제5장 문제에 대한 해답 찾기 설계공간이란 무엇인가? 설계 아이디어 생성: 설계공간 확장 유용한 크기로 설계공간 제한 제5장  문제에 대한 해답 찾기 설계공간이란 무엇인가? 설계 아이디어 생성: 설계공간 확장 유용한 크기로 설계공간 제한 형태도표: 작동하는 설계를 생성하기 위한 기능과 수단의 편성 개념과 목적의 연결: 최선의 설계 선택 원형, 모형, 개념검증 Xela-Aid 설계 프로젝트를 위한 아이디어 생성과 평가 설계 대안 도출 및 선택 관리

5.1 설계공간이란 무엇인가? 설계공간(design space): 설계 문제의 모든 잠재적 해결방안을 포함하는 지적 공간 5.1 설계공간이란 무엇인가?  설계공간(design space): 설계 문제의 모든 잠재적 해결방안을 포함하는 지적 공간 복잡한 설계공간 수많은 설계 변수가 할당될 때 발생하는 많은 조합 서브시스템과 컴포넌트 사이의 상호작용 분해/분할(divide)과 해결(conquer) 복잡한 문제를 쉽게 풀리는 소문제로 나눔. 형태도표 (1) 설계의 전체 기능을 소기능으로 분해 (2) 각 기능을 획득하기 위한 수단을 식별 (3) 가능 설계 해의 구성과 재구성

5.2 설계 아이디어 생성: 설계공간 확장 공학적 창의성 창의적 활동은 노동을 포함 기존의 가용한 설계 정보 이용 목표 지향적, 알고 있는 목적을 달성하기 위해 설계 창의적 활동은 노동을 포함 기존의 가용한 설계 정보 이용 문헌연구 The Thomas Register WWW(World Wide Web) 정보 획득 과업 경쟁 제품 기능 수행 평가 벤치마킹 분해 / 역설계

5.2 설계 아이디어 생성: 설계공간 확장 특허는 일종의 지적 재산(intellectual property) 설계 특허(design patent): 아이디어의 형태나 모양 또는 “보이는 느낌”에 대하여 효용 특허(utility patent): 어떤 것을 하는 방법이나 어떤 것을 가능하게 하는 것과 같은 기능에 대하여 미국특허상표국(USPTO) 분류 및 검색 지원 정보시스템(CASSIS) Official Gazette TRIZ

5.2 설계 아이디어 생성: 설계공간 확장 설계팀을 위한 그룹 활동 성공적인 설계 창의성 증진 활동 분산적 사고(divergent thinking) 수렴적 사고(convergent thinking). 창의성 증진 활동 6-3-5 방법  m-3-(m-1) C-스케치 방법 갤러리 방법 수확체감의 법칙(law of diminishing return)

5.2 설계 아이디어 생성: 설계공간 확장 6-3-5 방법 C-스케치 방법(C-sketch method) 여섯 팀의 구성원 세 가지 설계 아이디어 목록 다섯 번 순환  논평과 주석 C-스케치 방법(C-sketch method) 팀원 각자  설계 개념의 초기 스케치에서 시작 6-3-5 방법에서처럼 진행 갤러리 방법(gallery method) 주어진 시간 안에 각자의 초기 아이디어 개발 모든 결과 스케치 게시 열린 그룹 토론  질문, 비평, 제안 두 번째 생성 아이디어 …

5.2.4 분산적 사고법 유추(analogy) 유사 해결방안(similar solution) 직접 유추(direct analogy) 기호적 유추(symbolic analogy) 사적 유추(personal analogy) 환상 유추(fantasy analogy) 유사 해결방안(similar solution) 대조적 해결방안(contrasting solution) 근접한 해결방안(contiguous solution)

5.3 유용한 크기로 설계공간 제한 탐색공간 개발 지침 실제적인 고려 사용자의 필요(user need) 가용한 기술 외적 제약 5.3 유용한 크기로 설계공간 제한 탐색공간 개발 지침 사용자의 필요(user need) 가용한 기술 외적 제약 실제적인 고려 사용자 필요  제약 도출 및 적용 속성의 수 고정 기능/특성 목록에 순서 부여 불가능한 아이디어 반복 주의

5.4 형태도표: 작동하는 설계를 생성하기 위한 기능과 수단의 편성 형태도표 (morph chart) 설계공간의 요소 시각화 가능한 설계들을 식별, 크기에 대한 느낌 설계공간을 확장하는 대안들을 식별 모순된 대안들을 식별하고 제거함으로써 설계공간을 제거하는 기회도 제공 설계 특성, 기능 목록 식별된 각 기능과 특성을 실행하는 수단 목록 특성들과 기능들은 수직 축에 목록화 각각의 속성에 대하여 두 개 이상의 수단 식별

5.4 형태도표 음료용기 설계 문제의 형태도표 수단 특성/기능 1 2 3 4 5 6 음료를 넣음 깡통 병 봉지 상자 … 음료용기 재료 알루미늄 플라스틱 유리 왁스된 보드지 선 보드지 마일라 필름 주스에 접근 가능하게 함 풀탭 빨대 트위스트-탑 귀퉁이 찢기 용기 펴기 제품 정보를 전시함 용기 모양 라벨 재료 섹 주스와 용기의 제조사를 배열 동시 일련

5.5 개념과 목적의 연결: 최선의 설계 선택 설계 선택 방법 Pugh 선택 도표(Pugh selection chart)의 변형 5.5.1 수치평가행렬(numerical evaluation matrix) 목적들과 계산된 가중치들을 왼쪽 열에 각 목적에 할당된 점수들은 오른쪽 설계-명세 열에 5.5.2 가중대조법(weighted check method) 목적들을 우선순위에서 높음, 중간, 낮음으로 정렬 높은 순위 목적 (3), 중간 순위(2), 낮은 순위(1) 사용하기 쉽고 보다 간단, 쉽게 이해 자세한 정의 부족, “결과 조작” 가능

5.5.1 수치평가행렬 (음료용기, BJIC) 설계 제약/목적 가중(%) 유리병 알미늄 캔 트위스트 오픈캡폴리에틸렌 병 빨대가 있는 마일라 봉지 C: 날카로운 모서리가 없음 X C: 독소 방출이 없음 C: 품질을 유지함 O: 환경적으로 무해함 33 0.9x33=29.7% 0.1x33=3.3% O: 분배가 용이함 09 0.5x9=4.5% 0.6x9=5.4% O: 맛을 유지함 22 0.9x22=19.8% 1.0x22=2.2% O: 부모들에게 인기 있음 18 0.8x18=14.4% 0.5x18=9.0% O: 판매 유연성이 허용됨 04 0.5x4=2.0% O: 브랜드 정체성 형성 13 0.2x13=2.6% 1.0x13=1.3% 합계 99 73.0% 54.7%

5.5.1 수치평가행렬 (음료용기, GRAFT) 설계 제약/목적 가중(%) 유리병 알미늄 캔 트위스트 오픈캡폴리에틸렌 병 빨대가 있는 마일라 봉지 C: 날카로운 모서리가 없음 X C: 독소 방출이 없음 C: 품질을 유지함 O: 환경적으로 무해함 04 0.9x4=3.6% 0.1x4=0.4% O: 분배가 용이함 22 0.5x22=11.0% 0.6x22=13.2% O: 맛을 유지함 09 0.9x9=8.1% 1.0x9=9% O: 부모들에게 인기 있음 13 0.8x13=10.4% 0.5x13=6.5% O: 판매 유연성이 허용됨 18 0.5x18=9.0% O: 브랜드 정체성 형성 33 0.2x33=6.6% 1.0x33=33% 합계 99 48.7% 74.7%

5.5.2 가중대조법 (음료용기, BJIC) 설계 제약/목적 가중(%) 유리병 알미늄 캔 트위스트 오픈캡폴리에틸렌 병 빨대가 있는 마일라 봉지 C: 날카로운 모서리가 없음 X C: 독소 방출이 없음 C: 품질을 유지함 O: 환경적으로 무해함 √ √ √ O: 분배가 용이함 √ O: 맛을 유지함 √ √ O: 부모들에게 인기 있음 O: 판매 유연성이 허용됨 O: 브랜드 정체성 형성 합계 9 √ 8 √

5.5.3 최선분류도표(best of class chart) 각 목적에 대하여 각 설계대안에 증가하는 점수 할당 목적에 가장 잘 부합한 대안은 1, 그 다음은 2 등 동점 허용, 평균 순위로 처리 가중치가 부여된 목적들과 일치하게 가중치 부여 가장 낮은 누적 점수  최선의 설계 대안 측정기준에 따라 대안들의 순위 실행하고 설명하는 것이 상대적으로 용이 시험이나 실제 측정 기준보다 의견에 근거한 평가 가중대조법에서처럼 도덕적 위험

5.6 원형, 모형, 개념검증 원형(prototype) 모형(model) 어떤 것을 만들기 위해 근거가 되는 원래의 모형 5.6 원형, 모형, 개념검증 원형(prototype) 어떤 것을 만들기 위해 근거가 되는 원래의 모형 건조물의 새로운 형태나 설계의 처음 실물 크기의 대개 기능적인 형태 모형(model) “어떤 것의 소형 표현” 혹은 “만들어질 어떤 것의 패턴” 혹은 “모방 혹은 본뜸을 위한 예” 어떤 기구나 프로세스를 나타내기 위해 모형 사용 어떤 기초적인(예언적인) 이론의 실효성을 증명하고자, 어떤 행동이나 현상을 설명하기 위해 사용 가공물들보다 더 작고 대개 다른 물질들로 만들어지고 예상된 행동들을 확인하기 위해 실험실이나 혹은 어떤 통제된 환경에서 시험

5.6 원형, 모형, 개념검증 개념검증(proof of concept) 시험 사례 5.6 원형, 모형, 개념검증 개념검증(proof of concept) 시험 새로운 개념, 혹은 특별한 기구나 형태가 설계된 것과 같이 작동하는지를 확인 과학적 노력 사례 전화의 개념 증명 트랜지스터 새로운 제품의 시장조사는 새로운 제품의 대상 시장의 수용성을 시험하는 개념검증시험으로 간주

5.7 Xela-Aid 설계 프로젝트 기능 수단 기능 수단 육식동물 축출 기둥 위 금속 스커트 콘크리트 바닥, 벽 모래, 자갈 바닥 지하 울타리 쓰레기 제거 쓰레기 구덩이 낙하 보드 선플로어 석회로 처리 기후 조절 철망벽 삼베 철망 창문 금속지붕 난동 방지 새끼 분리 칠면조 분리 내부 원형 모서리 기능 수단 계란 모음 어두운 둥지 공동 둥지 새장 계란 부화 알 품은 암탉 열램프 상자 사람 집안 무수정 계란 분리 부화 중 손으로

5.7 Xela-Aid 설계 프로젝트 기능 수단 기능 수단 병아리를 따뜻하게 함 알 품은 암탉 열램프 상자 사람 집안 물주기 물통 샘(단지,접시) 비 받음 먹이 주기 공동 구유 기능 수단 성장 증진 곤충 접근 갈은 고기 사료 운동장 갈은 바다 조개 물 물통 샘(단지,접시) 비 받음 먹이 주기 공동 구유

5.8 설계 대안 도출 및 선택 관리 관리 도구들의 역할 과업 관리 개념검증을 증명하는 것은 더 많은 시간을 소요 활동을 위한 의무감 할당 시간 관리에 가치 부여 과업 관리 작업분해구조(WBS) : 과업들과 예상 시간 분할 개념시험 검증과 원형 만들기 전에 설계대안들을 생성하면서 초기 작업분해구조 검토

5.8 설계 대안 도출 및 선택 관리 팀이 고려해야 할 과업들 원형 혹은 물리적 모형의 기능과 작동 선택 원형을 만드는 데 필요한 부품들과 특별한 재료 취득 원형 만들기 시험 프로토콜 개발 시험 실행 원형이 초기에 작동하지 않을 때 개정과 개작

5.8 설계 대안 도출 및 선택 관리 일정 계획 예산집행계획 과업들의 성취에 영향을 줄 수 있는 일정은 설계 생성, 대안 평가, 시험 단계에서 또한 검토되어야 함. 컴퓨터 생성 활동 네트워크(activity network) 다른 표준 프로젝트 도구 예산집행계획 제한된 재정 재원 팀이 가용 자원들을 어떻게 사용할 것인가에 합의 지출을 허가하고 시행하는 프로세스 구축

5.8 설계 대안 도출 및 선택 관리 진행 감시와 관리 주제에 대한 분명하고 공식적인 대화 작업 계획, 현재까지의 진행에 관한 토론, 활동들에 허용된 시간의 변경에 대한 고려 구체적이고 정량화할 수 있는 목표와 목적에 초점 과업에 대해 완료된 작업의 구체적 퍼센트 남아 있는 과업들의 관점에서 현재 상황이 함축하는 것을 조사 개정된 일정과 프로젝트 상태를 반영하는 성취도행렬(PCM) 발송

5.10 연습문제 4.4 프로젝트 주제에 대한 기능목록을 작성하라. 4.4 프로젝트 주제에 대한 기능목록을 작성하라. 4.7 프로젝트 주제가 사용자 및 외부환경과 갖는 인터페이스를 설명하라. 5.2 연습문제 4.4에서 개발한 기능들을 사용하여 프로젝트 주제를 위한 형태도표를 개발하라. 5.3  프로젝트 주제의 설계를 실현하기 위한 수단을 선택하는 프로세스를 조직하고 적용하라. 5.4  웹 기본 특허목록(5.8절에 식별된)을 사용하여 프로젝트 주제에 적용 가능한 특허목록을 개발하라.