예비 설계와 상세 설계

예비 설계와 상세 설계

• 공학 설계 프로세스의 핵심: 해결방안 생성 및 구현
• 예비 설계와 상세 설계: 본격적인 해결방안 구현

예비 설계

• 제품의 아키텍처를 결정하는 단계
• 구체화 설계 혹은 시스템 설계로도 불림

아키택처

• 제품의 기능을 구현하기 위한 물리적 요소의 구성과 배치, 요소 간 관계

힘/에너지의 흐름, 물질으 흐름 신호/데이터 등의 흐름을 표시해 줌
비슷한 관계의 특성을 묶어놓음

모듈성에 따른 아키텍처의 분류

통합형 아키텍처(Integral architecture)
-부품 하나가 여러 기능에 관여함
-부품 간 상호관계가 복잡함
-부품 수는 줄어들지만 부품의 설계복잡도 증가

모듈형 아키텍처(moduar architecture)
-부품 하나하나가 단일적 기능을 수행
-부품 간 상호관계가 단순함
-한 모듈의 변화가 다른 모듈에 미치는 영향이 적고, 모듈 간 조합이 다양함

아키 텍처 설계의 중요성

요소	내용
제품 성능 결정	아키텍처에 따라 제품의 무게, 체결, 내구성, 모양 등이 달라질 수 있음. 부품의 다양성 감소로 제품 경쟁력 향상 가능.
각종 변화에 대한 용이성 결정	아키텍처가 설계 변경의 용이성에 영향을 미침. 모듈화로 업그레이드 및 유지보수 용이.
제품의 다양성(Variety) 영향	모듈화된 아키텍처는 다양한 제품을 생산 가능. 비용 절감 효과를 제공.
부품 공유 가능성 결정	아키텍처에 따라 부품 공유 할 수 있는 부품.   부품 표준화로 개발 및 생산비용 절감 가능.
생산 용이성 및 생산비용 결정	부품 설계 복잡도 감소와 함께 생산 효율성 및 비용 절감.
제조, 공급망, 라이프사이클 영향	제품 개발과 생산, 공급망 관리에 영향을 미침. 나아가 유지보수 및 폐기 과정에서도 차이를 만듦.

비용감소를 위한 예비 설계 방안: 플랫폼 설계

• 플랫폼 설계: 어떻게 하면 더 적은 비용으로 더 다양한 제품을 만들 수 있을까?

소품종 다량 생산(Mass Production)
소품종을 다량으로 생산해서 수익성을 높이고, 판마가를 낮출 수 있었음.

고객 맞춤형(Customization)
개별 고객의 요구를 수용하여서 제품이나 서비스를 고객에게 맞추어서 다양화함.

=>둘을 모두 만족시키기 위한 방법: 매스 커스터마이제이션

플랫폼의 등장 배경: 매스 커스터마이제이션

• 맞춤형 대량 생산을 어떻게 할 것인가? => 부품 공용화

낮은 다양성의 안정된 핵심 부품
높은 다양성의 주변 부품
여러 제품이 공용하는 핵심 컴포넌트가 곧 플랫폼을 구성

플랫폼의 효과

• 규모의 경제: 대량생산으로 생산 비용 절감
• 범위의 경제: 다양한 제품을 효율적으로 생산
• 맞춤화: 다양한 제품을 개인 맞춤형으로 제공

하지만 플랫폼에도 단점이 존재한다.
플랫폼의 부작용: 부품 공유 ↑ → 제품 간 차이↓

모듈형 플랫폼과 레고식 플랫폼

두 가지 방식의 생산을 통해 다양성을 잃치 않고 더 많은 제품 간 부품 공용화를 촉진

https://url.kr/gwqocm

상세 설계

• 제품의 구체적 혀상, 치수, 재료, 부품 구성 등이 결정되는 단계
• 외형디자인을 포함한 최종 설계안이 완성됨
• 이후 프로토타입 제작을 통한 설계점검 및 개선을 거침

https://url.kr/3igldy

• Detail Drawing of a Lever
• Exploded Assembly Drawing: Gear Reducer
• Bill of Material(BOM)