돼 있다는 점이다. 기능 기반의 CAD 도구는 사용자가 총체적으로 완벽한 설계를 구성하는 각각의 기하학적인 기능의 순서를 형성해낸다. 종종 상호의존성은 기능의 순서 내에 만들어진다. 이렇듯 상호의존성은 설계 업무 프로세스 단계에서 전면적인 변경을 만드는 데 매우 강력할 수 있으나 아직까지는 제한적인 부분이 있는 것은 사실이다. 실제로 설계 순서 내에서의 기능에 대한 변경 사항은 잘못된 지오메트리를 생성하기 위해 그 후 기능을 강요한다. 사실 애버딘의 연구는 기업의 48%가 변경 후 실패한 융통성 없는 모델에 지속적으로 직면하고 있음을 보여준다. 결국 이러한 관점에서 과제를 해결하기 위한 노력이 필요하다는 것이다.
이를 극복하기 위한 한 가지 방법은 사용자를 양성하고 CAD 능력을 높이는 것이다. 그러나 많은 비용이 요구되며 새롭고 혁신적인 설계를 창조하는 것과는 조금 멀어질 수 있다. 이 점에서 명심해야 할 부분은 원시 및 비원시 데이터와 작업할 수 있는 유연하고 상호 운용이 가능한 설계 소프트웨어 또는 애플리케이션이 핵심 요소라는데 있다. 이는 설계자가 만든 방법에 관계없이 지오메트리를 편집할 수 있으며 동기화된 규칙, 기능 및 지오메트리와 예측 가능한 결과를 제공해줘야 한다.
퍼즐을 할 때 다음에 맞춰야 할 조각은 재사용 가능한 부품 및 템플릿을 설계하는 방법에 비유될 수 있다. 모델이 어떻게 변경될 필요가 있는지 예측하는 것은 쉽지 않으나, 궁극적으로는 계획된 재사용을 필요로 하는 것이다. 재사용 라이브러리를 구현하는 것은 신속하게 재사용 가능한 시스템 템플릿, 부품 라이브러리, 제품 템플릿 등을 포함하는 설계 개체의 넒은 범위를 찾기 위한 일반 플랫폼을 제공한다. 또한 사용자가 개별 개체를 사용하면서 작업흐름의 자동화가 가능하게끔 한다.
마지막으로 설계 재사용의 전략은 설계를 넘어선 문제임을 알아야 한다. 일례로, 작업자가 설계 재사용을 통한 모든 혜택을 얻기 위해서는 다운스트림 프로세스를 보고해야 한다. 기업들은 재사용 시뮬레이션 및 NC 프로그래밍 콘텐츠를 포함하는 재사용 계획을 확장해야만 한다. 다시 말해서 올바른 애플리케이션은 시뮬레이션에 필요한 기능을 제공할 수 있으며, 혹은 제조업체가 지오메트리를 빨리 준비함으로써 분석가가 여러 설계 대안을 빨리 편집하고 시도해 볼 수 있도록 해준다.
필자의 메시지는 분명하다. 검색, 설계, 편집 도구와 함께 체계적이고 기술적으로 능숙한 설계 재사용 구조를 계획하고 구현해 디자인 비용을 줄이는 동시에 생산성을 극대화할 수 있다는 것이 결론인 것이다. 효과적인 설계 재사용을 구현하지 않는 제품 개발 기업들은 상대적으로 경쟁력에 있어 뒤처져있다. 기존 데이터를 찾고 임의 변경을 하고, 재사용이 가능한 부품 및 템플릿을 개발·설계하며, 다운스트림에 의한 효율적이고 원활한 사용을 위해 지오메트리를 적용하고 확대하는 것은 설계자들에게 앞서 비유한 ‘휠의 재창조’ 없이 신상품을 출시하는 듯한 자유를 제공할 것이다.
솔루션 개발 기업 역할 중요
정리하면 앞서 언급한 문제들을 이해하고 해결하기 위해서는 소프트웨어 솔루션을 개발하는 기업들이 매우 중요한 역할을 해야 한다. 예를 들어, 설계 재사용의 필요성은 지멘스 PLM 소프트웨어에서는 고객 중심의 제품 개발 과정에서 일어나는 일들의 일부다. 동기화된 기술과 함께 NX CAD/CAM/CAE 솔루션은 설계자들이 다양한 소스에서의 지오메트리와 함께 작업할 수 있도록 하며, Geolus 형상 검색 기술을 재빨리 설계자의 손끝에서 비슷한 모양의 CAD 모델로 넣을 수 있게 한다. 이러한 기술이 Teamcenter 디지털 라이프 사이클 관리 소프트웨어와 긴밀하게 통합된다면, 기업들은 집합적으로 새로운 제품 개발 비용에 해당 드롭으로 설계 재사용의 상당한 증가를 가능하게끔 한다. 더욱이 협업의 효율성에 있어서, 실제 시간으로는 물리적으로 떨어져 있다 하더라도 작업자 및 관계자 간에 자원 효율성을 증폭하며, 하나의 팀 내에서 일할 수 있게 된다는 궁극적인 효율성과 생산성 증대가 가능해짐을 의미한다.
지멘스 PLM 소프트웨어가 고객들을 위한 비즈니스 가치를 ‘Smarter decisions, better products’로 표현하는 것의 의미와 같이, 시간과 비용을 절약하고 기업들이 보다 나은 제품을 더욱 빠르게 개발하는 것은 더 영리한 제품 개발 의사 결정을 용이하게 하는 협업 환경을 구현하는데 도움이 될 것이며, 그것이 바로 혁신의 구현을 위한 초석인 것이다.
