TRIZ를 이용한 자동차 최적설계 방법에 대한 개념적 연구

국문 초록 (Abstract)

최근 세계 자동차 산업의 연구·개발에서 고성능, 고연비, 비용절감들이 지속적인 관심의 대상이 되고 있다. 이로 인해 한국의 자동차 업체들도 차량의 요구 성능을 만족하면서 경량화를 위한 연구를 수행하고 있으며, 경량화에 대하여 빠르고 합리적인 성과를 얻기 위한 최적설계의 연구 비중이 점점 증가하고 있다.
자동차경량화를 위한 최적설계는 부품이나 구조의 중량 저감과 성능의 개선을 위한 최적설계의 방법과 함께 자동차의 컨셉에 대한 개념설계부터 최적화의 단계까지 창의성을 활용하여 최대한의 혁신을 이룰 수 있는 방법으로 진행되어야 한다. 하지만 현재의 자동차 최적설계 방법들에서는 창의성을 포함한 방법들을 사용하지 않고 있는 실정이다.
현재 다양한 산업분야에서는 창의성을 활용하기 위한 방법으로 창의적 문제해결이론인 TRIZ를 많이 사용하고 있으며, TRIZ를 자동차 최적설계를 위한 방법으로 사용하기 위해서는 TRIZ가 가지고 있는 한계점들을 다른 기법들과의 연계를 통해 보완해야 한다.
본 논문에서는 자동차 최적설계를 위한 방법으로 창의적 문제해결이론인 TRIZ를 사용하기 위하여 산업차원에서 활용되고 있는 다른 혁신기법들과 종합적인 관점에서 연계하는 개념적인 방법을 제안하고자 한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, it has been the continuous attention to attain high performance, fuel-efficiency and cost reduction in the research and development of automobile industry in the world. Therefore, automobile manufacturers have also conducted researches for lightweight vehicle which can gratify the performance of criteria in vehicles and, also the importance of optimal design research to obtain the logical outcome on it is increasing by degrees.

The optimal design for the lightweight vehicle should be proceeded with the method to fulfill the max innovation that utilizes the creativity from conceptual plans to optimization step with the manner for optimum scheme for the weight reduction and improvement of performance of components or structure. However, the current methods for optimal design of the vehicles does not include creativity.

At present, various industry fields employ TRIZ, creative problem-solving theory, as a practical use for creativity, this is to say, it is used to resolve the technical inconsistency occuring from the perspective of engineering than the design method. Thus, to apply TRIZ in the design of lightweight vehicle, the critical points TRIZ has should be supplemented by the link with other different innovation techniques.

This paper aims to propose the conceptual method which would be linked from the comprehensive standpoint and other innovative techniques utilized in industry dimension to use TRIZ, creative problem-solving theory, as the method for optimal designing the vehicles.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 1.2 연구의 방법과 전개 3
• 제 2 장 이론적 배경 4
• 2.1 자동차경량화 4
• 2.1.1 국내의 자동차경량화 현황 6
• 2.1.2 국외의 자동차경량화 현황 6
• 2.2 자동차 최적설계 13
• 2.2.1 최적설계의 개념 13
• 2.2.2 최적설계의 수식화 14
• 2.2.3 자동차 최적설계 대상 및 분야 16
• 2.3 자동차 최적설계 방법들 16
• 2.3.1 치수, 형상, 위상 최적화 16
• 2.3.2 유한요소해석법 17
• 2.3.3 실험계획법 18
• 2.3.4 메타모델기법 19
• 2.3.5 진화 알고리즘 19
• 2.3.6 반응표면법 21
• 2.3.7 컴퓨터 이용 설계 기법 22
• 2.4 기존 자동차 최적설계의 한계점 23
• 제 3 장 자동차산업에 TRIZ의 활용 24
• 3.1 TRIZ 24
• 3.1.1 TRIZ의 문제 해결 원리 24
• 3.2 자동차 산업에 TRIZ의 활용 27
• 3.2.1 국내 자동차산업에 TRIZ의 활용 27
• 3.2.2 국외 자동차산업에 TRIZ의 활용 28
• 3.3 자동차 최적설계를 위한 TRIZ 29
• 제 4 장 자동차경량화의 설계를 위한 TRIZ의 연계 36
• 4.1 TRIZ와 TOC 36
• 4.1.1 TRIZ와 TOC의 CRT 연계 사례(자동차의 에어컨 냄새제거) 38
• 4.1.2 TRIZ와 TOC의 CRD 연계 사례(자동차 공기 배출 밸브) 40
• 4.2 TRIZ와 QFD 42
• 4.2.1 TRIZ와 QFD 연계 사례(초고층 거푸집 시스템 설계) 42
• 4.3 TRIZ와 브레인스토밍(Brainstorming, BS) 48
• 4.3.1 TRIZ와 브레인스토밍 연계 사례(유리병 부식 장치 홀더 설계) 50
• 4.4 TRIZ와 Taguchi법 53
• 4.4.1 TRIZ와 Taguchi법 연계 사례(에어컨 프레임구조의 강건설계) 55
• 4.5 TRIZ와 다른 기법과의 연계를 통한 설계 방법 57
• 제 5 장 결론 59
• 5.1 연구 성과의 요약 59
• 5.2 연구의 고려사항 및 추후 연구과제 62
• 참고문헌 63
• ABSTRACT 67