As the life cycle of a product is getting shorter, the timely introduction of new products is becoming invaluable to most manufacturing companies. It requires them to make the lead time of product development ever shorter. In an intense competition, this is a critical measure of the success of manufacturing companies since their competitiveness depends on a fast responsiveness to the rapid change of customer demands. However, it is not easy to reduce the lead time of the product development because the product development (PD) process is a complex and unstructured one. The PD process has iterative, uncertain, evolutionary, and cooperative aspects, unlike business processes and manufacturing processes. Many studies have focused on reengineering the PD process to shorten the lead time. What seems to be lacking, however, is the systematic reengineering framework that helps to implement the reengineering effectively. The following issues should be considered together for a systematic reengineering: (1) How do we represent the complex PD process that is composed of many interrelated activities ?; (2) How do we estimate its lead time ?; and (3) What are the guidelines for reducing it ? and how do we reduce it effectively ?
First, implementing the reengineering of the PD process demands on appropriate and logical activity model that covers from an abstract level to a detailed level. It also requires an appropriate modeling frame of the PD process in order to capture its characteristics well. Second, it is necessary to provide the method that can analyze the lead time of complex PD process since it is critical in evaluating the reengineering work. For this, it requires the makespan estimation methods of interrelated activities and the lead time estimation method of the overall process that reflect characteristics of the PD process well. Finally, in order to shorten the lead time of the PD process effectively, it is necessary to guide the reengineering in two aspects: qualitative aspect and quantitative aspect. One considers the strategic issue of reengineering and the other considers the decision framework for selecting the best reengineering model.
In this thesis, we will propose a hybrid reengineering approach that deals with above issues. Here, we will focus on the reengineering of the product development process that produces machinery products such as automobile parts. The hybrid reengineering approach will provide engineers and managers with the basis of reengineering of the PD process. First, we propose the hierarchical frame of enterprise activity modeling (HF-EAM) which is composed of five modeling levels from an abstract level to a system building level: function level, process level, task level, document workflow level, and event flow level. Second, we propose a modeling frame for the PD process. For this, we classify characteristics of the PD process, and define modeling constructs and patterns that capture characteristics of the PD process. Third, we present analytical models that can estimate the makespans of PD process-patterns. Fourth, we propose a heuristic algorithm that can estimate the lead time of the whole PD process, which uses DSM (Design Structure Matrix), Markov-chain, and series-parallel network structure. Finally, we describe process reengineering guidelines that take information technology into consideration. We also define the problem of determining the combination of reengineering alternatives, i.e. the reengineering model that minimizes the lead time of the PD process under a given budget, and propose the heuristic algorithm for solving this problem.
오늘날과 같이 갈수록 치열해지고 있는 시장상황하에서 적시에 고객의 요구에 부응하는 제품을 만들어 내는 일은, 경쟁사보다 좀더 빨리 시장을 선점해서 고수익을 올려야만하는 제조회사들의 중요한 관리 목표가 되어가고 있다. 이를 위해 많은 회사들이 제품개발 프로세스의 리드타임을 단축시키는 활동에 중점을 두고 있다. 일반적으로 제품개발 프로세스는 고객의 요구사항에 부합하는 제품을 기획하는 것에서부터, 제품의 설계, 시제품 제작 및 검증, 그리고 양산 준비까지, 수많은 세부 활동들로 이루어져 있다. 이러한 제품개발 프로세스는 비교적 정형적이며 표준적인 특성들을 지니는 제조 프로세스나 업무 프로세스와는 달리, 나름대로 전형적인 특성들을 가지고 있다. 예를 들어, 제품개발 프로세스는 다른 프로세스들에 비해 업무 내용이 창의적이고 비정형적이기 때문에 그 행태를 예측하기가 어려운 특성을 가지고 있다. 또한, 다양한 디자인 목표들과 제약들을 만족시키고 고려해야 하기때문에 수많은 작업들이 복잡하게 서로 연관지어져서 개발 작업이 진행되는 특성을 가지고 있다. 아울러 이로 인해 제품 개발 작업이 완전히 끝날때까지는 디자인 결과물이 언제라도 바뀔 수 있으며, 빈번하게 반복 작업이 발생되는 특성을 가지고 있다. 이러한 제품개발 프로세스의 전형적인 특성들과 그로 인한 복잡성 때문에 개발 프로세스의 리드타임을 줄이는 일이 중요함에도 불구하고 이를 실현하기가 상당히 어려운 것이 현실이다.
본 연구에서는, 기계류 제품을 만드는 제품 개발 프로세스를 대상으로 개발 프로세스의 리드타임을 단축시키기 위한 프로세스 중심의 리엔지니어링 방안을 살펴 보고자 한다. 제품 개발 프로세스의 효율적인 리엔지니어링을 위해서는 다음과 같은 사항들이 다루어져야 한다. 첫째로, 복잡한 제품개발 프로세스를 어떻게 표현하느냐 ? 하는 점이다. 제품개발 프로세스를 개선하기 위한 기초 작업으로 제품개발 프로세스를 여러 사람들이 쉽게 이해할 수 있도록 도식화시켜서 나타낼 필요가 있다. 이를 위해서는 제품개발 프로세스를 추상적인 수준에서 상세한 수준까지 단계적으로 기술할 수 있는 모델링 방법이 필요하며, 또한 제품개발 프로세스의 특성들을 잘 묘사할 수 있는 모델링 틀이 필요하다 할 수 있겠다. 둘째로, 복잡한 패턴들로 이루어진 제품개발 프로세스의 개선 정도를 어떻게 예측할 것인가 ? 하는 점이다. 제품개발 프로세스의 개선여부를 판가름하는 지표로 리드타임의 단축정도를 고려한다고 했을 때 개선의 정도를 정량적으로 예측할 수 있는 리드타임 분석 방안의 제시가 리엔지니어링 성과를 측정하기 위해 필요하다고 할 수 있다. 마지막으로, 제품 개발 프로세스를 개선하기 위한 방안들로는 무엇들이 있으며 어떻게 효율적으로 프로세스를 개선할 수 있을 것인가 ? 라는 점이다. 제품개발 프로세스를 개선하기 위한 전략은 어떠한 것들이 있으며 이들을 제품개발 프로세스에 어떻게 적용하며, 주어진 비용하에서 어떻게 제품개발 프로세스를 개선시킬 수 있는 최선의 전략을 선택할 수 있는지를 살펴보는 것이 효율적인 리엔지니어링을 위해서 반드시 필요한 일이라 할 수 있다.
그동안 과거의 많은 연구들이 여러가지 측면에서 제품개발 프로세스를 개선하기 위한 방안들을 연구해 왔었다. 하지만 과거 연구들이 위의 고려사항들 중 일부분에만 초점을 맞추었거나 정량적인 분석을 배제한 리엔지니어링 전략만을 다룬다든지 제품개발 프로세스의 전체가 아닌 일부분의 정량적인 분석에만 초점을 맞추었기 때문에 체계적인 리엔지니어링 방안에 대한 연구가 부족했다고 볼 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 제품개발 프로세스의 리엔지니어링을 위해 위에서 열거한 정성적인 사항들과 정량적인 사항들을 체계적으로 고려하는, 하이브리드 리엔지니어링 방안을 다루어 보고자 한다. 첫번째 주제를 다루기 위해서, 다섯개의 계층적인 activity modeling 레벨들을 정의하고 상위 레벨부터 하위 레벨까지의 단계적인 모델링 방안을 제시하고자 하며, 또한 제품개발 프로세스의 특성들을 분류해보고 그 특성들을 반영할 수 있는 모델링 틀을 제시하기 위해 모델링 construct들과 패턴들을 정의하고자 한다. 두번째 주제를 해결하기 위해서는, 제품개발 프로세스 패턴들의 makespan 값을 예측할 수 있는 분석 방안에 대해서 살펴보고, DSM (Design Structure Matrix) 기법, 마코프 체인 분석, Series-Parallel 네트웍 구조등을 이용하여 전체 제품개발 프로세스의 리드타임을 예측할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 그리고 마지막 주제를 다루기 위해서, 프로세스 측면의 개선 전략 및 정보시스템의 활용여부를 고려한 제품개발 프로세스의 리엔지니어링 가이드 방안에 대해 살펴보고자 한다. 또한 주어진 예산하에서 제품개발 프로세스의 리드타임을 최소화할 수 있는 리엔지니어링 전략을 결정하는 문제를 정의하고 이를 해결하는 휴리스틱 알고리즘을 제시하고자 한다.
