제 9 장 상세 설계

제9장 상세설계 9.1 서론 - 상세설계 : 제품이 제작될 수 있도록 모든 세부사항이 결정되는 설계의 최종 단계  품질과 비용 측면에서 적절한 제품을 제작할 수 있게  제품개발을 수행하는 관리부서에 관련 자료를 전달

설계과정

9.2 상세설계에서의 활동과 결정 ╬ 자체제작 혹은 구입 결정 - 품질과 부품의 배송에 대한 신뢰성을 반영 9.2 상세설계에서의 활동과 결정 ╬ 자체제작 혹은 구입 결정 - 품질과 부품의 배송에 대한 신뢰성을 반영 - 비용과 생산능력을 고려 ╬ 부품의 선택과 크기 결정 - 핵심품질로 생각되는 부품 - 복잡한 제품설계의 경우, 설계를 동결해야  성능, 안전이나 비용에 큰 영향을 주는 경우에만, 변경 허용 ╬ 기술 도면 완성 - 부품, 중간 조립품과 조립품 - 부품도면 : 부품의 형상, 치수, 공차 ╬ 자재명세서의 완성 - 부품리스트 : 각 구성요소의 목록 - 생산계획을 세우고 생산 원가를 예측

9.2 상세설계에서의 활동과 결정 ╬ 제품설계사양의 수정 - 설계가 만족해야 하는 현재의 모든 요구를 포함 - 부품의 기술적 성능, 치수, 필요한 시험, 재료, 신뢰성, 설계수명, 선적 ╬ 검증을 위한 프로토타입 시험의 완료 - 제품설계사양을 만족하고 안전하고 신뢰할 만한가를 확인 - 베타 프로토타입 : 제품과 같은 재료와 제작공정으로 만든 것 ╬ 최종 비용 산정 - 세부도면을 이용하여 부품의 마무리 가공에 비용계산

9.2 상세설계에서의 활동과 결정 ╬ 설계 프로젝트 보고서 작성 - 수행한 작업을 기술하고 설계된 내용을 상세하게 설명 - 설계 노하우를 전달하기 위한 핵심문서 : 신뢰성, 특허 ╬ 최종 설계 검토 - 회의 순서 : 제품개념회의  개념설계 검토회의  구체설계 검토회의  최종 [상세설계] 검토회의 ╬ 설계의 제작부서의 이관 - 설계팀의 마지막 활동  장비[공구]를 제작하는 데 시간이 가장 많이 걸리는 부품의 설계를 먼저 전달

9.2 상세설계에서의 활동과 결정

9.3 설계와 제조 정보의 교환 - 설계 데이터를 장비 제작자나 제품의 제작공장에 전달  설계 데이터 : 도면, 설계사양서, 자재명세서, 최종 설계 보고서, 공정 보고서, 엔지니어링 분석, 프로토타입 시험의 결과, 설계 검토 결과, 특허 신청서 9.3.1 도면 [세부 도면에 포함되는 정보] 정투상의 표준도면 - 정면도, 평면도, 측면도 부품의 시각화와 세부사항을 위한 보조도면-단면도, 확대도, 등각도 치수 - 표준 규격에 따름 공차 재료 사양과 특별한 공정 지시 분리선 위치, 빼기구배, 표면처리와 같은 제작의 세부사항

부품도 기하공차 투상도 표면거칠기 치수(공차) 재질

9.3.1 도면 배치도 : 조립된 제품(시스템)에서 모든 부품에 대한 공간적인 관계  제품의 기능을 시각화, 모든 부품에 대한 물리적 공간 확보  제품 구성 단계에서 완전히 개발 조립도 : 설계 의도를 제작부서와 사용자에게 전달하는 도구  한 부품의 다른 부품이 어떻게 연결되는지 보여줌 도면 점검 및 보관 - 도면 점검 : 도면이 설계의 기능을 정확하게 표현하는지 확인  점검 중에 이루어진 변경사항을 기록[표제란(변경란)] - 도면 보관 : 제품 데이터 관리(PDM)로 보관  제품의 설계와 제작 사이의 연결고리를 제공

9.3.1 도면 배치도

9.3.1 도면 조립도

9.3.2 자재명세서

9.3.2 자재명세서

9.3.3 문서 - 비공식문서 : 이메일, 간단한 메모, 설계일지 - 공식문서 : 편지, 기술 보고서, 기술논문과 제안서 ╬ 이메일 - 회의일정 잡기, 서로 다른 멀리 떨어져 있는 엔지니어들 사이의 통신 공식적인 업무 통신문 : 업무용 편지처럼 작성[ 대문자, 철자법과 문법 주의] 모든 메시지에서 유익하고 간결한 제목을 사용 메시지는 짧게 양이 많은 첨부파일은 압축하고, 본문에서 언급 이모티콘이나 개인 사이에 보낼 수 있는 시각자료는 피함 비공식 서명과 명함에 있는 것과 같은 연락처를 포함 회답에 본래 메시지를 포함할 때 불필요하거나 반복적인 정보삭제 회답에 본래 메시지를 포함하지 않을 때, 필요한 세부사항은 인용

9.3.3 문서 ╬ 메모 보고서 (Memorandum reports) - 익숙한 특정한 주제에 관심을 사람이나 그룹을 대상으로 작성 - 3 페이지 이내로 작성[ 결과, 고찰과 결론에 중점 ] ╬ 설계노트 - 설계의도에 대한 전반적인 내용을 제본된 노트에 기록  계획, 분석 계산, 실험 데이터, 참고문헌, 프로젝트에 관한 중요한 의견  정보를 체계화 => 주제목과 부제목을 사용 => 핵심사항과 아이디어에 라벨을 붙임 => 목록 작성 => 페이지 매김

9.3.3 문서 설계노트 유지에 관한 규칙 노트의 앞에 목록을 만든다. 잉크로 쓰고 읽기 쉽게 하여야 한다. 설계 수행과정에서 나온 결과를 다 기록한다. 만약 기록에 오류가 생겼다면, 지우거나 찢지 말고 줄을 긋는다. 모든 데이터는 취득은 원래 형태(스크립 차트, 오실로스코프 사진, 현미경 사진)로 두어야 한다. 대략적인 그래프를 노트에 직접 그리고, 그래프 용지에 다시 작성하여 보고서에 넣는다. 설계과정에서 참고한 문헌 리스트를 작성한다.

9.3.3 문서 ╬ 공식적인 기술 보고서 커버레터 : 커버레터는 사전 통지 없이 보고서를 받을 사람들을 위해 제공되는 간단한 소개 제목 페이지 : 작성자의 이름, 소속과 주소 요약 (결론 포함) : 1페이지 이내 세 단락으로 작성 첫 단락 – 연구대상과 목적 둘째 단락 – 문제에 대한 해결방안 마지막 단락 – 비용절감, 품질 개선, 새로운 사업 기회(사업의 중요성) 목차 : 그림과 표에 대한 목록을 포함 서론 : 보고서에 사용되는 기술적인 사실 본론 : 분석 및 실험절차, 결과, 토의 결론 : 연구에서 이끌어낼 수 있는 결론, 간결한 형식 참고문헌 : 보고서 내용을 뒷받침하는 심층적인 정보 부록 : 수학적 전개, 샘플 계산

9.3.4 기술문서 작성 ╬ 시제 과거 시제 : 완료된 일이나 과거의 일반적인 사건을 묘사 현재 시제 : 보고서에 나타낸 항목이나 아이디어를 인용할 경우 미래 시제 : 미래에 적용 가능한 자료로부터 예측을 할 때 ╬ 참고문헌 저자와 간행물의 정보를 표기 기술논문 : C.O. Smith, Transactions of the ASME, Journal of Mechanical Design, 1980, vol. 102, pp. 787–792. 단행본 : Thomas T. Woodson: “Introduction to Engineering design,” pp. 321–346. McGraw-Hill, New York, 1966. 개인 서신 : J.J. Doe, XYZ Company, Altoona, PA, unpublished research, 2004 내부보고서 : J.J. Doe, Report No. 642, XYZ Company, Altoona, PA, February 2001

9.3.5 회의 - 설계팀 회의 : 설계과정을 공유, 문제점 파악, 문제 해결방안을 찾기 위함 - 설계 브리핑 : 설계의 검토, 회사 임원이나 간부 참석, 간결하고 요점 위주 - 전문학회 강연 : 자신의 경력 개발, 전문가로 명성을 확보

9.3.6 구두 발표 ╬ 설계 브리핑 목적 : 설계팀의 연구성과, CAD시스템의 투자효과 준비 - 강연 주제와 청중 파악 - 청중의 흥미를 끌 수 있는 용어로 - 생각에서 생각으로 이어지도록 - 결론을 먼저 쓰고, 근거 자료를 뒤에 제시 - 첫 슬라이드에 발표자와 팀원들의 이름을 포함 - 시각적 자료를 청중 수에 맞춰서 선정 3) 발표 - 처음 몇 분간, 발표 이유 설명 - 본론에서 충분한 배경지식 제시 - 끝내기 전에 요점과 결론을 전달 - 발표 후에 질문을 받고, 진지하게 답하라.

9.4 최종 설계 검토 세부도면이 완성되어 제작부서에 넘길 무렵  베타 프로토타입 시험이 끝났을 때  베타 프로토타입 시험이 끝났을 때 가장 최신 제품설계사양과 비교하여 설계 검토 리스트 작성  생산을 위한 준비가 되어 있는지를 판단 필요한 사람들이 참석해야  프로젝트에 참여하지 않은 설계전문가: 설계사양의 요구사항 만족 여부  마케팅 전문가나 고객 대표: 품질, 구매력과 현장서비스 수준  제작부서 책임자: 관련 공장장이나 DFM 전문가, 납품업자 대표  법률, 특허, 인간공학 등의 전문가 - 최종검토 순서 : (1) 관련 문서의 제출, (2) 검토회의, (3) 결과의 통보

9.4.1 관련 문서 - 검토할 문서 준비 : 제품설계사양, 품질기능배치해석, 핵심 수치해석, 품질계획 시험계획, 시험결과, 세부도면 및 조립도, 제품사양, 비용계획 - 검토에 참여할 사람 선정 : 합당한 조치를 취할 능력과 권한이 있는 사람 - 참석 대상자에게 회의자료 회의 전에 전달 - 10일 전에 브리핑 : 제품설계사양과 설계 검토 체크리스트를 설명 9.4.2 검토회의 절차 - 최종 설계 검토 : 감사의 성격, 체크 항목별로 통과여부를 결정 - 통과되지 못한 항목은 수정조치 항목으로 분류: 담당자 표시 - 회의록을 작성하여 보관 : 설계결함을 시정할 사람, 내용과 기한도 포함  제품에 대한 특허 소송과 제품 재설계의 중요한 자료 9.4.3 검토의 결과물 - 최종 설계를 제작부서에 넘길 준비가 되었는지를 판단

최종 설계 검토 항목들

최종 설계 검토 항목들

9.5 상세설계 후의 설계와 사업활동 - 기술적인 것(생산 혹은 설계), 경영적인 것(마케팅 혹은 구매) [기술적 활동] 공정계획 : 부품을 제작하는 데 사용할 기계와 순서를 결정  세부도면 (최종치수와 공차) 필요 생산제어 계획 수립 : 제품의 제작 경로선정, 시간계획, 이송 등  자재명세서, 부품의 공정계획이 필요  Just-In-Time(JIT) 제조법을 가장 많이 이용 공구와 고정구 설계 : 상세설계 단계에서 시작 품질 보증 계획 수립 : 제품의 품질을 통계적으로 제어 유지 보수 계획 수립 : 제품에 따라 다름 폐기 계획 수립 : 친환경적으로 폐기처분 생산제품 시험 생산라인에서

9.5 상세설계 후의 설계와 사업활동 [경영적 활동] 납품업체와의 협상 : 부품, 중간 조립품 유통 계획 수립 : 마케팅/영업부서, 창고, 공급장소 등 사용설명서 작성 : 마케팅 부서 보증기간 결정 : 마케팅 부서  예상수명, 신뢰성에 관한 자료에 근거 고객서비스 계획 수립 : 딜러망, 수리센터

9.6 컴퓨터지원방법을 이용한 설계 및 제작의 편의 - 공학설계 : 대량의 정보와 데이터가 만들어지는 복잡한 과정  설계시간을 줄이고, 품질을 향상시키며, 생산비용을 절감해야  Computer-Aided Engineering (CAE)를 많이 활용  표준 공학계산, 도면과 자재명세서를 짧은 시간에 완료

9.6.1 제품수명주기 관리 [Product lifecycle management (PLM)] - 제품의 초기 개념설계에서 제품 폐기까지의 모든 기능을 효과적으로 지원하는 프로그램, 3개의 하부 시스템으로 구성 제품 데이터 관리 (PDM : Product Data Management) : 제품설계와 생산을 연결, 설계데이터베이스 (CAD모델, 설계도면, 자재명세서) 제조공정관리 (MPM : Manufacturing Process Management) : 제품설계와 생산제어를 연결, CAPP [Computer Aided Process Planning] CAM [Computer Aided Manufacturing] MRP [Materials Requirements Planning] 고객관계관리 (CRM : Customer Relationship Management) : 마케팅, 판매, 고객 서비스 등을 지원  전사적 자원관리 (ERP: Enterprise Resource Planning): 제품 입고, 부품구입, 재고관리 등의 제작업무를 통합한 시스템, 최근에는 사업영역도 포함 [인적자원, 회계, 자산관리와 공급체인 관리 등]

9.7 요약 상세설계: 모든 세부사항이 모이고, 결정되는 과정, 경영진도 참여 [상세설계의 순서] 1) 도면 완성 2) 프로토타입의 검증시험 3) 자재명세서의 생성 4) 자제 제작 혹은 외부 구입 여부 결정 5) 설계 검토회의 : 체크리스트와 설계 서류(도면, 시뮬레이션, 시험결과, QFD, FMEA)를 비교 [상세설계 이후의 과정] 공정계획, 장비의 설계, 납품업자와의 혐상, 품질보증계획, 마케팅 계획, 유통계획, 고객서비스 계획, 제품 보수계획, 제품 폐기 계획 * 제품출시: 생산 샘플검증을 통과한 후에 생산된 첫 제품