트리즈 (TRIZ) : 발명을 빠르게 할 수 있다는 도도한 이론

1. 창의력은 습득될 수 있는 것일까?

우리가 창의력이 경쟁력인 세상에 살고 있는 것은 분명하다. 기업들이 귀따갑게 외치는 혁신이란 단어도, 책한권에서 출발해서 이제는 고유명사처럼 사용되는 블루오션이란 단어도 결국에는 창의력으로 차별적인 답을 내자는 말이다. 우리는 성공하려면 창의력이 필요하다. 그런데, 창의력은 타고나는 것일까? 물론 그런면도 없지는 않을 것이다. 우리는 미쳐 생각하지 못했던 무언가를 만들어내는 발병가들을 보면, 그들의 두뇌는 좀 다른 구조를 가지고 있는 것 같기도 하다. 꼭 발명가라는 추상적인 존재가 아니더라도, 우리는 어렸을 때 맥가이버의 창의적인 문제해결에 감탄해본 경험이 있을 것이다.

1946년에 러시아의 19세의 헨리 알트슐러는 2차 대전으로 인해 해군에 복무중이었다. 13세에 이미 첫 발명특허를 획득한 이 재원은 당시 군에서 특허파트에서 일을 하고 있었다. 어느날 알트슐러에게 어떤 기술문제를 해결해달라고 요청이 왔는데, 그는 3개월 전에 다른문제에서 해결한 방식과 똑같은 방식으로 해결될 수 있는 문제임을 발견하고 순싯간에 문제를 해결해주게 된다. 이 일로 유명해지자 얼마 후, 이번에도 전혀 다른 용접분야 기술난제를 풀어달라는 요청이 오게된다. 공교롭게도 이 문제 역시 목적은 다르지만, 그 해결원리는 같은 것이었고 다시금 번개같이 문제를 해결할 수 있었다. 알트슐러는 이러한 상황을 경험하면서 발명과정에 공통적인 원리가 있을 것이 있지 않은가에 대해 궁금증을 가지고, 이후 2년간 40만건의 특허들을 분석하게 된다. 그 결과 40가지의 원리를 뽑아낼 수 있었다. 이 원리를 적용해서 알트슐러는 엄청나게 많은 문제를 해결하게 되고, 계급도 상당히 많이 올라가게 된다. 물론 계속해서 이 발명의 원리의 완성도를 높여갔음은 물론이다.

우리도 이 원리를 알면, 오만가지 기술적 난제들을 쉽고 빠르게 해결할 수 있지 않을까? 적어도 지금까지 이 원리를 적용해본 사람들과 기업들은 효과가 있다고 말을 하고 있는 것으로 봐서는 가능한 듯 하다. 입소문을 타고 기업들이 적용하고 있는 이 원리가 바로 TRIZ이다. 우리는 TRIZ를 이용함으로써 창의력을 습득할 수 있다고 한다.

  

2. TRIZ란?

TRIZ란 창의적 문제 해결 방법론(the Theory of Solving Inventive Problems)라는 말의 러시아어 약자이다. TRIZ는 헨리 알트슐러 박사가 평생동안 50년간, 200만건 이상의 특허를 구조적으로 분석하여, 우수한 발명자가 사용한 문제 해결의 원리(패턴)를 도출하고, 이를 활용할 수 있도록 고안된 연산적 방법론이다.

TRIZ 개발원리는 다음과 같다. (Figure 1)

n        먼저 러시아의 모든 특허를 분석하여 발명특허를 5단계의 수준으로 분류했다. 이 가운데 1~2단계의 발명은 발명이라고 하기 힘든 개선이었고, 5단계의 발명은 전혀 새로운 것의 반견에 해당하는 것이었다. 이에, 3~4단계에 해당하는 소위 창의적이라 할 수 있는 수준높은 발명특허에 대해서만 분석을 수행했다.

n        창의적인 발명들에서 발견되는 공통적인 특징은 모순(Contradiction)을 극복하고 있다는 사실을 발견하게 된다. 여기서, 모든 문제해결의 시작은 본질적인 모순이 되는 것이 무엇인가를 찾는데서 시작해야 한다는 것을 알게 된다. 그리고, 모순을 극복하는 과정을 패턴분석 결과로 문제 해결의 40가지의 원리가 발견되었다.

n        다음에는 모순을 해결하기 위해서 주어진 자원을 어떻게 활용하고 있는가를 분석을 수행했다. 그 결과 Su-Field Analysis란 유용한 모델링 기법을 적용하게 되었으며, 72개의 문제해결 패턴 모델로 정의해 놓을 수 있었다.

n        마지막으로 이렇게 도출된 방법과 도구들을 유기적으로 묶는 정형화된 프로세스를 정의하게 되었다. 이것은 ARIZ라고 명명되었다.

< Figure 1 >

 

이렇게 도출된 TRIZ는 기술적 난제나 특허회피 문제에 봉착했을 때, 다짜고짜 시행착오를 감행하는 것을 피하고 어디서부터 어떻게 문제를 풀어갈 것인가에 대한 방법에 대한 아이디어를 제공해 준다. 결국, TRIZ가 목표로 하는 것은 매우 간단하다. 그것은 “시행착오를 통해 우연을 기다리는 것보다는 문제해결에 대한 체계적인 사고기법으로 빠른 시간 안에 해결하자!”인 것이다.

 

3. TRIZ 적용방법

TRIZ를 잘 활용하기 위해서는 96시간의 교육을 받을 필요가 있다. 일단, 본고에서는 정말 핵심적인 내용만을 쉽게 다루어 TRIZ의 맛을 볼 수 있게 하는 것을 목적으로 한다.

TRIZ적용은 딱 3단계로 압축된다. (Figure 2)

(1) 이상적인 모습이 무엇인가를 정의하고, (2) 모순을 찾아내서, (3) 주어진 자원으로 해결하는 방법을 찾아내는 것이다.

< Figure 2 >

(1) IFR 도출

IFR은 Ideal Final Result의 약자로써, 더 이상 좋을 수 없는 가장 이상적인 형태의 해답을 말한다.

실현 가능성의 여부를 고려하지 않고, 원하는 모습에 대한 상상의 최종 결과를 목표점으로 정해두자는 것이다. 이 과정에서는 공상도 요긴하다.

이렇게 이상적인 결과를 정의함으로써 현재상태와 이상적인 결과 사이의 모순을 도출할 수 있는 준비를 하게 되는 것이다.

 

(2) Contradiction 분석

  이상적인 결과와 현재의 상태를 비교해보면 달성을 불가능하게 보이게 하는 어떤 괴리가 존재할 것이다. 이것이 바로 TRIZ에서 집중관리의 대상이 되는 모순이다.

TRIZ에서는 모순을 두 가지 유형으로 구분한다. (Figure 3)

n        첫번째는 물리적인 모순(Physical Contradiction)으로 어떤 한 요소가 어떨 때는 이래야 하고, 어떨 때에는 저래야 하는 상황을 말한다. 즉, 1개의 요소가 때에 따라서 달라져야 한다는 모순이다. 이것은 시간, 공간, 기능의 3가지 관점에서 분리시켜봄으로써 문제를 해결할 수 있다고 한다.

n        두번째는 기술적인 모순(Technical Contradiction)으로 이것은 하나의 요소를 좋아지게 하면, 다른 요소가 나빠지는 상황을 말한다. 부작용이 대표적인 사례다. 이 유형의 모순은 상황에 따라 다양한 문제해결 방법으로 패턴화가 되는데 이것을 TRIZ에서는 테이블(Contradiction Matrix)로 일목요연하게 정리해두었다.

 

< Figure 3 >

여기서 Contradiction Matrix에 대해 잠깐 살펴보고 넘어가자.

이것은 Technical Contradiction의 Parameter를 39개의 기술용어로 일반화시켜서 2개의 Factor의 속성을 입력하면, 적절한 원리가 도출되게끔 만들어진 대형 테이블이다. 39 by 38, 1482개의 Technical Contradiction에 관하여 앞서 언급한 40개의 문제해결 원리(40 Principles) 선별하여 추천한다. Contradiction 분석을 통해서 Technical 모순관계가 정의되면, 축적지식에 기반하여 이 모순의 해결 방향을 가이드해주는 마법의 툴 같은 존재다.

예를 들어, IFR을 만들어내기 위해 시스템 내부의 움직이는 부품의 무게를 변경했더니 원하지 않는 엉뚱한 곳에 힘이 가해지는 부작용이 생기는 상황을 생각해보자.

Contradiction Matrix에 이 Parameter를 도입해보니, 8, 10, 18, 37 이라는 숫자를 알려준다. 이 숫자는 미리 정의된 40 Principle의 숫자이다. 이 숫자에 해당하는 Principle에서 문제 해결을 시작하면 된다.

실제 TRIZ를 적용할 때에는 Figure 4에서 나온 것 같이 Counterweight(중력회피), Prior action(사전조치)같은 막막한 단어에서 출발하는 것이 아니고, 해당 Principle에 해당하는 보다 구체적인 설명 및 실제 특허예제들을 접해 볼 수 있게 된다. 결국, 모순을 일으키는 속성으로부터 문제해결을 위한 원리 및 예제를 획득 할 수 있게 되는 것이다.

 

< Figure 4 >

그러나, Contradiction Matrix는 절대 마법의 테이블이 아니다. 이 테이블을 이용해서 해결되지 않는 문제가 엄청나게 많으며, 사람의 사고를 제안하는 Principle안에 묶어놓는 부작용도 있다. 이 테이블을 만드는데 많은 공을 쏟은 TRIZ 창안자인 알트슐러 박사마저도 말년에는 이 테이블의 무용론을 주장할 정도였다.

분명 Contradiction Matrix는 지금처럼 맨땅에 헤딩하는 것보다는 요긴한 시작점을 알려주기는 하나, 100% 기대하고 의지하는 것은 금물이다.

 

(3) Resource 활용방안 분석

  Su-Field Analysis를 이용해서 가용한 자원을 어떻게 적용할 것인가를 모델링 하는 것이다. 여기서 Su-Field Analysis Substance-Field Analysis의 약자로써 국내에서는 ‘물질-장 분석’으로 번역되고 있다. 이것은 Resource를 Substance (or Object)와 Field로 세분화하고 이들간의 상호작용을 정의하는 모델링 방법이다.

Su-Field Analysis는 Su-Field Triangle을 그리면서 시작한다. 모순을 발생하는 두 요소를 Substance 1, 2로 놓고, 어떤 장(Field 또는 Force)이 여기에 어떤 영향을 주는가를 모델링 한다. 그리고, 우리가 원하지 않는 영향관계, 즉 모순을 유발하는 관계를 끊거나 맺어주기 위한 방법을 모델을 이리저리 변형해가면서 찾아내게 된다.

Su-Field Analysis 적용 예는 Figure 5와 같다.

 

< Figure 5 >

TRIZ에서는 다양한 특허분석을 통해 Su-Field Analysis의 패턴을 추려냈다. 그리고 이를 연관성있는 class로 묶어서 구조적으로 정리해두었다. 모두 78개의 패턴이 정리되었는데, 이것이 이름하여 76 Standard Solution이다. Figure 5의 2가지 예도 그 일부이다.

이 76 Standard Solution에도 상세한 세부설명 및 다양한 특허 예제가 함께 제공된다. 결국, 모순을 찾아내서 모델링 해내기만 하면, 그런 모델의 경우에 해결된 다양한 특허사례들을 참조하면서 문제해결 방안을 도출할 수 있게 된다.

  

4. TRIZ가 정말 효과가 있을까?

여기까지 정독한 분들은 ‘결국 다른 특허사례를 참조하는 것이 무슨 방법론이냐’고 물을지 모르겠다. 사실 이런 방법을 안쓰고도 지금까지 어떻게든 문제해결을 해온 것도 사실이다. 그러나 변수 하나씩 바꾸면서 시도하는 시행착오 기반 접근보다는 조금 더 이유있는 접근방법이며, 시간도 훨씬 단축될 가능성이 매우 큰 것은 부인할 수 없다. 이미 삼성전자 등의 몇몇 국내업체들에서 TRIZ적용 성공사례들이 속속 발표되고 있다.

삼성전자나 LS전선 등 3~4년 전부터 TRIZ를 적용해본 업체는 이구동성으로 TRIZ가 특허획득이나 특허회피에는 효과가 있다고 증언하고 있다. 물론, 연구원이 TRIZ를 익히고 실전에 적용할만큼 익숙해 지는데 시간이 많이 소요되고, 일부의 매니아층만 탄생되는 문제점도 겪었다고 한다. 그러나, TRIZ를 적용함으로써 ‘시행착오는 현명한 접근 방법이 아니다.’라는 인식이 확대되고, 조금이라도 더 이유있는 문제해결 접근방법을 써먹어 보고, 다양한 특허해결사례를 접하면서 연구원들의 생각의 폭이 넓어지는 효과는 무시하기 힘든 매력임에는 분명하다.

연구원들을 창의력으로 무장시켜야 글로벌업체가 될 수 있는데, 현재로써는 TRIZ보다 더 나은 방법은 없어 보인다.

  

5. TRIZ 예제

마지막으로 ‘현실과 미래’에서 출간된 ‘트리즈’에 소개되어있는 문제해결 예제를 TRIZ기법을 적용해서 소개한다. 앞서 설명한 TRIZ접근방법이 정말 요긴할지 가볍게 살펴보는데 도움이 될 것이다.

 

(1) 문제 개요

압축공기를 이용하여 강철구슬을 고속으로 운반하는 구부러진 관이 있다.

작업량을 늘리려고 구슬의 운반속도를 증가시키면, 구슬은 이 관의 굽은 내벽과 강하게 충돌하여, 관의 내벽이 잘려져 나가서 얼마 못견디고 구멍이 난다.

설치환경상 관은 구부러질 수 밖에 없으며, 큰 비용 없이 문제를 해결해야 한다.

 

< Figure 6 >

  

(2) 문제 해결

TRIZ를 적용하기 이전, 쉽게 시행착오를 시도하게 될 수 있는 해결책은 다음과 같을 것이다.

n         충돌을 좀 더 잘 견디는 내벽 재료를 연구한다.

n         충돌부분 내벽 두께를 몇 배로 만들어 수명을 연장한다.

n         관을 두개 설치한다. 하나가 탈없이 사용되는 동안, 다른 것을 수리하면 된다.

위의 모든 해결책은 어차피 계속 수리를 해야 하게 되므로 문제해결이라고 할 수 없다.

 

TRIZ를 통해 아래와 같은 과정을 통해서 자석을 이용해서 내벽 보호층을 만드는 해결방안이 도출되었다..

 

< Figure 7 >

 

6. 참조할만한 TRIZ Reference

n        생각의 창의성 TRIZ, 김효준, 2004

n        트리즈, 헨리 알트슐러, 2003

n        http://www.trizacademy.net/

n        http://www.kimstriz.co.kr/

n        http://www.triz40.com/