A short lead time for product commercialization is a critical advantage in the era of highly challenging competitions. It is more difficult, however, to shorten the design process rather than manufacturing process since the underlying design activities in product development process and related information are often interlinked and quite uncertain.
This thesis proposes a workflow modeling and structuring method to manage and streamline the product development process, considering the fundamental characteristics of the product development process as the model constructs. The product development process should require the definition of the execution sequence of various activities (routings), and the coordination of thousands of individual design activities with complex information dependencies (iteration). In addition, the duration of every activity in the product development process, no matter how small, is a statistical quantity (stochastic). Moreover, the attempts to perform the design activities concurrently increase the complexity of the design process when the resource conflicts are considered (resource).
The principal research questions in this thesis are therefore as follows: (1) how to model the product development process considering the fundamental characteristics of product development process; (2) how to estimate the performance of the product development process to evaluate the reengineering works; (3) how to (re)structure the product development process to improve the project performance, especially to explore opportunities for reducing design process lead time; (4) how to extend the workflow model to formal language tool applicable to a dynamic product environment.
We propose the approach to cope with above problem statements. First, we suggest a workflow model to capture the four main characteristics - routings, iterations, stochastic, and resource - incorporating the graph-based approach (Stochastic Workflow Network) and matrix-based approach (Workflow Matrix). Second, we propose the lead time estimation method for product development process based on the graph-based approach (Stochastic Workflow Network), which uses Markovian model. Third, we provide the guideline to reduce the lead time by the reengineering policy in both quantitative and qualitative manners. Finally, we also propose the formal workflow modeling language and enabler to cope with execution of the product development process, allowing maximal degree of flexible environment.
경쟁이 치열한 시장상황에서 상품화 개발기간을 단축하는 것은 유리한 경쟁력을 확보하는 방안 중 하나이다. 그러나, 제품개발 프로세스의 개발기간 단축 및 제품개발 프로세스를 모델링하고 개발기간을 예측하는 방법은 용이하지가 않다. 왜냐하면, 제품개발 프로세스의 세부 활동, 정보 및 자원 들이 서로 복잡하게 연관 되어있고, 활동 시간 또한 비정형적인 특성을 가지고 있어서 예측이 쉽지 않기 때문이다.
본 연구에서는 제품개발 프로세스의 특징을 반영한 모델을 구축하고, 프로세스를 가속화하기 위한 방법론을 제시하였다. 제품개발 프로세스를 정의하기 위해서는 단위 활동들간의 시간적 순서가 경로 라우팅 (Routing) 룰에 의하여 고려되어야 하며, 제품개발 프로세스 단계별 산출물을 생성하기 위한 수많은 정보들의 공유 및 반복적인 (Iteration) 개발 활동들이 표현 되어야 한다. 또한 제품개발 프로세스 특성상 이를 구성하는 세부 활동들은 그 크기와 상관없이 정확한 단위 소요 시간을 예측하기가 쉽지 않다 (Stochastic). 더욱이 개발활동에 필요한 자원들이 서로 상충되는 상황이 발생될 때에는 제품개발 프로세스를 모델링 하고 개선하는 문제는 훨씬 복잡하게 된다(Resource).
이러한 제품개발 프로세스 특성을 고려할 때, 본 연구에서는 다음 네 가지 문제를 제기하고자 한다. ‘첫째, 제품개발 프로세스의 주요한 특성 (routing, iteration, stochastic, resource)을 반영하여 제품개발 프로세스를 어떻게 모델링 할 것인가; 둘째, 제품개발 프로세스 리드타임을 어떻게 예측할 것인가; 셋째, 제품개발 프로세스 리드타임을 단축하기 위하여 어떻게 프로세스를 구조화 하고 개선해야하는가; 넷째, 제품개발 프로세스 모델을 실제 워크플로우 관리시스템에 적용하기 위한 정형화된 워크플로우 언어를 어떻게 제시할 것인가`이다.
위 네 가지 문제를 해결하기 위하여 본 연구는 다음과 같은 방법론을 제시하였다. 첫째, 제품개발 프로세스의 주요한 특성 (routing, iteration, stochastic, resource)을 반영하기 위하여 그래프 기반과 Matrix 기반의 워크플로우 모델링 기법을 제안하였고, 둘째, 그래프 이론과 연속시간 마코프체인 기법을 조합하여 제품개발 프로세스 리드타임을 예측하는 방법론을 제시하였고, 셋째, 워크플로우 Matrix 모델을 기반으로 정보들 간의 반복을 최소화 하는 정량적인 리엔지니어링 기법과 개발 패턴에 기반 한 제품개발 프로세스 가속화를 위한 정성적인 리엔지니어링 가이드라인을 제안하였다. 마지막으로, 제품개발 프로세스의 변경에 따른 워크플로우 구조 및 속성 변경을 지원하기 위하여, 이벤트 Calculus 기반의 워크플로우 언어를 제안하여, 실제 제품개발 프로세스 수행 시 변경되는 요구사항에 빠르게 대처할 수 있는 틀을 마련하였다.
