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반복 설계

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1. 개요

반복 설계는 공학 분야에서 널리 사용되는 설계 방법론으로, 제품 개발 및 개선 과정에서 프로토타입 제작, 테스트, 피드백 수집 및 개선을 반복하여 최적의 솔루션을 도출하는 방식이다. 1960년대 PDCA 사이클과 같은 오래된 사례부터 객체 지향 프로그래밍, 사용자 인터페이스 디자인, 소프트웨어 테스팅 등 다양한 분야에 적용된다. 반복 설계는 사용자 요구 사항에 유연하게 대응하고, 문제점을 조기에 발견하여 비용을 절감하며, 팀워크와 지속적인 개선을 가능하게 한다. 마시멜로 챌린지는 반복 설계의 효과를 보여주는 대표적인 사례로, 빠른 프로토타입 제작과 지속적인 개선을 통해 더 나은 결과를 얻을 수 있음을 보여준다.

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반복 설계

2. 역사

반복 설계는 주로 공학 분야에서 오랜 기간동안 사용되어 왔다. 한 예로 1960년대에 사용된 PDCA와 같은 것이다. 대부분의 새로운 생산품 계발이나 기존의 제품을 향상시키는 프로그램에서 점검하는 단계가 반복적인 목적으로 사용된다.

반복 설계는 오랫동안 공학 분야에서 사용되어 왔다. 한 가지 예시는 1960년대에 구현된 PDCA 사이클이다. 대부분의 신제품 개발 또는 기존 제품 개선 프로그램에는 반복적인 목적으로 사용되는 확인 루프가 있다. DMAIC는 식스 시그마 프레임워크를 사용하며, 이러한 확인 기능을 갖추고 있다.

2. 1. 객체 지향 프로그래밍

반복 설계는 객체 지향 프로그래밍의 실천과 관련이 있으며, 1990년대 초부터 컴퓨터 과학 문헌에 등장했다.[1] 이 아이디어는 배리 보엠이 고안한 나선형 개발에서 기원한다.[2]

3. 반복 설계 프로세스

반복 설계는 주로 공학 분야에서 오랜 기간동안 사용되어 왔다. 한 예로 1960년대에 사용된 PDCA와 같은 것이다. 대부분의 새로운 생산품 계발이나 기존의 제품을 향상시키는 프로그램에서 점검하는 단계가 반복적인 목적으로 사용된다.

반복 설계 프로세스는 신제품 개발 프로세스 전체에 적용될 수 있다. 그러나 변화는 개발의 초기 단계에서 구현하기가 가장 쉽고 비용이 적게 든다. 반복 설계 프로세스의 첫 번째 단계는 프로토타입을 개발하는 것이다. 프로토타입은 편견 없는 의견을 전달하기 위해 표적 집단 인터뷰 또는 해당 제품과 관련이 없는 그룹에 의해 평가되어야 한다. 표적 집단 인터뷰의 정보는 종합되어 설계의 다음 반복에 통합되어야 한다. 사용자 문제가 허용 가능한 수준으로 감소될 때까지 이 프로세스를 반복해야 한다.

3. 1. 사용자 인터페이스(UI) 디자인

반복 설계는 인간-컴퓨터 인터페이스 개발에 일반적으로 사용된다. 이를 통해 디자이너는 사용자 인터페이스가 광범위하게 사용되기 전에 발생할 수 있는 모든 사용성 문제를 식별할 수 있다. 최고의 사용성 전문가조차도 한 번의 시도로 완벽한 사용자 인터페이스를 설계할 수 없으므로, 사용성 엔지니어링 수명 주기는 반복 설계 개념을 중심으로 구축되어야 한다.[3]

사용자 인터페이스의 반복 설계 일반적인 단계는 다음과 같다.

# 초기 인터페이스 설계를 완료한다.

# 설계를 여러 테스트 사용자에게 제시한다.

# 테스트 사용자가 겪은 모든 문제를 기록한다.

# 문제를 해결하기 위해 인터페이스를 개선한다.

# 사용자 인터페이스 문제가 해결될 때까지 2~4단계를 반복한다.

컴퓨터 소프트웨어에서 반복 설계를 사용하는 한 가지 일반적인 방법은 소프트웨어 테스팅이다. 프로그램 초기 버전을 대상으로 하는 테스트에서 인터페이스에 대한 중요한 피드백을 얻을 수 있으며, 이를 통해 소프트웨어 회사는 더 나은 품질의 제품을 출시하고, 제품 출시 후 수정 필요성을 줄일 수 있다.

온라인(웹사이트) 인터페이스의 반복 설계는 웹사이트 수정이 소프트웨어 설계보다 사용자에게 출시된 후 훨씬 더 실행 가능하므로 보다 지속적인 프로세스이다. 종종 웹사이트는 사용자 인터페이스 설계의 테스트 대상으로 사용자를 활용하며, 사이트 방문자의 권장 사항을 기반으로 수정을 수행한다.

4. 반복 설계의 활용

반복 설계는 오랫동안 공학 분야에서 널리 활용되어 왔다. 1960년대에 사용된 PDCA가 그 예시 중 하나이다. 대부분의 신제품 개발이나 기존 제품 개선 프로그램에서 점검 단계는 반복적인 목적으로 활용된다.

반복 설계는 예측하기 어려운 사용자 요구와 행동에 대응하는 방법이며, 이는 설계에 크고 근본적인 변화를 초래할 수 있다. 사용자 테스트를 통해 신중하게 평가된 아이디어도 실제 사용 환경에서는 부적절한 경우가 많다. 따라서 반복 설계 구현 시 시스템 전반에 걸쳐 유연성을 확보하는 것이 중요하며, 디자이너는 사용자 테스트 결과에 따라 기존 아이디어를 완전히 포기하고 새로운 아이디어를 채택할 준비가 되어 있어야 한다.

반복 설계는 칼 제작부터 로켓 제작에 이르기까지 다양한 분야에 적용된다. 예를 들어, 특정 작업을 수행하고 회로 기판의 작은 공간에 맞아야 하는 전자 회로 설계를 생각해 보자. 이러한 경우 기능 작업과 공간 및 무게 작업으로 나누어 접근하는 것이 유용하다. 브레드보드는 공간과 무게에 대한 고려 없이 임시로 전자 회로를 구현하는 데 효과적이다.

회로가 작동하면 브레드보드에 개선 사항을 적용하여 기능을 향상시킬 수 있다. 설계가 완료되면 공간 및 무게 기준을 충족하는 회로 기판 설계를 시작한다. 회로 기판에서 회로를 압축하기 위해 전선과 구성 요소를 전기적 특성을 유지하며 조정해야 한다. 이러한 조정은 자동화되는 경우가 많다. 가능한 기성품 구성 요소를 사용하지만, 공간 또는 성능상의 이유로 맞춤형 구성 요소를 개발하기도 한다.

반복 설계의 예시는 다음과 같다.


  • '''위키''': 위키는 반복 설계의 자연스러운 저장소이다. '페이지 기록' 기능을 통해 이전 버전으로 되돌릴 수 있으며, 수정은 점진적으로 이루어지고 텍스트의 많은 부분을 변경하지 않는다.
  • '''관습법''': 법률 선례의 원칙은 과거 경험을 기반으로 한다. 이는 법을 법적 사고 발전에 대한 감사 추적이 필요한 반복 설계의 한 형태로 만든다.
  • '''진화''': 반복적 설계와 자연 선택 이론은 유사하다. 둘 다 시행 착오 과정을 거쳐 최적의 설계가 다음 세대로 발전하고, 덜 적합한 설계는 도태된다. 제품의 후속 버전은 생산자가 지속적 개선 과정에서 무엇이 효과적인지 배우면서 점진적으로 개선된다.

5. 빠른 프로토타입 제작 도구

반복 설계에 대한 한 가지 접근 방식은 초기 제품 개발을 위해 가장 높은 수준의 추상화를 사용하는 것이다. 여기서의 원칙은 빠른 개발이 효율적인 코드를 생성하지 못할 수 있지만, 피드백을 얻는 것이 기술 최적화보다 더 중요하다는 것이다. 이러한 접근 방식의 예로는 비기능적 코드, 객체 데이터베이스 또는 로우 코드 플랫폼을 사용하는 것이 있는데, 이는 최적화 문제를 해결하기 전에 설계를 빠르게 테스트할 수 있게 해준다.

6. 이점

적절하게 적용될 경우, 반복 설계는 제품 또는 프로세스가 가능한 최상의 솔루션이 되도록 보장한다. 개발 초기에 적용하면 상당한 비용 절감이 가능하다.[4]

반복 설계의 다른 장점은 다음과 같다.


  • 심각한 오해가 생명 주기 초기에 드러나므로 이에 대응할 수 있다.
  • 사용자 피드백을 가능하게 하고 장려하여 시스템의 실제 요구 사항을 이끌어낸다.
  • 작업이 계약된 경우, 반복 설계는 설계 프로세스를 둘러싼 복잡성에 클라이언트를 보다 효과적으로 참여시킬 수 있는 점진적인 방법을 제공한다.
  • 개발팀은 프로젝트에 가장 중요한 문제에 집중해야 하며, 팀원은 프로젝트의 실제 위험에서 주의를 분산시키고 벗어나게 하는 문제로부터 보호받는다.
  • 지속적인 테스트는 프로젝트 상태에 대한 객관적인 평가를 가능하게 한다.
  • 요구 사항, 설계 및 구현 간의 불일치가 조기에 감지된다.
  • 팀, 특히 테스트 팀의 작업량은 생명 주기 전체에 걸쳐 더 균등하게 분산된다.
  • 이 접근 방식을 통해 팀은 교훈을 활용하여 지속적으로 프로세스를 개선할 수 있다.
  • 프로젝트 관계자에게는 생명 주기 전반에 걸쳐 프로젝트 상태에 대한 구체적인 증거를 제공할 수 있다.

7. 마시멜로 챌린지

마시멜로 챌린지는 20개의 스파게티 면, 1야드(91.44cm) 길이의 테이프, 1야드(91.44cm) 길이의 끈, 그리고 마시멜로를 이용하여 가장 높은 자립형 구조물을 만드는 설계 과제이다.[5][6] 제한 시간은 18분이며, 마시멜로는 반드시 구조물의 꼭대기에 위치해야 한다.

마시멜로 챌린지에서 우승한 작품.


이 과제는 프로토타입 제작, 팀워크, 리더십 및 혁신 기술 개발에 도움이 되며, STEM 활동으로도 널리 활용된다.[8]

참가자들을 대상으로 실험한 결과, 유치원생들이 경영대학원 졸업생들보다 더 높은 구조물을 만드는 경향을 보였다.[7] 유치원생들은 구조물을 빠르게 만들고 마시멜로를 올려 프로토타입을 테스트하며 지속적으로 개선하는 반면, 경영대학원 학생들은 권력 다툼과 계획에 많은 시간을 할애하는 경향을 보이기 때문이다.[7]

마시멜로 챌린지는 팜사(Palm, Inc.)의 피터 스킬먼(Peter Skillman)이 처음 고안했으며, 오토데스크(Autodesk)의 톰 부젝(Tom Wujec)에 의해 대중화되었다.[8][9][10][11][12]

참조

[1] 서적 Proceedings of the European conference on object-oriented programming on Object-oriented programming systems, languages, and applications - OOPSLA/ECOOP '90
[2] 웹사이트 Summary of Spiral Model https://dataprivacyl[...]
[3] 간행물 Iterative User Interface Design
[4] 간행물 Cost/Benefit analysis for incorporating human factors in the software lifecycle
[5] 웹사이트 The Marshmallow Challenge http://www.marshmall[...] The Marshmallow Challenge 2010-08-10
[6] 웹사이트 The Marshmallow Challenge http://www.bpwrap.co[...] BPWrap 2010-08-10
[7] 웹사이트 The Marshmallow Challenge - Jerz's Literacy Weblog http://jerz.setonhil[...] Jerz.setonhill.edu 2010-08-10
[8] 웹사이트 Marshmallows and Spaghetti: How Kindergartners Think Like Lean Startups http://www.readwrite[...] Readwriteweb.com 2010-08-10
[9] 웹사이트 The Marshmallow Challenge http://engineeringre[...] Engineeringrevision.com 2013-08-10
[10] 웹사이트 The Marshmallow Challenge http://www.selfishpr[...] Selfish Programming 2013-08-10
[11] 웹사이트 Marshmallow challenge | Faculty of Science | University of Calgary https://www.ucalgary[...] Ucalgary.ca 2013-08-10
[12] 문서 Peter Skillman Marshmallow Design Challenge https://www.youtube.[...] 2017-09-12



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