창의적공학설계입문 Week03: 창의적사고를저해하는장애요인및창의력향상기법 토목안전환경공학과 옥승용
CHECK HW02 Discussion on Team Projects 팀원들연락처교환 팀원들스케줄파악 Team Projects 준비사항들파악 Team Projects Scheduling 2
Class Schedule N.B. 강의진행일정은상황에따라변경될수있음 Week Topics Remarks 01 창의적공학설계소개 02 기술진화법칙및지능모형 03 창의적사고를저해하는장애요인및창의력향상기법 04 창의적문제해결사례조사 개별발표 (IP01) 05 TRIZ 소개 (1) 06 TRIZ (2) - 모순행렬표 07 창의적문제해결 1 결과발표 조별발표 (TP01) 08 기타 TRIZ 방법론 과제제출 (IR01) 09 구조물의미학적설계발표 조별발표 (TP02) 10 실용 TRIZ (1) 11 실용 TRIZ (2) 12 창의적문제해결 2 결과발표 개별발표 (IP02) 13 창의성이발현된다양한사례 14 기말고사 시험 (FT) 15 구조물의창의적설계발표 조별발표 (TP03/PO)
창의적사고를방해하는장애요인들
창의적사고를방해하는장애요인들 1. 지식장애 2. 인식장애 3. 잘못된가정 4. 습관 ( 경험 ) 장애 5. 감성장애 6. 심리적관성 학습목표 창의적사고를방해하는장애요인들에는어떠한것들이있는가? 심리적관성을극복하기위한방법은? 5
지식장애 전문적과학지식의부족 / 결여 과학 / 공학이론 개선방법? 대학수학 일반물리학 및실험 선형대수학 공업수학 재료역학 ( 탄성체역학 ) 창의적 구조설계 정역학 건설안전역학 건설구조해석 내진공학 역학 및설계 및설계 동역학 콘크리트역학 철근콘크리트구조설계 철골해석 1 학년 2 학년 3 학년 4 학년 6
인식장애 해결해야할문제의중요한면을적절하게식별하지못하는장애 요인 문제자체에존재하는진부한요소들 예 ) 연필은필기구다. 다른시각 ) 땔감, 충격흡수제 ( 지우개 ), 롤러, 지지막대, 무기, 흑연 문제의한계또는해결책의범위를필요이상으로제한 가정빗물의낙수홈통에서막힘을예방할제품설계 막힘은나뭇잎, 공, 죽은동물또는쓰레기등으로인하여발생 문제해결방법은? 기존낙수시스템의개선 기존낙수시스템의제거 과도한정보 주어진수많은데이터에기초하여설계 중요한데이터와중요하지않은데이터의구별 7
잘못된가정 나는창의적이지못하다. Q. 가장창의적이라고생각되는그룹은? NASA 엔지니어, 고교교사, 주부, 대학생, 초등학교 1 학년생, 언론인, 영화감독, 추상화가, 자동차수리공 Q. 다음중가장창의적인사람은? 1. 5세 (90% 이상 ) 2. 17세 (10%) 3. 25세이상 (2% 미만 ) 8 선입견자체가창의성을가로막는심적장애임 지성은훌륭한사고를뜻한다. 창조적인사고를위해서는아는게많아야한다? 아는것이많은사람은어떤관점에대해서도이성적이며설득력있는진술을할수있다. 따라서그것에대한대안을찾을필요성을못느끼게만들거나몇개의제한된아이디어에안주하여창의적인아이디어를봉쇄해버린다. 말을잘하는사람은사고능력이좋은것으로자주오해된다. 이들은깊이생각하는것대신에말만번지르르하게하는것을좋아한다. 이들은신속한사고력을가지고있지만몇개의자료로서속단하여성급한결론에이르게된다. 문제에대한답을빨리생각해내는것만이좋은것이아니다. 예 ) 9 급이프로기사보다바둑을빨리둔다. 비판적사고가건설적사고보다개인적우월감이나만족감을더크게준다. 그러나이는양방의창의적사고를봉쇄해버리게된다. 노는것은하찮은것이다? ( 정신건강, 유머, what-if 놀이 )
습관 ( 경험 ) 장애 Q. 다음도형중그외의것들과구별이되는도형을고르고, 선택의이유를설명하시오. 1. 2. 3. 4. 5. 정답이유일하다? Q. 정사각형은몇개인가? Q. 성냥개비 4 개로밭전 ( 田 ) 자를만드시오. 정답은 17 개다? A Q. A 에서 B 까지가는길을그려라. B 9 길은유일한가? ( 길은사각형내에있어야하는가? 틈사이로만가능?
감성장애 부정적사고 오른쪽그림에서뭐가보이는가? 실패의두려움또는위험의회피경향 에디슨의전구개발, Post-it 개발과정 시도가없으면실패도없다. 하지만, 창의적인결과는절대로없다. 미리설명된길이나방법론을따르라는요구 현실과의타협 (?) 조급함 효과적이고최적의방식으로문제를해결할수없는, 빠르게개발된해결책으로안내함 애매함에서오는불편함 현실세계에서의문제는학교시험문제처럼명확하게정의되는문제가아니다. 애매한상황이포함되는경우가대부분이다. 일반적으로애매함이창의적사고의원천이된다. 애매함 = 모순 10
M. C. Escher 11 Q. 이그림들에서무엇을느끼는가?
12 심리적관성 심리적관성은언어, 특히전문용어로생길수있다. 전문용어로인하여우리의의식이나의사소통에서의창의성은방해받는다. 문제해결책을정의하기위하여사용하는용어에서이미많은제약을받는다. 따라서그러한용어가만든기존이미지로부터벗어나야한다. 심리적관성극복방법 ( 창의력향상기법 ) Brainstorming 어떻게 (Alex Osborn, 하면이러한 1938) 심리적관성으로부터벗어날수있나? Scamper 방법 (Alex Osborn, 1953) 형태학적분석법 (Morphological Analysis, Fritz Zwicky, 1967) Synetics (Gordon Method, Analogy( 유추 )) etc. Six Sigma (6s): 품질경영으로서 100 만개중 3~4 개의결함만허용 TRIZ 아홉스크린, 작은사람모델 (Small Little People, SLP), STC(Size-Time-Cost) 연산자
창의력향상기법
Brainstorming M a n y I d e a M a n y I d e a M a n y I d e a M a n y I d e a 브레인스토밍 미국의광고회사 BBOD 의사장인 Alex Osborn 에의하여 1938 년개발 좀더창의적인아이디어를쉽게내기위해고안된방법으로어떤주제에대하여확산적사고를유도하기위한기법 구성원의자유발언을통하여아이디어를도출하는방법으로서일종의시행착오법이라할수있다. 목적 : 그룹활동을통하여창의적인방안을최대한많이도출 통상 3~10 명정도가효과적임 방향성없는아이디어찾기 dea Idea 14
Brainstorming 의 4 대규칙 양의추구 Quantity yields quality ( 질보다양 ) 가능한많은아이디어를만들어라 아이디어의질보다는양이중요 자유분방 편성개선 비판엄금 Free-wheeling ( 자유토론 ) 엉뚱한아이디어가환영받는다 Combination and improvement ( 결합과개선 ) 편승 ( 히치하이킹 ) 이장려된다 다른사람이제출한아이디어를듣고서이를발전시킨아이디어도새로운아이디어로인정한다. Deferment-of-judgment ( 판단보류 ) 비판은불허한다 절대로남의아이디어를비판해서는안된다. 판정은나중으로미룬다. 브레인스토밍단계에서의비판은참가자들을위축시킴으로써아이디어를내는것을어렵게만든다. 15
Brainstorming 절차 (1) 16 준비 팀원은다양하게구성 미리브레인스토밍의목적과배경에대한자료배포 회의장소 : 익숙하지않은장소 시간계획 : 하나의주제만선정. 가급적오전에. 충분한시간계획 준비물 : 화이트보드, 노트, 포스트잇, 시계, 녹음기 브리핑 4 가지규칙복습 주제에대한자유로운대화 문제배경및문제정의설명 브레인스토밍과정설명 아이디어창출 모든아이디어에번호를매긴다 편승아이디어도새로운번호를할당한다. 아이디어쓰기 카드마다하나의아이디어기록또는화이트보드에기록 최초시간을 20~30 분으로제한 할당량부여 ( 예 : 15 분동안 40 개 ) 웜업연습 What-if 등
Brainstorming 절차 (2) 17 브레인스토밍수행 사람이많은경우순번부여 잘알려진아이디어를먼저제안하여마음속에서지워버려야한다. load dumping 진부한아이디어에사로잡혀다른신선한아이디어가떠오르지않는다. 아이디어창출이부진하면진행자가황당한아이디어를던져서촉진 (what-if) 마침 3 분전종료예고 아이디어카드수집 종료 3 분전에좋은아이디어가창출되는예가많다. 해산 다음회의공고후해산 기타브레인스토밍방법 서면브레인스토밍 (written brainstorming): 서면피드백, 무언또는원격 핀카드방법 : 카드당하나의아이디어, 돌려가면서개선내지아이디어추가 크랜포드쪽지쓰기 (Cranford slip writing): No-feedback, 카테고리별수집, 대다수에유용 린지 (Ringii) 과정 : 아이디어카드피드백 ( 수정 / 첨삭 ) 반복법 패널방법 : 20~30 명대단위, 패널 7 명선정, 20 분브레인스토밍, 다른팀원은패널토의를들으면서개별적아이디어기록
Brainstorming 의한계 18 해결하고자하는문제에대한분석이없다. 해결책의방향을모르는상태에서열심히생각하기를한다. 지식과경험의고정관념에서생각하기를한다. 문제해결을위한구체적인방법론이없다. 해결책에대한평가기준이없다.
19 Brainstorming 기법의변형 서면브레인스토밍 (written brainstorming) 서면피드백, 무언또는원격 핀카드방법 카드당하나의아이디어, 돌려가면서개선내지아이디어추가 크랜포드쪽지쓰기 (Cranford slip writing) No-feedback, 카테고리별수집, 대다수에유용 린지 (Ringii) 과정 아이디어카드피드백 ( 수정 / 첨삭 ) 반복법 패널방법 20~30 명대단위, 패널 7 명선정, 20 분브레인스토밍, 다른팀원은패널토의를들으면서개별적아이디어기록 역브레인스토밍 기존아이디어에대한비판의견에대한브레인스토밍
문제제기 : 01 20 버스에서출입구에사람들이몰리는문제를해결하기위한방안은?
쉬는페이지 : 2014 년 09 월 시냅스칩 http://m.news.naver.com/read.nhn?mode=lsd&sid1=105&sid 2=230&oid=029&aid=0002243539 독서 http://m.chosun.com/svc/article.html?sname=news&contid=20 14092205046 21
오스본의스캠퍼방법 대체 (Substitute; S) 다른재료, 요소, 방법 결합 (Combine; C) 이것과저것을결합하면?, 합금, 조립은? 적용 (Adapt; A) 이기능을다른곳에서가져올수없을까?, 다른용도또는과거의용도활용 변형, 확대 (Modify, Magnify; M) 형태, 색깔, 방향을바꾸면, 확대한다면? 무엇을첨가한다면?, 시간을더걸리게한다면? 횟수를증가시킨다면? 다른용도 (Put to other use; P) 원래의용도변경 제거 (Eliminate, Minify; E) 제거, 분리, 나누기, 축소한다면? 압축한다면? 가볍게한다면? 제한한다면? 역방향 (Reverse, Rearrange; R) 순서를거꾸로돌린다면? 방향을바꾸어보면? 재배치, 원인과결과를바꾸면? 일정을바꾸면? 상황을바꾸면? 안팎을뒤집으면? 반대로하면? 상하를바꾸면? 역할을바꾸면? 22
23 오스본의스캠퍼방법 ( 예 ) 새로운모자만들기 조건 아이디어 S: 대체하면? 모자대신신문지나종이봉투를접어서쓴다. C: 결합하면? 모자에음악을들을수있는라디오장치를단다. A: 응용하면? M: 변형, 확대, 축소하면? 실내에서는벗은모자를손에들고다니는것이짐이되므로모자를접어서브로치처럼옷에달수있게한다. 야구관람등을할때, 여러사람들이같이쓸수있도록모자를확대시킨다. P: 다른용도로하면? 헌모자를이용해서정리함으로만들어사용한다. E: 제거하면? 땀이차지않게모자의윗부분을제거하거나망사처럼만든다. R: 뒤집기, 재배열하면? 모자를뒤집으면가방으로도쓸수있게한다.
문제제기 : 02 24 식당에서고기를굽는석쇠의경우자주타는문제가발생한다. 이를해결하기위한방안은?
25 오스본의스캠퍼방법 대표적사례 조건 아이디어 S: 대체하면? 젓가락 나무젓가락 C: 결합하면? 복사 + 팩스 + 스캔 복합기 A: 응용하면? 식물의씨앗 ( 우엉씨 ) 벨크로아 ( 일명찍찍이 ) M: 변형, 확대, 축소하면? 컴퓨터 노트북 아이패드 / 갤럭시탭 P: 다른용도로하면? 열차 / 유람선 열차레스토랑 / 유람선레스토랑 E: 제거하면? 자동차지붕제거 컨버터블 ( 오픈카 ) R: 뒤집기, 재배열하면? 양면옷
26 SCAMPER 적용사례 Substitute 가방의손잡이대체
27 SCAMPER 적용사례 Combine
28 SCAMPER 적용사례 Adapt 미로찾기를적용한현관문잠금장치
29 SCAMPER 적용사례 Modify, Magnify 초소형카메라 납작한전구 초대형만두
30 SCAMPER 적용사례 Put to other use 핸드 warmer 기능의패딩가방
31 SCAMPER 적용사례 Eliminate 손잡이없는문버튼없는핸드폰 ( 터치스크린 ) 무선전화기
32 SCAMPER 적용사례 Reverse / Rearrange
33 문제정의 문제정의 낙타분배문제 중동지방의어느곳에 17 마리의낙타를전재산으로가진사람이있었다. 그에게는그의운송업을도와주는세아들이있었는데, 여행중에아버지가오아시스에서중병이걸렸다. 그는아들을불러놓고마지막유언을하였는데, 사업에서아버지를도와준비율에따라 17 마리의낙타를공정하게장남은 1/2, 차남은 1/3, 막내는 1/9 를가지도록하였다. 그리고아버지는죽었다. 장례를치른후, 아들들은아버지의유언에따라낙타를어떻게나누어야하는지논의하였다. 의견차이가생기면서정해진비율을맞추기위해낙타한마리를죽여서비율에맞게나누어갖자는쪽으로의견이모아졌다. 낙타를타고캠프를지나던어느배고프고지친노인이이이야기를들었다. 그노인은만약자기를하루밤쉬게해주고음식을주면그들의고민을해결해주겠다고제안하였다. 다음날어떻게되었을까? 그날밤, 장남은다른형제들이마음을바꾸기전에 9 마리의낙타를데리고급히캠프를떠났다. 잠시후, 차남이깨어났다. 차남은형이 9 마리낙타를데리고떠난것을알고서그의몫인 6 마리를데리고떠났다. 아침에막내는형제들이벌써자기몫을가지고떠난것을알고, 그의몫인 2 마리의낙타를데리고떠나면서노인의현명함에감사를드렸다. 노인은잘먹고쉰다음자신의낙타를데리고길을떠났다.
속성열거법 Robert Crawford ( 미국네브라스카대학교수 ) 속성열거 속성결합 / 수정 실행가능성검토 단계내용 ( 새로운우산만들기 ) 문제확인새로운우산을만들기위한아이디어찾기 손으로들고다닌다. 비올때필요하다. 속성열거 방수가된다. 모양이일정하다. 34 각속성결합또는수정 아이디어평가 손으로들고다닌다. 꼭손으로들고다녀야하나? 몸이나물건에부착시킨다면? 비올때필요하다. 비가오지않을때도사용할수없을까? 실내에서사용할수없을까? 방수가된다. 기능을추가할수없을까? 자외선을차단할수없을까? 모양이일정하다. 다른모양으로만들면어떨까? 비를맞지않으면서시야를확보할수없을까? 가방에달린우산을만들어보고검토 양산과우산을동시에사용할수있도록만들어본다 자외선을차단할수있는우산을만들고기능검토 꽃모양이나네모모양으로만들어본다
형태학적분석법 Morphological Analysis: 형태분석법 스위스의우주공학자 Fritz Zwicky (1967) 입체매트릭스로확장 : 행렬기법 (matrix method) 또는가능성격자기법 (grids of possibilities) 예 ) 주어진문제의요인중 2 가지선택 각요인별속성열거및도표작성 대체결합적용변형 / 확대다른용도최소화재배치크기높이무게체적모양위치성분강도안정성 35
36 형태학적분석법 ( 예 ) 새로운우유병만들기 재료 모양 원통형직사각형삼각형 플라스틱 원통형플라스틱 직사각형플라스틱 삼각형플라스틱 비닐 원통형비닐 직사각형비닐 삼각형비닐 유리 원통형유리 직사각형유리 삼각형유리 종이 원통형종이 직사각형종이 삼각형종이 알루미늄 원통형알루미늄 직사각형알루미늄 삼각형알루미늄
문제제기 : 03 팀별문제제시 (5 분 ) 제시한각팀별문제해결방안제시 (15 분 ) HW03: 1~2 장짜리 PPT 파일제출 (Template File) 37
38 강제상관행렬 대립되고불합리한개념들이서로다른방법으로결합될때창의적인아이디어가도출될수있다. 예 ) 종이와비누 Paper soap( 종이비누 ) Soap paper( 비누종이 ) Soapy paper( 비누같은종이 ) Papery soap( 종이같은비누 ) Papered soap( 종이로싼비누 ) Soaped paper( 비누칠한종이 ) Soap wets paper( 비누가종이를적신다.) Soap cleans paper( 비누가종이를깨끗이한다.)
39 강제상관행렬 대립되고불합리한개념들이서로다른방법으로결합될때창의적인아이디어가도출될수있다. 예 ) 신제품냉장고 : 유리, 액자, 정수기, 메모판, 오디오 냉장고 + 유리 : 냉장고를유리와같이속이보이도록하는물질로만들기 냉장고 + 유리 + 전화 : 유리처럼속이보이면서전화기능이있는냉장고 냉장고 + 액자 : 액자처럼벽에붙일수있는냉장고, 문이액자처럼보일수있는냉장고 냉장고 + 정수기 : 정수기능을문에내장시킨냉장고 냉장고 + 메모판 : 냉장고안에보관된내용물의양과구입시기를쉽게기록할수있고유효기간을알려주는냉장고 냉장고 + 오디오 : 사용자가직접녹음을하고문을여닫을때마다다양한멘트나음악을들려주는냉장고 냉장고 + 스마트태그 : RFID 를이용한냉장고내보관물의위치추적및보관기간알람
연꽃기법 3 3 칸으로구성되며, 가운데칸에주제또는문제를둠 주변 8개칸에주제와관련된방향또는관점을적시 하위아이디어가주변 3 3 칸의중심주제가됨 수렴적사고 방향 주제 하위아이디어 적용사례 : http://prezi.com/q4bcstlbrsud/book-/ 40
생체모방공학 (Biomimetics) 자연의생태계를모방하여창의적인설계및디자인도출 21세기의새로운화두 최초의생태모방공학자는? 그리스신화의 이카루스의날개 생체모방공학디자인베스트 10 http://www.trendtip.net/275 41
기타 시네틱스 (synetics) William Gordon 유추사고 직접적유추 의인적유추 상징적유추 환상적유추 지구오염환경문제 우리몸이병들었을때치료를하기위해어떻게하는가? 나자신이더러운쓰레기또는물이나공기가되었다고가정하고어떻게깨끗해질수있는가? 온실효과에대한대책으로지구를비닐을씌워놓은온실이라는공간으로비유하고해결책모색 공기의오염을마치지구주위를여러가지알수없는외계인들이떠돌고있는상황으로상상하여해결하고자노력 마인드맵 (mind map) 하이라이팅 (highlighting) 42
아이디어평가방법
아이디어의평가 (1) 브레인스토밍으로판정기준결정 판정기준에대한순위부여 2 개안비교순위결정법 (pair ranking) 판정기준에대한가중치부여 가중순위결정법에따라아이디어판정및최종결정 2 개안비교순위결정법 핸드폰얻은투표총투표수 A( 크기 ) B( 모양 ) C( 색깔 ) D( 가격 ) E( 인기도 ) F( 무게 ) 1 1111 11 11111 111 1 4 2 5 3 0 합계 6C 2 =15 15 1. 총 6 개의판정기준중에서상위 3 개의판정기준선택 2. 총합이 1 이되도록가중치부여 3. D( 가격 )=0.42 B( 모양 )=0.33 E( 인기도 )=0.25 44
아이디어의평가 (2) 브레인스토밍으로판정기준결정 판정기준에대한순위부여 2 개안비교순위결정법 (pair ranking) 판정기준에대한가중치부여 가중순위결정법에따라아이디어판정및최종결정 최종판정 핸드폰 가격 (0.42) 모양 (0.33) 인지도 (0.25) 총점 순위 애니콜 1000 스카이 2 모토롤라 300 LG 싸이언 500 큐리텔 300 3 1 2 2 2 3 1 1 3 2 3 2 2 2 1 3.00 1.25 1.67 2.33 1.75 1 5 4 2 3 총합 5C 2 =10 10 10 Pair ranking 45
아이디어의평가 (3) 기타방법들 동전던지기 실행하기가장쉬운방법선택 장점 / 단점행렬 일반적합의 타협 유보 etc. 장단점행렬 판정기준교수회사원연예인거지깡패 되기어려운정도월급사회적지위독립성흥미기타혜택 0 0 + + + + + + + 0 0 0 0 + + 0 + + 0 0 0 + 0 0 0 0 0 0 0 0 장점 (+) 4 3 4 1 0 단점 (0) 2 3 2 5 7 46
Exercise 47 지금까지여러분들이도출해낸여러문제들의해결방안을팀원들과함께평가해보시오. (20 분 ) 팀별간략발표
진짜문제를찾기위한팁 바꾸어말하기 예 ) 무중력상태에서우주인들은볼펜을사용할수없다. (NASA 사례 ) 무중력상태에서우주인들이사용할수있는필기구를개발한다. 예 ) 달표면탐사차량에서사용되는백열전구가잘깨진다. ( 구소련사례 ) 달표면탐사차량의작업을위해서는불빛이필요하다. 반대로정의하기 예 ) 학생들이학과모임에많이참석하도록하는방법은무엇일까? 학생들이학과모임에참석하지못하도록하는방법은무엇이있을까? 초점을넓히고초점의방향을전환하기 왜 라고질문하기 48
문제정의 49 물침대누수문제 성호는잠자리가편하다는소문을듣고킹사이즈물침대를구매하여사용하게되었다. 어느날아침에일어난용환이는침대한가운데가물에흥건히젖어있는것을발견하였다. 아무리해도물이새는구멍을찾지못한성호는물이새는구멍을더쉽게찾기위해매트리스를잔디밭정원으로끄집어낸후, 물을더주입했다. 하지만물때문에더불룩해지고부피가커진매트리스는경사지고물어젖은잔디밭을미끄러지기시작하여결국가시덤불에처박혀터져버렸다. 물침대때문에고생하고질려버린성호는물침대매트리스와프레임을모두버리고일반침대를새로샀다. 다음날아침, 성호가일어났을때, 침대한가운데가물에흥건히젖어있었다. 이사건의진짜문제는이층화장실에서물이샜던것이었다. 문제의원인을속단하고진짜문제를제대로파악하지못한것이문제였다.
HW03 1~2 장짜리 PPT 파일제출 (Template File) 팀별문제제시 제시한각팀별문제해결방안제시 제출파일명 : HW03 주 0# 조 _~~.ppt / HW03 야 0# 조 _~~.ppt Announcement: Individual Presentation in next week 발표분량 : PPT 10 장이상, 10 분 ~20 분발표 50