7.2 제품개발기술

출제기준

7. 생산지원기술 및 기타 › 2. 제품개발기술

출제 경향

총 46문항 출제 (1교시 단답형 21 · 2~4교시 논술형 25) · 최근 10개 회차(109~139회) 17문항 · 최근 출제 제139회

주제	출제 수	출제 회차
7.2.1 신제품 개발 프로세스	10	65회, 68회, 70회, 73회, 79회, 91회, 100회, 109회, 130회
7.2.2 품질기능전개(QFD·HOQ)	5	65회, 70회, 76회, 82회, 121회
7.2.3 동시공학(CE)	5	73회, 94회, 97회, 100회, 124회
7.2.4 제조용이성 설계(DFM)와 원가지향 설계	5	65회, 82회, 94회, 124회, 127회
7.2.5 모듈러 설계·VRP·제품 플랫폼	7	79회, 85회, 97회, 115회, 136회
7.2.6 DFSS와 설계 검토	4	63회, 65회, 115회
7.2.7 창의적 설계 기법(TRIZ·Pugh·디자인 사고)	5	82회, 100회, 112회, 121회
7.2.8 제품 데이터·수명주기관리(PDM·PLM·BOM)	3	65회, 133회, 139회
7.2.9 기타 설계 기법(유니버설 디자인·역설계)	2	85회, 115회

목차

1. 신제품 개발 프로세스
2. 품질기능전개(QFD·HOQ)
3. 동시공학(CE)
4. 제조용이성 설계(DFM)와 원가지향 설계
5. 모듈러 설계·VRP·제품 플랫폼
6. DFSS와 설계 검토
7. 창의적 설계 기법(TRIZ·Pugh·디자인 사고)
8. 제품 데이터·수명주기관리(PDM·PLM·BOM)
9. 기타 설계 기법(유니버설 디자인·역설계)

7.2.1 신제품 개발 프로세스

신제품 개발 과정 (68·100·109회)

flowchart LR
    A["① 아이디어 창출"] --> B["② 아이디어 선별"] --> C["③ 제품 개념 개발·<br/>타당성 검토"] --> D["④ 예비 설계"] --> E["⑤ 최종(세부) 설계"] --> F["⑥ 시제품·시험"] --> G["⑦ 시험 마케팅"] --> H["⑧ 상업화(양산·출시)"]

단계	주요 내용
아이디어 창출	고객 요구(VOC), 연구개발, 경쟁사, 영업·현장 제안에서 아이디어 수집
아이디어 선별	전략 적합성·시장성·실현 가능성으로 걸러냄
개념 개발·타당성	제품 개념 정의, 시장성·기술성·경제성 검토
예비 설계	대안 개념 비교, 핵심 기능·구조 결정
최종 설계	상세 사양·도면 확정 — 아래 세부 과정
시제품·시험	성능·신뢰성 시험, 설계 검증·유효성 확인
시험 마케팅	일부 시장에서 반응 확인
상업화	양산 준비, 출시

최종 설계의 세부 과정 (109·130회): ① 기능 설계(성능·신뢰성·보전성 등 기능 요구를 충족) → ② 형태 설계(외관·형상·크기·색상 등 사용자 관점) → ③ 생산 설계(제조 용이성, 표준 부품, 공차, 원가) → 시제품 시험 → 설계 확정

예비 설계와 최종 설계 (130회): 예비 설계는 여러 개념 대안 중 최선안을 고르고 기본 구조를 정하는 단계이고, 최종 설계는 선택된 안을 상세 사양·도면·공차까지 확정해 생산할 수 있게 만드는 단계다. 제품수명주기(PLC)는 1.5.2를 참고한다.

단계-관문(Stage-Gate) 관리: 각 단계 끝에 관문(Gate) 심사를 두어 계속·보류·중단을 결정해 개발 위험을 관리한다.

신제품 아이디어의 타당성 검토 (70회)

평가	내용
시장성	시장 규모·성장성, 고객 수요, 경쟁 상황
기술성	기술 확보 가능성, 개발 난이도·기간
경제성	개발비·투자비, 예상 매출·이익, 회수기간
생산성(제조 가능성)	기존 설비·공정 활용 가능성, 원자재 조달
전략 적합성	기업의 핵심역량·제품 포트폴리오와의 적합성
법·환경	규제·인증, 특허, 환경 영향

고객 요구 파악 기법 (65회)

① 설문조사(정량적으로 다수 고객의 의견 수집) ② 포커스 그룹 인터뷰(FGI)(소수 고객과 심층 토론) ③ 관찰·에스노그래피(실제 사용 환경 관찰로 숨은 요구 발견) — 이 밖에 심층 면접, 클레임·VOC 분석, 컨조인트 분석

기타 개념

• MGPP & TD (65회): 다세대 제품 계획(MGPP)은 제품을 여러 세대에 걸쳐 기능을 진화시키는 장기 로드맵이고, 선행 기술 개발(TD)은 제품 개발에 앞서 필요한 기술을 미리 확보하는 활동이다. 목적: 장기적인 제품 경쟁력의 지속, 세대별 출시 시기와 자원의 계획적 배분, 제품 개발 단계의 기술 위험·개발 기간 감소
• R&BD (79회): 연구개발 단계부터 시장과 사업화를 염두에 두고 기술 개발 → 제품화 → 사업화까지 연계하는 연구개발(Research & Business Development)
• 신제품 개발의 마케팅 전략 (73회): 시장 세분화·표적시장·포지셔닝(STP) → 제품 컨셉 → 가격·유통·촉진(4P) → 시험 마케팅 → 출시 시기 전략(선발자·후발자)
• 제품 디자인에 활용되는 기법 (91회): QFD, 동시공학, DFM·DFA, 모듈러 설계, VE, 강건 설계, FMEA, CAD·CAE

답안 작성 포인트

• 신제품 개발 과정은 단계 흐름도 + 단계별 내용 표로 쓴다. 문제가 설계 과정을 강조하면 예비 설계 / 최종 설계(기능·형태·생산 설계)를 자세히 쓴다.

관련 기출 10문항 (65회, 68회, 70회, 73회, 79회, 91회, 100회, 109회, 130회)

• 제65회(2001) 2교시 6번 · 25점
  제품개발에서 다세대상품 및 선행개발(MGPP & TD) 기획을 하는 목적을 설명하시오.
• 제65회(2001) 4교시 4번 · 25점
  소비자 needs 파악을 위한 기법 3가지를 설명하시오.
• 제68회(2002) 3교시 1번 · 25점
  신제품개발과정을 단계적으로 설명하시오.
• 제70회(2003) 4교시 6번 · 25점
  새로운 제품개발을 위한 아이디어가 창출되었을 때, 이 아이디어를 제품개발로 곧장 선정하는 것은 아니다. 새로운 제품아이디어에 대해 타당성 검토과정을 적용한다. 타당성 검토는 일반적으로 어떤 평가들을 한는가 ?
• 제73회(2004) 3교시 6번 · 25점
  신제품 개발시 마케팅측면의 전략과 개발절차를 단계별로 설명하시오.
• 제79회(2006) 1교시 12번 · 10점
  R&BD(Research & Business Development)의 정의
• 제91회(2010) 4교시 2번 · 25점
  제품의 디자인 및 개발과정과 제품디자인에 활용되는 기법들을 설명하시오.
• 제100회(2013) 3교시 4번 · 25점
  제품개발과정의 단계별 주요 내용을 설명하시오.

• 제109회(2016) 4교시 2번 · 25점
  신제품의 개발 및 설계에 대하여 아래 물음에 답하시오.

  문제 전문

  신제품의 개발 및 설계에 대하여 아래 물음에 답하시오.
  (1) 신제품의 개발과정을 설명하시오.
  (2) 최종설계의 세부과정을 설명하시오.

• 제130회(2023) 4교시 5번 · 25점
  제품 라이프 사이클(PLC)에 대하여 각 단계별로 그림을 그려서 설명하고, 제품설계 과정에 대하여 예비설계와 최종설계(세부설계)로 나누어 각 단계별로 설명하시오.

7.2.2 품질기능전개(QFD·HOQ)

품질기능전개(QFD) (65·70·85회)

정의: 고객의 요구(VOC)를 제품의 기술 특성(설계 품질)으로 바꾸고, 이를 부품 특성 → 공정 조건 → 생산 계획까지 단계적으로 전개하는 품질 설계 기법이다(아카오 요지, 일본).

4단계 전개: ① 제품 계획(품질의 집, HOQ) → ② 부품 전개 → ③ 공정 계획 → ④ 생산 계획

효과: 고객 요구에 맞는 제품 개발, 설계 변경·개발 기간 감소, 부서 간 의사소통 향상, 개발 지식의 축적

품질의 집(House of Quality) (76·121회)

flowchart TB
    R["⑤ 지붕: 기술 특성 간 상관관계"]
    H["③ 기술 특성(How)"]
    W["① 고객 요구(What)<br/>② 중요도"] --- M["④ 관계 행렬<br/>(요구 ↔ 기술 특성)"] --- C["⑥ 경쟁사 비교·<br/>기획 품질"]
    T["⑦ 기술 특성의 중요도·목표값·기술 경쟁 평가"]
    R --- H --- M --- T

구성 요소	내용
① 고객 요구(What)	고객이 원하는 품질을 고객의 언어로 정리
② 중요도	각 요구의 상대적 중요도
③ 기술 특성(How)	요구를 실현하는 측정 가능한 설계 특성
④ 관계 행렬	요구와 기술 특성의 관계 강도(강 ◎ 9, 중 ○ 3, 약 △ 1)
⑤ 상관 행렬(지붕)	기술 특성끼리의 상충·보완 관계
⑥ 고객 경쟁 평가	자사·경쟁사 제품에 대한 고객 평가, 기획 품질 설정
⑦ 기술 평가·목표값	기술 특성의 중요도(관계 점수 × 요구 중요도의 합), 목표값

신제품 개발 사례 – 승용차 문

고객 요구(중요도)	닫는 힘(N)	차음 성능(dB)	밀폐 압력	무게(kg)
쉽게 닫힌다 (5)	◎ 9		○ 3	○ 3
바깥 소음이 적다 (4)		◎ 9	◎ 9
비가 새지 않는다 (4)			◎ 9
기술 중요도	45	36	87	15
목표값	30N 이하	45dB 이하	기준 이상	20kg 이하

→ "밀폐 압력"의 기술 중요도가 가장 높다. 지붕에서는 밀폐 압력을 높이면 닫는 힘이 커지는 상충 관계가 드러나므로, 두 특성을 함께 만족하는 설계 개선(공기 배출 구조 등)이 과제가 된다. (점수는 설명용 예시)

Design Planning 단계의 고객 요구 파악과 요구 품질 전개 (82회)

1. 고객 요구 수집: 인터뷰·설문·클레임·관찰로 VOC 수집
2. 요구 품질 전개표 작성: 원시 VOC를 요구 품질로 바꾸고 친화도법으로 1차 → 2차 → 3차 항목으로 계층화
3. 중요도 평가: 설문·AHP로 요구 품질의 중요도 산정
4. 기획 품질 설정: 자사·경쟁사 비교, 목표 수준·개선율·세일즈 포인트 결정
5. 품질 특성 전개: 요구 품질을 측정 가능한 품질 특성으로 변환하고 관계 행렬 작성

답안 작성 포인트

• QFD는 정의 → 4단계 전개 → 품질의 집 그림(7개 구성 요소) → 사례 표 순서로 쓴다. 121회처럼 사례를 요구하면 간단한 HOQ 표를 직접 만든다.

관련 기출 5문항 (65회, 70회, 76회, 82회, 121회)

• 제65회(2001) 1교시 1번 · 10점
  QFD(Quality Function Deployment)
• 제70회(2003) 1교시 12번 · 10점
  QFD(Quality Function Deployment)
• 제76회(2005) 1교시 10번 · 10점
  품질의 집(HOQ)의 개념.
• 제82회(2007) 4교시 6번 · 25점
  신제품 개발시에 QFD의 Design Planning 단계에서 고객요구파악 및 요구품질전개에 대해 설명하시오.
• 제121회(2020) 4교시 3번 · 25점
  품질기능전개(Quality Function Deployment)에서 활용하는 방법인 품질의 집(House of Quality)을 신제품 개발 사례를 들어서 설명하시오.

7.2.3 동시공학(CE)

동시공학(CE)과 순차공학(SE) (94·124회)

동시공학(Concurrent Engineering)은 제품 개발 초기부터 설계·생산기술·품질·구매·마케팅·협력사가 부서 횡단팀으로 동시에 참여해, 제품과 공정을 병행 설계하는 개발 방식이다.

구분	순차공학(SE)	동시공학(CE)
진행 방식	기획 → 설계 → 생산기술 → 생산을 차례로 넘김("담장 너머로 던지기")	여러 단계를 겹쳐서 병행
조직	기능 부서별	부서 횡단팀(CFT)
설계 변경	후반에 문제가 드러나 변경이 많음	초기에 문제를 반영해 변경 감소
개발 기간·비용	길고 큼	짧고 작음
정보 공유	단계 끝에 일괄 전달	실시간 공유(PDM·PLM)

동시공학의 구성 요소와 효과를 얻기 위한 요소 (73·100회)

1. 부서 횡단팀(CFT)과 강한 프로젝트 관리
2. 정보 공유 체계: CAD·CAE, PDM·PLM, 공용 데이터베이스
3. 설계 도구: QFD, DFM·DFA, FMEA, 강건 설계
4. 공급자 조기 참여(ESI)
5. 경영층의 지원과 협업 조직 문화, 개발 프로세스의 표준화

스톨(Stoll)의 4C 원칙 (97회)

원칙	내용
Concurrence(동시성)	제품 설계와 공정 설계를 같은 시간대에 동시에 진행
Constraints(제약)	제품과 공정의 제약 조건을 설계에 함께 반영
Coordination(조정)	제품과 공정이 서로 맞도록 긴밀히 조정
Consensus(합의)	주요 의사결정에 팀 전원이 참여해 합의

답안 작성 포인트

• CE는 SE와의 비교표(개발 기간 단축 그림 포함)와 성공 요소를 쓴다. 겹쳐진 막대 그림으로 병행 진행을 보여 주면 효과적이다.

관련 기출 5문항 (73회, 94회, 97회, 100회, 124회)

• 제73회(2004) 4교시 2번 · 25점
  동시공학(CE : Concurrent Engineering)을 도입하여 효과를 얻기 위한 요소에 대하여 설명하시오.
• 제94회(2011) 1교시 7번 · 10점
  CE(Concurrent Engineering)
• 제97회(2012) 1교시 6번 · 10점
  동시병행설계/공학(Concurrent Engineering)에 대해 ITI(Industrial Technology Institute)의 스톨은 설계를 보다 효과적으로 수행하는 원칙을 4가지로 설명하였는데, 이 4가지(4C)에 대하여 설명하시오.
• 제100회(2013) 1교시 8번 · 10점
  동시공학(Concurrent Engineering)의 구성요소
• 제124회(2021) 2교시 2번 · 25점
  동시공학(Concurrent Engineering, CE)과 순차공학(Sequential Engineering, SE)에 대하여 각각의 개념과 차이점을 설명하시오.

7.2.4 제조용이성 설계(DFM)와 원가지향 설계

제조용이성 설계(DFM) (82·94·124회)

정의: 제조 공정의 능력과 제약을 설계 단계에서 반영해, 제품을 쉽고 경제적이며 품질 좋게 만들 수 있도록 설계하는 방법이다. 제품 원가의 대부분이 설계 단계에서 결정되기 때문에 필요하다.

필요한 개념과 방법론

원칙	내용
부품 수 감소	기능을 통합한 다기능 부품, 일체 성형
표준·공용 부품	표준 체결 부품, 기존 부품 재사용
모듈화	하위 조립 단위로 분리해 병렬 조립
조립 용이 설계(DFA)	위에서 아래로 한 방향 조립, 스냅핏으로 나사 축소, 자가 위치 결정
공차 적정화	공정 능력에 맞는 공차(과잉 정밀도 배제)
가공 용이 형상	금형·가공에 맞는 형상(구배·두께 균일)
실수방지 설계	잘못 조립할 수 없는 비대칭 형상

방법론: Boothroyd-Dewhurst의 DFA 조립 효율 지수, 설계 검토(DR), 동시공학 팀, CAD 기반 제조성 분석 — 서비스성·환경까지 확장한 개념을 DFX라 한다.

원가 절감을 위한 설계 방식 (127회)

설계 방식	내용
DFM·DFA	제조·조립 용이성 반영
VE(가치공학)	기능 대비 원가 최적화
목표원가 설계(Design to Cost)	목표원가를 설계 목표로 설정해 달성
모듈러 설계·부품 공용화(VRP)	부품 종류 축소, 규모의 경제
표준화 설계	표준 부품·재질·공정 사용
동시공학	설계 변경 감소, 개발 기간 단축
강건 설계·공차 설계	값싼 부품으로도 품질 확보

모델 다양화로 손익이 악화된 A전자 (65회)

현행 개발상의 문제점: 모델 수 증가에 따른 부품·금형·재고의 증가, 모델별 개별 설계로 부품 공용화 부족, 개발 단계의 원가 검토 부족, 설계 변경 반복과 개발 기간 장기화 → 원가 증가율(15%)이 매출 증가율(10%)을 웃돎

개선 전략: ① 플랫폼·모듈화로 공통 부분과 차별 부분 분리 ② VRP로 부품 종류 축소·공용화 ③ 목표원가 기획과 VE ④ DFM·DFA ⑤ 동시공학과 설계 표준·재사용 체계

답안 작성 포인트

• DFM은 정의(왜 설계 단계인가) → 설계 원칙 표 → 방법론(DFA 지수·DR) 순서로 쓴다.
• 원가 절감 설계 방식은 "모두 쓰라"는 문제가 많으므로 7가지 정도를 표로 정리해 둔다.

관련 기출 5문항 (65회, 82회, 94회, 124회, 127회)

• 제65회(2001) 4교시 2번 · 25점
  Global Market을 대상으로 성장전략을 전개하는 A전자는 참여시장의 증가로 Model수의 다양화가 진행되고 있다. 지난 1년간의 경영 실적을 분석하니 전년대비 매출액은 10% 증가하였으나 매출총원가는 15%가 증가하여 손익이 악화되고 있다. 귀하가 제품개발을 담당하는 임원이라면 현행 개발상의 문제점을 나열하고 개선전략을 제시하시오.
• 제82회(2007) 4교시 1번 · 25점
  제조용이성 설계(Design for Manufacturability : DFM)에 대하여 정의하고 필요한 개념과 방법론을 설명하시오.
• 제94회(2011) 1교시 9번 · 10점
  제조용이성 설계(DFM: Design For Manufacturability)
• 제124회(2021) 1교시 5번 · 10점
  DFM(Design For Manufacturability)
• 제127회(2022) 2교시 5번 · 25점
  신제품을 개발하고 설계하는 과정에서 원가절감을 위한 설계방식을 모두 쓰고, 각각에 대하여 설명하시오.

7.2.5 모듈러 설계·VRP·제품 플랫폼

모듈러 설계 (97·115·136회)

개념: 제품을 표준화된 인터페이스를 가진 독립 기능 단위(모듈)로 나눠 설계하고, 모듈의 조합으로 다양한 제품을 만드는 설계 방식이다.

모듈화의 목적 (136회): ① 다양한 고객 요구에 적은 원가로 대응(대량맞춤) ② 부품 공용화로 규모의 경제와 원가 절감 ③ 병렬 개발·생산으로 개발·생산 기간 단축

관점	장점 (136회)
Q 품질	검증된 모듈 재사용과 모듈 단위 검사로 품질 안정
D 납기	모듈 병렬 생산·조립으로 리드타임 단축
F 유연성	모듈 조합으로 다양한 사양에 신속 대응
R 위험	설계 변경·고장의 영향이 해당 모듈에 국한
C 원가	공용화·대량 생산으로 원가 절감, 재고 감소

관점	단점 (136회)
Q 품질	모듈 간 인터페이스 문제, 전체 최적보다 성능이 낮을 수 있음
C 원가	모듈 표준 개발에 초기 투자, 과잉 사양으로 일부 제품 원가 상승
기타	제품 간 차별성 약화, 경쟁사의 모방 용이, 아키텍처가 고착되어 혁신 제약

VRP(Variety Reduction Program) (85·115회)

필요성: 고객 요구 다양화로 제품 종류가 늘면 부품 수·금형·재고·관리 비용이 급증한다. VRP는 제품 다양성은 유지하면서 부품·공정의 다양성을 줄이는 활동이다.

VRP 5대 개념	내용	예
① 고정과 변동	변하지 않는 부분은 고정·표준화하고, 바뀌는 부분만 분리	휴대폰 본체 공통, 외장 커버만 변경
② 편성의 조합(모듈화)	적은 수의 모듈 조합으로 많은 제품 구성	모듈 3종 × 4종 = 12개 모델
③ 다기능의 집약(GT)	여러 부품의 기능을 하나로 통합, 유사 부품을 그룹화	브래킷 3개를 하나의 공용 브래킷으로
④ 범위(Range)	사양의 적용 범위를 넓혀 부품 종류 축소	전압 범위가 넓은 전원부 하나로 여러 국가 대응
⑤ 계열(Series)	크기·용량을 표준수(등비 수열)로 계열화	모터 용량을 1·2·4·8kW 계열로 정리

제품 플랫폼 (79회)

의미: 여러 파생 제품이 공유하는 공통 부품·구조·기술의 집합이다. 플랫폼을 바탕으로 짧은 기간에 다양한 제품을 만든다.

전략 유형: 세분시장 특화, 수평적 활용, 수직적 확장(상향·하향·양방향), 교두보(Beach Head) — 자세한 내용은 1.1.5를 참고한다.

베네통의 차별화 지연 (115회)

베네통은 실을 먼저 염색한 뒤 스웨터를 짜던 공정을 바꿔, 염색하지 않은 스웨터를 먼저 짜 두고 판매 시즌에 유행 색상이 확인되면 염색했다. 제품의 차별화(색상) 시점을 늦춰 공통 반제품 단계에서 수요를 합쳐 관리하므로 예측 오차·재고·품절이 줄었다. 이를 위해 공정 순서를 바꾸고 염색 기술을 개발하는 제품·공정의 재설계가 필요했다.

답안 작성 포인트

• 136회처럼 관점(QDFRC)을 지정하면 그 관점을 표의 행으로 그대로 쓴다.
• VRP 5대 개념은 개념 + 구체적 예를 함께 쓴다.

관련 기출 7문항 (79회, 85회, 97회, 115회, 136회)

• 제79회(2006) 4교시 5번 · 25점
  Global Marketing을 위한 생산공급체제에서 제품플랫폼(Product Platform)의 선정은 주요 성공요건이다. 제품플랫폼의 의미를 정의하고 전략유형 3가지 이상을 기술하시오.
• 제85회(2008) 4교시 6번 · 25점
  부품수 삭감 및 공용화계획(Variety Reduction Planning)의 필요성과 VR의 5대 개념(분석방법)에 대하여 설명하시오.
• 제97회(2012) 1교시 4번 · 10점
  모듈러 설계(Modular Design)의 개념을 설명하고, 장단점을 각각 3가지씩 쓰시오.
• 제115회(2018) 1교시 8번 · 10점
  제품설계기법의 하나인 베네통(Benetton)의 차별화 지연(Delayed differentiation)

• 제115회(2018) 3교시 1번 · 25점
  제품과 생산의 관련성에서 표면화되는 다양성의 문제는 VRP(Variety Reduction Program)의 5대 개념을 적용시켜 해결할 수 있다. 다음 VRP의 5대 개념에 대하여 예를 들어 설명하시오.

  문제 전문

  제품과 생산의 관련성에서 표면화되는 다양성의 문제는 VRP(Variety Reduction Program)의 5대 개념을 적용시켜 해결할 수 있다. 다음 VRP의 5대 개념에 대하여 예를 들어 설명하시오.
  1) 고정과 변동
  2) 편성의 조합(모듈화)
  3) 다기능의 집약(GT)
  4) 범위(Range)
  5) 계열

• 제115회(2018) 3교시 6번 · 25점
  모듈러 설계의 정의, 장점 및 한계점에 대하여 설명하시오.

• 제136회(2025) 2교시 4번 · 25점
  모듈화의 목적 3가지와 모듈화의 장점을 Q(Quality), D(Delivery), F(Flexibility), R(Risk), C(Cost) 관점에서 설명하고, 단점을 Q, C, 기타(일반) 관점에서 설명하시오.

7.2.6 DFSS와 설계 검토

설계 검토·검증·유효성 확인 (63회, ISO 9001)

구분	설계 검토(Design Review)	설계 검증(Verification)	설계 유효성 확인(Validation)
목적	설계 결과가 요구사항을 충족할 능력을 평가하고 문제를 찾아 대책	설계 출력이 설계 입력(요구사항)을 충족하는지 확인	완성된 제품이 의도한 용도·사용 요구를 충족하는지 확인
질문	설계가 제대로 진행되고 있는가?	제대로 만들었는가?(Built it right)	올바른 것을 만들었는가?(Built the right thing)
방법	단계별 검토 회의(관련 부서 참여)	계산 검토, 시험, 도면·사양 대조, 시제품 시험	실제 사용 조건 시험, 시범 사용, 고객 평가
시점	설계의 적절한 단계마다	설계 출력이 나온 후	출하·사용 전

DFSS와 Design Scorecard (65·115회)

DFSS(Design for Six Sigma)는 신제품·신공정을 설계 단계부터 6시그마 품질 수준으로 만드는 방법론이다(DMADV·IDOV). 자세한 내용은 5.4.5를 참고한다.

Design Scorecard (65회): DFSS에서 설계의 품질 수준을 예측·평가하는 점수표다. 고객 핵심 특성(CTQ)별로 설계의 예측 성능, 부품·공정의 공정능력(시그마 수준), 예상 결함률을 집계해 설계가 목표 품질을 달성할 수 있는지 판단하고, 약한 부분을 설계 개선 대상으로 삼는다. 보통 성능·부품·공정·소프트웨어 점수표로 나눈다.

답안 작성 포인트

• 설계 검토·검증·유효성 확인은 목적·방법·시점 비교표와 "Built it right vs Built the right thing"의 구분이 핵심이다.

관련 기출 4문항 (63회, 65회, 115회)

• 제63회(2001) 4교시 6번 · 25점
  ISO 9001에서 요구하는 제품설계시 고려해야 할 설계검토(Design Review), 설계검증(Design Verification), 설계 유효성 확인(Design Validation)에 대하여 설명하시오
• 제65회(2001) 1교시 2번 · 10점
  Design Score Card
• 제65회(2001) 1교시 13번 · 10점
  DFSS(Design for 6σ)
• 제115회(2018) 1교시 4번 · 10점
  DFSS(Design For Six Sigma)

7.2.7 창의적 설계 기법(TRIZ·Pugh·디자인 사고)

TRIZ (82·100·121회)

개념: 러시아의 알츠슐러(G. Altshuller)가 수십만 건의 특허를 분석해, 발명 문제를 해결하는 보편적 원리와 패턴을 정리한 창의적 문제해결 이론이다. 시행착오가 아니라 모순을 해결하는 체계적 방법이다.

핵심 개념

• 모순: 기술적 모순(한 특성을 좋게 하면 다른 특성이 나빠짐) / 물리적 모순(한 특성이 서로 반대인 두 상태를 동시에 가져야 함)
• 40가지 발명 원리와 기술적 모순을 연결한 모순 행렬
• 이상적 최종 결과(IFR), 자원 활용, 기술 시스템 진화의 법칙, 물질-장 분석

물리적 모순의 4가지 분리 원리 (100회)

분리 원리	내용	적용 예
시간에 의한 분리	서로 반대인 요구를 다른 시간에 충족	이착륙 때만 펼치는 비행기 바퀴
공간에 의한 분리	서로 다른 장소(부위)에서 충족	다초점 안경(위는 원거리, 아래는 근거리)
조건에 의한 분리	조건에 따라 성질이 바뀌게 함	온도에 따라 색이 변하는 소재
전체와 부분에 의한 분리	전체와 부분이 서로 다른 성질을 가짐	자전거 체인(부분은 단단, 전체는 유연)

진행 절차 (121회): ① 문제 정의(기능·문제점 분석) → ② 모순 정의(기술적·물리적) → ③ 해결 도구 적용(모순 행렬·발명 원리·분리 원리) → ④ 해결안 도출 → ⑤ 평가·구체화

적용 분야: 제품·공정 설계, 품질 문제 해결, 원가 절감, 특허 회피·신기술 개발, 경영·서비스 문제

디자인 사고(Design Thinking) (112회)

사용자에 대한 공감에서 출발해 문제를 재정의하고, 빠른 시제품과 시험을 반복해 혁신적 해결책을 찾는 인간 중심의 문제해결 방법이다.

5단계: ① 공감(Empathize) → ② 문제 정의(Define) → ③ 아이디어 발상(Ideate) → ④ 시제품(Prototype) → ⑤ 테스트(Test) — 반복

Pugh Matrix와 Must-Want Matrix (121회)

제품 재료 선택 사례(경량 하우징 재료 선택)

① Must-Want 방법(Kepner-Tregoe): 먼저 Must(필수) 조건으로 대안을 걸러낸 뒤, Want(희망) 조건에 가중치를 주어 점수가 가장 높은 대안을 선택한다.

조건	알루미늄	강철	엔지니어링 플라스틱	탄소섬유
Must: 내열 120°C 이상	충족	충족	충족	충족
Must: 단가 기준 이내	충족	충족	충족	탈락
Want: 경량성 (가중치 5)	8 → 40	3 → 15	9 → 45	–
Want: 강성 (가중치 3)	7 → 21	9 → 27	5 → 15	–
Want: 가공성 (가중치 2)	7 → 14	6 → 12	9 → 18	–
합계	75	54	78	–

→ 엔지니어링 플라스틱(78점)을 1순위로 선택

② Pugh Matrix: 기준안(Datum, 예: 현행 강철)과 비교해 각 대안을 기준별로 더 좋음(+), 같음(S), 더 나쁨(−)으로 평가하고 합산한다. 점수가 높은 대안을 고르거나, 대안들의 장점을 결합해 새 개념을 만든다.

기준	강철(기준안)	알루미늄	플라스틱
경량성	S	+	+
강성	S	−	−
가공성	S	+	+
원가	S	−	S
합계(+ / −)	0	+2 / −2	+2 / −1

(점수는 설명용 예시)

답안 작성 포인트

• TRIZ는 창시 배경(특허 분석) → 모순 개념 → 40가지 발명 원리·분리 원리 → 절차 → 적용 분야로 쓴다.
• Pugh·Must-Want는 문제에서 준 사례(재료 선택)로 평가 표를 직접 작성하는 것이 핵심이다.

관련 기출 5문항 (82회, 100회, 112회, 121회)

• 제82회(2007) 1교시 12번 · 10점
  러시아의 알츠슐러(Genrich Altshuller)가 개발한 창의적 문제해결기법인 TRIZ (Teoriva Reshniva Izobretatelskikh Zadatch)
• 제100회(2013) 2교시 2번 · 25점
  TRIZ 문제해결 원리 4가지와 그 적용내용을 설명하시오.
• 제112회(2017) 1교시 6번 · 10점
  디자인사고(Design Thinking)
• 제121회(2020) 2교시 6번 · 25점
  문제 해결 방법인 Pugh Matrix와 Must-want Matrix 방법을 제품 재료 선택 과정사례를 들어 설명하시오.
• 제121회(2020) 4교시 2번 · 25점
  러시아의 알츠슐러(Genrich Altshuller)가 개발한 창의적 문제해결기법인 TRIZ기법의 개념, 진행절차 및 적용분야에 대하여 설명하시오.

7.2.8 제품 데이터·수명주기관리(PDM·PLM·BOM)

PDM과 PLM (65·139회)

구분	PDM(Product Data Management)	PLM(Product Lifecycle Management)
정의	도면·BOM·사양·설계 변경 이력 등 제품 데이터를 통합 관리하는 시스템	제품의 기획·설계부터 생산·서비스·폐기까지 수명주기 전체의 정보와 프로세스를 관리하는 전략·시스템
범위	주로 설계 부서	전사·협력사(공급망)
기능	문서·버전 관리, BOM 관리, 설계 변경 관리, 워크플로	PDM 기능 + 협업, 프로젝트·포트폴리오, 품질·규제 준수, 서비스 정보

PLM의 중요 기능 (139회)

1. 제품 데이터·BOM 관리: 설계 데이터와 BOM을 단일 정보원으로 관리
2. 설계 변경(ECO)·형상 관리: 변경 요청–검토–승인–반영의 워크플로와 이력 추적
3. 협업·개발 프로세스 관리: 부서·협력사 간 실시간 정보 공유, 개발 일정·관문(Gate) 관리

설계 BOM과 제조 BOM (133회)

구분	설계 BOM(E-BOM)	제조 BOM(M-BOM)
관점	설계(기능) 관점 — 제품을 이루는 부품 구조	제조(조립 순서) 관점 — 실제 생산 공정에 맞춘 구조
내용	부품과 사양, 도면 번호	공정별 소요 자재, 반제품(중간 조립품), 포장재·소모품
관리 부서	설계(연구개발)	생산기술·생산관리
활용	설계 검토, 원가 견적	MRP 입력, 작업 지시, 원가 계산

E-BOM을 공정에 맞게 변환한 것이 M-BOM이며, PLM과 ERP의 연계로 두 BOM의 일관성을 유지하는 것이 중요하다.

답안 작성 포인트

• PDM과 PLM은 범위의 차이(설계 데이터 vs 수명주기 전체)로 비교하고, 설계 BOM과 제조 BOM은 관점과 활용의 차이로 비교한다.

관련 기출 3문항 (65회, 133회, 139회)

• 제65회(2001) 1교시 9번 · 10점
  PDM(Product Data Management)
• 제133회(2024) 1교시 13번 · 10점
  설계 BOM(Bill of Material)과 제조 BOM
• 제139회(2026) 1교시 13번 · 10점
  PLM(Products Lifecycle Management)의 중요기능을 3가지만 설명하시오.

7.2.9 기타 설계 기법(유니버설 디자인·역설계)

유니버설 디자인 (85회)

정의: 연령·성별·장애 여부·국적과 관계없이 누구나 쉽고 편리하게 사용할 수 있도록 처음부터 설계하는 것이다(R. Mace).

7원칙: ① 공평한 사용 ② 사용의 유연성 ③ 간단하고 직관적인 사용 ④ 인지하기 쉬운 정보 ⑤ 오류에 대한 포용력 ⑥ 적은 신체적 노력 ⑦ 접근과 사용에 알맞은 크기와 공간

대상 분야: 생활용품·가전(큰 버튼, 음성 안내), 건축·공공 환경(경사로, 자동문), 교통(저상 버스), 정보·서비스(웹 접근성, 키오스크), 산업 현장(작업대 높이 조절, 시각 표시)

역설계(Reverse Engineering) (115회)

정의: 완성된 제품을 분해·측정·분석해 설계 정보(형상·구조·작동 원리)를 거꾸로 추출하는 기술이다. 3D 스캐너로 형상을 측정하고 CAD 모델을 다시 만든다.

용도: 도면이 없는 단종 부품·금형의 복원, 경쟁 제품 분석(벤치마킹), 시제품과 설계 데이터의 비교 검사, 성능 개선 설계의 출발점

유의점: 특허·디자인권·영업비밀 등 지식재산권 침해에 주의해야 한다.

답안 작성 포인트

• 유니버설 디자인은 정의 → 7원칙 → 대상 분야로, 역설계는 정의 → 절차(측정·모델링) → 용도 → 유의점으로 쓴다.

관련 기출 2문항 (85회, 115회)

• 제85회(2008) 1교시 2번 · 10점
  유니버셜 디자인(Universal Design)의 정의와 대상분야에 대해서 설명하시오.
• 제115회(2018) 1교시 5번 · 10점
  Reverse Engineering