모듈설계 번역(한국어 원본)2. Modular design
일반적으로 module은 두 개 이상의 부품이 결합되어 생성된 subassembly들 중 unit function 혹은 독립된 기능을 가지면서 분리 및 재조립이 용이하며 여러 제품과 공유될 수 있는 subassembly로 정의된다.
modular design의 접근 방법에 대한 연구로는 제품의 기능 및 물리적 측면, 공정적 특성을 고려하여 부품간의 modularization를 형성하는 연구가 많이 수행되고 있다. Ericsson[1]등은 module driver와 부품의 기능간의 매트릭스를 작성하여 module structure를 확립하는 방법을 개발하였다. Xuehong[2]등은M(Module), SR(Structural Relationship), IC(Include Condition)들을 이용하여 다양한 product family의 product hierarchy를 공통적으로 표현하고 관리하는 General Product Structure(GPS)를 제안하였다. Stone[3]은 dominant flow, branching flow, conversion-transmission function pair들을 이용하여 module들이 독립적인 기능을 가지도록 분리하는 방법을 제시하였다. Zamirowski 와 Otto[4]는 단독 상품의 일반 기능들 그리고 product family 내의 오직 하나의 제품에서 발견되는 독특한 기능들에서 유사하고 반복적인 기능들을 발견하고 그것들을 module로 분리하였다.
Blackenfelt[5]는MFD(Modular Function Deployment)와 DSM(Design Structure Matrix)이 modularization 에서 어떻게 상호보완적으로 활용될 수 있는지를 보여준다. Katja[6]는 modularization 및 product family design method을 위하여 function architecture를 표현하는 방법인 hierarchical tree, IDEF0, UML등과 Function Structure Heuristic, DSM등의 modular design methodology을 비교하여 modularization 및 platform을 위한 design 프로세스를 제안하였다. Bimal[7]은 품질을 고려한 modular design를 위하여 perceived quality, robust design, axiomatic design를 동시에 고려하도록 fuzzy logic과 Chebyche의 goal programming 모델을 이용하였다. Wang[8] 등은 fuzzy relation와 analytic hierarchy process를 이용하여 물리적, 기능적 특성의 가중치를 평가하고 SA(Simulated Annealing)방법을 활용하여 부품간의 최적 module 및 product family을 제시하였다.
위에서 검토한 다양한 연구들은 부품의 공유 및 제품 다양성, 모델 변경을 고려한 설계 시간 단축 및 제품 cost reduction을 목표로 하고 있다. 본 논문에서는 사용자와 제품간의 신체적 interaction이 소비자의 만족도에 큰 영향을 미치는 제품군의 MC를 위한 제품의 modular design 방법을 제안한다. 이를 위하여 소비자들의 요구 사항과 제품 사이즈의 부적합으로 인한 사용자들의 불편함을 조사하고 이를 기반으로 다양한 소비자들의 신체조건을 만족 시킬 수 있는 modular design procedure를 제안하였다. 본 연구에서는 사무용 의자 설계를 대상으로 하여 modular design 방법론을 개발하였다.
2.1 Customer requirement
MC의 고객 맞춤화를 위해서는 QFD(quality function deployment)[9]를 활용하여 초기 제품개발 활동을 수행할 수 있다. axiomatic design, MFD와 같은 design methodology에서도 고객 요구사항을 design에 반영하는 방법으로 QFD를 언급하고 있다.
본 연구에서는 소비자들의 요구사항에 따른 제품 요소를 정의 하기 위해 Fig. 1와 같이 기존의 제품 중 소비자의 요구사항이 상당히 많이 반영되었다고 생각되는 duoback[10]의자를 대상으로 선정하여 제품 요소를 정의하였다.
또한, 제품을 사용하는 사용자들의 제품 적응성을 높이기 위해 사용자들의 신체 부위별 불편도를 조사하였다[11].
설문조사의 대상은 대기업을 비롯한 중소기업, 연구소 등 총 19개 업체가 선정되었으며, 선정된 19개 업체에 종사하는 사무직 종사자 271명을 대상으로 설문조사를 시행하였다.
설문 조사 내용을 분석한 결과 Fig. 2와 같이 의자의 구성요소들 중 depth of seat, breadth of seat, back에 관해서 상당수의 사용자가 부적합하다고 응답하였다.
이와 같은 결과는 대부분의 의자의 경우 back와 seat은 조절이 불가능하기 때문인 것으로 판단할 수 있다.
그러나 Fig. 3과 같이 height of seat와 같이 조절이 가능한 의자라 하더라도 적지 않은 사용자들이 부적합하다고 응답하였다. 이는 조절이 불가능한 경우에서 부적합하다고 응답한 비율보다는 낮은 수치이기는 하나 조절이 가능한 경우라 할지라도 조절이 용이하지 않거나 조절범위에 결함이 있는 것으로 판단할 수 있다. |
모듈설계 번역(영어 번역본)2. Modular Design
Module is typically defined as a subassembly of two or more components combined that has a unit function or independent function and can be shared with other products because their removal or reassembly are easy.
Currently, there are many studies being carried out for developing modularization between components in regards to product features, physical aspects, and process characteristics. Ericsson [1], etc. drew up a matrix between a module driver and components’ functions and developed a method for establishing a module structure. Xuehong [2], etc. presented General Product Structure (GPS) that commonly represent and manage product hierarchy in various product families using M (Module), SR (Structural Relationship), and IC (Include Condition). Stone [3] presented a method to separate modules to have independent function using dominant flow, branching flow, and conversion-transmission function pair. Zamirowski and Otto [4] discovered similar and repetitive functions in general functions in independent products and unique functions found in only one product in a product family and separated them as modules.
Blackenfelt [5] showed how MFD (Modular Function Deployment) and DSM (Design Structure Matrix) can complement each other in modularization. Katja [6] proposed a design process for modularization and platform by comparing the methods for expressing the function architecture for modularization and the product family designs such as hierarchical tree, IDEFO, and UML and modular design methodologies such as Structure Heuristic and DSM. Bimal [7] used fuzzy logic and goal programming model by Chebyche to simultaneously consider a perceived quality, robust design and axiomatic design for quality modular design. Wang [8], etc. evaluated the weight of physical and functional quality using fuzzy relation and analytic hierarchy process and presented an ideal module and a product family among components, utilizing SA (simulated Annealing) method.
Goals of the studies examined above are design time reduction considering the suitability of components, product variations, model changes and product cost reduction. This study proposes a modular design method for products for MC that physical interaction between users and products has a great influence on consumer satisfaction. To achieve this, the study researched users’ discomfort from unsuitability between consumers’ requirements and product size, and proposed a modular design procedure that can satisfy various consumers’ physical conditions base on the research. This study developed a modular design methodology with office chairs as a subject of the study.
2.1 Customer Requirement
Early stage product development can be performed utilizing QFD (Quality Function deployment) [9] for customer customization in MC. Design methodology such as axiomatic design and MFD also mention QFD as a method to reflect customer’s design requirements.
This study chose Duoback [10] chair. This chair model is considered to reflect many consumer requirements in existing products. We defined product elements according to consumer requirements as in Fig. 1.
Also, users’ discomfort by body parts was researched to improve product users’ product adaptability [11].
The test subjects were 19 companies including large corporations, small and medium businesses, and research institutes, and survey of 271 office workers in the 19 companies was conducted.
A significant number of users commented that the depth of the seat, breadth of seat, and back were unsuitable in the survey analysis as in Fig. 2.
Such responses were due to the fact that the back and seat are not adjustable in most chairs.
However, many users also answered that adjustable chairs for height of the seat are unsuitable as shown in Fig. 3. Although this value was lower than that for not-adjustable chairs, it is concluded that even adjustable chairs are not easy to adjust or their adjustable range is limited. |
