창의공학설계

개정판

김대수 , 김경동 저자(글)

생능출판 · 2023년 12월 22일

책 소개

요즘 들어 공학적 지식과 새로운 아이디어를 창출하는 창의성을 바탕으로, 공학설계와 관련된 프로젝트를 보다 효율적으로 수행할 수 있는 방법론인 ‘창의공학설계’의 중요성이 강조되고 있다.
그러나 일부 책의 경우 이름에는 ‘창의’란 단어가 들어가지만 창의성에 대한 해설이 부족한 경우도 있고, 체계적인 ‘공학설계 프로세스’가 없거나, 프로젝트 수행에 대한 개념과 자료가 충분하지 못한 경우도 있다.
따라서 이 책에서는 창의적인 발상, 체계적인 창의공학설계 프로세스, 다양한 프로젝트 관련 사항들을 포함시켰으며, 공학설계와 관련된 핵심적인 내용 중심의 해설과 다양한 예를 통하여 해설하였다. 이를 통해 우리나라의 공학을 발전시킬 공학도들이 보다 이해하기 쉬운 새로운 개념의 포괄적인 ‘창의공학설계’가 될 수 있도록 노력하였다.

이 책의 특징

첫째, 공학과 공학설계의 기초적인 개념을 상세하게 설명하였다.
둘째, 공학설계 프로젝트 수행에 필요한 사항들을 상세하게 안내하였다.
셋째, 보다 효율적이고 체계적인 공학설계 프로세스 모델링을 하였다.
넷째, 창의적 문제해결을 위한 다양한 방법을 적용하였다.
다섯째, 창의적인 공학설계를 위해 다양한 프로젝트 예제들을 제시하였다.

개정판에서 추가되거나 달라진 부분

첫째, 이전에 다루었던 내용들을 철저히 분석하여 곳곳을 업데이트하였다. 새로운 관점에서 전체를 검토하였으며 필요한 내용들을 삭제, 수정, 추가함으로써 최신의 내용으로 적절하게 보완하였다.
둘째, ‘여기서 잠깐!’ 코너를 여러 곳에 첨가하여 ‘인공지능과 창의공학설계’ 등 궁금한 이슈들을 추가로 해설하였다. 이를 통하여 보다 쉽고 유익하며 풍부한 정보를 접할 수 있을 것이다.
셋째, 각 장마다 연습문제를 전면 확충하여 다양한 문제들을 신설하였고, 특히 실습문제 및 심화문제 코너를 신설하여 다양한 문제를 접하여 생각하는 힘을 기를 수 있도록 하였다.
넷째, 11장의 창의공학설계 프로젝트 예제들을 새롭고 참신한 문제들로 교체하여 보다 풍부한 프로젝트를 구상하고 실시할 수 있도록 하였다.

이 책의 내용

제1장에서는 창의적 공학설계의 중심 개념 중 공학설계의 배경을 주제로 살펴본다. 공학의 정의, 공학 발전의 역사적 배경, 그리고 공학과 공학 설계에 대해 살펴본다.
제2장에서는 공학설계 프로젝트와 공학적 창의성을 주제로 고찰한다. 창의성의 향상, 공학에서의 창의성 향상, 프레젠테이션, 그리고 공학설계를 위한 프로젝트와 관련된 다양한 논제들을 살펴본다.
제3장에서는 공학설계와 문제해결에 관련된 주제들을 다룬다. 공학설계에 있어서의 발명과 혁신, 공학적 문제해결의 방법, 열린 사고력 문제해결 등을 살펴본다.
제4장에서는 공학설계와 공학설계 프로세스에 관련된 주제를 다룬다. 이를 위해 공학설계의 기본적인 정의, 공학설계 프로세스, 그리고 7단계 공학설계 프로세스 모델링 등을 살펴본다.
제5장에서는 창의 공학적 아이디어 발상법과 관련된 주제를 다룬다. 이를 위해 확산적 사고와 브레인스토밍, 브레인라이팅, 스캠퍼, 육색생각모자, 그리고 수렴적 사고 등을 알아본다.
제6장에서는 창의적 공학설계를 위한 단계 분석과 관련된 주제를 다룬다. 이를 위해 공학설계 프로세스와 문제 정의, 정보 수집, 그리고 해결책 생성 등의 단계들을 살펴본다.
제7장에서는 진짜문제, 목표 트리, 마인드맵과 관련된 주제를 다룬다. 이를 위해 비정형 문제와 진짜문제, 합리적인 설계 방법론, 원인-결과 다이어그램과 팀워크 등을 고찰한다.
제8장에서는 창의적 문제해결 방법론과 응용 관련 주제를 다룬다. 이를 위해 발명과 트리즈, 문제 해결 방법과 트리즈 적용 방법, 그리고 발명과 문제해결 등을 살펴본다.
제9장에서는 창의적 발명과 혁신과 관련된 주제를 다룬다. 이를 위해 유명 발명품의 발명과 단계별 혁신, 트리즈에 의한 발명과 혁신, 그리고 스캠퍼와 ASIT에 의한 발명과 혁신 등을 살펴본다.
제10장에서는 공학윤리와 지식재산권과 관련된 주제를 다룬다. 이를 위해 공학윤리, 공학설계에서의 실패 원인과 교훈. 그리고 지식재산권 등을 살펴본다.
제11장에서는 창의적 공학설계 프로젝트와 관련된 주제를 다루는데, 이를 위해 여러 가지 창의적 공학설계 프로젝트의 예들을 살펴본다.
[부록]에서는 공학설계 프로젝트 수행에서 효율적으로 활용할 수 있는 관련된 보고서를 비롯한 9가지의 양식들을 제시한다.

작가정보

저자(글) 김대수

미국 University of South Carolina의 Computer Science 학과에서 1990년 인공지능과 신경망 분야로 Ph. D(박사) 학위를 받았다. 미국 Intelligent Systems Laboratory에서 Researcher로 근무하였고, 대한민국 해외유치 과학자로서 한국전자통신연구원에서 인공지능 개발 프로젝트를 수행하였다. 현재 한신대학교 컴퓨터공학부 명예교수이며, 그동안 SCI 국제논문을 비롯한 많은 논문을 발표하였다. 서울대학교 사대 수학과와 동 대학원을 수료한 후 미국에서 다시 석사와 박사 과정에서 컴퓨터공학을 전공하였는데, “컴퓨터 개론”, “이산수학”, “선형대수학”, “인공지능”, “신경망 이론과 응용” 등을 펴냈으며 대한민국학술원과 세종도서 등의 우수학술 도서에 다수 선정된 바 있다.

저자(글) 김경동

컴퓨터 소프트웨어 개발에 오랫동안 종사해온 IT 전문가로서 헬스케어 개발 분야의 서비스 및 플랫폼 개발 등에 오랫동안 활동했으며, 모바일 프로그래밍 개발의 경험도 많다. 현재 다양한 영역의 IT 및 소프트웨어 개발과 관련된 영역의 프리랜서로 활동 중인데, 컴퓨터와 관련된 여러 분야의 응용과 특히 인공지능을 이용한 활용과 최근에 주요 화두로 대두되고 있는 블록체인 기술 개발에도 관심을 가지고 있다. 저서로는 『인공지능 시대의 선형대수학(개정3판)』, 『창의공학설계(개정판)』, 『인공지능 시대의 컴퓨터 개론(개정8판)』, 『처음 만나는 인공지능(개정3판)』 등의 공저가 있다.

목차

• CHAPTER 01 공학의 발전과 공학설계
  1.1 공학의 정의와 관심 영역
  1.1.1 공학이란 무엇인가?
  1.1.2 공학과 과학의 관계
  1.1.3 공학의 관심 영역과 영역 변화
  1.2 공학 발전의 역사적 배경
  1.2.1 선사 시대부터 르네상스 시대까지
  1.2.2 산업혁명 시대부터 21세기 이후의 시대
  1.2.3 20세기에 이루어진 위대한 공학 업적들
  1.3 공학 분야와 공학설계
  1.3.1 공학 분야의 확산
  1.3.2 공학설계란 무엇인가?
  1.3.3 창의적 공학설계 및 엔지니어의 책무
  연습문제
  실습문제 및 심화문제
  
  CHAPTER 02 공학적 창의성과 공학설계 프로젝트
  2.1 창의성 향상
  2.1.1 창의성의 정의와 구성 요소
  2.1.2 창의성 향상의 기본 원칙
  2.1.3 창의성의 핵심 개념과 3대 요소
  2.2 공학에서의 창의성 향상
  2.2.1 스토리텔링을 통한 공학적 소통
  2.2.2 공학에서의 창의성 향상 방법
  2.2.3 창의적 인간과 창의적 사례
  2.3 프레젠테이션과 공학설계 프로젝트의 수행
  2.3.1 프레젠테이션
  2.3.2 파워포인트를 이용한 프레젠테이션
  2.3.3 공학설계를 위한 프로젝트의 수행
  연습문제
  실습문제 및 심화문제
  
  CHAPTER 03 공학설계와 문제해결
  3.1 공학설계에 있어서의 발명과 혁신
  3.1.1 발상의 전환을 통한 공학의 발전
  3.1.2 창의적 아이디어의 발상을 통한 공학문제 해결
  3.1.3 공학적 발명과 혁신
  3.2 공학적 문제해결의 방법
  3.2.1 문제해결의 방법
  3.2.2 폴리아의 4단계 문제해결법
  3.2.3 문제해결을 위한 모델링의 예
  3.3 열린 사고력 문제해결
  3.3.1 문제해결 방안의 창의성과 상상력
  3.3.2 열린 사고력 문제
  3.3.3 열린 사고력을 향상시키는 문제 풀이
  연습문제
  실습문제 및 심화문제
  
  CHAPTER 04 공학설계와 공학설계 프로세스
  4.1 공학설계란 무엇인가?
  4.1.1 공학설계의 정의와 규칙
  4.1.2 공학설계적 방법과 과학적 방법
  4.1.3 공학, 설계, 그리고 공학설계의 관계
  4.2 공학설계 프로세스란 무엇인가?
  4.2.1 공학설계 프로세스
  4.2.2 가장 간단한 공학설계 프로세스
  4.2.3 NASA 방식의 5단계 공학설계 프로세스
  4.3 7단계 공학설계 프로세스 모델링
  4.3.1 공학설계 모델링
  4.3.2 공학설계에 의한 응용 예들
  4.3.3 다양한 공학설계 모델링과 창의적 공학설계
  연습문제
  실습문제 및 심화문제
  
  CHAPTER 05 창의적 아이디어 발상법
  5.1 확산적 사고와 브레인스토밍
  5.1.1 확산적 사고와 수렴적 사고
  5.1.2 브레인스토밍의 특성과 단계별 과정
  5.1.3 브레인스토밍의 특징과 적용 사례
  5.2 브레인라이팅, 스캠퍼 기법, 육색생각모자
  5.2.1 브레인라이팅
  5.2.2 스캠퍼 기법
  5.2.3 육색생각모자
  5.3 수렴적 사고
  5.3.1 하이라이팅 기법
  5.3.2 PMI 기법
  5.3.3 평가행렬표와 아이디어 판정
  연습문제
  실습문제 및 심화문제
  
  CHAPTER 06 창의적 공학설계를 위한 단계 분석
  6.1 공학설계 프로세스와 문제 정의 단계
  6.1.1 문제 정의 단계와 중요성
  6.1.2 문제 정의 프로세스와 구체적인 예
  6.1.3 요구사항, 규격, 예비적 판단 기준
  6.2 정보 수집
  6.2.1 정보 수집의 개념
  6.2.2 정보 수집의 방법
  6.2.3 정보 수집과 역공학
  6.3 해결책 생성 등의 단계
  6.3.1 해결책 생성 및 분석과 선택
  6.3.2 프로토타입 만들기 단계
  6.3.3 테스트, 성능 개선, 설계의 구현
  연습문제
  실습문제 및 심화문제
  
  CHAPTER 07 진짜 문제, 목표 트리, 마인드맵
  7.1 비정형 문제와 진짜 문제
  7.1.1 비정형 문제
  7.1.2 진짜 문제의 정의
  7.1.3 기타 진짜 문제 정의
  7.2 합리적인 설계 방법론
  7.2.1 어피니티 다이어그램
  7.2.2 목표 트리
  7.2.3 목표 트리의 예
  7.3 원인-결과 다이어그램과 마인드맵
  7.3.1 원인-결과 다이어그램
  7.3.2 마인드맵
  7.3.3 팀워크
  연습문제
  실습문제 및 심화문제
  
  CHAPTER 08 창의적 문제해결 방법론과 응용
  8.1 발명과 트리즈
  8.1.1 트리즈의 배경
  8.1.2 발명과 관련된 4가지 중요한 발견
  8.1.3 트리즈의 방법론과 기대 효과
  8.2 문제해결 방법과 트리즈 적용 방법
  8.2.1 트리즈를 통한 문제해결 방법
  8.2.2 트리즈의 적용 방법
  8.2.3 트리즈의 문제해결 경로
  8.3 발명과 문제해결
  8.3.1 기술적 모순과 물리적 모순의 해결 방법의 예
  8.3.2 표준화를 통한 문제의 해결책 찾기
  8.3.3 트리즈를 이용한 응용
  연습문제
  실습문제 및 심화문제
  
  CHAPTER 09 창의적 발명과 혁신
  9.1 유명 발명품의 발명과 단계별 혁신
  9.1.1 자전거의 발명과 발달
  9.1.2 프린터의 발명과 발달
  9.1.3 전화기의 발명과 발전
  9.2 트리즈에 의한 발명과 혁신
  9.2.1 트리즈 개념에 따른 혁신
  9.2.2 발명과 혁신(1-20까지)
  9.2.3 발명과 혁신(21-40까지)
  9.3 스캠퍼와 ASIT에 의한 발명과 혁신
  9.3.1 스캠퍼를 이용한 발명과 혁신
  9.3.2. ASIT의 개념과 응용 사례
  9.3.3. ASIT에 의한 발명과 혁신 사례
  연습문제
  실습문제 및 심화문제
  
  CHAPTER 10 공학 윤리와 지식재산권
  10.1 공학 윤리와 공학 윤리 규정
  10.1.1 공학윤리의 개념
  10.1.2 공학 윤리와 예방 윤리
  10.1.3 국내외 공학 윤리 규정
  10.2 공학 시스템과 관련된 대형 사고들과 교훈
  10.2.1 원자력 발전소 사고
  10.2.2 우주왕복선과 기타 사고
  10.2.3 공학설계에서의 실패 원인과 대책
  10.3 지식재산권
  10.3.1 지식재산권
  10.3.2 산업재산권
  10.3.3 저작권과 신지식재산권
  연습문제
  실습문제 및 심화문제
  
  CHAPTER 11 창의공학설계 프로젝트 예제들
  11.1 인공위성 발사 로켓 프로젝트[공학설계 7단계에 따른 분석]
  11.2 계란 떨어뜨리기 프로젝트
  11.3 양초 증기선 만들기 프로젝트
  11.4 낙하산 만들기 프로젝트
  11.5 충돌 안전장치 자동차 프로젝트
  11.6 주사기 포크레인 프로젝트
  11.7 햇빛 조절 커튼 프로젝트
  11.8 수동식 냉장고 프로젝트
  11.9 풍력 장난감 프로젝트
  11.10 비가 오는 날을 위한 신발 커버 프로젝트
  11.11 자연 광원을 이용한 실내조명 프로젝트
  11.12 수동식 식물 자동 물주기 장치 프로젝트
  
  부록

기본정보

ISBN	9791192932415
발행(출시)일자	2023년 12월 22일
쪽수	424쪽
크기	189 * 260 * 16 mm / 890 g
총권수	1권

Klover 리뷰 (1)

[36****]

대학교재라 많은 도움이 되길 기대합니다.
배송 빠릅니다.
잘 받았습니다.