프로토타입
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
프로토타입은 개발 초기 단계에서 시스템의 모형(원형)을 제작하여 사용자의 피드백을 통해 시스템 설계를 개선해나가는 개발 접근법을 의미한다. 최종 제품 제작에 앞서 재료, 공정, 검증 등에서 차이가 있으며, 최종 사용자의 평가를 통해 문제점을 파악하고 개선하는 데 활용된다. 프로토타이핑은 개발 시간 단축, 초기 오류 발견, 변경 용이성 등의 장점을 가지지만, 문서화 소홀, 시간 및 비용 증가 가능성, 자원 활용 비효율성 등의 단점도 존재한다. 프로토타입은 기술 시연, 시험대, 컴퓨터 모델링 등 다양한 분야에서 활용되며, 소프트웨어, 전자공학, 기계 및 전기 공학, 건축, 측정학, 자연과학, 인간-컴퓨터 상호작용, 축소 모형 등 다양한 분야에서 그 개념이 사용된다. 대한민국 산업 현장에서는 자동차, 철도 차량 개발 등 신제품 개발 과정에서 필수적으로 활용되며, 픽션 작품에서도 프로토타입의 개념이 등장한다.
더 읽어볼만한 페이지
- 연구개발 - 발명가
발명가는 새로운 기술이나 제품을 창조하거나 개선하는 사람으로, 독립적 또는 조직에 소속되어 활동하며 특허나 사업을 통해 수입을 얻지만, 경제적 어려움을 겪는 경우가 많아 생계 유지를 위한 노력이 필요하며, 과장된 발명가와 진정한 발명가를 구별하는 것이 중요하다. - 연구개발 - 유레카 (단체)
유레카는 유럽의 기술 독립성 확보를 목표로 프랑스와 독일의 주도로 설립된 범유럽 연구 개발 협력 단체이며, 다양한 프로그램을 운영하고 대한민국은 2009년부터 파트너 국가로 참여한다. - 생산 - OEM
OEM은 주문자 위탁 생산 또는 주문자 상표 부착 생산을 의미하며, 생산 비용 절감 등의 장점이 있지만 품질 관리 문제 등의 단점도 존재하는 제조 방식으로, 다양한 산업에서 활용된다. - 생산 - OES (생산방식)
OES는 완성품 제조사가 아닌 부품 제조사가 자체 규격에 따라 제품을 생산하고 판매하는 방식으로, OEM이나 ODM보다 부품 제조사의 재량권이 크며, 애프터 마켓을 형성하여 부품 가격 경쟁을 유도한다. - 설계 - 유니버설 디자인
유니버설 디자인은 모든 사람이 제품, 환경, 서비스를 편리하게 이용하도록 설계하는 개념이며, 7가지 원칙을 통해 공평한 사용을 추구하며 다양한 분야에 적용된다. - 설계 - 변형력-변형 곡선
변형력-변형 곡선은 재료의 응력과 변형률 관계를 그래프로 나타내어 탄성 계수, 항복 강도, 인장 강도, 연성, 인성 등 기계적 특성을 파악하고, 재료 종류에 따라 다른 형태를 가지며 선형 탄성 영역, 소성 변형 영역, 가공 경화 영역, 네킹 영역 등을 포함하는, 구조물 안전성 평가 및 재료 선택에 중요한 도구이다.
| 프로토타입 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 유형 | 초기 샘플 또는 개념이나 프로세스를 테스트하기 위해 제작된 모델 |
| 정의 | 어떤 것의 초기 형태, 모형, 또는 시제품 |
| 상세 설명 | |
| 목적 | 개념의 실현 가능성 검증 디자인 아이디어 테스트 시스템 또는 프로세스의 기능 검증 사용자 피드백 수집 최종 제품의 문제점 파악 및 수정 |
| 특징 | 실제 제품과 유사하지만, 기능이나 완성도에서 차이가 있을 수 있음 주로 실험 및 테스트 목적으로 사용 반복적인 개선 과정을 거침 |
| 용어 관련 | 그리스어 "πρωτότυπον"(prototypon)에서 유래 "처음"을 의미하는 "protos"와 "형태"를 의미하는 "typos"의 합성어 |
| 프로토타입의 역할 | |
| 디자인 | 아이디어 구체화 디자인 문제 해결 디자인 검증 |
| 엔지니어링 | 작동 원리 검증 성능 평가 기술적 문제 파악 및 수정 |
| 마케팅 | 사용자 반응 조사 시장 조사 제품 컨셉 설명 |
| 종류 | |
| 시각적 프로토타입 | 아이디어의 외관을 표현하는 모형 2D 스케치, 3D 모델, 디자인 목업 등이 있음 |
| 기능적 프로토타입 | 제품의 기능을 구현한 모델 작동 원리 및 성능 테스트에 사용 |
| 페이퍼 프로토타입 | 종이에 그린 간단한 스케치나 인터페이스 디자인 아이디어를 빠르게 시각화하고 공유 |
| 소프트웨어 프로토타입 | 소프트웨어의 작동 방식 시뮬레이션 사용자 인터페이스 및 기능 테스트에 사용 |
| 하드웨어 프로토타입 | 실제 부품을 사용하여 제작된 물리적 모델 작동 및 성능 테스트에 사용 |
| 디자인 프로토타입의 지식 표현 스키마 | |
| 스키마 | 설계 프로세스 및 의사 결정 지원 |
| 관련된 용어 | |
| 시제품 (試製品) | 프로토타입과 유사한 의미로 사용 주로 제품 개발 초기 단계에서 제작되는 샘플 |
| 모형 (模型) | 실제 사물이나 시스템을 축소 또는 확대하여 만든 것 시뮬레이션, 테스트 등에 사용 |
| 프로토타입 (Prototype) | 원형, 시제품의 뜻으로 사용 |
| 기타 | |
| 관련 링크 | PC 매거진의 프로토타입 정의 맥밀란 사전의 '전형적인' 정의 온라인 어원 사전의 프로토타입 (n.) |
2. 프로토타이핑의 정의 및 개념
프로토타이핑은 개발접근법의 하나로, 개발 초기 단계에 시스템의 모형(원형, prototype)을 간단히 만들어 사용자에게 보여주고, 사용자가 직접 사용해 보면서 기능 추가, 변경, 삭제 등을 요구하면 이를 즉각 반영하여 사용자가 만족할 때까지 반복하는 방식이다.[42]
프로토타입은 실제 시스템의 모든 기능을 갖추고 있지는 않지만, 최종 사용자가 초기 모델을 평가하고, 장단점, 불필요한 부분, 추가할 부분을 파악하도록 돕는다는 장점이 있다.[43]
프로토타입은 설계의 여러 측면을 탐구하며,[9] 다음과 같은 유형이 있다.
- 개념 증명 프로토타입: 주요 기능적 측면을 확인하지만, 최종 제품의 모든 기능을 갖추고 있지는 않다.[10]
- 작동 프로토타입: 최종 제품의 거의 모든 기능을 나타낸다.[11]
- 시각적 프로토타입: 크기와 외관을 나타내지만 기능은 없다. 형태 연구 프로토타입은 시각적 프로토타입의 예비 유형이다.[12]
- 사용자 경험 프로토타입: 사용자 조사에 사용될 수 있도록 외관과 기능을 충분히 나타낸다.[13]
- 기능 프로토타입: 기능과 외관을 모두 포착하지만, 최종 설계와 다른 기술, 규모로 만들어질 수 있다.[14][15]
- 종이 프로토타입: 사용자 인터페이스를 인쇄하거나 손으로 그린 것으로, 소프트웨어 설계 초기 테스트에 사용된다.[16]
프로토타입(prototype)의 “proto-”는 “최초의”를 의미한다. 일본어로는 ‘시제품’이라고 하며, 기계나 항공기 분야에서는 “시작기”, “시험기”, “실험기”, 자동차 업계에서는 “시작차”라고도 한다.
프로토타입을 통해 새로운 기술, 기구를 검증, 시험하고, 대량 생산 전 문제점을 파악할 수 있다. 개선된 프로토타입을 반복 제작, 검증하여 만족스러운 수준에 도달하면 시제작 단계를 종료하고, 완성품 설계도를 제작하여 대량 생산에 들어간다.
산업 분야에서 신기술을 활용한 부품, 제품 제작 시, 머릿속 이미지만으로 완벽한 설계를 하고 생산 라인에서 대량 생산하는 것은 불가능하다. 따라서 시험 삼아 수작업으로 실체화하여, 기대 성능 및 사용상 불편함을 확인하는 것이 중요하다.
2. 1. 프로토타이핑의 단계 (한국어 문서 기반)
프로토타이핑 과정은 다음 4단계로 구분된다.- 1단계: 기본적인 사용자 요구사항을 분석한다. 시스템 설계자는 기본적인 요구사항이 도출될 때까지 사용자와 함께 작업한다.
- 2단계: 시스템 설계자는 앞 단계에서 도출된 요구사항을 만족시키는 프로토타입을 4세대 언어(4GL, Fourth-Generation Language) 또는 CASE 도구를 이용하여 개발한다. 이때 프로토타입은 앞으로 개발될 시스템의 가장 핵심적인 기능 위주로 개발된다.
- 3단계: 사용자가 개발된 프로토타입을 실제 사용함으로써 요구사항이 이행되고 있는지를 확인하며, 프로토타입 보완을 위한 여러 가지 제안을 한다.
- 4단계: 프로토타입의 수정과 보완이 이루어진다. 시스템 설계자는 사용자가 요구한 모든 제안 사항과 이에 따르는 보완 작업을 한다. 프로토타입이 수정된 후에는 3단계로 돌아간다. 사용자가 만족할 때까지 3단계와 4단계는 계속 반복된다.
3. 프로토타이핑의 유형 (영어 문서 기반)
- '''개념 증명 프로토타입'''은 의도된 설계의 몇 가지 주요 기능적 측면을 확인하는 데 사용되지만, 일반적으로 최종 제품의 모든 기능을 갖추고 있지는 않습니다.[10]
- '''작동 프로토타입'''은 최종 제품의 모든 기능 또는 거의 모든 기능을 나타냅니다.[11]
- '''시각적 프로토타입'''은 의도된 설계의 크기와 외관을 나타내지만 기능은 나타내지 않습니다. '''형태 연구 프로토타입'''은 시각적 프로토타입의 예비 유형으로, 설계의 기하학적 특징이 강조되고 색상, 질감 또는 최종 외관의 다른 측면은 덜 고려됩니다.[12]
- '''사용자 경험 프로토타입'''은 제품의 외관과 기능을 충분히 나타내어 사용자 조사에 사용할 수 있습니다.[13]
- '''기능 프로토타입'''은 의도된 설계의 기능과 외관을 모두 포착하지만, 최종 설계와는 다른 기술과 심지어 다른 규모로 만들어질 수 있습니다.[14][15]
- '''종이 프로토타입'''은 소프트웨어 제품의 사용자 인터페이스를 인쇄하거나 손으로 그린 것입니다. 이러한 프로토타입은 일반적으로 소프트웨어 설계의 초기 테스트에 사용되며, 더 많은 비용이 드는 설계 단계를 수행하기 전에 설계 결정을 확인하기 위한 소프트웨어 시연의 일부가 될 수 있습니다.[16]
4. 프로토타이핑의 장단점 (한국어 문서 기반)
프로토타이핑은 사용자 중심의 개발 방법으로, 최종 사용자의 요구를 최대한 반영하는 것을 목표로 한다.
장점
- 개발 시간 단축: 전통적인 방식보다 빠르게 사용자가 평가할 수 있는 결과를 만들어 낼 수 있다.
- 오류 조기 발견: 개발 초기 단계에서 오류를 발견하고 수정할 수 있어, 시스템 완성 후 오류 발견에 소요되는 시간을 절약할 수 있다.
- 변경 용이성: 사용자와 관리자는 프로토타입을 직접 운영하면서 개선점을 제안하고, 개발 과정에 반영할 수 있다.
단점
- 문서화 소홀: 시스템 유지보수에 필수적인 문서화 과정이 축소되거나 생략될 수 있다. 이는 장기적으로 시스템 수정 및 보수 시 불필요한 노력을 초래할 수 있다.
- 시간 및 비용 증가 가능성: 시스템 변경이 계속될수록 시간과 비용이 증가할 수 있다.
- 컴퓨터 자원 활용 비효율성: 사용자 요구에 맞춰 개발되므로 저장 장치, 파일 시스템, 중앙 처리 장치 등 하드웨어나 주변 기기의 효율성이 고려되지 않을 수 있다. 그러나 최근 컴퓨터 관련 기기들의 성능 향상과 가격 하락으로 이 문제의 중요성은 감소하고 있다.
- 재료 및 공정 차이: 프로토타입 제작에는 최종 제품과 다른 재료나 제작 공정이 사용될 수 있다.
- 재료: 최종 제품에 사용될 재료는 비싸거나 제작이 어려울 수 있다.
- 공정: 대량 생산 공정은 소량 제작에 부적합할 수 있다.
- 검증: 최종 제품은 여러 품질 보증 테스트를 거치지만, 프로토타입은 개별 검사 위주로 진행되며 일부 수정될 가능성을 전제로 만들어진다.
엔지니어와 프로토타이핑 전문가는 이러한 차이가 프로토타입의 역할에 미치는 영향을 최소화하려고 노력하며, 프로토타입의 한계를 이해하고 설계 특성을 정확하게 시뮬레이션하려고 노력한다.
프로토타입은 최종 생산 설계에서 어느 정도 타협을 포함하며, 재료, 공정 및 설계 충실도의 차이로 인해 프로토타입과 최종 제품의 작동 결과가 다를 수 있다.
일반적으로 개별 프로토타입 비용은 최종 생산 비용보다 크며, 프로토타입은 비용 절감을 위한 설계 수정에 활용된다.[17]
프로토타입 테스트를 통해 설계 문제점을 줄일 수 있지만, 모든 위험을 제거할 수는 없다.
전체 설계를 한 번에 구축하는 것은 비용과 시간이 많이 소요될 수 있으므로, 신속한 프로토타이핑 또는 신속한 애플리케이션 개발 기술을 활용하여 설계의 일부만 구현하는 방법이 사용될 수 있다.
5. 분야별 프로토타이핑
프로토타입은 다양한 분야에서 활용되며, 최종 제품을 만들기 전에 시제품을 제작하여 여러 가지 면에서 차이점을 시험한다.
- 재료: 최종 제품에 사용될 재료는 비싸거나 제작이 어려울 수 있어, 프로토타입은 다른 재료로 만들어질 수 있다. 심지어 최종 생산 재료가 아직 개발 중이어서 프로토타입에 사용할 수 없는 경우도 있다.
- 공정: 대량 생산 공정은 소량 생산에 적합하지 않아, 프로토타입은 다른 제작 공정을 사용한다. 예를 들어, 플라스틱 사출 성형으로 만들어질 최종 제품은 비싼 금형이 필요하므로, 프로토타입은 기계 가공이나 스테레오리소그래피로 제작될 수 있다.
- 검증: 최종 제품은 여러 품질 보증 테스트를 거치지만, 프로토타입은 더 면밀한 개별 검사를 거치며 일부 조정이나 수정이 예상된다.
엔지니어와 프로토타입 전문가는 이러한 차이가 프로토타입의 역할에 미치는 영향을 최소화하려고 노력한다. 예를 들어, 시각적 프로토타입이 최종 제품과 동일한 재료를 사용할 수 없는 경우, 최종 재료와 유사한 특성을 가진 재료를 사용한다.
프로토타입은 설계의 한계를 나타내기도 한다. 재료, 공정 등의 차이로 인해 프로토타입이 제대로 작동하지 않을 수 있지만, 반대로 프로토타입은 작동하지만 생산 설계가 실패할 수도 있다. 일반적으로 프로토타입 비용은 최종 생산 비용보다 비싸며, 비용 절감을 위해 설계를 수정하는 데 사용된다.[17]
프로토타입 테스트는 설계 위험을 줄이지만, 모든 위험을 제거할 수는 없다. 전체 설계를 여러 번 구축하는 것은 비용과 시간이 많이 소요되므로, 신속한 프로토타이핑 기술을 사용하여 설계의 일부만 구현하여 문제를 빠르게 테스트하고 해결할 수 있다.
프로토타입의 “프로토”는 “최초의”를 의미하지만, 두 번째나 세 번째 시제품도 프로토타입이라고 한다.
일본에서는 '''시제품'''이라는 용어를 사용하며, 기계나 항공기 분야에서는 "시작기", "시험기", "실험기" 등으로 불린다. 자동차 업계에서는 "시작차"라고도 하며, "가조립"이라고 부르기도 한다.
프로토타입을 활용하여 더 좋은 제품을 만들거나 개발 효율을 높이는 방법을 프로토타이핑이라고 한다.
- 측정학: 측정학에서 '''원기'''는 어떤 물리량의 측정 기준으로 사용되는 인공 물체이다. 국제단위계(SI)에서는 2019년 5월 20일 이후 원기 표준이 존재하지 않으며, 이전에는 국제 킬로그램 원기가 사용되었다. 현재 킬로그램은 플랑크 상수를 기준으로 재정의되었다.
- 자연과학: 병리학, 분류학 등에서 "원형"은 전체 범주를 대표하는 질병, 종 등을 의미한다. 생물학에서는 종의 조상 또는 원시 형태를 의미한다.[35]
- 인간-컴퓨터 상호작용 (HCI): 프로토타입은 디자인 질문에 답하고 해결책을 평가하는 데 사용된다.[27]
- 축소 모형: 축소 모형 분야에서 프로토타입은 축소 모형의 실제 기반 또는 원본을 의미한다.
5. 1. 컴퓨터 프로그래밍 및 컴퓨터 과학
프로토타입 소프트웨어는 종종 알파 단계로 불리며, 실행 가능한 첫 번째 버전이다. 종종 몇몇 기능만 구현되며, 알파의 주요 초점은 기능적인 기본 코드를 만드는 데 있다. 이후 기능들이 추가될 수 있다. 알파 단계 소프트웨어가 대부분의 필요한 기능을 통합하면, 전체 소프트웨어를 테스트하고 개발 중 예상치 못한 상황에서 프로그램이 올바르게 응답하도록 조정하기 위해 베타 소프트웨어가 된다.[20]최종 사용자는 초기 단계에서 응용 프로그램 목표, 상세한 입력, 처리 또는 출력 요구 사항의 완전한 세트를 제공할 수 없는 경우가 많다. 사용자 평가 후, 사용자 피드백을 기반으로 다른 프로토타입이 구축되며, 다시 고객 평가 주기로 돌아간다. 이 주기는 사용자의 의견을 듣는 것으로 시작하여 모형을 만들거나 수정하고, 사용자가 모형을 테스트하게 한 다음 다시 돌아오는 과정으로 이루어진다. 최근에는 응용 프로그램 개발 전에 신속하게 응용 프로그램을 시뮬레이션하는 데 도움이 되는 애플리케이션 시뮬레이션 소프트웨어라는 새로운 세대의 도구가 등장했다.[21]
익스트림 프로그래밍은 반복적 설계를 사용하여 초기 프로토타입에 한 번에 하나씩 기능을 점진적으로 추가한다.[22]
많은 프로그래밍 언어에서 ''함수 원형''은 서브루틴 또는 함수의 선언이며 (소프트웨어 프로토타이핑과 혼동해서는 안 됨) 이 용어는 주로 C/C++에서 사용된다. 이 개념에 대한 다른 용어로는 ''시그니처'', ''타입'', ''인터페이스''가 있다. 프로토타입 기반 프로그래밍(일종의 객체 지향 프로그래밍)에서는 기존 객체(프로토타입이라고 함)를 복제하여 새 객체를 생성한다.[23]
이 용어는 Prototype 자바스크립트 프레임워크나 프로토타입 디자인 패턴을 가리킬 수도 있다.
조직이나 기업 내의 지속적인 학습 접근 방식에서는 소프트웨어 모델을 통해 비즈니스 또는 프로세스 프로토타입의 개념을 사용할 수도 있다. 프로토타입성의 개념은 웹사이트가 예상되는 표준에서 얼마나 벗어나는지를 설명하는 데 사용되며, 해당 사이트 디자인에 대한 사용자 선호도를 낮추게 된다.[24]
데이터 프로토타입은 기능적 또는 작동하는 프로토타입의 한 형태이다.[25] 데이터 프로토타입을 만드는 이유는 일반적으로 데이터 마이그레이션(데이터 마이그레이션), 데이터 통합(데이터 통합) 또는 애플리케이션 구현 프로젝트이며, 입력으로 사용되는 원자료는 프로젝트 시작 시점에 존재하는 모든 관련 데이터의 인스턴스이다.
데이터 프로토타입의 목표는 다음을 생성하는 것이다.
- 목적에 적합한 데이터를 생성하는 것으로 확인된 데이터 정제 및 변환 규칙 집합
- 관련 원시(소스) 데이터 인스턴스에 해당 규칙을 적용한 결과로 얻어진 데이터 집합
이를 달성하기 위해 데이터 아키텍트는 그래픽 인터페이스를 사용하여 원시 데이터를 기반으로 변환 및 정제 규칙을 대화형으로 개발하고 실행한다. 그런 다음 결과 데이터를 평가하고 규칙을 개선한다. 데이터 아키텍트가 화면에서 데이터를 직접 시각적으로 확인하는 것 외에도, 일반적인 평가 및 검증 방법은 데이터 프로파일링 소프트웨어[26]를 사용한 다음 결과 데이터를 대상 애플리케이션의 테스트 버전에 삽입하고 사용을 시험하는 것이다.
C언어에는 함수 프로토타입 선언이라는 것이 있는데, 이것은 함수·서브루틴의 인수와 반환값의 값을 선언하는 것이다. 외부와의 상호작용을 나타내는 “선언”에 대해, 내용을 나타내는 것을 “정의”라고 한다.
프로토타입 기반 객체 지향 프로그래밍에서 프로토타입은 “복제본으로서의 새로운 객체”를 만들 수 있는 객체를 의미한다. 그 복제본의 관점에서 보면, 자신이 복제본으로 만들어진 원본 객체가 프로토타입이다.
프로토타입 프로그램을 한국어로는 “시작 프로그램” 등이라고 부른다.
5. 2. 전자공학
전자 제품도 먼저 프로토타입을 만든다.전자 회로의 경우, 시제품 기판(브레드보드)을 이용하여 회로를 실제로 조립해 본다. 인쇄 회로 기판을 대량으로 주문하는 일은 하지 않는다. 최근에는 소프트웨어 회로 시뮬레이터가 있으므로, 경우에 따라서는 먼저 소프트웨어로 전자 회로의 시뮬레이션을 수행하고, 문제가 없으면 다음으로 프로토타입을 브레드보드 등으로 조립해 보고, 그래도 문제가 없으면 인쇄 회로 기판을 주문하는 절차를 밟는 경우도 있다.
전자 회로에서는 프로토타입 제품과 양산품에서 성능 차이가 발생하는 경우가 있다. 이것은 부품의 수와 차이, 인쇄 회로 기판의 패턴 배선의 차이, 점퍼 와이어를 사용했는지 여부 등 여러 가지 요인으로 발생한다. 특히 고주파 회로에서는 미세한 차이가 원인이 되어 성능 차이가 발생한다.
5. 3. 기계 및 전기 공학
일반적으로 프로토타입 제작은 최종 제품 제작과 몇 가지 근본적인 면에서 다르다.- '''재료''': 최종 제품에 사용될 재료는 비싸거나 제작이 어려울 수 있으므로 프로토타입은 최종 제품과 다른 재료로 만들어질 수 있다. 어떤 경우에는 최종 생산 재료 자체가 아직 개발 중이어서 프로토타입에 사용할 수 없는 경우도 있다.
- '''공정''': 대량 생산 공정은 소량의 부품을 만드는 데 적합하지 않으므로 프로토타입은 최종 제품과 다른 제작 공정을 사용하여 만들어질 수 있다. 예를 들어, 플라스틱 사출 성형으로 제작될 최종 제품은 비용이 많이 드는 맞춤형 금형이 필요하므로 이 제품의 프로토타입은 대신 기계 가공 또는 스테레오리소그래피로 제작될 수 있다. 제작 공정의 차이로 인해 프로토타입의 외관이 최종 제품과 다를 수 있다.
- '''검증''': 최종 제품은 도면이나 사양과의 적합성을 확인하기 위해 여러 품질 보증 테스트를 거칠 수 있다. 이러한 테스트에는 맞춤형 검사구, 통계적 표본 추출 방법 및 최종 제품의 대량 생산에 적합한 기타 기술이 포함될 수 있다. 프로토타입은 일반적으로 훨씬 더 면밀한 개별 검사를 거치며 일부 조정이나 수정이 제작 공정의 일부가 될 것이라는 가정하에 만들어진다. 프로토타입은 최종 제품에 적용될 일부 요구 사항에서 면제될 수도 있다.
엔지니어와 프로토타입 전문가는 프로토타입의 의도된 역할에 대한 이러한 차이점의 영향을 최소화하려고 한다. 예를 들어, 시각적 프로토타입이 최종 제품과 동일한 재료를 사용할 수 없는 경우, 의도된 최종 재료를 밀접하게 모방하는 특성을 가진 재료를 대체하려고 할 것이다.
엔지니어와 프로토타이핑 전문가들은 의도된 설계의 특성을 정확하게 시뮬레이션하기 위해 프로토타입의 한계를 이해하려고 노력한다.
프로토타입은 최종 생산 설계에서 어느 정도의 타협을 나타낸다. 이는 설계자의 기술과 선택, 그리고 프로토타입의 불가피한 고유한 한계 때문이다. 재료, 공정 및 설계 충실도의 차이로 인해 생산 설계가 건전했음에도 불구하고 프로토타입이 허용 가능한 수준으로 작동하지 못할 수 있다. 반대로, 프로토타입은 허용 가능한 수준으로 작동할 수 있지만 생산 설계 및 결과는 실패할 수 있다.
일반적으로 재료 및 공정의 비효율성으로 인해 개별 프로토타입 비용은 최종 생산 비용보다 상당히 클 것으로 예상된다. 프로토타입은 또한 최적화 및 개선을 통해 비용 절감을 목적으로 설계를 수정하는 데 사용된다.[17]
프로토타입 테스트를 사용하여 설계가 의도한 대로 작동하지 않을 위험을 줄일 수 있지만, 프로토타입은 일반적으로 모든 위험을 제거할 수 없다.
전체 설계를 구축하는 것은 종종 비용이 많이 들고 시간이 오래 걸릴 수 있으며, 특히 여러 번 반복하는 경우 더욱 그렇다. 전체 설계를 구축하고 문제점과 해결 방법을 파악한 다음 다른 전체 설계를 구축하는 것이다. 대안으로, 초기 프로토타입에는 신속한 프로토타이핑 또는 신속한 애플리케이션 개발 기술이 사용되며, 이는 완전한 설계의 일부만 구현한다. 이를 통해 설계자와 제조업체는 문제가 발생할 가능성이 가장 높은 설계 부분을 신속하고 저렴하게 테스트하고 문제를 해결한 다음 전체 설계를 구축할 수 있다.
5. 4. 건축
건축에서 프로토타이핑은 건축 모형 제작(축소 모형 제작의 한 형태) 또는 오스트레일리아의 '포티 월 하우스' 오픈소스 재료 프로토타이핑 센터와 같이 미적 또는 물질적 실험의 일환을 의미한다.[32][33]건축가는 구조적, 미적, 기술적으로 아이디어를 검증하기 위해 프로토타입을 제작한다. 프로토타입이 작동하는지 여부는 주된 초점이 아니다. 건축 프로토타이핑은 건축가가 통찰력을 얻는 계시적인 과정이다.[34]
5. 5. 측정학
측정학의 과학과 실제에서 '''원기'''는 어떤 물리량의 측정 기준으로 사용되는 인공 물체로, 그 물리량의 모든 측정은 이를 기준으로 한다. 때로는 이 기준 물체를 '''인공물'''이라고 부른다. 국제단위계(SI)에서는 2019년 5월 20일 이후로는 원기 표준이 존재하지 않는다. 그 이전에는 마지막으로 사용된 원기는 국제 킬로그램 원기였는데, 이는 프랑스 세브르(파리 교외)에 있는 국제도량형국에 보관된 백금-이리듐 합금 원통으로, 정의에 따라 정확히 1킬로그램의 질량을 가졌다. 이 원기의 복제품이 제작되어 많은 국가에 배포되어 국가 킬로그램 표준을 나타내며, 정기적으로 파리 원기와 비교된다. 현재 킬로그램은 플랑크 상수 값을 6.62607015×10^−34|6.62607015×10^−34영어 줄·초로 규정하는 방식으로 재정의되었다.1960년까지 미터는 두 개의 표시(정의에 따라 1미터 간격으로 배치됨)가 있는 백금-이리듐 원기 막대인 국제 미터 원기로 정의되었고, 1983년에는 미터가 진공에서 빛이 1/299,792,458초 동안 이동한 거리로 재정의되었다(따라서 빛의 속도는 초당 299,792,458미터로 ''정의''됨).
5. 6. 자연과학
병리학에서 분류학에 이르기까지 많은 과학 분야에서 "원형"은 전체 범주에 대한 좋은 예시를 제시하는 질병, 종 등을 의미한다. 생물학에서 "원형"은 종이나 다른 그룹의 조상 또는 원시 형태, 즉 원형(archetype)이다.[35] 예를 들어, 세네갈 빅치어는 그 속인 ''폴리프테루스''의 원형으로 간주된다.5. 7. 인간-컴퓨터 상호작용 (HCI)
프로토타입은 인간이 상호 작용하는 소프트웨어나 디지털 도구를 개발할 때 디자인 질문을 하고 답하는 데 사용되는 결과물이다. 프로토타입은 디자인 문제를 검토하고 해결책을 평가하는 수단을 제공한다.[27]HCI 실무자는 여러 가지 유형의 프로토타입을 사용할 수 있다.
- '''"오즈의 마법사" 프로토타입:''' 영화 ''오즈의 마법사''의 오즈의 마법사에서 이름을 따왔다. 이것은 상호 작용의 컴퓨터 측면이 외부 또는 숨겨진 사람에 의해 가짜로 만들어지는 프로토타이핑 방법이다.[28] 이 프로토타이핑 기법은 음성 사용자 인터페이스와 같은 응용 프로그램처럼 엔지니어링하기 어렵거나 시간이 오래 걸리는 기능을 시연하는 데 특히 유용하다.
- '''역할 프로토타입''': 이 프로토타입은 완성된 제품처럼 엔지니어링되거나 보이거나 느껴지지 않을 수 있지만, 이 유형의 프로토타입의 목적은 사용자의 요구 사항이나 프로토타입이 사용자를 위해 수행할 수 있는 작업을 조사하고 평가하는 것이다. 사용자가 이익을 얻을 수 있는 기능과 기능을 제시하여 프로토타입과 같은 결과물이 사용자를 위해 어떤 역할을 수행할 수 있는지 보여줄 수 있다.[27] 이러한 종류의 프로토타입의 유명한 예로는 팜 파일럿을 개발할 때 제프 호킨스가 들고 다녔던 나무 조각이 있다.
- '''페이퍼 프로토타입:''' 이 프로토타입은 인터페이스를 시연하기 위해 잘라낸 종이, 판지 또는 기타 저렴한 재료를 사용할 수 있다. 이 프로토타입의 목적은 기능을 테스트하기 위해 디지털 도구를 사용하거나 프로그램을 개발할 필요 없이 사용자와 테스트하는 것이다.[29] 최근에는 특히 이 방법의 충실도가 낮고 사용자와 테스트할 때 효과가 없기 때문에 특정 디자인 분야에서 페이퍼 프로토타이핑이 인기를 잃었다.[30]
5. 8. 축소 모형 (Scale Modeling)
모형 철도, 차량 모형, 비행기 모형, 군사 모형 등을 포함하는 축소 모형 분야에서 프로토타입은 축소 모형의 실제 기반 또는 원본이다. 예를 들어 실제 EMD GP38-2 기관차는 애서른(및 기타 제조업체)의 기관차 모형의 프로토타입이다.
일반적으로 프로토타입은 실제 크기의 실제 차량을 의미하며, 여기에는 다음이 포함된다.
| 프로토타입 종류 |
|---|
| 자동차 (예: 1957년형 쉐보레)[31] |
| 군사 장비 (예: M4 셔먼)[31] |
| 철도 장비[31] |
| 모터트럭, 오토바이[31] |
| 우주선 (예: 아폴로/새턴 V, ISS)[31] |
기술적으로, 건축물, 장비, 가전제품 등을 포함한 모든 무생물이 모형의 프로토타입 역할을 할 수 있다.[31]
북미의 모형·프라모델 세계에서는 프로토타입이란 모형을 만들 때 원형으로 삼은 실제 물건을 의미한다. 예를 들어 철도 모형의 프로토타입은 실제 철도 차량이며, 자동차 모형의 프로토타입은 실제 자동차이며, 모형 항공기의 프로토타입은 실제 항공기이며, 무기 모형의 프로토타입은 실제 무기이다.
북미의 철도 모형 애호가들 사이에서는 모형을 제작할 때 참고하는 실제 철도 차량·철도 시설을 프로토타입이라고 부른다. 더 나아가, 철도 디오라마나 레이아웃, 시너리(철도 모형에서 지형이나 경관의 모형화)를 제작하는 사람들에게는 디오라마화·시너리화하는 모든 것, 예를 들어 역사, 주변 건물, 도로, 거리 풍경, 자연 경관 등, 현실의 모든 실물이 프로토타입이다.
SF 작품에 등장하며 실제로는 존재하지 않는 것(예를 들어, 스타워즈의 X윙, 스타트렉의 U.S.S. 엔터프라이즈호 등)을 프로토타입이라고 불러도 되는지 여부는 논쟁의 여지가 있다.
사람이나 생물의 형상을 한 피규어(특히 액션 피규어)를 제작할 때는 그 사람이나 생물을 프로토타입이라고 부르지 않는다. 조각이나 회화의 경우와 마찬가지로 모델이라고 부른다.
일본의 모형 세계에서는 프로토타입이라고 하면 모형 중에서 시제품 단계의 모형을 의미한다.
6. 대한민국 산업 현장에서의 프로토타이핑
대한민국 산업 현장에서는 자동차, 철도 차량, 전자 제품 등 다양한 분야에서 신제품 개발 시 프로토타입 제작 및 테스트가 활발하게 이루어지고 있다. 기업들은 프로토타이핑을 통해 제품의 성능과 디자인을 개선하고, 시장 출시 전 문제점을 미리 파악하여 보완한다.
대한민국 정부는 4차 산업혁명 시대에 맞춰 혁신 기술 개발을 지원하며, 특히 중소기업과 스타트업의 프로토타이핑 지원을 통해 경쟁력 강화를 돕고 있다. 이는 대한민국 기업들이 글로벌 시장에서 경쟁 우위를 확보하는 데 중요한 역할을 한다.
7. 픽션 속 프로토타입
『기동전사 건담』에서는 주인공인 암로 레이가 우연한 계기로 모빌슈트의 프로토타입(시작품, 원형기)에 탑승하여 조종한 것을 계기로 이야기가 전개되었다. 이후, 주인공이 프로토타입기를 탑승한다는 설정을 모방하는 작품이 여러 개 만들어졌다.[1]
2008년 공개된 영화 '아이언맨' (1편)에서는 토니 스타크가 테러리스트에게 잡혔을 때 생명 유지를 위해 소형 아크 원자로를 직접 만들었다(이것이 후의 소형 아크 원자로의 원형이 되었다). 그리고 테러리스트의 소굴에서 탈출하기 위해, 있는 대로의 금속 부품과 용기를 조합하여 만든 땜질한 금속제 수트는 후의 아이언맨 수트의 프로토타입이 되었다(그리고 그것은 "마크 I"이라고 불리게 되었다). 토니는 무사히 귀환한 후에도 말리부의 저택 지하 연구실에서 수트의 시제품을 계속 만들어, 손바닥과 발바닥 부분에 추력 발생 장치를 더하고, 도색하지 않은 은색의 프로토타입 "마크 II"를 만들었다. 그러나 신나서 고고도로 상승했던 곳에서 저온으로 동결·기능 정지되어 추락하여 "마크 II"와 함께 죽을 뻔했다. "마크 II"의 저온 동결 문제를 해결하고 양손바닥에서 "리펄서 레이"를 발사하는 기능을 더하고 적색과 금색으로 도색한 것이 "마크 III"이며, 이 "마크 III"로 악당과 화려하게 싸우고, 그 후의 기자 회견에서 정체를 밝히면서 토니는 아이언맨으로서 세상에 널리 알려지게 되었다는 설정의 픽션이다. 속편 『아이언맨 2』 이후에도 아이언맨 수트의 프로토타입이 속속 등장한다.[1]
참조
[1]
논문
Prototype
http://ic.galegroup.[...]
2015-07-13
[2]
서적
A Dictionary of Aviation
Osprey
[3]
논문
Design Prototypes: A Knowledge Representation Schema for Design
https://www.aaai.org[...]
1990-12-15
[4]
웹사이트
Prototyping Definition
https://web.archive.[...]
2012-05-03
[5]
서적
Advances in Usability Evaluation
https://books.google[...]
CRC Press
2012-08-15
[6]
웹사이트
prototypical (adjective) definition and synonyms {{!}} Macmillan Dictionary
https://www.macmilla[...]
2019-12-15
[7]
웹사이트
prototype (n.)
http://www.etymonlin[...]
[8]
웹사이트
Strong's Concordance
https://strongsconco[...]
2022-08-07
[9]
논문
Valuing the option to prototype: A case study with Generation Integrated Energy Storage
http://bura.brunel.a[...]
2021-02
[10]
웹사이트
Proof-of-Principle Prototype
https://3d-printing-[...]
2019-12-15
[11]
웹사이트
What Is A Working Prototype
https://product-desi[...]
2019-12-15
[12]
웹사이트
What Is A Visual Prototype
https://3d-printing-[...]
2019-12-15
[13]
웹사이트
User Experience Prototype
https://3d-printing-[...]
2019-12-15
[14]
서적
Handbook of Advanced Ceramics: Materials, Applications, Processing, and Properties
https://books.google[...]
Academic Press
[15]
웹사이트
Prototypes: General Categories
https://web.archive.[...]
2015-07-13
[16]
웹사이트
Prototyping
http://cs.brown.edu/[...]
2015-02-24
[17]
논문
FPGA prototyping of a RISC processor core for embedded applications
2001-04
[18]
서적
Designing for Networked Communications: Strategies and Development: Strategies and Development
https://books.google[...]
Idea Group Inc (IGI)
2007-01-31
[19]
서적
International Military Digest
https://books.google[...]
Cumulative digest corporation
1918
[20]
웹사이트
Alpha Version Definition
https://www.pcmag.co[...]
2012-05-03
[21]
웹사이트
Baseblock Software LLC, Software for the Motor Control Industry.
https://www.basebloc[...]
2019-12-15
[22]
뉴스
Building a Learning Organization
https://hbr.org/1993[...]
2019-12-15
[23]
웹사이트
5.5 Function Prototypes
http://h30097.www3.h[...]
2012-05-03
[24]
논문
The role of visual complexity and prototypicality regarding first impression of websites: Working towards understanding aesthetic judgments
2012-11-01
[25]
서적
Introduction to Engineering: Engineering Fundamentals and Concepts: E-Book
https://books.google[...]
Türker Canbazoğlu
2018-12-11
[26]
서적
Business Intelligence and Big Data
Springer International Publishing
2018
[27]
서적
Chapter 16 – What do Prototypes Prototype?
https://www.scienced[...]
North-Holland
2021-12-13
[28]
웹사이트
Wizard of Oz Prototypes
https://www.interact[...]
2021-12-13
[29]
논문
Prototyping for tiny fingers
1994-04
[30]
웹사이트
Paper prototyping is a waste of time
https://library.gv.c[...]
2021-12-13
[31]
웹사이트
Council on Foreign Relations
https://web.archive.[...]
2013-10-30
[32]
논문
Open source architecture lab launched in Tasmania
2021
[33]
웹사이트
Forty Wall House – 40walls.org
https://40walls.org/[...]
2021-09-29
[34]
서적
Prototyping for Architects
[35]
웹사이트
prototype
http://www.collinsdi[...]
2012-12-07
[36]
서적
精選版 日本国語大辞典「プロトタイプ」
[37]
서적
prototype
Merriam Webster
[38]
뉴스
Eat your heart out, Elon Musk: Behold these ugly electric cars from Seattle's past
http://archive.kuow.[...]
2018-07-17
[39]
문서
試作していても《試作止まり》になってしまうことはあるのだが、"試作車は量産に至るのが当たり前だ" と思っている人は、（事後的に）「量産先行車」「先行量産車」などと呼ぶこともある。
[40]
문서
JR北海道の相次ぐ事故、不祥事及び、北海道新幹線の開業準備の計画、安全性に伴い開発が中止されたため。
[41]
웹사이트
Online Etymology Dictionary
http://www.etymonlin[...]
[42]
서적
디지털시대의 경영정보시스템
[43]
서적
인터넷시대의 핵심 경영정보학 개론
형설출판사
2000
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com