설계에 대한 생각

저번 글에서는 기계공학의 탄생부터 다양한 분류의 엔지니어를 소개했습니다.

저번 글을 참고하시려면 아래 링크 참고 바랍니다.

 

기계설계 입문하기

 

이번 글도 이어서 작성하겠습니다.

 

픽사베이

기계공학의 생각 

기계공학자는 어떠한 제품을 설계할 때 어느 방향으로 바라보는 시선이 필요한지 보겠습니다.

 

[다양한 아디디어를 도출하고 완성품까지 진행하는 순서]

 

1. 문제에 대한 이해 : 설계하고자 하는 제품에 대한 시스템의 필요성과 목적을 명확히 해야 합니다. 고객의 요구사항을 파악하고, 시장의 동향과 법규 등을 분석하는 것이 필요합니다.

 

2. 아이디어 도출 : 1번의 조건이 갖추어졌다면 여러 가지 아이디어를 도출하고 초기 설계안을 만듭니다. 특히 이 과정은 창의적 사고가 정말 중요합니다. 팀원들과 같이 브레인스토밍 같은 방법으로 다양한 도출 방법을 활용하는 것이 좋습니다.

 

3. 모델링과 DMU : 초기 설계안을 기반으로 모델링을 하여 DMU(Digital Mock - up) 과정을 거칩니다. 시뮬레이션을 하는 기술을 말합니다. 가상으로 제품을 구현하고 다양한 조건에서 제품의 성능 테스트를 하고 검증 과정을 거칩니다. 이를 통해 장단점을 파악하고 필요한 수정안도 도출해 냅니다.

 

4. 프로토타입 제작 : 수정된 설계안을 기반으로 프로토타입을 제작합니다. 제작품을 테스트를 하고 결과를 통해 또 수정해야 할 것이 있는지 파악하고 같은 과정을 거쳐 최종적인 제품이나 시스템을 완성시킵니다.

 

5. 완성된 제품을 평가 : 일반 고객들이 이용을 하면서 생기는 문제가 발견될 경우 이를 개선합니다. 이 과정은 제품이 사용되는 동안 지속적으로 해야 합니다.

 

 

자동차 제조

[자동차의 기계공학의 생각]

 

- 외부 소음을 효과적으로 어떻게 막아줄까?

- 승차감을 더 좋게 할 수는 없을까?

- 외판 굴곡은 어떤 공법을 사용해야 될까?

- 형태에 대한 공기저항이 얼마나 될까?

- 회전반경을 어떻게 더 키울 수 있을까?

- 효율적으로 제작하려면 어떻게 해야 할까?

- 타이어 접지력은 어떻게 더 키울 수 있을까?

- 센서는 어디에 배치해야 제일 효과적일까?

- 운전자 시야각을 효율적으로 더 늘릴 수 있을까?

- 강력한 엔진을 더 작게 만들 수는 없을까?

- 전기차의 배터리를 더 오래 가게 할 수 없을까?

- 실내공간을 효율적으로 확보하려면 어떻게 해야 할까?

- 부식을 막기 위해 어떻게 해야 할까?

 

자동차는 이와 같이 다양한 아이디어 도출을 통해 기계공학의 여러 분야가 종합적으로 적용된 대표적인 예입니다. 

 

휴대기기 제조

[휴대기기의 기계공학의 생각]

 

- 배터리 발열은 대한 냉각 시스템은 어떻게 해야 할까?

- 버튼과 충전포트 위치는 어디가 좋을까?

- 대량생산에 시간을 어떻게 단축시킬 수 있을까?

- 금속으로 해야 할까? 플라스틱으로 해야 할까?

- 충격에 대한 내부파손을 어떻게 막을까?

- 폴드 같이 접힘 구조를 어떻게 설계할까?

- 조립 및 분해 구조를 어떻게 설계할까?

- 무게는 어떻게 더 줄일 수 있을까?

 

휴대기기도 마찬가지로 다양한 아이디어를 도출하여 사용자에게 원활하고 만족스러운 평가를 얻은 대표적인 예입니다.

 

다양한 시스템들이 복합적으로 각각의 역할을 수행하면서 원활하게 작동하도록 만드는 데, 다양한 전문성이 필요합니다.

수학과 과학 지식은 물론이고 공학 지식인 다양한 역할에 대한 기초 이론을 이해하고 있어야 합니다. 특히 물리학은 자동차의 엔진, 구조물, 전력 시스템 등의 설계와 분석이 필수적입니다.

이와 같은 이론을 바탕으로 컴퓨터 지원 설계 및 제조 도구(CAD, CAM, CAE 등)를 활용할 수 있는 능력이 필요합니다.

복합한 문제를 분석하고 해결하는 문제 해결 능력도 중요한 만큼 논리적 사고력과 창의력이 필수적입니다.

기계공학뿐만 아니라 다양한 분야의 기술력이 결합된 제품과 시스템은 사람들이 삶을 편리하게 해주고 있습니다.

 

이 번 글에서는 기계공학의 다양한 생각들을 정리해 봤습니다.