Transcript 창의적 문제 해결 과정

공학설계
• 공학 : 인류의 이익을 위해 과학적 원리를 응용하여 천연자원을 최적
의 구조물, 기계, 시스템 그리고 공정으로 변환을 시키는 것이다.
• 공학설계
– 현재 상태 (as-is)  원하는 상태 (to be)
• 설계의 단계
문제의 정의
아이디어 창출
아이디어 평가 및 판단
1
창의적 문제 해결 과정
• 창의적으로 문제를 해결해 나가는 과정
– 문제 정의: 탐정, 탐험가의 마음
• 특허: 조사 및 개선
– 아이디어 창출: 예술가의 마음
• Brainstorming
– 창의적 평가: 엔지니어의 마음
– 아이디어 판단: 판사의 마음
– 퓨 방법
– 해결방안 실행
2
문제 정의
• 문제정의: 어떤 상황에서 무엇이 핵심적인 문제인가를 알아내는 것이
문제 해결의 첫걸음이 됨
• 문제의 발생  危機  위험(어려움)과 기회
– 탐험가의 마음: 기회를 개척하는 마음, 발산적인 마음
– 탐정의 마음: 위험을 극복하는 마음, 수렴적인 마음
– 두 마음을 모두 사용할 필요가 있음
• 예: 월요일 아침에 일어나 보니, 10살짜리 동생이 배가 아파서 학교에
못 가겠다고 함.
– 탐정의 마음으로 문제를 찾음
• 청진기 등을 사용하여 배의 어디가 아픈지 진찰해 봄
배가 아프다고
하는 동생
3
동생이 배가 아픈 이유는?
• 학교에서의 왕따가 이유였다.
– 동생을 단순히 분석(진찰)해서는 문제가 발견 안됨
수렴적 사고
(좁은 범위)
발산적 사고
(넓은 범위)
배가 아프다고
하는 동생
학교에서의
왕따
– 발산적인 사고가 필요
• 문제의 배경을 파악하려는 노력이 필요
– 수렴적인 사고 (분석적인 사고) 도 중요
4
수렴 + 발산의 균형
• 맹장염에 걸린 동생
문제의 배경만
찿음
맹장염때문에
아픈 동생
– 이 경우에는 문제는 분석적인 방법으로 찾을 수 있음
• 수렴 + 발산의 균형
– 수렴: 탐정의 마음
• 기존의 도구와 방법으로 문제해결
• 근본원인과 단서를 찾는다
– 발산: 탐험가의 마음
• 새로운 방법으로 문제해결 (유연한 사고)
• 전후관계와 경향을 찾는다.
5
탐정 vs 탐험가의 마음
• 문제의 발생: 자전거를 도난 당했다.
• 탐정의 마음
– 체인과 줄을 쇠톱을 사용해 절단할 수 있는지 테스트 해 봄
– 결론: 더 좋은 자물쇠가 필요
• 탐험가의 마음
– 자전거 안전 시스템의 문제를 전반적으로 살펴봄
• 자전거 설계, 자전거 주차 등에서의 변경을 고려
– 새로운 자전거 안전시스템을 다른 용도에 사용할 수 있는지 검토
• 위기를 기회로 생각함.
6
탐험가 (Explorer) 의 마음
• 탐험가의 마음의 중요 목표: 문제의 배경을 발견
모험심을 가져라
한달에 하루 한나절 정도 다른 분야의 일을 살펴 보아라
다른 분야에 관한 독서를 하라.
경향 (Trend) 과 상황 (Context) 을 보아라
긍정적인 사고를 하라.
• 탐험가의 마음을 가진 학생
– 학교에서 열리는 특강, 초청세미나 등에 참석한다.
– 다른 학부, 학년의 과목을 수강한다.
– 책, 신문 등의 독서를 많이 한다.
7
탐험가들을 위한 도구들
• 네트워킹
– 인간관계를 통한 정보는 매우 중요하다.
– 예: 모 울산대학교 교수가 “창의적 공학 설계”라는 과목을 어떻게
강의할 것인가에 대한 정보를 수집
• 인터넷: 타대학 및 타학부의 예를 참조
– 피상적인 정보밖에 얻을 수 없었다.
• 기계공학부 교수에게 전화
– 필요한 정보 획득
– 아직까지도 인터넷에서 얻을 수 있는 지식은 많은 한계가 있음
– 대학에서 얻을 수 있는 것  수업에서 얻은 지식 + 친구, 선후배
• 아이디어 파일을 만들어라
– 세상은 넓고 할 일은 많다.
8
탐정 (Detective) 의 마음
• 탐정의 마음: 데이터를 수집하여 근본원인을 찾음
무엇이 진짜 문제인가?
단서를 찾아라.
이유를 알아내라.
질문을 해라
정보를 수집해라  데이터를 분석해라
문제를 정의하는 문서를 작성하라
9
탐정들을 위한 도구
•
•
•
•
•
•
설문 조사
전문가 조언
인터넷 자료 조사
benchmarking
SWOT 분석
Pareto chart
10
인터넷 조사
• 이미 수행된 연구 내용 및 기초 지식 조사
– “standing on the shoulders of giants”
•
•
•
•
다음, 네이버, yahoo, google
Wikipedia (http://en.wikipedia.org) : free on-line encyclopedia
Google scholar : 주로 학술 논문을 검색해 줌
ieee (http://ieeexplore.ieee.org) : 전기전자 관련 학술논문
– 교내에서만 접속가능
• 특허 검색
• 불행하게도 압도적으로 영어로 된 자료가 많음
– 영어가 Engineer에게 매우 매우 중요함 (특히 독해 능력)
11
Benchmarking
• Benchmarking은 두가지 의미로 사용됨
– 의미 1 : 여러 가지를 비교하고 분석하여 우열을 가려내는 것
– 의미 2 (best practice benchmarking): 가장 좋은 방법을 조사해
서 그 장점을 활용함
• 의미 1 : (잡지표지) “이번 호 특집 최신 휴대폰의 benchmarking”
가격
카메라화소
기타
A 휴대폰
20만원
100만 화소
다양한 게임
B 휴대폰
30만원
200만 화소
방수기능
C 휴대폰
15만원
100만 화소
• 의미 2 : (현대자동차에서) “Toyota를 benchmarking해서 좀 더 생산
성을 향상시키자”
12
SWOT 분석
• 현 상황을 Strengths (강점), Weakness(약점), Opportunities (기회),
Threats (위협) 으로 나누어서 분석
내부
Helpful
Strengths
외부
Opportunities
Harmful
Weakness
Threats
• 울산지역 자동차 부품산업에 대한 SWOT 분석
13
SWOT 분석 연습
• 울산대학교 전기전자정보시스템공학부 1학년으로서 나의 경쟁력
SWOT 분석
Strengths
Weakness
Opportunities
Threats
14
Pareto Chart
• 19세기말의 이탈리아의 경제학자 Vilfredo Pareto가 만듬
– 데이터의 상대적인 중요도를 나타냄
– 기본적인 아이디어: 소수의 원인이 문제의 대부분을 차지하고 있음
“이탈리아 땅의 80%는 상위 20%의 부자가 소유하고 있다”
15
Cause-and-effect-diagram
• 어떤 문제를 발생시키는 원인을 그림으로 나타냄
– Fishbone diagram
16
문제 정의: 정리
• 문제의 정의
– 탐험가의 마음 (발산적, 창조적, 긍정적)
– 탐정의 마음 (수렴적, 분석적, 비판적)
• 문제의 정의를 문서로 작성함
– 문제의 정의를 내리는 사람과 해결책을 제시하는 사람이 다를 수
있음
• 문제를 명확하게 정의한 문서가 필요
17
아이디어 창출
• 문제의 해결을 위한 과정
– 문제의 정의 (탐험가의 마음 + 탐정의 마음)
– 문제해결을 위한 아이디어의 창출
• 아이디어를 어떻게 창출할 것인가?
– 예술가의 마음: 상상력으로 독창적이고 혁신적인 아이디어를 창출
주어진 정보를 새로운 아이디어로 바꾸어라
모든 종류의 아이디어를 창조적으로 검토하라
감정적이 되어도 좋다
황당한 생각을 하여도 좋다
혼자, 또는 팀으로 Brainstorming을 행하라
18
Brainstorming
• Brainstorming = Brain (뇌) + Storming (폭풍)
– 각자가 자유롭게 착상을 내놓는 회의법; 창조적 집단 사고법.
• Brainstorming의 네 가지 규칙
– 가능한 한 많은 해법을 만들어라. (수량 중시)
– 황당하고, 엉뚱한 아이디어가 환영 (창의적)
– 편승 (hitchhiking)하고 다른 사람의 아이디어를 활용하라
– 아이디어를 비판하지 말라 (판단은 나중에)
• 자기 자신에 대한 비판
• 남에 대한 비판
• Brainstorming을 할 때 사용하지 말아야 될 말들
– “비용이 많이 든다” “좀 더 현실적이 되어라” “좋은 생각인데, …”
– “전에도 해 보았는데, 잘 안되더라” “불가능한 일이다”
19
Brainstorming 회의 진행 절차
• 문제의 배경 및 정의를 팀에게 설명하라.
• Brainstorming의 4가지 규칙을 복습하라.
– 수량중시, 창의적, 편승, 비판 금지
• 창의적 사고를 위한 간단한 연습을 하라
• Brainstorming을 수행하라
• 회의를 끝내고 아이디어를 수집하라
• 참가자들에 인사하고 해산하라
20
Brainstorming의 연습
• 5명을 한 조로 시험적으로 Brainstorming을 함
• 간단한 연습문제
– 만약에 하루에 10분씩 무중력상태가 된다면, 침실이 어떻게 재설
계 되어야 하는가?
• 실전문제
– 계란을 2m 높이에서 시멘트 바닥에 자유낙하를 시킨다고 하자. 계
란이 안 깨어지도록 계란을 주변의 재료를 사용하여 포장하는 방법
을 Brainstorming을 통해 생각해보자
21
Brainstorming 에서 아이디어가 잘 안 나올 때
• 성공을 상상하라 또는 최악을 상상하라
– 제약의 제거, 최악의 경우의 대책을 세우라
• 무관한 두 아이디어를 억지로 끼워 맞추어라
• 자유 연상
• 원대한 꿈/소망적 사고
• 사고를 유발하는 질문
– 대체, 결합, 적용, 확대, 수정, 다른 용도에 사용하기, 제거, 재배열
22
SCAMPER법
• A. Osborn이 제안한 Brainstorming을 도와주는 checklist
Substitute
“이 부분을 다른 물질/방법으로 바꾸면”
나무 이쑤시개  녹말 이쑤시개
Combine
“두 개 이상의 부분을 합치면”
전화 + 리모콘  전화리모콘
Adapt
“다른 것으로부터 모방할 것은 없는지”
도마뱀 발바닥의 구조를 모방
Modify
“부품/부분 등을 변형해보면” “색깔/모양을 바꾸면”
사각형 모니터  원형 모니터
Put to other purposes
“새로운 용도는”
레이저
Eliminate
“어떤 부분을 제거한다면”
삭제 기능이 없는 email 시스템
Rearrange/reverse
“재배열 또는 꺼꾸로 하면”
전동기  발전기
23
창의적 문제 해결 과정
• 창의적으로 문제를 해결해 나가는 과정
– 문제 정의: 탐정, 탐험가의 마음
• 특허: 조사 및 개선
– 아이디어 창출: 예술가의 마음
• Brainstorming  질보다 양, 독창적인 아이디어
– 창의적 평가: 엔지니어의 마음
– 아이디어 판단: 판사의 마음
– 퓨 방법
– 해결방안 실행
24
제 9 장 창의적 평가: 엔지니어의 마음
• 문제의 정의  아이디어의 창출 (Brainstorming)
– 계란을 안 깨지게 떨어트리는 방법
• 계란을 얼린다.
• 낙하산을 사용
• 두꺼운 스폰지 사용
• 밑에서 잡는다.
• ….
• 엔지니어의 마음
– 엔지니어: 아이디어를 실용적으로 활용할 수 있도록 설계, 구축, 유
지, 분류, 조합, 개선, 종합
– 문제정의 (발산적 사고 + 수렴적 분석)  아이디어 창출 (창의적
사고, 발산적 사고)  창의적 평가 (창의적 사고 + 분석적 사고)
 아이디어 평가 (비판적 사고)
25
창의적 평가의 4가지 규칙
• 양보다 질: make ideas better
– 브레인스토밍 단계에서 나온 아이디어의 질을 개선
• 엉뚱한 아이디어를 좀 더 실용적으로 만들어라.
– Wild idea를 stepping stone으로 삼아 실용적인 것으로
– 창의적 사고 + 분석적 사고
• 완성적이고, 최적화된 해결방안을 얻기 위해 아이디어를 종합하라.
– 여러 가지 아이디어를 통합, 종합하여 좀 더 완벽한 해결방안으로
• 긍정적인 태도를 유지하라 (비판적인 판단은 계속 유보)
– 비판적인 판단은 아이디어의 판단의 단계에서 할 수 있음
– 계속해서 창의적이고 긍정적인 아이디어을 유지
26
창의적 아이디어 평가 과정: Task 1
• Task 1: 관련된 아이디어들을 여러 개의 범주(category)로 분류
– 아무리 많아도 7개 이하의 범주로 분류 할 것
• 범주가 너무 많을 때에는 계층적인 구조를 사용
– 메모지(아이디어 카드)의 사용이 도움을 줌
• 한 아이디어가 두 범주 이상에 포함될 때에는 모두 포함시킴
• 아이디어 분류 중 새로운 아이디어가 나오면 추가
– 범주제목이 잘 정해지지 않을 때에는
• 실행 어려움의 정도에 따른 분류도 가능
– 단순한 (저비용), 조금 복잡한 (비용이 좀 더 소요), 어려운
아이디어 (상당한 비용이 소모되는) 아이디어
27
창의적 아이디어 평가 과정: Task 2
• Task 2: 각 범주 내에서 양질의 아이디어를 도출해 낸다.
– 분류 작업 후  각 범주에 대해 양질의 아이디어를 도출
• 각 범주에 대해서 팀별 작업이 가능함
– 범주내의 많은 아이디어와 단편적인 아이디어 
• 아이디어의 추가, 수정, 편승, 조합, 종합
• 엉뚱한 아이디어를 발판으로 새로운 아이디어 창출
• 목표: 소수의 선별된 양질의 실용적인 아이디어
28
창의적 아이디어 평가 과정: Task 3
• Task 3: 범주간에 관련이 없는 아이디어의 억지 끼워 맞춤
– Task 2: 각 범주별로 개선된 아이디어의 창출
• 이 아이디어를 조합하여 좀 더 나은 아이디어 유도
– 목표: 수 개의 가능성 있는 후보를 만들어냄
• 어떤 아이디어를 선택할 지는 “아이디어의 판단” 단계에서
29
창의적 평가과정의 예: 계란 떨어뜨리기 문제
• 문제정의  아이디어 창출 (Brainstorming)
– 얼린 계란, 스티로폼으로 감쌈, 낙하산 부착, 바닥에 매트리스, 계
란을 풍선으로 감쌈, 물위에 떨어뜨림, 바닥에 낙엽, 두꺼운 스폰지,
주변을 진공상태, 달에 가서 한다, 1cm 위에서 떨어뜨림, 껍데기
를 두껍고 단단하게, 밑에서 잡는다, 주위에 상승기류, 사람이 잡고
같이 떨어진다, 얇은 나무판으로 충격 완화
• Task 1: 분류
– 계란 자체 변형: 얼린 계란, 단단한 껍데기
– 계란에 뭔가 부착: 스티로폼, 낙하산, 풍선, 스폰지, 얇은 나무판
– 주변 환경 변형
• 바닥: 매트리스, 물, 낙엽
• 기기사용: 밑에서 잡음, 상승기류, 사람이 잡고
• 장소변경: 진공, 달, 1cm
30
창의적 평가과정의 예: 계란 떨어뜨리기 문제
• Task 2: 각 범주 내에서 양질의 아이디어를 도출해 낸다.
– 계란 자체 변형:
– 계란에 뭔가 부착:
– 주변 환경 변형:
• Task 3: 범주간에 관련이 없는 아이디어의 억지 끼워 맞춤
– 목표: 수개의 가능성 있는 후보를 만들어냄
31
창의적 문제 해결 과정
• 창의적으로 문제를 해결해 나가는 과정
– 문제 정의: 탐정, 탐험가의 마음
– 아이디어 창출: 예술가의 마음
• Brainstorming  수많은 아이디어들
– 창의적 평가: 엔지니어의 마음
• 아이디어의 후보들
– 아이디어 판단: 판사의 마음
– 퓨 방법
– 해결방안 실행
32
아이디어 판단: 판사의 마음
• 아이디어의 판단의 목표: Best Solution을 찾는 것
– 여러가지 아이디어의 후보들을 판단할 평가기준을 세움
– 평가기준에 따라 Best Solution을 찾음
• 판사의 마음 가짐: 비판과 공평
– 결점을 찾아내는 것은 누구라도 할 수 있음
– 아이디어에 들어 있는 긍정적인 면도 생각
• 판사의 임무
– 완벽하지 않아도 최상의 아이디어 찾기
• 판사의 마음은 창의적 문제해결의 마지막 단계에서
– 아이디어의 창출 및 창의적인 평가의 단계에서 판사의 마음을 가지
면 아무 것도 하지 못함
33
비판적인 사고 (Critical Thinking)
• 비판적 사고를 교육 받은 사람들의 특성
– 언론의 왜곡 가능성을 인식
• “틀림없는 사실이다. 왜냐하면 신문에서 보았기 때문에 …”
– 현실 인식과 심리적 해석에서의 육체적 한계 (수면 부족 등)
• 미국의 순양함이 여객기를 전투기로 오인하여 격추시킴
– 정신적 장애, 일반화, 잘못된 합리화를 인식
– 주위에 압력에 관계없이 균형 있는 판단
• 비판적인 학생
– “저 교수가 지금 거짓말을 하고 있는 것이 아닌가?”
– 단순히 성격이 나쁜 학생하고는 다름
34
비판적인 사고의 개발 – Perry 4 Stage Model
• Perry Model Stage 1: Authorities have the answer = What?
– 규칙, 공식 등에만 의존해 답을 구함
– 세상을 Black or White 로 생각함
• Perry Model Stage 2: One’s own opinion is valuable = What else?
– 규칙, 공식 등에 맹목적으로 의존하지 않음
– 한 문제에 대해 여러 가지 답의 존재 가능성을 인정
• Perry Model Stage 3: Connecting knowledge and people = Why?
– 기준과 가치간의 관계를 이해
– 다른 사람들의 의견을 이해
• Perry Model Stage 4: Contextually appropriate decision and
commitment = How?
– 여러 가지 의견을 이해하고 판단할 수 있음
35
아이디어의 판단
• 판단 기준의 설정
• 아이디어를 선택하고 순위를 매김
– Timing, 위험, 편견 등을 고려
• 부족한 점 조사 및 결점 알아내기
– 보완하는 방안 찾기
•
최종 결정 내리기
36
판단 기준 목록
• 판단 기준 목록의 작성
– 어떤 문제 또는 결정에 영향을 미치는 모든 요인을 포함
– 목록의 작성: Brainstorming을 거쳐 만들 수 있음
– 취업시의 회사를 고르는 판단 기준 목록
• 월급, 기타 혜택, 개인적 성장, 지위, 흥미, 회사의 위치, …
• 아이디어의 판단 기법
– 신속법: 투표에 의해 결정 (collective IQ에 의존)
– 지지법: 아이디어별로 나누어 사람 할당  각각의 아이디어 지지
– 역브레인스토밍: 지지법의 반대 (Devil’s Advocate 사용)
– 장점/단점 기법: 장점, 단점의 목록을 구함
37
장점/단점 기법
• 직업 선택을 위한 판단 기준 목록 및 장점/단점 행렬
– 장점(+), 단점 (0)로 표시
판단기준목록
교수
회사원
연예인
거지
깡패
되기 어려운 정도
월급
사회적 인식
독립성
흥미
기타 혜택
0
0
+
+
+
+
+
+
+
0
0
0
0
+
+
0
+
+
0
0
0
+
0
0
0
0
0
0
0
0
장점 (+)
단점 (0)
4
2
3
3
4
2
5
1
6
0
– 가중치의 사용
– 목록의 내용을 면밀히 분석
• 거지의 월급: 거지도 열심히 하면 돈을 많이 벌지 않을까?
38
최종 결정 내리기
• 최종적인 의사 결정
– 동전 던지기
– 손쉬운 해결법 (가장 실행하기 쉬운 방법을 선택)
– 장점/단점 행렬
– 일반적 합의
– 타협
– 직관적 결정
• 최종선택시의 점검표
– 아이디어를 취합하면 좀 더 좋은 해결방안?
– 여러 아이디어를 동시에 또는 연계적으로 실행 가능한가?
– 설계목적을 잘 만족하고 있는가? 제약조건을 잘 만족하고 있는가?
– 상위 후보 3개에 대한 실행시의 위험분석
– 비용/가치 분석
39