[TRIZ] 문제의 조건에 관련된 발명원리

  기술 모순이 생기는 원인 중에 문제의 조건을 잘못 잡았기 때문에 생기는 것이 있다. 과거에는 자동차의 아래를 정비할 때 자동차는 고정되어 있고, 사람이 그 바닥으로 들어가 누워서 작업을 했다. 자동차 바닥의 틈새도 작을 뿐만 아니라 위에서 무엇이 떨어질 때 그것을 전부 작업자가 뒤집어써야 했다. 하지만 지금은 자동차를 들어 올려 작업하기 때문에 과거보다는 편하게 작업할 수 있다. 도심의 문제 중에 불법주차가 있는데 아무리 계몽을 해도 잘 지켜지지 않는다. 그것은 사람의 의식을 문제 해결의 조건으로 잘못 잡았기 때문이다.
  자동차 의 바퀴에 족쇄를 채워버리면 훨씬 더 적은 비용으로 불법주차를 막을 수 있다. 사실은 이 보다 더 단순한 엔진을 멈춰버리는 방법도 있다.

  이렇게 문제의 조건과 관련하여 기술 모순이 발생할 때 사용할 수 있는 발명원리는 발명원리 원리 12 등전위 (Equi-potentiality), 발명원리 13 거꾸로 함(Reverse), 발명원리 원리 22 마이너스를 플러스로 바꾼다.(Turn a Minus into a Plus)가 있다.

  발명원리 12는 물체를 올리지도 내리지도 않는 것을 말한다. 즉 물체를 움직이는 것이 아니라 환경을 움직이는 것이다. 사람이 차 밑으로 들어가는 것이 아니를 차를 들어올려 작업하는 것이다. 이 개념을 더 확장하면 그림 1처럼 스웨덴의 자동차 회사인 볼보처럼 차량을 뒤집는 방법도 있다. 현재 대부분의 자동차 회사는 컨베이어에 조립하는 차량이 매달려 있고,사람이 거기에 맞추어 작업을 한다. 이 경우 올려보면서 작업을 해야 하므로 아무래도 장시간 작업을 하기에는 불편하다. 하지만 볼보는 차량이 뒤집어져 사람은 내려 보면서 작업을 하기 때문에 훨씬 더 인간공학적이다.

  발명원리 13은 요구되는 작용을 거꾸로 하거나, 고정부품은 움직이게, 유동 부품은 고정시키거나, 물체를 돌리거나 뒤집거나 하는 것이다. 예를 들면 제품 아래를 스크루 작업을 할 때 제품을 뒤집거나, 컨테이너에서 곡물을 비울 때 컨테이너를 뒤집어서 비우는 것이 여기에 해당된다. 집에 수영장이 있다면 건강에 도움이 될 것이다. 하지만 수영장을 집에 놓을 수 있는 사람은 극소수 일 것이다. 왜 수영장의 크기가 커야 하는가? 작으면 조금만 수영해도 금방 끝에 도달하기 때문이다.

  Endless Pool이란 제품은 전기 모터를 이용해 풀 안의 물이 흐르도록 설계된 수영장이다. 이것을 사용하면 보이는 것처럼 5m 정도의 소형이지만 하루 종일 수영을 해도 끝에 도달할 수 없다. 즉 물이 고정되고 사람이 움직이는 기존의 수영장이 아니라 사람이 고정되고 물이 움직이는 반대 방법으로 문제를 해결한 것이다.

  발명원리 22는 좋은 효과를 위해 유해한 효과를 이용하거나, 두 유해한 효과를 결합해서 그 둘을 제거하거나, 유해한 효과를 증가시켜 더 이상 유해하지 않게 하게 하는 것이다. 예를 들면 산불을 막기 위해 맞불을 지르는 것이 여기에 해당된다. 전염병에 걸리지 않도록 도와주는 예방주사도 이 원리를 응용한 것이다. 소음은 단순히 불쾌감을 주는 것이 아니라 경우에 따라서는 질병을 유발할 정도로 심각한 공해이다. 도서관 같이 소음이 나는 것이 바람직하지 않은 경우이나 이것을 어떻게 제어할까? 

  White Noise 발생기는 기계 주위에서 발생하는 소리를 입력하여 이와 정반대의 위상을 가지는 소리를 내는 장비이다. 소리는 파형으로 반대의 파형과 중첩되면 없어지는 원리를 응용한 것이다. 컴퓨터 보안업체에서 해커를 고용하며 보안 기술을 개발하는 것도 이 발명원리를 응용한 것이 된다.

  다음에 방법의 조건이 잘못되어 모순이 생기는 경우가 있다. 일반적으로 일을 꼼꼼히 한다는 것이 긍정적일까? 아니면 부정적일까?보통은 긍정적일 것이다. 그런데 10개에 1원정도하는 부품을 판다고 생각해보자. 아주 꼼꼼한 성격을 가진 그 사람은 단 한 개도 틀리는 것을 참을 수 없다. 그래서 하나 씩 세어 정확하게 9,800개를 팔기로 했다면 그 사람은 좋다고 평가를 받을까? 벽창호라고 평가를 받을까? 열에 아홉은 부정적으로 그 사람을 평가할 것이다.그것을 세는데 걸린 인적 비용이 부품 가격보다 더 많기 때문이다. 이처럼 방법이 잘못되어 기술적 모순이 생기는 경우가 있다.

  이럴 경우 사용하는 발명원리에 발명원리 16 초과 또는 부족(Excess or Shortage)과 발명원리 28 재설계(Redesigning), 발명원리 27 값싸고 짧은 수명(Cheap Short Life), 발명원리 34 폐기 및 재생(Rejection and Regeneration)이 있다.

  발명원리 16은 원하는 것을 정확히 얻기 위해 비싼 대가를 치르기보다 "조금 더 “ 또는 " 조금 덜”하는 방법으로 해결하는 것이다. 예를 들면 페인트칠을 할 때 초과해서 칠하고 여분은 제거하는 것이 여기에 해당된다. 컴퓨터에서 그다지 인식을 하지 못하지만 중요한 것 중에 하나에 전원 공급기가 있다. 일반적으로 PC는 250W에서 450W까지 여러 가지 종류의 전원을 사용한다. 그런데 조금 더 돈이 들더라도 전원의 용량을 더 큰 것으로 구입하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 그래픽 카드나 하드 디스크의 확장 등 부가장치가 늘어남으로 해서 컴퓨터가 더 많은 전력을 소비하기 때문이다. 이 경우 용량이 부족하면 당연히 컴퓨터의 동작이 안정적이지 못하게 된다.

  발명원리 27은 비싸고 수명이 긴 물체를 값싸고 수명이 짧은 또는 일회용으로 바꾸는 것이다. 과거에는 주부들이 면 기저귀를 사용했다. 이 경우 재사용이 가능하지만 이를 세탁하는데 많은 노동력을 필요로 했다. 이 문제를 해결하기 위해 현재는 사진 1과 같은 1회용 기저귀를 많이 사용하고 있다.

  발명원리 34는 기능을 수행하자마자 물체의 일부를 버리거나, 동작 중에 물체의 팽창된 부위를 복원하는 원리이다. 19세기까지 소총은 머스켓 소총이라고 해서 화약을 총구에 다져 넣고 발사하는 식이었다. 하지만 지금은 탄피에 화약을 저장하고 이를 발사하는 식을 바뀌어 발사속도, 총기의 수명, 총의 냉각 등에 획기적인 향상을 가져왔다. 이 탄피를 이용한 총알이 발명원리 34를 이용한 사례이다.

  발명원리 28은 기계적 장치를 광학, 음향, 미각과 같은 시스템으로 바꾸거나, 물체와 상호작용 할 전기적, 자기적, 전자기적 장(Field)을 이용하거나, 고정장을 유동장으로, 비구조장을 구조장으로 바꾸거나, 필드의 상호작용 및 강자성 입자를 이용하는 것이다. 예들 들면 휴대용 키보드를 설계할 때 무게도 문제이지만 부피가 가장 제약이 된다. I-Tech 사의 가상 키보드는 발명원리 28을 이용했다. 실제로 존재하는 키보드가 있는 것이 아니라 레이저를 이용해 바닥에 키보드 화면을 그림으로써 부피의 문제를 해결하고 있다.

  전 전자식 점화장치도 마찬가지이다. 자동차 엔진의 경우 이그니션 코일에서 발생한 고압전기를 디스트리뷰터라는 장비가 스파크 플럭에 주어 엔진을 점화한다. 이 디스트리뷰터는 기계식 장치라서 마모가 일어나고 오랜 시간 사용하면 고장이 난다. 새롭게 개발된 전자식 점화장치는 기계식 시스템을 전부 제거하여 성능도 2배 이상 향상했을 뿐만 아니라 부품의 수도 획기적으로 줄였다.