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책소개

공학설계 프로세스를 통해 독창적인 해결 방법을 찾아낸다.

최근 들어 공학적 지식과 새로운 아이디어를 창출하는 창의성을 바탕으로 새로운 제품, 발명, 장치 등을 만들거나 개선하여, 사회적 요구에 부응하며 인간의 삶의 질을 높이는 ‘창의적인 공학’에 대한 관심이 커지고 있다.

또한 공학과 관련되어 설정한 목표를 성공적으로 실현하기 위한 프로젝트를 보다 효율적으로 수행할 수 있는 방법론인 ‘공학설계’의 중요성이 강조되고 있으며, 이들을 융합한 ‘창의공학설계’의 필요성이 부각되고 있다.

요즘 들어 대부분의 분야에서 창의성이 강조되고 있는데, 공학설계에 있어서는 창의적인 발상의 중요성이 더욱 크다. 그러나 일부 책의 경우 제목에는 ‘창의’란 단어가 들어있으나 창의성에 대한 해설이 부족한 경우도 있고, 체계적인 ‘공학설계 프로세스’가 없거나, 프로젝트 수행에 대한 개념과 자료가 충분하지 못한 경우도 있다. 이에 따라 보다 체계적이고 포괄적인 창의공학설계의 필요성이 대두되었다.

따라서 이 책에서는 창의적인 발상, 체계적인 창의공학설계 프로세스, 다양한 프로젝트 관련 사항들을 포함시켰다. 또한 공학설계와 관련된 핵심적인 내용 중심의 해설과 다양한 예들을 통하여 앞으로 우리나라의 공학을 발전시킬 공학도들이 보다 이해하기 쉬운 새로운 개념의 포괄적인 ‘창의공학설계’가 될 수 있도록 노력하였다.

목차

CHAPTER 01 공학설계의 배경
1. 공학의 정의와 공학적 문제 정의
1.1 공학이란 무엇인가?
1.2 공학과 과학의 관계
1.3 공학의 관심 영역과 영역 변화
2. 공학 발전의 역사적 배경
2.1 선사 시대부터 르네상스 시대까지
2.2 산업혁명 시대부터 21세기 이후의 시대
2.3 20세기에 이루어진 위대한 공학 업적들
3. 공학과 공학설계
3.1 공학 분야의 확산
3.2 공학설계란 무엇인가?
■연습문제 및 실습문제

CHAPTER 02 공학설계 프로젝트와 공학적 창의성
1. 창의성 향상
1.1 창의성의 정의와 구성 요소
1.2 창의성 향상의 기본 원칙
1.3 창의성의 핵심 개념과 3대 요소
2. 공학에서의 창의성 향상
2.1 스토리 텔링을 통한 공학적 소통
2.2 공학에서의 창의성 향상 방법
2.3 창의적 인간과 창의적 사례(**)
3. 프레젠테이션과 공학설계 프로젝트의 수행
3.1 프레젠테이션
3.2 파워포인트를 이용한 프레젠테이션(**)
3.3 공학설계를 위한 프로젝트의 수행
■연습문제 및 실습문제

CHAPTER 03 공학설계와 문제해결
1. 공학설계에 있어서의 발명과 혁신
1.1 발상의 전환을 통한 공학의 발전
1.2 창의적 아이디어의 발상을 통한 공학문제 해결
1.3 공학적 발명과 혁신
2. 공학적 문제해결의 방법
2.1 문제해결의 방법
2.2 폴리아의 4단계 문제해결법
2.3 문제해결을 위한 모델링의 예
3. 열린 사고력 문제해결
3.1 문제해결 방안의 창의성과 상상력
3.2 열린 사고력 문제
3.3 열린 사고력을 향상시키는 문제 풀이
■연습문제 및 실습문제

CHAPTER 04 공학설계와 공학설계 프로세스
1. 공학설계란 무엇인가?
1.1 공학설계의 정의와 규칙
1.2 공학설계적 방법과 과학적 방법
1.3 공학, 설계, 그리고 공학설계의 관계
2. 공학설계 프로세스란 무엇인가?
2.1 공학설계 프로세스
2.2 가장 간단한 공학설계 프로세스
2.3 NASA 방식의 5단계 공학설계 프로세스
3. 7단계 공학설계 프로세스 모델링
3.1 공학설계 모델링
3.2 공학설계에 의한 응용 예들
3.3 다양한 공학설계 모델링과 창의적 공학설계
■연습문제 및 실습문제

CHAPTER 05 창의 공학적 아이디어 발상법
1. 확산적 사고와 브레인스토밍
1.1 확산적 사고와 수렴적 사고
1.2 브레인스토밍의 특성과 단계별 과정
1.3 브레인스토밍의 특징과 적용 사례(**)
2. 브레인라이팅, 스캠퍼 기법, 육색생각모자
2.1 브레인라이팅
2.2 스캠퍼 기법
2.3 육색생각모자
3. 수렴적 사고
3.1 하이라이팅 기법
3.2 PMI 기법
3.3 평가행렬표와 아이디어 판정
■연습문제 및 실습문제

CHAPTER 06 창의적 공학설계를 위한 단계 분석
1. 공학설계 프로세스와 문제 정의 단계
1.1 문제 정의 단계와 중요성
1.2 문제 정의 프로세스와 구체적인 예
1.3 요구사항, 규격, 예비적 판단 기준
2. 정보 수집
2.1 정보 수집의 개념
2.2 정보 수집의 방법
2.3 정보 수집과 역공학
3. 해결책 생성 등의 단계
3.1 해결책 생성 및 분석과 선택
3.2 프로토타입 만들기 단계
3.3 테스트, 성능 개선, 설계의 구현
■연습문제 및 실습문제

CHAPTER 07 진짜 문제, 목표 트리, 마인드맵
1. 비정형 문제와 진짜 문제
1.1 비정형 문제
1.2 진짜 문제의 정의
1.3 기타 진짜 문제 정의
2. 합리적인 설계 방법론
2.1 어피니티 다이어그램
2.2 목표 트리
2.3 목표 트리의 예
3. 원인-결과 다이어그램과 마인드맵
3.1 원인-결과 다이어그램


3.2 마인드맵
3.3 팀워크
■연습문제 및 실습문제

CHAPTER 08 창의적 문제해결 방법론과 응용
1. 발명과 트리즈
1.1 트리즈의 배경
1.2 발명과 관련된 4가지 중요한 발견
1.3 트리즈의 방법론과 기대 효과
2. 문제해결 방법과 트리즈 적용 방법(**)
2.1 트리즈를 통한 문제해결 방법
2.2 트리즈의 적용 방법
2.3 트리즈의 문제해결 경로
3. 발명과 문제해결
3.1 기술적 모순과 물리적 모순의 해결 방법의 예
3.2 표준화를 통한 문제의 해결책 찾기
3.3 트리즈를 이용한 응용
■연습문제 및 실습문제

CHAPTER 09 창의적 발명과 혁신
1. 유명 발명품의 발명과 단계별 혁신
1.1 자전거의 발명과 발달
1.2 프린터의 발명과 발달
1.3 전화기의 발명과 발전
2. 트리즈에 의한 발명과 혁신(**)
2.1 트리즈 개념에 따른 혁신
2.2 발명과 혁신(1-20까지)
2.2 발명과 혁신(21-40까지)
3. 스캠퍼와 ASIT에 의한 발명과 혁신
3.1 스캠퍼를 이용한 발명과 혁신
3. 2. ASIT의 개념과 응용 사례
3. 3. ASIT에 의한 발명과 혁신 사례
■연습문제 및 실습문제

CHAPTER 10 공학 윤리와 지식재산권
1. 공학 윤리
1.1 공학윤리의 개념
1.2 공학 윤리와 예방 윤리
1.3 국내외 공학 윤리 규정(**)
2. 공학 시스템과 관련된 대형 사고들과 교훈
2.1 원자력 발전소 사고
2.2 우주왕복선과 기타 사고
2.3 공학설계에서의 실패 원인과 대책
3. 지식재산권
3.1 지식재산권
3.2 산업재산권
3.3 저작권과 신지식재산권
■연습문제 및 실습문제

CHAPTER 11 창의적 공학설계 프로젝트 예제들
1. 충돌 안전장치 자동차
2. 주사기 포크레인
3. 고무줄 로켓 만들기
4. 카드를 이용한 태양열 AA 건전지 충전기
5. 나무막대로 다리 만들기
6. 양초 증기선 만들기
7. 낙하산 만들기
8. 인공위성 발사 로켓 [공학설계 7단계에 따른 분석]
9. 고무줄 헬리콥터 만들기 [팀 프로젝트 대상]
10. 계란 떨어뜨리기 [팀 프로젝트 대상]
■부록
■참고문헌