트리즈를 통한 문제분석 및 문제 해결 쉽게 해요

트리즈 문제해결

TRIZ(트리즈 : 이론적 문제해결)는 혁신적인 아이디어를 발굴하고 문제를 해결하기 위한 방법론으로서, 다양한 도구와 원리를 활용합니다. 

TRIZ의 개념

TRIZ는 러시아어 약자로 "이론적 문제해결"을 의미합니다.
TRIZ는 혁신과 문제 해결을 위한 체계적인 방법론으로서, 기존의 경험과 지식을 바탕으로 창의적인 해결책을 도출합니다.
TRIZ는 문제의 본질을 파악하고, 문제의 원인을 해결하기 위해 상충하는 요구를 조화시키는 방법을 제시합니다.

TRIZ의 원리

상충 원리: 문제 해결을 위해 상충하는 요구 사이의 상충 관계를 해소하는 방법을 제시합니다. 예를 들어, 성능 향상과 비용 절감이 상충하는 경우, 상충 요구를 조화시키는 방법을 찾아냅니다.
분리 원리: 문제를 해결하기 위해 요소들을 분리하여 개별적으로 다루는 방법을 제시합니다. 각 요소를 독립적으로 개선하고 조합함으로써 문제를 해결할 수 있습니다.
역발상: 문제의 관점을 전환하여 새로운 해결책을 찾는 방법을 제시합니다. 예를 들어, "어떻게 막을 것인가?" 대신 "어떻게 발생을 유도할 것인가?"라는 질문을 통해 새로운 아이디어를 도출할 수 있습니다.
기능 확장: 기존의 기능을 변형하거나 새로운 기능을 추가하여 문제를 해결하는 방법을 제시합니다. 기능의 유연한 조합과 확장을 통해 창의적인 해결책을 찾을 수 있습니다.

 

TRIZ는 문제 해결과 혁신을 위한 다양한 도구와 원리를 제공하므로, 이를 적절히 활용하면 창의적이고 효과적인 문제 해결이 가능합니다. 

 

문제 해결과 혁신을 위한 다양한 도구와 원리 

문제분석 원리:

TRIZ는 문제를 분석하기 위해 다양한 원리를 제공합니다.
WIS(원인-결과 분석) 원리: 문제의 원인과 결과를 분석하여 문제의 본질을 파악하여 모순을 분석합니다.
SIT(시스템-목표 분석) 원리: 시스템의 구성요소와 목표를 분석하여 문제와 목표의 관계를 이해합니다.
FCA(기능-비기능 분석) 원리: 제품이나 시스템의 기능과 비기능적인 측면을 분석하여 문제를 해결합니다.
등 다양한 원리를 활용하여 문제를 분석하고, 문제의 본질과 원인을 파악합니다.

 

문제해결 원리:

TRIZ는 문제해결을 위해 다양한 원리와 도구를 제공합니다.
ARIZ(알고리즘적 문제해결) 원리: 문제의 해결을 위한 단계적인 접근 방법을 제시합니다.
S-Field(공간-필드) 원리: 문제를 해결하기 위해 공간과 필드를 조작하여 새로운 해결책을 도출합니다.
Su-Field(주체-공간-필드) 원리: 주체, 공간, 필드의 상호작용을 분석하여 문제를 해결합니다.

 다양한 원리와 도구를 활용하여 문제를 해결하고, 창의적인 해결책을 도출합니다.

 

TRIZ에는 다양한 도구와 기법들이 존재합니다. 예를 들면, 모순 행렬, 트리미, 회전, 역방향 분석 등의 도구를 활용하여 문제를 분석하고 해결책을 도출할 수 있습니다. 이러한 도구와 원리를 적절히 활용함으로써, 문제 해결에 있어서 창의적이고 효율적인 방법을 찾을 수 있습니다.

 

분석도구 : 모순분석

기술적 모순(Technical Contradiction):

기술적 모순은 어떤 시스템이나 제품의 개선을 위해 두 가지 상반된 특성 또는 요구사항이 동시에 충족되어야 할 때 발생합니다. 즉, 한 가지 속성을 개선하면 다른 속성이 악화되는 상황을 말합니다. 이러한 모순은 문제 해결을 어렵게 만들 수 있습니다.

기술적 모순의 예시:

스마트폰 배터리 수명과 성능: 스마트폰의 배터리를 오래 사용하기 위해서는 배터리 용량을 늘리는 것이 좋지만, 동시에 스마트폰이 가볍고 얇아야 휴대하기 편리합니다. 배터리 용량을 늘리면 스마트폰이 더 무거워지고 두꺼워지는 등 성능이 저하될 수 있습니다.
자동차 속도와 연비: 자동차를 더 빠르게 만들기 위해선 엔진의 힘을 더욱 강하게 만들어야 하지만, 이로 인해 연료 소비가 더 많아지게 됩니다. 따라서 속도와 연비라는 두 가지 요구 사항이 상반되어 충돌합니다.

 

물리적 모순(Physical Contradiction):

물리적 모순은 어떤 시스템이나 제품의 설계나 동작에 있어 두 가지 상반된 물리적 특성이 동시에 요구되는 상황을 말합니다. 즉, 한 가지 변화나 개선으로 인해 한 측면은 좋아지지만 다른 측면은 악화되는 상황입니다. 이러한 모순은 문제 해결을 어렵게 만들 수 있습니다.

물리적 모순의 예시:

공원의 놀이기구 크기와 안전성: 놀이기구를 크게 만들면 놀이가 더 재미있어지지만, 동시에 큰 놀이기구는 안정성이 떨어질 수 있습니다. 크게 만들면 재미있지만 안전성이 감소하는 상황이 물리적 모순입니다.
물건의 가격과 품질: 높은 품질의 제품을 만들기 위해서는 원자재와 기술적인 투자가 필요합니다. 그러나 이로 인해 제품의 가격이 상승하게 됩니다. 따라서 가격과 품질이 상반되어 충돌하는 것이 물리적 모순입니다.

이렇듯 기술적 모순과 물리적 모순은 현실적인 문제 해결을 어렵게 만들 수 있는 상황을 나타내는 개념입니다. TRIZ는 이러한 모순을 해결하기 위한 다양한 도구와 접근법을 제공하여 창의적이고 효율적인 문제 해결을 도와줍니다.

해결도구 

분리원리

이 분리 원리들은 모순 상황에서 창의적인 해결책을 도출하는 데 도움을 줍니다.

시간 분리 원리(Time Separation Principle): 시간적 분리는 모순 요소를 서로 다른 시간에 적용하여 모순을 해결하는 원리입니다. 예를 들어, 어떤 작업을 동시에 수행할 수 없는 모순이 있다면, 그 작업을 순차적으로 수행하거나, 다른 시간에 수행함으로써 모순을 해결할 수 있습니다.
공간 분리 원리(Space Separation Principle): 공간적 분리는 모순 요소를 서로 다른 공간에 적용하여 모순을 해결하는 원리입니다. 예를 들어, 어떤 작업을 동일한 공간에서 동시에 수행할 수 없는 모순이 있다면, 그 작업을 분리된 공간에서 수행함으로써 모순을 해결할 수 있습니다.
상태 분리 원리(State Separation Principle): 상태적 분리는 모순 요소를 서로 다른 상태로 분리하여 모순을 해결하는 원리입니다. 예를 들어, 어떤 시스템이 두 가지 상태를 동시에 가질 수 없는 모순이 있다면, 그 시스템을 두 개의 별도 시스템으로 분리하여 각각의 상태에서 독립적으로 동작하도록 설계함으로써 모순을 해결할 수 있습니다.
기능 분리 원리(Function Separation Principle): 기능적 분리는 모순적인 기능을 서로 분리하여 모순을 해결하는 원리입니다. 

 

예를 들어, 어떤 제품이 동시에 두 가지 상반된 기능을 가지는 모순이 있다면, 그 제품을 두 개의 별도 기능으로 분리하여 각각의 기능을 독립적으로 수행할 수 있도록 설계함으로써 모순을 해결할 수 있습니다.
이 네 가지 분리 원리를 활용하면 모순 상황에서 창의적인 문제 해결을 위한 다양한 해결책을 도출할 수 있습니다. TRIZ는 이러한 원리들을 활용하여 문제 해결에 대한 다양한 관점을 제시하고, 창의성을 촉진하는 도구입니다.

40가지 발명원리 (40 principles) 

이 발명 원리들은 다양한 문제 상황에서 창의적인 해결책을 도출하는 데 도움을 줍니다.

 

1.분할(Segmentation) 
2.추출(Extraction) 
3.국부적 품질(Local Quality) 
4.비대칭(Asymmetry) 
5.통합(Consolidation) 
6.다용도(Multifunction) 
7.포개기(Nesting) 
8.공중부양(Counterweight) 
9.사전반대조치(Preliminary Counter Acion) 
10.사전조치(Preliminary Action) 
11.사전예방조치(Preliminary Compenstion) 
12.굴리기(Equipotential) 
13.역방향(Do It Reverse) 
14.곡선화(Curvaturer Increase) 
15.자유도증가(Dynamicity) 
16.초과나 부족(Partila or Excessive) 
17.차원변화(Dimension Change) 
18.진동(Vibration) 
19.주기적 작용(Periodic Action) 
20.유용한 작용의 지속 
21.급히 통과(Rushing Through) 
22.이이제이(Convert Harmful to Useful) 
23.피드백(Feedback) 
24.중간 매개물(Intermediary) 
25.자동 기능(Self-service) 
26.복사(Copy) 
27.값싸고 짧은 수명(Cheap Short Life) 
28.기계시스템의 대체 
29.공기, 유압사용 
30.얇은 막(Flexible Membrane) 
31.다공성 무질(Porous Material) 
32.색깔변화(Changing Color) 
33.동질성(Homogeneity) 
34.폐기 및 재생 
35.최적화(Optimization) 
36.상태 전이(Phase Change) 
37.열팽창(Thermal Expansion) 
38.산화제(Oxidant) 
38.불활성 환경(Inert Environment) 
40.복합재료(Composite Material) 

기술적인 모순을 해결하는 두가지 방법
1. 모순행렬표를 이용하여 가장 효과적이 원리를 찾아낸다.(교차점에서 적용 가능한 원리)
2. 40가지원리 중 적당한 것을 찾는다.

 

〈모순행렬표를 구성하는 원인 39가지 변수>
1. 움직이는 물체의 무게
2. 압력
3. 파워
4. 다른 것에 영향을 주는 부작용
5. 고정된 물체의 무게
6. 형상
7. 에너지 소모
8. 제조의 용이성
9. 움직이는 물체의 길이
10. 물체의 안정성
11. 물질의 손실
12. 작업의 용이성
13. 고정된 물체의 길이
14. 강도
15. 정보의 손실
16. 수리의 용이성
17. 움직이는 물체의 면적
18. 움직이는 물체의 작동기간
19. 시간의 손실
20. 적응력
21. 고정된 물체의 면적
22. 고정된 물체의 작동기간
23. 물질의 양
24. 장비의 복잡함
25. 움직이는 물체의 부피
26. 온도
27. 신뢰성
28. 검출 및 측정의 어려움
29. 고정된 물체의 부피
30. 빛의 세기
31. 측정과 정확성
32. 자동화 용이성
33. 속도
34. 움직이는 물체의 에너지 소모
35. 제조의 정밀함
36. 생산성
37. 힘 또는 세기
38. 고정된 물체의 에너지 소모
39. 다른 것에 영향을 받는 부작용

 

적용사례

다음 사례들은 TRIZ의 적용으로 다양한 산업 분야에서 성공적인 결과를 얻은 사례들입니다

삼성전자의 스마트폰 개발:

삼성전자는 TRIZ를 활용하여 스마트폰의 문제를 해결하고 혁신적인 기능을 개발하는 데에 성공했습니다. TRIZ를 적용함으로써, 배터리 수명 연장, 디자인 개선, 사용자 경험 향상 등 다양한 문제를 해결하였고, 이를 바탕으로 글로벌 시장에서 경쟁력을 확보하였습니다.

모순: 스마트폰의 크기와 기능을 동시에 향상시키는 것은 어려운 모순입니다.
모순행렬 활용: TRIZ 모순행렬을 사용하여 크기와 기능 사이의 모순을 해결하기 위해 다양한 기술과 아이디어를 도출하고 평가합니다. 예를 들어, 접이식 디스플레이 기술이나 모듈화된 디자인을 활용하여 크기와 기능을 균형있게 개선할 수 있습니다.

 

현대자동차의 연비 향상:

현대자동차는 TRIZ를 활용하여 자동차의 연비를 향상시키는 데에 성공했습니다. TRIZ의 원리와 도구를 적용하여 엔진의 효율성을 높이고, 공기 저항을 줄이는 등의 기술적인 개선을 이루어내었습니다. 이로 인해 현대자동차는 경쟁사에 비해 우수한 연비를 제공하는 차량을 개발하여 시장에서 성공을 거두었습니다.

모순: 연비를 향상시키면서도 차량의 성능과 속도를 유지하는 것은 어려운 모순입니다.
모순행렬 활용: TRIZ 모순행렬을 활용하여 연비 향상과 성능 유지를 동시에 만족시킬 수 있는 다양한 해결책을 모색합니다. 예를 들어, 경량 소재의 사용, 하이브리드 시스템 도입, 에어로다이나믹 디자인 등이 고려될 수 있습니다.

 

LG전자의 제품 설계 혁신:

LG전자는 TRIZ를 활용하여 제품의 설계 혁신을 이루어냈습니다. TRIZ의 도구를 활용하여 제품의 기능을 확장하고, 사용자의 편의성을 높이는 등의 개선을 이루어내었습니다. 이로써 LG전자는 다양한 제품 분야에서 혁신적인 제품을 개발하고 시장에서 선도적인 위치를 차지하였습니다.

모순: 제품의 기능과 단순성 사이에 모순이 발생할 수 있습니다.
모순행렬 활용: TRIZ 모순행렬을 활용하여 기능과 단순성 사이의 모순을 해결하기 위해 다양한 접근 방식을 고려합니다. 예를 들어, 사용자 인터페이스의 직관성 향상, 모듈화된 설계, 기능의 우선순위 설정 등이 고려될 수 있습니다.

 

에어버스의 항공기 디자인 혁신:

에어버스는 TRIZ를 활용하여 항공기의 디자인과 기능을 혁신시켰습니다. TRIZ의 원리를 적용하여 항공기의 연료 효율성을 높이고, 비행 속도를 개선하는 등의 기술적인 혁신을 이루어내었습니다. 이로 인해 에어버스는 경쟁사에 비해 우수한 항공기를 개발하여 세계적으로 인정받는 기업이 되었습니다.

모순: 항공기의 안전성과 연료 효율성 사이에 모순이 발생할 수 있습니다.
모순행렬 활용: TRIZ 모순행렬을 활용하여 안전성과 연료 효율성 사이의 모순을 해결하기 위한 다양한 해결책을 모색합니다. 예를 들어, 경량 소재의 사용, 고성능 엔진의 개발, 고급 제어 시스템의 도입 등이 고려될 수 있습니다.

 

포스코의 생산 공정 혁신:

포스코는 TRIZ를 활용하여 생산 공정을 혁신시켰습니다. TRIZ의 도구와 원리를 활용하여 생산 공정에서 발생하는 문제를 해결하고, 생산성을 향상시키는 등의 성과를 얻었습니다. 이로써 포스코는 글로벌 제철 업체로서의 경쟁력을 강화하였습니다.

모순: 생산 공정의 효율성과 제품 품질 사이에 모순이 발생할 수 있습니다.
모순행렬 활용: TRIZ 모순행렬을 활용하여 생산 공정의 효율성과 제품 품질 사이의 모순을 해결하기 위한 다양한 해결책을 모색합니다. 예를 들어, 자동화 기술의 도입, 공정의 최적화, 품질 관리 시스템의 도입등이 고려될 수 있습니다.