TRIZ

investigating the use TRIZ in Eco-innovation

 

TRIZ란 ‘창의적인 문제 해결 이론’을 뜻하는 러시아어(Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch)의 머리글자를 딴 단어이다. 구소련의 G.S. 알츠슐러에 개발된 이 연구는 개인 또는 그룹의 자연 발생적인 또는 직관적인 창의성에 의존하는 것이 아니라 문제와 해결책의 사례 및 패턴 연구에 근거하여 원리를 찾는 과정을 분석하는 작업이었다. 문제에 대한 혁신적인 해결책을 발견하는 패턴을 찾아내기 위해 300만 건 이상의 특허를 분석하였고 이를 통해 프로젝트 팀 구성원들이 문제를 창의적으로 해결할 수 있도록 하는 단계적이고 논리적인 문제해결방법을 만들어냈다. 이렇게 창안된 TRIZ의 문제해결방식은 재현성, 예측가능성, 신뢰성을 바탕으로 문제를 해결하는 능력을 향상시키는 특징을 가지고 있다.

 

TRIZ의 문제해결방법으로는 최종 이상 해결책, 기능 모델링 분석 및 트리밍, 분리의 원리, 40가지 발명원리, 76가지 표준 해결책 등이 있으며 특정 문제를 해결하는 과정에서 한 가지 또는 그이상의 방법들을 사용할 수 있다. 그 중 40가지 발명원리는 여러분야에서 반복적으로 발견되는 원리들을 체계화한 것으로 TRIZ방법 중에서도 가장 적용하기에 용이한 방법이다. 이 방법은 다양한 문제들이 내포하고 있는 일반적 모순에 대한 해결책을 제시하는데 주로 사용된다. 이러한 특성을 통해 40가지 해결원리는 최근 경영분야에 적용되어 비즈니스 트리즈라는 새로운 분야를 만들어내었다.

 

현재 TRIZ를 이용한 문제해결 방법은 혁신적인 방안을 제시하는 방법으로 여러 기업들에게 보급되어 널리 사용되고 있다. 삼성, 포스코 등의 국내 대기업과 P&G, 3M, 도요타 등 전 세계의 여러 기업과 단체에서 광범위하게 이용하고 있다.

 

본 논문에서는 TRIZ의 도구와 방법론이 될 수 있는 방법을 식별하는 것을 목표로 하고 TRIZ의 에코 혁신 이후 사용하는 특정에 목적을 다루었다.

즉 전세계적으로 움직이는 지속가능한 개발의 일환으로 지속가능한 디자인을 하기위해 TRIZ를 적용해보았다.

 

그래서 본 논문에서는 지속가능한 디자인의 두가지 방법으로 에코디자인과 에코혁신을 말하고 있다.

예를 들어 필립스나 일렉트로룩스 같은 기업들이 에코디자인과 에코혁신을 비즈니스에 적용했다. 필립스는 에코디자인을 지원하여 새로운 제품의 출시와 새로운 시장의 확장으로 기업의 경쟁우위를 향상시킬수 있다고 보았다. 일렉트로룩스의 에코혁신은 에코디자인보다 한단계 더 나아가며 새로운 제품을 개발하고 혁신적으로 기능을 소비자에게 제공하는 방법이다.

 

contrdiction matrix와 관련하여 에코혁신도구에는 에코컴퍼스가 있다. 에코컴퍼스의 도구는 독창적인 디자인에 대한 환경정보를 요약하고 새로운 제안의 환경 잠정을 비교하는 간소화 방법을 제공한다. 에코 컴퍼스는 가장 성공적인 간소화중 하나이다. 컴퍼스는 여섯가지기 축으로 환경문제에 대한 질량농도, 인간의 건강을 절감한 환경위험, 에너지강도, 폐기물의 재사용, 자원보존과 서비스 기능의 확장에 대해서 수치를 스파이더 다이어그램으로 나타내어 준다.

 

TRIZ 매개 변수를 에코컴퍼스와 비교를 해보았다. 연구의 부분에서 저자는 모순행렬과 에코컴퍼스로 간단한 압축된 모델을 제공하기 때문에 에코컴퍼스를 비교대상으로 설정했다. TRIZ는 많은 정교한 기술혁신으로 구성되어 있지만 도구는 모순 매트릭스 TRIZ에 대하여 선정이 되었다.

 

그리고 현재 최적의 에코 혁신의 사례연구인 효율적인 조명을 위한 에너지의 개발을 분석했다. 연구의 이부분에서는 저자는 에코혁신표본이라는 한 제품을 설계했다. 저자는 에너지 효율적인 조명으로 가장 관련성 높은 제품을 선택하고 싶어하고 즉시 컴팩트 형광램프(CFL)을 생각했다. CFL은 표준백열전구와 같은 단위 기능에대해 에너지와 금액의 4분의 1을 사용하면서도 10배의 수명을 지니고 있다.

 

이곳에 TRIZ방법을 이용해 에코혁신을 사용할수 있게 되는 것이다. 같은 기존 TRIZ도구의 사용을 통해 해결하는 기술 또는 물리적 모순 지속가능한 디자인에 발생한 문제에 대한 새로운 솔루션을 생성한다. TRIZMsms 모순의 정의를 통해 핵심문제를 식별하고 해결할수 있다. TRIZ의 이러한 양상은 전형적인 추가기능 또는 EOP를 방지하는데 도움이 될수 있다.

 

결론적으로

기존 TRIZ도구는 기술적 또는 물리적 모순을 해결하기 위해 에코혁신에 도움이 된다.

타협없는 디자인과 관념성의 TRIZ는 지속가능디자인의 철학에 잘 맞는다.

환경적인 제품관리를 지원하는 환경적인모순을 해결하기 위해 원칙이나 연산자를 사용할 수 있다.

TRIZ는 혁신의 전체 라이프싸이클관점을 제공하는 경우 위험한 환경문제를 야기하는 물질을 없애고 자원을 효율적으로 쓰고 폐기물을 줄이는데 도움이 될 것이다.

 

용을 통해 해결하는 기술 또는 물리적 모순 지속가능한 디자인에 발생한 문제에 대한 새로운 솔루션을 생성한다. TRIZMsms 모순의 정의를 통해 핵심문제를 식별하고 해결할수 있다. TRIZ의 이러한 양상은 전형적인 추가기능 또는 EOP를 방지하는데 도움이 될수 있다.

 

 

다음은 트리즈를 가장 쉽게 접하는 방법이자 또한 가장 핵심적인 방법인 40가지 발명원리이다. 40가지 발명원리는 수많은 특허들의 개발원리의 통계적인 자료결과물이다. 기술적인 특허들을 대상으로 하였지만 비즈니스, 생활 등의 비기술적인 문제에서도 사용할 수 있으며 그 가능성은 무궁무진하다고 할 수 있다. 단 이 자료만을 가지고 문제를 해결하려하면 안된다. 왜냐하면 이미 해결된 결과물들은 기본적으로 이 40가지 발명우ᅟᅯᆫ리를 기반으로 생각의 틀을 깨어 문제를 해결한 것이 특징인데 40가지 발명원리를 유심히 본다고해도 생각의 틀을 깨는 것은 절대 쉬운일이 아니며 또한 남이 이 발명원리를 이용하여 풀어버린 문제는 너무나도 쉬워보이지만 실제로 자기의 문제를 해결하려면 굉장히 어렵기 때문이다. 그러므로 40가지발명원리를 참고하여 문제를 풀어가되 어느정도 생각했지만 정답이 나오지 않는다 싶으면 다른 트리즈기법들과 트리즈의 개념들을 이용하여 생각의 틀을 깨도록 해야 한다.

 

40가지 발명원리

 

NO	명 제	내용	적용 예
1	분할(세분화)	나누고 쪼개기. 대상을 조립,세분화	조각케익, 얼음, 주차장, 컷터칼날, 1인분포장
2	추출(뽑아내기)	중요한건 남기고 필요없는 것 제거	에어컨실외기, 화장터, 트위터, 녹즙,
3	국부적품질	전체 중 부분만 바꾸기	커피믹스개봉부분, 여성주차장, 지하철노약자석,
4	비대칭	짝짝이로 만들기	고기불판, 4계절타이어,
5	결합/통합	별개의 것들을 합치다.여러 개를 동시에	모듬셋트메뉴, 용산전자상가, 자갈치시장
6	범용성/다용도	하나를 다양하게 사용할 수 있게 만들기	신용카드, 멕가이버칼, 복합기,
7	중첩(포개기)	이미 확보된 공간에 포개기	낚시대, 종이컵, 카트, 접시,마트료쉬카,
8	평형추	다른것과 비교해 부족하면 채우자	열기구, 끼워팔기,낙지볶음과 조개탕, 덤
9	사전반작용	사전에 미리 반대로 하기	시계태엽, 주사엉덩이, 예방접종,
10	사전작용	미리 준비하기	라면봉지 뜯는선, 우표절취선, 레스토랑셋팅,
11	사전예방조치	보험처럼 미리 예방하자	보험, 경고, 지하철손잡이, 데이터백업
12	높이 맞추기	상대방에게 쉽도록 환경을 바꾸자	높낮이조절의자, 눈높이 맞추기, 맞춤식단,
13	반전/역발상	반대로 하기	원어데이, 닌텐도WII, 똥빵,
14	구형,곡선	형태를 구형이나 곡선으로 바꾸자	핑킹가위, 쿠션용어, 둥글게, 돌려말하기,
15	역동성	움직이게 하자	접이식침대, 주름빨대, 플래시콘, 입간판
16	과부족 조치	더 많거나 더 적게 하자	브레인스토밍, 융단폭격식 광고, 퀴즈힌트, 기선제압
17	다른차원	공간에 변화를 주자. 수평이면 수직	천정형에어컨, 팝업북, 정수기렌탈, 온라인교육
18	기계적진동	진동을 이용하라	초음파세척기, 진동칫솔, 핸드폰진동
19	주기적진동	연속이 아닌 주기적으로 하라	휴가, 방학, 버스전용차로, 차선변경제,주사약투입
20	유용한 조치의 연속	계속하게 만들자	부모의 사랑, 슬러쉬, 레미콘차, 평생고객, 물레방아
21	생략또는 빠른통과	유해하면 빨리 진행하라	하이패스, 다이렉트상품, 파스, 급속냉동,
22	전화위복	유해한 것은 좋은 것으로 바꿔라	치즈바이트피자, 갈등상황을 윈윈으로.
23	피드백	피드백을 이용하라	모니터링, 댓글마케팅,
24	매개체	직접하지않고 중간 매개체를 이용	큐피트, 펀드투자, 컨설턴트, 용역,
25	셀프서비스	스스로 기능이 수행되게 한다	타이머, 로봇청소기, 자동세차,
26	복제품	불편한것 대신 간단한 것으로 복사	큐빅, 미술복제품
27	값싼 일회용품	한번 쓰고 버린다	칼라유리대신 썬팅지,
28	기계적원리변경	기계적시스템을 광학, 음향으로 변경	음악분수, 텔레비전, 카메라렌즈
29	기력학, 수학	공기나 유압을 이용	염화칼슘대신 바닷물
30	유연한막과 필름	얇은 막 필름을 사용한다	썬팅지,자동차유리, 콘텍트렌즈,
31	다공성물질	구멍이 숭숭 뚫린 물질을 사용	등산복, 쿨링셔츠, 씽크대배수구
32	색변화	색깔 변화 등 광학성 성질을 변화	변색렌즈, 위장복
33	동질성	기왕이면 같은 재료를 사용	이글루
34	사용과 복구	다 쓴 것은 버리거나 복구	로켓추진제
35	파라미터변화	물질의 속성을 변화	남땜, 유리, 철, 증기기관차
36	상태변화	상태변화시 발생하는 현상을 이용	에어컨
37	열팽창	물질의 열팽창원리 이용	열기구, 이스트, 솜사탕
38	강산화체	반응 속도를 증가	산소용접기
39	불활성환경	정상적 환경 --> 불활성 환경	진공환경, 질소환경
40	복합재료	단일재료를 복합재료로 변화	골프채(소재다양)

또, 모순매트릭스알아 보겠다.

Altshuller는 수많은 특허를 분석하고 공학적 모순을 제거할 방법을 제시하였다. 그는 이 방법을 발명원리(Inventive Principles)이라 하고 40가지로 구성하였다. 또한, 특허분석 결과를 조합함으로써 속도, 힘, 강도 등과 같은 39가지 공학적 파라미터를 추출하였다. 이들 파라미터를 행(좋아지는 파라미터)과 열(나빠지는 파라미터)로 배열하여 39×39 Matrix를 만들고 행과 열의 교차점에 모순을 해결할 Inventive Principle을 열거한 것을 모순행렬(Contradiction Matrix)이라 한다.

 

행렬 좌측에는 개선하려는 표준특징 배열

행렬 상단에는 바람직하지 못한 표준특징 배열

행렬의 내부에는 모순을 해결하는데 사용될 수 있는 발명원리를 찾는다

 

 

※39가지 공학변수

1. 움직이는 물체의 무게

→ 중력장에서의 물체의 질량, 물체가 지지물이나 suspension에 작용하는 힘

2. 정지상태인 물체의 무게

→ 중력장에서의 물체의 질량, 물체가 지지물이나 suspension에 작용하는 힘(정지면)

3. 움직이는 물체의 길이

→ 임의의 한 선형 차원이 길이로 간주된다

4. 정지상태인 물체의 길이

→ 상동

5. 움직이는 물체의 면적

→ 선에 의해 둘러쌓인 평면으로 묘사된 기하학적인 특성.

6. 정지상태인 물체의 면적

→ 상동

7. 움직이는 물체의 부피

→ 물체에 의해 차지한 공간 체적

 

8. 정지상태인 물체의 부피

→ 상동

9. 속도(Speed)

→ 물체의 속력(velocity); 시간당 과정 또는 작용의 진행율

10. 힘(강도) : Force(Intensity)

→ 시스템간의 작용력, 뉴톤계에서 힘은 질량×가속도, TRIZ에서 힘은 물체의 조건을

변화시킬 의도인 상호작용

11. 응력 또는 압력

→ 단위면적당 힘, 또는 인장력

12. 형상(Shape)

→ 외부 윤곽선, 시스템의 외형

13. 물체의 구성요소의 안정성

→ 시스템의 완전성; 시스템 구성부품들의 관계. 마모, 화학분해, 및 분해는 모두

안정성의 감소를 가져온다. 엔트로피증가는 안정성을 감소시킨다.

14. 내구력(Strength)

→ 물체가 힘에 대응하여 저항할 수 있는 정도

15. 움직이는 물체의 작용 지속시간

→ 물체가 작용을 수행할 수 있는 시간. 서비스 수명. 지속성

16. 정지 물체의 작용 지속시간

→ 물체가 작용을 수행할 수 있는 시간. 서비스 수명. 지속성

17. 온도(Temperature)

→ 물체나 시스템의 열적인 상태. 온도의 변화율에 영향을 주는 열용량과 같은

다른 열적인 변수도 포함한다.

18. 조도(Illumination intensity)

→ 단위면적당 광속(Light flux), 또는 밝기, 빛의 질과 같은 다른 변수도 포함한다.

19. 움직이는 물체에 의한 에너지 이용

→ 일을 하기 위한 물체의 능력. 고전역학에서, 에너지는 힘×거리 이다.

20. 정지 물체에 의한 에너지 이용

→ 상동

21. 동력(Power)

→ 일이 수행되는 시간율. 에너지 사용율

22. 에너지 손실

→ 행해진 일에 공헌하지 못한 에너지

23. 물질의 손실

→ 부분 또는 전체, 영구 또는 일시적인 시스템의 재료, 물질, 부품 또는

서브시스템의 손실

24. 정보의 손실

→ 부분 또는 전체, 영구 또는 일시적인 데이터의 손실. 간혹 향기, 직물과 같은

감각데이타

 

25. 시간 손실

→ 시간은 활동의 지속성이다. 시간손실을 개선함은 활동을 위해 취해진 시간감소를

의미한다. "싸이클 타임 감소"가 일반화된 용어이다.

26. 물질의 양

→ 시스템의 재료, 물질, 부품 또는 서브시스템의 수 또는 양을 의미한다.

27. 신뢰성(Reliability)

→ 시스템의 의도된 기능을 예견된 방법이나 조건으로 수행할 수 있는 시스템의 능력

28. 측정의 정확도(Measurement accuracy)

→ 시스템의 실제 물성치에 대한 측정치의 근사성. 측정오차를 줄이는 것은

측정의 정밀성을 높이는 것이다.

29. 제조의 정밀도(Manufacturing precision)

→ 시스템 또는 부품의 실제 특성이 요구된/명시된 특성과 일치하는 정도

30. 물체가 영향받는 유해한 인자

→ 외적으로 발생된 유해한 영향에 대한 시스템의 민감성

31. 물체가 생성한 유해한 인자

→ 유해한 영향은 물체 또는 시스템 기능의 질이나 효율을 저하시키는 것이다.

이들 유해한 영향은 물체나 시스템에 의해 생성된 것이다.

32. 제조의 편이성

→ 물체나 시스템을 만들 때 쉬운 정도

33. 동작의 편이성

→ 단순성

34. 유지보수의 편이성

→ 시스템의 결함을 수리하는데 드는 시간, 편리성, 안락과 같은 질적인 특성

35. 적응성 또는 다양성

→ 시스템/부품이 외부의 변화에 긍정적으로 대응하는 정도, 또는 다양한 환경에서

다양한 방법으로 사용될 수 있는 시스템을 의미함.

36. 장치의 복잡성

→ 시스템 내에서 상호작용하는 요소들의 수와 다양성

37. 감지 및 측정의 난이성

→ 복잡한 시스템을 측정하고 모니터링하는데는 많은 시간과 노력이 든다.

38. 자동화의 정도

→ 시스템/부품이 human interface없이 자체의 기능을 수행할 수 있는 정도

최하위레벨은 수동으로 동작하는 도구를 사용, 중간레벨은 인간이 도구를

프로그램하고 동작을 관측하고 중지 또는 재프로그램이 필요한 수준, 상위레벨은

기계가 필요한 동작을 느끼고 스스로 프로그램하고 자체의 동작을 모니터링한다

39. 생산성(Productivity)

→ 단위시간당 시스템에 의해 수행된 기능이나 동작의 수, 단위기능이나 동작에

소요되는 시간. 단위시간당 생산량, 단위 생산량당 비용