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실물 모형

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1. 개요

실물 모형은 새로운 제품의 디자인 및 개발 과정에서 사용되는 도구이다. 디자인 검토, 기능 및 사용성 테스트, 마케팅 및 소비자 조사, 그리고 소프트웨어 개발 등 다양한 분야에서 활용된다. 건축 분야에서는 재료 및 디자인 검토, 성능 테스트를 위해 사용되며, 군사 및 항공우주 분야에서는 인간 공학 및 공기 역학 테스트에 활용된다. 가구, 캐비닛, 장난감 디자인에도 사용되며, 3D 프린터의 발달로 제작 기술이 발전했다.

2. 디자인 및 제품 개발

실물 모형은 새로운 제품이 설계되는 곳에서 디자인 도구로 사용된다. 소프트웨어 개발에서 실물 모형은 주로 사용자 인터페이스를 만드는 데 사용되며, 실제 소프트웨어를 개발하지 않고도 사용자에게 소프트웨어가 어떻게 보일지 알려준다. 소프트웨어 UI 모형은 단순한 손 그림부터 정교한 비트맵, 개발 도구를 이용한 반기능적 사용자 인터페이스까지 다양하다.

건축에서는 프로젝트 초기 단계에 건축가가 계약자에게 검토용 실물 모형을 제공한다. 이를 통해 디자인 팀은 재료와 색상을 검토하고, 제품 주문 전에 수정할 수 있다. 건축 실물 모형은 성능 테스트(예: 창문 설치 시 방수)에도 사용되며, 하도급 업체에 설비 설치 정보를 제공한다.

맞춤 가구 및 캐비닛 제작 시 디자이너, 건축가, 최종 사용자는 일반적으로 실물 모형을 필요로 한다.[4][5] 주로 저렴한 재료를 사용하여 실제 크기의 복제품을 만들어 설계를 검증한다. 가구의 비율, 공간과의 조화 등을 확인하는 데 사용된다.

모형 제작 비용은 디자인 결함으로 인한 생산 비용 증가를 방지함으로써 절감되는 비용으로 상쇄된다. 나무 모형은 상품의 외관 디자인, 사용감, 가동부 검토에 사용된다. 저렴하고 수정이 쉬운 목재가 주로 사용되지만, 석고나 플라스틱도 사용된다.

CAD로 설계된 산업 디자인을 나무 모형으로 만들 때는 나뭇결이 없는 케미컬 우드 등의 인공 목재를 사용한다. 나뭇결은 NC 공작 기계 가공에 적합하지 않기 때문이다.

장난감 원형에는 나무 모형이 많이 사용되었으며, 선박, 자동차, 철도 차량, 항공기 디자인 및 기능 검토, 풍동 실험에도 사용되었다. 대항해 시대에는 실제 범선 건조 전 검토 및 고객 설명용으로 정교한 축소 모형이 제작되었고, 이는 범선 모형이라는 취미로 이어졌다. 우주왕복선 오비터는 발사대 운반 및 고정 등의 작업 절차 확인을 위해 실물 크기 모형인 "패스파인더"가 제작되었다.

장난감 원형의 경우, 나무 모형 단계에서 가동 기믹을 재현하고 부품별 분해가 가능하게 하여 제품 원형으로 삼는 경우가 많았다. 미세한 곡선 수정이나 틈새 수정에는 천연 목재 외에 톱밥을 수지로 굳힌 재료도 사용된다.

과거에는 장인의 수작업에 의존했지만, 최근에는 3D 프린터 (3D 플로터)의 발달로 CAD 데이터를 입체로 성형할 수 있게 되면서 FRP나 합성 수지로 대체되고 있다.[7] 토요타 자동차 등 일부 기업에서는 기술 계승을 위해 신입사원에게 목재 모형 제작 연수를 실시하기도 한다.[7]

2. 1. 시각적 검토

실물 모형은 디자인의 전체적인 외관, 색상 조합, 재료의 질감 등을 시각적으로 검토하는 데 사용된다. 특히, 자동차, 휴대 전화 등 디자인이 판매에 크게 영향을 미치는 상품에서는 실물 크기의 모형이 제작되어 디자인 검토에 활용된다.[8]

2. 2. 기능 및 사용성 검토

기능성 제품의 경우, 실물 모형을 통해 실제 사용 환경에서의 작동 방식, 사용자 인터페이스의 편리성, 내구성 등을 검토할 수 있다. 예를 들어 책상이나 테이블과 같은 기능성 가구를 디자인할 때, 모형을 사용하여 일반적인 인체 형상과 크기에 적합한지 테스트할 수 있다. 이러한 문제를 고려하지 않은 디자인은 사용하기에 실용적이지 않을 수 있다.[4][5]

자동차휴대 전화 등 디자인이 판매에 크게 영향을 미치는 상품에서는 실물 크기의 모형이 사용된다. 휴대 전화 매장에서는 사용된 휴대 전화 모형을 판매하기도 한다.[8] 휴대 전화 매장에서는 체험용으로 전시하는 실기를 "핫 모크"라고 칭한다.

2. 3. 마케팅 및 소비자 조사

실물 모형은 제품 개발 과정의 일부로 소비재 산업에서 사용되며, 여기서 치수, 인간 공학, 전반적인 인상 및 상업 미술이 마케팅 조사에서 테스트된다.

실물 모형은 모든 디자인 결정이 어떻게 조화롭게 작용하는지 시각화하는 데 도움이 되며, 최종 제품과 매우 유사하여 설득력이 있고, 생산 단계 훨씬 이후보다 쉽게 수정할 수 있다. 또한 3D로 패키지 디자인 프로젝트를 시각화하고 승인을 가속화하는 데 도움이 된다. 자동차휴대 전화 등 디자인이 판매에 크게 영향을 미치는 상품에서는, 실물 크기의 모형이 사용되고 있다. 휴대 전화 매장에서는 사용된 휴대 전화 모형이 판매되기도 한다.[8]

휴대 전화 매장에서는 체험용으로 전시하는 실기를 "핫 모크"라고 칭한다.

3. 소프트웨어 공학

소프트웨어 개발에서 실물 모형은 주로 사용자 인터페이스(UI)를 만드는 데 활용된다.[1] 소프트웨어나 기반 기능을 만들지 않고도 최종 사용자에게 소프트웨어가 어떻게 보일지 알려주는 기능을 한다.[1]

3. 1. UI/UX 디자인

소프트웨어 개발에서 실물 모형은 최종 사용자에게 소프트웨어가 어떻게 보일지 미리 보여주는 사용자 인터페이스(UI)를 만드는 데 사용된다. 이러한 UI 실물 모형은 간단한 손 그림부터 개발 도구로 만든 반(半)기능적 사용자 인터페이스까지 다양하다.

실물 모형은 단위 테스트를 만들 때 모의 객체라고 불리며, 종속 모듈 없이 소프트웨어 시스템의 일부를 테스트하는 데 사용된다. 이는 복잡한 계산이나 비결정적인 결과를 포함하는 기능을 시뮬레이션할 때 유용하다.

서비스 지향 아키텍처(SOA)에서 실물 모형은 HTTP와 같은 통신 프로토콜을 통해 통신하는 구성 요소들을 모델링하는 데 사용된다. 서비스 가상화 및 API 모의 및 시뮬레이터는 이러한 실물 모형 구현의 예시이다.

실물 모형 소프트웨어는 마이크로 수준 평가에도 사용되어 단일 기능을 확인하고, 이를 통해 전체 제품의 성능과 사용성을 향상시킬 수 있다.

실물 모형, 와이어프레임, 프로토타입은 소프트웨어 공학시스템 공학에서 명확하게 구분되지는 않지만, 실물 모형은 주로 사용자 인터페이스의 외형을 설계하는 방법이다. 반면 소프트웨어 프로토타입은 실제와 같이 작동한다. 실물 모형 제작은 소스 코드 작성이나 하드웨어 제작 전에 사용자 인터페이스를 설계하여 비용이 많이 드는 변경을 피하는 데 도움이 된다.

월드 와이드 웹 사이트나 페이지의 초기 레이아웃은 종종 "실물 모형"이라고 불리며, 이를 위해 다양한 상용 소프트웨어오픈 소스 소프트웨어 도구를 사용할 수 있다.

3. 2. 단위 테스트

소프트웨어 개발에서 실물 모형은 단위 테스트를 만드는 데 사용되며, 모의 객체라고 불린다.[1] 모의 객체를 만드는 주된 이유는 종속 모듈을 사용하지 않고 소프트웨어 시스템의 일부(단위)를 테스트하기 위함이다.[1] 종속 모듈의 기능은 모의 객체를 통해 "가짜"로 만들어진다.[1]

이는 시뮬레이션된 기능이 복잡한 계산을 포함하거나, 센서 판독값과 같이 비결정적인 결과를 낼 때 특히 유용하다.[1]

서비스 지향 아키텍처(SOA)는 HTTP와 같은 통신 프로토콜을 통해 통신하는 구성 요소가 많은 소프트웨어 설계 방식이다.[1] 서비스 가상화 및 API 모의 및 시뮬레이터는 SOA 환경에서 종속적인 컴포넌트 기반 소프트웨어 공학 또는 마이크로서비스를 모델링하는 소프트웨어 시스템에서 실물 모형(혹은 over-the-wire 테스트 더블)을 구현하는 예시이다.[1]

4. 건축

건축에서는 건축물의 외관, 내부 구조, 재료 등을 검토하기 위해 실물 모형이 사용된다. 건축가들은 프로젝트 구성을 시작할 즈음에 계약자들에게 검토를 위한 실물 모형을 제공하기도 한다. 이를 통해 디자인 팀은 재료와 색상 선택을 검토하고 제품 주문 전에 수정을 할 수 있다. 건축 실물 모형은 성능 테스트에도 사용될 수 있으며 하도급 업자들에게 세부 설비 설치 방법을 알려줄 수 있다.[1]

미국 텍사스주 맥키니의 새로운 도시 계획 공동체를 위한 건축 모형

4. 1. 재료 및 디자인 검토

프로젝트 구성 초기에 건축가들은 계약자에게 재료 모형을 제공받아 검토하기도 한다. 디자인 팀은 이를 통해 재료와 색상 선택을 검토하고, 제품 주문 전에 수정할 수 있다. 건축 실물 모형은 성능 테스트(예: 창 설치 시 침투수 방지)에도 사용될 수 있으며, 하도급 업자들에게 세부 설비 설치 방법을 알려줄 수 있다.[1]

4. 2. 성능 테스트

건축가는 프로젝트 구성 시작 즈음에 계약자에게 실물 모형을 제공하여 디자인 팀이 재료와 색상 선택을 검토하고 제품 주문 전에 수정할 수 있도록 한다. 건축 실물 모형은 창문 설치 시 침투수 방지와 같은 성능 테스트에도 사용될 수 있으며, 하도급 업자들에게 세부 설비 설치에 대한 정보를 제공할 수 있다.[1]

5. 군사 및 항공우주

실물 모형은 군사 획득 과정의 일부로 사용된다. 예를 들어, 인간 공학 및 공기 역학적 특성을 검토하는 데 활용된다.[3] 록히드 마틴 F-35 라이트닝 II처럼 시제품 개발 전에 대중에게 전시 및 시연할 목적으로도 사용될 수 있다.

항공기 디자인 및 기능 검토, 풍동 실험에도 사용된다. 대항해 시대에는 실제 범선을 건조하기 전 검토용이나 고객 설명용으로, 같은 재료를 사용한 정확한 축소 모형이 제작되었으며, 이는 범선 모형이라는 취미로 이어졌다. 우주왕복선 오비터는 발사대까지의 운반 및 고정 등 작업 절차 확인용으로 실물 크기 모형인 "패스파인더"가 제작되었다.

5. 1. 군사 장비 개발

실물 모형은 군사 획득 과정의 일부이다. 실물 모형은 인간 공학 및 공기 역학을 테스트하는 데 자주 사용된다.[3] 이 맥락에서 실물 모형에는 와이어프레임 모델이 포함된다. 또한 록히드 마틴 F-35 라이트닝 II 실물 모형 항공기의 경우와 같이 프로토타입 개발 전에 대중에게 전시하고 시연할 목적으로 사용할 수 있다.

5. 2. 항공기 및 우주선 개발

실물 모형은 군사 획득 과정의 일부로, 항공기 디자인 및 기능 검토, 풍동 실험 등에 사용된다. 우주왕복선 오비터의 경우 발사대까지의 운반 및 고정 등 작업 절차 확인을 위해 실물 크기 모형인 "패스파인더"가 제작되었다.[3]

6. 기타 응용 분야

실물 모형은 새로운 제품이 설계되는 어느 곳에서든 디자인 도구로 사용된다.

6. 1. 가구 및 캐비닛

맞춤 가구와 캐비닛을 위해 디자이너, 건축가, 최종 사용자는 실물 모형을 필요로 한다.[4][5] 실물 모형은 설계를 검증하기 위해 저렴한 재료를 사용하여 실제 크기의 복제품을 제작하는 경우가 많다. 실물 모형은 가구 자체의 다양한 치수와 관련된 가구의 비율을 결정하거나 특정 공간이나 방에 가구를 맞추는 데 사용된다. 가구 디자인이 나머지 공간과 어떻게 관련되는지 확인하는 능력 또한 크기와 디자인을 결정하는 데 중요한 요소이다.

책상이나 테이블과 같은 기능성 가구를 디자인할 때, 실물 모형을 사용하여 일반적인 인체 형상과 크기에 적합한지 테스트할 수 있다. 이러한 문제를 고려하지 않은 디자인은 사용하기에 실용적이지 않을 수 있다. 실물 모형은 초기 도면과 스케치로는 시각화할 수 없는 색상, 마감, 디자인 세부 사항을 테스트하는 데에도 사용될 수 있다. 이러한 목적으로 사용되는 실물 모형은 축소된 규모일 수 있다.

6. 2. 장난감

장난감 개발 초기 단계에서 실물 모형을 사용하여 가동부의 기믹(작동 방식)과 파츠별 분해 가능성을 확인하고, 이를 제품의 원형으로 활용하기도 한다.[7] 미묘한 커브를 수정하거나 틈새를 수정할 때에는 천연 목재 외에 톱밥(나무 조각)을 수지로 굳힌 재료 등을 사용하기도 한다.[7]

7. 제작 기술

과거에는 주로 장인의 수작업으로 나무 모형이 제작되었다. 상품의 외관 디자인과 사용감, 가동부 검토에 사용되는 나무 모형은 저렴하고 절삭 (수정)이 가능한 목재가 많이 사용되었지만, 석고나 플라스틱 등도 이용되었다. CAD로 설계된 산업 디자인을 나무 모형으로 제작하는 경우, 천연 목재에는 나뭇결이 있어 NC 공작 기계 가공에 적합하지 않기 때문에 나뭇결이 없는 케미컬 우드 등의 인공 목재를 사용하는 경우가 많았다.[7]

장난감의 원형에 나무 모형이 사용되는 경우가 많았지만, 선박, 자동차, 철도 차량, 항공기의 디자인 및 기능 검토, 풍동 실험에도 사용되었다. 대항해 시대에는 실제 범선을 건조하기 전 검토용이나 고객 설명용으로 같은 재료를 사용한 정확한 축소 모형이 제작되었으며, 이는 범선 모형이라는 취미로 남아 있다. 우주왕복선 오비터는 발사대까지의 운반 및 고정 등 작업 절차 확인용으로 실물 크기 모형인 "패스파인더"가 제작되었다.

장난감 원형의 경우, 나무 모형 단계에서 가동부의 기믹 등을 재현하고 파츠별 분해도 가능하게 해두어 그대로 제품의 원형으로 하는 경우가 많았다. 미묘한 커브의 수정이나 틈새 수정에는 천연 목재 외에 톱밥 (나무 조각)을 수지로 굳힌 것 등도 사용된다.

최근에는 3D 프린터 (3D 플로터)의 발달로 CAD 데이터를 그대로 입체로 성형할 수 있게 되었기 때문에, FRP나 합성 수지로 대체되고 있다.[7] 토요타 자동차 등에서는 기술 계승을 위해 신입 사원에게 목재를 이용한 연수를 실시하는 기업도 있다.[7]

자동차휴대 전화 등 디자인이 판매에 크게 영향을 미치는 상품에서는 실물 크기의 모형이 사용되고 있다. 휴대 전화 매장에서는 사용된 휴대 전화 모형이 판매되기도 한다.[8] 휴대 전화 매장에서는 체험용으로 전시하는 실기를 "핫 모크"라고 칭한다.

참조

[1] 웹사이트 KSC Gets Orion Mock-Up for Testing http://news.softpedi[...] News.softpedia.com 2009-01-30
[2] 서적 Mock-ups http://www.interacti[...] Interaction-design.org 2010-02-16
[3] 간행물 Lessons Learned From Product Manager (PM) Infantry Combat Vehicle (ICV) Using Soldier Evaluation in the Design Phase https://apps.dtic.mi[...] ARMY AL&T Magazine 2008-04
[4] 뉴스 Mock Ups https://graflick.com[...] Pro Woodworking Tips 2006
[5] 웹사이트 Log of Meeting: Demonstration of the Proposed Smoldering Test Procedures http://www.cpsc.gov/[...] United States Consumer Product Safety Commission 2008-07-14
[6] 뉴스 靴木型 100年の亜歩みに幕/東京の老舗、年内で廃業 3D印刷普及「今が潮時」 https://www.nikkei.c[...] 日本経済新聞 2019-12-25
[7] 웹사이트 特集|「日本のクルマづくりを支える職人たち」第1回 木型職人 剣持正光 |トヨタイムズ https://toyotatimes.[...] 2021-08-02
[8] IT Mobile:KEYWORD モックアップ【もっくあっぷ】 https://www.itmedia.[...] ITmedia 2003-04-30
[9] 웹인용 KSC Gets Orion Mock-Up for Testing http://news.softpedi[...] News.softpedia.com 2009-01-30



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