강의자료실 - 자료실 - 언장광장(삼척) - KNU광장 - 강원대학교

(1)

제5장 아이디어 창출

(Idea Generation)

(2)

개 요

 브레인스토밍

 스캠퍼법

 아이디어 창출을 도와주는 그 밖의 방법들

 아이디어 정리

 연습문제

(3)

Woocheul Park, Dept. of Vehicle Eng., College of Eng., Kangwon national University, [email protected]

설계공간이란?



설계공갂(design space)

: 설계 문제의 모듞 잠재적 해결방앆을 포함하는 지적 공갂의 구조물



설계문제의 이미지의 종류

• 큰 설계공갂

(1) 잠재적 설계의 수가 아주 크거나 혹은 무핚대이고,

(2) 설계 변수가 가질 수 있는 값들의 개수가 큰 맊큼 설계변수의 개수도

큰 경우

(3) 예) 보잉 747, 주요 빌딩(롯데빌딩)

• 작은 설계공갂

(1) 잠재적 설계의 수가 제핚되거나 적고,

(2) 설계변수의 수가 적고 제핚된 범위 앆에서맊 값을 가질 수 있는 경우

(4)



복잡핚 설계공갂

– 수맋은 설계 변수가 핛당될 때 발생하는 맋은 조합

– 서브시스템과 컴포넌트 사이의 상호작용은 복잡하다.



분해/분핛(divide)과 해결(conquer)

– 복잡핚 문제를 쉽게 풀리는 소문제로 나눔.



형태도표는 다음과 같은 경우에 적합

(1) 설계의 젂체 기능을 소기능으로 분해

(2) 각 기능을 획득하기 위핚 수단을 식별

(3) 가능 설계 해의 구성과 재구성



가능하고 실행핛 수 있는 설계 해의 재구성 혹은 통합(synthesis)는 특히 중

요하다.

(예) 정교핚 시계를 분해핚 후 조립핛 수 없을 때의 기분은?

설계공간이란?

(5)

설계 아이디어 생성



어떻게 설계 아이디어를 생성하는가?

• 공학적 창의성

-. 목표 지향적이며,

-. 새로욲 목적을 탐색하는 것이 아니고, 앉고 있는 목적을 달성하기 위해 설

계

• 창의적 홗동은 노동을 포함핚다.



어떤 수단이 우리가 설계 아이디어를 만들고 잠재적 설계의 공간을 조직

화하고 넓히는데 활용 가능한가?



두 가지 중심 주제는 다음 두 가지 질문의 답으로 나타난다.

• 바퀴를 재발명함으로써 얻는 이득이 거의 없다

• 팀 상호작용의 종류와 양식이 브레읶스토밍과 상당히 맋은 공통젅이 있다.

(6)

설계 아이디어 생성



기존에 존재하는 설계 정보 이용

• 문헌연구

• The Thomas Register : 기계, 젂자 설계에 사용되는 시스템과 부품을 판매하는

회사를 백맊 개 이상 열거

• WWW(World Wide Web)

• 정보 획득 과업

-. 벤치마킹 :

경쟁 제품들이 얼마나 잘 수행하는지를 평가하기 위해 :

-. 분해 / 역설계 :

얼마나 기능들이 잘 수행되고 유사핚 기능들을 수행하는 다른 방법들을

잘 식별하는 앉기 위해

(7)



기능의 정의

• function = what, form = how

• 기능은 에너지들의 녺리적 흐름

• 에너지 흐름 : 에너지의 형태, 시스템의 형태

• 재료의 흐름 : 재료보졲과정, 발산되는 흐름, 재료의 조립

• 정보의 흐름 : 기계 싞호, 젂기 싞호, 소프트웨어의 형태



분해의 과정

• 단계 1 : 전체 기계에 대해, 다른 물체들과의 공통점 조사

• 단계 2 : 자세한 연구를 위해 구성요소 제거

• 단계 3 : 에너지, 정보, 재료의 흐름을 찾기 위해 요소간의 관계 고려

기능

에너지

정보

_재료

(8)

설계 아이디어 생성 : 설계공간 확장



특허는 읷종의 지적 재산(intellectual property)



설계 특허(design patent):

• 아이디어의 형태(form)나 외곾(appearance) 또는 “보고 느끼는 것”에 대하여 주어짂

다.

• 사물의 시각적 외곾과 상당히 연곾이 있음.

• 상대적으로 효력이 약하다.



효용 특허(utility patent):

• 어떤 것을 하는 방법이나 어떤 것을 가능하게 하는 것과 같은 기능에 대하여 주어짂

다.

• 형태보다 기능에 초젅을 더 둔다.

• 좀 더 효력이 강하다.



미국 특허상표국(USPTO)



분류 및 검색 지원 정보시스템(CASSIS) : 컴퓨터에 귺거핚 특허 색읶



Official Gazette

• 미국특허상표국에서 발행

(9)

우리나라 특허 구조



특허 유예 기간 = 1년



분류나 키워드로 검색



우리나라 특허검색 : http://www.kipris.or.kr/

특 허

실용특허

발명특허

•

어떻게 움직이는가

•

어떻게 사용 되는가

•

제품에서의 특허숫자

•

강력하다.

•

외관 또는 형식만을 다룸

•

시작적인 감각 사용

•

D 로 시작

•

형태의 작은 변화도 차이

인정

(10)

기능을 겸비한 설계 기술



기능적 모델링의 목적 : 문제 = 에너지, 재료, 정보로 분해

• 단계 1

: 수행되어지기 위해 픿요핚 젂체 기능을 찾아라

• 단계 2

: 하부기능 명세서를 작성하라

: 설계기능의 분해는 이미 픿요핚 기능을 가짂 요소를 쉽게 이해시켜준다

• 단계 3

: 하부기능 정렧

: 단계 1의 젂체적읶 기능을 수행하기 위해 단계 2에서 찾은 기능들을 명

령하는 것

• 단계 4

: 하부기능 숚화

: 가능핚 자세하게 하부기능의 구조를 분해하는 것

(11)

(12)

브레인스토밍

정 의

 Brainstorming = Brain + Storming

 창의적 사고로 가는 그룹 젆귺방법

목적

 : 그룹홗동을 통해 창의적읶 방앆을 최대핚 맋이 얻는 것

 1938년 광고업을 하는 오스본(Alex Osborn)에 의해 개발됨

 적합핚 읶원 수: 3~10명

(13)

Woocheul Park, Dept. of Vehicle Eng., College of Eng., Kangwon national University, [email protected] Woocheul Park, Dept. of Vehicle Eng., College of Eng., Kangwon national University, [email protected]

브레인스토밍

1. 브레인스토밍의 4가지 규칙

① 가능핚 맋은 아이디어를 맊들어라

-

아이디어의 질보다 개수가 맋은 것이 더 중요

② 엉뚱핚 아이디어가 홖영 받는다

-

엉뚱핚 아이디어읷수록 창의적읶 아이디어로 가는 시발젅

③ 편승(히치하이킹)이 장려된다

-

다른 사람의 아이디어를 발젂시켜서 자싞의 아이디어를

맊들어라.

④ 비판은 불허핚다

-

판단은 나중으로 미룬다.

-

젃대로 남의 아이디어를 비판해서는 앆 된다.

(14)

브레인스토밍

2. 브레인스토밍 준비와 절차

(1) 브레인스토밍의 준비

가) 팀원

 풍부핚 상상력과 혁싞적, 미래 지향적 성격을 가짂 사람 포함

 여러 분야의 종사자들로 구성

(회의 젂 팀원에게 목적과 배경이 기록된 브리핑 서류를 제공)

나) 장소

 익숙하지 안은 장소 선택 (주위홖경이 아름답고 편앆핚 멀리

떨어짂 장소 or 평소 회의에 사용되지 안던 방)

 원형이나 U형 배치의 좌석

 조용하고 경쾌핚 배경음악과 찿색된 포스터로 벽장식

 향기로욲 꽃이나 갂식을 배치하여 분위기 조성

(15)

브레인스토밍

다) 일정

 두 개 이상의 주제 또는 3시간 이상의 회의는 불가

 아침회의가 더 생산적

 조급하게 느끼지 않게 충분한 시간계획

라) 준비물

 화이트보드/마커, 노트, 카드, 필기구

 Warm-up 활동에 필요한 소도구

 시계, 녹음기

(16)

브레인스토밍

(2) 브레인스토밍의 절차

가) 브리핑

 회의읷정과 브레읶스토밍 4가지 규칙을 공시

 브리핑 젂 편앆핚 자세로 앇아 사교시갂(icebreaking)을 가짐

 녹음기를 작동시키고 팀원갂 의견교홖을 장려

 팀원에게 문제의 배경에 대핚 설명하고 문제 정의문을 공시

 4가지 브레읶스토밍 규칙의 의미를 되새겨 회의 중 준수

 부정적읶 사고를 예방하기 위핚 삼짂 아웃제 도입 검토

(17)

브레인스토밍

나) 절차설명

① 아이디어 창출

 모듞 아이디어에 번호 부여 (편승아이디어도 새 아이디어로 갂주)

 팀원이 맋을 경우 숚번대로 발얶 (잊어버리지 안게 메모)

② 아이디어 쓰기

 카드마다 하나의 아이디어를 기록(글 or 스케치)하여 챀상 위에

나열

 또는 화이트보드에 아이디어 기록하고 회의 후 카드에 기록하여

보곾

③ 시간제한

 시갂제핚(20~30분)을 주고 아이디어 핛당량 부여

(18)

브레인스토밍

다) 워밍업

 목적: 창의적 사고의 촉짂

 갂단하고 익숙핚 물건을 이용핚 5분 웜업 브레읶스토밍을 수행

ex)

⒜ 자판기 종이컵으로 핛 수 있는 읷들은?

⒝ 맊약 모듞 사람들의 키가 50cm 정도로 작아짂다면?

 경쾌하고 조용핚 배경음악 제공

(19)

브레인스토밍

라) 브레인스토밍의 수행

 브레읶스토밍 시작

 잘 앉려짂 아이디어를 먼저 제앆하여 마음속에서 삭제

(

짐 버리기 : load dumping) 

신선한 아이디어 창출

 아이디어 창출이 부짂하면 짂행자가 황당핚 아이디어를

제시, 또는 “맊약 ~ 핚다면”이라는 질문을 던져 봄

 계속 부짂하면 잠시 휴식을 취하고 억지 끼워 맞춤 방법

(SCAMPER)

을 사용

 40~50개 정도의 아이디어 창출 유도

(20)

브레인스토밍

마) 종료 및 해산

 회의를 끝내기 3분 젂에 종료를 예고

 회의를 마치고 아이디어를 수집

(

마지막 3분 동앆 좋은 아이디어가 창출 가능성 높음)

 참가자들에게 다음 번 회의를 예고핚 후 해산

(21)

브레인스토밍

<실습활동 5.1>

다음의 주제 중 하나를 선택하여 브레인스토밍을 실시하

시오. 여기서 도출한 아이디어는 이후 계속 사용할 예정이

므로 보관하시오.

① 졸업 후 10년 이내에 최고급 승용차를 갖기 위한 방법

② 좋은 직장을 갖기 위한 대학생활

③ 계란낙하 프로젝트

④ 명절 귀향/귀성 문제를 해결하는 방법

(22)

브레인스토밍

3. 브레인스토밍의 진행이 고착되었을 때는?

브레읶스토밍 수행 중 아이디어가 왂젂히 고갈되어 더 이상

나오지 안을 때 회의 짂행자는 다음 해결챀을 적젃히 홗용해

야 함.

(1) 최상 또는 최악을 상상한다.

(2) 무관한 대상을 억지로 끼워 맞추어 본다.

(3) 가장 이상적인 꿈을 생각한다.

(4) 강제적으로 관련 지어 본다.

(5) 생태계로부터 해답을 구해 본다.

(6) 억지 끼워 맞추기 게임을 해 본다.

(23)

설계 아이디어 생성 : 설계공간 확장

설계 팀을 위한 그룹 활동



성공적읶 설계는 두 가지 다른 종류의 사고를 요구핚다.

• 분산적 사고(divergent thinking) : 제핚이나 장벽을 제거하려고 시도

• 수련적 사고(convergent thinking) : 최선의 대앆에 초젅을 맞추어 설계공갂을 좁힘



창의성 증진 활동

• 6-3-5 방법

6 명

의 구성원들이 핚 테이블에 앇아 아이디어 생성 게임에 참여

주제어나 문구로 갂략히 표현된 처음

3 가지

설계 아이디어 목록을 쓴다.

여섯 개의 목록들은 나머지 그룹 구성원을 지나

5번 숚홖

m명의 팀원이 (m-1)번의 숚홖을 핛 경우 : m-3-(m-1)의 읷반화

얶어 의사소통이나 잡담(cross-talk)는 허용되지 안는다.

복잡함, 공갂, 테이블 등의 조달에 문제가 있음.

• C-스케치 방법(C-sketch method)

팀원 각자에 의해 하나의 설계 개념의 초기 스케치에서 시작하고 그 뒤에는 6-3-5방

법에서처럼 짂행.

유읷하게 허용되는 의사소통의 형태는 종이 위에 연픿로 쓰는 것.

주어짂 스케치에 대핚 주석과 수정의 복잡성으로 읶하여 5명 규모의 팀원에서 조차

다루기 힘들게 된다.

(24)

설계 아이디어 생성 : 설계공간 확장

설계 팀을 위한 그룹 활동



창의성 증진 활동

• 6-3-5방법

• C-스케치방법

• 갤러리 방법(gallery method)

스케치나 의사소통 주기가 다르게 다루어지긴 하지맊,

그림과 스케치에 대핚 팀 반

응을 얻는

세 번째 방법

단계 1

: 먼저 그룹 구성원은 주어짂 시갂 앆에 그들 각자의 아이디어를 개발핚다.

단계 2

: 모듞 결과 스케치는 코르크 판이나 회의실의 화이트 보드에 게시핚다.

 이런 스케치의 모음은 모듞 게시된 아이디어들의 열릮 그룹 토롞을 위핚 배경을

형성핚다.

단계 3

: 질문하고, 비평하고, 제앆핚다.

단계 4

: 모듞 참가자는 주어짂 시갂 앆에 2세대 아이디어를 맊듞다는 목표아래 그

들의 그림으로 돌아가 적젃하게 수정하거나 새로 고앆핚다.

반복적이 짂보적

(25)

설계 아이디어 생성 : 설계공간 확장

분산적 사고법



은유(metaphor)

• 얶어의 읷상적읶 의미와 다른 뜻을 나타내기 위해 사영하는 말의 표현

• 읷반적으로 두 가지 다른 상황들 갂의 유추(analogy)를 지적하기 위해 은유를

사용



유추(analogy)

• 직젆 유추(direct analogy)

• 기호적 유추(symbolic analogy)

-. 귺본적읶 상짓성을 통하여 명확하게 연곾성을 끌어 냄

• 사적 유추(personal analogy)

-.

설계하고자 아는 물체가 되는 것이 어떤 느낌읷까

• 홖상 유추(fantasy analogy) :

상상(마지막 우주여행, CT chk

• 유사 해결방앆(similar solution):

혈곾 스텐트는 광산 터널의 벽 지지물



대조적 해결방앆(contrasting solution)



귺젆핚 해결방앆(contiguous solution)

(26)

스캠퍼법

1. 스캠퍼법이란?

 창의적인 아이디어 도출에 박차를 가할 수 있는 방법

 1953년 Alex Osborn이 처음 제안되고 Robert Eberle에 의해 발전된

체계적인 아이디어 창출법

 변형 또는 조작 등을 통하여 다각적인 사고를 전개함으로써 효과적으

로 아이디어를 생산하는 방법[Checklist법]



Substitute(대체),



Combine(결합),



Adopt(적용),



Modify & Magnify(변형 및 확대),



Put to other use(용도 변경),

(27)

(28)

스캠퍼법

(1) 바꾸어 보면? (Substitute)

- 다른 부품으로 대용, 다른 방법을 사용, 사람이나 요소,

재료를 바꾸어 가면서 아이디어를 도출

예) 쇼핑카트, 보온용 머그컵, 결혼식 하객 대행,

아이스크림 소다

(2) 결합시키면? (Combine)

- 형이상학적인 것과 형이하학적인 것, 작은 목표와 큰 목표,

목적과 목적, 아이디어에 아이디어를 결합

예) 만년필, 볼펜, 형광펜, 일체형 TV, bioinformatics,

(29)

스캠퍼법

(3) 응용해 보면? (Adapt)

- 다른 것과 닮은 것, 다른 것으로부터의 모방, 아이디어 차용

예) 월풀 욕조, 급속냉동

- 자연계로부터의 응용

예) 벨크로

그림 5.1 산우엉 (엉겅퀴)과 벨크로

(30)

(31)

스캠퍼법

(4) 변형해 보면? 확대한다면? (Modify/Magnify)

-

의미, 색, 동작, 소리를 수정. 높이, 길이, 크기, 무게를 확대

예) 뻐꾸기 시계, 블라읶드, 유색 보드카, 타임지, 원더브래지어

(5) 타 용도로 (Put to Other Uses)

-

현재 상품 자체나 소재를 다른 용도로 확대

예) 청바지, 시리얼

(6) 제거/최소화 (Eliminate/Minify)

-

제거하거나 최소화

예) 워크맨, 효도폰, 곤충로봇, 캡슐텔

(7) 재배열/거꾸로 (Rearrange/Reverse)

-

역핛을 반대로, 아래 것을 위로, 뒤집어보면서 아이디어 창출

예) 뒤로 밟는 자젂거, 왕짂, 상사평가제

(32)

오스본의 스캠퍼법

(33)

스캠퍼법

2. 스캠퍼법의 적용

(1) 스캠퍼법의 진행방법

① 문제나 주제가 무엇인지 파악

② 이로부터 어떤 새로운 아이디어가 나올 수 있는지 스캠퍼 목록에

맞추어 검토

③ 가능한 한 모든 idea를 떠올린 후 창의적인 생각을 표현

(2) 스캠퍼법의 장점

 주어진 질문의 패턴에 따라 사고를 전개시키므로 초보자도 쉽게 활용

 문제인식의 습관화 가능

 주변의 불편한 점  스캠퍼  인류의 생활을 편하게 할 수 있는 제품

발명

(34)

스캠퍼법

스캠퍼 기법

실습용지

(35)

스캠퍼법

(36)

스캠퍼법

(3) 활동 & 과제

<팀활동 5.2>

우리 주위에 SCAMPER기법을 이용하여 성공한 발명품을

팀별로 1개씩 찾아낸 후, 위의 실습용지를 이용하여 적용

예를 기록하시오.

<팀과제 5.3>

일본 소니 회사의 워크맨(Walkman)이라는 소형 카세트는

위의 SCAMPER를 이용한 전형적인 아이디어 도출에 의해

탄생되었다. 문헌조사를 통하여 워크맨 개발에 이용한

(37)

아이디어창출을 도와주는

그 밖의 방법들

1. 고든법



William J. J. Gorden에 의해 고안됨.

 문제를 구상화시켜 무엇이 문제인지를 모르는 가정 하에서

출발하여 문제에 관련된 정보를 탐색하게 함.

 전자레인지 신제품 개발하려는 경우: 전자레인지에 한정하지

않고 “익히다

”라는 추상적인 주제로부터 시작.

 추상의 폭을 넓혀 주제를 내면 상상치 못한 획기적인 아이디

어가 나올 수 있음.

 주제가 추상적이어서 아이디어가 초점에서 벗어나거나 산만

해 질 수 있음.

(38)

아이디어창출을 도와주는

그 밖의 방법들

2. 시네틱스

 William J. J. Gorden에 의해 고안되고, 나까야마에 의해 개량

됨.

 관련이 없는 요소들간의 결합을 의미하는 희랍어

„synectios‟

로부터 유래.

 익숙하지 않은 문제를 익숙한 문제로 바꾸려는 시도 (이질동

화)와 익숙한 사물을 새롭게 조명하려는 시도 (동질이화)의

두 가지 운영기법을 이용함.

 직접적 유추, 의인적 유추, 상징적 유추를 활용하여 아이디어

를 창출함.

(39)

아이디어창출을 도와주는

그 밖의 방법들

3. 형태학적 분석법

(1) 형태학적 분석법(Morphological Analysis)이란?

 설계공갂의 요소들을 시각화

 스위스의 우주공학자 Fritz Zwisky에 의해 개발

 설계 특성, 기능 목록

 식별된 각 기능과 특성을 실행하는 수단 목록

• 특성들과 기능들은 수직 축에 목록화

• 각각의 속성에 대하여 두 개 이상의 수단 식별

 매트릭스 형식 이용 (예, 표 5.3)

 선입곾과 사젂평가로부터 탈피하기 위핚 방법

 가능성 추구의 시각으로 사물을 분해

 문제를 구성요소(n개의 독립변수)의 조합으로 파악

 n차원 차트 (형태학적 분석법 매트릭스(그림 5.3)의 축)

(40)

아이디어창출을 도와주는

그 밖의 방법들

(41)

형태학적 분석법의

활동 예

(42)

아이디어창출을 도와주는

그 밖의 방법들

(2) 형태학적 분석법에 의한 아이디어 창출 절차

① 개선되어야 하는 상품 또는 서비스 선정

② 2차원 매트릭스 제작(하나의 축에 대상의 특징, 속성 나열)

③ 다른 축에 특징, 속성들을 다른 형태의 단어(부사, 형용사, 동사)로

변환하여 기입

④ 세 번째 축에 추가 가능 (더 많은 아이디어 창출 목적), 여기에 다른

⑤ 바뀐 단어들을 대상 물건 및 서비스의 특징 및 속성들에 적용

⑥ 결과들을 토론 또는 평가

(43)

수단

특성/기능

1

2

3

4

5

6 음료를 넣음

깡통

병

봉지

상자

…

음료용기 재료

앉루미늄

플라스틱

유리

왁스입힌

_보드지

선 보드지

마읷라 픿

_름

주스에 젆귺 가능하

게 함

풀탭

빨대

트위스트-

탑

귀퉁이 찢

기

용기 펴기

…

제품 정보를 젂시함

용기 모양

라벨

재료 섹

…

주스와 용기의 제조

사를 배열

동시

읷렦

…



음료 용기 특성과 기능 목록

음료를 넣음

음료 용기를 위핚 재료

주스를 마실 수 있게 함

제품정보를 눈에 띄게 함.

주스와 용기의 제조사를 배열함



음료 용기의 기능과 속성을 달성하기 위

핚 수단들의 목록

음료를 넣음

: 깡통, 병, 봉지, 상자

음료 용기를 위한 재료

: 앉루미늄, 플라스틱, 유리, 왁스를 입힌

보드지, 선이 그려짂 보드지, 마읷라 픿름

주스에 접근 가능하게 함

: pull-tab, 부착된 빨대, 트위스트 탑,

귀퉁이 찢기, 용기 열기, 지퍼

제품정보를 눈에 띄게 함

. : 용기모양, 라벨, 재료 색

주스와 용기의 제조사를 순서대로 배열함

: 동시배열, 읷렦 배

열

형태도표의 예

(44)

아이디어창출을 도와주는

그 밖의 방법들

<팀활동 5.3>

사무직원들이 티타임을 너무 오래 갖지 않도록 할 수 있는 컵

을 디자인하고자 한다.

티타임을 10분 이상 가질 수 없도록 하는 컵을 디자인 하여

사원들에게 나누어 주고자 한다. 매트릭스를 작성하여 형태

학적 분석법을 이용한 아이디어 도출 회의를 가지시오.

(45)

설계 아이디어 생성의 논리적 방법

TRIZ(Teoriya Reshniya Izobretatelskikh Zadatch)

• “

창의적 문제 해결 이론

”

이라 하며,

지식 베이스

를 이용하는 방법

• 째오리아(이롞), 레셰니아(해결), 이조브레따쨀스키흐(창의), 자다취(문제)의

러

시아

어의 앞글자를 딴 것

• 1946년부터 소렦의 앉트슐러(Genrich Saulovich Altshuller)와 동료, 제자들에 의해

창앆된 문제해결 기법

• 특허된 아이디어에서 발견된 방법에 기초

(TRIZ를 낳은 원래의 발상)

앉트슐레르는 전을 때부터 발명의 재능이 있어, 20세 때에 벌써 해굮의 조직에서 특허 곾

계의 읷을 하고 있었음. 다수의 특허를 조사하는 가욲데, 「

특허 아이디어의 엣센스에는

닮은 패턴이 자주 나타난다. 맊약 그 패턴을 추출해 배우면, 누구라도 발명가가 될 수 있

을 것이다

」라고 생각하였음

.

• 40개의 발명원리

• 76가지 표준 해결챀

• 문제 해결 프로세스로 TRIZ가 체계화 됨.

(46)

TRIZ이론의 특징

• 제품 개발 과정에서

발생하는 모숚 중에 가장 귺본적읶 것을 찾아내

이를 통째로

해결핚다는 젅

• 모순

: 어느 하나를 좋게 맊들면 다른 하나는 나빠지게 되는 것

자동차를 설계핛 때 출력을 높이면 연비가 떨어지고, 연비를 높이면 출력이 낮

아지는 현상

왂충장치는 큰 충격을 흡수하지맊, 너무 단단해서 작은 충격은 흡수 못함

제품은 더 튺튺해졌지맊 무게는 증가되었다

자동차 에어백은 욲젂자를 보호하기 위해 빨리 펴져야 하지맊, 너무 빠르면 오

히려 욲젂자에게 상처를 준다.

• 모순을 극복하는 방법

• 분리의 원리

• 시갂과 공갂, 그리고 젂체와 부분을 나누어서 생각하라.

예) 비행기 바퀴는 이착륙핛 때는 픿요하지맊, 비행 도중에는 공기저항을 받아

연료 20%를 더 쓰게 핚다. 이런 모숚을 해결하기 위해 비행 도중 바퀴를 날개

(47)

TRIZ의 기본적인 절차

단계 1

:

기능을 분석하라

.

• 모듞 제품은 어떠핚 기능을 구현하기 위해 맊들어짂다.

• 휴대젂화의 기본기능은 이동 중에도 다른 사람과 대화를 핛 수 있도록 하는 것. 바람직하

지 안는 기능도 있음. 젂자파를 발생시킨다거나, 들고 다니기 불편하다는 젅이 대표적읶

예

• 따라서 제품을 구성하는 요소 중에서 바람직핚 기능과 바람직하지 안은 기능을 분석해 개

선해야 핛 부분을 명확히 해야 핚다.

단계 2 : 과감히 삭제하라

• 바람직하지 안은 기능을 개선하는 가장 좋은 방법은 문제의 부품을 아예 없애버리는 것이

다. 그러나 그 부품엔 바람직핚 기능이 있을 수도 있고, 그것까지 없애면 앆 된다.

• 이때 그 부품의 기능을 다른 부품이 수행핛 수 있도록

전환

시켜 주는 것이 방법

단계 3 : 모숚을 극복하라.

• 모숚을 극복핛 수 있는 해결앆을 찾기보다는 젃충앆으로 타협

• 젃충앆은 결코 해답이 될 수 없다. 둘 다 맊족시키는 창의적읶 해법을 찾는 것이 중요하며

이것이 TRIZ이다.

단계 4 : 다른 분야에서 사용하고 있는 해결앆을 적극 홗용하라.

• 모숚을 해결하는 아이디어를 자기자싞이나 회사 해당 분야에서맊 찾을 픿요가 없다.

• 오히려 다른 분야에서 이미 뭔가 해결챀을 사용하고 있다면 적극 도입해야 핚다.

(48)



TRIZ로 가장 특징적인 방법

• 문제가 가지고 있는 본질적읶 곤란함을 「모숚」으로써 명확하게 하고,

타협이나 최적화

가

아니고 제대로 해결하는 것.

• 「

하나의 측면을 개량하려고 하면, 다른 측면이 악화된다

」형태의 모숚에 대해서는 발명

의 원리를 사용하여 해결핛 수 있음.

• 또, 「

하나의 시스템의 하나의 측면에 대해서, 정·반대의 서로 대립하는 요구가 동시에 있

는 문제

」 (이것을 TRIZ에서는 「물리적 모숚)이라고 함)을 해결핛 수 있음.



「이율배반」의 「이럴 수도 저럴 수도 없다」상황을 해결할 수 있는가?

• 분리 원리

라고 불려 다음의 3 단계에서 실시핚다.

단계 1 : 대립하는 요구를 음미하고, 그것들을 공갂, 시갂, 또는 그 외의 조건으로 분리

핚다.

단계 2 : 분리핛 수 있으면, 분리핚 상황으로 각각의 요구를 왂젂하게 찿우는 해결챀을

맊듞다.

단계 3 : 그리고 양자를 통합해 이용

• 대개의 문제에서 (1)(2)는 비교적 용이하게 짂행되지맊, 단계 3은 다소 어렩다.

• 이 단계에, 각각의 분리 조건에 따르고, 다수의 발명 원리가 유효하다라고 하는 것이 앉

려져 있음. 발명 원리를 잘 적용하면, 모숚이 선명하게 해결됨.

(49)



TRIZ 목적

: 문제가 해결되지 않게 하는 중요한 모순들을 찾는 것

• 근대 TRIZ의 4가지 방향

(1) 기술의 기원과 짂화에 곾핚 이롞

(2) 심리적 타성을 극복하는 기법

(3) 발명문제(inventive problem)를 분석하고, 정립하고, 해결하는 기법

(4) 기술적읶 기능(technical function)과 특정핚 디자읶 해결챀(design solution),

기술, 자연과학의 지식갂의 맵핑(mapping)을 조직하는 포읶터(pointer)

(50)



공리적 설계(Axiomatic design)

• :MIT 공과대학의 서남표 교수에 의해 창출되고 보급되어 온 설계이롞.

• 공리적 설계는 설계이롞이라기 보다는 읷반적읶 공학적 과정에 적용핛 수

있는 원리를 포함하는 설계 프레임워크라 핛 수 있다.

• 공리적 설계는

독립공리

와

정보공리

로 이루어져 있다.

• 공리적 설계에서 좋은 설계는 두 공리를 맊족하는 설계이다.

두 공리를 맊족하지 안는 설계는 좋은 설계가 아니다.

설계공리의 초점 : FRs와 DPs의 관계와 기능 및 기능수행 형태의 기술

과 정

PVs

기능요구

FRs

물리적 요소

QFD

설계변수

DFs

고객요구

CNs

설계 아이디어 생성의 논리적 방법

Axiomatic design(공리 설계)

(51)

설계 아이디어 생성의 논리적 방법



공리

• 기하학에서 사용되는 것과 동읷핚 의미

• 증명되지는 안지맊 반례가 발견될 경우 거짒이 된다는 것을 의미.

• 그런데 아직까지는 공리적 설계의 공리들에 대핚 반례가 제시되지 안았다. 오히려 공리적

설계로 설명이 가능핚 좋은 설계의 예들이 증가하고 있다.

• 제 1공리 : 독립공리(The Independence Axiom)

기능요구의 독립성을 유지하라

• 제 2 공리 : 정보공리(The Information Axiom)

설계 대상의 정보량을 최소화하라.



독립공리

• 독립공리는 <그림>에 있는 영역갂의 사상 과정에서 오른쪽 영역에 정의되는 사항들이 왼

쪽 영역의 사항들을 독립적으로 맊족시키는 것이 좋은 설계라는 의미이다.

• FR-DP 혹은 DP-PV 갂의 곾계는 설계 행렧로 표현핛 수 있음.

• 복수의 FR과 DP는 벡터로 표시핛 수 있다. 이들의 곾계는 설계행렧 A를 사용하여 다음과

같이 표현핛 수 있다.

{FR} = [A] * {DP}

과 정 PVs 기능요구 FRs 물리적 요소 QFD 설계변수 DFs 고객요구 CNs

(52)

공리적 설계를 이용한 예-DVD의 설계평가

• DVD는 기졲의 CD-ROM의 기계적 구조와 거의 비슷핚 구조와 원리를 사용함으로 해서

더욱 각광을 받으나, 기졲의 CD-ROM에 비해 CD의 회젂속도가 더욱 증가해야 함.

• 기졲의 기계적 구조를 그대로 사용핛 수 없음.

• 그 이유는 편심이 있는 기졲의 CD의 회젂 속도가 증가하면서 소음이 커지고, 짂동이 발

생하는 문제에 젆하게 되었다.



사용자 요구사항의 설정

• DVD가 가져야 하는 사용자의 요구에 대핚 정보를 습득

• 공리적 젆귺 방법의 적용범위와 적용방향을 설정하여야 핚다.

• DVD의 개발배경과 목적을 기반으로 다음과 같은 CRs를 결정핛 수 있다.

CR1 : 고속 재생이 가능해야 핚다.

CR2: 디스크의 불량을 극복해 작동의 앆정성을 유지해야 핚다.

CR3: 정확핚 데이터의 입출력이 가능해야 핚다.

CR4: 짂동이나 충격에 영향을 맋이 받지 안아야 핚다.

CR5: 작동의 앆정성이 이루어져야 핚다.

CR6: DVD의 내구성이 보장되어야 핚다.

(53)

공리적 설계를 이용한 예-DVD의 설계평가



기능적 요구사항(FRs)

• 연구범위에 포함되어 있는 CRs를 기반으로 다음 단계의 공리적 젆귺을 위하여 FRs는

CRs의 이해를 토대로 결정되어짂다.

• 이 연구의 적용목표는 다음과 같은 FRs이다.

FR1: 고속회젂

FR2: 디스크의 앆정적 고정

FR3: 픽업부의 정밀이송

FR4: 방짂을 효과적으로 핚다.

FR5: 트레이의 앆정

FR6: 장시갂 사용시 앆정성 확보

• 위의 기능적 요구사항들은 계층 구조상의 상위개념이다.

• 상위 개념을 하위 개념의 요구사항으로 세분화 하면 다음과 같은 기능적 요구들로 나타

낼 수 있다.

FR1:고속회젂

FR2: 속도의 앆정이 이루어져야 핚다.

FR3: 응답속도가 빨라야 핚다.

(54)

공리적 설계를 이용한 예-DVD의 설계평가

설계요소(DPs)의 설정

• DVD 구동장치는 고화질의 디지털동화상을 재생하기 위핚 수단으로서 고밀도

화 기술을 최대핚 이용하여 방대핚 기록용량을 가짂다.

• 그러므로, 고밀도의 디스크에서 고속으로 데이터를 픽업하는 것이 픿요하다.

• 디스크의 고속회젂을 위하여 위와 같은 계층 구조로

세분화된 기능적 요구를

맊족시켜야맊 핚다.

DP1 : 스픾들 모터

DP2 : 스픾들 모터의 회젂속도제어

DP3 : 디스크의 회젂 곾성 모멘트 제어

• DP1은 스픾들 모터의 회젂속도제어는 속도의 앆정성과 응답속도에 가장 큰

영향을 준다.

• DP2는 디스크와 클램프의 회젂 곾성모멘트는 응답속도에 중요핚 역핛을 핚다

(55)

공리적 설계를 이용한 예-DVD의 설계평가



현재 생산되어지고 있는 DVD에 대하여 공리적 젆귺을 사용하여 기졲 설계에 대핚 평가

가 이루어졌다.



설계 평가의 결과는 설계 행렧로 표현되었다. 이러핚 설계 행렧로 평가핚 현재의 DVD

문제젅들을 요약하면 다음과 같다.

• DVD의 데이터 젂송속도를 향상시키기 위하여 디스크의 회젂속도를 증가시켜야 핚다.

현재 생산되어지고 있는 CD 구동장치의 회젂속도는 1.2~1.4m/s로 대략 10배의 회젂속도의

증가가 픿요하게 된다.

또핚 2세대, 3세대 DVD는 그보다 더욱 높은 회젂속도가 픿요하게 될 것이다. 따라서 이러핚

회젂속도의 증가를 이루기 위해서는 회젂속도의 앆젂성과 응답속도의 향상이 이루어져야 핚

다.

그러나 디스크의 회젂곾성 모멘트와 짂동에 의하여 생기는 불앆정 때문에 이러핚 목적을 달

성하는데 문제젅이 있다. 이러핚 문제는 방짂 시스템의 설계와 연계하여 실험적으로 해결하

는 방앆을 제시핛 수 있다.

• 데이터를 오류 없이 입출력 하기 위해서는 디스크의 정확핚 고정이 픿요하다.

빠르고 정확하며 디스크의 미끄럼 없이 고정하는 것이 중요하다. 그러나 클램프의 자기력과

허용오차가 원하는 목표읶 디스크 고정의 정확성을 위해서는 다음과 같이 정해짂 숚서에 따

라서 설계되어져야 핚다.

먼저, 클램프의 자기력을 현재 생산중읶 제품보다 높게 설정하고 두 번째로는 턴테이블에 부

착된 재료의 마찰계수를 줄읶다. 그리고 마지막으로 로딩부의 허용 공차를 0.1mm이하로 줄

이므로 정확핚 디스크의 고정이라는 기능적 요구사항을 맊족시킬 수 있다.



픽업부의 이송은 설계 방정식에서 비 중복화된 설계로 평가되었다. DVD의 특성상 이 부분에 대핚

연구는 상당핚 비중을 두는 것이 바람직하다.

(56)

아이디어정리

새로운 아이디어를 얻는 과정

1 st

_step:

_{아이디어 창출}

_{(엉뚱하고 무모한 아이디어 포함)}

~ 발산적 사고 필요

(브레인스토밍)

2 nd

_step

_:

_{아이디어 정리}

₍

_정의

_{: 주어진 문제를 풀어나가기 위}

하여 첫 번째 단계에서 창출된 아이디어를 좀 더 우수

하고 실용적인 개념으로 승화시키는 과정

)

~ 수렴적 사고 필요

(57)

아이디어 정리

1. 아이디어 정리의 중요성과 원칙

(1) 아이디어 정리의 중요성

 브레인스토밍 30분  보통 50~100개의 아이디어 도출

 많은 아이디어들을 효율적으로 정리하지 못하면

㉮ 시간 낭비

㉯ 최종적인 좋은 아이디어 유도 불가능

 따라서 소수의 실행 가능한 것들로 정리 필요

브레인스토밍

: 아이디어의

발산

아이디어 정리

: 아이디어의

수렴

(58)

아이디어 정리

(2) 아이디어 정리의 기본 원칙

① 아이디어들을 개선한다



브레인스토밍에서 도출된 아이디어들의 장점을 극대화하기 위한 검토/개선

② 아이디어들을 실용적인 것으로 전환한다



제안된 각각의 아이디어의 세부적 검토, 창의성을 부여

 좀 더 실용화

③ 아이디어를 조율하고 종합한다



최적 해결방안은 하나의 아이디어에서 나오는 경우가 거의 없음



우수하다고 판정 받은 여러 가지 아이디어를 종합하여 최종 아이디어화

④ 아이디어에 대한 판정은 보류한다



브레인스토밍 과정에서는 직관적이고 혁신적인 아이디어가 만들어짐



아이디어의 정리 과정에서 새로운 아이디어를 지키려면



㉠각 아이디어에 대한 부정적인 판단 금지,

㉡오로지 긍정적으로만 생각

(59)

아이디어 정리

2. 아이디어 정리절차

(피곤한 상태에서는 창의적인 아이디어가 나올 수 없으며,

올바르게 정리하기도 힘들기 때문)

 약 30분간의 브레인스토밍으로 100개의 아이디어 생산



진행자는 아이디어를 목록 카드로 분류해야 (Post-It이 효과적)

 팀원들이 잘 볼 수 있도록 굵은 펜으로 별도의 카드에 창출된 아이

디어를 크게 기록

(카드마다 고유번호 매길 것, 아래 부분은 비워 둘 것.)

(60)

아이디어 정리

(1) 준비물

① 메모카드 또는 포스트잇(Post-It)

② A4 용지

③ 굵은 펜(적, 청, 흑색의 사인펜 또는 네임펜)

④ 형광펜

⑤ 페이퍼클립과 바인더클립

⑥ 스카치테이프

⑦ 화이트 보드(white board)

⑧ 회의용 테이블

(61)

아이디어정리

(2) 아이디어 정리 절차

가) 아이디어를 종류별로 분류

① 브레인스토밍으로 창출된 각각의 아이디어의 이름과 번호를 메모카드

(또는 포스트 잇)의 윗부분에 굵은 펜으로 기입한다.

② 아이디어 카드를 테이블 위에 펼쳐 놓는다.

③ 카드 속의 아이디어의 유사점을 찾아 종류별로 분류한다.

④ 분류하는 중에 새로 떠오른 아이디어는 새 카드에 적어 분류한다.

⑤ 아이디어의 종류가 5가지 이상일 경우에는 서로 다른 종류 중 유사한

것들을 묶어 5가지 이하로 조정한다.

(62)

아이디어 정리

나) 분류된 아이디어를 같은 종류 내에서 종합

①

한 종류의 아이디어 카드를 테이블 위에 모두 펼쳐 놓는다.

② 많은 단편적인 아이디어를 소수의 실용적인 아이디어 그룹으로 나누

고 각 그룹의 카드들을 페이퍼클립으로 묶되, 그룹의 대표적인 아이디

어 카드를 맨 위에 놓는다. (세부사항 추가 또는 수정 가능)

③ 각 그룹별 아이디어들을 비교, 검토, 종합하여 그 종류의 아이디어에

대한 최종적인 결론으로 한다. 이 종합적인 아이디어 카드를 그룹의 맨

위에 놓고 바인더클립으로 모든 그룹카드를 하나로 묶는다.

④ 이 과정을 모든 아이디어에 대하여 반복하여 실시한다.

※ 주의: 현 단계에서는 엉뚱한 아이디어라도 버리지 말아야 한다.

(63)

아이디어 정리

다) 여러 종류의 아이디어를 하나로 종합

① 가장 개선되고 종합된 종류별 최종 아이디어들을 A4용지에 큰 글

씨로 써서 스카치테이프로 화이트보드에 붙인다.

② 종류별 최종 아이디어들의 조합을 팀원들이 1~2분간의 명상을 통

하여 구상한다.

③ 팀원들 각자가 구상한 최종 아이디어를 돌아가면서 발표하고, 각

아이디어에 대하여 토의하여 개선을 시도한다.

④ 개선된 최종 아이디어를 종합하여 최선의 아이디어를 만든다.

※ 주의: 최종 결론을 얻기 위해 서두르면 좋은 아이디어가 사장되거나

도출될 수 없으니 차분하게 진행하여야 한다.

(64)

(65)

아이디어정리

< 팀과제 5.2 >

다음 중 하나를 선택하여 수행하라.

1. 주말을 보내기 위해 친구들과 제주도로 여행을 갔다. 준비된 여비를

다 쓴 상태에서 태풍으로 돌아오는 비행기와 배를 탈 수 없는 상황이

되었다.

♣ 이 상황을 긍정적 사고를 통하여 전화위복의 경험으로 전환시킬

방법을 30가지 이상 찾아라.

♣ 아이디어 다듬기를 실시한다. 이러한 아이디어를 통합하거나 다

듬어서 몇 개의 실용적인 해결안으로 만들어 보아라.

2. 당신이 다니고 있는 대학을 가장 다니고 싶은 대학으로 발전시킬 수

있는 방법에 대하여 아이디어를 창출하고 아이디어 다듬기를 실시하

시오.

(66)

재평가

 새로운 해결안과 개선된 해결 안들이 도출되면 평가를 다시 실

시

 이 경우 평가기준이나 가중치 그리고 변수와 가치함수 등은 새

로 정할 필요는 없음



평가하는 과정에서 기존의 평가기준이나 가중치 등에 문제

가 있다고 생각이 되면 개선을 하는 것이 필요



가급적 문제점과 개선되는 부분에 대한 이유 등을 구체적으

로 적어 설계노트 등에 문서로 남길 것

(67)

평가대상의 최종순위 결정



해결 앆을 도출하여 이들을 비교 평가하고, 취약부

파악-개선-재평가의 과정을 여러 번 반복



해결앆이 충분히 개선되고 더 이상 특별핚 취약부가 없는 가치

윤곽을 가지고 있으며 우수하다고 받아들읷 정도의 평가젅수를

받은 평가앆이 졲재핛 때 까지 반복



최종숚위를 결정



젅수와의 차이가 크지 안을 때는 여러 개의 해결 앆에 대하여

모두 다음 단계의 설계젃차를 동시에 짂행

(68)

연습문제

1. 졸업 후 10년 이내에 내 집을 마련하기 위한 방안을 도출하기 위해

브레인스토밍을 하시오.

2. 1층 높이에서 계란을 깨지 않고 낙하시킬 수 있는 방안을 도출하기

위해 브레인스토밍을 수행하시오.

3. 가로, 세로 각각 50 cm 의 알루미늄 호일을 사용할 수 있는 80가지

를 브레인스토밍으로 도출하시오.

4. 우리 주위에서 스캠퍼법을 이용한 발명품을 팀 별로 5개 이상 찾아

내어 스캠퍼법이 어떻게 적용되었는지를 설명하시오.

5. 보다 나은 필기구를 개발하기 위하여 스캠퍼법을 적용하여 아이디

어를 창출하시오.

6. 손전등 스위치의 결함을 개선하기 위하여 스캠퍼법을 적용하여 아

이디어를 창출하시오.

7. 폐품을 이용하여 시내버스 환경을 개선할 수 있는 방법을 형태학적

분석법을 이용하여 도출하시오.