발명의 논리2

2) 39가지의 파라미터(모수)

모든 창조적 혹은 발명적 문제들은 모순이라는 것에 기초한다. 모든 기술적 모순은 보편적인 대립 언어를 사용하여 다시 표현할 수 있다. 1946년부터 1970년대까지 알트슐러와 그의 동료들은 전세계의 특허를 조사하게 되었다. 그런 목적 중의 하나는 시스템의 주요한 특징을 나타내는 데 사용될 기술적 모수들과 특징들의 언어를 보편화하는 것이었다. 기술자들과 과학자들은 자신의 문제를 해결할 때, 특정한 기술적 모순을 각각 다른 단어를 사용하여 묘사해 왔다. 예를 들어, 피망 꼬투리 제거와 도토리 껍질 제거와 같은 문제를 각각 자신들만의 언어로 나타낸 것이다. 물론 그것들이 모두 정확할 수도 있지만 알트슐러는 다음과 같은 의문을 제기했다. 이 세상에 존재할 수 있는 기술적 모순들을 몇 개의 일반적인 모순들로 표현할 수 있을까? 이 물음에 대한 대답은 "그렇다"이다. 알트슐러와 그의 동료들은 모든 가능한 기술적 모수들의 기준으로 사용할 수 있는 최소한의 표준특징들을 도출해 냈다. 이것들을 39 표준특징이라고 부른다. 이들 표준특징들을 이용하면 1,250가지의 전형적인 기술적 모순을 도출할 수 있다.

▶ 다음은 이러한 39 표준특징들을 나열한 것이다.

1. 움직이는 물체의 무게 (Weight of moving object )

2. 고정된 물체의 무게 (Weight of nonmoving object)

3. 움직이는 물체의 길이 (Length of moving object)

4. 고정된 물체의 길이 (Length of nonmoving object)

5. 움직이는 물체의 면적 (Area of moving object)

6. 고정된 물체의 면적 (Area of nonmoving object)

7. 움직이는 물체의 부피 (Volume of moving object)

8. 고정된 물체의 부피 (Volume of nonmoving object)

9. 속도 (Speed)

10. 힘 (Force)

11. 압력 (Pressure)

12. 모양 (Shape)

13. 물체의 안정성 (Stability of object)

14. 강도 (Strength)

15. 움직이는 물체의 내구력 (Durability of moving object)

16. 고정된 물체의 내구력 (Durability of nonmoving object)

17. 온도 (Temperature)

18. 밝기 (Brightness)

19. 움직이는 물체가 소모한 에너지 (Energy spent by moving object)

20. 고정된 물체가 소모한 에너지 (Energy spent by nonmoving object)

21. 동력 (Power)

22. 에너지의 낭비 (Waste of energy)

23. 물질의 낭비 (Waste of substance)

24. 정보의 손실 (Loss of information)

25. 시간의 낭비 (Waste of time)

26. 물질의 양 (Amount of substance)

27. 신뢰성 (Reliability)

28. 측정의 정확성 (Accuracy of measurement)

29. 제조의 정확성 (Accuracy of manufacturing)

30. 물체에 작용하는 유해한 요인 (Harmful factors acting on object)

31. 유해한 부작용 (Harmful side effects)

32. 제조용이성 (Manufacturability)

33. 사용편의성 (Convenience of use)

34. 수리가능성 (Repairability)

35. 적응성 (Adaptability)

36. 장치의 복잡성 (Complexity of device)

37. 조절의 복잡성 (Complexity of control)

38. 자동화의 정도 (Level of automation)

39. 생산성 (Productivity)

3) 모순해결위한 Altshuller의 40가지의 발명원리

모든 발명문제, 즉 모순을 포함하고 있는 문제의 이면에는 이 모순을 해결할 수 있는 발명원리들이 있다. 알트슐러와 그의 동료들은 전세계의 특허들을 조사하면서 모순을 해결할 수 있는 40가지의 발명원리들을 도출해냈다. 다음은 40가지의 발명원리들을 자주 사용되는 빈도에 따라서 나열한 것이다

1 분할 (Segmentation)

2 분리 (Extraction)

3 국소품질 (Local quality)

4 비대칭 (Asymmetry)

5 병합 (Merging)

6 범용성 (Universality)

7 포개기 (Nesting)

8 평형추 (Counterweight)

9 사전 예방조처 (Preliminary anti-action)

10 사전 준비조처 (Prior action)

11 사전 보호조처 (Beforehand cushioning)

12 높이유지 (Equipotentiality)

13 반전 (Inversion)

14 타원체 (Spheroidality)

15 유연성 (Flexibility)

16 조처 과부족 (Partial or excessive action)

17 다른 차원 (Another dimension)

18 기계적 진동 (Mechanical vibration)

19 주기적 조처 (Periodic action)

20 유용한 조처의 지속 (Continuity of useful action)

21 건너뛰기 (Skipping)

22 유해물 이용 (Convert harm into benefit)

23 피드백 (Feedback)

24 중간매개물 (Intermediary)

25 셀프서비스 (Self-service)

26 대체수단 (Copying)

27 일회용품 (Cheap short-living objects)

28 기계식 시스템의 대체 (Replace a mechanical system)

29 공압 및 수압 (Pneumatics and hydraulics)

30 연한 껍질이나 얇은 막 (Flexible shells and thin films)

31 다공성 소재 (Porous materials)

32 색상변화 (Color changes)

33 동질성 (Homogeneity)

34 폐기 또는 복구 (Discarding and recovering)

35 모수변화 (Parameter changes)

36 상태전이 (Phase transitions)

37 열팽창 (Thermal expansion)

38 강한 산화제의 이용 (Use strong oxidizers)

39 불활성 환경 (Inert environment)

40 복합재료 (Composite materials)

▶ 각각의 발명원리들을 사례와 함께 자세하게 알아보자.

1.분할 (Segmentation)

*물체를 독립된 부분으로 나눈다.

*물체를 조립식으로 만든다.

*물체의 분할 정도를 늘린다.

*모듈로 된 컴퓨터 부품

*거대한 트럭을 트럭과 트레일러로 나눈다.

*조립식 가구

*신속하게 조립할 수 있는 배관의 관절

*원하는 길이만큼 쉽게 이을 수 있는 정원용 호스

*베니스식 블라인드

2.분리 (Extraction)

*방해가 되는 부분이나 속성을 물체로부터 분리한다.

*필요한 부분을 물체로부터 분리한다.

*압축 공기가 필요한 건물에서 요란한 압축기를 건물 밖에 위치시킨다.

*비행장에서 새들을 쫓아내기 위해 녹음기를 이용해서 새들을 놀라게 하는 소리를 낸다. 이 소리의 주파수는 새들만을 위해서 분리된 것이다

3.국소품질 (Local quality)

*동일한 구조의 물체나 환경을 이질적인 구조로 변환한다.

*물체의 각 부분이 운영에 필요한 최적의 상태에 놓이게 한다.

*물체의 각 부분이 각각 다른 기능을 수행하게 한다.

*일정한 온도, 압력, 밀도 대신에 이들의 변화율을 사용한다.

*뜨거운 음식과 찬 음식, 음료를 구분하기 위한 칸막이가 있는 도시락

*지우개 달린 연필

*다기능 공구

*탄광에서 먼지를 제거하기 위해서 아주 작은 물방울을 착암기와 적재기의 작동 부분에 뿌린다. 물방울이 작을수록 먼지 제거 효과가 크지만 작은 물방울들은 안개와 같아서 작업 자체를 방해한다. 이 문제는 작은 물방울을 주위에 좀 더 큰 물방울 층을 만드는 것으로 해결할 수 있다.

4.비대칭 (Asymmetry)

*물체의 구조를 대칭 구조에서 비대칭 구조로 바꾼다.

*물체가 이미 비대칭이라면 그 정도를 증가시킨다.

*원통형의 축을 손잡이(knob)에 단단히 붙이기 위해서 일부를 납작하게 한다.

*비대칭 혼합 용기(믹서, 레미콘 트럭)

*커브 길에서 타이어의 마모를 줄이기 위해서 타이어의 바깥쪽을 안쪽보다 강하게 만든다.

*봉합을 개선하기 위해서 원형대신 타원형의 횡단면을 이용한다.

5.병합 (Merging) - 시간과 공간

*동일하거나 비슷한 물체들을 가까이 모아 두거나 병합한다(공간).

*물체들이 연속적 또는 병렬로 작동하게 한다(시간).

*오디오세트

*네트워크로 연결된 개인용 컴퓨터

*통풍시스템에서의 바람개비

*병렬처리 컴퓨터에 있는 수천 개의 마이크로프로세서

*회로 판에 있는 전자칩들

*베니스식 블라인드

*여러 가지의 혈액형을 동시에 분석하는 의료분석 기구

*절삭을 하면서 동시에 절삭공구에 냉각제를 뿌려준다.

6.범용성 (Universality)

*시스템이 여러 기능을 수행하도록 한다.

*치약이 포함된 칫솔 손잡이

*침대용 소파

*유모차로 변환되는 어린이용 자동차 안전 시트

7.포개기 (Nesting)

*하나의 물체를 다른 물체 속에 넣는다.

*하나의 물체가 다른 물체의 구멍을 통과한다.

*컵이나 스푼의 부피 측정

*러시아인형 (Matreshka)

*마이크와 스피커가 내장된 휴대용 오디오 시스템

*라디오 안테나

*줌렌즈

*안전벨트

*비행기의 착륙장치

8.평형추 (Counterweight)

*물체의 무게를 양력을 가진 다른 물체와 연결하여 상쇄한다.

*물체의 무게를 공기나 물에 의한 주위 환경과 상호 작용하게 한다.

*건설용 기중기

*통나무 묶음에 거품이 나는 약품을 주입해서 물위에 잘 뜨게 한다.

*플래카드를 지지하기 위해서 헬륨 풍선을 이용한다.

*비행기의 날개구조는 날개 위의 공기밀도를 감소시키고 날개 아래의 공기밀도를 증가시켜 뜨게 한다.

*비행기 날개의 소용돌이 줄무늬

*물과의 마찰을 줄이기 위한 수중익선

9.사전 예방조처 (Preliminary anti-action)

*어떠한 작용을 해야 할 경우 사전에 이에 대한 역작용을 고려한다.

*물체에 스트레스를 미리 가한다.

*PH가 높은 물질로부터의 해를 막기 위해서 수용액을 이용한다.

*강철봉을 콘크리트에 넣기 전에 미리 스트레스를 가한다.

*페인트칠을 하지 않을 곳을 미리 테이프로 싼다.

*X-선에 노출되는 부분을 납으로 된 치마를 사용하여 가린다.

10.사전 준비조처 (Prior action)

*물체가 겪게 될 변화를 미리 겪게 한다.

*이동시간의 낭비 없이 물체를 바로 사용할 수 있도록 편리한 위치에 배열한다.

*미리 풀칠해 둔 벽지

*수술에 필요한 모든 도구들을 봉합된 쟁반에서 살균한다.

*무디어진 부분을 잘라내서 사용하는 칼날

*JIT에서의 간판 배열

11.사전 보호조처 (Beforehand cushioning)

*신뢰성이 낮은 물체에 대해서 미리 비상 수단을 준비해 둔다.

*예비 낙하산

*도난 방지를 위한 상품의 바코드

12.높이 유지 (Equipotentiality)

*물체가 올려지거나 내려가지 않도록 작업조건을 변화시킨다.

*자동차 엔진 오일을 교환하기 위해서 작업자가 구덩이에 들어가서 작업한다.

*파나마 운하

13.반전 (Inversion)

*문제를 해결하기 위해서 반대의 조치를 취한다.

*움직일 수 있는 부분을 고정시키고, 고정된 부분을 움직일 수 있게 한다.

*물체나 공정을 거꾸로 뒤집는다.

*딱딱한 부분을 무르게 하기 위해서, 바깥쪽을 가열하는 대신 안쪽을 얼린다.

*모하메드를 산으로 옮기는 대신에, 산을 모하메드로 옮긴다.

*공구대신에 부품을 회전시킨다.

*러닝머신

*컨테이너를 비우기 위해서 컨테이너를 뒤집는다.

14.타원체 (Spheroidality)

*직선 대신에 곡선을 이용한다.

*롤러나 볼, 나선형, 돔을 이용한다.

*원심력을 이용하여 직선운동을 회전운동으로 바꾼다.

*건축물에서 강도를 높이기 위해서 아크나 돔을 사용한다.

*물체를 들어올리는데 사용하는 나선형 기어

*잉크 분배를 부드럽게 하기 위해서 볼 포인트나 롤러 포인트를 사용한다.

*가구를 옮기는데 원통형 바퀴 대신에 구형 바퀴를 사용한다.

*컴퓨터 볼 마우스

15.유연성 (Flexibility)

*최적 작동조건을 위해 물체나 외부 환경이 변하게 한다.

*물체의 각 부분이 상대적으로 움직일 수 있도록 나눈다.

*물체가 만일 유연하지 않다면 유연하게 한다.

*조정가능한 핸들, 의자, 거울

*버터플라이 키보드

*엔진검사를 위한 유연한 boroscope

*의료검사를 위한 유연한 결장경

16.조처 과부족 (Partial or excessive action)

*주어진 해결방법을 이용하여 목표를 100% 달성할 수 없다면, '조금 덜' 또는 '조금 더'와 같은 방법 을 이용한다.

*페인트칠 할 때 과도하게 뿌린 다음에 초과된 부분만 제거한다.

*호퍼

*이미지 압축기술

17.다른 차원 (Another dimension)

*물체를 2차원 혹은 3차원 공간으로 옮긴다.

*단층 배열 대신에 다층 배열을 이용한다.

*물체를 기울이거나 방향을 전환한다.

*주어진 영역의 반대쪽을 이용한다.

*프리젠테이션을 위한 적외선 컴퓨터 마우스는 평면이 아니라 공간상에서 움직인다.

*5축 절단공구

*여러 장의 CD가 들어가는 CD 플레이어

*컴퓨터의 하드디스크

*양면이 프린트된 전자회로

*덤프트럭

*복합 마이크로 전자회로

18.기계적 진동 (Mechanical vibration)

*물체를 진동시킨다.

*진동이 있다면 진동수를 증가시킨다

*전자기장을 초음파 진동과 함께 이용한다.

*진동하는 날을 가진 전자 조각칼

*진동을 이용하여 분말을 배분한다.

*초음파 진동을 이용하여 담석이나 신장 결석을 파괴한다.

*수정발진 시계

*유압 해머

19.주기적 조처 (Periodic action)

*연속적인 조처 대신에 주기적인 조처를 취한다.

*조처가 이미 주기적이라면 주기의 정도를 바꾼다.

*다른 조처를 수행하기 위해서 펄스 사이에 휴지기간을 사용한다.

*해머로 물체를 반복해서 두드린다.

*연속적인 사이렌을 주기적인 사이렌으로 바꾼다.

*정보를 전달하기 위해서 모스 부호 대신에 주파수 변조를 이용한다.

*연속적인 사이렌을 진폭이나 주파수가 변하는 사이렌으로 바꾼다.

20.유용한 조처의 지속 (Continuity of useful action)

*물체의 모든 부분이 항상 최대한으로 작동하게 한다.

*모든 유휴 또는 단속 작업을 제거한다.

*플라이휠은 자동차가 멈출 때 에너지를 저장해서 모터가 최적의 힘으로 작동하도록 유지해준다.

*공장에서 병목현상이 발생하는 작업을 최적 페이스에 도달할 때까지 연속적으로 수행한다.

*프린터 용지를 공급하는 동안 인쇄한다.

21.건너뛰기 (Skipping)

*유해하거나 위험한 공정을 최고속도로 수행한다.

*치아를 갈 때 치아 조직이 가열되는 것을 피하기 위해서 드릴을 고속으로 회전시킨다.

*플라스틱 절단할 때 변형을 피하기 위해서 열이 플라스틱에 퍼지기 전에 빠르게 절단한다.

22.유해물 이용 (Convert harm into benefit)

*바람직한 효과를 달성하기 위해서 해로운 요인을 부분적으로 사용한다.

*유해한 요소를 제거하기 위해서 또 다른 유해한 요소를 첨가한다.

*유해한 요인이 더 이상 유해하지 않을 때까지 그것을 강화한다.

*레모네이드

*폐기물의 열을 사용하여 전기를 발생시킨다.

*폐기물 재활용

*부식성 용액에 완충물질을 첨가한다.

*잠수할 때 공기와 질소 혼합물로부터 질소의 마취성분과 산소의 독성을 제거하기 위해서 헬륨-산소 혼합물을 사용한다.

*산불이 났을 때 땔감을 제거하기 위해서 반대쪽에 불을 지른다.

23.피드백 (Feedback)

*공정을 개선하기 위해서 피드백을 이용한다.

*기존의 피드백의 본질을 변화시킨다.

*통계적 공정관리(SPC)

*오디오 회로에서 자동 볼륨 제어

*항공기가 공항으로부터 5마일 이내에 있을 경우 자동조종장치의 민감도를 변화시킨다.

*냉방을 할 때 에너지의 효율을 위해서 자동온도조절장치의 민감도를 변화시킨다.

*무게를 소리로 변화시킨다.

*빛 대신 전기신호를 이용한 망원경

24.중간 매개물 (Intermediary)

*중간 매개체 혹은 중간 공정을 사용한다.

*쉽게 제거될 수 있는 물체를 임시로 물체에 결합한다.

*해머와 못 사이에 사용되는 목수의 못박는 기구

*뜨거운 접시를 식탁에 옮기는데 사용되는 용기 받침

25.셀프서비스 (Self-service)

*보조기능을 수행함으로써 물체가 자신에게 서비스하도록 한다.

*쓰레기 자원, 에너지를 이용한다.

*할로겐 램프는 사용하는 동안 필라멘트를 재생한다. 증발된 물질이 다시 부착된다.

*전기를 발생시키기 위해서 공정으로부터 발생하는 열을 이용한다.

*엔진의 열을 이용한 난방

*동물의 배설물을 비료로 사용한다.

*퇴비를 만들기 위해서 음식물과 잔디 쓰레기를 이용한다.

26.대체수단 (Copying)

*비싸고, 깨지기 쉽고, 이용하기 어려운 물체 대신에 간단하고 값싼 복제품을 이용한다.

*빛의 복사를 사용하여 물체나 공정 등을 관찰한다.

*빛의 복사 대신 자외선이나 적외선 복사를 이용한다.

*보안시스템의 침입자나 곡물의 질병 등과 같은 데서 열원을 감지하기 위해서 적외선 이미지를 사용한다.

*컴퓨터를 통한 가상현실

*세미나에 참가하는 대신 오디오 테이프를 듣는다.

*화성 표면의 사진을 조사한다.

*사진의 크기를 측정함으로써 물체의 크기를 측정한다.

*태아의 건강을 알아보기 위해서 소노그래프를 이용한다.

27.일회용품 (Cheap short-living objects)

*비싼 물체를 값싼 물체로 교체한다.

*기저귀의 세탁비용을 없애기 위해서 1회용 기저귀를 사용한다.

*모든 1회용 제품

28.기계식 시스템의 대체 (Replace a mechanical system)

*기계적인 방법을 감각(빛, 소리, 냄새)을 이용하여 대체한다.

*물체와 작용하는 전기, 자기, 전자기장을 이용한다.

*정적인 장을 동적인 장으로, 비구조적인 장을 구조적인 장으로 변화시킨다.

*장과 강자성 분자를 함께 사용한다.

*개나 고양이의 침입을 막기 위해서 물리적 울타리 대신에 음향 울타리로 대체한다.

*가스누출을 알 수 있도록 기계나 전자장치를 이용하는 대신에 독한 냄새가 나는 성분을 사용한다.

*액체의 밀도를 변화시키기 위해서 자성 물질을 사용한다.

*자기장을 이용한 자기부상열차

*자기장을 사용하여 강자성 물질을 포함한 물질을 가열한다. 온도가 퀴리점(자기 변태가 일어나는 온도)을 초과할 때 그 물질은 상자성 물질이 되어 더 이상 열을 흡수하지 않는다.

29.공압 및 수압 (Pneumatics and hydraulics)

*고체 대신에 기체나 액체를 이용한다.

*겔로 채워진 신발 밑창

*유체 시스템에서 바퀴를 감속시킬 때 에너지를 저장하여, 나중에 가속할 때 재사용한다.

30.연한 껍질이나 얇은 막 (Flexible shells and thin films)

*3차원 구조 대신에 유연한 쉘이나 얇은 필름을 이용한다.

*물체를 유연한 쉘이나 얇은 필름을 이용하여 외부환경과 격리시킨다.

*물침대

*겨울에 테니스코트 보호용으로 부풀릴 수 있는 커버를 이용한다.

*저수지의 증발을 막기 위해서 양극성 물질(한쪽은 친수성, 다른 한쪽은 소수성)의 필름을 띄운다.

*식물의 잎으로부터 물이 빠져나가는 것을 방지하기 위해서 중합체를 뿌린다.

31.다공성 소재 (Porous materials)

*물체를 다공성으로 만들거나 다공성 물질을 첨가한다.

*만일 물체에 구멍이 있다면, 더 작은 구멍을 이용한다.

*무게를 줄이기 위해서 구조물에 구멍을 뚫는다.

*수소를 팔라듐 스폰지의 구멍에 저장한다. (수소자동차의 연료탱크 - 수소가스를 저장하는 것보다 훨씬 안전하다.)

32.색상변화 (Color changes)

*물체나 외부 환경의 색을 변화시킨다.

*물체나 외부 환경의 투명도를 변화시킨다.

*암실에서 붉은 빛을 이용하여 사진을 현상한다.

*반도체 공정에서 투명한 물질을 고체 마스크로 변화시키기 위해서 석판인쇄를 사용한다.

*투명한 붕대

33.동질성 (Homogeneity)

*똑같은 재료 혹은 동일한 특성을 갖는 물체와 상호 작용하는 물체를 만든다.

*용기와 내용물이 반응하는 것을 방지하기 위해서 내용물과 같은 재료의 용기를 사용한다.

*다이아몬드는 다이아몬드로 만든 절단 도구를 이용하여 자른다.

34.폐기 또는 복구 (Discarding and recovering)

*기능을 수행했거나 더 이상 필요하지 않은 물체는 증발되거나 용해되어 없어진다.

*물체의 소모되는 부분을 작동 시에 회복한다.

*녹는 알약 캡슐

*얼음 구조 : 임시 둑과 같이 땅을 임시로 다지기 위해서 얼음이나 드라이아이스를 이용한다. 땅을 채우고 나면, 나중에는 얼음이 녹거나 승화하여 없어진다.

*저절로 날이 갈리는 잔디 깎기

*주행 중에 스스로 튠업 되는 자동차 엔진

35.모수변화 (Parameter changes)

*물체의 물리적 상태를 변화시킨다(고체, 액체, 기체).

*농도를 변화시킨다.

*유연성의 정도를 변화시킨다.

*온도를 변화시킨다.

*시럽이 들어있는 초콜릿 사탕의 제조 - 시럽을 얼린 후 액체 초콜릿에 잠시 담근다.

*산소, 질소 등을 수송할 때 부피를 줄이기 위해서 액체 상태로 운반한다.

*액체비누는 덩어리 비누보다 농도가 진하고 점도가 높다. 또한 여러 사람이 사용할 때 좀 더 위생이고 적정량을 따르기가 쉽다.

*유연성과 내구성을 증가시키기 위해서 고무를 고온에서 유황으로 처리한다.

*강자성체를 성자성체로 변화시키기 위해서 퀴리점 이상으로 온도를 올린다.

*음식을 요리하기 위해서 온도를 올린다 (맛, 향기, 구조 등의 변화).

*의학용 표본을 낮은 온도에서 보관한다.

36.상태전이 (Phase transitions)

*상태전이시 발생하는 현상을 이용한다. (부피변화, 열손실 또는 흡수)

*물은 다른 액체와는 달리 얼면 부피가 팽창한다.

*폐쇄 열역학 사이클의 기화열과 응고열을 이용한 열펌프

37.열팽창 (Thermal expansion)

*물질의 열팽창을 이용한다.

*열팽창이 사용되고 있다면 다른 열팽창 계수를 갖는 여러 개의 물질을 사용한다.

*부품을 단단하게 조립하기 위해서 안에 들어갈 부분은 냉각시키고, 밖에서 싸는 부분은 가열하여 조립한다.

*자동차의 리프스프링

*바이메탈

38.강한 산화제의 이용 (Use strong oxidizers)

*일반 공기를 산소가 많은 공기로 바꾼다.

*일반 공기를 순수한 산소로 바꾼다.

*공기나 산소를 이온화한 방사선에 노출시킨다.

*이온화된 산소를 사용한다

*오존화된(또는 산화된) 산소를 오존으로 바꾼다.

*잠수용 산소통

*산소-아세틸렌 토치를 사용하여 고온으로 철근을 절단한다.

*환자를 고압산소 환경에서 치료한다. - 박테리아를 죽이고 치료를 돕는다.

*공기청정기에서 오염물질을 골라내기 위해서 공기를 이온화한다.

*사용하기 전에 가스를 이온화함으로써 화학반응 속도를 높인다.

39.불활성 환경 (Inert environment)

*정상적인 환경을 불활성 상태로 만든다.

*공정을 진공상태에서 진행한다.

*아르곤 기체를 이용하여 뜨거운 금속 필라멘트의 파손을 막는다.

*창고에서 솜에 불이 붙는 것을 방지하기 위해서 창고로 옮길 때 불활성가스로 처리한다.

40.복합재료 (Composite materials)

*복합재료를 이용한다.

*비행기 동체의 복합재료는 가볍고 강하고 유연하다.

4) 표준해결책

TRIZ의 관점에서 보면 발명문제는 2가지로 분류할 수 있다: 표준화된 문제와 표준화되지 않은 문제. 표준화된 문제는 그 문제를 해결하기 위해서 시스템이 어떻게 수정되어야 하는지를 결정해주는 기술시스템의 진화유형을 기초로 만든 규칙들을 이용하여 해결할 수 있다. 이러한 규칙들을 표준해결책(standard solutions)이라고 부른다. 주어진 표준문제의 유형을 확인하기 위해서는 앞에서 공부한 물질-장 모델을 이용한다. 문제의 유형이 확인되면, 표준해결책 중에서 주어진 문제의 상황과 맞는 것을 선택하여, 표준해결책이 제시한 해결책을 이용하면 된다. 간단히 말하자면, 표준해결책은 해결책의 모델이라고 볼 수 있다. 따라서 물질-장 분석은 표준해결책의 일부라고 할 수 있다. 현재 사용되는 표준해결책은 알트슐러와 그의 동료들에 의해서 1975년부터 1985년 사이에 정리된 것으로 76가지가 있는데, 5가지 클래스로 분류된다. 각 클래스는 몇 개의 하위클래스로 구성된다.

▶클래스 1 : 물질-장 모델을 구성하고 파괴하는 것과 관련된 해결책으로, 원하는 작용을 창출하거나 원하지 않는 작용을 제거하기 위한 규칙들을 포함하고 있다.

▶클래스 2 : 물질-장 모델을 개선하기 위한 해결책으로, 시스템을 복잡하게 하지 않고 시스템의 성능을 향상시키기 위한 방법들을 포함하고 있다.

▶클래스 3 : 상위시스템(super system)이나 하위시스템(sub system)으로의 변환을 위한 규칙들을 포함하고 있다. 클래스 2와 3의 표준해결책들은 기술시스템의 진화유형을 기초로 하고 있다.

▶클래스 4 : 탐지(detection)와 측정(measurement)에 관련된 특정한 문제들을 해결하는데 이용할 수 있는 규칙들을 포함하고 있다.

▶클래스 5 : 표준해결책을 적용하기 위한 규칙들을 포함하고 있는데, 효과적인 해결책 개념을 얻는데 매우 중요하다. 종종 클래스 1~4의 표준해결책들을 적용하면 시스템에 물질이나 장을 도입해야 할 필요가 있기 때문에 시스템이 복잡해진다. 클래스 5의 표준해결책들은 시스템을 간소화하기 위한 규칙들을 포함하고 있다.

- 문제를 해결하는데 표준해결책을 적용하기 위해서는 다음을 확인해야 한다.

*주어진 문제의 유형을 결정해야 한다. 즉, 문제가 시스템을 변경해야 하는 것인지 또는 무언가를 탐지(측정)해야 하는 것인지를 결정해야 한다.

*문제가 시스템을 변경해야 하는 것이라면, 현재 시스템의 물질-장 모델을 구성한다.

- 만일 불완전한 물질-장 모델이라면 하위클래스 1.1의 표준해결책들을 적용한다

- 만일 유해한 물질-장 모델이라면 하위클래스 1.2의 표준해결책들을 적용한다

- 만일 불충분한 물질-장 모델이라면 클래스 2와 3의 표준해결책들을 적용한다

*문제가 무언가를 탐지 또는 측정해야 하는 것이라면, 클래스 4의 표준해결책들을 적용한다.

*해결책 개념을 찾았다면, 모델이 클래스 5의 표준해결책을 적용하여 시스템이 간소화될 수 있는지를 검사한다.

2. TRIZ에 대한 4가지 관점

- 근대 TRIZ는 4가지의 뚜렷한 방향으로 구성되어 있다.

1.기술의 기원과 진화에 관한 이론

2.심리적 타성을 극복하는 기법

3.발명문제(inventive problems)를 분석하고, 정립하고, 해결하는 기법

4.기술적인 기능(technical functions)과 특정한 디자인 해결책(design solution), 기술, 자연과학의 지식간의 매핑(mapping)을 조직하는 포인터(pointer)

TRIZ에서 이러한 방향들은 각각 독립적으로 발전하지 않았다. 그러나 TRIZ가 방대한 기술정보와 특허정보에 대한 연구로부터 기원했고, 과학으로서가 아니라 공학적 창조성을 개선하기 위한 방법론으로 발전되어 왔기 때문이다. TRIZ는 기술세계에 대한 체계적인 조사에 기초한 문제해결도구의 하나로 탄생했다. 문제해결에 있어서 TRIZ 접근법의 뒤에 놓여있는 주요한 아이디어는, 먼저 특정한 문제에 대한 정보가 일반화되어야하고, 해결책 개념(solution concept)이 도출되고 나서, 가능한 해결책의 관점에서 개념이 전문화(specialization)되어야한다는 것이다. 일반화(generalization)는 새로운 문제들을 TRIZ에서 발견할 수 있는 미리 정의된 해결책 유형(pre-defined solution patterns)으로 파악하는데 초점을 둔 매우 강력한 도구이다. Altshuller에 의한 특허 목록의 연구는 단지 2%의 해결책만이 실제로 창조적인 발명들이고, 나머지들은 이전의 알려진 아이디어나 개념들을 사용했다는 것을 지적했다. 따라서 결론은 새로운 문제의 해결책에 대한 아이디어를 미리 알 수 있다라는 것이다. 그러나 이러한 아이디어들을 어디서 발견할 수 있을까? TRIZ는 이전 해결책들의 일반화된 유형을 이용함으로써 수많은 시행착오를 피하고 문제를 해결하는데 도움을 준다. TRIZ의 뒤에 놓여있는 기본 가정은, "만일 다른 기술 영역에서 발생한 두 개의 문제가 동일한 모델이라면 그것들은 비슷한 해결책 유형을 가져야만 한다"는 것이다. 이후에 공통의 유형들이 개개의 해결책들에서도 존재한다는 것이 발견되었다. 시간이 흐름에 따라 비슷한 유형들이 다른 기술시스템들의 진화와 디자인 제품간에서도 관찰되었다. 결국 기술의 진화는 우연하게 일어나는 것이 아니라 일정한 규칙이 있다고 결론을 내리고, 이러한 방향에 근거하여 추가적인 연구를 수행했다. 그래서 TRIZ는 단단한 과학적 기초를 다졌고, 기존의 설계방법론이나 문제해결기법들보다 훨씬 유용한 것으로 입증되었다.

① 기술의 기원과 진화에 관한 이론

앞에서 말한대로 TRIZ는 단지 기술의 기원과 진화에 관한 이론의 수준에서 과학으로 간주될 수 있다. 주요한 이론적 발견들은 다음과 같다.

*기술이 모순의 해결을 통하여 진화한다는 것

*대립되는 모수들간의 모순 제거를 통한 발명의 정의

*발명 해결책들의 새로운 조직화

*이상의 개념

*기술진화의 일반적인 규칙과 유형에 관한 발견

*기술진화의 법칙과 추세의 정립

오늘날 TRIZ는 아직까지 정확히 공식적인 과학의 영역에 속하지는 않는다. 이것은 TRIZ가 다루는 정확하지 않은 지식영역들의 방대함을 고려한다면 불가능한 이야기이다. 그러나 TRIZ의 뒤에 놓여있는 공식적인 이론의 탄생은 시간이 해결해 줄 질문이다. 나는 그렇게 믿으려고 한다.

② 심리적 타성

발명가의 마음을 심리적 장벽으로부터 자유롭게 하고, 은유적인 수준에서 생각하는 것을 개선하기 위하여 심리적 타성을 극복하기 위한 기법들이 사용되어왔다. 심리학에서 알려진 바와 같이, 구두정보(verbal information)는 시각정보(visual information)와 밀접한 관련이 있고, 그래서 개인의 추론과정이 어떠한 방식으로 조직화되는가는 중요하지 않고, 인간의 정신 내면에 심리적 장벽이 있을 수 있다. 가끔은 단순히 특정한 용어의 사용을 자제하는 것조차도 어려운 문제를 해결하는데 도움을 준다. TRIZ는 심리적 타성을 극복하기 위한 방법으로 다음과 같은 것들을 소개한다:

*Multi-screen diagram

*이상기능과 이상시스템의 관점에서의 사고

*연산자 STC와 같은 심리적 타성을 제거하기 위한 각각의 기법들

*SLP(smart little people)를 이용한 모델링

*창조적인 성격을 형성하기 위한 전략, 등.

Altshuller가 지적한 대로 탁월한(혹은 발전된) 사고방식과 전통적인 사고방식간의 중요한 차이는, 전자는 문제를 야기한 시스템의 나머지 부분뿐만 아니라 다른 문제와 관련지어서 그 문제를 본다는 것이다. 이와는 별도로 발전된 사고를 하는 사람의 다른 특징은 두뇌가 시스템 내부에서의 관계와 시스템 외부환경의 관계에 대한 분석을 자연스럽게 한다는 것이다. 비록 이러한 능력들이 보통 가공할 만한 추론과정을 소유한 사람들의 전유물로 간주될지라도, 시스템적 사고는 훈련을 통하여 통달할 수 있다. TRIZ 기법들은 이러한 것들에 많은 도움이 된다.

③ 문제해결

TRIZ의 문제해결기법들은 추상화(abstraction)의 과정을 다룬다. 우리는 문제의 핵심을 도출하여 그것들을 일반화시킨다. 우리는 문제를 안고 있는 제품에 대한 모든 정보들을 사용하지 않고, 문제를 일으키는 부분에만 초점을 맞춘다. 특정한 상황으로 일반화하는 방법은 문제를 모순이나 SFM(substance-field model) 혹은 요구기능으로 나타내는 것이다. 그리고 나서 우리는 가이드라인이나 일반적인 해결책 유형을 사용하고 문제를 해결책 개념으로 변형시킨다. 다음 과정은 특정한 가능한 해결책을 도출하는 개념을 찾는 것이다. 만일 우리가 특수화(specialization)에 성공하지 못한다면, 문제를 다시 정립한다.

▶ TRIZ 문제해결기법들:

*기술적 모순을 제거하기 위한 발명원리들

*물리적 모순을 제거하기 위한 분리원리들

*표준(standards)

*ARIZ

*기능/비용 분석과 트리밍

*Feature transfer외 다른 기법들

TRIZ에서 빠뜨린 부분은 바로 특수화이다. 문제해결로부터 도출한 개념들은 보통 매우 일반적이고 우리들이 개념들의 실현가능성에 대하여 결론 내릴 수 있을 만큼 상세하지 않다. 특수화의 실패는 도출한 개념이 틀리다는 것을 의미하는 것은 아니고, 아마도 우리가 그 문제를 해결하는 특정한 지식을 소유하지 않았을 따름이다. 효과와 기술에 대한 포인터들은 TRIZ의 원리들과 해결책 유형들보다 많은 특정한 지식을 포함하기 때문에 이 단계에서 필요한 지식을 발견하는데 종종 도움을 준다. 그러나 이것이 항상 가능한 것은 아니다. 그럼에도 불구하고 필자의 경험으로 비추어볼 때, 개별 전문가들이 TRIZ의 도구를 이용하여 문제를 해결한다면 실용적인 해결책을 도출할 가능성이 보다 높다. 왜냐하면 TRIZ는 문제를 다르게 보도록 도와주기 때문이다. TRIZ는 2가지 방법으로 문제를 다룬다. 첫 번째 방법은 문제를 모순이나 SFM의 관점에서 모델링하는 것을 제안하고 나서, TRIZ의 해결책 유형과 가이드라인을 사용하여 문제를 해결책으로 변환하는 것이다. 두 번째 방법은 기술진화의 추세에 따라 문제를 해결책으로 변환하는 것이다. TRIZ는 언제 어떤 방법을 사용해야 하는지에 대한 명확한 해답을 제공하지 않는다. 일반적으로 우리가 디자인 제품이 미래에 어떻게 진화하는지를 예측하고자 할 때는 두 번째 방법을 사용해야 한다고 추천한다. 반면에 많은 특정한 진화의 유형들이 TRIZ의 문제해결기법들과 함께 통합된다. 이와 같은 상황은 초심자가 TRIZ를 배우기 시작하여 지식시스템(system of knowledge)으로서의 TRIZ에 대한 명확한 이해를 갖지 못했을 때 혼란을 야기할 수 있다.

④ 기능-효과 매핑

효과에 대한 포인터들은 정밀한 과학과 기술간의 격차를 이어준다. TRIZ는 다음과 같은 포인터들을 제공한다:

*물리, 화학, 기하학의 현상과 효과에 대한 포인터

*다양한 영역에서 응용할 수 있는 특정한 기술에 대한 포인터

포인터들은 아마도 TRIZ에서 가장 사용하기 쉬운 도구이지만, 그것들을 만드는 것은 쉬운 일이 아니다. 포인터들은 완전히 기능적인 접근만을 제공한다: 그것들은 기술적인 기능과 이러한 기능들을 제공할 수 있는 효과간의 매핑을 설정한다. 효과들은 물리학, 화학, 기하학에서 알려진 자연현상과 효과들이다. 뿐만 아니라 포인터들은 일반적 기술적인 기능들과 측정한 기술들과도 관련이 있다.

비록 포인터들이 문제를 해결하는데 곧바로 사용될 수 있을지라도, 대부분의 경우 특히, 잘 정의되지 않은 문제를 다룰 때에는 문제에 대한 심층적인 분석이 여전히 요구된다. 문제를 해결하기 위해서 어떤 기능이 필요한지에 관한 지식은 문제해결과정의 초기 단계에서 반드시 알 수 있는 것은 아니다.

3. 결론

여기서 제시한 TRIZ에 관한 관점은 TRIZ 지식을 조직화하고, TRIZ가 무엇이고, 어떻게 그것을 바라보아야 하는지에 관한 관건들을 명확히 하는데 도움을 준다. 필자는 또한 추후 연구가 필요한 몇 가지 문제를 강조했다. TRIZ를 개발하면서 Altshuller는 모든 방향에 있어서 추가 연구를 위한 잠재적인 기초들을 만들었다. 그와 동료들은 ARIZ라고 알려진 문제해결 기법에 4가지의 모든 분야들을 결합하려고 시도했다. 두말할 필요없이 ARIZ는 물리적 모순을 포함한 가장 어려운 발명문제를 해결하는데 초점을 맞춘 가장 강력한 TRIZ 도구이다. 오늘날 Altshuller에 의해서 소개된 문제해결에 대한 접근은 비기술적인 영역으로 확장되고 있다. 근대 TRIZ는 공학문제나 신제품개발과정의 문제를 해결하기 위한 방법론만으로 보아서는 않된다. TRIZ의 뒤에 놓여있는 주요한 아이디어는 많은 영역에서 모순을 포함하고 있는 문제를 해결하고 지식을 관리하기 위한 강력한 도구가 되었다. 사회, 사업, 마케팅, 관리 문제등을 해결하는 데 있어서 많은 성공적인 사례들이 보고되고 있다. 최근에 나는 또한 기존의 알려진 해결책으로 핵심 모순을 제거하지 못했기 때문에 미해결의 문제로 남아있었던 기업의 문제를 해결하는 데에 TRIZ의 개념을 사용하여 매우 성공적으로 해결하기도 했다. 이것은 사고를 체계적으로 조직하여 혁신적인 변화를 위한 유형들을 제공해주는 TRIZ의 일반적인 속성 때문에 가능하다