제품 구성요소 목표원가할당 최적화를 위한 기능가치평가모델 개발에 관한 연구

Abstract

본 논문은 제품 목표원가를 제품 구성요소에 최적의 목표원가를 할당하기 위해 제품 사양 기준 구성요소의 기능가치를 평가하는 방법에 관한 연구이다. 양산 예정인 국방 체계개발연구사업은 목표양산단가를 설정하고 목표비용관리(CAIV) 방법을 통해 관리한다. 목표비용관리(CAIV)는 비용과 성능 간 절충연구를 통해 목표양산단가를 관리하는 방법이다. 하지만 계약 이후 고객 요구 성능은 현실적으로 조정이 어려우므로 요구 성능과 목표양산단가를 동시에 관리해야 한다. 요구 성능을 충족하면서 목표양산단가를 달성하기 위해서는 개념설계단계에서 제품 목표원가를 구성요소에 목표원가를 할당하는 것이 필요하다. 기존 방식은 원가예측에 의한 목표원가를 할당하는 것이다. 전문가판단, 유추법, 전산모델링, 공학적 추산 등 4가지 방식을 활용하였다. 이러한 방식의 적용 결과는 제품 단위 또는 구성요소 단위의 특정 금액을 산출하므로 제품 목표원가 기준으로 구성요소의 목표원가를 할당하는 데는 제한적이다. 본 논문에서는 개념설계단계에서 데이터 활용이 어려운 유추법과 전산모델링 기법, 적합하지 않은 공학적 추산 기법은 제외하고 구체적인 정보가 없는 개념설계단계에서 적용 가능한 전문가판단 기법을 보완한 기능가치평가 방법을 통해 구성요소에 대한 최적의 목표원가를 할당하였다. 제안하는 기능가치평가모델의 접근 개념은 고객가치 기반 제품 구성요소의 기능가치를 도출하여 이를 제품 목표원가에 적용하는 방식이다. 기능가치평가모델은 제품사양 도출 및 제품구성요소 식별, 제품사양 기준 구성요소의 기능가치평가, 기능가치평가 결과를 활용한 구성요소 목표원가할당 등으로 구성된다. 또한, 구체적인 기능가치평가는 제품사양, 구성요소, 기능가치평가, 정량화기법, 전문가그룹 등 핵심요소를 조합하여 적용하였다. 평가방법의 핵심개념은 제품사양에 대한 중요도 판단 척도를 객관적이고 일관성을 확보하기 위해 기능분석체계도(FAST)를 활용하여 제품사양 기준 구성요소의 기능 기여도를 판단하는 것이다. 제품사양의 가중치를 산출하는 도구는 AHP기법을 활용하였고 제품사양 기준 구성요소의 기능 기여도를 판단하여 기능가치비율 및 목표원가할당비율을 산출하는 도구는 QFD기법의 품질의 집(House Of Quality)을 활용하였다. 제품사양 간 중요도 척도(9-7-5-3-1)의 판단기준은 FAST도의 종속기능 간 상대적인 거리이다. 제품의 기본기능으로부터 가까운 종속기능 순서대로 종속기능 간 상대적인 중요도를 설정하였다. 제품사양과 종속기능을 연관시키고 종속기능 간 중요도를 제품사양 간 중요도로 판단하였다. 제품사양에 대한 구성요소의 기능기여도 척도(9-3-1-0)를 판단하는 기준은 제품사양에 대한 직접적인 기능 연관성(9), 간접적인 기능 연관성(3), 직접적인 기능 연관성을 가지는 구성요소를 보조하는 기능 (3), 간접적인 기능 연관성을 가지는 구성요소를 보조하는 기능 (1), 제품사양과 관련성 없음(0) 등으로 설정하였다. 또한, 기능가치평가모델을 올바르게 적용하고 적용 결과에 대한 신뢰성과 재현성을 높이기 위해 기능가치평가모델의 상세 수행 절차를 제안하였다. 본 논문에서 제안하는 기능가치평가모델의 타당성은 2개의 사례 연구를 적용하여 도출된 목표원가할당비율과 견적원가비율을 ‘대응표본 t 검증(Paired t test)’ 통계 방법으로 두 표본이 다르지 않다는 유의미한 통계적 결론을 확인하여 두 표본의 비율이 유사하다는 것을 검증하였다. 이는 제품 목표원가를 달성하기 위해 개념설계단계에서 제품 구성요소에 목표원가를 할당하는 방법으로 기능가치평가모델의 적용이 가능하다는 것을 의미한다. 또한 할당된 목표원가는 최적화 설계 및 개발을 촉진함으로서 고객의 요구 성능과 제품 목표원가를 동시에 달성할 가능성을 높일 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구결과는 목표성능과 목표양산단가를 동시에 달성해야 하는 국방 분야의 체계개발연구사업 또는 고객 요구사항이 존재하면서 시장 가격 등 정해진 제품 목표원가를 달성하도록 개발해야 하는 민수 또는 수출 제품에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.