1. 단원명 : 트리즈 1 - Tool for Best Design
중단원 :
차시명 : 3. 기술적 모순
학습개요
1. 모순(Contradiction)
2. 기술 모순(Technical Contradiction)
학습목표
1. 기술 문제에서 모순이 어떻게 존재 하는가 이해
2. 기술 모순에 대한 개념 이해
들어가기
문제를 해결할 때 가장 어려운 경우는 무엇일까요? 원하는 결과를 얻을 수 있는 방법을 모를
때? 재료를 찾을 수 없을 때? 원인이 무엇인지 모를 때? 물론 이들도 어렵지만 가장 어려운 것
은 모순이 존재할 때입니다. 사진에서 보이는 터보팬 엔진은 사진에 보이는 팬을 이용해 공기를
빨아들여 뒤로 배출합니다. 이 공기는 추진력을 주고, 공기 커튼을 만들어 제트엔진의 소음을
감소하는 역할을 합니다. 따라서 공기를 가능한 한 많이 빨아들여야 성능이 좋아집니다. 그러기
- 1 -
2. 위해서는 바깥쪽의 카울링을 크게 만들어야 합니다. 카울링의 크기가 커지면 더 많은 공기를 빨
아들일 수 있지만 오른 쪽의 사진에서 보는 것처럼 활주로와 거리가 가까워지므로 사고가 나거
나 파손 될 위험이 커집니다.
이 예제에는 두 가지 형태의 모순이 있습니다. 엔진 성능 향상을 위해 카울링의 크기를 키우
면, 성능이 향상되지만 안전성이 떨어진다는 모순이 있습니다. 그리고 성능 향상을 위해서 카울
링의 크기가 커야하지만, 안전을 위해서는 카울링의 크기가 작아야 한다. 앞의 모순을 기술적
모순이라고 하고 뒤의 모순을 물리적 모순이라고 합니다.
이번 차시에서는 기술적 모순에 대해 알아보고, 12차시에서 물리적 모순에 대해 알아보도록
하겠습니다.
학습하기
-->
1. 모순
모순(矛盾)이란 말은 논리학에서는 두 개의 개념이나 명제(命題) 사이에 의미 내용이 서로 상
반되는 관계를 말한다. 《한비자(韓非子)》 난일(難一) 난세편(難世篇)에 있는 고사(故事)로 중
국 전국시대의 초(楚)나라에서, 창과 방패를 파는 상인이 '이 창은 예리하기로 어떤 방패라도 꿰
뚫을 수가 있다. 그리고 이 방패의 견고함은 어떤 창이나 칼로도 꿰뚫지 못한다.'고 자랑하였다.
어떤 사람이 '자네의 창으로써 자네의 방패를 찌르면 어떻게 되는가?' 하고 물었더니 상인은 대
답하지 못하였다고 하는 내용에서 유래한다.
기술문제에서의 모순은 크게 행정적 모순, 기술적 모순(기술모순), 물리적 모순(물리모순)의
세 가지가 존재한다. 행정적 모순이란 해결하는 방법(지식)을 모르기 때문에 생기는 것이다. 방
법을 모른다면 당연히 문제를 해결할 수 없다. 따라서 트리즈에서는 논외 대상으로 한다.
기술적 모순이란 두 개의 기술적 변수의 값이 서로 충돌하는 것이다. 가령 비행기의 속도를
높이려면 출력이 높은 엔진을 장착해야 한다. 그런데 출력을 높이려면 엔진이 커져야 하고, 그
- 2 -
3. 에 따라 엔진은 무거워진다. 결국 출력이 높은 엔진을 장착하면 비행기의 무게가 증가하여 속도
는 떨어지게 된다. 그렇다고 가벼운 엔진을 장착하면 출력의 한계 때문에 속도를 증가시키기 어
렵다.
트리즈에는 이와 같은 기술적 모순을 해결하기 위한 40가지 발명 원리가 있다. 현장에서 부딪
히는 기술 문제에 발명의 원리를 하나씩 적용한다면 다양한 해결 방안들이 쏟아져 나올 것이다.
비행기의 속도 문제 해결에 ‘복합 재료를 사용하라’는 40번째 발명의 원리가 적용된 예가 있다.
당시, B1 폭격기의 무게를 줄여 달라는 정부의 요청을 받은 항공기 제작 회사는 금속 재료 대신
에폭시 계열의 플라스틱 복합 재료로 비행기의 날개를 만들어 폭격기 전체 무게의 15%를 줄였
으며 비용도 절감하였다. 이렇게 무게가 줄면 동일한 엔진으로도 비행 속도를 향상시킬 수 있게
된다.
물리적 모순이란 하나의 변수가 서로 다른 값을 동시에 가져야 하는 것이다. 예컨대, 비행기
는 이착륙 시에 바퀴가 반드시 있어야 하지만, 비행 중에는 공기의 저항을 최소화하기 위하여
바퀴가 없어야 하는 물리모순을 갖는다. 비행 중에도 바퀴가 동체에 그대로 붙어 있는 초창기
비행기의 모습을 떠올릴 수 있는데, 오늘날 초음속 비행기에서 동체의 바퀴는 엄청난 공기 저항
을 유발하여 치명적인 사고를 불러올 수 있으므로 비행 중에는 반드시 없어져야 한다.
이러한 물리적 모순을 해결하기 위하여 트리즈의 창시자인 알트슐레르는 ‘시간에 의한 분리’,
‘공간에 의한 분리’, ‘조건에 의한 분리’ 등 몇 가지의 해결 원리를 제안하였다. 시간에 의한 분
리를 설명하기 위해 앞에서 예로 든 비행기 바퀴의 문제를 생각해 보자. 우선 이륙하기 위하여
비행기는 바퀴로 활주로를 달린다. 즉 바퀴가 있는 것이다. 비행기가 완전히 이륙하면 바퀴를
동체에 접어 넣어 비행 중에 공기의 저항을 받지 않도록 함으로써, 즉 바퀴가 없는 것이다, 이
모순은 해결된다.
이 기술적 모순과 물리적 모순의 개념을 도시하면 그림 1과 같다. 기술자들이 하고자 하는 것
은 무엇인가? 그것은 어떤 특성을 향상(improvement)하고자 하는 것이다. 물론 실제로는 악화
하는 경우도 있지만 그것은 의도적이라기보다는 능력 부족에 의한 실패에 기인한다. 여하튼 하
나의 특성을 개선하고자 할 때 도형 A와 B처럼 하나를 개선하면 하나가 악화하는 경우가 기술
적 모순이다. A와 B를 동시에 향상하려면 어떻게 해야 할까? 그것은 도르래 C를 위로 올리면
된다. 그것이 물리적 모순이다.
그림 1. 기술적 모순과 물리적 모순의 개념
기술적 모순은 왜 중요한가? 그것은 좋은 답을 얻기 위한 필수 요소이기 때문이다. 과거의 해
결책은 이렇게 두 가지 변수가 충돌할 때 타협이라는 답을 사용했다. 앞의 비행기의 사례는 항
공기가 개발된 이래 엔지니어를 괴롭혀 온 고질 문제였다. 항공기의 속도를 올리기 위해서는 엔
진 출력을 높여야 하는데 이 경우 엔진의 크기를 키워야 하고, 그렇게 되면 무게가 늘어나 비행
기의 속도가 떨어진다는 기술적 모순이 있었다. 물론 타협도 틀린 답은 아니지만 2차시에 말한
것처럼 좋은 답은 되지 못한다. 좋은 답이 되려면 모순을 극복해야만 하는 것이다.
그렇다면 이러한 기술적 모순과 물리적 모순을 누구나 쉽게 알아내고 쉽게 풀어낼 수 있을
- 3 -
4. 까? 안타깝지만 그렇게 하려면 상당한 훈련과 경험이 있어야 한다. 현장에서 기술자가 우선적
으로 인지할 수 있는 것은 대부분 기술적 모순이다. 그런데 기술적 모순을 면밀히 분석해 보면
물리적 모순이 문제의 핵심에 자리 잡고 있는 경우가 많다. 따라서 기술적 모순의 해결도 의미
가 있지만 바탕에 깔린 물리적 모순을 찾아내서 해결하는 것이 문제를 근본적으로 해결하는 길
이다.
2. 기술적 모순의 형식
기술적 모순을 기술하는 형식과 절차는 다음과 같다.
1)문제의 상황에 대한 기술
주어진 문제를 검토해 모순 문제인가 아닌가를 파악한다.
2)개선하고자 하는 기능/특성은 무엇인가를 정의
개선하고자 하는 목표나 목적이 무엇인가를 검토하고 이를 기능이나 특성으로 표현 한다.
3)개선하고자 하는 기능/특성을 달성하기 위한 방안을 도출한다.
개선하고자 하는 기능/특성을 달성하기 위한 방안을 생각한다. 예를 들면 무게를 줄이기
원한다면 두께를 줄이거나 크기를 줄이는 등의 방안이 있을 수 있다.
4)이러한 방안으로 악화되는 기능/특성의 정의와 기술적 모순의 기술
3항의 방안을 시행하여 악화되는 기능/특성이 무엇인가를 정의한다. 그리고 기술적
모순을 적는다. 기술적 모순을 적는 형식은 다음과 같다.
TC: (행위) 향상되는 특성 A, 악화되는 특성 B
행위: 문제를 개선하기 위한 기능 또는 특정한 행위
특성 A or 특성 B : 공학적 변수 39 중의 하나로 치환한 특성
예 : (깡통의 철판을 얇게하면) 무게가 줄어 무게(특성 A)가 향상되지만, 강도가 약해 변형
이 쉽게 되므로 신뢰성(특성 B)이 저하한다.
- 4 -
5. 5)발명원리를 이용하여 기술적 모순을 해결하는 개념 안을 도출한다.
미국의 엔지니어인 코왈릭(J. Kowalick)이 깡통의 무게를 개선하기 위해서 트리즈의 기술
적 모순을 응용한 사례를 통해 기술적 모순을 적어보자.
1)문제의 상황에 대한 기술
음료수용 깡통을 만드는 그의 회사에서 그가 맡았던 일은 깡통의 무게를 줄이라는 것이다.
2)개선하고자 하는 기능/특성은 무엇인가를 정의
무게가 그가 개선하고자 하는 기능이나 특성이다.
3)개선하고자 하는 기능/특성을 달성하기 위한 방안을 도출한다.
무게를 줄이기 위해서는 여러 가지 방법이 있다. 그 중에 하나 두께를 줄이거나 크기를
줄이는 등의 방안이 있을 수 있다. 즉 좀 더 얇은 철판을 사용하면 깡통의 무게를 줄일 수
있다. 또는 재료를 변경하는 방법도 생각할 수 있다.
4)이러한 방안으로 악화되는 기능/특성의 정의와 기술적 모순의 기술
깡통의 철판이 얇아졌을 때 악화되는 기능/특성이 무엇일까? 먼저 강도의 약화를 생각해
볼 수 있다 . 얇아지면 일반적으로 약해지기 때문이다. 이렇게 강도가 약화되면 외형의
변형을 생각할 수 있다. 또한 외형의 변형은 상품의 신뢰성을 떨어뜨릴 수 있다. 이런
내용들을 기술적 모순으로 표현하면 다음과 같다.
TC : (깡통의 철판을 얇게 하면) 무게가 줄어 무게(특성 A)가 향상되지만, 강도가 약해 변형
이 쉽게 되므로 신뢰성(특성 B)이 저하한다.
5)발명원리를 이용하여 기술적 모순을 해결하는 개념 안을 도출한다.
깡통의 무게를 줄이기 위해 철판을 얇게 하면 왜 강도가 하락할까? 즉 기술적 모순이 생기
는 원인은 무엇일까? 그림 2와 같이 깡통을 옆에서 잘라보자. 깡통을 쌓아놓는다고 할 때 힘은
어디에서 걸릴까? 당연히 화살표로 보이는 것처럼 위에서 아래로 걸린다. 왼쪽에서 1mm 두께
의 철판이 하중을 지탱했다면 오른쪽에서는 0.5mm의 철판이 동일한 하중을 지탱해야 한다. 걸
리는 힘은 동일한데 지탱하는 것의 힘이 절반 밖에 되지 않는다면 파손되는 것이 당연하다. 즉
이 예제에서 기술적 모순이 생기는 원인은 힘이 분산되지 않았기 때문이다. 또한 깡통의 모서리
를 보면 거의 직각으로 직선으로 되거나 사각형으로 된 형태는 힘을 받는데 적절하지 않다. 즉
형상이 잘못되어 기술적 모순이 생기는 것이다.
- 5 -
6. ⇨
그림 2. 깡통의 하중 분포
코왈릭은 이 기술적 모순을 해결하는 데 발명원리 1 분할, 발명원리 14 구형화의 원리를 사
용했다. 그 결과가 사진 3에 보이는 상단의 주름이 3개로 되어 있는 깡통이다. 이것은 깡통의
상단이 3 부분으로 접혀있어 하중을 분산한다. 그리고 접힌 곳의 형상이 원형으로 되어 있어 더
높은 하중을 견딜 수 있도록 설계되어 있다.
사진 3. 기술적 모순 응용 사례
3. 기술적 모순의 대상
그러면 어떤 것이 기술적 모순의 대상이 될까? 엔지니어는 원하는 목적을 달성하기 위해 기
능과 형태를 결정한다. 예를 들면 빨리 달리는 자동차를 설계하려면 엔진의 출력이라는 기능과
공기 저항의 저감이라는 기능이 달성되어야 한다. 그리고 엔진의 출력을 내기 위해서 실린더와
피스턴이라는 형태를 설계해야 하는 것이다. 다시 말하면 엔지니어가 다루는 기술 특성이 전부
기술적 모순의 대상이 된다.
- 6 -
7. 엔지니어가 다루는 기술특성은 무엇이 있을까? 예를 들면 무게가 기술적 모순의 대상이다.
조건에 따라서 무게를 가볍게 하거나 무겁게 하려는 것이 엔지니어가 달성하고자 하는 목적이
다. 노트북, 휴대전화, PDA와 같은 모바일 장비의 무게는 가벼울수록 좋다. 그러기 위해서 많
은 엔지니어들이 연구개발을 지금도 하고 있다. 길이, 면적, 부피도 기술적 모순의 대상이다. 수
송 기계의 크기는 가능한 한 크게 만들려고 하고, 반도체 칩의 크기는 가능한 한 작게 만들려고
한다. 힘도 마찬가지이다. 같은 크기의 엔진에서 더 많은 출력을 내고자 하는 것이 엔지니어의
목표이다. 이렇게 기술적 모순의 대상이 되는 것을 표 1에 정리했다.
1 3
1
2 4
3 5
2
4 6
5 7
3
6 8
7
1
8
2
9 19
= X
10 20
11 15
,
12 16
13 9 , ( )
,
14 10 = X
15 ( ) 14
16 ( ) 11 ,
17 21 ,
18 17 , ( )
19 ( ) 12 ,
20 ( ) 18 ( ),
- 7 -
8. 21 26 , ,
22 23 , , , , ,
23 22
,
24 25 ( )
25 24 ( , ) , ,
( ),
26 13 ( , ,
)
27 39 ( , )
28 38 → → /
/
29 29 ( )
30 28 ( ↑= ↓)
31 32 ( ) ( )
32 33 ( )
33 34
34 36
35 ( , ) 37
36 , 35
37 , 27
( )
38 31
( )
39 30
표 1. 기술적 모순의 대상(기술 특성)
․
평가하기
1. 다음 중 기술적 모순과 관련 없는 것은?
① 기술적 모순을 해결하려면 발명원리 40을 사용한다.
② 기술적 모순은 하나의 특성이 개선되면 다른 특성이 악화되는 상황을 말한다.
③ 기술적 모순은 처음부터 안 생기도록 할 수 있다.
④ 기술적 모순을 해결하는 것이 좋은 답을 얻는 길이다.
- 8 -
9. 정답) ③
해설) ③ 기술적 모순이 없으면 문제가 성립되지 않는다.
2. 다음 설명 중 틀린 것은
① 기술적 모순이 해결하려는 특성은 무게이다.
② 기술적 모순이 해결하려는 특성은 길이다.
③ 기술적 모순이 해결하려는 특성은 생산성이다.
④ 기술적 모순이 해결하려는 특성은 우아함이다.
정답) ④
해설) 우아함은 미적 특성으로 기술적 모순에서 다루지 않는다.
정리하기
1) 기술적 모순이란 무엇인가?
기술적 모순이란 두 개의 기술적 변수의 값(특성)이 서로 충돌하는 것이다.
2) 물리적 모순이란 무엇인가?
물리적 모순이란 하나의 변수가 서로 다른 값을 동시에 가져야 하는 것이다.
3) 기술적 모순은 어떻게 해결 하는가?
기술적 모순을 발명원리 40을 이용해 해결한다.
- 9 -
