TRIZ 창의성 공학의 길잡이

이 책은 트리즈(TRIZ)라 하는 체계적인 기술혁신을 위한 강력한 방법론을 설명한다. 트리즈는 발명문제 해결이론(Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadach)이라는 러시아어의 두문문자이다. 이 책은 독자에게 트리즈의 기본 도구와 참신한 기술, 제품 및 제조공정의 개념을 개발하기 위한 트리즈의 적용방법을 가르쳐 준다.

이 책은 R & D 활동에서부터 설계, 작업현장관리에 이르는 책임이 있는 실무 엔지니어를 주 대상으로 한다. 이 책은 기술혁신과정에서 트리즈의 핵심역할을 설명한다. 트리즈를 사용하는 기술 관리자들은 종종 다른 사람들이 빠뜨리기 쉬운 전략적 기회를 발견하곤 한다. 그들은 새로운 서비스와 조직 구조뿐 아니라 새로운 제품과 공정을 개발함으로써 이러한 기회를 이용한다.

트리즈는 1946년 구소련에서 알트슐러(Genrikh Altshuller)와 그의 학교에 의해서 개발되었다. 트리즈는 충분하지 못한 소련의 경제시스템 안에서 어려운 기술적 문제에 도전하는 엔지니어들을 도와주었고, 소련의 항공과 방위산업에 넓게 사용되었다. 그러나 알트슐러가 쓴 책 중에서 한 권의 번역물(Creativity as an Exact Science, Gordon and Breach, New York)*이 1984년에 출판되기까지는 트리즈가 서방에 전혀 알려지지 않았다. 이 책은 트리즈에 대한 몇몇 열성가들을 만들었지만, 잘못된 번역이 그 충격을 약화시켰다.

1991년 인벤션머신(Invention Machine)사가 개발한 트리즈 기반 소프트웨어가 뉴욕에서 시현되었고, 시장에 출시되었다. 이 소프트웨어가 상당한 흥미를 끌었을지 모르지만, 이것은 실례를 들어 설명된 일련의 유사 문제들의 해결책만을 제시 하였고, 이 방법론 자체의 효과적인 적용을 위해서 필요한 사고과정을 밝히는데 실패하였다. 이 소프트웨어 사용자들은 전반적으로 트리즈 이면에 있는 사고과정에 친숙하지 못했기 때문에 이 방법론의 힘을 충분히 활용할 수 없었다.

1990년대를 지나면서, 구소련 출신 이민자들이 만든 작은 컨설팅 그룹들이 서방에 생기기 시작했다. 이 그룹 책임자들은 트리즈 개업을 경험하였다. 이러한 선구자들 대부분은 트리즈 창시자 알트슐러의 학생들과 협력자들이었다. 이 그룹들은 그들의 고객사를 위해 문제를 풀었고, 트리즈 원리를 고객들에게 가르쳤다. 이러한 노력의 결과로써, 미국과 해외에 있는 앞서가는 회사들이 트리즈 사용으로부터 큰 이들을 얻었다고 발표하기 시작했다. [예, Raskin. 2003].

이 책의 저자들은 1993년에 소련에서 채용된 트리즈 훈련 접근방법을 미국 청중들에게 맞도록 수정한 후에, 그리고 몇 번의 성공적인 대중 세미나를 실시한 후에, 디트로이트에 있는 웨인 주립대학교에서 트리즈에 대한 4학점 과정을 시작하였다. 학생들은 즉시 이 과정의 진가를 인정하였다. 이 과정 지도를 통해 경험이 쌓였다. 뿐만 아니라, 미국과 해외에 있는 기업 고객들을 위한 훈련과 컨설팅 과제로부터(저자들이 만든 The TRIZ Group을 통해) 지식도 쌓였다. 그래서 우리는 트리즈 원리에 대한 알기 쉬운 교재가 필요하다는 확신이 생겼다.

이 책은 최신 트리즈의 기본개념과 기법들을 담고 있다. 어떤 트리즈 주제를 포함시키는 유일한 기준은 그것이 트리즈 방법론의 성공적인 적용을 위해 필수적인지 어떤지 판단이었다. 모든 개념, 방법, 그리고 기법을 여러 기술 분야에서 수집한 실생활 사례로 설명하였다. 많은 사례들은 트리즈 도움으로 얻은 특허와 그 밖에 우리 자신의 발명에 기초를 두었다. 대부분의 장에 연습문제를 두었는데, 이것은 독자들에게 앞으로 설명한 내용의 이해도를 가다듬을 수 있는 기회를 줄 것이다.

오늘날 트리즈는 수 많은 문제분석도구와 개념창출도구를 포함하지만, 그것들 모두가 잘 정형화되어 있지 않다. 이 책에서 우리는 이상성 전략, 분리의 원리, 물질-장 분석, 표준, 아리즈(Ariz)들과 같이 잘 정형하딘 도구를 주로 설명한다. 잘 정형화되어 있지 않지만 여전히 강력한 트리즈 도구인 시스템 연산자, 크기-시간-비용 방법, 그리고 "영리한 작은 사람" 방법 등은 다른 책에 설명되어 있다[예, Altshuller, 1994, 1999; Mann, 2002].

이 책은 기술 기반 회사에 있는 기술자와 과학자들의 주 업무인, 두 가지 기본활동에 역점을 두고 트리즈의 적용방법을 다루었다 ; (A) 기존 기술, 제품, 제조 공정의 개선("문제 해결"); (B) 차세대의 기술, 제품, 공저의 개발("기술 예측"). 트리즈는 이러한 두 개의 활동에 매우 유익한 것으로 증명되었다.

서방에서 트리즈의 확산을 인벤션머신 소프트웨어의 판매로 시작되었다. 이제 시장에는 트리즈를 컴퓨터로 처리하는 여러 개의 소프트웨어 제품들이 있다. 보통 이러한 제품들은 문제의 정형화 도구만이 아니라, 다양한 트리즈 기법과 물리효과라는 방대한 지식 데이터베이스를 포함하고 있다. 이러한 소프트웨어는 또한 다양한 공학영역으로부터 수집한 좋은 설계개념 라이브러리를 포함한다. 우리의 경험으로 볼 때 트리즈 훈련을 받고, 트리즈 원리와 사고과정을 깊게 이해하는 엔지니어는 이러한 소프트웨어로부터 도움을 받을 수 있다. 유한요소 분석(finite element analysis, FEA)을 위한 매우 강력한 소프트웨어 패키지는 매우 큰 여러 개의 응력/변형 문제들을 처리 할 수 있다. 그러나 fea 소프트웨어 사용자가 만든 분석문제의 모델에 따라서 겨로가가 맞을 수도, 틀릴 수도 있다. 그래서 적절한 FEA 결과를 얻기 위해서 재료의 강도가 좋아야 하거나, 탄성 이론이 알맞아야 한다. 캐드(CAD) 패키지에 관해서도 같은 말을 할 수 있다. 작업자에게 많은 길잡이를 주더라도, 기계(또는 전기) 설계에 대한 기초 지식이 없는, 교육을 받지 않은 사람이 좋은 설계도면을 그린다는 것은 상상하기 어렵다.

이 책은 여섯 개의 장과 다섯 개의 부록으로 구성되었다. 1장은 체계적인 혁신의 필요성을 소개한다. 2장은 경합하는 설계 요구조건 사이에 있는 갈등을 해결하기 위한 트리즈 도구를 설명한다. 이러한 도구들의 적용은 타협이 없는 설계 해결책을 가져온다. 3장은 기술 시스템에서 물리적 상호작용을 모델링하기 위해 사용되는 트리즈의 물질-장 접근방법을 소개한다. 4장은 트리즈의 가장 강력한 문제분석과 개념 개발 도구인 발명문제 해결 알고리듬(ARIZ, 아리즈)을 설명한다. 5장은 트리즈의 기초인, 기술 시스템의 발전 법칙을 설명한다. 6장은 발전 법칙에 기초해서 차세대 제품과 제조 공정의 안내된 개발을 위한 포괄적인 접근방법을 개략적으로 다룬다.

부록 1은 트리즈 창시자인 알트슐러의 간단한 일대기를 포함한다. 부록 2는 갈등 해결을 위한 다른 트리즈 접근방법을 간단히 다룬다. 부록 3은 3장에서 소개한 물질-장 모델링 접근방법을 상세히 다루고, 문제 해결을 위한 76가지 표준과 이러한 표준을 사용하기 위한 트리즈의 적용을 간단히 살펴본다. 부록 5는 트리즈의 용어설명을 담고 있다.

현ㄷ애 트리즈의 깊은 이해를 위해서는 책 전체를 읽는 것이 바람직하다. 그러나 많은 교재에서처럼, 특별한 문제에 트리즈를 적용하는 데에 관심을 갖는 것보다 전반적인 가능성을 평가하는 데에 더 흥미가 있는 독자는 책의 일부를 선택적으로 읽어도 좋을 것이다. 트리즈의 문제 해결 도구에 주로 흥미가 있는 독자들은 2~4장을 더 주의 깊게 읽어야 한다. 기술 혁신 경영과 차세대 기술 개발에 주로 흥미가 있는 독자들은 5장과 6장에서 도움을 받을 것이다.

저자 생각에 이 트리즈 교재는 완벽하지 않다. 그래서 우리는 독자가 제시하는 어떤 건설적인 의견과 비평에 대해 미리 감사한다.



역자후기

최근에 공학인증을 시작했거나 준비하고 있는 공과대학이 늘어나고 있다. 이러한 시대적 흐름은 단순한 유행이 아니라, 평생교육을 목적으로 공학인이 갖추어야 하는 사회성(팀웍, 윤리, 가치관)과 사고기법(창의적 문제 해결, 비평적 분석)이라는 두 기둥이 강조되는 시대적 소명을 반영하는 것이라 하겠다.

이 두 기둥 중에서 사고기법으로 창의적 문제해결 이론(트리즈)은 대학 교과목, 기업 엔지니어의 도구로, 그리고 초중고 발명/과학 선생님들의 도구로 활용이 확대되고 있다. 많은 사고기법 중에서 왜 최근에 이 이론이 관심의 대상이 되고 있을까? 알트슐러는 초기에 20만 건 이상의 특허 분석을 통해, 모든 문제는 반드시 기술적 모순이 도사리고 있고, 그 모순은 계발(啓發), 우연한 발견, 여명효과에 의해서가 아니라, 다음과 같은 3가지 주요 규칙으로 체계적으로 해결될 수 있다는 것을 발견하였다.



1. 문제와 해결책은 여러 산업과 과학을 통해 반복된다.

2. 기술진화 유형은 여러 산업과 과학을 통해 반복된다.

3. 최고의 혁신은 문제가 발생한 분야 밖에 있는 과학적 효과를 가져왔을 때 늘 어난다.



이러한 체계화된 이론이 점차 국내외 기업과 교육기관을 통해 입증되기 시작하면서 중요한 사고기법으로 받아들여지고 있다. 그 동안 출판했던 책들을 간단히 견주어 보자. "그러자 갑자기 발명가가 나타났다"는 다양한 트리즈 사례들을 이야기체로 알기 쉽게 소개하고 있어서 트리즈 초보자들에게 적당하고, "40가지 원리"는 그림으로 40가지 발명원리를 알기 쉽게 소개하고 있어서, 역시 트리즈 초보자에게 소개할 만한 책이다. "이노베이션 알고리듬"은 이상성, 기술적 모순, 기술진화와 같은 중요한 개념을 여러 공학 분야의 다양한 사례를 통해서 설명하고 있어서, 트리즈 전문가가 되려는 사람은 반드시 읽어야 하는 책이다. "창의성은 과학이다"는 트리즈 여러 도구들의 이론적 배경, 그리고 그것들을 어느 단계에서 어떻게 사용할 것인지를 자세히 설명하고 있다. 제목이 암시하는바와 같이 트리즈가 하나의 발명이론으로 그치지 않고, 트리즈를 통해 과학 창의성을 얻을 수 있다고 주장하고 있다. "알기 쉬운 트리즈"는 실용서이며 입문서이다. 즉 많은 연습문제, 워크시트, 표를 제공함으로써 독자 스스로 학습할 수 있도록 '알기 쉽게' 설명되어 있다. 다라서 이 책은 트리즈 교육(대학, 기업)의 자습서로 적당하다.

"창의성 공학의 길잡이"는 현대적 사례들을 통해 물질-장, 아리즈와 같은 어려운 트리즈 기법을 녹여냈다. 따라서 이 책이 트리즈를 깊이 있게 알고자 하는 독자들의 갈증 해소에 도움이 되기를 희망한다.

공과대학의 공학인증 필수과목인 창의적 공학설계를 위한 기본도서로서 이상의 책들이 많이 활용되어, 한국공학교육에 조금이나마 기여할 수 있다면 더없는 영광으로 여기겠다. 더 나아가 이러한 책들이 한국의 창의성 분야에 밑거름이 되었으면 하는 희망을 가져본다.

이 책을 출판하기 위해 수고한 분들이 있다. 먼저 2006년도 <트리즈연구회>에서 이 책을 다루면서 같이 공부한 많은 <트리즈연구회> 회원들(가나다순 : 김용경, 김익철, 김호종, 박영수, 신민수, 신정호, 오재준, 이경원, 이용규, 인성용)에게 진심으로 감사한다. 특히 본 책의 원 저자인 빅터 페이로부터 직접 강의를 듣고, 핵심 내용을 잘 전달해 준 한국산업기술대 이경원 교수님께 진심으로 감사한다.

마지막 교정단계에서 원고의 수준 향상을 위해 귀중한 시간을 내준 매경인터넷 유진태 님, 한국항공 김봉균 님, 킴스트리즈 김호종 대표께 진심으로 감사한다. 또한 최종원고를 넘기기 직전에 꼼꼼히 전체를 읽고 수정해 주신 명지대학교 김병재 교수님께도 짐심으로 감사한다.

그리고 트리즈 관련 출판에 열성을 보이는 GS인터비전 송기수 사장께 진심으로 감사한다.

서 문

Chapter 01. 소개

1.1 제품개발 과정

1.2 PDP에서의 장애물

1.3 트리즈

1.4 요약



Chapter 02. 시스템 갈등 해결

2.1 기술시스템

2.2 기능

2.3 이상적인 기술 시스템

2.4 최소문제와 최대문제

2.5 시스템 갈등

2.6 시스템 갈등 해결하기

2.7 요약

2.8 연습문제



Chapter 03. 물질-장 분석의 기초

3.1 최소 기술시스템, 물질-장 모델

3.2 물질-장으로 물리효과의 모델링

3.3 물리효과의 물질-장 모델 사용하기

3.4 전형적인 물질-장 변환 : 표준

3.5 물질-장에 새로운 물질을 도입하는 방법

3.6 물질-장에 새로운 장을 도입하는 방법

3.7 요약

3.8 연습문제



Chapter 04. 발명문제 해결을 위한 알고리듬(아리즈)

4.1 아리즈의 목표

4.2 아리즈의 구조

4.3 아리즈의 원문

4.4 요약

4.5 연습문제



Chapter 05. 기술 시스템의 진화 법칙

5.1 기술 시스템의 진화 법칙

5.2 이상성 증가의 법칙

5.3 하위 시스템의 불균일 진화의 법칙

5.4 동적특성(유연성) 증기의 법칙

5.5 높은 수준 시스템으로 전이 법칙

5.6 미시수준으로 진화 법칙

5.7 완전성의 법칙

5.8 에너지 전달 경로를 짧게하는 법칙

5.9 제어능력 증가의 법칙

5.10 리듬조화의 법칙

5.11 진화의 법칙과 라인의 상호작용

5.12 요약

5.13 연습문제



Chapter 06. 기술 진화의 길잡이

6.1 단계 1 : 과거와 현재 시스템의 진화 분석

6.2 단계 2 : 가능성이 높은 혁신의 선택

6.3 단계 3 개념 개발

6.4 단계 4 개념 선택과 기술 계획

6.5 요약



부 록

부록 1. 겐리호 알트슐러 - 트리즈 창시자

부록 2. 시스템 갈등 매트릭스와 발명원리

부록 3. 발명문제 해결을 위한 표준 접근법

부록 4. 경영 업무에 트리즈 사용하기

부록 5. 용어 설명



참고문헌

트리즈 기반 서비스 제공자들

역자후기

VICTOR FEY 저자 빅터 페이 (Victor R. Fey)는 웨인 주립대학교의 기계공학 겸임교수이며, 트리즈 그룹(The TRIZ Group)의 제1파트너이자 공동 설립자이다. 그는 트리즈 창시자인 알트슐러가 개인적으로 인증한 몇 안되는 트리즈 마스터 중에 하나이다. 그는 7건의 특허를 가지고 있고, 30편 이상의 논문과 2권의 책을 저술하였다.