과제요약서 과제번호 작품 제목 제네시스 GENESIS 작품의제원 사이즈 20x90x55(cm) 하무게 4.5 (Kg) 드 웨 컴퓨터 ATMEGA128 어 센서 기울기센서, 자이로센서 소 OS 미사용 프트 언어 Visual C/C++ 웨어 개발툴킷 코드비전 / 인벤터 개

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동준 정
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1 과제번호 2008 년도공학교육혁신센터 캡스톤디자인최종보고서 제네시스 2008년 3월 28일팀명 : SyncMind 소속 : 명지대학교 (RATS) 팀원 : 전자공학과곽현미컴퓨터공학과김상필 지도교수 : 전기공학과김갑일

과제요약서 과제번호 작품 제목 제네시스 GENESIS 작품의제원 사이즈 20x90x55(cm) 하무게 4.5 (Kg) 드 웨 컴퓨터 ATMEGA128 어 센서 기울기센서, 자이로센서 소 OS 미사용 프트 언어 Visual C/C++ 웨어 개발툴킷 코드비전 / 인벤터 개발기간 2006. 12.

2 과제요약서 과제번호 작품 제목 제네시스 GENESIS 작품의제원 사이즈 20x90x55(cm) 하무게 4.5 (Kg) 드 웨 컴퓨터 ATMEGA128 어 센서 기울기센서, 자이로센서 소 OS 미사용 프트 언어 Visual C/C++ 웨어 개발툴킷 코드비전 / 인벤터 개발기간 개발소요비 재료비 200 만원 제작비 10 만원 기타경비 만원 총소요비 210 만원 대표그림 / 사진 요 약 문 이족로봇의안정적인보행실험및제어알고리즘개발에그목적을둠로봇은두개의다리와두팔을가짐허리를가짐으로써유연한동작이가능독립제어를위해단일제어기시스템 Bluetooth Module을이용한실시간무선제어

3 성명곽현미김상필 H.P 과제수행팀 이메일 주 역할 로봇디자인및설계소프트웨어. 사진 공학교육혁신센터에서지원받은캡스톤디자인과제의최종결과보고서를제출합 니다 년 3 월 28 일 과제수행자 1 : 곽현미 ( 인 ) 과제수행자 2 : 김상필 ( 인 ) 지도교수 : 김갑일 ( 인 ) 명지대학교공학교육혁신센터장귀하

4 목 차 1. 서론 과제의필요성 문제정의 제한조건의부여 설계 관련이론 개념설계 상세설계 제작 제작과정 부품의선정및가공 제작비분석 제작시문제점토의 실험및결과 실험사진 실험결과그래프 결과및성능 토의 결론 참고문헌 부록 도면 사진 프로그램코드 발표 PPT

1. 서론 1.1 과제의필요성 ( 다음내용이모두들어가야하는것은아니지만가급적모두포함하도록작성함 ) 1.1.1 문제의배경 현재로봇은가정용, 산업용, 의료용, 우주용, 해저용등다양한종류로발전했으며상용화도활발해로봇청소기, 로봇애완견, 로봇 MP3 플레이어등을주변에서손쉽게살펴볼수있게됐다. 하지만로봇이라고하면역시 2 족보행휴머노이드 (Humanoid) 가빠질수없다.

5 1. 서론 1.1 과제의필요성 ( 다음내용이모두들어가야하는것은아니지만가급적모두포함하도록작성함 ) 문제의배경 현재로봇은가정용, 산업용, 의료용, 우주용, 해저용등다양한종류로발전했으며상용화도활발해로봇청소기, 로봇애완견, 로봇 MP3 플레이어등을주변에서손쉽게살펴볼수있게됐다. 하지만로봇이라고하면역시 2 족보행휴머노이드 (Humanoid) 가빠질수없다. 휴머노이드란외모가사람과비슷하게생겼고두발로걷는로봇을말한다. 이족보행로봇은인간작업중의많은부분을수행할것이라는예측과함께이에대한연구가매우다양하고심도있게수행돼왔다. 향후보행로봇을포함한휴머노이드시장의무한한잠재력을예상할때휴머노이드로봇의핵심이되는보행로봇의국내연구개발이시급한실정이다 시장조사 1997 년도일본의 ( 주 ) 혼다는인간의형태및보행동작이유사한휴머노이드로봇 P2 로봇을선보이고세계를깜짝놀라게한후, 1999 년도에는 P3 로봇, 그리고 2000 년도에는 Asimo 로봇을발표했다. ( 주 ) 혼다는이미 13 년전부터개발을시작했고, 1997 년도의발표때에이미상품의형태로개발한후세계의휴머노이드로봇시장이형성되기를기다리고있었으며, 조만간출시를예고하고있다. 향후보행로봇을포함한휴머노이드시장의무한한잠재력을예상할때국내에서는매우늦었지만지금부터라도휴머노이드로봇의핵심이되는보행로봇의연구개발이시급한실정이다.

6 1.1.3 설문조사 - 사용자의불편사항수집 / 분석 - 설문지샘플 j - 설문분석 - 파레토도 [ 참고자료 1] - 실질적인문제발견하기

7 1.2 문제정의 문제정의문 이족로봇의안정적인보행실험및제어알고리즘개발에그목적을둠로봇은두개의다리와두팔을가짐허리를가짐으로써유연한동작이가능독립제어를위해단일제어기시스템 Bluetooth Module 을이용한실시간무선제어 문제의목적계통도 - [ 참고자료 2] 1.3 제한조건의부여 ( 공학적, 경제적, 환경적, 사회적등등의제한조건중 2 개이상적용시켜야함 ) 공학적 - 무게, 성능, 재료 알루미늄을이용하여프레임을만들고얼굴및가슴부위는플라스틱, led 를이용하여장식하였다. 개의서보모터를사용하여총무게 4.5kg 에유연한허리움직임과자유로운팔과다리의움직임이가능하게제작하였다 경제적 - 가격, 원가분석 원료비의대부분이서보모터와배터리값이었다. 서보모터가비싸기때문에이런기회가아니면개인적으로하기엔부담이큰가격인것같다. 하지만한번구매로소모되거나하지않는부품이기때문에재활용이가능하고, 오래쓸수있는장점이있다 환경적 - 공해 서보모터, 알루미늄, 배터리, 플라스틱등원료를제외한지속적인환경피해를입히지않는다 사회적 - 안전성, 공학윤리 시키는행동만하기때문에사람에게원치않는행동을하지않으며, 사용자가작동중인

8 서보모터만조심한다면안정성도보장된다. 사람을대신해여러가지일을함으로써, 인류사회의복지증진을위하여많은도움이되다 라는공학윤리와도일치한다. 2. 설계 2.1 관련이론 1. 이족로봇의보행알고리즘 모션데이터로드 모터컨트롤 메인 1) 수신대기 리모컨으로부터명령수신대기 명령수신시해당현상태에따른모션판단 2) 모션데이터로드 구분동작으로저장된데이터테이블로부터해당테이블로드 모션속도값로드 움직일각을동기화위해분할 모션완료감시 3) 모터컨트롤 총 4 개의타이머인터럽트와하나의타이머오버플로우인터럽트사용 속도제어인터럽트 - 타이머오버플로우인터럽트사용 - 정해진시간에모든모터의동작완료 - 분할된각데이터를새로운데이터에추종 펄스생성인터럽트 - 타이머인터럽트사용 - 타이머분할인터럽트를이용하여하나의인터럽트 소스로 8 개의펄스생성 수신 모션판단 구분동작, 속도테이블로딩 각데이터분할 모션완료감시 동기화인터럽트 4) 동기화 속도제어인터럽트 - 타이머오버플로우인터럽트사용 - 정해진시간에모든모터의동작완료 ( 동기화 ) - 분할된각데이터를새로운데이터에추종 감시 각데이터분할 타이머인터럽트셋 ( 모션속도 )

9 5) PCM 6) 분할 펄스생성인터럽트 - 타이머인터럽트사용 - 타이머분할인터럽트를이용하여하나의인터럽트소스로 8 개의펄스생성 -4 개의소스로총 25 개의모터펄스생성 분할인터럽트 포트초기화 판단 7) 실시간무선제어 ( 프로토콜 ) 해당포트셋 송신프로토콜 - 데이터의송신준비를알리는동기화바이트 -START BYTE(:) -1 BYTE COMMAND -8 개의각모터위치 DATA -CHECK SUM 타이머인터럽트셋 ( 시간화된모터각 ) 2.2 개념설계

10 2.2.1 아이디어창출 [ 참고자료 3] - 다양한대안스케치 ( 브레인스토밍의결과물로서의스케치수록 ) - 아이디어결정 ( [ 가중순위비교법 ] 사용 ) - 브레인스토밍회의록 최종해결안제시 - 스케치 ([ 참고자료 4]) - 시스템구성다이어그램 - 기능설명 2.3 상세설계 ( 각과제성격에맞도록정리 ) 문제해결에이론적용 - 수학적모델링 - 수학적해도출 SW 를이용한설계 / 해석 [ 기계공학 / 토목공학 / 전기공학관련학과의경우 ] - 3D 형상모델링설계 SW - 역학해석 SW - 기구학해석 SW [ 컴퓨터 / 전기전자 / 통신 / 소프트웨어관련학과의경우 ] - 3D 형상모델링설계 SW - 해당전공의상용분석 / 해석 / 설계 SW [ 재료 / 화공 / 환경생명 / 산업공학 / 관련학과의경우 ] - 해당전공의상용분석 / 해석 / 설계 SW

11 3. 제작 3.1 제작과정 - 스케줄 ( 간트차트 )

12 년도 월 주 제어알고리즘 타이머인터럽트를용한서보제어 이 * * * 서보다중제어 * * 하드웨어설계 평기어설계 * 서보다중제어를위한회로개조 * 더블서보샘플제작 * 무릎프레임프레임설계 및 링크 * * 전체프레임설계 * * * * * 하드웨어제작 무릎관절및링크가공 * * * * * 골반, 발목브라케가공 * * * * * 모터커버가공 * * * * * 메인회로제작 * * * * * 하체배선정리및완성 * * 상체베이스제작 * * * * * 배터리장착부제작 * * * 2007

13 년도 월 주 하드웨어제작팔프레임가공 * * * * 팔배선정리 * * 머리가공 * * * * 머리 PCB 제작 * * 눈깜박임프로그래밍 * * * 부분적인외관도색 * * Bluetooth 모듈장착 * * * * * * * 무선통신연결 * * * * * 모션알고리즘제작서보순서잡기 * 하체서보제어 * * * 걷기 * * * 상체서보제어 * * 걷기, 앉기, 눕기, 회전, 옆으로가기등모션짜기 * * * 마무리 *

14 - 사진

15 3.2 부품선정및가공 1. 알루미늄 - 비중 2.7( 철의비중 : 7.8) - 장점 : 경량, 가공 ( 절곡, 절단 ) 용이 - 단점 : 탄성없음, 내마모성약함 2. 폴리아세탈 - 비중 장점 : 경량, 탄성 ( 회복력 ), 내마모성 ( 강도, 경도 ) 우수 - 단점 : 가공 ( 절곡 ) 이힘듬 3. RC Servo motor - 크기 : 40x20x37mm - 무게 : 68g - 토크 : 24kg/cm(at 6.0v) 30kg/cm(at 7.4v) 3.3 제작시문제점토의 로봇제작시무게를가볍게하기위해서재료선정이어려웠다. 질량이가벼워지면재질의강도가떨어져서여러번의시행착오를겪었다. 그결과알루미늄과폴리아세탈을적절히잘활용하여서무게감량에성공하였다. 너무하드웨어에만치중하다보니하드웨어는완성하였지만정작이를구동하는소프트웨어는소홀하게되었고, 급하게짜다보니움직임이불편하게되고말았다. 이는소프트웨어도여유로운시간을두고결과를분석하면서수정해야했었지만그렇게하지못하였다. 로봇만중요한것이아니라로봇을자연스럽게제어하는일도크다는것을깨달았다. 3.4 제작비분석 알루미늄, 플라스틱, 배터리 x2, 배터리충전기, 기타서보모터는보유하고있던것을사용함으로서제외하였다. 크게낭비한제작비는없다. 서보모터가제외됨으로서제작비가크게줄어든면이있는것같다.

16 4. 실험및결과 4.1 실험사진 앉았다일어서기 제자리돌기

17 앞으로걷기 4.2 실험결과그래프 4.3 결과및성능 소프트웨어가미비하여걸음이자연스럽지못하고위태롭다. 하지만소프트웨어적인문제이므로좀더시간을두고보완만해준다면보다완벽한걸음을걸을수있을것으로본다. 4.4 토의

18 5. 결론 1여년에걸친로봇제작이완성되고나니물론기쁨이크지만좀더잘만들수있었는데.. 하는아쉬움도많이남는다. 그리고하드웨어뿐만아니라소프트웨어도하드웨어만큼이나중요하다는것을깨달았고, 하지만처음만드는이족로봇이란걸감안할때지금보다훨씬좋은결과를기대할수있을것같다.

19 부록 ( 다음중해당항목만정리 ) [ 부록 1] 도면 [ 부록 1-1] 회로도 [ 부록 1-2] 제작도 [ 부록 1-3] 조립도 [ 부록 2] 사진 [ 부록 2-1] 최종제품사진 [ 부록 2-2] 설계및제작작업사진 [ 부록 2-3] 전시회및최종발표사진 [ 부록 3] 프로그램코드 [ 부록 4] 발표 PPT

20 [ 참고자료 1] 파레토도 설문조사에서빈도수가높은순서대로막대그래프를나열한것전체문제들중에서 20% 에해당하는중요한문제점을해결하면전체문제의 80% 가해결된다. 파레토의 20:80 이론 [ 본문으로돌아가기 ]

[ 참고자료 2] 문제정의 (1) 문제정의문작성요령 1) 문법에맞는문장을작성하라. - 문장이문법에맞지않으면문장의의미가정확히전달되지않는다. 2) 문장을간결하게작성하라 - 긴문장은도리어문제의핵심을정확히전달하는데방해가된다. - 정의문은간결하고명확하게작성하고, 부차적인제한조건이나설명들은따로문장으로작성하는것이바람직하다. 3) 부정문보다는긍정문으로작성하라.

21 [ 참고자료 2] 문제정의 (1) 문제정의문작성요령 1) 문법에맞는문장을작성하라. - 문장이문법에맞지않으면문장의의미가정확히전달되지않는다. 2) 문장을간결하게작성하라 - 긴문장은도리어문제의핵심을정확히전달하는데방해가된다. - 정의문은간결하고명확하게작성하고, 부차적인제한조건이나설명들은따로문장으로작성하는것이바람직하다. 3) 부정문보다는긍정문으로작성하라. 4) 수동형보다는능동형문장이더좋다. (2) 목적계통도 1) 정의 - 설계목적을정확하게규정하는단계 - 목적문장을보다명확하고유용한형태로표현 - 목적들간의어떤과정으로연계되는가를도표로표현 2) 목적계통도구성과정 (1994 년 N. Cross, 요약 ) 1 설계목적리스트작성 - 설계요약문, 고객설문조사, 설계팀토론결과등 - 제품에반영하고싶은모든기능 2 하위목적과상위목적구분배열 - 단계적주종형태로그룹화 3 계통적연관성과상호연계성이표현되도록그림 - 계통도의가지는목적달성을위한방법을제시하는연관성표현 [ 본문으로돌아가기 ]

22 [ 참고자료 3] 창의적문제해결방안창출방법론요약 1. 브레인스토밍 (1) 정의 1) 정의 Brainstorming = Brain + Storming 창의적사고로가는그룹접근방법 2) 목적 그룹활동을통하여창의적인방안을최대한많이얻게함 3) 고전적브레인스토밍의역사 1938년광고업을하는오스본 (Alex Osborn) 에의해서개발되었음적합한사람의수 : 3, 10명정해진법칙과과정을따라야함 (2) 브레인스토밍의 4 가지규칙 1) 가능한많은아이디어를만들어라. 수량이많으면많을수록좋다. 브레인스토밍단계에서는아이디어의질보다개수가많은것이더중요하다. 아이디어의질을증대시키는작업은브레인스토밍이끝난후아이디어평가과정에서수행된다. 2) 엉뚱한아이디어가환영받는다. 최대한창의적이되어라. 엉뚱한아이디어일수록창의적인아이디어로가는시발점이될수있다. 엉뚱한아이디어를내었을때남들이비웃지않을까를생각해서는안된다. 3) 편승 ( 히치하이킹 ) 이장려된다. 다른사람의아이디어를발전시켜서아이디어를만들어라. 아이디어는다른사람들과공유되며다른사람들의아이디어가새로운아이디어로가는디딤돌역할을하게된다. 4) 비판은불허한다. 판단은나중으로미룬다. 절대로남의아이디어를비판해서는안된다. 브레인스토밍 단계에서의비판은참가자들을위축시켜서아이디어를내는것을어렵게만든다.

23 (3) 대화식브레인스토밍회의의계획과진행 1) 준비팀원, 장소, 시간계획, 준비물 2) 절차표 5 브레인스토밍순서 수행절차 세부내용 편안한개인공간을확보한다 사교시간 (ice breaking) 을가진다 1) 브리핑 아이디어나식견들을서로나누도록장려한다 문제의배경에대하여팀에설명한다 문제정의문을공시하다 2) 브레인스토밍의 4가지규칙을복습하라. 3) 사용될브레인스토밍과정을설명하라. 4가지규칙의의미를되새겨회의하는동안준수한다. 부정적인사고를예방하기위한삼진아웃제도입을검토해볼수있다. 아이디어창출 아이디어쓰기 아이디어편승하기 모든아이디어에번호매김 ( 편승아이디어도새아이디어 ) 시간제한을주고할당량부여 ( 예 : 15분동안 40개의아이디어제안 ) 창의적사고웜업을실행하라. 간단하고익숙한물건 ( 벽돌, 연필, 팝콘, 자, 커피컵 ) 을이용하여 창의적사고를위한 5 분웜업을수행하라. 4) 웜업연습 웜업의예 : 두루마리휴지로할수있는일들은? 만약모든사람들의키가 50 cm정도로작아진다면어떤변화가있을까? 배경음악으로고전음악을틀기 짐버리기 (load dumping): 잘알려진아이디어를먼저제안하여마음속에서지워버려야한다. 즉, 진부한아이디어를빨리제안하지않으면진부한아이디어에사로잡혀다른신선한아이디어가떠오르지 5) 브레인스토밍을 수행하라. 않는다. 흐름이너무느리면진행자가황당한아이디어를던져서촉진하거나 만약 ~ 한다면 이라는질문던지기를해본다. 여전히느리면잠시휴식을취하고억지끼워맞춤방법을사용해본다. 회의를끝내고아이디어를수집하라. 6) 마침 3 분후에마친다고예고하라. 가장좋은아이디어중몇개는종종마지막의이여분시간동안 창출된다. 7) 해산참가자들에게인사하고해산하라.

24 (4) 고착 (Stuck) 되었을때어떻게하나 1) 성공을상상하라또는최악을상상하라 2) 무관한두아이디어를억지끼워맞춤하라. 3) 자유연상을수행하라 4) 원대한꿈 / 소망적사고 5) 오스본의점검목록을적용해본다. 6) 형태학적분석법을적용해본다. 7) 생체공학 8) 억지끼워맞추기게임 (5) 오스본점검목록 약자의미설명예 S Substitute ( 대체 ) 다른재료, 요소, 원동력, 프로세스등 연탄재벽돌, 종이컵, 나무젓가락 C Combine ( 결합 ) 혼합, 조립, 그리고작동, 단위, 방법, 아이디어등의결합 지우개달린연필, 필터달린담배, 시계겸용라디오, 보온겸용밥솥 A Adapt ( 적용 ) 다른용도, 과거의적용, 다른아이디어의도용. 산우엉가시 매직테이프 ( 벨크로 ) 장미덩쿨 철조망 M Modify, Magnify ( 변형및확대 ) 뜻, 색깔, 동작, 모양등을변형, 더할수있는요소는?, 더크게, 높게, 강하게, 두껍게, 과장되게등 공기주입, 더큰비누 아이보리비누 ( 물에 뜨는 비누 ), Post-it Put to other 톱밥 장작, P use 원래의용도를바꾸기등 쓰레기 블록, 건설재료, ( 다른용도 ) 폐타이어 발전소의원료 E Eliminate, Minify ( 최소화 ) 취소, 분리, 가볍게, 짧게, 여러개로나누기등 트랜지스터, 노트북 R Reverse, Rearrange ( 역방향 ) 방향을바꾸기, 거꾸로, 용도의교환등 벙어리장갑 다섯발가락양말

25 S 대체하기 대신무엇을사용할수있을까? C 결합하기 연필에무엇을더하면좋을까? A 적용하기 연필과비슷한것에는무엇이있을까? M 수정하기 색, 모양, 형태를어떻게바꾸면좋을까? 연필 M 확대하기 연필을크게만들면어떨까? P 다른용도 연필을다른용도로사용한다면 E 제거하기 연필중나무를제거하면어떻게될까? R 반대로하기 어떻게하면원위치와반대로되게할까? 그림 6 스캠퍼기법을연필에적용한예 (6) 형태학적분석법 대체결합적용변형 / 확대다른용도최소화역방향 크높무체모위지배 기이게적양치역열 내구력 구 성 경 성 분 도 안정성 부처색시동전 착리깔간력기 전달성 화 학 그림 7 형태학적분석법 (Morphological Analysis) 를위한매트릭스

26 표 6 형태학적분석법의활동예 폐품변수 문제폐품을이용하여시내버스환경을개선할수있는방법 시내버스환경변수 신문병뚜껑우유곽헌스타킹다쓴볼펜 좌석운전석벨손잡이요금함 각좌석에신문을의자바닥또는등우유곽을이용하볼수있도록한받이에병뚜껑을여좌석에개별휴다. 붙여지압효과가지통을부착한다. 있도록한다. 운전석핸들에작신문을이용하여은병뚜껑을붙여햇빛가리개를만들핸들을돌리기쉽어부착한다. 도록한다. 벨주변에병뚜껑을붙여나이드신분들이벨위치를쉽게찾을수있도록한다. 병뚜껑을예쁘게꾸며요금함에장식한다. 경로석에앉는사람에경고를할수있도록사용한다. 벨옆에끈으로볼펜을부착하여벨을쉽게누르는데사용한다. 손잡이가너무높손잡이에줄을달 아잡지못하는사아끝에볼펜을매람들을위하여스달아잡기편하게타킹으로길게늘한다. 여뜨려준다. 지폐를넣었을때요금함을열어금잘들어가지않을액을분류할때주때쓸수있도록머니로사용한다. 매단다. 유리창 바닥 신문에서예쁜그림을오려장식한다. 비오는날신문을깔아미끄러지지않도록한다. 우유곽을펴서햇유리창손잡이에빛가리개로설치스타킹을달아창한다. 문을쉽게열수있도록한다. 바닥에우유곽으로번호를서서붙여둔다. 탄차례로번호에서있을수있도록하고, 자리가나면번호차례대로좌석에앉는다. [ 본문으로돌아가기 ]

27 2. 아이디어평가 (1) 아이디어평가란? 1) 브레인스토밍의두번째단계 2) 첫번째단계의 엉뚱하고무모한 아이디어를주어진문제를풀어나가는데있어좀더나은, 그리고실용적인개념으로순화 3) 창의적아이디어의평가는 예술가 의발산적사고보다는더수렴적엔지니어가하는일 = 아이디어를실용적으로활용할수있도록설계, 구축, 유지, 분류, 조합, 개선, 그리고종합화 4) 공학적 아이디어를실용적인개념, 해결방안, 또는제품디자인으로만드는과정은팀활동이적합 (2) 아이디어평가의 4 가지법칙 1) 질이 좀더나은 아이디어를찾아라. 2) 엉뚱한 아이디어를좀더실용적으로만들어라. 3) 좀더완벽한해결방안을얻기위해아이디어를종합하라. 4) 비판적인판단을계속유보하라. (3) 창의적아이디어평가과정 1) 관련된아이디어를여러개의범주로분류한다. l 아이디어카드를펼쳐놓은후마음의여유를가짐 l 카드를뒤섞은후, 유사점을발견 l 유사한아이디어들은특정색깔로표시한제목아래로분류 ( 이때범주를제한, 공통점이적은아이디어는따로분류, 두개이상에속하는아이디어는카드를더만듦.) l 새로이떠오른아이디어를새카드위에적음 l 범주가 7개이상이면 2개이상의큰상위범주로분류 2) 각범주내에서양질의아이디어를도출해낸다. l 범주내의많은아이디어와단편적인아이디어로부터소수양질의실용적인아이디어도출이목표 l 각팀이한범주씩작업 l 팀원은범주내아이디어를토의

28 l à 세부적인것을추가, 수정, 아이디어편승, 아이디어끼워맞춤, 조합 개선되고종합된아이디어를묶음의가장위에놓음 3) 범주간에관련이없는아이디어의억지끼워맞춤 l 모든범주들로부터가장개선된아이디어를조합 l 최종아이디어들의다양한조합을시도 l 다시개선된최종아이디어를게시창의적아이디어평가를통해가치있는아이디어목록은아이디어판단단계로넘어감 그림 8 창의적평가과정을설명해주는그림

29 4. 아이디어판단 (1) 아이디어판단순서 1) 판단기준을정한다. 1 고르기기준을브레인스토밍한다. 2 고르는기준을중요도에따라순서를매긴다.(2안비교법 ) 3 상위몇개를최종판단기준으로정한다. 2) 가중순위결정법을이용하여아이디어의순위를매긴다. 3) 최고점수를받은아이디어의단점을보완한다. 1 선택된아이디어의단점을보완할방안을모색한다. 2 탈락한아이디어의장점을활용할방안을모색한다. (2) 2안비교법 A, B, C, D의4가지대안이있을경우 1) 먼저대안A와대안B를비교하여대안B가더좋으면대안B에투표대안A 대안B 대안C 대안D 2) 대안A와대안C를비교하여대안C가더좋으면대안C에투표대안A 대안B 대안C 대안D 3) 대안A와대안D를비교하여대안D가더좋으면대안D에투표대안A 대안B 대안C 대안D

30 4) 대안A에대한비교가끝난후대안B에대하여같은요령으로대안C, D를비교하여더좋은대안 ( 여기서는대안B) 에투표한다. 대안A 대안B 대안C 대안D 5) 대안C에대하여같은요령으로대안D를비교하여더좋은대안 ( 대안C) 에투표한다. 대안A 대안B 대안C 대안D 6) 대안들이 N개있을경우총투표수는 N (N-1)/2 개이다. 이번예의경우N이 4이므로총6개의투표가이루어졌다. 획득한투표수에따라서 B, C, D, A순으로순위가매겨지게된다. 순위대안 A 대안 B 대안 C 대안 D 4 대안 A 대안 B 대안 C 대안 D 1 대안 B - 대안 B 대안 B 2 대안 C - - 대안 C 3 대안 D (3) 가중순위비교법 (Weighted Ranking) 1) 순서 1 단계 : 순위를매기기위한판단기준을모두나열한다. 2 단계 : 판단기준에대하여 2안비교순위결정 (pair ranking) 방법에의하여순위를매긴다. 3 단계 : 상위몇개의판단기준을선택하여가중치를총합이 1이되도록할당한다. 4 단계 : 가중순위행렬을만들고, 가장왼쪽열에순위가매겨질해결방안들을적고, 가중치와판단기준들을선택한다. 5 단계 : 각판단기준들에대하여해결방안들을이안비교법에의하여투표한다. 6 단계 : 얻은투표수에판단기준의가중치를곱하여가중점수를얻는다. 7 단계 : 각해결방안에대하여가중점수들을다더하여총점을얻는다. 8 단계 : 총점에의거하여최종순위를매기고맨마지막열에최종순위를적는다. 9 단계 : 이렇게얻어진최종순위가타당한지를검토한다. 즉, 계산오류또는가중치오류등이있는지검토한다.

31 l 순위매기기예제 : 새차를구매하기전에 5 가지종류의차 ( 차 Ⅰ, 차 Ⅱ, 차 Ⅲ, 차 Ⅳ, 차 Ⅴ) 에대한순위를 매기고자한다. 1 단계 : 순위를매기기위한판단기준을모두나열한다. 1 신차구입가격, 2 차량유지비, 3 안전성, 4 운전편의성, 5 차체미관, 6 승차감, 7 회사의평판 2 단계 : 2 안비교순위결정법에의해판단기준의순위를결정 판단기준얻은투표총투표수 1 신차구입가격 2 차량유지비 3 안전성 4 운전편의성 5 차체미관 6 승차감 7 회사의평판 단계 : 상위몇개의판단기준을선택하여가중치를총합이 1이되도록할당한다. 상위판단기준인가격, 차체미관, 신뢰성을판단기준으로선택 가중치 ( 안전성 : 가격 : 차체미관 : 승차감 ) = 0.3: 0.3: 0.2 : 0.2 가중치의총합은1이되도록만듦 4 단계 : 가중순위행렬을만들고, 가장왼쪽열에순위가매겨질해결방안들을적고, 판단기준들과가중치를적는다. 차종 판단기준 안전성가격차체미관승차감 가중치 :0.3 가중치 :0.3 가중치 : 0.2 가중치 :0.2 총점최종순위 차 Ⅰ 차 Ⅱ 차 Ⅲ 차 Ⅳ 차 Ⅴ 5 단계 : 각판단기준 ( 안전성, 가격, 차체미관, 승차감 ) 에대하여해결방안들을이안비

32 교법에의하여투표한다. 차종 판단기준 안전성 가격 차체미관 승차감 가중치 :0.3 가중치 :0.3 가중치 : 0.2 가중치 :0.2 차Ⅰ 차Ⅱ 차Ⅲ 차Ⅳ 차Ⅴ 총점최종순위 6 단계 : 얻은투표수에판단기준의가중치를곱하여가중점수를얻는다. 차종 판단기준 안전성 가격 차체미관 승차감 가중치 :0.3 가중치 :0.3 가중치 : 0.2 가중치 :0.2 차Ⅰ 1(0.3) 3(0.9) 3(0.6) 1(0.2) 차Ⅱ 3(0.9) 1(0.3) 2(0.4) 3(0.6) 차Ⅲ 4(1.2) 0(0.0) 0(0.0) 2(0.4) 차Ⅳ 2(0.6) 3(0.9) 4(0.8) 3(0.6) 차Ⅴ 0(0.0) 3(0.9) 1(0.2) 1(0.2) 총점최종순위 7 단계 : 각해결방안에대하여가중점수들을다더하여총점을얻는다. 8 단계 : 총점에의거하여최종순위를매기고맨마지막열에최종순위를적는다. 차종 판단기준 안전성 가격 차체미관 승차감 가중치 :0.3 가중치 :0.3 가중치 : 0.2 가중치 :0.2 총점최종순위 차Ⅰ 1(0.3) 3(0.9) 3(0.6) 1(0.2) 차Ⅱ 3(0.9) 1(0.3) 2(0.4) 3(0.6) 차Ⅲ 4(1.2) 0(0.0) 0(0.0) 2(0.4) 차Ⅳ 2(0.6) 3(0.9) 4(0.8) 3(0.6) 차Ⅴ 0(0.0) 3(0.9) 1(0.2) 1(0.2) 단계 : 이렇게얻어진최종순위가타당한지를검토한다. 계산오류또는가중치오류등이있는지검토한다. l 최종선택된차종이자기가직관적인방법으로선택한차종과차이가있을경우 1) 직관적인판단에서중요한판단기준을제대로고려하지않은경우

33 ( 예 : 가격만고려하고안전성을고려하지않은경우 ) 2) 판단기준의가중치의비중을적절히배분하지못한경우 3) 2 안비교순위법과합산을수행할때계산상에실수를한경우 따라서가중순위결정법에의해서나온결과를무조건받아들이지말고계산오류 가있었는지, 가중치를적절히배분했는지를따져보고최종판단을해야한다. 10 단계 : 최고점수를받은아이디어의단점을보완한다. 선택된아이디어의단점을보완할방안을모색한다. 탈락한아이디어의장점을활용할방안을모색한다. [ 본문으로돌아가기 ]

34 [ 참고자료 4] 스케치및도표작성 1. 등각투상도그리는순서

35 2. 플로차트의예 클라이언트의영상전송요구 영상획득 영상압축 영상을획득할카메라를지정 소켓을통한영상전송 클라이언트에서영상을받았는가? YES NO 대기 [ 돌아가기 ]

아이디어창출 정의 Brainstorming = Brain + Storming 창의적아이디어창출을위한팀활동 목적 팀활동을통하여창의적인방안을최대한많이얻게함 고전적브레인스토밍의역사 1938년광고업을하는오스본 (Alex Osborn) 에의해서개발적합한사람의수 : 3 ~ 10

5. 아이디어창출 / 다듬기 / 평가공학설계입문 공학설계문제해결과정 1 아이디어창출 정의 Brainstorming = Brain + Storming 창의적아이디어창출을위한팀활동 목적 팀활동을통하여창의적인방안을최대한많이얻게함 고전적브레인스토밍의역사 1938년광고업을하는오스본 (Alex Osborn) 에의해서개발적합한사람의수 : 3 ~ 10 명정해진법칙과과정을따라야좋은결과를얻음