융합제품 개발을 위한 모듈 시스템 도입에 관한 연구

Abstract

한국은 그동안 비약적인 산업발전을 통해 고도성장의 길을 걸어왔다. 이러한 성장배경에는 경제발전을 이끌었던 제조업이 중요한 역할을 담당하였다. 제조업은 초기의 노동집약적 산업에서 자동화에 이르기까지 생산방식의 획기적 변화를 일으키며 성장의 주역으로 자리하였다. 그러나 기술혁신과 정보화를 통한 시대적 흐름에 의해 사회적 환경은 새로운 전환기를 맞게 되었다. 산업화·정보화 사회를 거치면서 산업의 주도권이 하드웨어 중심에서 소프트웨어 중심으로 전환되었고 현재는 서비스업이 제조업의 성장을 능가하여 선도해 나가고 있다. 이렇듯 산업의 발전방향이 서비스업 기조로 개편되었으며, 이러한 결과는 우리가 보유하고 있는 초고속 통신망을 필두로 한 정보서비스 인프라 구축으로 나타나고 있다. 이러한 소프트웨어 위주의 발전이 국내 제조업 기반을 약화시키면서 제조업은 위기에 직면하게 되었다. 제조업이 몇몇 대기업을 중심으로 전개되면서 중소기업들은 어려움에 직면해 있고 다수의 기업들이 하청(OEM방식)에 의한 생산으로 명맥을 유지하는 경향을 보인다. 그러나 인간의 생활에 직접적 연관이 있는 다양한 제품들은 여전히 우리에게 새로운 필요와 편의를 제공하고 있으며, 앞으로도 지속적인 수요를 창출할 것이다. 2000년대 글로벌 경제위기 때에도 새로운 설계와 생산방식의 도입으로 제조업을 강화하였던 독일 등 일부의 국가들은 환경 변화에 크게 흔들리지 않았다. 이미 많은 경제 강국들도 제조업의 중요성을 재조명하여 발전방향을 연구하면서 새로운 도약의 활로를 모색하고 있다. 현재 사회적으로 주목을 받고 있는 핫-이슈는 바로 ‘제 4차 산업혁명’일 것이다. ‘제 4차 산업혁명’은 이미 시작되었고 새로운 기술이 기존의 산업과 융합하여 또 다른 제품과 서비스로 창출되고 있다. 이것은 미래 제품의 발전방향이 스마트 제품과 스마트 생산 공정으로 발전할 것이라는 것을 예측할 수 있게 해 준다. 이러한 산업의 융합은 제품의 진화와도 관련이 있는데, 서로 다른 기술이 융합된 제품들이 더욱 일반화될 것이라고 생각해 볼 수 있다. 기술의 융합은 제품의 설계와 생산에 있어 더욱 난해한 문제를 발생시킬 수 있으며, 소비자의 입장에서는 선택에 대한 혼동을 일으킬 수 있다. 즉, 메커니즘이 복잡한 제품의 경우 구조적 충돌에 의해 설계상의 어려움이 생길 가능성이 있고, 소비자의 입장에서는 자신에게 필요치 않은 기능이 포함된 제품에 대한 선택적 장애나 오류를 일으킬 수 있다. 이렇듯 하나의 제품 안에 다양한 기능을 내장하여 여러 가지 역할을 수행할 수 있도록 하는 복합제품이 미래 제품의 방향이 될 수도 있지만, 이에 따른 새로운 문제가 야기될 수도 있는 것이다. 앞서 보았듯이 제품의 개발과정이나 구매·사용 중에 발생할 수 있는 기능간의 충돌 문제를 해결하고 소비자의 선택적 권리를 보장해 주는 것은 복합제품이 제시해야 할 과제라고 판단된다. 이것은 단순히 여러 기능을 하나로 엮는 것이 아니라 서로 자연스럽게 조화되는 융합이라는 개념에서 풀어나가야 하는 문제이다. 제품의 융합이란 유사하거나 상반된 기능이나 일련의 가치(이미지, 만족감) 등을 하나의 통합된 조직체로 만드는 유기적 개념으로 생각할 수 있다. 서로 다른 것을 하나로 만드는 것은 매우 어려운 일이며, 상황에 따라 다양한 변수가 발생할 수 있기 때문에 탄력적이고 유연한 대처를 필요로 한다. 본 연구는 융합제품 개발에 있어 다양한 기능과 소비자의 가치를 어떻게 하면 유기적으로 융합할 수 있는지를 탐구하는 과정에서 출발하였다. 때로는 유사한, 때로는 상반되는 기능을 하나의 제품으로 통합하고 소비자의 다양한 요구를 수용하여 조화로운 디자인으로 완성할 수 것이 융합의 과제이다. 이러한 문제해결의 일환으로써 ‘모듈 시스템(Module System)’이라는 개념을 도입하고자 한다. 모듈이라는 개념은 원래 건축설계에서 시작되었지만, 현재는 실내디자인, 공학, 인문사회과학, 교육학 등에서도 활용되는 일종의 단위 개념이라 할 수 있다. 제품에서는 비교적 설계가 용이한 가구, 완구 디자인 등에서 활용되고 있는데, 가구의 경우 이미 정해진 단위의 유닛(unit)들을 조합하여 전체 제품을 완성하는 방식을 의미한다. 그러나 복잡한 기구의 결합을 통해 작동되거나, 특히 전기·전자적인 제어가 필요한 제품의 경우에는 설계상의 복잡함과 규격화·표준화의 어려움으로 극히 제한적으로 활용되어 왔다. 따라서 본 연구는 융합제품 개발에 모듈 시스템을 효과적으로 적용할 수 있는 방법의 기본적 체계를 제시하는 것에 중점을 두었다. 연구의 진행 단계는 문헌과 인터넷 자료 등을 통해 융합제품의 개념과 모듈 시스템의 일반적인 내용을 고찰하고, 융합제품 개발이 가능한 분야의 기능적𐄁형태적 융합 요소들을 선별하였다. 여기에서는 이미 모듈 시스템을 도입하였거나 일부 모듈의 개념이 적용된 제품을 조사하여 모듈에 관여하는 요소들을 추출하는 방법으로 진행하였다. 다음은 제품의 성격과 특성에 따른 구성요소들의 작용관계를 추적하였고 모듈의 방법, 구조, 기능, 체결의 특징 등을 분석하였다. 이러한 과정을 통해 제품별로 모듈 도입의 목적, 방식, 유형 등을 분류하여 적용의 기준이 될 수 있는 핵심적 요소들을 선정하였다. 다음은 구체적인 모듈 시스템 적용방법으로 모듈의 최소 단위를 결정하기 위한 기준을 정하였다. 그 기준은 기능과 형태로 이원화된 제품의 기본적 구성요소를 부가요소, 관련요소, 보조요소 등으로 다시 세분화(분해)하여 각 요소에 모듈적용의 가능성을 대입하는 방법으로 진행하였다. 모듈은 각각의 유닛(unit)이 모이거나 결합하여 전체의 시스템으로 통합되는 개체(목적을 갖는 기능이나 형태)의 집합이기 때문에 모듈을 구성하는 각각의 개체로 작용할 수 있는 제품의 구성요소를 기능과 형태의 통합체로 보는 것이다. 다음 단계로는 모듈을 구성하는 각각의 개체(유닛)를 중요도에 따라 평가한 후 우선순위에 의해 재조합하여 통합적 시스템으로 완성하는 과정을 연구하였다. 모듈 시스템을 적용한 제품의 경우 각 개체의 조합은 최종 소비자가 자신의 필요에 의해 구성할 수 있으며, 모듈의 조합에 따라 매우 다양한 융합제품으로 파생될 수 있다. 즉, 예전에 추구하던 ‘다품종 소량생산’의 개념에서 ‘다품종 변량생산’이라는 새로운 개념으로의 진화가 가능해 진다. 마지막으로 성공적인 모듈 시스템 도입을 위한 방법을 제안하였다. 도입 과정을 단계별로 구분하고 각 단계에서 숙지해야 할 개념이나 내용, 중요도, 우선순위 등을 정하여 진행하는 방법으로 구조화하였으며, 최종적으로는 이러한 전체 과정을 체계화된 하나의 통합적 모델로 제시하였다.