1. 기계설계 원리[2]

1.3 경제적 고려

설계에서는 창조성 도입이나 개선설계가 중요하지만 기계의 가격 및 생산원가는 또한 대단히 중요한 요소가 되며 이것이 설계,생산에 관한 중요 의식이 되고 제품의 가치를 지배하게 된다. 설계된 제품의 가치는 가치=기능/가격에 의하여 표시되고 여기에서 가격이 높아도 기능이 더 우수하면 그 기계의 가치는 높고, 또 기능이 낮더라도 가격이 더 낮으면 그 가치는 사실 높은 것이 된다. 이와 같이 가치는 가격과 상대적이지만 보다 좋은 기능을 갖는 기계를 보다 싼 가격으로 제공하도록 설계하는 것이 진실한 뜻이 있다. 원가절감은 생산기술에서 많이 행하여 지지만 가격저감의 근간은 설계에 있으므로 설계자는 원가의식을 가지고 설계에 임하여야 될 것이다. 또 현대설계에서는 기능을 높이는 설계 외에도 재료와 에너지를 가급적 절약하고 가장 효율적으로 사용할 수 있는 설계, 즉 설계효과(DESIGN EFFECTIVENESS)를 높여야 한다. 이것은 다시 재료효과(MATERIAL EFFECTIVENESS)와 에너지 효과(ENERGY EFFECTIVENESS)의 두가지로 논의할 수 있다. 재료효과를 생각하기 위하여 제품의 1개당 재료의 사용량을 M, 그 제품의 1년 동안 생산개수를 P, 그 수명을 L로 하면 제품을 위한 1년간의 재료소비량 Mc는 Mc=PM/L 이다. 또 같은 방법으로 이 제품을 만들기 위한 1년간의 에너지 소비량을 Em, 이 제품이 사용될 때 소비되는 에너지를  Er로 하면 그 제품이 1년 동안 소비하는 전 에너지는  Et는 Et = P(Em/L + Er)이다. 이 2가지 관계식으로부터 말할 수 있는 자원 및 에너지 절약을 위한 설계인식은 ①제품 한 개당 재료 사용량을 감축할 것 ②제품을 제조하고 또는 사용할 때에 필요한 에너지를 감축할 것 ③제품의 수명을 연장시킬 것. 이 설계효과를 높이는 구체적 수법의 예는 경량화, 설계, 최상설계, 신뢰성 설계, 재료설계, 무절삭 부품의 설계, 마찰 및 마보를 적게하는 설계 등을 들 수 있다. 이 중 신뢰성(RELIABILITY)은 기계요소가 사용에 있어서 파손하지 않는 신뢰성 R의 통계적 측정을 말하며 그 범위는 0<=R<1 와 같다. 즉 R=0.9는 그 부품이 파손 없이 그의 적합한 기능을 수행하는 기회가 90%가 된다는 뜻이며  R=1 은 있을 수 없다.