[공학입문설계] 공학과 공학설계의 개념 The Robot/Theory 2009/08/29 22:47


본 자료는 국립 창원대학교 메카트로닉스 공학부 1학년 학생을 대상으로 한 공학입문설계 수업 자료입니다. 본 자료는 수업의 교재인 창의 공학 설계 (김진욱 외, 도서출판 GS 인터비젼) 의 내용을 재구성한 것으로 수업보조 자료 이외의 목적이 없음을 알립니다.


1.1 공학과 공학자
1999년 미국의 ABET(1980)을 모델로 한국공학교육인증원(ABEEK)을 설립하여 공학교육의 기준과 지침을 제시하고 공학계열 졸업생의 질을 보증하기 위한 제도적 장치를 도입햇습니다. 한국 민중국어 사전에는 공학의 정의를 "공학은 공업에 이바지할 것을 목적으로 자연 과학적 방법을 써서 신제품, 신제법, 신기술을 연구하는 학문"이라고 하는데요. ABET에서는 "공학을 연구나 경험으로 얻은 수학 및 자연과학의 지식을 분별력 있게 적용하여 인류의 이익을 위하여 자연적인 힘이나 물질을 경제적으로 이용할 방법을 찾아 내기 위한 전문적인 분야"라고 정의합니다. 그런 공학자의 정의를 미국 노동통계국에서는 기술적인 문제의 경제적인 해결책을 찾기 위해 과학과 수학적 원리를 적용하는 사람으로 공학자를 정의하고 있습니다. 





1.2 공학설계
ABEEK에서는 공학설계(engineering design)는 요구조건에 맞추어 시스템, 요소, 공정을 설계할 수 있는 능력이라고 정의를 하고 있습니다. 여기서 설계를 다시 정의할 필요가 있겠는데요, 설계의 정의는 Dym(1994)의 정의를 인용하지요. 설계는 그 형태와 기능이 목표에 부합하고 구체적인 조건들을 충족시키는 제품에 대한 체계적이고 지적인 창조 행위이자, 평가행위라고 합니다.

고전적 (지금도 많은 곳에서) 생산설계는

 
각 분야-공학설계, 연구개발, 생산, 제품출하-가 독립적이어서 위의 그림처럼 벽넘어로 다음 과정을 던지는 상황이라고 할 수 있습니다. 이 벽으로 인해 각 부서는 타 부서의 업무를 이해하지 못하고 전체과정을 이해하지 못하면서 어떤 문제를 해결하는데 효율적이지 못하게 되는 것이지요.

 



그러나  점점 팀지향적인 설계를 추구하게 되는데요. 각 분야별로 구성된 사람들로 팀을  이루고 그 팀이 동시에 설계를 추진해가게 됩니다. 이로서 각 분야를 이해함과 동시에 전체 설계과정을 이해하면서 효율성을 추구하게 되지요. 그러나 위 방법은 곧의 팀워크를 필요로하게 됩니다.




1.3 설계 프로세스 (design process)
설계를 정의하는데 도움을 주고, 체계적인 방법으로 설계를 설명하는 일련의 과정을 설계 프로세스라고 하는데요. Eide(1986)는 이 설계 프로세스를 총 9단계로 나누었습니다. 그 9단계는

설계 프로세스 9단계
필요성의 확인 (identification)
문제의 정의 (definition)
정보의 수집과 분석 (research)
기준과 제한 요건 설정 (establishment of criteria and constraints)
대안검토 (consideration of alternatives)
분석 (analysis)
결정 (decision)
상세히 기술 (specification)
보고서 작성 (communication)

입니다. 




1.4 공학자의 요건
ABEEK에서는 공학 전공 졸업자들에게 

- 수학, 기초과학, 공학의 지식과 정보기술을 응용할 수 있는 능력
- 자료를 이해하고 분석할 수 있는 능력 및 실험을 계획하고 수행할 수 있는 능력
- 현실적 제한 조건을 반영하여 시스템, 요소, 공정을 설계할 수 있는 능력
- 공학 문제들을 인식하여, 이를 공식화하고 해결할 수 있는 능력
- 공학 실무에 필요한 기술, 방법, 도구들을 사용할 수 있는 능력
- 복합 학제적 팀의 한 구성원의 역할을 해낼 수 있는 능력
- 효과적으로 의사를 전달할 수 있는 능력
- 평생교육의 필요성에 대한 인식과 이에 능동적으로 참여할 수 있는 능력
- 공학적 해결방안이 세계적, 경제적, 환경적, 사회적 상황에 끼치는 영향을 이해할 수 있는 폭넓은 지식
- 시사적 논점들에 대한 기본 지식
- 세계문화에 대한 이해와 국제적으로 협동할 수 있는 능력
 
위 능력과 자질을 갖추도록 요구하고 있습니다.


추가 자료
[2008]01. eng.pdf


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