동시공학

왜 배우는가: 동시공학은 1교시 용어 문제와 구성요소 문제에서 반복해 묻는 개념이다. 정의, 구성요소, 순차공학과의 차이를 정확히 답안에 옮겨야 감점을 막을 수 있다.

출제 이력: 제118회 1교시 5번, 제100회 1교시 8번, 제94회 1교시 7번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

동시공학(CE)은 제품과 관련 공정의 설계를 여러 기능 부서가 개발 초기부터 함께 병행하여 수행하는 통합적 접근 방법이다. 이 정의는 답안지 첫 줄에 그대로 옮길 수 있으며, 제품 개발을 부서별 순차 작업이 아니라 동시 작업으로 보는 관점을 담고 있다.

핵심 키워드는 다음 일곱 가지이다.

• 동시공학(CE): 제품 설계와 제조·지원 공정을 통합하여 병행 수행하는 개발 방식이다.
• 다기능팀: 설계, 생산, 품질, 구매, 협력업체 인력이 한 팀으로 참여하는 조직 구성이다.
• 병행 설계: 제품과 공정을 순차가 아니라 겹친 일정으로 설계하는 방식이다.
• 제조성: 제품이 쉽고 경제적으로 만들어질 수 있는 성질로, 설계 단계에서 반영해야 하는 조건이다.
• 제품 수명주기: 기획, 설계, 생산, 사용, 정비, 폐기에 이르는 제품의 전 과정이다.
• 순차공학: 설계를 끝낸 뒤 다음 부서로 넘기는 직렬 개발 방식으로, 동시공학과 대비되는 개념이다.
• 정보 공유: 설계 데이터를 여러 부서가 같은 기준으로 함께 쓰는 기반이다.

이 일곱 가지 용어는 서로 연결되어 있다. 다기능팀이 병행 설계를 수행하고, 정보 공유가 그 전제가 되며, 제조성과 제품 수명주기가 설계 판단의 기준이 된다. 순차공학은 이 연결을 끊는 방식이므로 동시공학과 함께 묶어 이해해야 한다.

2. 개념 풀이

동시공학의 정식 정의는 제품 및 그에 관련된 제조와 지원 부문을 포함한 여러 과정을 동시적이며 병행적으로 설계하기 위한 시스템 관점의 접근 방법이다. 이 접근 방법의 목적은 개념 설정에서 폐기까지 제품의 전 수명주기에 걸친 품질, 원가, 생산 계획, 고객 요구 조건을 처음부터 함께 고려하는 것이다.

원리는 설계 활동과 후속 활동 사이의 정보 시차를 없애는 데 있다. 순차공학에서는 설계자가 도면을 완성한 뒤 생산 부서로 넘기고, 생산 부서가 제조할 수 없다고 판정하면 설계를 되돌려야 한다. 동시공학은 생산, 품질, 구매 담당자가 설계 초기부터 참여하여 제조성과 조달성을 함께 검토하므로 변경이 설계 단계에서 끝난다. 동시공학의 핵심은 업무 속도를 높이는 것이 아니라 정보를 일찍 공유하여 재작업을 줄이는 것이다.

시스템 관점이란 제품, 공정, 지원 활동을 따로 떼어 최적화하지 않고 하나의 체계로 보는 것을 뜻한다. 가상의 예로, 설계 부서가 부품 수를 줄여 원가를 낮추더라도 조립 공정의 작업 시간이 늘어나면 제품 전체의 원가는 줄지 않을 수 있다. 따라서 동시공학은 부서별 성과가 아니라 제품 전체의 원가와 품질을 기준으로 설계를 판단한다. 단순히 업무를 나란히 진행하는 것은 동시공학이 아니다. 의사결정 권한과 정보 기준이 함께 바뀌어야 하며, 이 점이 단순 병행 작업과 구분되는 지점이다. 동시공학을 실행하는 조건은 설계 초기 단계부터 전 기능 참여이다.

• 공동 의사결정: 여러 기능 부서가 설계 대안을 함께 검토하고 합의하여 결정하는 방식이다. 개별 부서의 최적화보다 제품 전체의 원가와 품질을 기준으로 판단하는 것이 핵심이다.
• 전 생애주기 고려: 제조, 사용, 정비, 폐기 단계의 요구를 설계 단계에서 미리 반영하는 원칙이다. 폐기나 정비 단계의 문제는 양산 이후에 발견되면 설계를 바꾸기 어렵기 때문에 초기에 반영해야 한다.
• 정보 공유 체계: 3D 설계 도구(CAD), 해석 도구(CAE), 제품자료관리(PDM) 등으로 설계 데이터를 여러 부서가 같은 기준으로 보게 하는 체계이다. 데이터가 부서마다 달라지면 동시 작업의 효과가 떨어진다.

3. 등장 배경과 필요성

동시공학이 대두된 배경은 시장 환경의 변화다. 제품 수명 주기가 짧아지고 고객 요구가 빠르게 바뀌면서 개발 기간을 줄이는 능력이 경쟁력을 좌우하게 되었다. 이와 함께 기존 제품개발 방식인 순차공학이 개발 기간과 원가를 늘린다는 문제가 드러났다.

순차공학의 한계는 정보가 뒤늦게 전달되는 구조에서 생긴다. 설계, 생산, 품질, 구매 부서가 앞 단계의 결과를 넘겨받아 일하므로 제조 불가나 품질 기준 미달 같은 문제가 하류 단계에서 발견된다. 이 경우 설계를 다시 열어야 하고, 그 결과 양산 일정이 밀리며 재작업 비용이 증가한다. 동시공학은 이 구조를 바꾸기 위해 나온 개념이다.