한국트리즈협회에서 제공하는 트리즈 표준교재입니다.

1. 단원명 : 트리즈 - Tool for Best Design
중단원 :
차시명 : 4. 발명원리 40 - 1,2,3 과 5,6
학습개요
1. 발명원리 40중 나누거나 통합하는 것과 관련 된 발명원리의 학습
2. 나눠야 하는 발명원리 학습
2. 합해야 하는 발명원리 학습
학습목표
1. 발명원리 1, 2, 3번 이해 및 활용
2. 발명원리 5번, 6번 이해 및 활용
들어가기
사진 1 불량주부(드라마) 사진 2 분할형 밥솥
당신은 불량주부로 아이들을 위해 밥을 해줘야 한다. 문제는 아내의 취향과 아이들의 요구
사항이 다르다는 것. 아이들이나 당신은 흰 쌀밥을 먹기를 원한다. 하지만 아내는 건강을
위해 잡곡밥을 먹기를 원한다. 밥을 두 번 하면 되지만 그러기에는 바쁜 아침 시간에 시간
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2. 이 부족하다. 이 문제를 어떻게 해결해야 할까? 그 해답은 오른 쪽 그림이다. 밥솥 가운데
를 나누는 철판을 사용하는 것이다. 이것을 가지고 밥을 하면 한 번에 두 종류의 밥을 하는
것이 가능하다. 이것은 어떻게 문제를 해결했는가? 현재의 문제 상황을 분할, 즉 나눔으로
서 문제를 해결한 것이다. 기술모순이 생기는 첫 번째 원인은 이처럼 나눠야 할 것을 나누
지 않거나 반대로 나누지 말아야 할 것을 나누는데 기인한다.
학습하기
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3차시에서 기술모순에 대해 배웠습니다. 기술모순이라는 상황에 직면 했을 때 이것을 해결하
기 위해서 사용하는 기법이 발명원리 40이라는 것입니다. 발명원리 40은 트리즈의 창시자인 알
트슐레르가 만든 첫 번째 문제해결 원리이며 트리즈의 기본이고, 원점이 되는 원리입니다. 이것
을 자유자재로 사용할 수 있을 때 트리즈를 안다고 할 수 있습니다. 여기서 숫자 40이란 문제해
결 원리가 40개란 뜻입니다.
각각의 원리에 대한 명칭은 표 1과 같습니다. 예를 들면 1번 분할(Segmentation)은 나눠서 문
제를 해결하라는 것입니다. 40번 복합재료(Composite)는 사용재료를 복합재료로 바꿔서 문제
를 해결하라는 것입니다.
이런 식으로 총 40개가 되지만 실제로는 몇 가지 원리들이 개념적으로 유사한 것이 있습니다.
예를 들면 발명원리 1 분할, 발명원리 2 분리, 발명원리 3 국소적 품질은 전부 문제를 분할함으
로써 해결합니다. 즉 이들 원리의 근본은 유사한 것입니다. 그래서 이런 방법으로 발명원리 40
을 그룹핑하면 그림 3과 같이 됩니다. 그리고 이것을 기준으로 강의가 진행될 것입니다.
발명원리 1,2,3은 분할하여 문제를 해결합니다. 발명원리 5,6은 통합하여 문제를 해결합
니다. 발명원리 4,8은 균형을 맞추거나 균형을 깨트려 문제를 해결합니다. 발명원리
18,38,39는 불안정하게 하거나 반대로 안정되게 함으로서 문제를 해결합니다. 발명원리
7,17은 공간을 확장, 축소하여 문제를 해결하고, 14는 형상을 바꾸어, 32는 색상을 바꾸어
문제를 해결합니다. 이것들은 전부 형태와 관련된 해결방법입니다. 발명원리 15,29,30,31
은 유연성을 부여하여 문제를 해결하고, 23은 피드백을 하여, 25는 자체 처리로 문제를 해
결하는 것으로 통제와 관여됩니다. 발명원리 24,26는 무엇인가를 통하여, 33은 동일하게
함으로서 문제를 해결합니다. 발명원리 12,13,16,22,27,28은 조건을 바꿈으로서 문제를 해
결합니다. 발명원리 34,35,36,37,40은 원리나 재료를 바꿔서 즉 방법이 바꿔서 문제를 해
결합니다. 발명원리 9,10,11은 사전에 대비해서, 19,20은 작동 시간을 바꿔서, 21은 빨리
하면서 문제를 해결하는 시간이 문제에 관여하는 경우에 사용합니다.
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3. 1. 분할 Segmentation
2. 분리 Separation/Extraction
3. 국소적 성질 Local Quality
4. 비대칭 변환 Asymmetry
5. 결합 Merging
6. 다 기능성(다용도) Multi functionality
7. 포개진 인형 Nested doll
8. 무게 보상 Weight Compensation
9. 선행 반대 조치 Preliminary counteraction
10. 선행 조치 Preliminary action
11. 사전 보상 Beforehand Compensation
12. 높이 맞추기 Equi-potentiality
13. 다른 길로 돌아가기 The other way around
14. 곡률 증가 Curvature increase
15. 동적 부품 Dynamic parts
16. 과부족 조치 Partial or excessive actions
17. 차원 바꾸기 Dimensionality change
18. 기계적 진동 Mechanical vibration
19. 주기적 작동 Periodic action
20. 유익한 작용의 지속 Continuity of useful action
21. 서두르기 Hurrying
22. 전화위복 Blessing in disguise
23. 피드백 Feedback
24. 매개체 Intermediary
25. 셀프 서비스 Self service
26. 복제 Copying
27. 값싼 일회용품 Cheap disposables
28. 기계적 상호작용 대체 Mechanical interaction substitution , use of fields
29. 공기압과 수압 Pneumatics and hydraulics
30. 유연한 막과 얇은 필름 Flexible shells and thin films
31. 다공질 재료 Porous materials
32. 광학 특성 변경 Optical property changes
33. 동질성 Homogeneity
34. 폐기와 재생 Discarding and recovering
35. 파라미터 변경 Parameter changes
36. 상전이 Phase transitions
37. 열팽창 Thermal expansion
38. 강산화제 Strong Oxidants
39. 불활성 환경 Inert atmosphere
40. 복합재료 Composite materials
표 1. 발명원리 40
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4. 그림 1. 발명원리 40 그룹핑
1. 나눠서 문제를 해결하는 발명원리
기술모순이 생기는 첫 번째 원인은 나눠야 할 것을 나누지 않았기 때문이다. 크라코사의 전기
온수기(그림 2)가 가진 기술모순은 무엇일까? 전기온수기는 전기를 이용해 물을 데워 사람들이
더운 물을 쓸 수 있도록 해주는 장비이다. 사람들이 편하게 사용하려면 원할 때 원하는 만큼의
온수가 충분히 공급되어야 하고 그러기 위해서 온수 탱크의 크기가 클수록 좋다. 하지만 탱크
가 크면 어떤 유해요인이 생길까? 예를 들면 손을 씻는 경우와 목욕을 하는 경우는 당연히 물의
사용량이 다릅니다. 따라서 탱크가 크다면 물을 적게 사용하는 경우는 사용하지도 않을 물을
데우는데 전기를 낭비한다. 따라서 효율이 떨어진다는 문제가 생긴다. 물탱크의 크기를 작게하
면 효율이 올라가지만 소비자가 물을 사용하다가 중간에 떨어진다는 불편함이 발생하는 기술모
순이 있다.
이 문제를 해결하려면 발명원리 1번 분할(Segmentation)을 적용하면 된다. 그림 2의 오른쪽처
럼 물탱크를 분할하는 것이다. 그래서 물은 많이 저장할 수 있도록 탱크의 크기를 크게 하되, 가
열하는 것은 전체가 아니라 내부에 설치된 소형 물통의 물만 가열하는 식으로 하면 기술모순이
해결된다.
이렇게 나눠서 기술모순을 해결하는 방법은 크게 발명원리 1 분할(Segmentation), 발명원리
2 분리/추출(Extraction), 발명원리 3 국소적 품질(Local Quality)의 세 가지가 있다.
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5. 그림2. 전기 온수기
발명원리 1은 물체를 독립적인 서브시스템으로 나누거나, 물체를 분해가 쉽도록 설계하거
나, 물체의 분해도를 증가 시키는 것이다. 즉 핵심은 나누는 것이다.
예를 들면 과거에는 전산실에서 메인 프레임급 컴퓨터(사진 3)를 사용했다. 이 경우 주 컴
퓨터가 고장이 나면 회사 전체의 전산업무가 마비되어 버린다. 그래서 지금은 개인용 컴퓨
터로 대체하거나 업무 별로 여러 개의 서버를 도입해 전산 업무를 분할했다.
고속도로에서 시간을 많이 소비하는 것 중에 하나에 요금을 징수하는 톨게이트(사진 4)가
있다. 돈을 지불하고, 요금을 거슬러 주려면 시간이 지체된다. 그중에 가장 심한 곳은 모든
교통이 몰리는 서울 톨게이트이다. 이것을 해결하려면 톨게이트의 숫자를 늘리면 된다. 그
래서 서울의 톨게이트는 한 입구 당 한 개가 아니라 두개가 배치되어 있다. 그래서 계산 속
도를 2배로 증가시켜 문제를 해결하고 있다.
사진 3 IBM 3083 Main frame 사진 4. 톨게이트
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6. 발명원리 2는 물체로부터 원하지 않는 부분이나 물성을 추출하거나, 물체로부터 필요한 부
분이나 물성만 추출하는 것이다. 문제를 해결하기 위해서 무엇인가를 가져오면 거기에는 원
하지 않는 것이 반드시 섞여있다. 예를 들면 냉방을 위해 에어콘을 도입하면 어떤 기술모순
이 발생할까? 당연히 시원한 바람을 얻을 수 있으므로 편리함이 얻어진다. 여기에서 생기는
유해작용은 무엇일까? 과거의 에어콘은 사진 5처럼 컴프레서와 실내기가 함께 붙어있는 일
체형이었다. 이 경우 컴프레서가 돌아가는 소음이 심해 실내가 시끄러워 잠을 자기 어렵다.
즉 소음이라는 유해요인이 발생한다. 이 문제를 해결하려면 발명원리 2를 적용해 소음이 되
는 컴프레서를 에어콘에서 추출하면 된다. 그래서 지금의 에어콘은 사진 6처럼 컴프레서는
실외에 설치하고 실내에는 찬바람이 나오는 실내기만 설치해 기술모순을 해결하고 있다.
사진 5 일체형 에어콘 사진 6. 분리형 에어콘
발명원리 3은 물체 또는 환경을 균질상태에서 비균질 상태의 구조로 바꾸거나, 다른 부
품에 대해서는 다른 기능을 설정하거나, 물체의 각 부위가 최상의 동작조건이 되도록 하는
것이다. 예를 들어 당신이 이어폰을 설계한다고 할 때 소리를 내는 드라이버 유닛을 어떻게
설계해야 하는가 하는 기술모순에 직면한다. 이어폰은 고음을 훌륭하게 재생할 수 있어야
한다. 그러기 위해서는 드라이버 유닛의 크기가 작고 진동판이 얇을수록 맑은 소리를 낼 수
있다. 하지만 저음도 훌륭하게 재생되어야 한다. 그러기 위해서는 아까와는 반대로 드라이
버 유닛의 크기가 클수록 웅장한 저음이 재생된다. 그림 3은 발명원리 3을 이용해 이 기술
모순을 해결하고 있다. 즉 드라이버 유닛을 두개로 분할해 저음에 최적인 것과 고음에 최적
인 것으로 국소화 한 것이다.
저음재생 diaphragm
저음 음공
고음음공
고음 재생 저음전용
diaphragm drive unit
고음전용
drive unit
단면도: 두개의 speaker는 완전히독립하
고있다.
그림 3. 드라이버 유닛 분할형 이어폰
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7. 2. 모아서 문제를 해결하는 발명원리
기술모순이 생기는 두 번째 원인은 나누지 말아야 할 것을 나눴기 때문이다. 집에 하나씩 있는
공구 상자(사진 7)를 보자. 그다지 자주 사용하는 것은 아니지만 필요한 물건이다. 이것이 가진
좋은 점은 편리함이고 불편함, 즉 기술모순은 무엇일까? 오래 사용하다 보면 한두 개 씩 잃어버
려 짝이 맞지 않게 된다. 혹은 사용하지도 않은 공구로 인해 공간을 너무 많이 차지 한다 등의
불편함이 있다. 이 문제는 발명원리 5번 결합을 이용해 해결 되었다. 만능공구(사진 8)는 집에
서 필요로 하는 거의 모든 공구가 하나에 모여 있다. 그래서 이것만 있으면 웬만한 집일을 처리
할 수 있다.
이렇게 모아서 기술모순을 해결하는 발명원리는 발명원리 5 결합(Merge), 발명원리 6 다기
능성(다용도) (Universality)의 두 가지가 있다.
사진 7. 공구 상자 사진 8 만능 공구
발명원리 5는 동일, 유사, 또는 연관된 기능을 수행하는 물체들을 결합하거나, 동일, 유사,
또는 연관된 기능을 동시에 수행하도록 동작들을 결합하는 것이다. 집에서 많이 사용하는
수세미(사진 9)의 경우 기술모순이 무엇일까? 수세미가 부드러우면 닦는 그릇에 흠집이 나
지 않아 식기의 수명이 길어진다. 하지만 눌어붙은 음식 찌꺼기는 부드러운 것으로는 닦으
려면 많은 힘이 들어가야 한다. 보다 쉽게 하려면 거친 수세미를 사용해야 한다. 하지만 이
경우 식기에 흠집을 낼 수 있기 때문에 식기의 품질이 떨어질 수 있다. 3M은 발명원리 5
결합을 이용해 이 기술모순을 해결했다. 즉 거친 것과 부드러운 것, 두장을 함께 붙여 한
면은 거칠고, 한 면은 부드러운 수세미를 만들어 문제를 해결했다.
발명원리 6은 한 물체가 다른 물체의 기능까지 수행하게 하거나 부수적인 물체는 제거하
는 것이다. 예를 들면 여행용 칫솔에는 손잡이에 기술모순이 있다. 운반을 하려면 칫솔의
길이가 긴 것이 좋을까? 아니면 짧은 것이 좋을까? 칫솔의 길이가 어느 정도 길어야 칫솔
질을 하기 편리하다. 하지만 칫솔의 길이가 길면 보관이 불편하다는 기술모순이 발생한다.
여행용 칫솔(사진 11)은 발명원리 6 다용도(Universality)를 이용해 기술모순을 해결하고 있
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8. 다. 칫솔의 손잡이를 끼었다 뺏다 할 수 있고, 빼면 손잡이가 되고, 끼면 칫솔 커버가 되도
록 두 가지 이상의 기능을 부여하여 문제를 해결하고 있는 것이다.
사진 9. 부드러운 수세미 사진 10. 거친 수세미 사진 11. 여행용 칫솔
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평가하기
1. 다음 예제는 어떤 발명원리를 이용한 것인가?
① 발명원리 1. 분할
② 발명원리 5. 결합
③ 발명원리 4. 비대칭 변환
④ 발명원리 6. 다용도
정답) ①
해설) ① 닭 꼬치는 닭을 분할하여 요리의 가치를 향상한 것이다.
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9. 2. 다음 예제는 어떤 발명원리를 이용한 것인가?
① 발명원리 1. 분할
② 발명원리 5. 결합
③ 발명원리 4. 비대칭 변환
④ 발명원리 6. 다용도
정답) ②
해설) 이것은 걸레와 슬리퍼를 결합해 마루를 걸어 다니면서 청소를 하게 한 것이다.
정리하기
1) 발명원리 1,2,3은 어떻게 문제를 해결하는가?
- 발명원리 1은 물체를 독립적인 서브시스템으로 나누거나, 물체를 분해가 쉽도록 설계하
거나, 물체의 분해도를 증가 시키는 것이다.
- 발명원리 2는 물체로부터 원하지 않는 부분이나 물성을 추출하거나, 물체로부터 필요한
부분이나 물성만 추출하는 것이다.
- 발명원리 3은 물체 또는 환경을 균질상태에서 비균질 상태의 구조로 바꾸거나, 다른
부품에 대해서는 다른 기능을 설정하거나, 물체의 각 부위가 최상의 동작조건이 되도록 하
는 것이다.
2) 발명원리 5,6은 어떻게 문제를 해결하는가?
- 발명원리 5는 동일, 유사, 또는 연관된 기능을 수행하는 물체들을 결합하거나, 동일, 유
사, 또는 연관된 기능을 동시에 수행하도록 동작들을 결합하는 것이다.
- 발명원리 6은 한 물체가 다른 물체의 기능까지 수행하게 하거나 부수적인 물체는 제거
하는 것이다.
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