[논문]트리즈 발명원리의 산업 분야별 활용도 분석: 대한민국 발명특허대전 수상작 중심으로

나흥열; 송명원; 박영택

doi:10.18108/jeer.2019.22.2.28

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TRIZ has been widely promoted as an effective methodology to solve engineering problems. Many people wonder if the methodology based on the solutions which resolved technological contradictions more than a half-century ago still works well. To answer the question, the usage of TRIZ 40 inventive prin...

TRIZ has been widely promoted as an effective methodology to solve engineering problems. Many people wonder if the methodology based on the solutions which resolved technological contradictions more than a half-century ago still works well. To answer the question, the usage of TRIZ 40 inventive principles for the awarded patents of the Korea Invention Patent Exhibition from 2011 to 2017 is analyzed. The result shows that the inventive principles can be applied to a variety of engineering problems in different industries. In addition, there are crucial inventive principles which applied frequently regardless of industry categories.

주제어

표/그림 (10)

그림 Fig. 1 Schematic representation of technical contradiction
그림 Fig. 2 Optimal trade-off in conventional approach
그림 Fig. 3 Vacuum insulated cup
표 Table 1 Evaluation criteria of Korea invention patent exhibition
그림 Fig. 4 Grouping method of inventive principles
표 Table 2 Characteristics of inventive principle groups
표 Table 3 Usage of inventive principles
그림 Fig. 5 Grouping of inventive principles
표 Table 4 Analysis of inventive principle groups
표 Table 5 Typical application cases of widely used inventive principles

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 2011년부터 2017년까지 최근 7년간 대한민국 발명특허대전에서 수상한 특허들에 내재된 발명원리의 분석을 통해 다음과 같은 두 가지 사실을 밝혔다.
본 연구에서는 대한민국 발명특허대전 수상작들을 대상으로 해당 특허에 적용된 발명원리를 비교 분석하였다.
이러한 전통적 접근법과는 달리 TRIZ에서는 기술적 변수가 상충되는 모순적 상황을 근원적으로 해소하는 이상해(IFR, Ideal Final Result)를 추구한다. 즉, 가벼우면서도 보온이 잘 되는 설계 방안을 찾으려 한다.

가설 설정

둘째, (잘 알려진 ‘20:80의 법칙’처럼) 40가지 발명원리 중 산업 분야를 막론하고 자주 활용되는 핵심적 발명원리를 선별 할 수 있을까?

제안 방법

5와 같으며, 이를 Table 4에 세부적으로 정리하였다. X축은 40가지 발명원리가 전체적으로 균등하게 사용될 경우의 사용률인 2.5%를 기준으로 분류하였으며, Y축은 분석 대상이 된 산업 수 6개의 절반인 3개를 기준으로 분류하였다.
문제해결 과정에 적용된 TRIZ 발명원리들의 분석은 다음과 같이 진행되었다. 먼저 특허 등록서에 기재되어 있는 기존 기술의 문제점과 해당 특허의 최상위 청구항에서 확인된 주요 해결안의 비교를 통해 어떤 기술적 모순이 극복되었는지 확인하였다. 이후 이러한 기술적 모순을 극복하기 위해 문제해결 과정에 적용된 TRIZ 발명원리들을 Altshuller가 제시한 기준에 따라 분류하였다(Altshuller, 2007).
발명원리의 ‘산업별 평균 활용률’을 X축으로, 해당 발명원리가 사용된 ‘산업 분야의 수’를 Y축으로 정한 후 X축 평균값과 Y축 평균값을 기준으로 4가지 영역을 구분하였다(Fig. 4).
산업 분야에 상관없이 자주 활용되는 발명원리들이 따로 있는지 아니면 산업별로 활용도가 높은 발명원리들이 따로 있는지 확인하기 위해 발명원리별로 활용된 산업 분야의 수와 평균 활용률을 비교하였다.

대상 데이터

본 연구에서는 수상작이 상대적으로 매우 적은 농수산 분야와 2016년 이후 시상 이력이 없는 디자인 분야를 제외한 6개 산업분야(기계금속, 생활용품, 섬유화학, 전기전자, 정보통신, 토목건축)를 대상으로 하였다. 2011년부터 2017년까지 표집된 588건의 수상작 중 수치 한정과 같은 단순 특허와 출원이 취소된 34건을 제외한 544건을 분석하였다.
본 연구에서는 2011년부터 2017년까지 대한민국 발명특허 대전에서 수상한 다양한 산업 분야의 특허들은 대상으로 TRIZ의 가장 보편적 사고도구인 40가지 발명원리의 활용도를 분석하였다. 이러한 분석을 통해 다음과 같이 현실적으로 중요한 두 가지 질문에 대한 답을 찾고자 하였다.
본 연구에서는 수상작이 상대적으로 매우 적은 농수산 분야와 2016년 이후 시상 이력이 없는 디자인 분야를 제외한 6개 산업분야(기계금속, 생활용품, 섬유화학, 전기전자, 정보통신, 토목건축)를 대상으로 하였다. 2011년부터 2017년까지 표집된 588건의 수상작 중 수치 한정과 같은 단순 특허와 출원이 취소된 34건을 제외한 544건을 분석하였다.

데이터처리

다양한 산업 분야에서 활용되며 활용도도 높은 1사분면에 속한 발명원리들의 산업군별 활용도를 비교하기 위해 복수 표본의 경향 차를 확인할 수 있는 Friedman 순위검정을 진행하였다.
산업별 비교 시 집단 간 적용도 평균에 유의한 차이가 있는지 확인하기 위해 ANOVA 일원분산분석을 실시하였다.

이론/모형

먼저 특허 등록서에 기재되어 있는 기존 기술의 문제점과 해당 특허의 최상위 청구항에서 확인된 주요 해결안의 비교를 통해 어떤 기술적 모순이 극복되었는지 확인하였다. 이후 이러한 기술적 모순을 극복하기 위해 문제해결 과정에 적용된 TRIZ 발명원리들을 Altshuller가 제시한 기준에 따라 분류하였다(Altshuller, 2007). 발명원리의 분류는 TRIZ를 활용하여 기술개발 업무를 5년 이상 수행한 전문가 3인의 합의를 통해 진행하였다.

성능/효과

독립집단 간 평균 비교를 위한 ANOVA 분석을 통해서도 산업 분야에 따라 활용도에 유의미한 차이가 없는 것을 확인할 수 있었다(p=.594).
둘째, TRIZ 40가지 발명원리 중 사용빈도가 높은 원리들은 산업 분야에 상관없이 보편적으로 활용된다.
첫째, 1사분면에 위치하는 발명원리들은 다양한 산업 분야에서 자주 활용되는 것이므로 TRIZ 발명원리의 효율적 활용을 위해서는 이들을 중점적으로 고려할 필요가 있다. 본 연구에서는 통합(발명원리 5)과 분할(발명원리 1)을 비롯한 12가지 발명원리가 1사분면에 위치하였는데 이들의 활용률이 전체의 76.8%를 점유하였다. 참고로 기술하면 이 12가지 발명원리들의 산업 분야별 활용률 차이를 알아보기 위해 Friedman 순위검정을 실시한 결과에서도 유의미한 차이는 관찰되지 않았다(p=.
첫째, 50여 년 전에 개발된 TRIZ 40가지 발명원리가 현대 산업사회에서도 여전히 효과적으로 활용될 수 있다.

후속연구

둘째, 4사분면에 위치하는 발명원리들은 특정 산업 분야에서만 많이 활용되는 것들인데 본 연구에서는 나타나지 않았다. 이것은 특정 산업에 특화된 발명원리는 따로 존재하는 것이 아니며 발명적 사고원리가 보편성을 갖는다는 것을 시사한다.
본 연구는 TRIZ 40가지 발명원리의 활용빈도 측면에서 진행되었으나 발명원리별 적용성과에 대한 연구까지 이루어진다면 TRIZ의 효과적 활용을 위한 훌륭한 지침이 도출될 것으로 기대된다.
첫째, 지금부터 50여 년 전에 개발된 기술적 문제해결 원리가 인터넷을 포함한 정보통신 분야와 같이 예전에 없던 신기술과 신산업이 태동한 현대 산업사회에서도 여전히 활용될 수 있을까?
이러한 결과는 두 가지 중요한 의미를 내포한다. 첫째는 기계적 작용 원리와 물리적 현상을 기반으로 50여 년 전에 도출된 TRIZ 발명원리가 예전에 없던 신기술과 신산업이 태동한 오늘날에도 여전히 활용될 수 있다는 것이다. 다음으로는 산업분야를 막론하고 TRIZ 발명원리는 범용적으로 활용될 수 있다는 점이다.

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