The development of complex products, such as automobiles, involves engineering changes that frequently require redesigning or altering the products. Although it has been found that efficient management of knowledge and collaboration in engineering changes is crucial for the success of new product development, extant systems for engineering changes focus mainly on storing documents related to the engineering changes or simply automating the approval processes, while the knowledge that is generated from collaboration and decision-making processes may not be captured and managed easily. This consequently limits the use of the systems by the participants in engineering change processes.
This dissertation describes a model for knowledge management and collaboration in engineering change processes, and based on the model, builds a prototype system that demonstrates the model's strengths. We scrutinized a major Korean automobile company to analyze the automobile industry's unique requirements regarding engineering changes, and the result is reflected in the model. We also developed domain ontologies from the case study to facilitate knowledge sharing in the process. For achieving efficient retrieval and reuse of past engineering changes, we use a case-based reasoning (CBR) with a concept-based similarity measure.
설계변경은 제품 디자인이 배포된 이후에 제품이나 부품의 설계를 변경하거나 수정하는 것을 뜻한다. 복잡한 제품의 개발 과정에서는 기술의 발전, 제품의 성능 향상이나, 설계 혹은 제품 생산에서 발생한 문제를 해결하기 위해 설계변경을 수행한다. 제품 개발이 지식 집약적인 활동이기 때문에 과거 경험을 학습하고 이를 재활용하는 것이 설계변경과 제품 개발에 중요하다. 제품 개발 비용과 기간을 단축하기 위해서 많은 연구자들과 실무진들이 설계변경 프로세스에서의 효율적인 협동과 지식 공유에 대해 관심을 가져왔다. 현재의 설계변경관리지원 시스템들은 워크플로우(workflow)를 통해 단순히 설계변경요청이나 설계변경내역을 기록하고 승인받는 역할을 수행하기 때문에 설계변경 프로세스내의 비공식적이고 구조화되지 않은 지식을 표현하거나 활용하기가 어려웠다. 또한, 과거 경험이 암묵지로만 남아있고 설계변경관리시스템에는 적은 부분의 지식만이 저장되기 때문에 지식의 재활용이 매우 부진하게 된다.
본 연구는 설계 변경 프로세스에서의 지식을 축적하고 재활용하기위한 설계변경관리 모델과 이에 기반한 프로토타입 시스템을 제시한다. 설계변경관리 모델의 필요 요소를 파악하기 위해 한국의 자동차회사 설계변경 프로세스에 관한 사례연구를 수행하였다. 이를 바탕으로 분산된 환경에서 설계변경 프로세스에 참여하는 설계자들과 의사결정자들을 지원하기 위한 협동모델(collaboration model)을 제시하였다. 협동모델은 가상작업 환경에서 업무를 수행하기 위해 필요한 요소들과 활동들의 상황정보(context)를 기록하는 상황모델에 근간을 두고 있다. 협동모델은 지식에 대한 메타 정보의 스키마(schema) 역할도 수행하여, 설계변경 프로세스를 통해 자연스럽게 지식이 축적되도록 한다. 설계변경 사례의 특징들은 분야 온톨로지(domain ontologies)들의 개념들로 표현되며, 설계변경 사례들간의 유사도를 측정하기 위하여 온톨로지 기반 유사도 척도를 활용하였다. 한국의 자동차회사에서 신차 개발 프로젝트시에 발생한 설계변경 사례들을 가지고 유사 사례 검색(retrieval) 시뮬레이션(simulation)을 수행하였으며, 전문가들과의 설문을 통해 온톨로지들의 가중치와 사례들간의 유사도 데이터를 확보하였다. 시뮬레이션과 전문가의 설문 분석 결과 온톨로지 기반 유사도 척도를 활용하는 것이 동시에 다양한 부분의 유사도를 고려할 수 있으며, 이로 인해 온톨로지 기반 유사도 척도 방안에 의해 제시된 사례들이 다른 방안들에 의해 제시된 사례들보다 더 높은 유사도를 보였다.
본 연구의 의의는 설계변경 프로세스에서 협동작업과 지식관리를 통합하였다는 것과 과거 경험이나 지식을 효율적으로 표현하고 재활용하기 위한 방안을 제시하였다는 것이다. 비공식적이고 구조화가 되지 않은 오프라인(off-line)작업들과 온라인(on-line) 워크플로우를 통합하여 가치있는 지식 아이템들이 온톨로지에 기반하여 지속적으로 축적되며, 효과적으로 재활용하는 것이 가능해 진다.
