[논문]항공 산업의 DFSS 적용방법에 관한 연구

성수경; 윤희권; 곽상혁; 변재현

doi:10.7469/jksqm.2012.40.3.316

항공 산업의 DFSS 적용방법에 관한 연구
A Study on Design for Six Sigma Methodology for Aircraft Industry 원문보기

品質經營學會誌 = Journal of Korean society for quality management, v.40 no.3, 2012년, pp.316 - 326

성수경 (한국항공우주산업(주) 조립공정관리팀) , 윤희권 (한국항공우주산업(주) 형식인증팀) , 곽상혁 (한국항공우주산업(주) 훈련체계사업팀) , 변재현 (경상대학교 산업시스템공학부, 공학연구원)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: In this paper, a Design for Six Sigma(DFSS) methodology based on DMADV(Define-Measure-Analyze-Design-Verify) roadmap is presented. Methods: DFSS tools are given for each DMADV phase which is suitable for the aircraft development process. A cost reduction case study of a navigation simulation is demonstrated. Results: DFSS roadmap are presented with implementation tools for each phase. Conclusion: We propose a DFSS methodology which can benefit the design and development personnel to implement DFSS not only in aircraft industry but also in other order-based industries in general.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

K기업 에서는 향후 수출하는 항공기용 시뮬레이터 시장 선점을 위한 경쟁에서 우위를 점해야 하나, 기존 보유하고 있는 시뮬레이터 가격이 경쟁사 대비 높게 책정되어 있는 것으로 확인되었다. 따라서 본 과제의 수행을 통해 기존 시뮬레이터를 최적화하여 원가를 절감하고자 하였다. 비행훈련 시뮬레이터는 영상시스템 외에 7개의 하부시스템, 즉, 입출력 시스템, 음향시스템, 조종실, 교관실, 전원분배시스템, 호스트 시스템, 통합정비콘솔로 구성되어 있다([Fig.
항공 산업에서는 전혀 새로운 개념의 신제품 개발을 하는 것보다 주로 기존 제품을 개선하기 위해 DFSS를 활용하기 때문에 IDOV보다는 DMADV를 적용하는 것이 바람직하다. 본 논문에서는 DMADV에 근거한 항공 산업의 DFSS 적용 방법을 제시하고자 한다.
본 논문에서는 항공 산업에 적합한 DMADV(DefineMeasure-Analyze-Design-Verify) 로드맵에 근거한 DFSS 추진방법을 제시하고 그 적용사례를 살펴 보았다. 항공기 개발 프로세스의 특징을 파악하고, 이에 근거하여 항공 산업에 적합한 DFSS 방법론인 DMADV 로드맵에 기반하여 항공 산업에 적합한 절차와 도구를 제시하였으며, 비행 시뮬레이터의 개발을 통한 원가절감 DFSS 사례를 들어 본 논문의 방법론을 예시하였다.
본 사례는 K기업에서 비행 시뮬레이터의 개발을 통하여 원가를 절감하기 위한 프로젝트에 관한 것이다(곽상혁, 2008). 비행 시뮬레이터는 조종사가 실제 항공기에 탑승하기 전에 가상의 비행체험을 실시할 수 있도록 제작된 모의조종공간을 말한다.

제안 방법

각 분야별 개념설계방안을 바탕으로 [Fig. 14]와 같이 상세설계 전략을 수립하고 최적화 및 최종대안을 결정하였다.
각 하부시스템 별 특징에 따라 개념설계 전략을 상이하게 수립하여 진행하였다. 구매부품인 영상발생장치는 벤치마킹 및 현상분석을 실시하여 개념설계안을 도출하였고, 설계부문은 기능분석을 통해 주요기능 및 부가 기능을 확인하여 최적설계안을 작성하였다([Fig.
각 하부시스템 별 특징에 따라 개념설계 전략을 상이하게 수립하여 진행하였다. 구매부품인 영상발생장치는 벤치마킹 및 현상분석을 실시하여 개념설계안을 도출하였고, 설계부문은 기능분석을 통해 주요기능 및 부가 기능을 확인하여 최적설계안을 작성하였다([Fig. 12]).
기존 제작원가와 각 품목이 가지고 있는 기능을 확인하여 기능 대비 비용이 과도하게 소요된 품목을 확인하고 각 품목별 목표비용을 예측하였으며, 이 품목의 비용들을 CTQ로 선정하였다.
벤치마킹 및 수출지역 지형을 재분석하여 영상발생 장치의 불필요한 기능을 파악하고, 최적화할 경우 저가의 장비를 사용할 수 있음을 확인하였다. 돔 스크린, 탑승로, 프로젝트 선정은 IOC Chart를 통해 세부 설계요소를 도출하였다. 또한 HUD(Head-Up Display) 모의 장치, 전원분배시스템 또한 기능분석을 통해 부가기능 구현을 위해 적용된 고 사양 디자인에 대한 최적화 설계를 수행하였고 제품을 재선정하였다([Fig.
영상발생장치는 Hight End급 전용 장비에서 확장성과 호환성이 뛰어난 PC급으로 채택하였다. 돔 스크린은 해외 우수제품의 소재를 단면분석을 통해 분류하고 국내 지원가능 소재와 대체 가능 소재를 확인한 후 Prototype을 제작하여 시험함으로써 국산화 가능성 확인하였다. 스크린 외형 및 마운트는 요구사항, 기능 및 비용을 최대한 고려하여 재설계를 실시하였다([Fig.
돔 스크린, 탑승로, 프로젝트 선정은 IOC Chart를 통해 세부 설계요소를 도출하였다. 또한 HUD(Head-Up Display) 모의 장치, 전원분배시스템 또한 기능분석을 통해 부가기능 구현을 위해 적용된 고 사양 디자인에 대한 최적화 설계를 수행하였고 제품을 재선정하였다([Fig. 13]).
돔 스크린은 해외 우수제품의 소재를 단면분석을 통해 분류하고 국내 지원가능 소재와 대체 가능 소재를 확인한 후 Prototype을 제작하여 시험함으로써 국산화 가능성 확인하였다. 스크린 외형 및 마운트는 요구사항, 기능 및 비용을 최대한 고려하여 재설계를 실시하였다([Fig.15]).
시뮬레이터에 대한 고객요구사항을 도출하고, [Fig.11]에 나타난 바와 같이 기능비용분석(Function Cost Analysis; FCA) 기법을 이용하여 각 품목별 기능을 상대 비교하였다. 기존 제작원가와 각 품목이 가지고 있는 기능을 확인하여 기능 대비 비용이 과도하게 소요된 품목을 확인하고 각 품목별 목표비용을 예측하였으며, 이 품목의 비용들을 CTQ로 선정하였다.
본 논문에서는 항공 산업에 적합한 DMADV(DefineMeasure-Analyze-Design-Verify) 로드맵에 근거한 DFSS 추진방법을 제시하고 그 적용사례를 살펴 보았다. 항공기 개발 프로세스의 특징을 파악하고, 이에 근거하여 항공 산업에 적합한 DFSS 방법론인 DMADV 로드맵에 기반하여 항공 산업에 적합한 절차와 도구를 제시하였으며, 비행 시뮬레이터의 개발을 통한 원가절감 DFSS 사례를 들어 본 논문의 방법론을 예시하였다.
Define단계는 기존 DFSS와 마찬가지로 개선기회 확인, 목표설정, 팀 구성 및 추진계획수립으로 구분하여 추진된다. 현재의 문제점에 대하여 SWOT 분석, 3C 분석 등을 통해 비즈니스 기회를 확인하고, 이러한 문제를 해결하기 위한 도전적 목표를 정량적으로 설정하며, 프로젝트를 가장 효과적으로 추진하기 위한 팀원을 선정하고, 추진활동계획을 수립한 후, 프로젝트 수행계획서인 팀차터(Team Charter)를 작성한다.

대상 데이터

따라서 본 과제의 수행을 통해 기존 시뮬레이터를 최적화하여 원가를 절감하고자 하였다. 비행훈련 시뮬레이터는 영상시스템 외에 7개의 하부시스템, 즉, 입출력 시스템, 음향시스템, 조종실, 교관실, 전원분배시스템, 호스트 시스템, 통합정비콘솔로 구성되어 있다([Fig. 9]).

성능/효과

현재 시뮬레이터 시장은 약 1,200억원정도이며, 이러한 시장의 선점을 위해서는 가격 경쟁력이 절실한 것으로 판단되었다. K기업 에서는 향후 수출하는 항공기용 시뮬레이터 시장 선점을 위한 경쟁에서 우위를 점해야 하나, 기존 보유하고 있는 시뮬레이터 가격이 경쟁사 대비 높게 책정되어 있는 것으로 확인되었다. 따라서 본 과제의 수행을 통해 기존 시뮬레이터를 최적화하여 원가를 절감하고자 하였다.
셋째, DFSS 방법론을 적용함에 있어서 항공기체계 개발 프로세스로 이미 적용되는 시스템 엔지니어링 프로세스를 최대한 활용하도록 한다(Yoon and Byun, 2012). 넷째, 안전과 품질보장 외에도 원가 절감을 통한 경쟁력을 확보해야 하므로 Mega-Y 과제와 연계하여 항공기의 제작원가 절감의 극대화를 설계 시부터 고려하여야 한다. 3.
예를 들어, 아직 계약이 완료되지 않은 항공기 원가절감 과제의 경우 개선결과 실현시기를 과제 수행 후 4년 동안으로 연장하고 성과보상은 사후관리를 통한 재무평가원(Financial Effect Analyst; FEA)의 검증 후 보상할 수 있도록 해야 한다. 둘째, 과제 수행 시 통계적 방법보다는 시스템의 특성을 고려한 시스템 접근방법(Systems Approach)을 중시해야 한다. 즉, 집합성, 관련성, 목적 추구성, 환경 적응성 등의 특성을 고려하여 과제대상을 선정하고 필요 시 범위를 확장하여 과제를 추진해야 한다(Yoon and Byun, 2011).
벤치마킹 및 수출지역 지형을 재분석하여 영상발생 장치의 불필요한 기능을 파악하고, 최적화할 경우 저가의 장비를 사용할 수 있음을 확인하였다. 돔 스크린, 탑승로, 프로젝트 선정은 IOC Chart를 통해 세부 설계요소를 도출하였다.

후속연구

CATIA를 통한 설계를 실시하여 시뮬레이션 결과와 해당업체 견적입수 결과 제작 및 효과를 확인한 결과한 세트당 44억의 잠재성과가 도출되어 향후 항공기 시뮬레이터 수주 경쟁에서 우위를 점할 수 있을 것으로 기대되었다([Fig. 16]).
DMAIC에 근거한 6시그마나 DFSS 방법론은 일반적으로 양산 산업에서 큰 효과를 발휘하고 수주산업에는 그대로 적용하기가 쉽지 않다. 본 논문에서 제시한 DFSS 추진 방법론은 항공 산업뿐만 아니라 조선, 해양플랜트, 산업용기계, 대형발전기 등 타 분야의 대형 수주산업의 제품개발에도 도움이 될 것으로 기대된다.
1]에 우선 고객의 요구사항에 근거한 형상개발을 통해 형상을, 풍동시험 및 해석을 통해 외형을, 이러한 형상에 근거하여 설계를 최적화한다. 이후에 초도 제작을 통해 조립성, 장착성, 설계오류를 확인하고, 초도 제작된 기체의 비행시험에 앞서 지상시험을 수행하면서 요구된 성능과 기능을 일차 검증하며, 최종적으로 비행시험을 통해 실제 운용환경에서 항공기 성능과 비행안전을 최종 검증함으로써 개발프로세스를 완료하게 된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	DFSS 절차를 활용함에 있어서 유의할 점은 무엇인가?	이러한 DFSS 절차를 활용함에 있어서 유의할 점은 다음과 같다. 우선 사업특성상 개선결과가 미래에 오랜 기간에 걸쳐 실현되는 장기인도기간(Long Lead Time)이 필요한 개발과제에 대해서는 잠재 재무 제도를 운영하여야 한다(성수경 외, 2008). 예를 들어, 아직 계약이 완료되지 않은 항공기 원가절감 과제의 경우 개선결과 실현시기를 과제 수행 후 4년 동안으로 연장하고 성과보상은 사후관리를 통한 재무평가원(Financial Effect Analyst; FEA)의 검증 후 보상할 수 있도록 해야 한다. 둘째, 과제 수행 시 통계적 방법보다는 시스템의 특성을 고려한 시스템 접근방법(Systems Approach)을 중시해야 한다. 즉, 집합성, 관련성, 목적 추구성, 환경 적응성 등의 특성을 고려하여 과제대상을 선정하고 필요 시 범위를 확장하여 과제를 추진해야 한다(Yoon and Byun, 2011). 셋째, DFSS 방법론을 적용함에 있어서 항공기체계 개발 프로세스로 이미 적용되는 시스템 엔지니어링 프로세스를 최대한 활용하도록 한다(Yoon and Byun, 2012). 넷째, 안전과 품질보장 외에도 원가 절감을 통한 경쟁력을 확보해야 하므로 Mega-Y 과제와 연계하여 항공기의 제작원가 절감의 극대화를 설계 시부터 고려하여야 한다. 3.
	DMADV는 어떤 단계로 추진되는가?	DMADV는 Define → Measure → Analyze → Design → Verify의 5개 단계로 추진된다. Define단계는 추진 배경 및 개선기회를 확인하고 목표를 선정한 다음, 과제를 추진할 팀원 선정 및 추진계획을 수립하는 단계이다.
	항공 산업에서 IDOV보다는 DMADV를 적용하는 것이 바람직한 이유는 무엇인가?	항공 산업은 크고 복잡한 개발 프로그램들을 운영하므로 프로그램 차원의 전반적인 DFSS를 적용하는 것은 쉽지 않다(Yoon and Byun, 2011). 항공 산업에서는 전혀 새로운 개념의 신제품 개발을 하는 것보다 주로 기존 제품을 개선하기 위해 DFSS를 활용하기 때문에 IDOV보다는 DMADV를 적용하는 것이 바람직하다. 본 논문에서는 DMADV에 근거한 항공 산업의 DFSS 적용 방법을 제시하고자 한다.

참고문헌 (14)

Chowdhury S.(2002), Design for Six Sigma: the Revolutionary Process for Achieving Extraordinary Profits, Dearborn Trade Publishing, Chicago, IL.
Creveling C. M. , Slutsky J. L., Antis D.(2003), Design for Six Sigma in Technology and Product Development, Prentice Hall PTR, Upper Saddle River, NJ.
Harry M, Schroeder R.(2000), Six Sigma: the Breakthrough Management Strategy Revolut- ionizing the World's Top Corporations, Doubleday, New York, NY.
Kwag, S. H.(2008), "Competitiveness Enhancement by Configuration Optimization of a Navigation Simulator", Proc. of the Six Sigma Mega Conference, Korean Standards Association, pp. 423-444.
Lee, S. J., Byun, J. H.(2007), "A Study on Certification Activities on Aerospace Quality Management System", Journal of the Korean Society for Quality Management, 35(3), pp. 88-99.
Park, S. H.(2003), Six Sigma for Quality and Productivity Promotion, Asian Productivity Organization, Tokyo, Japan.
Sung, S. G., Kim, J. S., Byun, J. H.(2010a), "A Six Sigma Application Methodology for Supply Chain Quality Improvement", Journal of the Korean Society for Quality Management, 38(3), pp. 180-189.
Sung, S. G., Kim, J. S., Byun, J. H.(2010b), "A Study on Mega-Y Project Innovation Activities", Journal of the Korean Society for Quality Management, 38(4), pp. 531-539.
Sung, S. G., Kim, J. S., Yun, T. H., Kim, C. Y., Byun, J. H.(2009), "A Case Study on Small Group Activities for Total Innovation", IE Interfaces, 22(2), pp. 135-143.
Sung, S. G., Yun, T. H., Byun, J. H.(2008), "Six Sigma Performance Evaluation System and a Case Study for Order-Based Industry", Journal of the Korean Society for Quality Management, 36(3), pp. 45-54.
Tennant G.(2002), Design for Six Sigma: Launching New Products and Services without Failure, Gower Publishing, Hampshire, UK.
Yang K., El-Haik B.(2003), Design for Six Sigma: a Roadmap for Product Development, McGraw-Hill, New York, NY.
Yoon, H. K, Byun, J. H.(2011), "A Program Level Appl- ication of Design for Six Sigma in the Aircraft Industry", Industrial Engineering and Management Systems, 10(3), pp. 232-237.

원문보기 상세보기
Yoon, H. K., Byun, J. H.(2012), "A Design for Six Sigma as a Robust Tool in Systems Engineering Process", submitted to Industrial Engineering and Management Systems.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증