[1.자동차 개발] 1.자동차 신차 개발 프로세스

< 자동차 개발 개요 >

 

지구상에서 개발 되는 상품 중에는 아마 가장 투자비가 많이 드는 상품 중의 하나 일 것이다. 자동차 개발 기간은 최소 30개월에서 50개월이 필요하다. 

주요 개발 단계는 다음과 같다.

1) 상품 구상 단계

자동차를 최초로 구상하는 단계로 이때는 50개월 후의 소비자의 취향, 환경 변화, 신기술 적용, 안전 및 편의 사향 등 자동차 개발에 관한 모든 것을 최초로 구상하게 된다. 구상 단계는 자동차 차급의 선정, 엔진 크기, 경쟁차, 연비, 주요 사양에 대하여 결정된다.

2) 상품 기획 단계

상품 구상 단계의 거쳐서 좀더 구체적으로 개발 차량의 전고, 전폭, 전장에 크기가 정해지고, 엔진 및 미션에 대한 사양을 확정하게 된다. 이때 기술개발 연구소는 상품 기획 단계의 주요 내용을 공유하여 자동차 개발에 관한 전반적인 사양을 각 부분별(차체, 외장, 내용, 엔진, 미션, 샤시)로 확정 짓는다.

3) 디자인 단계 

상품 기획 단계를 걸쳐 개발 자동차에 대한 컨셉이 확정되면서, 주요 경쟁 차량를 벤치 마크하여 개발 될 자동차의 디자인을 확정하게 된다. 이 때 디자인 모델은 하나의 모델이 아니라 복수의 디자인을 만들어 내부적으로 몇 차례의 평가회를 통하여 최종 개발 모델을 확정하게 된다.

4.)설계 단계(4개월 소요)

평가회를 통하여 최종 모델이 결정되면, 기술 연구소의 각 부분은 각 시스템별로 실제 차량에 대하여 설계에 들어간다. 이때 설계 부문은 차체, 외장, 내장, 엔진, 미션, 샤시 등이 동시에 설계되면, 상호 설계 검증을 통하여 상호 간섭 여부, 조립 시 문제점 등을 확인하게 된다.

5.)시작 단계(5개월 소요)

설게 단계가 마무리 됨과 동시에 양산 금형이 아닌 시작 금형으로 시작차 자동차를 제작한다. 이 때 만든 시작차로 연구소의 각 부분은 자동차의 주요 기능적 성능적인 문제점을 검증하게 된다. 이 때의 시험은 자동차 내구 주행 시험, 환경 시험, 자동차 연비, 자동차 NVH(소음, 진동,) 등을 실시하여 양산 준비용 도면에 반영하여 차량의 품질을 개선한다.

6) 양산 준비 및 파이롯트 단계

도면 출도 이후 생산 기술 각 부분은 양산용 툴을 설계하여 양산용 설비, 검구를 제작하게 된다. 이때 양산용 설비로 생산된 차량을 수백 대 제작하여 차량의 양산성, 품질, 법규 통과 등을 검증하게 된다. 

자동차 부품 조립

7) 양산 단계

양산 바로 전 약 1개월 전에 모든 것(양산 설비, 툴, 프레스, 제품, 검구)을 검증이 끝난 후에 양산 단계의 준비 단계로서 차량을 생산하여 차량 및 모든 양산 설비에 대하여 검증한다.

자동차 신차 개발 프로세스

2. 자동차 선행 개발 단계

선행개발은 장기제품 계획에 기초한 개발 제품계획보다 앞서서 기초 연구나 신기술 개발을 하는 것이다. 시장에 신기술이 도입되면 시장구조가 변하게 되며, 또 사회나 고객으로부터 신기술개발의 요구를 강하게 받는다. 

기술예측은 제품기술, 제조기술은 물론 관련 소재개발, 부품기술까지 그 범위가 광범위하여 예측방법도 다양하다. 기술예측에 의해 신기술의 기초를 발견하고 이를 구체화하려면 관련 기술과의 광범위한 유기적 연구가 병행되어야 한다. 그것은 금속재료, 화학재료, 복합재료 등에 관한 물성, 재료역학, 열역학 등의 기초공학상의 연구, 시스템 공학적인 소프트웨어에 대한 연구, 전자공학, 물리학 등의 연구는 물론 이런 연구개발정보와 그 결과가 신기술개발팀에 제공되어야 한다. 여기에는 동력계의 저연비, 저공해, 고성능과 차체의 경량화를 위한 신소재 사용 및 구조, 안전 메커니즘(ABS, Air-Bag)의 개발, 카 일렉트로닉스, 쾌적성 및 편의성에 관련한 각종 기초 및 신기술개발을 수행하게 된다. 

이러한 연구가 진행되면서 개발 되어진 선행개발 시스템은 선행시작단계에서 시작 선행 차량을 제작하여 양산 개발을 목표로 각종 실험과 연구활동을 수행하게 된다.

 

3. 상품 기획 및 제품계획  단계

 

■ 상품기획

차량개발에 대한 개발 차량에 대한 기업의 요구와 마케팅 활동에서 얻어지는 시장요구를 수용하고 사내외 투자, 설비, 인력 등의 제약 조건과 법규, 사회 동향 등의 외부 제약 조건을 고려하여 개발상품의 요구항목을 명확히 하는 것이다. 이러한 상품 기획은 마케팅 활동인 시장분석, 시장조사, 수요예측, 목표고객의 개발에서 얻어진 결과로 작성된다. 즉 개발상품의 요구가 명확해지면 주요 목표가 설정되고 제약 제약 조건에 의한 상품으로서 갖추어야 할 조건이 설정된다.

외적 제약 조건으로는 배기가스 기준, 연비기준, 소음기준, 안전도기준, 법규제가 있고, 사내 제약 조건으로는 투자액, 개발기간, 양산시가, 기술력, 생산능력, 생산기술력 등이 있다. 이와 같은 주요 목표와 조건이 설정되면 여기에 상품컨셉트의 작성에 들어가야 하며 무엇보다도 상품 이미지나 아이디어를 창출해야 한다. 각종의 창조기법에 의해 이미지나 아이디어가 얻어지면 실현 가능한 개발기간으로 기획목표를 정하고 각 부문의 의견을 조정하여 상품기획서를 작성한다. 이 상품기획서는 다음과 같은 내용이 포함되어야 하고 개발, 제조, 판매 등의 각 부분에 명확히 제시되고 이해되어야 한다.

 1) 기획의 배경 : 시장동향, 법규동향, 기업목표 등

 2) 기획의 목적 : 상품에 대한 기본적인 정책(Policy), 모델변경의 범위

 3) 기본 컨셉트 : 대강의 상품개요, 이미지

 4) 상품 포지셔닝(Positioning) : 클래스, 가격, 성격 등 시장에 있어서의 위치

 5) 판매지역 : 상품의 판매지역(국내,해외수출국)

 6) 차종구성 : 보디 타입, 엔진 타입, 차량 그레이드 등

 7) 경영분석 자료 : 목표가격, 댓수, 코스트, 이익, 매출

 8) 개발에 필요한 투자비, 생산설비 투자비, 비용

 9) 각 항목의 개용(내외장, 조정성, 성능, 연료 경제성 등)

자동차 차체 BIW

■ 제품계획 단계

차량의 제품계획에 있어서 가장 중요한 것은 차량 각 부문과 구조에 대한 예산 배분과 판매가격의 설정이다.  또한 시장에서의 경쟁관계와 포지셔닝, 차종체계에 따른 판매가격, 장기 경영계획상 이익의 목표액, 달성해야 할 목표 코스트, 목표 코스트에 의한 각 부품이나 가능.성능.제원의 설정 등이 결정되면 차량의 Lay-Out에 들어가게 된다. 이 단계에서 연구개발부문은 디자인 및 차량해석 부문과 연계한 차량 패캐지 레이아웃(Package Layout),기본 배치계획,공용화.표준화 및 신기술 적용 계획 등을 함께 수행하게 된다.

 

4.자동차 디자인 단계

상품 구상 및 기획안을 확정 후에 본격적으로 자동차 디자인팀에서 자동차의 디자인 업무를 시작하게 된다. 자동차의 디자인은 크게 외장설계, 내장설계, 컬러디자인으로 나누어지는데 외장디자인(Exterior Design)을 기준으로 업무프로세스는 디자인 컨셉트단계→아이디어 전개단계→품평(品評)단계→선도(線圖)단계로 순차적으로 확정 될 때까지 반복을 거듭한다.

자동차 부품분해

1)디자인 컨셉트 단계

스타일 이미지를 설정하거나 기획목표를 향해 스타일링의 방향을 어떻게 특징 지우는가를 결정하는 작업으로 기획의 목표에 대한 고객의 속성, 취향, 사용목적, 사용방법, 경쟁 차 특징, 스타일링 경향 등의 관련자료를 폭 넓게 수집하고 그 목표의 배경을 충분히 인식한다. 이를 위해 4~6명으로 구성된 디자인팀이 적당한 테마를 설정하여 자유로운 토론으로 이미지를 명확하게 하고 공통된 방향을 모색한다. 이때 경쟁차를 보면서 도화지에 스케치도 그리고 알기 쉬운 문장으로 다른 사에게 이미지가 솟아나게 한다. 이때 보통 수 천장의 이미지 스케치가 그려진다.

2)아이디어 전개단계

설정된 이미지를 구체적인 아이디어 스케치로 기본적인 레이아웃을 설정하여 스타일 측면에서 검토한다. 설계 레이아웃과 스타일이미지가 서로 부합되지 않아 이미지가 붕괴되는 경우가 생기기도 한다. 이를 위해 1:1의 테이프 드로잉과 1:1 테이프 렌더링으로 스케일 모델을 만든다. 렌더링(Rendering)이란 많은 idea sketch 가운데서 선택된 아이디어를 기초로 이미지를 구체화한 형상으로 표현하는 것이다. 이때 조형적•기술적 현실을 가미한 형상으로 표현하기 위해 자동차만이 아닌 배경도 넣어 스타일의 이미지를 북돋는 수법이다. 또 스케일 모델(Scale Model)이란 입체조형 검토작업으로 통상 1/5 축척으로 만들어진다.

3)품평단계

모델을 확정하고 디자인을 최종 결정하기 위해서는 각 단계마다 테이프 드로잉이나 클레이 모델로 필요한 의사결정을 해야 하며 최종적인 의사결정을 받기 위해서는 풀사이즈 보드에 테이프 드로잉을 하고 레이아웃 그림으로 거주성, 기계성 법규 등을 검토하여 최종적인 1/1 클레이 모델(Clay Model)을 만든다. 가장 실차에 가까운 형태로 내외장과 색채 등 전체가 실차처럼 마무리가 끝난 모델로 프레젼테이션을 한다.

4)선도단계

디자인이 통과되면 스튜디오 엔지니어와 설계 엔지니어에 의해 선도작업이 시작된다. 선도(線圖)는 승인된 디자인의 차체형태와 주요 외장부품의 모양을 보여주는 도면이다. 차체 모양을 3차원 측정기로 읽은 수치 테이프를 자동선도기에 입력해 3면도를 만든다. 선도에는 스타일상의 디자인의 의도가 표현되어 있다. 그러나 설계나 생산기술에서 요구하는 모든 조건을 반영한 것이 아니기 때문에 부품간섭, 단차, 간격, 모양, 생산기술의 문제점인 가공성, 생산성 등을 해소하기 위한 설계와 시작 시험이 계속 이루어져야 한다. 선도는 연구용 풍동모델, 시작목형 등의 NC가공, 부품현도 작성, 금형설계가공에 이르기까지 폭 넓게 활용된다.

5)CAS(Computer Aided Styling)

종전까지 디자인 단계 중 스타일링의 중심인 렌더링과 테이프드로잉은 물론 선도작업까지 주로 수작업으로 이루어지던 작업을 컴퓨터장비를 이용한 스타일링(CAS)으로 대체하였는데 이를 CAID(Computer Aided Industrial Design)라고도 한다. 이 CAS에 의해 엔지니어링 작업기간이 단축되었고 스타일링 품질이 크게 향상되었다.

■ 자동차 개발 프로세스에 대한 다른 내용은 아래 참조 바랍니다.

6. Production Part Approval Process (PPAP,생산부품승인절차)

 

5. 4M 업무 정의 및 4M 변경 시 신고 업무

 

20. IMDS(International Material Data System) 소개 및 입력 지침