Capstone Design - Concept & Management

Capstone Design?

Capstone Design? (창의적 종합 설계) 주어진 문제 이해 이를 해결하기 위한 방안 모색 문제의 해결방안을 시행하기 위한 설계 다양한 도구를 사용하여 주어진 문제를 직접 해결 해결 과정을 일정한 양식의 보고서로 작성 그 결과를 발표할 수 있는 능력 배양  산업체에서 필요한 인재 양성

Capstone Design? (창의적 종합 설계) :실제 문제 또는 실제와 유사한 문제에 대한 합리적인 해결방안 을 제시하는 과정 및 결과물

Importance (5=very important) 미국 고용주가 원하는 엔지니어의 기술 Quality Importance (5=very important) 1 Communication Skill (대화능력) 4.8 2 Honesty/Integrity (정직/성실) 4.7 3 Interpersonal Skill (대인관계) 4.5 4 Motivation/Initiative (동기/주도적) 5 Strong Work Ethic (윤리) 6 Teamwork Skill (팀워크) 7 Analytical Skill (분석능력) 4.4

Needs of Capstone Design Qualities for Design Engineers Communicate, negotiate and persuade Work effectively in a team Engage in self-evaluation and reflection Utilize graphical and visual representations and thinking Exercise creative and intuitive instincts Find information and use a variety of resources Identify critical technology and approaches Use of analysis in support of synthesis Appropriately model the physical world with mathematics Consider economic, social, and environmental aspects of a problem Think with a systems orientation Define and formulate an open-ended and/or under-defined problem Generate and evaluate alternative solutions Use a systematic, modern, step-by-step problem solving approach Build up real hardware to prototype ideas Trouble-shoot and test hardware Communication in a team Design Goal w/ VOC & realistic constraints Design & Analysis w/ Economic feasibility Test & Evaluation Practical Solution or Prototype Product Ref. 김용세, 창의적 공학설계, 제2회 공학 설계 교육 워크샵, 2009.09.18-19

Capstone Design Project (Key Actions) 팀 조직 의무/권한 정의 체계적인 설계 문제정의: 고객의 요구사항을 설계사양으로 체계적인 변환 (ex. QFD) 개념설계: 창의적 사고 방법 (Brainstorming, TRIZ, mind-map, checklist) 제품설계: 구체화설계 + 상세설계 발표/문서 주기적 발표 및 문서 보고 (Team action plan 제출) 설계노트 작성 의무화 프로젝트 작성 전 과정 기록

Capstone Design Project Process Problem Definition Clarify objectives Establish user requirement Identify constraints Establish functions Conceptual Design Establish design specification Generate alternatives Preliminary Design Model or analyze design Test and evaluate design Detailed Design Refine and optimize design Document Design Document each step and final report

Capstone Design 과제 선정 창의적 문제해결 학생 제안과제 산업체 교수 국내/국제 경연대회과제

Capstone Design Project 운영현황 비교 Lehigh (IPD) Penn State Rowan U of St Thomas 영남대 서울산업대 수강학생수 180 670 240 45 ~280 - 참여학부 기계, 재료, 생명, 일부전기전자, 환경, 마케팅, 경영정보, 산디 생명, 토목, 건축, 컴퓨터, 전기, ES, 산업, 기계, 핵 기계, 전기, 토목, 화공 기계, 전기 기계 등 13개 프로그램 기계자동화 등 종합설계 제공학기 2학기 1학기 4학기 (3.1~4.2) (3.2~4.1) (4.1~4.2) 프로젝트 수 38 134 60 10 ~50 ~40 팀당 학생수 6 5 4 지도교수 수 16 33 32 7 30~32/36 14/16/21 지도교수당 학생수 11 20 8 9 외부재정지원율 100% ~40% 85% ~5% ~37% 프로젝트당 지원액 US$6,000 US$2,500 (외부지원) US$2,000 \100,000/인 \2,000,000/팀 산업체, 사업에 따라 차등 강의비율 33% 20% 0% 특강 월1회 Ref. 송동주, 종합설계교육 현황 및 방향, 제2회 공학 설계 교육 워크샵, 2009.09.18-19

Capstone Design Evaluation (ex, 미시간텍) 항목 배점 문제정의 5점 계획 3점 배경/특허/문헌조사 요구사항 기능설명 벤치마킹-요구사항 개념설계 10점 개념평가 7점 물리적모델 CAD모델 15점 해석적 모델 30점 벤치마킹-설계사양 안전설명 파괴모드 및 효과분석 제작/조립 시험 12점 도면 최종예산 최종제품 공학도구 사용(150점) 의사소통(30점) 완결성(30점)

Capstone Design Evaluation for KIU 문제정의의 명료성 문제해결의 창의성 팀내 역할분담 및 소통 전공지식 응용정도 설계완성도 결과물의 실현가능성 안전성, 반복성, 재현성 Peer-review Top-down review

Recent Capstone Design Project Style 다학제간 과제 학과간/대학간/국가간 다양한 학년 학생 참여 1,2학년+3,4학년+대학원생 산학 파트너쉽 팀 티칭

경일대 2011년도 Capstone Design 운영방안(案) 팀제 공학/조형계열: 팀당 3~6명 구성 인문/사회/보건계열: 5~10명 구성 지도교수 수 지도 교수당 4~5팀 이내 담당 과목 개설 현 4학년: 2학기에 개설 필수 졸업 필수과목으로 지정 (졸업시험 대체가능) 경비 실험실습비 활용 운영 2학기 개학전 팀구성 및 아이템 도출 지도 교수 제안과제 위주의 아이템 선정

경일대 2012년도 Capstone Design 운영방안(案) 팀제 공학/조형계열: 팀당 3~6명 구성 인문/사회/보건계열: 5~10명 구성 지도교수 수 지도 교수당 4~5팀 이내 담당 과목 개설 1안) 4.1학기 또는 4.2학기 3학점으로 편성 2안) 4.1학기 3학점, 4.2학기 3학점 또는 3.2학기 3학점, 4.1학기 3학점으로 편성 필수 졸업 필수과목으로 지정 (졸업시험 대체가능) 경비 실험실습비 활용 운영 방학전 팀 구성 및 방학동안 아이템 도출 지도 학생 제안과제, 산업체 제안과제, 교수 제안과제 혼용