40가지 발명원리 트리즈를 처음 접하면서 대부분 모순에 대한 개념과 여러 가지 Tool 들에 대한 소개를 접하게 됩니다. 또한 상당수 많은 분들이 트리즈 에 대해 강한 매력을 가집니다. 하지만 그런 들뜬 기분도 잠시, 막상 현실의 문제를 풀기 시작하려 할 때는 답답한 느낌을 가지게 되고 ‘트리즈가 이해는 되는데 막상 적용하려면 어렵다’ 고 아쉬움을 털어 놓습니다. 트리즈를 누가 만들었고, 무엇이 가장 중요한 개념이며, 어떤 필요와 논리를 거쳐서 어떤 툴들이 개발되었는지를 이해하는 것은 분명 트리즈를 이해하는 첫걸음입니다. 그러나 그러한 지식들을 이해했다고 해서 트리즈를 적용할 수 있다고 말하기는 어렵습니다. 진정 실천하지 못하는 지식이라면 의미가 없을 것입니다. 그러면 트리즈 를 실제로 적용하는 가장 빠른 방법은 무엇일까요? 아마도 40가지 발명원리의 적용일 것입니다. 현장에서 부딪히는 기술문제들에 관해 40가지 발명원리들을 하나씩 적용해 보면 해결책들에 대한 다양한 안들이 쏟아져 나올 것입니다.

40가지 발명원리 01. Segmentation 쪼개어보다 21. Hurrying 안 좋은 것은 후딱 02. Extraction 필요한 것만 뽑아내다 22. Convert Harmful to Useful 안 좋은 것은 좋은 것으로 03. Local Quality 전부 똑같이 할 필요 없다 23. Feedback 피드백이 되게 04. Asymmetry 대칭이면 비대칭으로 24. Intermediate 중간매개물을 활용 05. Consolidation 여러 번을 한 번으로 25. Self-service 자동으로, 스스로 하게 06. Multifunction  하나를 여러 용도로 26. Copy 복사 07. Nesting 포개어보다 27. Cheap Short Life 값싸고 짧은 수명 08. Counter Weight 지구중력 회피하자 28. Replacing Mechanical System  기계시스템은 광학이나 음향으로 09. Preliminary Counter Action 미리 반대로 조치하다 29. Pneumatics and Hydraulics 공기나 유압을 사용 10. Preliminary Action 미리 조치하다 30. Flexible Shell and Thin Film 얇은 막 11. Preliminary Compensation 미리 예방하다 31. Porous Material 다공성 물질 12. Equipotential 들어서 옮길 필요 없다 32. Optical Property Change 색상변화 13. Do It Reverse 역발상, 반대로 하기 33. Homogeneity 동질성을 가지다 14. Curvature Increase 직선은 곡선으로, 직사각형을 벗어나자 34. Discarding and Recovering 폐기 및 재생 15. Dynamicity 고정된 것은 움직이게 35. Parameter Change 속성 변화 16. Partial or Excessive 일부러 부족하게 혹은 초과하게 36. Phase Transition 상변화를 이용하자 17. Dimension Change 수평이면 수직으로 37. Thermal Expansion 열팽창을 이용하자 18. Vibration 진동을 이용하자 38. Strong Oxidants 산화제 19. Periodic Action 주기적으로 동작 39. Inert Atmosphere   불활성환경 20. Continuity of Useful Action 유용한 작용을 연속으로 40. Composite Material 복합재료

40가지 발명원리 1 쪼개어 사용한다. 분할[Segmentation] 오른쪽그림은 제철공장이나 화학공장에서 액체나 연료를 운반하는 커다란 파이프이다. 90도로 파이프가 구부러지는 경우 와류(turbulence)가 발생하여 유량의 전달 효율이 급격히 저하될 수 있다. 이때 커다란 파이프의 구부러진 부분을 그림과 같이 여러 부분으로 나누면 와류가 발생하지 않고 유량의 운송효율이 증가될 수 있다. 첫번째 원리는 쪼개어서 사용하라는 것이다. 일반적으로 한번에 또는 한 개로 뭔가를 구성하는 것이 당연하다. 하지만 시간이 지나면서 ‘나누어 보면 어떨까’ 라는 제안을 누군가가 하게 될 것이다.

40가지 발명원리 1 오른쪽 그림은 굴삭기의 손에 해당한다. 손의 끝 부분은 땅을 파내기 위해서 아주 단단한 금속으로 만들어져야 한다. 면도날이나 칼날처럼 연속적인 하나의 단단한 칼날을 가지지 않고 그림과 같이 여러 부분으로 나누어 놓았다. 그래서 사용도중에 날이 파손이 되더라도 전부를 교체할 필요 없이 손상된 부분만 교체가 가능하고 땅을 파내어야 하는 굴삭작업의 효율도 높아진다. SU A.c. N 168,195

낚시터

40가지 발명원리 2 02. 필요한 것만 뽑아내다. 추출[Extraction] 벼룩잡기 위해 초가삼간 태울 필요 없다. 현재의 항암제 역시 국부적인 암세포를 죽이기 위해서 환자의 신체 모든 부분의 세포까지 힘들게 하고 있는데, 곧 암세포만 공격하는 항암제가 등장할 것이다. 필요한 부분이 있다면 그 부분만 뽑아내어서 조치를 하면 된다. 오른쪽그림에서는 치과에 가서 이빨을 틀니처럼 뽑아내서 필요한 부분만 의사에게 건네는 익살스러운 그림이다.3

40가지 발명원리 2 병원에서는 X-레이 방사선 사진을 찍게 된다. 하지만 임산부와 같은 경우 X-레이 광선에 노출되면 안될 정도로 X-레이광선은 인체에 유해할 수 있다. 가슴부분(폐)을 찍기위한 X-레이가 환자의 모든 부분에 불필요하게 노출된다. 그래서 그림과 같이 필요한 부분인 가슴부분만 촬영하는 장치를 설치하였다. SU A.c N 187,933

40가지 발명원리 3 03. 전체를 똑같이 할 필요없다. 국부적품질[Local Quality] 대개는 전부를 일률적으로 똑같이 하는 것이 일반적이다. 그렇게 생각하는 것이 당연하다. 하지만 시간이 지나면 ‘왜?’라는 의문이 들게 되고 전체를 똑같이 할 필요가 없다는 것을 알게 된다. 그림의 예에서는 배가 지나갈 수 있게 하기 위하여 교량의 밑부분을 똑같이 하지 않았다. 누구나 처음에는 똑같이 규칙적으로 만드는 것이 당연할 것이다. 그것이 우리 인간의 습관, 심리적관성(Mental Inertia)이다.

이상해결책 IFR 의 예 □ 터널 내, 차선 이탈 방지 장치 – 레이저 설치, 감지, 컴퓨터 조종, 음향, 빛으로 경고? – 바닥 차선 부분에 적절한 길이의 홈을 규칙적으로 팜 – 다른 분야에 급속히 적용(톨게이트 앞 홈 설치)

40가지 발명 원리의 예: 건설 □ #3 Local Quality, 전부 똑같이 할 필요 없다 – World Trade Center 리벳의 열팽창도 – 건물 네 귀퉁이의 연결부분 재료의 열팽창도가 모두 다르다면  건물이 100% 붕괴되는 일을 막을 수 있다

40가지 발명원리 4 04. 대칭이라면 비대칭으로 해본다. 비대칭[Asymmetry] 인간의 신체를 비롯한 주위의 거의 모든 사물들이 대칭을 이루고 있다. 우리의 눈, 코, 입, 자동차, 건물 등. 그러한 인간의 본능적인 주위환경으로 인하여 우리는 언제나 뭔가를 고안하고 디자인 할 때 대칭형을 무의식적으로 (심리적관성, mental Inertia) 선택한다. 그래서 시간이 지나면 누군가가 그런다. ‘혹시 비대칭적으로 하면 어떨까’ 일반적인 방법은 무수히 많은 사람이 이미 시도 했으므로 혁신의 가능성이 낮다. 위의 그림은 아주 도전적이고 실천적인 사람임이 분명하다.

40가지 발명원리 5 05. 한 번에 여러 작업을 동시에 한다. 통합[Consolidation] 사람이 해야 할 일이 여러 개가 있다면 하나씩 순서대로 일을 처리할 것이다. 그러다가 어느 정도 시간이 지나 여유가 있고 노련해지기 시작하면 생각하기 시작한다. 그렇게 해서 어느 날, 한번에 여러 작업을 동시에 하는 아이디어를 고안한다. 그림과 같이 낚시를 하면서 고기도 구워먹는다는 원리다. 우리 속담의 ‘꿩 먹고 알 먹고’와 비슷하다.

40가지 발명원리 5 양계장에서 달걀에 유통기한을 표시한다면 대개는 달걀을 수집하고 나서 달걀표면에 도장을 찍는 작업을 또 해야 할 것이다. 아래 그림에서는 양계장에서 달걀을 손으로 끄집어냄과 동시에 유통기한을 표시할 수 있다. 이것이 통합(Consolidation)의 원리이다. SU A.c. N 163.473

40가지 발명원리 6 06. 하나의 부품을 여러 용도로 사용한다. 다용도[Multifunction] 넥타이로 사용하면서 동시에 허리띠의 기능도 함께하는 익살스러운 그림이다. 6번 원리는 하나의 부품을 여러 용도로 사용하는 것이다. 반면, 5번 원리는 여러 가지 동작을 한번에 수행하는 것이었다. 실외기 하나로 실내기 두 대를 가동하는 에어컨이 있다면 당연히 경쟁사는 실외기 하나로 실내기 여러 대를 가동하는 에어컨을 선보일 것이다.

40가지 발명원리 7 07. 안에 집어 넣기. 포개기[Nesting] 포개어 집어 넣는 원리는 실제 생활 주변에서 흔히 보는 아이디어이다. 기중기의 팔, 덤프트럭의 화물칸을 올리는 기둥이라던가, 부엌에서 그릇 정리 등 다양한 곳에서 일반적으로 쓰이고 있다. 기술적인 영역에서 어떻게 구체적으로 쓰이고 있는지 생각해보자.

40가지 발명원리 9 09. 미리 반대 방향으로 조치를 취한다. 사전 반대 조치[Preliminary Counter Action] 원하지 않는 작용이 염려되고 피하고 싶거나 혹은 어떤 작용의 효과를 증대시키고 싶다면 미리 조치를 취할 수 있다. 9번 원리는 미리 조치를 취하는 방향이 반대라는 점에서 10번 원리와 다르다. 그림에서는 악기를 불기 위해 미리 펌프로 공기를 몸 속으로 불어넣는다는 익살스러운 내용이다. 실제로 1920년대 올림픽 수영 경기에서 항문에 공기를 집어 넣어 경주에 참가해 금메달을 획득했다가 박탈당한 일이 있었다.

40가지 발명원리 9 농작물을 재배할 때 병해충에 잘 견디며 수확할 때까지 튼튼히 자란다면 가장 이상적인 경우일 것이다. 그림과 같이 싹이 돋아나면 일부러 롤러를 이용하여 뭉개어 버린다. 어릴 때 뭉개어진 싹은 병해충에 잘 견뎌내고, 수확할 때는 한쪽으로 기울어져 있기에 수확하기도 편하다고 한다. 미리 조치를 취하되, 작물을 성장과는 반대되는 방향을 취했다. A.C. No. 740176

40가지 발명원리 10 10. 미리 조치한다. 사전 조치[Preliminary Action] 원하는 효과나 작용을 위하여 사전에 어떤 조치를 미리 취한다는 원리이다. 위의 그림을 어떤 사람들은 ‘고기를 잡기 위해 미끼를 미리 뿌려 두는 것이다’라고 말한다. 즉 미국 사람들이 러시아어로부터 번역하면서 실수한 것이라고 한다. 미기(bait)를 소금(salt)으로 번역한 실수가 있었다는 것이다. 과연 그럴까? 좀 더 생각해보면 10번 원리를 가장 잘 설명하는 그림이라는 것을 알 수 있을 것이다.

40가지 발명원리 10 고무공을 생산하는 공정이다. 고무공은 응용된 고무 수지를 일정한 틀(mold)에 넣고 압착하여 만든다. 고무공의 표면은 페인트칠을 하여 색깔을 입히는데 그 색깔이 쉽게 벗겨지는 문제가 있다. 오른쪽 그림과 같이 고무공을 만들기 전에 틀 내부에 미리 페인트를 칠해 놓으면 압착하는 과정에서 발생하는 압력과 고열에 의하여 가장 이상적으로 고무공 표면에 색깔을 입힐 수 있게 된다. SU A.c. No. 346 030

40가지 발명원리 11 11. 미리 예방 조치를 취한다. 사전 예방 조치[Preliminary Compensation] 원하지 않거나 혹은 부작용이 예상된다면 미리 예방 조치를 취할 수 있다. 그림은 익살스러운 내용인데 그 근본 개념을 잘 설명하고 있다. 이러한 사전 예방 조치는 아주 일반적인데 그러한 평범함이 어떻게 기술적인 영역에서 발명으로 이끌고 있는지 살펴보자.

40가지 발명원리 12 12. 들어서 옮길 필요 없다. 굴리기[Equipotential] 우리는 물건을 옮길 때에 ‘들어서 옮긴다’라는 고정관념을 가지고 있다. 들지 않고도 옮길 수 있는 방법이 많은데도 언제나 ‘옮긴다’ 라는 말 앞에는 습관적으로 ‘들어서’라는 말을 사용한다 ‘옮긴다’는 말 앞에 습관적으로 쓰는 또다른 말은 ‘실어서’이다. 위의 그림에서는 참치를 옮기는데 굴려서 옮기고 있다.

40가지 발명원리 12 자동차 정비소에서 엔진 오일을 교환하는 것처럼 자동차를 들어 올려 자동차의 하단 부를 조정해야 하는 경우가 많다. 이 때에도 자동차를 그림과 같이 들어 올려야 하는데 들어올리지 않고 굴리는 방법이 없ㅇ르까? 그림처럼 장치가 마련된다면 전기의 힘이 전혀 필요 없이 손으로 돌려가며 차를 뒤집을 수 있을 것이다. 45도 정도만 돌려도 충분할 것이다. US Automotive Industry. No. 1-2, 1992, p.6.