[재공고] 2026년 특허기반 사업화 R&D 지원사업 용역(1차 25과제)

계약

요약 AI 요약

2026년 특허기반 사업화 R&D 지원사업의 선정 기업(수혜기업) 수요 과제별 맞춤형 컨설팅 및 검증을 추진하기 위해 수행사를 선정한다. 이종분야 특허기술을 활용한 오픈 이노베이션 기반의 통합 솔루션(신제품기획, 기술 문제해결, 제품 개선)을 제공한다.

• 신제품기획: 핵심 가치 도출, IP 기술 융합, 고객중심 혁신상품 기획, 검증 지원, 특허 전략 및 기술개발 로드맵 제안
• 기술 문제해결: 타 분야 특허기술 벤치마킹을 통한 기술적 난제 해결안 도출 및 검증 지원
• 제품 개선: IP 분석정보를 활용한 제품 기능개선 솔루션 도출, 제품디자인 개발·개선 및 검증 지원(프로토타입 수준)
• 최종 산출물: 컨설팅 최종 보고서(Hwp 파일)와 관련 자료(컨설팅 사진, IP 분석 보고서, 회의록 등) 일체

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평가 · 배점

기술 : 가격 — 기술 80점 · 가격 20점

협상 대상 기준 · 단, 기술평가 점수가 기술평가분야 배점한도의 85%(100점 기준 85점, 80점 기준 68점) 이상이어야 하며, 85% 미만일 경우 협상대상자에서 제외

참가 자격 · 제한

업종제한

기타자유업종

지역제한

제한 없음

공동수급

공동이행

입찰참가 제한

없음

실적경쟁 · PQ

해당 없음

국제입찰

국내입찰

제출 방법

전자입찰

입찰 일정

가격

추정가격

122,727,273원

배정예산

135,000,000원

예정가격 방식

비예가

공고 정보

공고종류

재공고 (재입찰공고)

게시일

06/02(화)

공고번호

R26BK01555894-000

참조번호

한국발명진흥회 입찰공고 제 2026-193호

공고기관

한국발명진흥회

수요기관

한국발명진흥회

계약방법

제한경쟁

낙찰방법

협상에의한계약

계약유형

총액계약

예정가격 방식

비예가

추정가격

122,727,273원

배정예산

135,000,000원

공공조달분류

행사관리 및 기타 사업 지원서비스 › 기타 › 기타사업지원서비스

사전규격번호

R26BD00224728

재공고

재공고

출처

나라장터

첨부파일

• HWP · 1. [재공고_입찰공고문] 2026년 특허기반 사업화 R&D 지원사업 용역(1차 4,6,12,14,21,22,25과제).hwp · 공고규격서
• PDF · 1. [재공고_입찰공고문] 2026년 특허기반 사업화 R&D 지원사업 용역(1차 4,6,12,14,21,22,25과제).pdf · 공고규격서
• HWP · 2. [재공고_제안요청서-일반사항] 2026년 특허기반 사업화 R&D 지원사업 용역(1차 4,6,12,14,21,22,25과제).hwp · 공고규격서
• HWPX · 3. [제안요청서-과제내용] 2026 특허기반 사업화 R&D 용역(1차 4,6,12,14,21,22,25과제).hwpx · 공고규격서
• PDF · 4. IP제품혁신표준방법론_최적화.pdf · 공고규격서
• HWP · 5. [긴급입찰사유서] 2026년 특허기반 사업화 R&D 지원사업 용역(1차 1~25과제).hwp · 공고규격서

첨부 내용을 정리한 글 — 자격 · 배점 · 일정 · 발췌 ›

문서 발췌

과업·요구

(1) 목 적 o 2026년 특허기반 사업화 R&D 지원사업의 선정 기업(수혜기업) 수요 과제별 맞춤형 컨설팅 및 검증* 추진을 위한 수행사 선정 * 이종분야 특허기술 활용한 오픈 이노베이션 기반의 통합 솔루션(신제품기획, 기술 문제해결, 제품 개선) 제공 (2) 용역명칭 및 용역기간 o (용 역 명) 2026년 특허기반 사업화 R&D 지원사업 과제 수행 용역 o (용역기간) 계약일로부터 6개월 이내 [~‘26. 12. 11.(금)까지] (3) 용역수행사항 o (수행업무) 신제품기획, 기술 문제해결, 제품 개선 과제별 컨설팅 * 세부내용은 제안요청서-과제내용 별도 첨부파일 참고 o (수행인력) 실제 과제에 참여할 수 있는 인력만으로 구성할 것 - 공동수급(컨소시엄) 및 외부위촉의 경우에도 마찬가지임 < 공동수급 및 외부위촉 구성기준 > · 공동수급 : 사업기간 동안 외부 인력이 계속적으로 용역수행에 참여하는 경우 · 외부위촉 : 해당 인력이 사업기간 중 한시적, 일시적으로 참여하는 경우 (4) 입찰참가자격 및 입찰 서류의 효력 o (입찰참가자격) 입찰공고문에 따름 o 제출된 모든 입찰서류의 내용은 변경할 수 없으며, 추후 사업수행사로 선정되었을 경우 계약체결을 위한 참고자료로 활용됨 (5) 입찰금액 : 과제별 입찰 총액 기준으로 입찰 o (총 사업비) 입찰금액과 기업 자부담금을 합산하여 지급 예정 · 중소기업 자부담금 = 실지원비용의 25%(현금 10% 이상, 현물 15% 이하) · 중견기업 자부담금 = 실지원비용의 30%(현금 15% 이상, 현물 15% 이하) * 기업 자부담금(현금)은 과제유형 관계 없이 검증 관련 비용으로 필수 집행

참가자격

o 제안사는 제안요청서에 따라 제안서를 작성하여 한국발명진흥회에 제출 o 한국발명진흥회는 제출된 제안서에 대한 기술평가를 위해 기술평가 운영위원회를 구성하고, 기술성 평가기준 등에 기초하여 평가를 실시 - 제안서 발표는 사업관리자(PM)가 하는 것을 원칙으로 하며, 발표자는 제안기관 소속 임직원으로 입찰공고일 전일부터 제안서 평가일까지 계속 재직 중인 자이어야 함 o ‘국가종합전자조달시스템 입찰참가자격등록규정’에 의하여 나라장터에 전자입찰서 제출마감일 전일까지 입찰 참가자격을 등록한 자(기타자유업종, 업종코드: 9999) o 「중소기업기본법」제2조에 따른 중소기업자 또는「소상공인 보호 및 지원에 관한 법률」제2조에 따른 소상공인으로서 「중소기업 범위 및 확인에 관한 규정」에 따라 발급된 중 소기업·소상공인 확인서를 소지한 자 o 단독계약 또는 공동수급(공동이행) 가능 o 하도급 불허 (4) 입찰 및 낙찰 방식 o 입찰 방식 : 제한경쟁입찰 o 낙찰 방식 : 협상에 의한 계약체결 - 기술평가는 한국발명진흥회에서 기술평가 운영위원회를 구성하여 실시 - 기술평가 80점, 가격평가 20점으로 하여 100점 만점으로 산정 o 배점기준 - 재정경제부 계약예규 「협상에 의한 계약체결」기준 ※ 입찰자별로 평가위원 점수 중 최저와 최고점수를 제외(최저 또는 최고 점수가 2개 이상일 때에는 이중 하나만 제외)한 후 나머지 점수를 산술평균하여 평가점수를 부여한다. 단, 평가점수에 소수점 이하가 있는 경우에는 소수점 다섯째 자리에서 반올림 한다. - 단, 기술평가 점수가 기술평가분야 배점한도의 85%(100점 기준 85점, 80점 기준 68점) 이상이어야 하며, 85% 미만일 경우 협상대상자에서 제외 - 평가점수 결과는 소수점 다섯째 자리에서 반올림 - 합산점수가 동일한 제안자(기관)가 2인 이상일 경우, 기술평가 고득점자가 우선순위자(기관)로 하고, 기술평가 점수가 동일할 경우, 기술평가 기준 중 평가기준항목 중 배점(세부추진전략 ,20점)이 큰 항목에서 높은 점수를 얻은 자(기관)를 우선순위자로 선정 ㅇ 우선협상대상자와 협상 성립 시, 차순위와 협상은 실시하지 않음 * 모든 협상 적격자와 협상 결렬시 재공고 입찰에 부칠 수 있음 (5) 평가기준 및 배점

배점·평가

과업·요구

(1) 컨설팅 개요 o 기업의 특허·제품·경영 관련 현안문제를 지식재산(IP) 관점에서 해결하고 기업의 제품경쟁력 및 사업경쟁력을 강화할 수 있도록 기업 맞춤형 특허 기반 사업화 전략 컨설팅 제공 (2) 전략과제별 컨설팅 수행내용(안)

(1) 사업 보고 o 과업 관련 추진 사항, 기간별 실적 등 정기·비정기 보고 - 착수보고(계약체결 후 10일 이내, 서면) - 중간보고(과업기간 중간 달성도 점검, 대면발표) - 최종보고(과업기간 종료 시점, 대면발표) (2) 주요 일정(안)

참가자격

1. 입찰개요 ------------------------------------------------------------------------------- 수 요 기 관 : 한국발명진흥회 계 약 방 법 : 제한 경쟁 품 명 : 기타사업지원서비스 수 량 : 7 단 위 : 식 입 찰 방 법 : 제한(총액)협상에의한계약 납 품 기 한 : 계약 후 2026. 12. 11.(약 6개월) 예 정 가 격 : 비예가 (국가계약법 시행령 제7조의2 2항 2호 의거) 입 찰 건 명 : [재공고] 2026년 특허기반 사업화 R&D 지원사업 용역(1차 4, 6, 12, 14, 21, 22, 25과제) 입 찰 방 식 : 전자입찰 낙찰자 결정방법 : 협상에 의한 낙찰자 결정 제안서ㆍ가격 전자 입찰서 접수 개시 일시 : 2026-06-02 22:00 제안서ㆍ가격 전자 입찰서 접수 마감 일시 : 2026-06-16 10:00 제안서 기술평가 일시 : 2026년 6월 말 예정(접수 후 일시 확정)

과업·요구

참가자격

※ 제안서 제출 완료 후 가격입찰서 제출이 가능합니다. ※ 기타 세부사항은 입찰공고서에 첨부된 제안요청서 등 관련 자료를 반드시 확인하시기 바랍니다. 2. 세부 품명 및 수량 ------------------------------------------------------------------------------- ○ 세부내역은 붙임의 규격서(제안요청서 등)에 의함 ○ 입찰에 필요한 모든 사항(공고서, 권유서, 규격서, 기타 입찰관련사항 등)을 반드시 숙지하신 후 입찰에 참여하시기 바라며, 확인·숙지하지 못한 책임은 입찰참가자에게 있습니다. 3. 입찰참가자격 ------------------------------------------------------------------------------- ○ 다음 각 호의 자격을 모두 갖춘 자이어야 합니다. ① ‘국가종합전자조달시스템 입찰참가자격등록규정’에 의하여 나라장터에 반드시 전자입찰서 제출마감일 전일까지 기타자유업종(업종코드: 9999)을 입찰참가자격을 등록한 자 * 조달청의 경쟁입찰 참가자격등록은 수시로 가능하며, 입찰참가를 위해서는 입찰서 제출 마감일 전일 까지 등록을 하셔야 함 ② 중·소기업기본법」제2조에 따른 중·소기업 또는「소상공인 보호 및 지원에 관한 법률」 제2조에 따른 소상공인으로서 「중소기업 범위 및 확인에 관한 규정」에 따라 발급된 중 · 소기업 · 소상공인 확인서를 소지한 자. (* 용도: 공공기관 입찰용) ◆ ‘중 소기업ㆍ소상공인확인서’가 중소기업제품 공공구매 종합정보망(http://www.smpp.go.kr)에서 확인(전자입찰서 제출 마감일 전일까지 발급된 것으로서 전자입찰서 제출 마감일까지 계속 유지되어야 함)되지 않을 경우 입찰참가자격이 없습니다. ◆ ‘중 소기업ㆍ소상공인확인서’를 전자입찰서 제출 마감일 전일까지 신청한 사항이 확인된 업체는 입찰참가가 가능하나 다음 중 어느 하나에 해당하는 경우에는 입찰참가자격이 없습니다. - 제안서 제출 마감일부터 5일 이내에 중소기업공공구매 종합정보망에서 확인이 되지 않는 경우 - 발급된 소기업ㆍ소상공인확인서가 입찰참가자격의 기업 구분과 다른 경우 - 발급된 소기업ㆍ소상공인확인서의 유효기간 시작일이 전자입찰서 제출 마감일 이후(마감일 포함)인 경우 - 전자입찰서 제출 마감일 전일까지 소기업ㆍ소상공인확인서를 신청하지 않은 경우

과업·요구

10,000 Innovation is 3,000 Raw Ideas (Unwritten) cumbersome 1,000 Log of 300 Ideas Submitted Number 100 125 Small Projects of Ideas 10 9 Early Stage Development 4 Major Development 1.7 Launches 1 1 Success 1 2 3 4 5 6 7 Stage of New Product Development Process 이러한 리스크를 줄여 혁신의 성공 가능성을 높임으로써 효율적인 혁신을 가능하게 하는 혁신 방법론에 대한 요구가 높아지고 있다. [그림 1-1]에서와 같이 기업의 혁신에 따른 성공 가능성은 0.03%에 불과해 자칫 무모하게 시도할 경우 실패할 확률이 매우 높다. 그럼에도 혁신을 하지 않고서는 살아남기 어려운 글로벌 무한 경쟁 시대에 처해 있는 것이 오늘날 기업들이 처한 현실이다. 바로 여기에 혁신의 딜레마가 있다. 따라서 혁신에 따른 리스크는 가능한 줄이되 성공 가능성은 높여주는 효율적인 혁신 방법론에 대한 요구가 날로 높아지고 있다. 혁신을 위한 자양분, 특허 정보 기술 혁신의 결과물인 특허 정보는 새로운 기술 혁신의 자양분이다. 1) (Greg A. Stevens; James Burley, “3,000 Raw Ideas Equals 1 Commercial Success!” Research Technology Management, Vol. 40, No. 3, May/June, 1997.) 제1장 OPIS의 개념 9 이루어 낼 때 비로소 혁신이 시작될 수 있다. 특허 조사의 목적과 범위가 제품 혁신을 위하여 이종 기술 분야로 확대된다면 이는 최근 제품 및 기술 혁신의 트렌드라고 할 수 있는 4세대 R&D의 주요 골자, 즉 기술 융합을 통한 개방형 혁신의 중요한 실행 수단이 될 수 있다. 그러나 인류의 지식 보고로서의 특허 정보는 그 방대함과 기술 분야의 전문성으로 인해 효율적인 활용에 어려움이 있다. 특허 정보는 그 양이 방대한 데다 기술 분야마다 사용하는 용어도 다르다. 따라서 동종 기술 분야를 넘어 이종 기술 분야의 정보를 검색하기가 쉽지 않고, 검색 결과도 방대할 수밖에 없다. 나아가 특허명세서는 발명의 원리보다는 구체적인 구조나 구조의 작동에 관한 설명을 중심으로 작성되므로 원하는 정보를 정확하게 파악하기도 쉽지 않다. 이러한 이유로, 기존 특허 정보 조사의 한계를 넘어 이종 기술 분야로 특허 검색 범위를 확대하기 위한 다양한 시도가 있었다. 그러나 방대한 데이터와 전문 기술 용어로 인한 비효율의 문제를 극복하지 못하고 있다. 따라서 다른 기술 분야의 혁신 성과를 효율적으로 발굴, 적용하여 창의적인 아이디어를 도출하기 위해 새로운 체계적 방법론의 개발이 필요하다. 일부 특허 전문가와 문제 해결(TRIZ) 전문가들은 기능이라는 일반화 개념으로 이종 기술 분야에서 종종 좋은 아이디어와 해결책을

얻고 있다. 기능 관점에서 문제를 일반화하여 접근하는 방식은 제품과 기술 자체에 집중하는 것이 아니라 제품과 기술의 목적에 12 제1장 OPIS의 개념 관심을 갖는 것이다. 그러므로 같거나 유사한 목적을 갖는 다른 분야의 기술(방식)로 자연스럽게 우리의 사고를 유도하는 장점이 있다. 그러나 이러한 접근은 대부분 해당 기술 분야에 대한 전문성과 경험, 직관에 의한 결과물인 경우가 많다. 또한 순수하게 검색 과정을 거쳐 좋은 결과물을 얻기 위해서는 아직까지 비효율적인 시행착오를 많이 겪을 수밖에 없는 것이 현실이다. 그림 1-4 FOS(Function Oriented Search, 기능 중심으로 이종 기술을 탐색하는 TRIZ 방법론 중 하나) Function Oricented Search Problem Model Solution Model ② 해당 기능을 수행하는 Leading②Area 선정 일반적인 문제 일반적인 해결안 이종 기술 LKenaodwinlegdAgereSae선ar정ch General Problem General Solution 해당 기능이 많이 Knowledge Search 활용되는 산업 분야 ction d Fun tion ralize Solu Gene otype Prot t 구체화 oncep 반화 ③ C tiation 의 일 ubstan ① 기능 ion ept S ralizat Conc blem Gene on Pro nction aptati Fu tion Ad oblem bstrac ary Pr A econd S 시행 착오/이종 기술 접근의 한계 이종 산업 기술의 기술적 문제 도입(기술 융합) 구체적 해결안 (Specific Problem) (Specific Solution) 신시장 발굴 및 특허 확보 현실 영역 기존 문제 해결 전문가와 특허 전문가의 이종 특허 검색을 통한 제품 혁신 사례를 통해 체계적·논리적인 문제 해결 프로세스와 방법들을 추출하고 구조화할 수 있다면, 제품 혁신에 수많은 시간과 비용을 쏟아붓고 있는 중소기업은 물론 이들을 지원하고 있는 특허 전문가들에게 매우 가치 있는 방법론이 될 것이다. 제1장 OPIS의 개념 13 OPIS란? OPIS(Open Patent Intelligence Search, 이종 분야 특허 검색 방법론)는 이미 다른 영역의 기술 분야에 존재하는 문제 해결 원리를 벤치마킹함으로써 빠른 속도, 적은 비용으로 제품 혁신을 추구하는 신개념 특허 검색 방법론이다. 모든 기술 정보는 전 세계 수천만 건의 특허들을 검색하면 거의 찾을 수 있다. IT 기술이 부족했던 과거에는 어려운 일이었지만, 현재는 방대한 특허 정보가 체계적으로 DB화되어 있어 시간과 장소에 구애받지 않고 누구나 손쉽게 특허 정보에 접근할 수 있다. 따라서 특허 정보 DB를 검색하여 자신의 기술 문제 해결에 활용하는 것은 어찌 보면 당연한 시대적 요구라 할 수 있다. 열린 특허 검색이 필요한 시대가 된 것이다. OPIS는 다른 기술 분야의 지식 활용을 목적으로 한다.

이루어졌는데 이를 기술 진화 법칙이라고 한다. 이는 76 표준해결책에 자세히 설명되어 있다. 트리즈는 기술에 대한 과학(Science 0f Technology)이라고 할 수 있다. 트리즈에 대한 좀 더 자세한 내용은 본 매뉴얼의 해당 부분에서 설명한다. 그림 1-7 모순 40 발명 원리 기술적 모순 분리의 원리 물리적 모순 OPIS는 무엇을 검색할지를 분석하는 도구로서 트리즈를 활용한다. 이종 분야 특허 검색을 통해 문제 해결에 대한 구체적인 해결책을 찾아내는 것이 OPIS의 핵심 개념이다. 하지만 어떤 주제를 어떤 검색어와 형식으로 검색할 것인가도 중요한 질문이다. 이러한 질문에 답하기 위해 트리즈 방법론을 적극 활용한다. 문제의 핵심만을 간추려서 단순화하고, 새로운 시각에서 문제를 분석해 문제의 발생 원인을 파헤쳐 연구한다. 이를 통해 문제로부터 가능한 모든 해결책의 방향을 도출한 후 최적의 해결책 방향을 선정하여 이에 대한 깊은 분석을 트리즈가 맡는다. 제1장 OPIS의 개념 19 트리즈 방법론에서도 이종 분야 검색을 위한 FOS(Function Oriented Search) 방법이 있다. 원하는 기능(Function)을 가지고 문제 해결에 필요한 정보들을 검색하는 방법이다. 이에 반해 OPIS 방법론은 기능에만 집중하지 않는다. 기능 외에도 대안 시스템이나 명칭, 유사 키워드, 추상화(은유), 시스템 도식, 수평적 사고 등의 다양한 방법이 함께 활용된다. 그림 1-8 FOS와 OPIS 비교 FOS OPIS 기능 수평적 사고 원하는 기능(Function)을 가지고 문제 해결에 필요한 정보들을 대안 시스템 검색하는 방법 시스템 도식 이나 명칭 추상화 유사 키워드 (은유) OPIS는 문제의 핵심을 단순화하기 위해 트리즈의 시스템 도식화 기법을 활용한다. 어떤 주제를 어떤 검색어와 형식으로 검색할 것인가도 중요한 질문이다. 이러한 질문에 답하기 위해서는 트리즈 방법론을 적극 활용한다. 우선 문제의 핵심만을 간추려 단순화하기 위해 시스템 도식화 기법을 사용한다. 문제를 가장 단순화하여 그림으로 표현한 것이 시스템 도식화이다. 문제를 알기 쉽게 그림으로 시각화한다는 것은 방법론적인 측면이다. 20 제1장 OPIS의 개념 시스템 도식화는 직선·원·사각형 등의 가장 기초적인 도형만을 이용하여 문제를 도식화하고, 초등학생이라도 이해할 수 있을 정도로 핵심적 내용만을 담아낸다. 트리즈에서는 문제를 해결하는 과정 중 작용 영역(Operating Zone), 작용 시간(Operating Time) 등을 그림으로 나타내는 시스템 도식화 과정이 중요하게 인식된다. 하지만 굳이 문제를 간단한 그림으로 표현하는 것을 트리즈만의 고유한 방법론이라고 하기에는 무리가 있다. 따라서 트리즈 방법론이라고 해도 무방하며, 그렇지 않은 일반적인 문제 해결 방법론, 문제 해결에 큰 도움을 주는 효과적 방법론이라고 해도 무방하다. OPIS는 문제를 새로운 시각으로 분석하기 위해 트리즈의 기능 분석

기법을 활용한다. “어떤 주제를 어떤 검색어와 형식으로 검색할 것인가”란 중요한 질문에 풍부하게 답을 하려면 새로운 시각에서 문제를 분석하는 것이 필요하다. 이를 위하여 트리즈에서 사용하는 기능 분석(Function Analysis) 기법을 사용한다. FOS에서 사용하는 일반적인 기능 분석도 있지만 OPIS에서는 핵심 요소만을 포함하는 기능 분석이 중심적으로 사용된다. OPIS는 문제에서 가능한 모든 해결책 방향을 도출하고, 문제 해결에 필요한 수평적 사고를 체계적으로 도출하기 위하여 트리즈의 문제 흐름 분석 기법을 활용한다. 어떤 주제를 어떤 검색어와 형식으로 검색할 것인지를 결정하기 위하여 문제의 발생 원인을 파헤치고, 문제에서 가능한 모든 해결책 방향을 도출하는 것이 필요하다. 이를 위해서 트리즈 방법론의 문제 흐름 분석 기법을 사용한다. 제1장 OPIS의 개념 21 근본 원인 분석(RCA, Root Cause Analysis)은 문제의 원인들을 인과관계에 따라 발생 순서로 나열하여 문제의 근본 원인을 파악하는 분석 방법이다. 이러한 근본 원인 분석 기법을 더욱 발전시킨 것이 문제 흐름 분석(PCA, Problem Chain Analysis)으로서 근본 원인 2) 분석의 중간 단계를 끊어 내어 해결책을 제시한다. 그림 1-9 근본 원인 분석(RCA, Root Cause Analysis) symptoms Problem causes OPIS에서는 문제 흐름 분석 기법을 이용하여 문제에서 도출 가능한

2) 근본 원인 분석 기법이 트리즈 기법이라고 말할 수는 없다. 트리즈와는 별도로 충분한 시간 동안 개발되어온 기법이기 때문이다. 근본 원인 분석 기법의 도움을 받아 문제 흐름 분석 기법이 탄생할 수 있었고, 그렇게 탄생된 문제 흐름 분석 기법이 모순 개념과 일치하게 되므로 트리즈의 방법론으로 불리는 데 부족함이 없다. 22 제1장 OPIS의 개념 모든 해결책 방향을 도출하며, 문제 해결에 필요한 수평적 사고를 체계적으로 도출한다. FOS는 CECA 기법을 유사하게 사용하나, OPIS는 문제 흐름 분석 기법을 적용한다. OPIS는 미처 생각하지 못한 창의적인 해결책에 해당하는 다양한 형태의 검색어를 설정하기 위해 트리즈의 모순 분석 기법을 활용한다. 어떤 검색어를 어떤 형식으로 검색할 것인지에 대한 결정을 위하여 선정된 해결책 방향의 깊은 분석은 트리즈가 맡는다. 트리즈의 모순 분석(PTC, Physical Technical Contradiction Modeling) 기법을 활용하면 미처 생각하지 못한 창의적인 해결책에 해당하는 다양한 형태의 검색어를 설정하는 데 도움이 된다. 제1장 OPIS의 개념 23 그림 2-1 OPIS 방법론을 통한 문제 해결 프로세스 1. 문제 분석 2. 원인 분석 3. 검색식 구성 4. 문제 해결 시스템 도식화 아이디어 발굴 특허 검색식 작성 문제 현상 분석  기능 분석 기반  문제 현상 검토 원인 분석 기반 문제 배경 진단 경험 지식 기반 기능 분석 아이디어 적용     특허 현황 분석 근본 원인 분석 아이디어 확장 대안 시스템 발굴 보유 특허 분석 경험 지식 접근법 경쟁 특허 분석   과학 지식 접근법 특허 트렌드 분석 기술 지식 접근법 특허 리스크 진단 문제 흐름 분석 특허 전략 수립 문제 분석 문제 분석 단계에서는 문제 현상을 검토하고 문제의 배경을 기업의 내·외부 측면에서 객관적으로 파악한다. 수혜 기업의 진술과 수행 기관의 조사를 통해 문제를 올바르게 정의하고 그 배경을 진단한다. 해결 과제와 관련한 수혜 기업과 동종 업계의 보유 기술 및 특허를 분석하여 기술 트렌드를 파악하고, 특허 리스크를 진단하여 동종 기술 분야의 해결책을 발굴하거나, 해결되지 못한 원인을 분석한다. 문제 현상 분석 문제와 문제가 된 배경(Problem Background)을 분석한다. 이는 문제가 발생하게 된 현상을 기술하고 그 배경을 진단하는 것이 제2장 OPIS 프로세서의 구성 29 목적이다. 이를 위해 기업의 내부 및 외부 진단을 수행하고 기업의 니즈(Needs)와 디즈(Deeds)를 객관적인 시각에서 파악하도록 한다. 구체적으로 제품의 구조를 분석하고, 필요시 제품 사용자의 사용 패턴 및 환경을 관찰한다. 또한 기업 측의 진술을 통하여 문제 현상, 해결 목적, 목표치, 제약 조건 및 한계 등을 정리한다. 특허 현황 분석 해결하고자 하는 문제와 관련하여 수혜 기업이 보유하고 있는 기술과 특허를 분석하고 동종 업계의 관련 특허를 분석하여 기술의

트렌드 및 특허 리스크를 진단한다. 이를 통해 해결 과제와 관련한 수혜 기업과 동종 업계의 해결 노력 및 접근 방향을 분석함으로써 동종 기술 분야의 해결책을 발굴하거나, 해결되지 못한 원인을 분석한다. 원인 분석 원인 분석 단계에서는 문제의 원인을 분석하고, 핵심 원인으로부터 모순을 분석한 후, 그 원인의 제거나 모순 극복을 위한 해결 방향을 도출한다. 시스템 도식화를 통해 문제의 핵심을 명확히 하고 시스템의 문제에 대한 분석을 기능의 관점에서 진행한다. 근본 원인 분석(RCA) 및 문제 흐름 분석(PCA)을 활용하여 해당 문제에서 검토 가능한, 생각해 볼 수 있는 거의 모든 해결책의 방향들을 도출한다. 이미 기업에서 시도해 보았던 해결책, 경쟁 기업이 채택하고 있는 해결책, 기업의 입장에서 적용하기 힘든 해결책뿐만 아니라 그동안 미처 생각해보지 못했던 해결책들이 모두 포함되어야 한다. 그런 후 가장 현실적인 해결책의 30 제2장 OPIS 프로세서의 구성 방향을 선정하면서 모순 분석(PTC)을 통해 문제의 핵심을 재정의하는 것도 도움이 된다. 시스템 도식화 문제 현상 기술을 바탕으로 시스템 도식화를 진행한다. 시스템 도식화는 문제에서 핵심이 되는 요소만을 포함하여 초등학생도 이해할 수 있을 만큼 간단하게 문제를 표현하여 시각화하는 기법이다. CAD나 CAM과 같은 설계 도면이 아닌 가장 간단한 직선·원·사각형 도형만을 이용하는 시스템 도식화 그림을 작성한다. 이러한 시스템 도식화 그림은 OPIS 프로세스의 전 과정에 걸쳐 표준 그림으로 사용됨으로써 다양한 아이디어를 쉽게 도출할 수 있도록 한다. 기능 분석 문제와 관련된 기능(Function)을 중심으로 시스템을 분석한다. 시스템과 관련된 모든 요소들을 포함하여 기능의 상관관계를 파악할 수도 있고, 문제와 관련된 핵심적인 요소들만 포함하여 문제의 발생 메커니즘 위주로 분석을 진행할 수도 있다. 그러나 시스템 도식화에서 열거된 요소들을 기초로 분석을 진행하는 것이 가장 바람직하다. 근본 원인 분석 근본 원인 분석(RCA, Root Cause Analysis)에서는 문제가 발생하는 메커니즘을 명확히 기술하며, 문제의 근본 원인까지 파악하여 논리를 완성한다. 문제의 근본 원인을 제거할 수 있으면 여기에 집중하여 해결책을 곧바로 도출할 수도 있다. 만일 문제의 근본 원인을 제거하기 어렵다면 그 이유를 분석하여 이를 모순으로 설정하고, 이 모순을 해결하기 위해 트리즈 방법론을 제2장 OPIS 프로세서의 구성 31 적용하는 CECA(Cause Effect Chain Analysis) 기법을 활용할 수도 있다. 문제 흐름 분석 문제 흐름 분석(PCA, Problem Chain Analysis) 기법을 통해서 문제의 근본 원인에만 집중하지 않고 문제로부터 가능한 모든 해결책의 방향들을 도출한다. 이 기법은 드보노 박사가 강조하는 수평적 사고를 체계적으로 진행할 수 있는 방법론이다. 모순 분석 문제 흐 름 분석 ( P C A) 을 통해 도 출된 해 결 방향들 중 가장

현실적이고 효과적인 방향을 선정한다. 그리고 그 해결 방향과 관련된 모순을 파악하기 위해 모순 분석(PTC, Physical Technical Contradiction)을 수행한다. 모순 분석 방법을 통해 선정된 해결 방향의 심층 분석을 진행하면서 문제의 핵심을 재정의하며 해결 방향을 구체화한다. 검색식 구성 해결 방향의 구현에 필요한 아이디어를 특허 DB에서 발굴하기 위한 검색식을 구성한다. 원 인 분석 단계 를 거 쳐 도 출된 해 결 방향의 구현 에 필 요 한 아이디어를 특허 DB 또는 기술이나 시장 DB에서 발굴하기 위한 검색식을 작성한다. OPIS 프로세스는 특정 기술 분야에 국한하지 않고 32 제2장 OPIS 프로세서의 구성 전 기술 분야를 대상으로 아이디어를 검색하므로, 그 특성상 검색 결과 건수가 많을 수밖에 없다. 따라서 검색 건수가 많을 경우에는 아이디어 발굴 가능성이 높은 기술 영역을 대안 시스템으로 선정한다. 그리고 이렇게 선정된 대안 시스템 내의 아이디어를 우선적으로 발굴함으로써 OPIS 프로세스의 효율을 높인다. 특허 검색식 작성 기능 분 석에 기초하여 도출된 목적 기능 을 수행할 수 있는 기술(구성)을 찾기 위한 검색식을 작성한다. 또는 근본 원인 분석, 문제 흐름 분석 및 모순 분석 등에 기초하여 도출된 핵심 원인을 제거하는 데 필요한 기술 구성을 찾기 위한 검색식을 작성한다(원인 분석 기반). 이와 동시에 전문가의 경험과 직관으로 도출된 해결 방향에 대하여 검색 쿼리를 작성할 수도 있다(경험 지식 기반). 대안 시스템 발굴 검색 쿼리에 따른 검색 결과 건수가 많은 경우에는 검색 범위를 더욱 좁힐 필요가 있다. 이는 해당 목적 기능이나 핵심 원인 또는 해결 방향에 대한 검색을 특정 시스템에 한정하여 검색하기 위해서이다. 따라서 당해 문제에 대한 해결책을 찾아낼 가능성이 높고, 당해 제품에 적용 가능성이 높은 시스템(대안 시스템)을 발굴한다. 대안 시스템은 기술 전문가와 혁신 전문가의 경험 및 지식에 기초하거나(경험 지식 접근법), 과학 효과(Scientific Effect) 데이터베이스를 활용하거나(과학 지식 접근법) 또는 특허, 논문과 같은 기술 데이터베이스의 단계적 분석을 통해(기술 지식 접근법) 발굴할 수 있다. 여러 대안 시스템 후보가 발굴된 경우, 그중 당해 문제를 해결하는 데 있어 아이디어 발견 가능성 및 제품 적용 가능성이 가장 제2장 OPIS 프로세서의 구성 33 높은 시스템을 선정한다. 대안 시스템 후보들 간의 상대적인 평가는 정량적인 평가 도구를 활용하거나 전문가의 식견을 바탕으로 선정할 수 있다. 대안 시스템이 선정되면, 앞서 작성된 검색식에 대안 시스템을 결합한 수정 검색식을 작성한다. 이는 검색식을 이용한 검색 결과를 대안 시스템 내로 한정하는 작업이며, 특허 DB의 경우 특허 분류 코드나 주요 키워드 한정을 추가하여 검색식을 수정할 수 있다. 문제 해결 특허 검색을 통해 아이디어를 발굴·적용하고, 이를 특허 전략 및

로드맵으로 완성한다. 검색식을 이용하여 검색된 특허 데이터를 분석하여 문제 해결에 도움이 되는 아이디어를 발굴하고, 그중 적용 가능성이 높은 아이디어를 선정한다. 이렇게 선정된 아이디어는 당해 문제에 적용하고, 적용 과정에서의 부차적인 문제를 해결하여 구체화한다. 나아가 트리즈 및 특허 설계의 관점에서 다양한 방향으로 아이디어를 전개·확장한다. 그리고 아이디어들 간의 우선순위를 평가하여 연구 개발 및 지식재산권 확보를 위한 단계적인 추진 로드맵을 수립한다. 아이디어 발굴 검색식을 이용하여 검색된 특허 데이터를 검토·분석하여 문제 해결에 이용될 수 있는 아이디어를 발굴한다. 발굴된 아이디어 중 적용 가능성이 높고 적용 효과가 큰 아이디어를 선정한다. 적용 과정에서 또 34 제2장 OPIS 프로세서의 구성 다른 문제를 발생시키지 않는 아이디어를 선정하는 것이 바람직하다. 그러나 적용 효과가 큰 데 반해 적용상의 문제가 본질적인 것이 아니라면 후속 아이디어 적용 과정에서 이를 해결할 수 있다. 아이디어 적용 선정된 아이디어를 해결하고자 하는 문제에 적용하여 구체화시킨다. 전술한 바와 같이 적용 과정에서 나타나는 적용 문제가 있다면 이를 해결하여 아이디어를 당해 시스템(제품)에 맞게 수정한다. 이 과정에서 OPIS 프로세스의 일부 단계나 모듈이 추가로 수행될 수도 있다. 아이디어 전개 선정된 아이디어의 해결 원리를 검토하여 또 다른 구체적인 아이디어를 도출하거나 트리즈 발명 원리 등을 적용하여 아이디어를 다양화 내지 구체화한다. 특허 전략 수립 도출된 아이디어의 적용 가능성, 특허 등록 가능성, 기존 특허 침해 가능성, 도출된 아이디어의 적용에 필요한 추가 요소 및 수혜 기업의 사업 전략 등을 종합적으로 검토하여 특허 전략 내지 기술 개발 로드맵을 수립한다. 그림 2-2 특허 검색을 통한 문제 해결 프로세스 아이디어 아이디어 아이디어 특허 전략 발굴 적용 전개 수립 제2장 OPIS 프로세서의 구성 35 선박 페인팅 사례 선박을 건조하는 조선소에서 발생한 사례로서, 선박 페인팅 시 결로 현상을 없애기 위해 사용하는 압축 공기의 사용량을 저감하고자 한다. 조선소에서 배의 건조 시 마무리 단계에 이르면, 선체의 외부는 물론이고 내부에도 페인트 작업을 해야 한다. 특히 여름철에는 차가운 바닷물에 의해서 선체 내부에 결로가 발생하고 이 때문에 페인트 작업이 어려워진다. 그래서 압축 공기를 선체 내로 불어넣어 습기를 낮추는 방법으로 결로 현상을 제거하여 페인트 작업을 하게 된다. 이때 압축 공기의 양이 너무 많이 소요되어 비용이 많이 발생하였는데, 이러한 문제를 해결하고자 한다. 그림 2-6 선박 건조 및 페인팅 현장 38 제2장 OPIS 프로세서의 구성 제퍼슨 기념관 사례 미국의 제퍼슨 기념관의 잦은 벽면 보수 공사 문제를 해결하기 위한 사례이다. 미국 워싱턴에 위치한 제퍼슨 기념관은 10년마다 거액의 공사비를 들여 벽 면 보 수 공 사를 실 시 하고 있 었 다 고 한다 . 이 로 인 해

기념관 유지비가 상승하고, 보수 공사 기간 동안 관람객의 불편을 초래하였는데 이러한 문제를 해결하고자 한다. 그림 2-7 제퍼슨 기념관 제2장 OPIS 프로세서의 구성 39 콩나물 재배수 사례 콩나물을 대량으로 재배하여 판매하는 기업에서 발생한 사례로서, 콩나물 재배 시 사용되는 용수의 사용량을 줄이고자 한다. 이 업체는 콩나물을 판매할 때 씻어서 비닐에 담아 판매하므로 소비자들에게 인기가 높아 매출이 늘고 있었다. 그래서 늘어난 매출에 대응하기 위하여 신규 공장을 지었는데 심각한 문제가 발생하였다. 원래 예상한 생산량의 30%밖에 생산하지 못함으로써 손해가 심각하였다. 왜 그런지 물어보았더니, 공장을 증설한 지역에서 물 공급이 원활하지 않다는 것이다. 콩나물 재배지는 햇빛이 들지 않는 공간으로 이곳에는 지름 2m, 높이 3m 정도의 원통 용기가 2개씩 3열로 총 6개가 위치한다. 잘 그림 2-8 콩나물 재배 현장 40 제2장 OPIS 프로세서의 구성 선별한 콩을 용기에 넣으면 10분의 1 정도 차게 된다. 세로로 길게 생긴 수주기(물 뿌리는 기구)는 6개의 용기 위를 3시간 간격으로 움직이면서 일주일 동안 쉬지 않고 물을 뿌린다. 그래서 많은 물을 필요로 하는데, 공장이 증설된 지역에 물이 부족하여 문제가 발생하게 된 것이다. 여름철에는 지방 자치 단체로부터 월 수천만 원에 달하는 수돗물까지 공급을 받는다지만 이마저도 가뭄이 들면 공급이 원활하지 않아 공장 가동에 비상이 걸린다고 한다. 물론 물 공급을 충분히 검토하지 않은 것이 근본 원인의 하나일 수 있다. 하지만 지금에 와서 그러한 근본 원인을 탓한다고 한들 앞으로의 다른 비즈니스에 교훈이 될 수는 있을지언정, 새로 증설된 콩나물 공장 문제의 해결책은 될 수 없다. 그러므로 이와 같은 콩나물 재배 용수의 부족 문제를 해결하고자 한다. 제2장 OPIS 프로세서의 구성 41 확공비트 사례 확공비트의 윙비트 탈락 문제를 해결하여 내구성을 향상시키기 위한 사례이다. ‘비트’는 바위나 지반을 수직으로 뚫는 드릴 장치이고, ‘확공비트’는 수직으로 뚫린 구멍의 바닥 부분에서 구멍을 더욱 크게 확장하는 데 사용되는 드릴 장치이다. 그림 2-10 확공비트 및 확공비트를 이용한 구멍 확장 개념 확공비트를 사용하여 구멍을 확장하는 현장에서는 <그림 2-10>에서 보는 것처럼 구멍 확장을 위해 옆으로 펼쳐지는 날개 부분(윙 비트)이 확공 작업 도중 파괴되어 탈락 및 유실되는 경우가 잦다. 이로 인해 공사비의 상승은 물론이고 공사가 자주 중단되는 문제가 발생한다. 따라서 이러한 내구성 문제를 해결하고자 한다. 제2장 OPIS 프로세서의 구성 43 필수적으로 포함되어야 한다. 또한 기타 해결 과제를 명확히 하는 데 필요한 정보와 기술 및 시장 정보를 요청하고, 수집한다. 기술 시스템 기술 시스템은 해결하고자 하는 문제를 포함하고 있는 제품, 설비, 부품 등을 의미한다. 기술 시스템에 대한 예는 다음과 같다.

예) UV 경화기, (치과용) 핸드피스, 물티슈 제조기 등 기술 시스템의 주 기능(목적 기능) 기술 시스템의 주 기능은 해당 시스템의 설계 목적으로 해당 제품 또는 설비가 수행하는 가장 중요한 기능(역할)을 의미한다. 기술 시스템의 주 기능에 대한 예는 다음과 같다. 예) UV 경화기: 레진을 경화시킨다, 핸드피스: 충치를 제거한다 등 기술 시스템의 구조 및 작동 원리 기술 시스템을 구성하는 주요 요소와 주 기능을 수행하는 원리를 가능한 이해하기 쉬운 도식과 용어를 이용하여 기술한다. 기술 시스템의 구조 및 작동 원리에 대한 예는 <그림 3-1>과 같다. 제3장 문제 분석 49 문제 해결 목적 및 목표 문제 해결을 통하여 얻고자 하는 바(목적)와 달성하고자 하는 수준(목표)을 명확하고 구체적으로 기술한다. 목표 수립은 달성 여부 및 그 수준을 측정할 수 있도록 가능한 정량적인 지표를 사용한다. 예) UV 경화기 과제 목적: 고집적 열원에 의한 PCB의 냉각 성능을 향상시킴 으로써 제품의 수명 연장 과제 목표: PCB의 온도를 기존 60℃에서 40℃로 낮춤 기존 해결책 현존하는 문제 해결 방안들에 대하여 가능한 구체적으로 기술한다. 문제 해결을 위하여 지금까지 시도해온 방안들을 기술하고, 필요한 경우 특허, 논문과 같은 구체적인 기술 정보나 경쟁사 제품 등 실물을 준비한다. 그림 3-3 기존 해결책(음료 배관 세척 기술 예) 스폰지볼 세척기 세척수 용기 세척용 약품 제약 조건 가능한 설계 변경 범위, 원가 증가율, 공간 한계 등 현실적으로 반드시 고려해야 할 제약 조건들을 구체적으로 기술한다. 제3장 문제 분석 51 그림 3-4 제약 조건 정의(치과용 핸드피스 예) 제약 조건 정의 •사용 환경의 특성상 제품의 크기는 절대 증가하면 안 됨 •안전을 위하여 사용 중 버(Bur)의 고정력이 어떠한 특성보다도 우선함 제품 사용 현장을 방문하여 실제 제품 및 문제 현상을 관찰하고 담당자 3) 인터뷰 등을 통하여 수혜 기업의 디즈(Deeds) 를 파악한다. 기본적으로 기업이 서술한 ‘문제 현상 기술’의 각 내용이 적절한지 확인하고 누락된 부분들을 보완한다. 예를 들어 시스템의 주 기능이 올바른지 문제 현상이 구체적으로 기술되었는지 검토해야 하며, 제약 조건과 과제 목표 등이 모순되지는 않은지 면밀히 검토해야 한다. <그림 3-5>는 상기 문제 배경 진단을 위한 양식의 예이다. 각 항목에 대하여 현장 진단에 대한 전문가의 의견을 기술하고 과제 수행 과정에 참고한다.

3) 소비자 스스로 인지하고 표현할 수 있는 니즈(이미 존재하는 니즈)는 소비자 인터뷰를 통해 파악할 수 있으나, 소비자가 스스로 인지하지 못하고 있는 숨겨진 욕구(숨겨진 니즈)를 파악하기 위해서는 소비자의 의사 결정 과정을 제외한 겉으로 드러나는 행위 그 자체(디즈, Deeds), 즉 행동 습관에 대한 분석이 필요하다는 마케팅 개념(출처: 박찬원, ‘행동을 보고 숨은 Needs를 파악하자. Deeds가 마케팅 길을 열어 주리라!’, 동아비즈니스리뷰 vol.163, 2014. 10.) 52 제3장 문제 분석 그림 3-5 문제 현상 분석 시트 예 1. 프로젝트명 2. 프로젝트 유형  제품 개발  애로 기술  원가 절감  특허 회피  기타 3. 프로젝트 기간 4. 기술 시스템 명칭 5. 기술 시스템 주 기능 주 기능이 정확한가? [기술 시스템 도식] 구성 요소가 적절한가? 6. 구조 및 동작 원리 주기능이 수행되는 원리가 정확한가? 주 기능 작동 원리 도식 [문제 상황 도식] 문제 현상이 명확한가? 7. 기술 문제 정의 문제 발생 메커니즘이 구체적인가? 문제 발생 메커니즘 도식 목적이 명확한가? 8. 과제 목적/목표 목표가 구체적인가? 목표가 측정 가능한 정량적 지표인가? 설계 변경 가능 범위가 명확한가? 9. 제약 조건 제약 조건(비용, 공간 등)이 구체적인가? 과제 담당 전문가가 배정되어 있는가? 10. 자원 확보 방안 문제 관련 기술 자료(특허·도면), 샘플 등을 확보할 수 있는가? 기타 과제 수행에 필요한 자원은? 기업의 보유 자원을 파악하고 필요한 전략, R&D, 경영 및 시장 현황을 파악한다. 과제를 성공적으로 수행하기 위해서는 기술적인 부분에 대한 검토만큼 기업의 전반적인 자원을 세밀히 파악하는 것도 중요하다. 기업의 자원이란 해당 과제에 대하여 전문 지식을 제공하고 기술적 검토를 할 수 있는 전문 인력과 도면, 특허 등 기술 문서 관리 수준, 해결안에 대한 검증 능력 등 과제 수행을 위해 파악해야 할 전반적인 것들이다. 제3장 문제 분석 53 필요한 경우 기업의 전략 부문부터 R&D(연구개발), 생산, SCM 등 폭넓은 진단을 실시할 수도 있다. 그러나 본 과업의 성격상 제품이나 공정의 기술적 문제를 해결하는 경우가 대부분이므로 R&D 부문에 국한하여 필요한 진단을 하는 것이 적절하다. 특허 현황 분석 특허 현황 분석은 해결 과제와 관련한 기업과 동종 업계의 특허 및 기술 현황을 조사하여 동종 기술 분야 내에서의 해결 가능성을 검토함으로써 미해결 원인을 분석하며, 문제 해결 과정에서 우려되는 특허 리스크를 진단하는 과정이다. 동종 분야의 기술 현황 분석은 동종 기술 분야에서 해결 방안을 발굴하고자 하는 것이 1차 목적이다. 그러나 동종 기술 분야에서 해결 방안이 존재하지 않는 경우에는 해결 과제와 관련한 기업과 동종 업계의 해결 노력 및 접근 방향을 분석하여 해결 과제가 고질적인 문제가 된 원인을 분석한다. 나아가 과제 해결에 활용될 수 있는

보유 자원을 파악하고, 과제 해결 과정에서 우려되는 특허 리스크를 진단한다. [보유 특허 분석] 우선 해결 과제와 관련하여 수혜 기업이 보유한 특허 및 기술을 분석한다. 이를 통해 해결 과제가 고질적인 문제가 된 원인을 진단하고, 과제 해결을 위한 보유 자원을 파악한다. OPIS 프로세스는 R&D 방법론이 아니다. OPIS 전문가는 기업보다 우수한 R&D 능력을 활용하여 문제를 해결하는 것이 아니라, 기업의 54 제3장 문제 분석 전문가들이 해당 문제를 해결하지 못한 원인을 진단하여 모순을 도출하고, 이를 해결하기 위한 새로운 시각을 제시하는 데 집중해야 한다. 따라서 기업의 R&D 히스토리를 통해 기업의 보유 자원을 파악함과 동시에 기업 R&D 전문가의 고정관념과 같은 문제 배경 원인을 파악하는 것이 중요하다. 이를 위해 특허 업계에서 널리 활용되는 다양한 분석 방법을 이용 할 수 있다. 특히 문제 배경 원인과 보유 자원을 한눈에 파악하기 위해서는 주요 기술 구성을 요약한 기술 흐름도가 유용하다. 그림 3-6 보유 기술 분석의 예 보유 기술 요약

[특허 트렌드 분석] 이어서 해결 과제와 관련한 동종 업계의 특허 및 기술을 분석한다. 이를 통해 동종 기술 분야에서 해결 방안을 발굴하거나, 해당 과제가 해결되지 못하고 있는 원인을 진단하고 과제 해결에 활용 가능한 자원을 파악한다. 과제의 해결에 이용될 수 있는 자유 기술이 존재한다면 이의 적용 가능성 및 활용 방안을 검토한다. 자유 기술은 문제 해결에 직접적으로 이용되지 않더라도 유용한 자원으로서 활용될 수 있다. 과제의 해결에 이용될 수 있는 기술이 장벽 특허로서 존재한다면 이를 회피하는 방향으로 문제 해결 전략을 수립한다. 장벽 특허의 해결 원리를 분석하고, 동일한 해결 원리를 이용한 새로운 구체적 해결책이 제시될 수도 있고, 다른 방향의 해결 원리를 제시할 수도 있다. 과제의 해결에 이용될 수 있는 선행 기술이 존재하지 않는 경우, 해당 업계의 고정관념을 파악하고 이를 극복하기 위한 방향으로 문제 해결 전략을 수립한다. 해당 문제가 해당 기업뿐만 아니라 동종 기술 그림 3-7 기술 트렌드 분석의 예(Solution 유형별 검토)

힐 뒷굽 빠짐 이탈 잔디가 오래 생존하지 못함 분야에서도 해결되지 못하고 고질적인 문제로 남게 된 원인이 있다면 그 원인을 파악하는 것이 문제 해결의 핵심이 될 수 있다. 기술 유형별 적용 가능성 검토와 기술 유형별 발전 흐름도 분석이 특히 유용하게 활용될 수 있다. [특허 리스크 진단] 최종적으로, 해결 방안이 적용될 제품에 관한 특허 리스크를 진단한다. 이를 통해 현존하는 특허 리스크의 대응 전략을 수립하고, 프로세스 진행 과정에서 문제가 될 수 있는 특허 리스크를 사전에 차단한다. 해결 방안이 적용될 제품의 현재 상태를 기초로 특허 리스크를 진단한다. 해결 과제와 관련하여 현재 적용 중인 기술에 관한 특허 리스크는 물론이고, 해결 과제가 적용될 제품 자체에 관한 특허 리스크 판단도 필요하다. 앞서 기술 트렌드 분석 과정 중 장벽 특허를 파악하는 과정이 향후 제3장 문제 분석 57 도출될 해결 방안에 대한 리스크 제거에 의의가 있다면, 본 서브모듈은 향후 도출될 해결 방안이 적용될 제품 자체에 관한 리스크 제거에 더 큰 의의가 있다. 58 제3장 문제 분석 ‘시스템 도식화(System Diagram)’이다. CAD·CAM과 같은 설계 도면을 ‘정량적인 그림’이라고 한다면, 시스템 도식화에서는 ‘정성적인 그림’으로 문제를 표현하고자 한다. 시스템 도식화에서는 유치원 학생에게도 문제를 설명할 수 있을 정도로 쉽게 그림을 그릴 것을 추천한다. 누가 보더라도 무엇이 문제인지 명확하게 알 수 있는 그림을 그리는 것을 목표로 한다. 사각형·원·직선만을 사용하면 보다 이해하기 쉬운 그림을 그릴 수 있다. 도형의 색깔은 눈에 잘 들어오는 것으로 하되, 오래 보아도 눈이 피곤하지 않는 색깔을 사용하는 것이 좋다. 자신의 문제를 쉬운 그림으로 표현하기란 그리 쉬운 일이 아니다. 따라서 제3자가 대신 그림을 그려 준다면 기존의 설계 도면과 같은 그림에서 벗어나는 데 큰 도움이 된다. 만일 여의치 않다면, 자신의 유치원, 초등학생 자녀에게 문제를 충분히 설명한다는 마음으로 자신의 문제를 그려 본다. 전문가가 최선을 다했지만 그래도 문제가 해결되지 않을 때 적용하는 것이 방법론이다. 전문가이기 때문에 미처 생각하지 못한 점, 실수로 빠뜨린 점을 효율적으로 찾게 해주는 것이 방법론의 역할 이라고 판단한다면, 문제 해결을 위한 과정에 있어 ‘시스템 도식화’ 과정을 거치는 것이 도움이 된다. 시스템 도식화 과정에서는 문제와 관련이 없는 요소들을 과감하게 생략하고, 문제와 관련이 있는 요소들만 나타내어 문제의 핵심을 한눈에 쉽게 파악하도록 한다. 문제가 발생하기 전까지는 조립성·내구성·경제성·관리성 등 모든 요소들을 고려해 가면서 일을 해왔더라도, 문제가 발생하고 나면 오로지 문제에만 집중해야 한다. 따라서 문제와 관련이 없는 요소들은 과감하게 생략하도록 한다. 제4장 원인 분석 ① 65 문제를 해결할 때까지는 시스템 도식화 그림에 집중하여, 그림을 보면서 생각을 한다. 대개 3개월간 집중해서 문제를 해결하는 편이다. 그동안은 책상

앞에 시스템 도식을 붙여 놓고 보면서 생각을 집중하며, 끈기 있게 문제를 해결해 나간다. ‘그래, 문제가 이거지’, ‘그래, 해결책은 여기에서 나타나는 것이 최선이지’ 등을 되새기며 계속 새로운 관점에서 문제를 바라보려고 노력한다. 시스템 도식화 그림을 통해서 고객의 Needs(문제)를 파악하는 데 부족함이 없어야 한다. 사각형·원·직선 등으로 요소들을 최대한 단순화하고 중요하지 않은 것들은 모두 생략하지만, 문제를 설명하는 데는 부족함이 없어야 한다. 66 제4장 원인 분석 ① 치과용 핸드피스 사례 그림 4-1 핸드피스 구조 ❾ ❽ ❿ 버홀더 ❼

스프링 ❸ ❹  버 위의 도면을 참고하면, 샤프트(2) 내부에 경사(Taper)진 부분이 있다. 사용자가 손가락으로 푸시 버튼(9)을 누르면 푸시 버튼(9)은 버홀더(10)를 밀고 버홀더(10)가 버핀(11)을 아래 방향으로 눌러 준다. 버핀(11)은 원래 스프링(3)에 의해 위로 올려지는 힘을 받고 있었고, 샤프트(2) 내부의 경사 구조로 인해서 짜부라져(조여져) 있으면서 버를 꽉 잡는다. 스프링(3)에 의해서 위로 올려져 짜부라져 있던 버핀(11)은 푸시 버튼(9)에 의해서 아래로 내려가고, 샤프트(2) 내부의 내경이 넓은 곳으로 내려간 버핀(11)이 원상태로 돌아가면서(짜부라지지 않게 되면서) 꽉 잡고 있던 버(12)를 놓아주는 원리이다. 이러한 치과용 핸드피스의 경우, 버를 강하게 고정하면서도 쉽게 교환할 수 있는 제4장 원인 분석 ① 67 개선 방안을 찾는 것이 문제의 핵심이다. 그러므로 이와 관련된 부분에 집중하여 시스템을 단순하게 시각적으로 표현한다. 버, 버핀, 샤프트, 스프링을 작동 원리에 맞게 그림으로 표현하면 <그림 4-2>와 같다. < 그 림 4 - 2 > 는 손가락의 누 르 는 힘 에 의 해 버 핀 이 아래 로 이동하면서 좌우 간격이 벌어지고 버를 삽입할 준비가 완료되는 원리를 보여주고 있다. 그림 4-2 핸드피스 핵심 구조 도식화 1(버 삽입 전) 손가락으로 누르는 힘 F 6mm 샤프트 8mm 버핀 원래 크기로 늘어난 텅스턴 링 스프링 버 <그림 4-3>은 버핀에 버가 장착된 후 손가락으로 누르던 힘이 제거되면 아랫부분의 스프링에 의해서 버핀이 경사진 샤프트 내부를 따라 위로 이동하게 되어 샤프트 사이에 꽉 끼이고, 꽉 끼어 짜부라진 68 제4장 원인 분석 ① 버핀이 결과적으로 버를 강하게 고정하는 원리를 설명하고 있다. 문제는 사용상의 안전과 정확성을 위해서는 스프링의 힘이 커야 하는데 이로 인해 많이 짜부라진 버핀이 버를 너무 세게 고정하게 되어 버를 제거할 때 큰 힘이 필요하게 된다는 것이다. 즉, 버를 꽉 잡기 위해서는 스프링의 탄성이 커야 하나 교체를 쉽게 하기 위해서는 스프링의 탄성이 작아야 하는 모순이 발생한다. 그림 4-3 핸드피스 핵심 구조 도식화 2(버 삽입 후) 샤프트 6mm 짜부러지는 텅스턴 링 버핀 스프링 스프링이 미는 힘 F 버 분명히 모순이 도출된 듯 보이지만, 이러한 모순은 문제 해결에 전혀 도움이 되지 않을 가능성이 크다. 그러므로 문제 해결에 도움이 되는 모순을 찾아가야 한다. 모순은 문제 내부 깊숙이 숨겨져 있고 이를 제4장 원인 분석 ① 69 찾아내는 능력이 필요하다. 문제 상황에 대한 도식화를 진행하는 과정에서 문제를 해결하기 위해 향후 이종 분야에서 어떠한 기술 정보를 검색해야 할지 방향을 설정할 수 있다. 시스템을 쉽고 단순하게 도식화하는 과정에서 몇 가지 명확한 문제 해결 방향을 설정할 수 있다. 즉 사용의 편의성 관점에서 기본적으로 ‘버를 삽입하고 제거하기 편리’해야 하고, 사용 안전성 관점에서 ‘버의

이탈(분리)을 방지’해야 한다. 버를 쉽게 삽입하고 제거하기 위해서는 고정력이 약해야 하지만 버의 이탈을 막기 위해서는 고정력이 강해야 한다는 모순이 발생하는 것처럼 보인다. 그러나 시스템 도식화 과정에서 정의한 문제 발생 시간을 고려해 보면 강한 고정력은 사용 중에만 필요한 요구 사항이다. 종합해 보면 이 문제를 해결하기 위해 향후 기술 정보를 검색해야 할 방향은 ‘버를 쉽게 삽입·고정·분리’하면서도 작동 중에는 ‘버의 분리나 이탈을 막는 방법’ 정도로 정의할 수 있다. 70 제4장 원인 분석 ① 석유시추선 충돌 문제 그림 4-4 석유시추선 사례의 시스템 도식화 구조물 추진기 시운전 장소 파이프라인 3m 간섭 <그림 4-4>는 석유시추선 건조 시 발생하는 문제에 관한 시스템 도식화이다. 동유럽의 조선 업체에서 석유시추선을 건조하고 있다. 이 조선소의 해안 근처 바닥에는 석유를 운송하는 파이프라인이 있다. 석유시추선을 완성한 후에 바다로 끌고 나가고자 하면, 이 석유 파이프라인과 3m 정도 간섭이 발생하는 문제로 골머리를 앓고 있다. 석유시추선이란 해양 플랜트는 바다에서 위치를 잡아가면서 조정해야 하므로 롤스로이스에서 제작한 추진기를 구조물의 바닥에 설치해야 하는데, 이 추진기가 석유 운송 파이프라인과 부딪히는 문제가 발생한 것이다. <그림 4-4> 시스템 도식화에서 석유시추선은 과감하게 노란색 직사각형으로 표시하였고, 문제의 핵심인 추진기만을 구조물의 아래쪽에 둥근 도형으로 나타내었다. 그리고 파이프라인은 빨강색 직사각형으로 표시하였다. 어떤 문제가 발생하는지를 최대한 간단히 그림으로 나타낸 것이다. 제4장 원인 분석 ① 71 선박 페인팅 시 결로 문제 그림 4-5 시스템 도식화(선박 페인팅 시 결로 현상) 선체 탱크(벽면에 페인트 칠 필요) 35℃공기 35℃ 공기 물방울(결로) 차가운 바닷물 <그림 4-5>는 조선소에서 선박 페인팅 시 나타나는 결로 문제를 해결하기 위한 시스템 도식화이다. 조선소에서 배를 건조하면서 마무리 단계에 이르면, 선체 외부는 물론이고 선체 내부에도 페인트 작업을 해야 한다. 그런데 여름철에는 차가운 바닷물에 의해서 선체 내부에 결로가 발생하고 이 때문에 페인트 작업이 어려워진다. 따라서 압축 공기를 선체 내로 불어넣어 습기를 낮추어 결로 현상을 제거한 뒤에 페인트 작업을 하게 된다. 이때 사용되는 압축 공기의 양이 많아서 소요 비용이 너무 큰 것이 문제이다. <그림 4-5>는 조선소 내부의 독(Dock)에서 선박 작업을 하고 있는 과정을 나타낸 것이지만, 과연 어느 누가 아무런 설명도 듣지 않고도 이를 배라고 이야기할 수 있을까? 그러나 누가 보아도 ‘이건 배구나’라고 생각하게끔 그릴 필요는 없다. 가장 간단한 사각형 형식으로 배를 그리고, 결로가 발생하는 문제만을 나타내는 것이 바로 시스템 도식화이기 때문이다. 굳이 배가 아니더라도 어떠한 물체든지 뜨거운 대기 상태에서 차가운 72 제4장 원인 분석 ① 바닷물에 담겨 있다면 내부에 결로가 발생할 것이므로, 선박이라는

것 자체가 이미 생각의 틀을 좁히는 함정이 될 수 있다. 이러한 생각의 틀을 시스템 도식화 과정에서 제거하고 있는 것이다. 제4장 원인 분석 ① 73 기능 분석 (1) 기능 분석 ‘기능 분석’이란 기술 시스템(제품, 설비 등)과 상위 시스템을 구성하는 요소들의 기능, 특성, 비용 등을 분석하는 방법론이다. 기능 분석(Function Analysis)은 문제를 일으키는 요소와 문제의 기능(유해 작용, 불충분 작용, 과도한 작용)을 체계적으로 정의함으로써, 문제 해결 방향을 도출하고 문제 해결을 위한 검색식을 도출하는 데 도움이 된다. 기능 분석을 설명함에 앞서 기술 시스템(Engineering System)과 기능(Function)의 개념부터 이해하는 것이 필요하다. ‘기술 시스템’이란 특정한 기능(Function, 목적)을 수행하기 위하여 설계되고 만들어진 모든 체계로서 물질(Substance)이나 장(Field), 또는 물질과 장이 조합된 요소들로 구성된다. 인간이 만든 모든 것은 반드시 목적(기능)을 가지고 있으며 그 목적을 달성하기 위하여 물질이나 장 형태의 구성 요소들은 고유한 기능을 수행하게 된다. 종이컵은 ‘물을 담기’ 위해 만들어졌고, 자동차는 ‘사람(화물)을 운송하기’ 위해 만들어졌다. 즉, 기술 시스템은 인간이 부여한 기능을 수행하기 위해 존재한다. 기 술 시 스 템 은 의 도 된 가장 중 요 한 기 능 인 주 기 능 ( M a i n Function)을 갖는다. 주 기능은 기술 시스템을 구성하는 요소들 간의 ‘Functional Connection’에 의해 만들어진다. 74 제4장 원인 분석 ① 그림 4-6 시스템과 Functional Connection

예를 들어 헤어드라이어의 주 기능을 ‘(모발에서) 수분을 제거하는 것’이라고 정의해 보자. 이러한 주 기능을 수행하기 위해 모터는 팬을 회전시키고 팬은 공기를 이동시키며, 히터는 공기를 가열하고 가열된 공기는 수분을 증발시켜 제거하게 된다. 즉, 기술 시스템을 구성하는 모든 구성 요소는 직간접적으로 주 기능을 수행하는 데 관여하도록 기능적으로 연결되어 있다. 기술 시스템의 중요한 속성 중에 하나는 계층 구조를 갖는 것이다. 기술 시스템을 구성하는 하위 시스템과 기술 시스템을 포함하는 상위 시스템이 그것이다. 기능 분석을 할 때는 이러한 계층 구조에 대한 파악이 정확해야 한다. 특히 기술 시스템 밖에 존재하지만 기술 시스템과 상호 작용하는 상위 시스템 요소를 정확하게 정의하는 것이 매우 중요하다. ‘기능’이란 대상(Object)에 대한 도구(Tool, Function C arrier)의 직접적이고 물리적인 작용(Action)이다. 기능을 표현하는 방법은 <그림 4-7>과 같이 도구에서 대상으로 화살표를 긋고 작용을 적는다. 제4장 원인 분석 ① 75 그림 4-7 기능(Function)의 정의 주어 + 동사 + 목적어 TOOL Action OBJECT PRODUCT Function

기능을 모델링할 때 가장 중요한 것은 도구와 대상을 정확하게 정의하는 것이다. 대상은 도구의 작용으로 반드시 한 가지 이상 특성 변화가 일어나야 한다. 대상의 특성 변화가 수반되지 않는 작용은 기능으로 볼 수 없다. 예를 들어 ‘물을 가열한다’, ‘스케일을 제거한다’ 등의 문장은 적절한 기능의 표현이라 할 수 있다. ‘가열’이라는 작용은 대상인 물의 온도라는 특성을 변화시키고, ‘제거’라는 작용은 대상인 스케일의 양과 위치를 변화시키기 때문이다. 하지만 ‘팬을 찾는다’라는 문장은 대상과 작용이 명확히 표현되어 있지만 ‘찾는다’라는 행위는 대상인 팬에게 어떠한 특성 변화도 일으키지 못하기 때문에 기능이라 할 수 없다. 기술 시스템과 기능에 대하여 이해했다면 이제 기능 분석을 수행할 준비가 되었다. 기능 분석은 ‘기술 시스템과 상위 시스템을 구성하는 요소 분석 → 요소 간 상호 작용 분석 → 기능 모델링’ 등의 순서로 전개한다. ❶ 구성 요소 분석 기능 분석의 첫 번째 단계는 구성 요소 분석이다. 76 제4장 원인 분석 ① 구 성 요 소 분석 은 개 선 하고 자 하는 기 술 시 스 템 을 구 성 하는 요소(System Component)와 상위 시스템을 구성하는 요소(Supersystem Component)들을 분석하는 과정이다. 구성 요소 분석은 기술 시스템을 어디까지 볼 것인가에 따라 제품이나 설비 전체가 될 수도 있고 문제가 발행하는 영역 일부가 될 수도 있다. 대개의 경우 문제 해결을 위하여 허용되는 현실적인 설계 변경 범위를 기준으로 기술 시스템의 범위를 정의하는 것이 합리적이다. ❷ 상호 작용 분석 기능 분석의 다음 단계는 상호 작용 분석이다. 상호 작용 분석은 분석한 구성 요소들 간에 주고받을 수 있는 가능한 한 모든 상호 작용을 분석하는 단계로서 매트릭스 등을 활용하기도 한다. 상호 작용 분석은 구성 요소가 많은 복잡한 기술 시스템의 기능 분석을 위해 꼭 필요한 도구라고 할 수 있다. 엔지니어가 경험과 직관으로만 기능 분석을 수행할 경우 대부분 설계 의도에 따른 유익한 기능만을 보게 되는 심리적 관성을 극복하기 어렵다. 결국 문제는 의도하지 않은 유해 작용에 의해 발생하는 경우가 많은데 이러한 중요한 기능 정보를 누락하게 될 가능성이 커지는 것이다. 이를 방지하기 위해 상호 작용 분석을 수행할 것을 권장한다. ❸ 기능 모델링 기능 분석의 마지막 단계는 기능을 모델링하는 단계로서 각 요소들이 수행하는 기능을 구체적으로 표현한다. 기능의 유형은 크게 유익한 기능과 유해한 기능으로 구분하며, 유익한 기능은 실선의 화살표로, 유해한 기능은 꼬불꼬불한 화살표로 나타낸다. 유익한 기능과 유해한 기능의 판단 기준은 작용(Action)의 의미에 따라 결정되는 것이 아니다. 그 작용의 결과로 대상의 특성이 원하는(의도한) 방향으로 바뀌느냐 혹은 원치 않는(의도하지 않은) 방향으로 바뀌느냐에 따라 전자의 경우 유익한 기능으로 판단하고, 후자의 경우 유해한 기능으로 판단한다.

제4장 원인 분석 ① 77 중요한 것은 해결하고자 하는 문제 상황을 유해 기능, 불충분한 유익 기능, 과도한 유익 기능으로 얼마만큼 잘 표현해 내는가 하는 것이다. 결국 앞의 3가지 기능적인 문제를 제공하는 도구나 대상, 작용(동사)으로부터 어떤 문제 기능을 개선할 것이고 그러기 위해서 어떤 요소를 개선할 것인지 결정하게 된다. 이러한 정보들은 이종 분야 기술(특허)을 검색하기 위한 검색식을 작성하는 데 중요한 자원이 된다. (2) 핵심 기능 분석 기능 분석에서는 시스템과 관련된 모든 요소들을 포함하여 기능의 상관관계를 파악해 볼 수도 있고(Optional Topic 1-3), 문제와 관련된 핵심적인 요소들만 포함하여 문제의 발생 메커니즘 위주로 진행할 수도 있다. 후자를 ‘핵심 기능 분석’이라 하는데, 핵심 기능 분석에서는 시스템의 요소 중에서 문제와 관련된 최소한의 핵심 요소만을 대상으로 기능 관계를 파악한다. 핵심 기능 분석에서는 다음과 같은 몇 가지 규칙(Rule)만을 적용하고 나머지 부분은 사용자가 자유롭게 적용할 수 있다. 물질과 기능을 철저히 분리한다. 물질은 직사각형(Rectangle)으로 나타낸다. 물질과 물질 사이에 화살표가 존재하는데 모든 화살표 위에는 기능을 기재한다. 결코 기능은 사각형으로 표기하지 않는다. 물질과 기능을 분리하기 때문이다. 이때 기능에 있어서 주어와 목적어 구조는 명확히 한다. 물질 A가 물질 B를 α하는 것인지, B가 A를 α하는 것인지를 명확히 구분하는 것이 중요하다. 물질을 ‘객체(Object)’로 표현하는 것이 더 좋으나, 일단 기능과 철저히 분리한다는 뜻에서 ‘물질’이란 표현을 사용하였다. 78 제4장 원인 분석 ① 일 반 적 으 로 사각 형 과 화살표 를 사용 하는 그 림 이 나 도 표 는 발표 자료에 많이 사용되어 왔지만, 물질과 기능을 분리하지는 않았다. 하지만 물질과 기능을 철저히 분리하기만 해도 시스템을 바라보는 새로운 시각을 갖게 될 수 있다. 기능(Function)이란 기계·제도·조직 등의 시스템이 존재하는 근본 이유라고 할 수 있는데, 이렇게 중요한 기능이 물질과 혼용해서 사용되는 것은 문제 해결 과정에서는 바람직하지 않기 때문이다. 일반적으로 기능은 유용한 기능과 유해한 기능, 그리고 불충분한 기능으로 나눈다. 그러나 핵심 기능 분석에서는 이러한 구분을 하지 않는다. 취향에 따라 점선으로 나타내거나 빨강색 등의 색을 사용하는 등 각자에게 맞게 진행할 것을 권장한다. 현상이나 장(Field)은 원으로 표시할 수 있다. 장(Field)에는 다양한 역학 관계를 나타낼 수 있다. 예를 들어 Mechanical, Acoustic, Thermal, Chemical, Electric, Magnetic Field 등이 있고 이러한 물리학적 표현 외에도 다양한 표현(예 부력)도 가능하다. 다음 <그림 4-8>의 FA 원리 설명에서는 ‘A가 B를 α하고 α된 B가 C를 β하고, β된 C가 D라는 현상’을 야기하는 것을 나타내고 있다. A, B,

C가 물질(Object)이고 기능은 α와 β가 있다. 그림 4-8 A가 B를 α하고 α된 B가 C를 β하고, β된 C가 D현상을 야기 α β A B C D 핵심 기능 분석을 통해 ‘시스템이 이렇게 작동한다’는 메시지가 아니라, ‘문제는 이렇게 해서 발생한다’는 메시지를 담는다. 제4장 원인 분석 ① 79 <그림 4-9>는 앞서 분석한 석유시추선 구조물의 이동 사례의 핵심 기능 분석이며, <그림 4-10/4-11>은 선박 페인팅 사례에 대한 핵심 기능 분석이다. 그림 4-9 석유시추선 사례의 핵심 기능 분석 1 부력 물위에 띄운다 구조물 이동 파괴한다 구조물의 하부추진기 파이프라인 시스템 도식화와 기능 분석 작업을 통하여 문제에 대한 이해가 어느 정도 마무리된다. 시간의 전후 관계가 있다면 1개의 그림 모형으로 설명하기가 어려울 수 있다. 그럴 때는 2개 이상의 기능 분석을 통해서 설명하기도 한다. 그림 4-10 선박 페인팅 사례의 기능 분석 1 차갑게 바닷물 철판 (이슬점 이하) 냉각 생성(결로) (탱크 벽면) 물 탱크 공기 페인트 작업 방해 선박의 압축 공기 사용량 줄이기 문제의 기능 분석은 핵심 기능 분석으로 진행되었다. 시스템 도식화에 나타난 요소들 위주로 80 제4장 원인 분석 ① 진행되었고, 모든 기능은 화살표 위에 나타내었다. 대부분의 경우 화살표에는 반드시 기능을 기재하는 것이 바람직하나 어떤 현상을 야기하는 것에 관한 화살표는 기능을 따로 기재하지 않아도 된다. 따라서 <그림 4-10>의 마지막에 (탱크 벽면의) 물이 ‘페인트 작업 방해’라는 현상을 야기하고 있음을 나타낼 때는 화살표에 기능을 따로 기재하지 않았다. 그림 4-11 선박 페인팅 사례의 기능 분석 2 차갑게 바닷물 철판 (이슬점 이하) 냉각 생성(결로) 습도를 낮춤 (탱크 벽면) 물 탱크 공기 압축 공기 압축 공기의 사용량을 줄일 수 없을까? 페인트 작업 방해 <그림 4-11>에서는 ‘탱크 공기’가 ‘(탱크 벽면)물’을 생성하게 하는 것을 막아 주고 있다는 것을 표현하기 위해 화살표 중간에 X자 표시를 사용하고 있다. 문제의 상황을 나타내는 기능 분석을 진행한 이후에는, 문제에 보다 바람직하고 일반적(개념적)인 해결 방향을 제시하는 기능 분석을 하나 더 작성할 수도 있다. 바람직한 해결 방향이란, 이상 해결책(Ideal Final Result)에 부합하거나 이상 해결책을 지향하는 해결책을 말한다. 해결 방향을 나타내는 기능 분석에서는 해결 방향에 대한 상세한 설명을 추가하는 제4장 원인 분석 ① 81 것이 좋다. <그림 4-12>의 핵심 기능 분석 2는 ‘X’라는 기호를 가진 원이 등장한다. 이 ‘X’라는 것은, 아직 정해지지는 않았지만 문제를 해결할 수 있는 어떤 요소를 말한다. 물질(Object)이 될 수도 있고 장(Field)이 될 수도 있다. 아직 정해지지는 않았지만, 어떤 훌륭한 해결 수단이 있다면 다음과 같이 기능을 할 수 있고, 해야 한다는 것을 나타내고 있다. <그림 4-12>에서는 ‘X’라는 해결 수단이 ‘구조물의 하부 추진기’가

‘파이프라인’을 파괴하는 것을 막아 주고 있다는 것을 나타내기 위하여, ‘파괴한다’는 화살표를 세로의 중앙 막대로 가로막는 형태로써 표현하였다. 앞의 예시에서와 같이 화살표에 X자 표시를 하여 해당 기능을 방지한다고 표현할 수도 있지만, 이와 같이 중앙 막대를 이용해 기능을 방지하거나 막아 주는 것을 표현하는 것이 기능 분석에서 보다 일반적이다. 그림 4-12 석유시추선 사례의 핵심 기능 분석 2 부력 물위에 띄운다 ‘파괴한다’는 기능을 구조물 막는다는 뜻 이동 파괴한다 구조물의 하부추진기 파이프라인 Field x는 구조물을(추 <해결책의 이미지> 진기를) ◯◯한다 × Field x의 후보(x는 물질이 될 수도 있다) 1. Mechanical → 구조물을 기중기, 크레인으로 들어 올린다? 해저 무한궤도 차가 틀어서 이동시킨다? 2. Chemical → 바닷물의 성분을 바꿔 부력을 증가시킨다? 기포 발생? 3. Electromagnetic → 초강력 자석으로 띄워서 이동한다? 82 제4장 원인 분석 ① 치과용 핸드피스 사례 치과용 핸드피스 사례에서는 시스템 도식화에 표현된 버, 버핀, 샤프트, 스프링을 기본 구성 요소로 정의한다. 구성 요소 정의는 문제를 해결하는 과정에서 초기에 정의된 구성 요소들과 중요한 상호 작용을 하는 요소들로 확장될 수 있다. 시스템 도식화에서 버핀의 기능은 ‘버를 꽉 잡는다(고정한다).’고 이해할 수 있다. 이러한 방식으로 스프링과 버핀의 기능을 정의하여 모델링하면 아래와 같은 기능 모델을 구성할 수 있다. 그림 4-13 치과용 핸드피스 사례의 기능 분석 샤프트 (경사 구조) 쪼그라들게 꽉 잡다 버핀 스프링 버 (감싸는 링) 기능을 표현하는 방법에 있어서 화살표는 기능을 수행하는 주체와 대상을 구분하는 기준이 되며, 화살표 위의 행위 동사는 기능의 주체(Tool)가 대상(Object)에게 수행하는 작용(Action)을 의미한다. 위의 기능 모델에서 버핀은 ‘감싸는 링(실린더)’으로 표시하였다. 이렇듯 전문적인 용어보다는 형상을 암시하는 ‘링, 실린더’라는 표현이 보다 적절하다. 같은 방식으로 스프링은 링을 ‘쪼그라들게’ 한다고 표현하였다. 좀 더 엄격히 나타낸다면, 스프링은 링을 밀어 올리고, 밀어 올려진 링(버핀)이 샤프트 내부의 경사진 부분과 맞물려 조여지게 제4장 원인 분석 ① 83 되는 것이다. 즉 샤프트 내부의 경사진 부분이 링을 조여지게 한다. 하지만 위의 기능 분석과 같이 샤프트 내부와 감싸는 링을 연결시켜 놓고, 스프링이 링을 조여지게 했다고 해도 적절하다고 판단된다. 기능 분석을 통하여 시스템이 어떻게 동작하는지 좀 더 명확하게 인식하고, 새로운 관점으로 이해할 수 있게 된다. 또한 기능적으로 사고해 보면 어떤 새로운 구조가 되었든 버를 꽉 잡기만 하면 된다는 것을 명확하게 이해할 수 있다. 제품보다 공정에 특징이 있는 경우에는 각 공정별 설비와 제품 간에 주고받는 기능, 특성, 비용 등에 대한 공정 분석을 진행할 수 있다.

기능 분석이 수행된 후에는, 기능 분석을 기반으로 문제를 야기하는 요소를 제거하고 제거된 요소가 수행하던 유익한 기능을 새로운 문제로 정의하는 트리밍을 진행할 수 있다. 특히, 원가 절감이 목표인 사례 유형의 경우 트리밍을 필수적으로 진행해야 한다. 특허 청구항을 기반으로 기능 분석을 수행할 수도 있다. 구성 요소를 파악하고 구성 요소의 기능을 분석하는 것은 발명에 대한 명세서와 특허 청구 범위를 작성하고 분석하는 일을 업으로 수행하는 특허 전문가에게는 매우 익숙한 작업이다. 이하에서는 치과용 핸드피스 사례를 이용하여, 특허 청구 범위를 토대로 OPIS 방법론의 기능 분석을 수행하는 방법을 설명한다. 84 제4장 원인 분석 ①

치과용 핸드피스 발명의 특허 청구 범위는 위의 표와 같다. 특허 청구 범위에서는 임펠러, 샤프트, 베어링, 버홀더, 버핀, 스토퍼 및 탄성 부재를 포함하는 치과용 핸드피스를 정의하고 있다. 이러한 구성 요소는 기능 분석을 위한 기본 구성 요소가 된다. 다만, 특허 청구 범위에서는 권리 범위 확장을 위해 일부 구성 요소가 누락될 수 있고 구성 요소가 분해 또는 통합되는 경우가 많다. 따라서 해결 과제 분석에 적합한 구성 요소를 정의하기 위해 특허 청구 범위에 비례해 제4장 원인 분석 ① 85 구성 요소의 추가, 제거, 분해 및 통합이 이루어질 수 있다. 본 사례에서는 특허 청구 범위에는 누락되어 있으나 기능 구현의 목표가 되는 ‘버’를 핵심 구성 요소로 추가하고, 버와의 관계에서 문제가 발생하는 부분인 ‘샤프트, 버핀, 탄성 부재’를 핵심 구성 요소로 설정하였다. 버핀의 기능은 ‘버에 대해 쐐기 작용을 수행하는 것’, 즉 버를 ‘꽉 잡는 것’이다. 쐐기 작용은 샤프트의 경사 구조와 함께 버핀이 버를 꽉 잡는 메커니즘을 표현한 것으로 이해하여야 한다. 또한 스프링의 기능은 ‘샤프트(정확하게는 버핀)에 대해 상승력을 제공하는 것’이고, 이는 결과적으로 샤프트의 경사 구조에 의해 ‘버핀을 쪼그라들게 하는 것’이다. 이를 통해 스프링과 버핀의 기능을 정의하여 모델링하면 아래와 같은 기능 모델을 구성할 수 있다. 그림 4-14 치과용 핸드피스 사례의 기능 분석 샤프트 (경사 구조) 상승 작용 쐐기 작용 버핀 스프링 버 쪼그라들게 (감싸는 링) 꽉 잡다 86 제4장 원인 분석 ① ‘근본 원인 분석’은 해결하고자 하는 문제에 대하여 ‘왜’라는 질문을 단계적으로 던지면서 근본 원인까지 찾아간다. 전문가 입장에서 최선을 다하였는데도 문제가 좀처럼 해결되지 않는다면, 뭔가를 놓쳤을 가능성이 크다. 좋은 아이디어, 해결책은 의외로 간단한 법인데 왜 미처 생각하지 못하였을까? 그 이유는 인간이란 논리적으로 성립이 안 되는 모순의 상황에 다다르면 두뇌가 생각의 저항을 받게 되기 때문이다. 따라서 문제의 원인을 추적할 때는 논리의 비약이 생기지 않도록 단계적으로 차근차근‘왜’라는 질문을 던질 필요가 있다. 근본 원인 분석 기법과 비슷한 것으로 ‘5-Why’라는 방법론이 있다. 발생한 문제에 대하여 ‘왜?’라는 질문을 5번 이상 던져 보라는 말이다. 5-Why에서는 2가지 관점으로 질문을 한다. 첫 번째는 다양한 관점으로 ‘왜’라는 질문을 5번 이상 하라는 것이다. 다시 말해 ‘왜 문제가 되지’, ‘왜 필요하지’, ‘왜 해야 하지’, ‘왜 발생하지’ 등의 질문을 하라는 것이다. 두 번째 관점은 깊이 있게 하나의 원인에 대하여 꼼꼼하게 물어가며 ‘왜’라는 질문을 하라는 것이다. 전통적인 근본 원인 분석 기법은 두 번째 관점에 해당한다.

4) 질병 치료에는 원인 요법과 대증 요법이 있다. 원인 요법은 질병의 근본 원인을 제거하는 방법으로, 근본 원인의 제거에 시간과 노력이 걸릴 수 있지만 질병의 근원을 해결하여 질병의 재발이나 또 다른 질병의 발생을 차단할 수 있다. 이에 반해 대증 요법은 문제가 되는 증상을 일시적으로 완화하는 치료 방법으로, 신속한 대처가 가능하나 재발이나 또 다른 형태의 질병을 유발할 우려가 있다. 원인 요법이든 대증 요법이든 질병의 유형과 처한 환경에 따라 선택을 하게 되겠지만, 요는 문제의 원인을 찾으려는 노력 없이 대증 요법에만 기대서는 안 되며, 대증 요법의 선택도 문제의 원인을 파악한 이후에 이루어져야 한다는 점이다. 제5장 원인 분석 ② 93 물로 자주 물청소를 하게 되면서 벽면이 마모되어 자주 보수 공사를 할 수밖에 없었던 것이다. 그림 5-3 제퍼슨 기념관 벽면의 잦은 보수 공사에 관한 근본 원인 분석 Problem: 5년마다 공사 벽면 청소를 자주하기 때문 비둘기가 많기 때문 거미가 많기 때문 나방이 많기 때문 가로등을 한 시간 일찍 점등하기 때문 근본 원인 분석에서는 문제에 대하여 기존에 알고 있던 모든 지식이 시각적으로 표현되는 것이 바람직하다. 문제의 원인에 대한 정보는 기술 전문가와 기술 정보 조사를 병행하여 수집한다. 많은 사례에서는 <그림 5-3>의 제퍼슨 기념관 사례와 달리 원인 전개가 복잡하다. 일단, 근본 원인 분석의 초기 단계에서는 가능한 원인을 모두 밝혀내는 것이 중요하다. 문제에 대한 일부의 논리(Logic)만 표현하지 않고 일반적인 원인들, 여러 사람들의 경험까지 모두 포함하여 완성도를 높여야 한다. 문제의 원인에 대한 정보는 기술 전문가의 지식을 우선적으로 활용하되, 기술 전문가가 놓친 포인트가 있을 수 있으므로 핵심 문제에 관해서는 반드시 기술 정보 조사가 병행되어야 한다. 96 제5장 원인 분석 ② 근본 원인 분석을 통해 근본 원인을 찾았다면, 근본 원인을 제거하여 문제를 해결한다. 제퍼슨 기념관의 문제에서 잦은 벽면 보수 공사의 근본 원인은 제퍼슨 기념관 주변의 가로등을 한 시간 일찍 점등한다는 점이다. 그래서 당시 조사 위원회는 제퍼슨 기념관 주변의 가로등을 주변의 다른 기념관들과 같은 시간에 점등하게 하여 문제를 해결하였다고 한다. 그림 5-4 제퍼슨 기념관 벽면의 잦은 보수 공사의 근본 원인 Problem: 5년마다 공사 벽면 청소를 자주하기 때문 비둘기가 많기 때문 거미가 많기 때문 나방이 많기 때문 가로등을 한 시간 일찍 점등하기 때문 근본 원인 제거: 가로등을 한 시간 늦게 점등 근본 원인이 한 가지가 아니라 여러 가지인 것으로 밝혀진 경우에는 기술 전문가와 혁신 전문가의 협의를 통해 가장 핵심이 되는 근본 원인을 선정하여 제거함으로써 문제를 해결한다. 신규성, 혁신성, 모순 도출 가능성 및 해결 가능성을 중심으로 검토 하되, 제품 적용 가능성 및 시장 파급 효과도 함께 고려한다. 제5장 원인 분석 ② 97

근본 원인을 제거하는 방법을 고민하는 과정에서 문제 해결 방향과 유용한 예비 검색식을 도출할 수 있다. 그러나 문제 흐름 분석 단계까지 전개하는 것이 바람직하다. 근본 원인 분석은 근본 원인에만 집중할 뿐 인과 관계 전반에 대한 문제 해결 방향을 논하기에는 한계가 있기 때문이다. 프로세스에 따르면 어떤 것도 놓치지 않고 체계적으로 검토할 수 있다. 근본 원인을 제거하기 어렵거나 근본 원인을 제거하는 것이 의미가 없는 경우에는 문제 흐름 분석으로 넘어간다. 근본 원인 분석을 통해 근본 원인을 찾고, 그 근본 원인이 제거되면 문제의 발생을 근원적으로 차단할 수 있다. 그러나 현실적으로는 근본 원인 분석을 통해서 찾은 근본 원인을 제거할 방법이 없는 경우가 많고, 그 근본 원인의 제거가 더욱 심각한 문제를 발생시키거나, 더 나아가 제품의 존재 의의 자체에 영향을 주는 경우도 많다. 따라서 근본 원인을 찾아서 이를 통하여 모순을 도출한다는 것도 무의미한 5) 경우가 많다. 제퍼슨 기념관의 문제에서 정말로 현장의 담당자가 아무 생각 없이 한 시간 일찍 가로등을 점등했을까? 분명히 한 시간 일찍 가로등을 점등했던 이유가 있었을 것이다. 예를 들어 산등성이 건너편 어두운 5) 근본 원인을 제거할 수 있는 상황이라면 모순을 체계적으로 도출할 수 있다. 근본 원인을 제거해야 하지만 근본 원인을 제거할 수 없다는 물리적 모순이 도출된다. 근본 원인을 제거함으로써 얻는 유익한 결과와 근본 원인을 제거하지 않음으로써 얻는 유익한 이유가 서로 부딪혀서 기술적 모순이 도출된다. 혹은 근본 원인을 제거함으로써 생기는 유익한 이유와 근본 원인이 존재함으로 인해서 생기는 해로운 이유가 서로 부딪혀서 기술적 모순이 도출된다고도 볼 수 있다. 2000년대 중반, GEN3 partners사의 사이먼 리트빈(Simon Litvin)은 이러한 방법으로 모순을 체계적으로 도출할 수 있다고 발표했고, 이를 CECA(Cause Effect Chain Analysis) 기법이라고 명명하였다. 98 제5장 원인 분석 ② 곳에 기념관이 있어 해가 지는 시간에 다른 기념관들보다 빨리 어두워지고, 그래서 치안의 문제나 안전의 문제로 민원이 많아져서 한 6) 시간 일찍 불을 점등해야만 하지 않았을까? 결국, 근본 원인 분석은 문제 해결 과정에서 반드시 거쳐야 하는 과정이지만, 근본 원인 분석이 문제 해결의 충분한 과정이라고 7) 말하기는 어렵다. 그래서 근본 원인 분석 이후에 문제 흐름 분석이 필요하다.

6) 근본 원인 분석을 통하여 근본 원인을 찾고, 근본 원인을 제거하기 힘든 경우라면 모순을 도출할 수 있다는 것이 CECA 기법의 핵심이다. 제퍼슨 기념관 문제의 경우 한 시간 일찍 불을 켜야 하지만, 한 시간 일찍 불을 켤 수 없다는 것이 물리적 모순이다. 한 시간 일찍 불을 점등함으로써 얻는 유익한 점은 치안과 안전이다. 한 시간 일찍 불을 켜지 말아야 함으로써 얻는 유익한 점, 혹은 한 시간 일찍 불을 점등함으로써 발생하는 해로운 점은 잦은 벽면 보수 공사를 통한 비용 발생이다. 치안, 안전이라는 점과 비용 발생이라는 점이 서로 부딪히는 기술적 모순이 발생한다. 7) 2000년대 후반 국제 컨퍼런스에서 영국의 트리즈 전문가인 다렐 만(Darrel Mann)은 근본 원인 분석을 제거해서 해결할 수 있는 문제를 ‘Complicate Problem’으로, 근본 원인 분석을 제거하기 어려운 문제를 ‘Complex Problem’으로 구분하기도 하였다. 제5장 원인 분석 ② 99 치과용 핸드피스 사례 앞서 설명했던 치과용 핸드피스 사례의 경우 해결해야 할 구체적인 문제 현상은 ‘푸시 버튼을 누르기 어려운 점’과 큰 헤드로 인해 ‘구강 내 삽입이 어려운 점’이다. 이 두 가지 문제점은 공통적으로 ‘핸드피스의 사용이 불편하다’라는 문제로 귀결된다. 따라서 ‘핸드피스의 사용이 불편하다’를 해결해야 할 문제로 정의할 수 있다. 문제 현상 기술은 근본 원인 분석의 출발점이기 때문에, 문제를 무엇으로 정하느냐에 따라 인과 관계 분석의 양상이 크게 바뀔 수 있다. 따라서 문제 현상 기술은 문제 해결 과정 전반을 지배하는 매우 중요한 단계이다. 그러므로 시스템 도식화, 기능 분석 과정을 통하여 문제를 충분히 고민하고 정확하게 정의해야 한다. 핸드피스의 사용이 불편한 첫 번째 원인은 ‘푸시 버튼을 누르기 어려운 점’이다. 푸시 버튼을 누르기 어려운 원인은 ‘스프링이 강하기 때문’이며, 스프링이 강한 것은 ‘링 압축에 필요한 힘이 세기 때문’이다. 강한 힘으로 링을 압축해야 하는 이유는 ‘버를 단단히 고정해야 하기 때문’이며, 버를 단단히 고정하는 것은 ‘버가 아래로 이탈하지 않아야 하기 때문’이다. 버가 이탈하지 않아야 하는 이유는 ‘버로 치아를 연마해야 하기 때문’이다. 따라서 푸시 버튼을 누르기 어려워 핸드피스의 사용이 불편했던 문제의 근본적인 원인은 버로 치아를 연마해야 하기 때문이다. 버로 치아를 연마하기 위해서는 버가 아래로 이탈하지 않아야 한다. 그래서 버를 단단히 고정해야 하며, 이를 위해 센 힘이 작용해 링이 압축될 수 있도록 하였다. 이 때문에 스프링이 강하여 이로 인해 푸시 버튼을 누르기 어려웠던 것이다. 100 제5장 원인 분석 ② 그림 5-5 치과용 핸드피스 사례의 근본 원인 분석 핸드피스 사용이 불편하다

버로 치아를 연마해야 하기 때문 핸드피스의 사용이 불편한 두 번째 원인은 ‘구강 내 삽입이 어려운 점’이다. 이는 ‘헤드가 크기 때문’이고, 헤드가 큰 것은 ‘스프링이 필요하기 때문’이다. 스프링은 ‘링을 압축해야 하기 때문’에 존재하며, 링을 압축하는 것은 ‘버를 고정해야 하기 때문’이고, 버를 고정하는 것은 ‘버가 아래로 이탈하지 않아야 하기 때문’이다. 이는 결국, ‘버로 치아를 연마해야 하기 때문’에 나타난 문제이다. 따라서 구강 내 삽입이 어려워 핸드피스의 사용이 불편했던 문제의 근본적인 원인은 버로 치아를 연마해야 하기 때문이다. 버로 치아를 제5장 원인 분석 ② 101 연마하기 위해서는 버가 아래로 이탈하지 않아야 하고, 이로 인해 버를 고정해야 하는 문제가 발생하였다. 버를 고정하기 위해 링을 압축해야 하고, 링 압축을 위해 스프링이 필요했으며, 스프링이 차지하는 공간 때문에 헤드의 크기가 커져서 핸드피스를 구강 내에 삽입하기 어려웠던 것이다. 본 사례의 경우 버로 치아를 연마하는 것이 근본 원인이다. 따라서 버를 사용하지 않고도 치아를 연마하는 방법, 즉 치아 연마가 가능한 버의 대체재를 찾음으로써 핸드피스 사용의 불편을 근본적으로 해소할 수 있다. 그러나 본 문제를 의뢰한 기업은 새로운 장치를 개발하고자 하는 것이 아니라 핸드피스의 사용성을 높이고자 한다는 점에서, 근본 원인의 제거는 기업이 바라는 해결책이 아닐 수 있다. 따라서 이어지는 문제 흐름 분석을 통해 또 다른 문제 해결 방향을 모색한다. 102 제5장 원인 분석 ② 석유시추선 사례 앞서 설명한 바 있는 석유시추선 충돌 문제 사례에 대한 근본 원인 분석을 <그림 5-6>에 나타냈다. 앞서 설명한 바와 같이, 석유시추선 건조 후 해상으로 진출할 때, 석유시추선의 추진기가 조선소 해안 근처 바닥에 설치된 석유 운송 파이프라인과 충돌한다는 점이 문제였다. 따라서 추진기와 파이프라인이 충돌하는 것을 문제로 설정하였고, 추진기와 파이프라인이 충돌하게 된 원인에 대하여 ‘왜’라는 질문을 지속적으로 던진 결과, 다음과 같은 원인이 도출되었다. Q. 왜 추진기와 파이프라인이 충돌하는가? A. 수심이 낮기 때문에 Q. 왜 수심이 낮은가? A. 추진기 설치 위치가 낮기 때문에 Q. 왜 추진기 설치 위치가 낮은가? A. 추진기가 선체의 최하부에 설치되기 때문에 Q. 왜 추진기를 선체의 최하부에 설치하는가? A. 추진기 주변에 간섭이 없어야 하기 때문에 Q. 왜 추진기 주변에 간섭이 없어야 하는가? A. 추진기의 효율을 증가시켜야 하기 때문에 제5장 원인 분석 ② 103 그림 5-6 석유시추선 사례의 근본 원인 분석 Problem: 추진기가 파이프라인과 충돌 수심이 낮기 때문에 추진기 설치 위치가 낮기 때문에 구조물(선체) 최하부에 설치하기 때문에 추진기 주변에 간섭이 없기 때문에 추진기 효율을 증가시키기 위하여 이처럼 추진기와 파이프라인이 충돌하는 문제의 원인을 단계별로 추적한 결과, 추진기 효율을 증가시키려는 점이 근본 원인인 것으로

나타났다. 104 제5장 원인 분석 ② 선박 페인팅 사례 앞서 설명했던 선박 페인팅 시 결로 문제 사례에 대한 근본 원인 분석을 <그림 5-7>과 같이 나타내었다. 조선소에서는 선박 페인팅 시 결로 문제를 해결하기 위해 압축 공기를 선체 내로 불어넣어 습기를 낮추고 있다. 그러나 이때 소요되는 압축 공기의 양이 너무 많아서 소요 비용이 큰 것이 문제이다. 따라서 압축 공기를 많이 사용하는 것을 문제로 설정하였고, 압축 공기의 사용량이 많은 이유에 대하여 ‘왜’라는 질문을 지속적으로 던진 결과, 다음과 같은 원인이 도출되었다. Q. 왜 압축 공기 사용량이 많은가? A. 탱크 내부의 습도를 낮추어야 하기 때문에 Q. 왜 습도를 낮추어야 하는가? A. 물방울 생성을 방지해야 하기 때문에 Q. 왜 물방울 생성을 방지해야 하는가? (왜 물방울이 생성되는가?) A. 철판 표면 공기가 차갑기 때문에 / 탱크 내 공기의 습도가 높기 때문에 Q. 왜 철판 표면의 공기가 차가운가? A. 물에 잠겨 있기 때문에 Q. 왜 물에 잠겨 있는가? A. 도크에서 나왔기 때문에 Q. 왜 도크에서 나왔는가? A. 야드의 생산 효율을 높여야 하기 때문에 Q. 왜 탱크 내 공기의 습도가 높은가? A. 여름이기 때문에 제5장 원인 분석 ② 105 그림 5-7 선박 페인팅 사례의 근본 원인 분석 Problem: 압축 공기를 많이 사용 탱크 내부의 습도를 낮추기 때문 물방울 생성을 방지하기 때문 철판 표면 공기가 차갑기 때문 탱크 내 공기의 습도가 높기 때문 철판이 차갑기 때문 여름이기 때문 물에 잠겨 있기 때문 Dock에서 나왔기 때문 야드의 생산 효율을 높이기 위해 이처럼 압축 공기의 사용량이 많은 원인을 단계별로 추적한 결과, 야드의 생산 효율을 향상시키려는 점과 여름이라는 점이 근본 원인으로 나타났다. 106 제5장 원인 분석 ② 다 자란 콩나물을 비닐에 담아 포장하기 전에 콩나물을 씻어 주는 용도로 십분 활용하고 있다고 한다. 따라서 물을 재활용하는 데에는 한계가 있다. 재배통 용기의 크기와 수주기 폭을 같게 하고, 재배통을 원형에서 사각형으로 만들어 낭비하는 물의 양을 최소화하는 등 공장 내에서 낭비되는 물을 줄이는 방법도 최선을 다하여 모색하여 이미 한계 상황에 도달해 있다고 한다. 그리고 지하수 개발도 집중적으로 진행하였다고 한다. 그래서 현재로는 공장을 이전하는 방법을 적극적으로 검토하는 단계이다. 서울에 있는 중앙 연구소에서는 25도가 넘어도 썩지 않는 콩의 유전자 변이를 연구하고 있지만, 언제 연구가 성공할지는 아무도 모른다고 했다. 이러한 문제 상황에서 근본 원인 분석을 다음과 같이 진행해 보았다. 물 사용량이 많은 것을 문제로 설정하였다, 물 사용량이 많은 원인에 대하여 ‘왜’라는 질문을 지속적으로 던진 결과, 다음과 같은 원인이 도출되었다. Q. 왜 물 사용량이 많은가? A. 콩을 냉각해야 하기 때문에 Q. 왜 콩을 냉각해야 하는가? A. 콩의 온도를 낮춰야 하기 때문에 Q. 왜 콩의 온도를 낮춰야 하는가?

A. 콩의 온도가 높으면 콩이 썩기 때문에 108 제5장 원인 분석 ② 이처럼 콩나물 재배 공장의 용수 부족 문제의 원인을 단계별로 추적한 결과, 온도가 높으면 콩이 썩는 것이 근본 원인인 것으로 나타났다. 이에 대한 자세한 내용은 이어지는 문제 흐름 분석에서 설명하기로 한다. 그림 5-9 콩나물 재배수 사례의 근본 원인 분석 물이 부족하다 물을 많이 사용하기 때문에 콩을 냉각하기 때문에 썩는 것을 방지해야 하기 때문에 제5장 원인 분석 ② 109 일을 어떻게 하고 있느냐며 불만을 가질 것이 자명하다. 그런데 이러한 생각에서 조금 더 나아간다면 ‘근본 원인만 파악하면 일을 해결할 수 있을 것 아니냐’는 잘못된 판단을 내릴 수 있다. 근본 원인에 집중하는 것이 잘못된 것은 아니지만, 근본 원인에만 지나치게 집중하는 것은 지양해야 한다. 왜냐하면 문제를 해결할 때 근본 원인에만 집착하게 되는 일종의 ‘생각의 틀’을 가질 수 있기 때문이다. 우리가 일상에서 자주 듣게 되는 말 가운데 ‘근본 원인은 놓아둔 채......’라는 표현이 있다. 이 표현에 덧붙여 ‘미봉책에 불과한......’이 뒤따르기도 하는데, 특히 어떤 정책을 두고 비난할 때 많이 사용된다. 그래서 더더욱 우리는 근본 원인이 무엇인지에 집착하게 된 게 아닐까 싶다. 하지만 근본 원인은 놔두고 또 다른 대안을 제시하는 것까지 미봉책이라고 폄하하는 것은 생각해 볼 일이다. 불성실하거나 무책임하거나 비양심적인 경우가 아니라면 그 근본 원인은 제거하기가 힘든 경우가 대부분이다. 분명히 어떤 이유로 인하여 그 근본 원인은 존재할 수밖에 없었던 상황이었고, 처음부터 의도하지 않았던 부작용이 저절로 생성된 경우가 많기 때문이다(Harmful machine 8) Theory). 문제 흐름 분석은 문제의 근본 원인 분석을 기초로 하여 원인과 원인 사이의 인과 관계를 끊어 내는 방안이다. 따라서 특정 원인이 발생하더라도 그로 인해 야기되는 문제의 해결 방안을 제시할 수 있다.

8) Harmful Machine 이론은 2003년 삼성종합기술원의 바실리 레니아신(Vasily Leniachine)과 김효준이 www.TRIZjournal.com에 발표한 논문으로, 문제 흐름 분석 방법론의 기초가 된 내용을 담고 있다. Harmful Machine 이론은 문제를 해결할 때 문제를 일종의 기술 시스템(Harmful Machine)으로 인식하고, 트리즈의 기술 진화 법칙 관점에서 체계적으로 문제를 제거하고자 하는 것이 이 이론의 핵심이다. 제6장 원인 분석 ③ 115 전술한 제퍼슨 기념관 사례에서는 ‘가로등 한 시간 늦게 점등하기’가 해결책으로 제시되었다. 하지만 문제의 해결책이 꼭 그것만이 있는 것은 아니다. 즉, <그림 6-1>에서 보는 것처럼 인과 관계의 고리 중 어느 하나를 끊어 주면 모두 해결 방향이 될 수 있다. 예컨대, 가로등을 한 시간 일찍 점등하더라도 나방이 적게 하는 방법, 거미가 적게 하는 방법, 비둘기가 적게 하는 방법, 청소를 자주 하지 않는 방법, 공사를 하지 않는 방법 등도 모두 해결 방향이 될 수 있다. ‘문제 흐름 분석(PC A)’ 전개를 할 때, 문제의 흐름을 끊는 규칙은 ‘아래 것은 되고 위의 것은 안 된다’이다. <그림 6-1>의 제퍼슨 기념관 사례에서 보다시피 수평으로 그어진 화살표의 밑에는 ◦, 위에는 × 표시가 되어 있다. 근본 원인 분석에서 도시(圖示)된 각 원인-원인 간 인과 관계의 고리로부터 도출할 수 있는 모든 해결 방안을 제시한다. 문제에 대한 대책을 보고하는 좋은 방법론은 무엇일까, 어떤 기준을 만족해야 문제에 대한 만족할 만한 보고가 될 것인가, 그 문제에 대한 해결책의 모든 방향을 체계적으로 제시하는 것은 어떨까, 과연 해당 문제에 대한 모든 해결책의 방향을 체계적으로 제시하는 것이 가능할까? 문제 흐름 분석은 이에 대한 답을 준다. 근본 원인 분석에서 도출된 근본 원인에만 집중하지 않고, 근본 원인 분석에서 도시된 모든 원인 원인 간 인과 관계의 고리로부터 도출 가능한 모든 해결 방향을 제시한다. 이를 통해 근본 원인에 기초한 해결책뿐만 아니라, 문제에서 도출 가능한 모든 해결 방향을 체계적으로 도출할 수 있게 한다. 116 제6장 원인 분석 ③ 제퍼슨 기념관 사례 그림 6-1 제퍼슨 기념관 사례의 문제 흐름 분석 Problem: 5년마다 공사 × 청소를 자주해도 공사를 안 하는 방법 ○ 벽면 청소를 자주하기 때문에 × 비둘기가 많아도 청소를 자주하지 않는 방법 ○ 비둘기가 많기 때문에 × 거미가 많아도 비둘기가 적게 하는 방법 ○ 거미가 많기 때문에 × 나방이 많아도 거미가 적게 하는 방법 ○ 나방이 많기 때문에 × 가로등을 한 시간 일찍 점등해도 나방이 적게 하는 방법 ○ 가로등을 한 시간 일찍 점등하기 때문에 가로등을 한 시간 늦게 점등하라? 위 그림은 전술한 제퍼슨 기념관 사례에 대한 문제 흐름 분석이다. 위 분석에서 제시된 해결책의 방향은 모두 6가지이다. 그중에서 근본 원인을 제거하는 방법을 제외하면 5가지이다. 가로등을 한 시간 일찍

점등하지 않으면 안 되는 분명한 이유가 있다면, 근본 원인을 제거하는 방법은 해결책에서 제외된다. 문제 흐름 분석(PCA)에서 제시한 나머지 5가지 방법은 모두 의미가 있다. 가로등을 한 시간 일찍 점등해도 나방이 적게 하는 방법에는 어떤 구체적인 아이디어가 있을까? 나방이 몰려들 정도로 밝지는 제6장 원인 분석 ③ 117 않지만, 관광객들의 안전에는 지장을 주지 않을 정도의 가로등 밝기로 최적화를 하면 어떨까? 처음에는 나방이 몰려들지 않고 관광객의 안전을 보장하는 최소한의 밝기를 유지하다가 다른 기념관들에도 불이 켜지면 좀 더 밝은 가로등 불빛을 내게 하는 것도 방법이 될 수 있다. 혹은 나방이 싫어하는 파장의 빛을 내는 가로등은 어떨까? 또 다른 방법으로 ‘나방이 많아도 거미가 적게 하는 방법’이 있다. 거미를 퇴치하는 방법은 구글링을 통해서 다양한 방법을 찾을 수 있다. ‘거미가 많아도 비둘기가 적게 하는 방법’ 또한 구글링을 통해서 다양한 방법을 찾을 수 있다. ‘비둘기가 많아도 청소를 자주 하지 않는 방법’은 현실성이 약간 떨어지는 방향이 될 것 같다. 이것 또한 구글링을 통해서 지식을 검색해 볼 필요가 있다. 마지막으로, ‘청소를 자주 해도 보수 공사를 하지 않는 방법’이 있다. 물청소를 약하게 해도 깨끗이 청소된다면, 기념관의 벽면에 화학 처리를 하여 쉽게 이물질을 벗겨 낼 수 있게 하는 것도 방법이 되지 않을까? 이렇게 다양한 방법들을 놔두고 ‘가로등 한 시간 일찍 점등’이라는 사실에만 집중하는 것은 생각의 틀에 빠진 것이다. 회사나 조직에서 좋은 아이디어를 제안했는데도 시무룩한 표정을 짓는 상사가 있을 수 있다. 그 아이디어를 활용하면 분명 문제를 해결할 만한 구체성과 실용성이 확보되는 데도 만족하지 못하는 것이다. 공사 구분이 확실한 상사라면 ‘또 다른 아이디어는 없을까’, 혹은 ‘이게 최선인가, 확실한가’를 고민하고 있을 것이다. 이는 관리직에 있는 사람이라면 누구나가 할 법한 고민이다. 이러한 상사에게 문제 흐름 분석을 통해 해결책을 체계적으로 제시해 보인다면 고민 대신 만족스러운 표정을 보게 될 것이다. 118 제6장 원인 분석 ③ 유의사항 ❶: 근본 원인 분석의 문제 흐름에서 끊어낸 해결책의 방향에 의미가 부여될 수 있다면(말이 된다면), 근본 원인 분석의 단계를 더 많이 끊어서 문제 흐름 분석을 풍부하게 하는 것이 좋다. 근본 원인 분석(RCA)은 문제 흐름 분석(PCA)을 위해서 존재한다. 근본 원인 분석(RCA)에서 한 단계 더 만들어 내야 하는지 말아야 하는지 고민이 된다면, 한 단계 더 만들고 나서 그 연결 고리를 끊어서 의미 있는 제안이 된다면 한 단계 더 만드는 것이 좋다. 다음의 콩나물 9) 재배 공정의 사례에서 이해할 수 있다. 앞서 설명한 콩나물 재배 공장의 용수 부족 문제에 대한 근본 원인 분석과 문제 흐름 분석을 <그림 6-2>와 같이 적용해 보았다. 문제는 ‘물이 부족하다’로 시작한다. 물이 부족한 이유는 ‘콩을 냉각하기

때문’이 대부분을 차지하며, 특히 해당 분야의 전문가일수록 그렇게 생각하는 경우가 많다. 또한 콩을 냉각하는 이유로는 ‘콩의 온도를 낮춰야 하기 때문’이라고 답할 수 있다. 사실은 콩을 냉각하는 것과 콩의 온도를 낮춰야 하는 것은 같은 표현이다. 하지만 전문가일수록 이러한 핵심 원인에 집중하다 보니 여러 번 강조해서 말한 것일 수도 있다. 콩의 온도를 낮춰야 하는 이유로는 ‘콩이 썩기 때문’이라고 답하였다. 틀린 말은 아니지만 올바른 말은 더더욱 아니다. 대부분 ‘콩이 썩기 때문’이라고 하면 ‘콩이 썩는 것을 방지하기 때문’이라고 이해하기 때문에 틀렸다고는 말할 수 없다. 하지만 글자가 적힌 그대로만 본다면 ‘썩기 때문에’는 불완전한 표현이다. 9) 문제 흐름 분석(PCA) 기법은 CECA 기법을 한 단계 발전시킨 기법이다. 모순을 체계적으로 도출하고 문제에서 제안할 수 있는 모든 해결책의 방향을 제시할 수 있다. 근본 원인 분석(RCA) 과 함께 문제 해결 과정에서 필수적인 기법이다. 제6장 원인 분석 ③ 119 그림 6-2 콩나물 재배수 사례의 문제 흐름 분석(초안) 물을 많이 사용한다 1. 콩을 냉각하면서 물을 많이 사용하지 않는 방법 콩을 냉각하기 때문 2. 콩의 온도를 낮추면서도 콩을 냉각하지 않는 방법 콩의 온도를 낮춰야 하기 때문 3. 썩으면서도 콩의 온도를 낮추지 않는 방법 썩기 때문에 2번의 해결책을 보면 ‘콩의 온도를 낮춰야 하면서도 콩을 냉각하지 않는 방법’이 된다. 이 방법이 의미 있는 해결책을 제시해 준다면 좋지만 그렇지 않은 경우에는 제거하는 것이 좋다. 이러한 의미 없는 표현이 된 것은 ‘콩을 냉각한다’와 ‘콩의 온도를 낮춰야 한다’가 같은 표현인데도 인과 관계로 표현했기 때문이다. 비록 같은 뜻을 인과 관계로 표현했다고 하더라도 수평으로 끊어낸 해결책의 방향이 의미 있다면 제거하지 않겠지만, 이 문제에서는 콩의 온도를 낮추면서도 콩을 냉각하지 않는다는 것은 의미 없는 방향이므로 ‘콩의 온도를 낮춰야 하기 때문’은 제거하는 것이 옳다. 3번의 해결책은 ‘썩으면서도 콩의 온도를 낮추지 않는 방법’으로 말이 되지 않는다. 앞에서 지적한 것처럼 ‘썩기 때문에’라는 불충분한 표현을 사용하였기 때문이다. ‘썩는 것을 방지하기 때문에’라고 표현했다면 ‘썩는 것을 방지하면서도 콩의 온도를 낮추지 않아도 되는 방법’이 나올 것이다. 이 표현은 의미가 있고 말이 된다. 이미 중앙 연구소에서 25도가 넘어도 썩지 않는 유전자 변이를 연구하고 있는데 이 방향에 해당하는 것이다. 문 제 흐 름 분 석 에 서 는 이 미 존 재 하는 모 든 해 결 책 방 향이 120 제6장 원인 분석 ③ Positioning 되어야 한다. 그러면 ‘공장 이전’에 해당하는 해결책의 방향은 왜 나타나지 않은 것일까? 올바르게 수정된 다음의 근본 원인 분석(RCA), 문제 흐름 분석(PCA) 전개를 살펴보자. 그림 6-3 콩나물 재배수 사례의 문제 흐름 분석(수정 1)

물이 부족하다 1. 물을 많이 사용하면서도 물이 부족하지 않는 방법 물을 많이 사용하기 때문 2. 콩을 냉각하면서도 물을 많이 사용하지 않는 방법 콩을 냉각하기 때문 3. 콩이 썩는 것을 방지하면서도 콩을 냉각하지 않는 방법 썩는 것을 방지해야 하기 때문 수정된 문제 흐름 분석(PCA)에서는 ‘물이 부족하다’라는 이유로 ‘물을 많이 사용하기 때문에’라는 표현을 사용하였다. 만일 해당 분야의 전문가와 이런 이야기를 나눈다면 그 전문가는 답답함을 느낄 것이다. 너무나 당연한 이야기를 원인이라고 하는 데다 전문가도 아니면서 이렇게 생각한다고 하여 오히려 더 무시당할지도 모른다. 하지만 문제 흐름 분석(PCA)에서는 ‘말만 되면 된다’는 규칙을 고집한다. 너무나 당연한 이야기인 것은 맞지만 틀린 것은 아니질 않은가? 그렇다면 이러한 당연한 이유로부터 도출된 수평적인 사고는 무엇일까? ‘물을 많이 사용하면서도 물이 부족하지 않은 방법’이다. 이 방법이 곧 현장에서 대안으로 생각하고 있던 ‘공장 이전’에 해당하는 방법이다. 제6장 원인 분석 ③ 121 3번 방법이 ‘콩이 썩는 것을 방지하면서도 콩을 냉각하지 않는 방법’이다. 이미 중앙 연구소에서 진행하고 있는 방향이다. 현장에서는 가지고 있는 대안은 공장 이전과 유전자 변이라고 했었다. 그러면 <그림 6-3>의 문제 흐름 분석(PCA)에서 제안하는 ‘현장에서 미처 생각하지 못한 해결책 방향’은 무엇일까? 바로 ‘콩을 냉각하면서도 많은 물을 사용하지 않는 방법’이다. 이는 충분히 의미 있는 해결책을 도출해 낼 수 있을 것이며(직관을 배제하진 말자), 조금 더 시간을 들여 고민해 보면 좋은 아이디어를 도출해 낼 수도 있다. 물을 사용하지 않고 냉 각한다면 무엇 을 사용해 볼까? 여 러 가지 방법이 있을 것이다. 그중에서 가장 쉽게 사용할 수 있는 자원(Resource)은 공기를 이용한 공랭식 방법이다. 실제로 현장에서는 수주기로부터 물을 뿌린 다음 멈추고 바람을 불어넣어 주었다(#29원리 Pneumatic). 이처럼 바람을 불어넣어 주자 콩나물에 있던 수분이 증발하면서 상변화(Phase Transition)가 일어나게 되어 훨씬 더 많은 열을 빼앗아 가는 효과까지 나타났다(땀이 나고 증발하면서 더 시원함을 느끼는 효과로 목욕탕을 나오자마자 시원함을 느끼거나, 공포로 인하여 식은땀을 흘린 후 서늘한 느낌을 가지는 것과 같은 원리). 물이 부족한 이유로 ‘물을 많이 사용하기 때문’이란 단순한 표현이 어떻게 생산적인 아이디어를 이끌어 냈는지, 또한 ‘썩기 때문에’라는 불완전한 표현보다는 ‘썩는 것을 방지하기 때문에’라는 완전한 표현으로 인해 어떻게 실용적인 아이디어가 나오게 되었는지 이해할 필요가 있다. 122 제6장 원인 분석 ③ 유의사항 ❷: 하나의 문장에서 2개 이상의 의미가 중복되었다면, 2개 모두에서 ‘왜?’라는 근본 원인 분석(RC A) 전개를 이어 나가는 것이 바람직하다. 앞에서는 ‘썩는 것을 방지하기 때문에’라고 마무리되었다. 왜냐하면

썩는 것을 방지하는 것이 당연하기 때문이다. 하지만 이것도 근본 원인 분석(RCA)을 전개해 나가면 아이디어를 제안할 수는 있다. 예를 들어 “썩는 것을 왜 방지하지?”라고 질문하면 “판매해야 하므로”라고 답할 수 있다. 또 “왜 판매해야 하지?”라고 질문하면 “매출이 발생되어야 하므로”라고 답할 수 있다. 이러한 관계를 통하여 ‘판매하면서도 썩는 것을 방지하지 않는 방법’을 도출해 낼 수 있다. 굳이 생각해 보자면 ‘썩게 될 경우 미생물이나 발효 등의 도움이 되는 물질로 판매’하는 것을 들 수 있다. 또한 ‘매출이 발생하지만 판매하지 않는 방법’으로는 ‘공장에서 출하했다가 판매하지 않고 회수하는 방법’이라는 말이 안 되는 방법도 고민해 볼 수 있다. 이러한 전개는 한쪽에 치우친 결과 얻어진 아이디어이다. 즉 ‘썩는 것을 방지하기 때문’이란 표현에서 ‘방지하다’에만 초점을 두지 않았는가? 만일 ‘썩는다’라는 단어에 초점을 둔다면 아래와 같은 또 다른 유익한 해결책들을 제시할 수 있다. <그림 6-4>의 문제 흐름 분석(PCA)에서는 ‘썩는 것을 방지하기 때문’의 단계에서 ‘썩는다’라는 단어에 집중하였다. 썩는 이유는 ‘온도가 올라가기 때문’이다. 그렇다면 온도가 올라가는 이유는 무엇일까? 전문가라면 ‘발아열’ 때문이라고 답할 것이다. 이와 달리 온도가 올라가는 이유로 ‘열이 발생하기 때문에’를 전개하고, 그 다음에 열이 발생하는 이유로 ‘발아하기 때문’이라고 쪼개 보자. 바로 <그림 6-4>의 문제 흐름 분석(PCA)과 같이 실용적인 해결 방향이 나오는 시발점이 될 수 있다. ‘발아하면서 열이 발생하지 않는 방법’은 제6장 원인 분석 ③ 123 어떤 의미가 있을까? 발아하면서 열이 발생하지 않을 수는 없으므로 이를 무시할 수 있지만, 조금만 더 생각해 보면 ‘발아하면서 열이 적게 발생하는 방법’이 떠오를 수 있다. 25도가 넘어도 쉽게 썩지 않는 방법을 찾는 것보다는 발아하면서 열이 적게 발생하는 유전자 변이를 연구하는 것이 훨씬 쉬울 수도 있다. 이러한 전개를 바탕으로 중앙 연구소에서는 곧바로 연구 주제를 바꾸었다. 지구상에 존재하는 식물들 가운데 열이 적게 발생하는 종을 찾아 그 유전자를 분석해서 유전자 변이를 연구하는 방향으로 연구 주제를 변경한 것이다. ‘콩을 원료로 사용하면서 발아하지 않는 방법’은 어떤 의미가 있을까? 그림 6-4 콩나물 재배수 사례의 문제 흐름 분석(수정 2) Problem: 공장에 물이 부족하다

7. 물을 많이 사용하면서도 물이 부족하지 않는 방법 물을 많이 사용하기 때문 6. 콩을 냉각하면서도 물을 많이 사용하지 않는 방법 콩을 냉각하기 때문 5. 콩이 썩는 것을 방지하면서도 콩을 냉각하지 않는 방법 썩는 것을 방지해야 하기 때문 4. 온도가 올라가면서도 썩는 것을 방지하지 않는 방법 온도가 올라가기 때문 3. 열이 발생하면서도 온도가 올라가지 않는 방법 열이 발생하기 때문 2. 발아하면서도 열이 발생하지 않는 방법 발아하기 때문 1. 콩을 원료로 사용하면서도 발아하지 않는 방법 콩을 원료로 사용하기 때문 124 제6장 원인 분석 ③ 근본 원인 분석(RCA)에서 말이 되는 논리로 전개했다면 문제 흐름 분석(PCA)에서 나오는 방향은 대개 의미를 가진다. “콩을 원료로 사용하면서 발아하지 않는다”라는 표현을 통해서 ‘발아하는 공간과 재배하는 공간’을 분리하면 어떨까? 물을 집중적으로 많이 사용하는 공간과 그렇지 않은 공간으로 분리하는 것이다. 콩나물 재배 사례에서 ‘말’과 ‘논리’가 된다면 얼마든지 근본 원인 분석 단계를 끊어 내는 것이 도움이 된다는 것을 알 수 있다. 또한 평범한 말이라도 말만 된다면 미처 생각해 내지 못한 부분까지 생각해 낼 수 있게 된다는 것을 알 수 있다. 유의사항 ❸: 문제 흐름 분석(PC A) 전개를 염두에 둔 근본 원인 분석(RCA)의 전개를 할 때에는 ‘왜?’라는 질문에 ‘~ 때문에’라는 답을 하며 아래로 전개해 나가면 오류를 방지할 수 있다. 어떤 전문가들은 근본 원인 분석(RCA)을 전개하다가 ‘~ 위하여’라는 대답이 나오면 그 단계에서 모순이 나올 수 있다고도 한다. 하지만 이는 다음 단계에서 설명하는 모순 분석(PTC)을 잘못 이해한 결과이다. 모순 분석(PTC)은 ‘~ 위하여’라는 문장을 적극 이용해서 모순을 분석하는 기법이다. 그러므로 근본 원인 분석(RCA) 전개에서 ‘~ 위하여’라고 답하고 싶더라도 ‘~ 때문에’라는 문장으로 바꾸어서 사용해야 한다. 어떤 사람들은 근본 원인 분석(RCA) 전개를 해 나가면서 ‘~ 위하여’ 라는 표현 단계가 나오면 곧바로 그곳에서 멈추라고 한다. 시스템의 유익한 기능이 도출되었기 때문이라고 하지만 거의 대부분의 ‘~ 위하여’ 라는 표현은 ‘~ 때문에’라는 표현으로 변환될 수 있어서 올바른 의견이 아니다. 또한 모든 ‘~ 때문에’라는 표현도 ‘~ 위하여’라는 표현으로 바꿀 수 있다. 모순 분석(PTC)을 전개할 때는 ‘~ 위하여’로 표현하고 근본 원인 분석(RCA), 문제 흐름 분석(PCA) 전개를 할 때는 ‘~ 때문에’로 전개하는 제6장 원인 분석 ③ 125 것이 권장되는 규칙이다. 그렇지 않으면 논리의 혼란에 빠질 수 있다. 이 외에도 문제의 핵심 모순을 찾아내어 극복 방안을 제시하는 모순 분석(PTC Modeling) 모듈, 신제품 개발에 효율적인 이상 해결책 모듈 등이 추가될 수 있다. 126 제6장 원인 분석 ③ 치과용 핸드피스 사례 전술한 치과용 핸드피스 사례의 경우, <그림 6-5>에서 보는 바와

같이 모든 인과 관계의 고리가 모두 해결 방향이 될 수 있다. 이를 체계적으로 전개하여 보자. 예컨대, ‘버가 아래로 이탈하더라도 치아를 연마할 방법’, ‘버를 단단히 고정하지 않더라도 버가 아래로 이탈하는 것을 방지할 방법’, ‘약한 힘으로 링을 압축하면서도 버를 단단히 고정할 방법’, ‘스프링이 약하더라도 강한 힘으로 링을 압축할 수 있는 방법’, ‘스프링이 강하더라도 푸시 버튼을 누르기 쉽게 하는 방법’, ‘푸시 버튼을 누르기 어렵더라도 핸드피스 사용이 편리한 방법’ 등을 해결 방향으로 검토할 수 있다. 일례로, ‘약한 힘으로 링을 압축하면서도 버를 단단히 고정할 방법’을 검토해 보자. 금속과 금속 간의 접촉에서 강하게 고정하는 것이 필요한데, 강하게 압축하는 방법만이 존재하지는 않을 것이다. 현재 텅스텐 링(버핀)과 막대(버)는 서로가 매끈한 표면이기 때문에 너무 강한 압착력이 필요하지 않을까? 그렇다면 기하학적인 구조의 변화가 도움이 될 것이다. 텅스텐 링과 막대의 표면이 금속이 아니라면 어떨까? 표면이 고무로 처리된다면 훨씬 적은 힘으로도 막대를 꽉 잡을 수 있을 것이다. 또 다른 일례로, ‘버를 단단히 고정하지 않더라도 버가 아래로 이탈하는 것을 방지할 방법’을 검토해 보자. 버가 위쪽 방향으로 삽입은 쉬우나 아래 방향으로 이탈은 되지 않을 방법, 즉 한쪽 방향으로만 움직이게 하는 시스템으로 유압 시스템에서의 체크 밸브, 우리 신체의 정맥에 있는 혈관 내부 구조, 샤프 펜슬 등을 생각해 볼 수 있다. 나아가 아래로 움직이는 것을 원천적으로 방지하고 위로 움직이면서 탈착까지 해결하는 방법을 생각해 볼 수 있다. 제6장 원인 분석 ③ 127 체계적으로 도출된 모든 해결 방향들을 상호 비교 검토하여, 핵심이 되는 해결 방향을 선정한다. 신규성, 혁신성 및 해결 가능성을 중심으로 검토하되, 제품 적용 가능성 및 시장 파급 효과도 함께 고려한다. 전술한 치과용 핸드피스 사례의 경우 작동 시 고정의 견고성과 교체 시 분리의 편의성이 핵심 모순으로 제시되었다. 따라서 ‘약한 힘으로 버를 고정하면서도 버가 아래로 이탈하지 않는 방법’이 아직 검토되지 못한 방향이면서 문제 해결 가능성이 가장 높은 방향으로 판단되었다. 그림 6-5 치과용 핸드피스 사례의 문제 흐름 분석 핸드피스 사용이 불편하다 푸시버튼을 누르기 어렵더라도 구강 내 삽입이 어렵더라도 핸드피스 사용이 편리한 방법 핸드피스 사용이 편리한 방법 푸시 버튼 누르기 어렵기 때문 구강 내 삽입이 어렵기 때문 스프링이 강하더라도 푸시 버튼을 헤드가 크더라도 누르기 쉽게 하는 방법 구강 내 삽입이 쉬운 방법 스프링이 강하기 때문 헤드가 크기 때문 스프링이 약하더라도 스프링이 있더라도 강한 힘으로 링을 압축하는 방법 헤드를 작게 하는 방법 링 압축에 필요한 힘이 세기 때문 스프링이 필요하기 때문 약한 힘으로 링을 압축하면서도 스프링이 없더라도 버를 단단히 고정하는 방법 링을 압축할 수 있는 방법

버를 단단히 고정해야 하기 때문 링을 압축해야 하기 때문 버를 단단히 고정하지 않더라도 링을 압축하지 않더라도 버가 아래로 이탈하지 않는 방법 버를 고정하는 방법 버가 아래로 이탈하지 않아야 하기 때문 버를 고정해야 하기 때문 버가 아래로 이탈하더라도 버를 고정하지 않더라도 버로 치아를 연마할 수 있는 방법 버가 아래로 이탈하지 않는 방법 버로 치아를 연마해야 하기 때문 버로 치아를 연마하지 않는 방법 128 제6장 원인 분석 ③ 선박 페인트 작업 전술한 선박 페인팅 사례의 문제 흐름 분석을 <그림 6-6>에 나타내었다. 문제 흐름 분석(PCA)을 통해서 여름에만 조선소의 도크(Dock)를 운용하는 규칙을 바꾸는 방향으로 개선되었다. 여름에는 도크에서 페인트칠을 하고 난 후 바다에 배를 띄우는 방법을 적용하였다. 그래서 여름에는 특별히 야간작업을 해서라도 페인트칠을 도크에서 해결하기로 하였다. 이 방법을 사용하기로 한 이유는 모든 것을 종합해 볼 때, 가장 비용이 적게 소요되는 최선의 방법이라는 확신 때문이다. 그림 6-6 선박 페인팅 사례의 문제 흐름 분석 Problem: 압축공기를 많이 사용 탱크 내부 습도를 낮추면서도 압축 공기를 적게 사용하는 방법 탱크 내부의 습도를 낮추기 때문 물방울 생성을 방지하지만 탱크 내부의 습도를 올리는 방법 물방울 생성을 방지하기 때문

물에 잠겨 있지만 철판이 차갑지 않은 방법 물에 잠겨있기 때문 Dock에 나와 있지만 물에 잠겨 있지 않는 방법 Dock에서 나왔기 때문 야드의 생산 효율을 높이면서도 Dock에서 나오지 않는 방법 야드의 생산 효율을 높이기 위해 제6장 원인 분석 ③ 129 검색식은 기능 분석이나 원인 분석 결과를 토대로 도출할 수도 있고, 기술 전문가와 혁신 전문가의 경험에 기반을 두고 도출할 수도 있다. (1) 기능 분석 기반 기능 분석, 공정 분석, 트리밍 등에서 도출된 해결 방향에 부합하는 구체적인 해결책을 조사하기 위한 검색식을 도출하는 것이다. 기능에 기반을 두고 있으므로 일반화된 검색식을 도출하는 데 편리하다. 기능 분석과 공정 분석의 기능 모델 안에 표현되어 있는 유해 기능, 불충분 유익 기능, 과도한 유익 기능에 집중하여 검색식을 도출한다. 3가지 유형(유해 기능, 불충분 유익 기능, 과도한 유익 기능)은 모두 그림 7-1 UV 경화기 사례의 기능 분석 LED chip 지지 change 냉각커버 PCB cover Fan cover 잡다 막다 냉각 커버 고정 Thermal 공기 grease 잡다 냉각 막다 냉각 고정 고정 Coolling change base Heat sink pan 지지 냉각 냉각잡다 Thermal 회전 grease change Power Motor supply 제7장 검색식 구성 ① 135 기능적으로 문제를 가지고 있어서 역시 해결책에 접근하기 위한 기능 검색식을 제공할 수 있다. <그림 7-1>은 UV 경화기의 발열 문제를 해결하기 위한 기능 분석 모델이다. 기능 모델을 보면, Cover와 Heat Sink의 구조 및 배치 등이 부적절하여 공기를 차단하는 유해 기능을 하고 있다. 이로 인해 공기가 Heat Sink를 충분히 냉각시키지 못하기 때문에 PCB와 LED 칩의 온도가 내려가지 않는 문제가 발생한다. 여기에서 우리는 ‘공기의 유동을 향상시키는 방법’, ‘공기 흐름이 원활한 구조’ 등과 같은 검색식을 고려할 수 있다. 또한 적절한 특허 검색을 통하여 공기 흐름에 유리한 Cover와 Heat Sink의 새로운 구조, 배치 방법 등에 대한 지식을 확보할 수 있다. (2) 원인 분석 기반 근본 원인 분석, 문제 흐름 분석, 모순 분석 등에서 도출된 해결 방향에 부합하는 구체적인 해결책을 조사하기 위한 검색식을 도출하는 것이다. 근본 원인 분석은 인과 관계 분석을 통하여 문제 현상을 일으키는 근본 원인을 찾아 제거함으로써 결과적으로 문제 현상이 사라질 수 있다는 논리적 근거를 바탕으로 한다. 이 논리적 근거가 바로 근본 원인 분석에서 검색식을 도출할 수 있다는 의미이기도 하다. 문제 흐름 분석은 기본적으로 근본 원인 분석을 완성한 후 인과 관계 사슬을 하나씩 끊어 나가면서 모든 가능한 문제 해결 방향을 분석하는 도구이다. 근본 원인 분석이 단편적인 원인 제거에 집중하여 검색 쿼리를 도출하는 방식이라면 문제 흐름 분석에서는 모순 개념을 기반으로 문제 해결 방향 탐색과 동시에 검색식을 도출한다.

136 제7장 검색식 구성 ① 그림 7-2 제퍼슨 기념관 사례의 문제 흐름 분석 Problem: 5년마다 공사 × ○ 청소를 자주해도 공사하지 않는 방법 벽면 청소를 자×주하기 때문에 × ○ 비둘기가 많아도 청소를 자주하지 않는 방법 비둘기가 많기 때문에 × 거미가 많아도 비둘기가 적게 하는 방법 ○ 거미가 많기 때문에 × 나방이 많아도 거미가 적게 하는 방법 ○ 나방이 많기 때문에 × 가로등을 한 시간 일찍 점등해도 나방이 적게 하는 방법 ○ 가로등을 한 시간 일찍 점등하기 때문에 가로등을 한 시간 늦게 점등하라? 그림 7-3 콩나물 재배수 사례의 문제 흐름 분석 Problem: 공장에 물이 부족하다 7. 물을 많이 사용하면서도 물이 부족하지 않는 방법 물을 많이 사용하기 때문에 6. 콩을 냉각하면서도 물을 많이 사용하지 않는 방법 콩을 냉각하기 때문에 5. 콩이 썩는 것을 방지하면서도 콩을 냉각하지 않는 방법 썩는 것을 방지해야 하기 때문에 4. 온도가 올라가면서도 썩는 것을 방지하지 않는 방법 온도가 올라가기 때문에 3. 열이 발생하면서도 온도가 올라가지 않는 방법 열이 발생하기 때문에 2. 발아하면서도 열이 발생하지 않는 방법 발아하기 때문에 1. 콩을 원료로 사용하면서도 발아하지 않는 방법 콩을 원료로 사용하기 때문에 제7장 검색식 구성 ① 137 예컨대, 앞서 설명한 제퍼슨 기념관 사례의 경우, ‘비둘기를 쫓아내는 방법’, ‘거미를 퇴치하는 방법’, ‘나방을 퇴치하는 방법’ 등을 검색식으로 구성할 수 있다. 콩나물 재배수 사례의 경우, ‘발아 열을 제어하는 방법’, ‘콩의 열적 부패를 방지하는 방법’, ‘콩을 냉각하는 방법’ 등을 검색식으로 구성할 수 있다. (3) 경험 지식 기반 시스템 도식화, 기능 분석 및 원인 분석을 거치는 과정에서 기술 전문가나 혁신 전문가의 직관과 통찰력에 의해 도출된 해결 방향에 부합하는 구체적인 해결책을 조사하기 위한 검색식을 도출하는 것이다. 기능 분석이나 원인 분석과 같은 의식적인 분석 과정을 거치지 않더라도 전문가의 경험에서 이루어진 분석 과정의 결과로 나온 해결책을 적극 활용한다는 데 의의가 있다. 실제 현장에서 다양한 기술 문제를 해결하려다 보면 앞서 언급된 기능 분석이나 원인 분석과 같은 체계적이고 논리적인 방법론을 활용하여 문제의 본질을 파악하여 해결책을 찾는 것이 일반적이다. 하지만 때로는 전문가의 경험과 직관으로 해결되는 경우도 종종 발생한다. 이러한 경험과 직관으로 도출된 해결 방향에 대하여 검색식을 작성하는 것을 경험 지식 기반 검색식이라고 한다. 앞서 설명한 UV 경화기의 발열 문제 해결 사례의 경우 <그림 7-4>를 살펴보면, 방열 구조 설계 문제로 PCB와 LED 칩이 고집적 열원에 노출되어 성능이 저하되고 있다. 또 방열 해석 결과를 보면 칩이 위치하고 있는 PCB 중심부의 온도가 가장 높은 것으로 나타나고 있다. 팬을 구동하여 공기의 강제 대류로 Heat Sink를 충분히 138 제7장 검색식 구성 ①

냉각해야 다른 부분의 온도가 내려가는 상황인데 Heat Sink의 구조, 배치 등의 문제로 공기가 냉각 기능을 충분히 못하고 있는 것이다. 해당 분야의 전문가라면 말할 것도 없거니와 비전문가라 하더라도, 이런 몇 가지 정보만으로도 쓸 만한 검색식을 정의할 수 있다. ‘열전도를 높이는 방법’, ‘공기의 흐름을 좋게 하는 방법’, ‘공기 흐름에 유리한 구조와 배치’ 등이 그 예가 될 것이다. 주의할 점은 이런 경험과 직관에만 의지하여 문제를 해결하게 되면, 분석 과정에 얻을 수 있는 핵심 정보들을 놓치게 된다는 점이다. 그러므로 경험과 직관에 의해 해결 방향이 보이는 것은 그대로 인정하되, 체계적인 분석을 통해서 문제의 본질을 파악하고 문제의 일반화를 통한 이종 특허 검색은 반드시 수행하도록 한다. 그림 7-4 UV 경화기 사례의 현상 분석 목 표 방열 구조 고집적 열원에 대한 PCB의 온도 개선: T-0 surface of PCB chip side: 60.9℃(현 수준) → 40℃(목표) Heat Sick 방열 조건 Base PDB Chip 방열 해석 결과

③ 검색 결과 건수가 과다할 경우에는 대안 시스템을 발굴하여 검색 분야를 제한한다. 앞 사례의 경우 한국 특허·실용신안에서 1,072건이 검색되었다. 이 정도의 건수라면 대안 시스템을 발굴하지 않고 바로 아이디어 발굴에 나서도 된다. 다만, 외국 특허까지 포함할 경우 전체 건수가 훨씬 많아진다는 면에서 대안 시스템을 발굴하는 것이 더 효율적일 수 있다. 이처럼 검색 건수가 과다한 경우에는 검색 범위를 사전 검토하여 제한할 필요가 있다. 이하에서는 대안 시스템을 발굴하여 검색 범위를 제한하는 방법을 설명한다. 제품에 적용 가능성이 높은 기술 유형을 선정해야 한다. 즉, 필요로 하는 기능과 ‘동일 또는 유사한 기능’을 지닌 ‘대안 시스템’을 탐색하는 것이다. 이처럼 검색 범위를 대안 시스템 내로 한정시킴으로써 아이디어 발굴 작업의 효율을 높일 수 있다. (2) 대안 시스템 발굴 방법 대안 시스템 발굴 방법으로 경험 지식 접근법, 과학 지식 접근법 및 기술 지식 접근법이 있다. ① ‘경험 지식 접근법’은 기술 전문가 및 혁신 전문가의 경험, 지식, 통찰력에 기초하여 대안 시스템을 발굴하는 방법이다. 자연 과학 원리나 구체적인 기술 지식을 담고 있는 데이터베이스를 조사하여 대안 시스템을 발굴하는 것도 중요하지만, 기술 전문가 및 혁신 전문가의 경험과 지식, 통찰력에 기초하여 도출된 대안 시스템도 간과해서는 안 된다. 그러나 기술 전문가와 혁신 전문가의 경험과 지식에만 국한시켜서는 안 된다. 이들의 경험과 지식은 물론 수혜 기업과 수행 기관의 광범위한 인적 네트워크를 활용하는 것도 발굴 방법에 포함시켜야 한다. 문제를 분석하는 과정에서 직관적으로 떠오르는 영감들을 무조건 무시해서는 안 된다. 다만 이러한 영감들이 무작위적인 노이즈인지, 경험·통찰력 등에 따른 결론인지에 대한 사후 검증은 필수적이다. 경험 지식 접근법은 신속하고 효율적으로 대안 시스템을 도출할 제8장 검색식 구성 ② 147 수 있다는 장점이 있지만, 객관적이고 논리적인 접근법은 아니다. 즉 전문가의 경험이나 우연성에 기대는 측면도 많기 때문에 이에 대한 보완이 필요하다. 실제로 문제를 분석하는 과정에서 직관적으로 떠오르는 영감들은 무작위로 발생되는 잡신호일 수 있다. 이러한 영감들은 분석자의 지난 과거에 축적돼 온 경험이 발휘된 것이거나, 분석자가 인식하지 못하는 사이 이미 체화된 논리 체계를 따라 도출된 결론일 수도 있다. 그러므로 직관적으로 떠오른 영감들이 의식적·논리적인 추론 과정을 거친 결과물이 아니라는 이유로 무시되어서는 안 된다. 다만 이러한 결과물들이 무작위적인 노이즈인지, 통찰력에 따른 영감인지에 대한 사후 검증은 필수적으로 이루어져야 한다. 예를 들어 치과용 핸드피스(Handpiece) 사례에서 ‘버(Burr)’를 꽉 잡으면서 한쪽 방향으로는 움직이지 않게 하는 방법’이 해결 방향으로 도출되었다. 이때 우리의 경험 속에는 이미 막대가 고정된 상태에서 한쪽 방향으로는 움직일 수 없는 시스템을 떠올릴 것이다. 대표적으로

샤프펜슬이나 글루 건(Glue Gun)을 들 수 있다. 또 기계 부품에 소양이 있는 분석자라면 래칫 기어(Ratchet Gear)를 떠올릴 수도 있다. 이처럼 대안 시스템에 관한 내용은 한 단계씩 논리의 흐름을 밟지 않았다는 이유로 버려질 것이 아니라, 오히려 대안 시스템의 발굴에 있어서 효율적인 자원으로 활용될 수 있음을 명심하여야 한다. 148 제8장 검색식 구성 ② 반면 솔의 기능을 ‘스케일(Scale)을 제거한다’, ‘이물질을 제거한다’ 등과 같이 그 본질적인 기능에 가깝게 하면서도 일반화 수준을 높이게 되면 사고의 영역은 보다 확장된다. 즉, 일반화 수준을 높인 정의가 이루어져야 칫솔을 대신할 수 있는(칫솔과 같은 기능(목적)을 갖는) 타 기술 분야의 방식에 대한 사고가 열리게 된다. 대안 시스템 발굴을 위해서는 ‘선도 분야 발굴 지표’와 같은 가이드라인 등이 유용하게 활용될 수 있다. 선도 분야 발굴 지표 1. 유구한 역사와 전통을 갖고 있는 산업 분야(ex. 농축산, 국방, 금속) 2. 시장 규모가 큰 산업 분야(ex. 자동차, 가전, 반도체) 3. 철저히 기능 위주인 산업 분야(ex. 국방, 무기, 우주 항공) 4. 매우 빠른 속도를 다투는 산업 분야(ex. F1 피트스탑) 5. 극단적인 환경에 처한 산업 분야(ex. 수중 장비, 달 탐사선, 극지 탐사) 6. 실패가 용납되지 않는 산업 분야(ex. 우주선, 미사일, 폭파 장비) 경험 지식 접근법은 신속하고 효율적으로 대안 시스템을 도출할 수 있긴 하지만 분석자의 경험이나 우연성에 기대는 측면이 크다. 따라서 이런 문제를 보완하기 위해서는 대안 시스템 발굴을 위한 가이드라인이 도움이 될 수 있다. 앞서 제시한 ‘선도 분야 발굴 지표’는 트리즈(TRIZ, 창의적 문제 해결 이론)의 FOS(Function-Oriented Search, 기능 탐색)에서 제안하는 몇 가지 가이드라인을 인용한 것이다. FOS에서는 우리가 찾고자 하는 기능을 보유했을 것이라고 기대하는 분야를 ‘선도 분야(Leading Area)’라고 한다. 선도 분야는 이미 오랜 시간 동안 제8장 검색식 구성 ② 151 많은 전문가들이 노력하여 우리가 원하는 기능을 이미 구현해 놓은 것이기 때문에 보다 진보된 기술과 아이디어를 갖추고 있을 가능성이 높다. 따라서 이러한 지표들은 대안 시스템 도출 과정에서 유용하게 활용될 수 있다.

② ‘과학 지식 접근법’은 자연 과학 지식을 원리에 따라 유형화하여 분류한 것으로서 과학 지식 DB에 기초하여 대안 시스템을 발굴하는 방법이다. 과학 지식 DB를 이용하여 앞서 도출된 해결 방향을 구현하는 데 필요한 최적의 과학 원리 유형을 검색, 선정하여 이를 대안 시스템으로 11) 발굴한다. 이러한 과학 지식 접근법은 전문가의 경험과 지식을 보완하는 도구로써 유용하게 활용될 수 있다. 트리즈 방법론에 기초하여 자연 과학 현상과 공학적 원리들을 기능의 유형에 따라 정리한 Scientific Effects DB가 유용하게 활용될 수 있다. 자연 과학적 지식 정보를 담은 다양한 DB가 활용될 수 있으나, 이종 분야 특허 검색(OPIS) 방법론에서는 일반화된 기능에 기반을 둔 자연 과학 지식 정보를 정리한 Scientific Effects DB가 유용하게 활용될 수 11) 자연 현상에 대한 체계적 지식이 과학이라면, 기술은 인간의 물질생활에 도움이 되는 구체적인 방편이라 할 수 있다. 과학이 복잡한 현상들을 해석하는 보편적인 원리를 추구한다면 기술은 구체적인 문제를 해결하는 도구 내지 방법을 추구한다고 할 것이다. 다시 말해 과학의 원리가 구체화된 것이 기술이고, 기술의 원리를 체계화한 것이 과학이라 할 수 있다. 문제 해결을 위한 구체적인 도구(솔루션)는 자연계의 원리를 기초로 하기 때문에 과학과 기술은 때로는 명확히 구분되지 않는다. 본 방법론에서는 특허 DB와 같이 구체적인 해결 방법에 관한 정보를 담고 있는 DB를 ‘기술 지식 DB’라 부르고, Scientific Effects DB와 같이 이러한 해결 방법의 과학적 원리를 유형화하여 정리한 DB를 ‘과학 지식 DB’라고 부른다. 또한 이러한 기술 지식 DB를 활용하여 대안 시스템을 발굴하는 방법을 ‘기술 지식 접근법’이라고 부르는 반면, 과학 지식 DB를 활용하여 대안 시스템을 발굴하는 방법은 ‘과학 지식 접근법’이라고 부른다. 152 제8장 검색식 구성 ② 있다. Effect는 트리즈의 문제 해결 도구 중 하나로, 자연 과학 현상과 공학적 원리들을 기능의 유형에 따라 정리한 일종의 기술 지식 라이브러리이다. 물리, 화학, 기하학을 비롯해 공학 분야의 지식이 기능별로 분류되어 있으므로 필요한 기능을 구현할 수 있는 자연 과학 12) 현상을 검색하는 데 유용하다.

12) Effect의 기원은 트리즈 창시자인 알트슐러(G. S. Altshuller, 1924~1998)가 트리즈 이론을 정립하기 위해 우수한 기술 혁신 사례(발명)를 분석하기 시작했던 시기로 거슬러 올라간다. 우수한 발명을 분석하던 알트슐러는 “기술의 혁신은 타 분야의 기술을 도입할 때 일어나며, 현재 우리가 필요로 하는 기술의 대부분은 이미 다른 분야에 존재하고 있다”라는 결론을 내린다. 그러나 중요한 것은 어딘가 있을 그 답을 어떻게 의도적으로 찾아낼 수 있느냐는 것이다. 기술 시스템의 본질이 기능을 수행하는 데 있다면 우리는 모든 기술 정보를 기능으로 정의할 수 있고, 서로 다른 기술 시스템이라 하더라도 기능이라는 핵심 개념으로 공통점을 연결시킬 수 있다. 이러한 목적으로 알트슐러가 만든 기술 지식 라이브러리가 바로 Effect이다. Effect는 이미 기능의 유형별로 카테고리가 나누어져 있고 그 카테고리에 해당하는 기술 정보(기능)들이 정리되어 있기 때문에 기능만 정확하게 정의한다면 사용하는 데 매우 편리하다. 제8장 검색식 구성 ② 153 Scientific Effects DB Scientific Effects DB로는 무료 사이트인 Production Inspiration (http://www.productioninspiration.com/), Oxford Creativity (http://www.triz.co.uk/cp12.php) 등이 있고, 유료 프로그램으로는 Goldfire Innovator 등이 있다. Scientific Effects DB 사용 방법을 아래에 간략하게 정리하였다. •필요한 기능 정의: 앞서 도출된 해결 방향에 해당하는 기능을 일반화하여 검색식을 작성한다. •DB 검색: Effect DB를 제공하는 대부분의 검색 시스템은 Function Tree 구조를 이용하여 DB를 탐색할 수 있도록 돼 있다. 일부 검색 엔진을 탑재하고 있는 시스템은 ‘동사+목적어’ 형태로 검색 쿼리(횟수)를 입력하여 정보를 검색하기도 한다. 이를 이용해 앞서 작성된 기능형 검색식을 입력하여 과학적 효과를 검색한다. •대안 시스템 발굴: Effect DB는 검색된 정보 자체가 대안 시스템이라 할 수 있다. 다만 Effect DB는 자연 과학적 현상이나 공학적 원리만을 주로 제시하고 있기 때문에, 산업적으로 적용되고 있는 구체적 기술이나 제품 정보를 얻기 위해서는 추가적인 검색이 필요하다. 물론 일부 Effect DB는 해당 원리가 활용되는 산업이나 제품 정보를 제공하기도 한다. 154 제8장 검색식 구성 ② 그림 8-4 Effects DB 예(Production Inspiration DB) <그림 8-4>는 현존하는 자연 과학 지식 중에 ‘Remove Liquid(액체 제거)’ 기능을 구현할 수 있는 자연 과학 원리를 Aulive의 Production Inspiration DB(그림 8-4)와 Oxford Creativity의 Effects DB(그림

③ ‘기술 지식 접근법’은 특허나 논문과 같은 구체적인 기술 지식을 담은 데이터베이스를 이용하여 대안 시스템을 발굴하는 방법이다. 기술 지식 접근법은 경험 지식 접근법이나 과학 지식 접근법에 비해 효율성이 떨어지는 반면, 혁신적인 아이디어를 체계적으로 도출할 수 있다는 장점이 있다. 특히 ‘다단 추출법’을 이용할 경우 기술 지식 접근법의 효율성을 크게 높일 수 있는데, 이는 특허 분류 코드와 함께 이용할 때 더욱 효과적이다. 검색 쿼리를 이용하여 특허 또는 논문 DB를 검색한다. 이렇게 검색된 결과를 기술 분야, 제품, 구조, 해결 원리 등에 따라 적절한 유형으로 분류한다. 그리고 분류된 유형 중 해당 제품의 문제를 해결하기에 적합한 유형을 평가하여 대안 시스템으로 선정한다. 대안 시스템 발굴은 대부분 특허 분류 코드와 발명의 명칭 수준에서 판단이 이루어진다. 특허 검색 결과로부터 아이디어를 발굴하는 작업은 각 특허명세서의 내용을 파악하는 작업이어서 시간이 많이 소요된다. 반면 특허 검색 결과로부터 대안 시스템을 발굴하는 작업은 대부분 특허 분류 코드와 발명의 명칭 수준에서 판단이 이루어지므로, 빠른 시간 내에 작업을 진행할 수 있다. 대안 시스템 발굴 과정은 ‘다단 추출법’을 기초로 한다. ‘다단 추출법’은 검색 결과 중 특정 건수를 우선적으로 분석한 후, 분석 결과를 잔여 검색 결과에 반영하여 분석 대상 특허 건수를 줄여 158 제8장 검색식 구성 ② 나가는 방법이다. 예컨대, 아래 그림과 같이 특허 검색 건수가 4만 건인 경우를 보도록 하자. 이때 4만 건을 모두 검토하여 A~Q의 17개 기술 유형이 도출되었고, 이를 평가하여 A, B, E, I, M 등 5개 대안 시스템을 도출하는 것이 원칙적인 작업이다. 그러나 이 작업은 아이디어 발굴이 아닌 대안 시스템 발굴 작업이라 해도, 전체 작업 시간이 많이 소요될 수밖에 없다. 그림 8-8 다단 추출법 도출유형: A~Q Q1 검색: 40,000건 검토: 40,000건 후보 시스템 평가/선정: A,B,E,I,M 도출 유형: A,B,C,D 검토: 500건 평가/선정: A,B 도출 유형: E,F,G,H Q1 not(A,B,C,D) 검색: 10,000건 검토: 500건 평가/선정: E 도출 유형: I,J,K,L Q2 not(E,F,G,H) 검색: 3,000건 검토: 500건 평가/선정: I 도출 유형: E,F,G,H Q3 not(I,J,K,L) 검색: 600건 검토: 600건 평가/선정: E 이번에는 ‘다단 추출법’의 예를 살펴보도록 하자. 예컨대, 500건을 우선적으로 분석하여 A~D의 4개 기술 유형을 도출하고, 이를 평가하여 A, B 2개의 대안 시스템을 선정한다. 그 다음 A~D 4가지 기술 유형을 특허 분류 코드나 키워드를 이용하여 남은 39,500건의 검색 결과에서 제거한다(Not 연산자 활용이 유용하다). 그리고 제거 결과 남은 10,000건 중 다시 500건을 분석하여 E~H의 4개 기술 유형을

도출하고, 이를 평가하여 E를 대안 시스템으로 선정한다. 그리고 다시 E~H의 4개 기술 유형을 남은 9,500건에서 제거하고 이후 과정을 반복한다. 제8장 검색식 구성 ② 159 이러한 ‘다단 추출법’을 이용하면, 40,000건을 모두 분석할 필요 없이 2,000건 정도만 분석해도 동일한 분석 결과를 얻을 수 있다. 특허 분류 코드별로 ‘다단 추출법’을 진행하면 더욱 효율적인 경우가 많다. 분류 기준에 따라 특허 분류 코드를 적절히 매치시킬 수 없는 경우도 많다. 하지만 특허 분류 코드와 유사한 시각으로 기술 유형을 분류할 수 있다면 대안 시스템 도출 작업의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 특허 분류 코드는 IPC 외에 FI, ECLA, USPC, CPC 등이 있다. 각각의 그림 8-9 특허 분류 코드에 의한 다단 추출법 국제 특허 분류(IPC) F 기계공학, 조명, 가열, 무기 폭파 F04 액체용 용적형 기계, 액체 또는 압축성 액체용 펌프 F04C 액체용 회전피스톤 또는 요동피스톤, 용적형 기계(액체에 의해 구동되는 기관 F03C), 회전피스톤 또는 요동피스톤, 용적형 펌프(엔진 연료 분사 펌프 F02M) 160 제8장 검색식 구성 ② 코드들은 분류의 정확성과 편의성 측면에서 다양한 평가가 가능하다. 그러나 여러 국가의 데이터를 한꺼번에 분석할 때는 현실적으로 IPC를 이용하는 것이 가장 유용하다. 특허 분류 코드가 적절히 매치되지 않는 경우에는 출원인, 출원 연도, 일련 번호 등에 따라 정렬한 후 기술 유형을 분류할 수 있다. 일본 특허청이 만든 일본 고유의 기술 분류 체계인 F-term을 이용해 특정 기술 유형의 구조적·유형적 분석을 활용하여 대안 시스템을 발굴할 수 있다. 핵심 특허의 특허 인용 관계 추적을 통해 유용한 대안 시스템을 발굴하거나, 발명 원리를 도출하여 유형화할 수도 있다. 발명자나 심사관이 해당 특허의 창작 또는 심사 과정에서 해당 기술 분야와 다른 이종 기술 분야의 선행 특허를 인용하는 경우가 있다. 13) 이렇게 인용된 이종 기술 분야는 유력한 대안 시스템이 될 수 있다. 경험 지식 접근법, 과학 지식 접근법, 기술 지식 접근법을 상황에 따라 적절히 활용할 수 있으나 일반적으로는 ‘경험 지식 접근법 → 과학 지식 접근법 → 기술 지식 접근법’의 순서로 실시하는 것이 효율적이다. 경험 지식 접근법과 기술 지식 접근법은 특허 전문가들에게 익숙한 방법이므로, 이하에서는 치과용 핸드피스 사례를 이용하여 과학 지식 접근법을 상세히 설명한다.

13) 참고: 제2회 특허분석방법론 경진 대회(2015. 12. 1. 특허청)를 통해 지심특허법률사무소에서 관련 방법론을 소개한 바 있음 제8장 검색식 구성 ② 161 (3) 대안 시스템 선정 경험 지식 접근법, 과학 지식 접근법, 기술 지식 접근법에 따라 발견된 기술 유형(대안 시스템) 중 아이디어 도출 가능성, 제품 적용 가능성을 중심으로 평가하여 가장 적합한 기술 유형(또는 기술 분야)을 가진 최적의 대안 시스템을 선정한다. 도출된 대안 시스템이 많은 경우에는 각 대안 시스템에 대해 아이디어 발굴 작업을 실시하는 것이 비효율적일 수 있다. 따라서 대안 시스템들 간에 아이디어 도출 가능성과 제품 적용 가능성을 재차 평가하여, 가장 가능성이 높은 최적의 대안 시스템을 선정함으로써 아이디어 발굴 작업의 효율을 높일 수 있다. 잔디 식생 벽돌 팔레트 사례의 경우 매우 저렴한 가격과 단순한 구조라는 두 가지 제한 사항을 기준으로 판단하였는데, 그 결과 ‘모세관 현상’이 최적의 대안 시스템으로 선정되었다. 대안 시스템 선정은 Pugh 매트릭스, 2x2 매트릭스 등의 정량적 평가 도구를 활용할 수 있다. 또 지식·경험·통찰과 같은 전문가의 전문성을 활용할 수 있다. Pugh 매트릭스는 다양한 후보 아이디어 가운데 우수한 아이디어를 선별하는데 사용하는 기법으로, 많은 아이디어를 신속하고 효율적으로 줄여 나갈 수 있다. 또 2×2 매트릭스는 복잡한 평가 요소들을 2개의 축으로 단순화해 평가하는 방식이다. 162 제8장 검색식 구성 ② (4) 검색식 수정 앞서 도출된 검색식에 대안 시스템을 결합하여 검색 범위가 축소되도록 검색식을 수정한다. 대안 시스템은 특허 분류 코드 또는 키워드의 형태로 검색식에 포함되며, 이를 통해 검색식의 검색 범위는 더욱 구체화된다. 제8장 검색식 구성 ② 163 치과용 핸드피스 사례

①해결 방향 또는 핵심 기능을 기재한다. <핵심 기능: 버를 고정하여 분리를 방지한다.> ②기재된 해결 방향 또는 핵심 기능을 일반화한다. <일반화: 버를 고정하여 분리를 방지한다. → 고체를 고정한다.> ③일반화된 기능을 Effect DB에 입력한다. <입력된 기능: Holds Solid> 그림 8-10 ‘Holds Solid’ 입력 화면(Production Inspiration Database) ④Effect DB 검색을 실시한다. <Production Inspiration DB 검색 결과: Taper mandrel, Ferro magnetism, Shape-Memory Effect 등 총 20가지가 검색됨> 그림 8-11 ‘Holds Solid’ 검색 결과(Production Inspiration Database) Metal Magnetic Field ring↓ Magnetised Iron Metal Rod Metal Rod ↓ ↓ Coupling Taper ↓ Taper Electric Current Mandrel Metal Mandrel (small) Cutting (big) Tool

그림 8-12 ‘Hold Solid’ 검색 결과(Oxford Effects Database) 문제 해결 가능성 및 제품 적용 가능성을 기준으로 적절한 Effect를 선택한다. 도출된 Effect들을 검토한 결과, 자성(Magnetism)을 이용하는 것이 유력한 것으로 판단되었다. <선정된 대안 시스템: 자성(Magnetism)> 앞서 설명된 치과용 핸드피스 사례의 경우 검색식 초안은 다음과 같다. <기본 검색식: 버 and 고정 and 이탈 and 방지> <확장 검색식: ((버 or 바 or 스틱 or 막대 or 핀 or 고정 버 or 고정 바 or 고정 스틱 or 고정 핀 or 록킹버 or 록킹바 or 록킹스틱 or 록킹핀 or 제8장 검색식 구성 ② 165 락킹버 or 락킹바 or 락킹스틱 or 락킹핀 or 잠금 버 or 잠금 바 or 잠금 스틱 or 잠금 핀) w/2 (고정* or 홀드 or 록* or 락* or 잠금*)) AND ((이탈 or 분리 or 록킹 해제 or 락킹 해제 or 해제 or 떨어*) w/2 (방지 or 없* or 않* or 간편* or 용이*))> <검색 건수: 1,072건(한국 특허·실용신안)> 대안 시스템으로 자성(Magnetism)이 도출되었으며, 이를 키워드로 검색식에 포함시켜 다음과 같이 수정 검색식을 작성할 수 있다. <기본 검색식: 버 and 고정 and 이탈 and 방지 and 자성> <확장 검색식: ((버 or 바 or 스틱 or 막대 or 핀 or 고정 버 or 고정 바 or 고정 스틱 or 고정 핀 or 록킹버 or 록킹바 or 록킹스틱 or 록킹핀 or 락킹버 or 락킹바 or 락킹스틱 or 락킹핀 or 잠금 버 or 잠금 바 or 잠금 스틱 or 잠금 핀) w/2 (고정* or 홀드 or 록* or 락* or 잠금*)) AND ((이탈 or 분리 or 록킹 해제 or 락킹 해제 or 해제 or 떨어*) w/2 (방지 or 없* or 않* or 간편* or 용이*)) AND (자석* | 자성* | 자기력* | 자력* | 마그넷* | 마그네* | 전자석* | 전자기*)> <검색 건수: 46건(한국 특허·실용신안)> 위 수정 검색식으로 검색된 건수는 46건이다. 이는 검색식 초안에 의해 검색된 1,072건 대비 약 4%에 해당한다. 166 제8장 검색식 구성 ② 확공 비트 사례 확공 비트 사례의 경우 해결 방향이 ‘회전체의 충격을 감소하는 방법’이었으며, 이에 기초한 검색식 초안은 다음과 같다. <기본 검색식: 회전체 and 충격 and 감소> <확장 검색식: AB=((충격 or 마찰 or 마모 or 손상 or 파괴 or 파손 or

휨) w/4(감소 or 감쇄 or 줄이* or 줄여* or 방지 or 없* or 일소 or 교체 or 감당*)) and ((회전* or 슬라이*)) or ((reliev* or decreas* or prevent or cushion or soften or alleviat*) n/3 (shock or impact or abras* or wear or damag* or destroy or breakage or loss or destruct* or demolition or bend*)) and ((rotat* or rotor or rotar* or revol* or circulat* or slid*))> <검색 건수: 84,941건 (한국, 미국, 일본, 유럽, PCT)> 기술 지식 접근법을 통해 ‘평삭/스크레이핑, 청소/오염 방지/브러시’ 기술이 대안 시스템으로 선정되었다. 이렇게 선정된 대안 시스템을 이용하여 검색 범위를 좁히면, ‘평삭/스크레이핑, 청소/오염 방지/ 브러시’ 기술 분야에 있어 ‘회전체의 충격을 감소하는 방법’이 수정 검색식이 된다. 이는 IPC에 기반을 둔 다단 추출법을 통해 기술 지식 접근법이 실시되었다. 따라서 본 대안 시스템은 특허 분류 코드인 IPC를 이용하는 것이 편리하다. <기본 검색식: 회전체 and 충격 and 감소 and IPC 제한(A46*, B08B*, B23D*)> <확장 검색식: AB=((충격 or 마찰 or 마모 or 손상 or 파괴 or 파손 or

아이디어 선정 방법은 ‘대안 시스템 선정’ 도구들과 동일한데, 다만 평가의 지표 설정에서만 차이가 있다. 아이디어 선정의 평가 지표는 크게 1) 기술 관점, 2) 시장 관점, 3) 특허 관점으로 나뉜다. 기술 관점은 아이디어를 제품 및 기술의 가치(Value = 기능성/ 비용), 제조 용이성(조립성·가공성 등), 원가 등 기술 능력 관점에서 평가하는 항목이다. 시장 관점은 아이디어를 시장 규모, 경쟁자 진입 장벽 등 상품성 관점에서 평가하는 항목이다. 특허 관점은 아이디어를 특허 등록 가능성, 권리 안정성, 권리 행사 가능성 등 지식 재산 관점에서 평가하는 항목이다. 그림 9-3 KR0373495Y1, 상품 도난 방지 장치 상품 도난 방지 장치(Electronic Article Surveillance) 대표도면 출원인 김영남 경기도 안양시 동안구 비산동 ****번지 그린빌주인공아파트 ***동 ****호, 대한민국 [출원인대표명] 김영남 현재소유자 (주)알에프아이디이일 발명자 김영남 경기도 안양시 동안구 비산동 ****번지 그린빌주인공아파트 ***동 ****호, 대한민국

과제의 성격에 따라 기술, 시장, 특허 관점의 평가 지표를 적절히 구성하여 아이디어를 평가한다. 기술, 시장, 특허 관점에 대한 평가 항목은 과제의 특성에 따라 다를 수 있다. 보다 객관적인 평가를 위해서는 퓨(Pugh) 매트릭스, 5점 척도에 의한 평점법, 2×2 매트릭스 등을 활용하는 것이 좋다. 이러한 도구들을 통해 합리성을 높이는 것은 물론 해당 분야 전문가들의 의견도 최대한 반영하도록 한다. <그림 9-4>는 Pugh 매트릭스를 이용하여 아이디어를 평가하는 예이다. 이 표를 보면 N번째의 아이디어가 가장 우수한 것으로 나타났음에도 이 아이디어는 기술 부문 가치 항목은 낮게 평가 되었다. 반면 총점이 가장 낮은 1번의 아이디어는 기술 부문 가치 항목 평가에서는 N번째 아이디어보다 좋은 것으로 나타났다. 보통은 이 평가 결과에 따라 N번을 택하는 경우가 많다. 하지만 이 그림 9-4 아이디어 선정 도구(Pugh 매트릭스) 기존 案 IDEA #1 IDEA #2 IDEA #3 - IDEA #N 평가 항목 IDEA 설명 IDEA 설명 IDEA 설명 IDEA 설명 IDEA 설명 IDEA 설명 가치 + - S - (=성능/비용) 기술

Total - 3 2 1 1 178 제9장 문제 해결 평가 결과만으로 N번을 선택하기 이전에, 1번 아이디어의 장점을 N번째 아이디어의 단점을 보완하는 방편으로 활용할 수 있는지 찾아야 한다. 트리즈(TRIZ, 창의적 문제 해결 이론)에서는 이러한 문제 해결 방법을 ‘특성 전이(Feature Transfer)’라 하여 Pugh와 비슷한 개념으로 활용하고 있다. 특성 전이에 대한 구체적인 설명은 아이디어 적용 파트에서 후술하기로 한다. Pugh 매트릭스 외에도 아이디어를 평가하는 도구로는 <그림 9-5>에 나타나 있는 5점 척도법도 있다. 이는 평가 항목별로 5점 척도화하여 최고점(5점), 최저점(1점)을 배점함으로써 평가하는 방법을 말한다. 이 밖에 복잡한 평가 요소들을 2개의 축으로 단순화해 평가하는 2×2 매트릭스를 활용하는 방법도 있다.

아이디어를 선정하는 도구가 무엇이든지 간에 가장 중요한 것은 가장 적절한 평가 지표를 선정하는 일이다. 앞서 몇 가지 평가 지표를 제9장 문제 해결 179 제시하기는 하였으나 모든 기술 과제에 있어 동일한 평가 항목이 사용될 수는 없다. 평가 항목을 구체적으로 나누면 나눌수록 각각의 기술 과제마다 고유한 평가 항목이 달라지기 때문이다. 예컨대 어떤 과제에서는 중요한 평가 지표가 다른 과제에서는 전혀 고려 대상이 되지 않을 수도 있다. 문제 해결 원리가 도출되었으나 구체적인 구현 방안이 마련되지 않은 경우에는 구체화 OPIS를 진행한다. 문제 분석 및 원인 분석 과정에서 문제 해결 방향뿐 아니라, 문제 해결 원리까지 바로 도출되는 경우가 있다. 즉, 아이디어가 특허 검색을 통하지 않고 경험 지식에 의해 도출되는 경우가 그렇다. 그러나 이 경우에도 아이디어가 바로 구체화되고 해당 제품에 직접 적용될 수 있지 않다면, 그 해결 원리를 구현한 유사 특허를 조사·분석하여 구조나 구성 요소를 구체화할 필요가 있다. 이를 구체화 OPIS(Open Patent Intelligence Search, 이종 분야 특허 검색)라 한다. 구체화 OPIS는 다음의 프로세스에 따라 진행한다. ① 도출된 아이디어의 해결 원리를 분석한다. ② 해결 원리를 검색식으로 변환한다. ③ 특허 DB 등을 검색하여 해결 원리를 구현하는 구체적인 해결 방안을 조사한다. ④ 조사된 해결 방안을 분석하여 해결 원리를 구현하는 데 필요한 구조나 구성 요소를 도출한다.

⑤ 도출된 구체적인 구조나 구성 요소를 해당 제품·공정에 적용하여 구체화시킨다. 180 제9장 문제 해결 아이디어 적용 선정된 최종 아이디어를 제품에 적용하여 구체화한다. 이 과정에서는 제품에서 나타날 수 있는 적용상의 문제(적용 문제)를 해결하는 것이 관건이 된다. 다른 기술 분야 또는 다른 제품에 적용된 아이디어를 차용하여 해당 제품에 적용하는 과정에서는 예상하지 못한 또 다른 문제들이 발생할 가능성이 높은데, 이를 ‘적용 문제’라 한다. 적용 문제가 발생할 경우에는 그 유형과 수준에 따라 어떻게 실제 제품이나 공정에 적용해 나갈 수 있을지 그 방향을 정해야 한다. 그림 9-6 아이디어 적용 전개도 최종 선정 IDEA IDEA 적용 방안 활용 도구 IDEA 2 Direction 1 1 IDEA 3 최적 설계 및 단순 적용 설계 방법론(기업 R&D 영역) · 제품 적용 · · 검색된 특허 IDEA가 문제 상 황에 정확히 매칭되는 경우 IDEA N 1 Direction 아이디어 취약점 Pugh m atrix 검토 2 분석 개선 적용 2 아이디어 보완 및 발명 원리/이종 특허 검색 검색된 특허 IDEA가 문제에 개선안 도출 (OPIS) 적용 가능하나 일부 수정· 개선이 필요한 경우 1 모순 분석 Direction 이종 특허 검색 3 2 모순 극복 적용 모순 해결 (OPIS) 검색된 특허 IDEA가 문제에 반복 적용 적용 가능하나 심각한 2차 3 문제를 해결해야 하는 경우 아이디어 구체화 최종 선정된 아이디어를 구체화하여 적용하는 과정은 단순 적용, 개선 적용, 모순 극복 적용 등 3가지 유형으로 분류된다. 제9장 문제 해결 181 유형 ❶ – 단순 적용 아이디어의 수준이 매우 높거나 구체적이어서 해당 제품에 바로 적용이 가능한 경우이다. 이는 혁신 전문가 입장에서는 매우 바람직한 경우이긴 하지만 흔한 사례는 아니다. 단순 적용의 경우에는 R&D 전문가가 설계 최적화를 거쳐 즉시 적용하면 된다. 유형 ❷ – 개선 적용 전체적인 평가 점수로는 최종 아이디어로 선정되었음에도, 평가 항목 중 상대적으로 취약한 부분이 문제가 되는 경우이다. 이런 경우에는 앞서 설명한 방법인 Pugh 매트릭스를 검토하여 선정된 아이디어의 취약점이 무엇인지 확인한 뒤, 선정된 아이디어의 취약점을 보완한 다른 아이디어를 검토한다. 그리고 가능하다면 다른 아이디어에 제시된 방식이 선정된 아이디어에 적용이 가능한지를 검 토한다. 필 요한 경 우 발명 원 리 등을 활용하여 아이 디 어 를 보완하거나 이종 특허 검색을 활용할 수도 있다. 장단점을 반대로 갖고 있는 경우가 많은 경쟁 아이디어들의 경우 그 장점을 흡수하기 위해서는 특성 전이를 활용할 수 있다. <그림 9-7>에서 설명하고 있는 트리즈의 특성 전이(Feature Transfer)는 이러한 목적으로 개발된 도구이다. 182 제9장 문제 해결 그림 9-7 특성 전이 예 기능·특성 평가표

특성 전이는 새로운 시스템(신제품)을 개발하기 위하여 기능이 같거나 유사한 경쟁 시스템을 여러 특성 관점에서 평가하고, 최고 총점을 갖는 시스템을 기본 시스템으로 삼는 것이다. 다만 이 기본 시스템은 모든 항목에서 최고 점수를 받을 수도 있으나 일부 특성 항목은 오히려 다른 시스템보다 낮은 점수를 받을 수도 있다. 이때 기본 시스템의 단점을 장점으로 갖는 시스템을 대안 시스템이라고 한다. 따라서 기본 시스템이 갖고 있는 단점을 대안 시스템의 장점과 결합시켜 결과적으로 이상적인 시스템 컨셉을 도출하게 된다. 제9장 문제 해결 183 유형 ❸ – 모순 극복 적용 만일 유형 2인 개선 적용이 쉽지 않다면 그 아이디어는 해결하기 쉽지 않은 모순을 지니고 있는 경우가 많다. 즉 아이디어를 적용했을 때 평가 항목의 다른 특성(또는 평가 항목에는 없지만 매우 중요한 기술 특성)이 심하게 손상되는 경우일 것이다. 이런 경우에는 이 상황을 하나의 모순 문제로 정의하고 풀어야 한다. 즉 모순 분석에서부터 아이디어 구체화에 이르는 과정을 지금까지 설명한 이종 특허 검색 방법론을 다시 한 번 적용해 나가면 된다. 184 제9장 문제 해결 치과용 핸드피스 사례 치과용 핸드피스 사례에서는 앞서 도출된 특허 발명 아이디어의 해결 원리를 토대로 하여 테이퍼진 통로(Wedge 원리), 스프링을 이용한 압착(Elastic Recovery 원리), 볼 베어링 및 자석을 이용한 해제 구조를 각각 구체화하였다. 그림 9-8 치과용 핸드피스에 관한 아이디어 개념도 Plate(n o m ove) bur 스프링 bearing Plate(m ove) <그림 9-8>과 같이 구체화된 아이디어에 따르면 버를 삽입할 경우 버를 미는 힘에 의해 스프링이 수축되면서 쉽게 삽입이 되고, 버의 삽입을 완료하면 버를 더 이상 미는 힘이 없기 때문에 스프링은 원래의 형태로 돌아가려고 하는 힘에 의해 Plate(move)를 밀게 된다. 이로 인해 베어링이 밀리면서 버를 고정하게 된다. 이 상태에서 버를 추출하기 위해서는 스프링을 수축시켜야 하는데, 이때는 자석을 이용한다. 즉, 자석으로 Plate(Move)를 끌어당기면 자력에 의해 스프링이 수축돼 버를 추출할 수 있게 된다. 이러한 아이디어를 구체화하고 적용하는 데 있어 별다른 적용 문제가 발생하지 않았다. 이에 최적화 설계를 진행해 최종 제품 설계를 완료하였다. 제9장 문제 해결 185 아이디어 확장 선정돼 구체화된 아이디어의 해결 원리를 재정립한다. 아이디어의 해결 원리에 기초하여 다양한 구현 방안을 추가하고, 새로운 아이디어를 결합한다. 또한 특허 설계의 관점에서 회피 발명, 개량 발명, 용도 발명을 확장한다. 40가지 발명 원리를 이용한 아이디어 확장 다양한 구현 방안을 추가하기 위해 특허 검색, 논문 검색, 인터넷 검색 등이 활용될 수 있고, 여기에 새로운 아이디어를 결합시키기 위해 고전 트리즈(Classical TRIZ)의 40가지 발명 원리가 활용될 수 있다.

다만 아이디어 확장에 있어서는 어느 하나의 방법만이 아니라 동시 다발적으로 다양한 방식을 진행하는 것이 바람직하다. 즉, 머릿속에 떠오르는 직관과 생각의 흐름을 굳이 거부하는 것은 현명하지 않다는 것이다. 각종 인터넷 검색을 통해 아이디어를 검색하고, 40 발명 원리도 적용하다 보면 많은 아이디어가 도출될 것이다. 또 여기에 분리의 원리, 트리즈의 기술 진화 법칙, 76 표준 해도 등 다양한 방식을 수행하면서 특허 정보 DB 검색도 병행한다면 최선의 성과를 낼 수 있을 것이다. 상위 시스템 분석을 이용한 아이디어 확장 아이디어 확장을 위한 다양한 방법 중에서 효과가 좋은 것으로는 상위 시스템 분석(Super Effect Analysis) 기법을 꼽을 수 있다. 이는 어떤 아이디어가 제안된 이후 이 아이디어에서 예상 외로 얻을 수 있는 좋은 효과를 집중적으로 분석해 보는 것이다. 특히 주위의 자원을 분석하고 그 자원의 미래까지 분석하는 것이 도움이 된다. 제9장 문제 해결 187 콩나물 재배수 사례 다음에서는 콩나물 재배의 물 부족 문제를 예로 들어 40가지 발명 원리에 의한 아이디어 확장을 설명한다. 문제 흐름 분석을 통해서 다양한 해결책 방향을 제시하였고, 이후 ‘물을 적게 사용하면서 콩을 냉각하는 방법’이 해결책 방향으로 선정되었다. 이 말은 물 대신 다른 것을 사용하여 콩을 냉각하라는 것인데 예컨대 공기를 사용한다고 하자. 이렇게 되면 <그림 9-10>과 같이 수랭식 대신에 공랭식(냉각 매체로서 공기를 사용하는 방식)을 적용하게 된다. 이 방법은 40가지 발명 원리에서 #29 ‘공기와 물을 사용하기’에 해당한다고 할 수 있다. 그림 9-10 수랭식에서 공랭식으로 전환 모터와 핀은 벨트로 연결하여 물이 떨어지는 곳을 피해 모터를 설치 이처럼 기본 아이디어가 나온 이후에 추가적으로 40가지 발명 원리를 적극적으로 활용한다면, 다음과 같이 더욱 풍부해진 아이디어를 전개하고 확장할 수 있다. 그림 9-11 40가지 발명 원리를 적용한 아이디어 확장의 예 1 #29 Pneumatic. #2 Extraction - 재배통 밑에 공냉식 프로펠러 설치 - 미생물 제거는 1일에 1번씩, 물을 사용 - 온도 제어는 물이 아닌, 전기와 공기를 활용하여 조절 188 제9장 문제 해결 그림 9-12 40가지 발명 원리를 적용한 아이디어 확장의 예 2 개폐식 덮개 설치. 상부에도 팬을 설치 #22 Continuity of useful action 그림 9-13 40가지 발명 원리를 적용한 아이디어 확장의 예 3 팬의 날개에서 물을 뿌리게 한다. #6 Multifunction 그림 9-14 40가지 발명 원리를 적용한 아이디어 확장의 예 4 진동이 저절로 생긴다. #4 Asymmetry 제9장 문제 해결 189 그림 9-15 40가지 발명 원리를 적용한 아이디어 확장의 예 5 무게 중심의 위치에 봉을 설치 #12 Equipotentiality 그림 9-16 40가지 발명 원리를 적용한 아이디어 확장의 예 6

세탁기의 물은 충분히 활용해서 배출한다. #4 Asymmetry 위와 같이 콩나물 재배 공정의 물 부족 문제에서 공랭식을 제안 하였다. 이 공랭식은 물을 가끔 뿌리고 바람을 이용하자는 것이다. 즉, 콩나물에 물을 뿌리면 물방울들이 콩나물에 남아 있을 것이다. 이때 바람이 불게 되면 물방울이 마르면서 상당한 기화열(액체가 기체가 될 때 외부에서 흡수하는 열)을 뺏어가게 된다. 이는 콩을 냉각하는 데 있어 바람이 부는 것 이상의 큰 냉각 효과라 할 수 있다. 이는 40가지 발명 원리의 #36 ‘상변화 원리의 적용’으로 설명할 수도 있지만 상위 시스템 분석 기법의 적용이라고도 볼 수 있다. 190 제9장 문제 해결 특허 전략 수립 문제 해결 아이디어가 적용·구체화되고, 전개·확장까지 완료된 다음에는 도출된 아이디어들 간의 우선순위를 평가한다. 그리고 연구 개발 및 지식 재산권 확보를 위한 단계적인 전략 및 추진 로드맵을 수립한다. 기업의 물적·인적 자원, 경영 전략, R&D 전략, IP 전략, 시장 동향과 경쟁자 현황을 함께 검토하여 도출된 아이디어들의 추진 우선순위를 결정하고, 아이디어별로 구체적인 추진 전략을 수립한다. 후순위 아이디어의 경우에도 가능한 범위 내에서 지식 재산은 우선적으로 확보하도록 한다. 다만 기술 정보 유출 우려가 있거나, 후속 출원에 장애가 될 가능성이 있는 경우에는 노하우로 관리하는 것도 고려해야 한다. 그림 9-17 윙비트와 하우징비트의 단계적 추진 로드맵 예시 측면 확대 구조 라운딩 처리 경사형 가이드 윙비트 경사 슬라이드 비트 어셈블리 결합 구조 하우징 비트 결합핀 확대 나사 결합 구조 다각형 돌기 구조 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 제9장 문제 해결 191 - 보유 특허 분석 정보 조사 특허 현황 분석 - 특허 트렌드 분석 수행 기관 특허 분석 - 특허 리스크 진단 문제 현상 분석 기업의 진술을 중심으로 문제(해결 과제)를 이해하고, 그 배경을 진단한다. 기술 시스템, 문제 현상, 기존 해결책 등을 중심으로 수혜 기업의 니즈(Needs)를 파악한다. 또한 제품 사용 현장을 방문하여 제품의 문제 현상을 관찰하고, 담당자 인터뷰 등을 진행하여 수혜 기업의 디즈(Deeds)가 무엇인지 파악한다. 이와 함께 기업의 보유 자원을 파악하고 필요한 전략과 연구 개발(R&D), 경영 및 시장 현황을 파악한다. 15) 본 사례 는 치과에서 사용되는 핸드피스의 분리·결합 구조를 작고 편리하게 만들기 위한 목적으로 수행된 사례이다. 그림 10-1 치과용 핸드피스

15) 2013년 지식재산활용전략 지원 사업을 통해 지심특허법률사무소에서 수행한 과제를 재구성한 사례임 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 197 그림 10-6 치과용 핸드피스의 구조 ❾ ❽ ❿ 버홀더 ❼

스프링 ❸ ❹  버 202 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 특허 현황 분석 보유 특허 분석 해결 과제와 관련하여 수혜 기업이 보유한 특허 및 기술을 분석한다. 이를 통해 해결 과제가 고질적인 문제가 된 원인을 진단하고, 과제 해결을 위한 보유 자원을 파악한다. 특허 트렌드 분석 이어서 해결 과제와 관련한 동종 업계의 특허 및 기술을 분석한다. 이를 통해 동종 기술 분야에서 해결 방안을 발굴하거나, 해당 과제가 해결되지 못하는 원인을 진단하고, 과제 해결에 활용 가능한 자원을 파악한다. 특허 리스크 진단 최종적으로 해결 방안이 적용될 제품에 관한 특허 리스크를 진단한다. 이 를 통 해 현 존 하는 특 허 리 스 크 에 대 한 대 응 전 략 을 수 립 하고 , 프로세스 진행 과정에서 문제가 될 수 있는 특허 리스크를 사전에 차단한다. 본 사례에서는 특허 현황 분석 결과가 문제의 해결에 직접적으로 활용되지 않았다. 따라서 해당 부분은 설명을 생략한다. 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 203 - 기능 분석 정보 조사 기능 분석 - 공정 분석 수행 기관 트리즈 - 트리밍 - 문제 원인 분석 근본 원인 분석(예시도) 수행 기관 근본 원인 분석 - 인관 관계 전개 분석 회의 수혜 기업 - 근본 원인 도출 정보 조사 - 문제 흐름 분석 문제 흐름 분석 문제 흐름 분석(예시도) 수행 기관 - 해결 방향 도출 시스템 도식화 기술 시스템의 문제가 발생하는 시간과 공간을 정의한다. 치과용 핸드피스의 버 교체 시 삽입이 불편한 문제, 버 작동 시 이탈 우려가 있는 문제 등의 발생 시간과 공간을 정의한다. 문제가 발생하는 영역은 버를 삽입·제거하는 부분으로 특정된다. 문제가 발생하는 시간은 버를 삽입하는 시점, 버가 작동(회전)하는 시점, 버를 제거하는 시점 등으로 나누어 정의한다. 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 205 그림 10-7 치과용 핸드피스의 구조 ❾ ❽ ❿ 버홀더 ❼

스프링 ❸ ❹  버 정의된 시공간에 대하여 작동 원리와 문제 상황을 도식화한다. 버를 강하게 고정하면서도 쉽게 교환할 수 있는 개선 방안을 찾는 것이 문제의 핵심이다. 따라서 이와 관련된 부분에 집중하여 시스템을 단순하면서 시각적으로 표현한다. 버, 버핀, 샤프트, 스프링을 작동 원리에 맞게 그림으로 표현하면 <그림 10-8>과 같다. <그림 10-8>은 손가락의 누르는 힘에 의해 버핀이 아래로 이동하면서 좌우 간격이 벌어지고 버를 삽입할 준비가 완료되는 원리를 보여 주고 있다. 206 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 그림 10-8 치과용 핸드피스 사례의 시스템 도식화(버 삽입 전) 손가락으로 누르는 힘 F 6mm 샤프트 8mm 버핀 원래 크기로 늘어난 텅스턴 링 스프링 버 <그림 10-9>는 버핀에 버가 장착된 후 손가락으로 누르던 힘이 제거되면 아래 부분의 스프링에 의해서 버핀이 경사진 샤프트 내부를 따라 위로 이동하게 되어 샤프트 사이에 꽉 끼게 되고, 꽉 끼어 짜부라진 버핀이 결과적으로 버를 강하게 고정하는 원리를 설명하고 있다. 문제는 사용상의 안전과 정확성을 위해서 스프링의 힘이 커야 하는데 이로 인해 많이 짜부라진 버핀이 버를 너무 세게 고정하여 버를 제거할 때 큰 힘이 필요하게 된다는 것이다. 즉 버를 꽉 잡기 위해서는 스프링의 탄성이 커야 하고 교체를 쉽게 하기 위해서는 스프링의 탄성이 작아야 하는 모순이 발생한다. 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 207 그림 10-9 치과용 핸드피스 사례의 시스템 도식화 (버 삽입 후) 샤프트 6mm 짜부러지는 텅스턴 링 버핀 스프링 스프링이 미는 힘 F 버 분명히 모순이 도출된 듯 보이지만, 이러한 모순은 문제 해결에 전혀 도움이 되지 않을 가능성이 크다. 따라서 문제 해결에 도움이 되는 모순을 찾아내야 한다. 모순은 문제 내부 깊숙이 숨겨져 있는 경우가 많기 때문에 이를 찾아내는 능력이 필요하다. 문제 상황에 대한 도식화를 진행하는 과정에 있어서 문제를 해결하기 위하여 향후 이종 분야에서 어떠한 기술 정보를 검색해야 할지 방향을 설정할 수 있다. 208 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 시스템 도식화 과정에서 가능한 해결 방향을 도출한다. 시스템을 쉽고 단순하게 도식화하는 과정에서 몇 가지 명확한 문제 해결 방향을 설정할 수 있다. 즉 사용의 편의성 관점에서 기본적으로 ‘버의 삽입·제거가 편리’해야 하고, 사용 안전성 관점에서 ‘버의 이탈(분리)을 방지’해야 한다. 버를 쉽게 삽입하고 제거하기 위해서는 고정력이 약해야 하지만 버의 이탈을 막기 위해서는 고정력이 강해야 한다는 모순이 발생하는 것 같다. 그러나 시스템 도식화 과정에서 정의한 문제 발생 시간을 고려해 보면 강한 고정력은 사용 중에만 필요한 요구 사항이다. 종합해 보면 이 문제를 해결하기 위해 향후 기술 정보를 검색해야 할 방향은 ‘버를 쉽게 삽입·고정·분리’하면서도 작동 중에는 ‘버의 분리나 이탈을 막는 방법’ 정도로 정의할 수 있다.

제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 209 기능 분석 기술 시스템 구성 요소를 정의한다. 시스템 도식화에 표현된 버, 버핀, 샤프트, 스프링을 기본 구성 요소로 정의한다. 구성 요소 정의는 문제를 해결하는 과정에서 초기에 정의된 구성 요소들과 중요한 상호 작용을 하는 요소들로 확장될 수 있다. 구성 요소 간 직접적으로 주고받는 기능을 표현한다(기능 모델링). 시스템 도식화에서 버핀의 기능은 ‘버를 꽉 잡는 것(고정)’이라고 이해할 수 있다. 이런 방식으로 스프링과 버핀의 기능을 정의하여 모델링하면 아래와 같은 기능 모델을 구성할 수 있다. 그림 10-10 치과용 핸드피스 사례의 기능 분석 샤프트 (경사 구조) 쪼그라들게 꽉 잡다 버핀 스프링 버 (감싸는 링) 기능을 표현하는 방법에 있어서 화살표는 기능을 수행하는 주체와 대상을 구분하는 기준이 되며, 화살표 위의 행위 동사는 기능의 주체(Tool)가 대상(Object)에 수행하는 작용(Action)을 의미한다. 위 기능 모델에서 버핀은 ‘감싸는 링’으로 표시하였다. 전문적인 210 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 용어보다는 형상을 암시하는 ‘링, 실린더’라는 표현도 적절할 것으로 판단된 다. 같은 방식 으로 스 프 링 은 링 을 ‘ 쪼 그 라들게 ’ 한다고 표현하였다. 좀 더 엄격히 나타낸다면, 스프링은 링을 밀어 올리고, 올라간 링(버핀)이 샤프트 내부의 경사진 부분과 맞물려 조여지게 되는 것이다. 즉 샤프트 내부의 경사진 부분이 링을 조여지게 한다. 하지만 위의 기능 분석과 같이 샤프트 내부와 감싸는 링을 연결시켜 놓고, 스프링이 링을 조여지게 했다고 해도 적절하다고 판단된다. 기능 분석은 시스템이 어떻게 동작하는지 좀 더 명확하게 인식하고, 새로운 관점으로 이해할 수 있게 한다. 또한 기능적으로 사고해 보면 어떤 새로운 구조가 되었든 버를 꽉 잡기만 하면 된다는 것을 명확히 이해할 수 있다. 특허 청구항을 기반으로 기능 분석을 수행할 수도 있다. 구성 요소를 파악하고 그 기능을 분석하는 것은 발명에 대한 명세서와 특허 청구 범위를 작성하고 분석하는 일을 업으로 수행하는 특허 전문가에게 매우 익숙한 작업이다. 이하에서는 특허 청구 범위를 토대로 OPIS 방법론의 기능 분석을 수행하는 방법을 설명한다. 치과용 핸드피스 발명의 특허 청구 범위는 다음 표와 같다. 특허 청구 범위에서는 임펠러, 샤프트, 베어링, 버홀더, 버핀, 스톱퍼 및 탄성 부재를 포함하는 치과용 핸드피스를 정의하고 있다. 이는 기능 분석을 위한 기본 구성 요소가 된다. 다만, 특허 청구 범위에서는 권리 범위 확장을 위해 일부 구성 요소가 누락될 수 있고, 구성 요소를 분해 또는 통합하는 경우가 많다. 그러므로 해결 과제 분석에 적합한 구성 요소를 정의하기 위해서는 특허 청구 범위에 비해 구성 요소의 추가, 제거, 분해 및 통합이 이루어질 수 있다. 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 211 본 사례에서는 특허 청구 범위에는 누락되어 있으나 기능 구현의

목표가 되는 ‘버’를 핵심 구성 요소로 추가하고, 버와의 관계에서 문제가 발생하는 부분인 ‘샤프트, 버핀, 탄성 부재’를 핵심 구성 요소로 설정하였다. 청구항 구성 구성 요소 기능 버 하우징 내측에 회전 가능하도록 설치되는 임펠러 하우징 내측에서 회전 임펠러와; 상기 임펠러 회전 시 함께 회전하도록 임펠러의 중앙부에 설치하되, 상단부에 테이퍼진 구조 스프링캡이 설치되고, 버핀이 위치하는 샤프트 부분은 상부 측이 하부 측에 비해 더 큰 직경을 갖도록 테이퍼져 상광하협형의 임펠러 회전 시 함께 회전 구조를 이루는 샤프트와; 상기 샤프트 상하부에 상기 샤프트를 지지 베어링 샤프트를 지지 하도록 설치되는 베어링과; 상기 샤프트의 내측의 스프링 하부 측에 버홀더 설치되는 버홀더와; 상 기 버 홀 더 의 상 단 부 에 결 합 되 어 샤프트의 테이퍼진 면에 위치하게 되며 버핀 버에 대해 쐐기 작용 수행 상기 버에 대해 쐐기 작용을 수행하게 되는 버핀과; 상기 샤프트의 하강 시 함께 하강하는 버 샤프트의 하강 시 함께 하강 홀더의 이동을 제한하도록 구비되는 스톱 스톱퍼 하는 버홀더의 이동을 제한 퍼와; 상 기 샤 프 트 및 이 에 연 동 하 는 하 강 샤프트 및 이에 연동하는 요소에 대해 상승력을 제공하는 탄성 탄성 부재 하강 요소에 대해 상승력을 부재를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 제공 치과용 핸드피스 212 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 버핀의 기능은 ‘버에 대해 쐐기 작용을 수행하는 것’, 즉 버를 ‘꽉 잡는 것’이다. 쐐기 작용은 샤프트의 경사 구조와 함께 버핀이 버를 꽉 잡는 메커니즘을 표현한 것으로 이해하여야 한다. 또한 스프링의 기능은 ‘샤프트(정확하게는 버핀)에 대해 상승력을 제공하는 것’이고, 이는 결과적으로 샤프트의 경사 구조에 의해 ‘버핀을 쪼그라들게 하는 것’이다. 이를 통해 스프링과 버핀의 기능을 정의하여 모델링하면 <그림 10-11>과 같은 기능 모델을 구성할 수 있다. 그림 10-11 치과용 핸드피스 사례의 기능 분석 샤프트 (경사 구조)

근본 원인 분석 해결하고자 하는 문제 현상을 정확히 기술한다. 해결해야 할 구체적인 문제 현상은 ‘푸시 버튼을 누르기 어려운 점’과 큰 헤드로 인해 ‘구강 내 삽입이 어려운 점’이다. 이 두 가지 문제점은 공통적으로 ‘핸드피스의 사용이 불편’하다는 문제로 귀결된다. 따라서 ‘핸드피스의 사용이 불편’하다는 점을 해결해야 할 문제로 정의할 수 있다. 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 213 문제 현상 기술은 근본 원인 분석의 출발점이기 때문에 무엇으로 정하느냐에 따라 인과 관계 분석의 양상이 크게 바뀔 수 있을 만큼 이후 문제 해결 과정의 전반을 지배하는 매우 중요한 단계이다. 따라서 시스템 도식화, 기능 분석 과정을 통하여 문제를 충분히 고민하고 정확하게 정의해야 할 필요성이 있다. 문제 현상을 일으키는 하위 원인을 단계적으로 분석하여 근본 원인을 도출한다. 핸드피스의 사용이 불편한 첫 번째 원인은 ‘푸시 버튼을 누르기 어려운 점’이다. 푸시 버튼을 누르기 어려운 이유는 ‘스프링이 강하기 때문’이며, 스프링이 강한 것은 ‘링 압축에 필요한 힘이 세기 때문’이다. 강한 힘으로 링을 압축해야 하는 이유는 ‘버를 단단히 고정해야 하기 때문’이며, 버를 단단히 고정하는 것은 ‘버가 아래로 이탈하지 않아야 하기 때문’이다. 버가 이탈하지 않아야 하는 이유는 ‘버로 치아를 연마해야 하기 때문’이다. 따라서 푸시 버튼을 누르기 어려워 핸드피스의 사용이 불편했던 문제의 근본적인 원인은 버로 치아를 연마하기 때문이다. 버로 치아를 연마하기 위해서는 버가 아래로 이탈하지 않아야 하므로 버를 단단히 고정해야 한다. 이를 위해 센 힘이 작용해 링이 압축될 수 있도록 했고, 이 때문에 스프링이 강하며, 이로 인해 푸시 버튼을 누르기 어려웠던 것이다. 214 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 그림 10-12 치과용 핸드피스 사례의 근본 원인 분석 핸드피스 사용이 불편하다

버로 치아를 연마해야 하기 때문 핸드피스의 사용이 불편한 두 번째 원인은 ‘구강 내 삽입이 어려운 점’이다. 이는 ‘헤드가 크기 때문’이고, 헤드가 큰 것은 ‘스프링이 필요하기 때문’이다. 스프링은 ‘링을 압축해야 하기 때문’에 존재하며, 링을 압축하는 것은 ‘버를 고정해야 하기 때문’이다. 버를 고정하는 것은 ‘버가 아래로 이탈하지 않아야 하기 때문’이다. 이는 결국 ‘버로 치아를 연마해야 하기 때문’에 나타난 문제이다. 따라서 구강 내 삽입이 어려워 핸드피스의 사용이 불편했던 문제의 근본적인 원인은 버로 치아를 연마해야 하기 때문이다. 버로 치아를 연마하기 위해서는 버가 아래로 이탈하지 않아야 하고, 이로 인해 버를 고정해야 하는 문제가 발생하였다. 버를 고정하기 위해 링을 압축해야 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 215 하고, 링 압축을 위해 스프링이 필요했으며, 스프링이 차지하는 공간 때문에 헤드의 크기가 커져서 핸드피스를 구강 내에 삽입하기 어려웠던 것이다. 문제 해결 방향을 도출한다. 근본 원인을 제거하는 방법을 고민하는 과정에서 문제 해결 방향과 유용한 예비 검색식을 도출할 수 있다. 그러나 반드시 문제 흐름 분석 단계까지 전개하는 것이 바람직하다. 근본 원인 분석은 근본 원인에만 집중할 뿐 인과 관계 전반에 대한 문제 해결 방향을 논하기에는 한계가 있기 때문이다. 어떤 것을 놓치지 않고 체계적으로 검토하는 데에는 프로세스가 의미 있게 작용한다. 본 사례의 경우 버로 치아를 연마하는 것이 근본 원인이며, 따라서 버를 사용하지 않고도 치아를 연마하는 방법, 즉 치아 연마가 가능한 버의 대체재를 찾음으로써 핸드피스 사용의 불편을 근본적으로 해소할 수 있다. 그러나 본 문제를 의뢰한 기업은 전혀 새로운 장치를 개발하고자 하는 것이 아니라, 핸드피스의 성능을 높이는 것이 목적이기 때문에 근본 원인은 기업에서 원하는 해결책이 아닐 수 있다. 따라서 문제 흐름 분석을 통해 또 다른 해결책을 찾아보기로 한다. 문제 흐름 분석 각 인과 관계의 고리를 차단함으로써 도출 가능한 모든 해결 방향을 탐색한다. 216 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 전술한 바와 같이, 이 문제의 근본 원인은 ‘버로 치아를 연마하는 것’이다. 따라서 치아 연마에 사용되는 버의 대체재를 발굴함으로써 이 문제를 근본적으로 해결할 수 있다. 그러나 이것은 전혀 새로운 치아 연마 방법의 탐구이기 때문에 기업의 현실과 맞지 않을 수 있다. 그렇다면 근본 원인에 집착하지 말고 윗단계에서 인과 관계의 고리를 차단하는 방향을 찾을 수 있다. 그림 10-13 치과용 핸드피스 사례의 문제 흐름 분석 핸드피스 사용이 불편하다 푸시버튼을 누르기 어렵더라도 구강 내 삽입이 어렵더라도 핸드피스 사용이 편리한 방법 핸드피스 사용이 편리한 방법 푸시 버튼을 누르기 어렵기 때문 구강 내 삽입이 어렵기 때문 스프링이 강하더라도 푸시 버튼을 헤드가 크더라도 누르기 쉽게 하는 방법 구강 내 삽입이 쉬운 방법

스프링이 강하기 때문 헤드가 크기 때문 스프링이 약하더라도 스프링이 있더라도 강한 힘으로 링을 압축하는 방법 헤드를 작게 하는 방법 링 압축에 필요한 힘이 세기 때문 스프링이 필요하기 때문 약한 힘으로 링을 압축하면서도 스프링이 없더라도 버를 단단히 고정하는 방법 링을 압축할 수 있는 방법 버를 단단히 고정해야 하기 때문 링을 압축해야 하기 때문 버를 단단히 고정하지 않더라도 링을 압축하지 않더라도 버가 아래로 이탈하지 않는 방법 버를 고정하는 방법 버가 아래로 이탈하지 않아야 하기 때문 버를 고정해야 하기 때문 버가 아래로 이탈하더라도 버를 고정하지 않더라도 버로 치아를 연마할 수 있는 방법 버가 아래로 이탈하지 않는 방법 버로 치아를 연마해야 하기 때문 버로 치아를 연마하지 않는 방법 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 217 예컨대, ‘버가 아래로 이탈하더라도 치아를 연마할 방법’이나, ‘버를 단단히 고정하지 않더라도 버가 아래로 이탈하는 것을 방지할 방법’, 또는 ‘약한 힘으로 링을 압축하면서도 버를 단단히 고정할 방법’, ‘스프링이 약하더라도 강한 힘으로 링을 압축할 수 있는 방법’, ‘스프링이 강하더라도 푸시 버튼을 누르기 쉽게 하는 방법’, ‘푸시 버튼을 누르기 어렵더라도 핸드피스 사용이 편리한 방법’ 등을 해결 방향으로 검토할 수 있다. 일례로, ‘약한 힘으로 링을 압축하면서도 버를 단단히 고정할 방법’을 검토해 보자. 이를 위해 금속과 금속 간의 접촉에서 강하게 고정하는 것이 필요한데, 강하게 압축하는 방법만이 존재하지는 않을 것이다. 텅스텐 링(버핀)과 막대(버)는 서로가 매끈한 표면이기 때문에 강한 압착력이 필요하지 않을까? 그렇다면 기하학적인 구조의 변화가 도움이 될 것이다. 또 텅스텐 링과 막대의 표면이 금속이 아니라면 어떨까? 표면이 고무로 처리된다면 훨씬 적은 힘으로도 막대를 꽉 잡을 수 있을 것이다. 또 다른 일례로, ‘버를 단단히 고정하지 않더라도 버가 아래로 이탈하는 것을 방지할 방법’을 검토해 보자. 버를 위쪽 방향으로 삽입하는 것은 쉬우나 버가 아래쪽 방향으로 이탈은 되지 않을 방법, 즉 한쪽 방향으로만 움직이게 하는 시스템으로 유압 시스템에서의 체크 밸브, 우리 신체의 정맥에 있는 혈관 내부 구조, 샤프펜슬 등을 생각해 볼 수 있다. 나아가 아래로 움직이는 것을 원천적으로 방지하고 위로 움직이면서 탈착까지 해결하는 방법도 생각해 볼 수 있다. 218 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 시스템 도식화, 시스템 분석 및 원인 분석 단계에서 도출된 해결 방향을 요약한다. 시스템 도식화 단계에서 ‘버를 쉽게 삽입·고정·분리하면서 작동 중에는 버의 분리나 이탈을 막는 방법’이 해결 방향으로 제시되었다. 기능 분석 단계에서 ‘버핀(텅스텐 링)의 기능을 대체할 방안’에 대한 검토가 이루어졌다. 원인 분석 단계에서 ‘버를 단단히 고정하지 않더라도 버가 아래로 이탈하지 않는 방법’ 등이 해결 방향으로 제시되었다.

제시된 해결 방향들을 평가하여 핵심 해결 방향을 도출한다. 핵심 해결 방향의 도출은 문제 해결 가능성 및 특허 검색 적합성을 기준으로 선택할 수 있다. 시스템 도식화와 원인 분석 단계에서 공통적으로 제시된 ‘약한 힘으로 버를 고정하면서도 버의 이탈을 방지할 방법’이 유력한 해결 방향으로 검토되었다. 또한 작동 시 고정의 견고성과 교체 시 분리의 편의성이 핵심 모순으로 분석되었는바, 분리의 방지와 결합·분리의 용이성을 함께 검토해야 한다는 점에서 더욱 유력한 해결 방향으로 판단되었다. <핵심 해결 방향: 약한 힘으로 버를 고정하면서도 버가 아래로 이탈하는 것을 방지하는 방법> 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 219 - 기술 유형 분류

to hold on to the magnetic state which ot has obtained Example : Electromagnets are exanple for Ferromagnetism and these are usualy in the form of iron core solenoids. The ferromagnetic property of the iron core causes the intemal magnetic domains of the iron to line up with the smaller driving magnetic field produced by the current in the solenoid. Oxford Effects DB 검색 결과: Wedge, Magnetism, Elasticity 등 총 119가지 그림 10-17 ‘Hold Solid’ 검색 결과(Oxford Effects Database) 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 225 문제 해결 가능성 및 제품 적용 가능성을 기준으로 적절한 Effect를 선택한다. 도출된 Effect들을 검토한 결과, 자성(Magnetism)을 이용하는 것이 유력한 것으로 판단되었다. <선정된 대안 시스템: 자성(Magnetism)> (3) 기술 지식 접근법 검색식을 특허 DB에 입력하여 특허를 검색한다. <검색식(Wisdomain): ((버 or 바 or 스틱 or 막대 or 핀 or 고정버 or 고정바 or 고정스틱 or 고정핀 or 록킹버 or 록킹바 or 록킹스틱 or 록킹핀 or 락킹버 or 락킹바 or 락킹스틱 or 락킹핀 or 잠금버 or 잠금바 or 잠금스틱 or 잠금핀) w/2 (고정* or 홀드 or 록* or 락* or 잠금*)) AND ((이탈 or 분리 or 록킹해제 or 락킹해제 or 해제 or 떨어*) w/2 (방지 or 없* or 않* or 간편* or 용이*))> <검색 결과(한국 특허·실용신안): 1,072건> 다단 추출법을 활용하여 대안 시스템을 도출한다. 226 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 대안 시스템 선정 및 수정 검색식 작성 도출된 대안 시스템 후보들을 검토하여 해결 가능성과 적용 가능성을 기준으로 대안 시스템을 선정한다. 대안 시스템을 선정하는 방법은 정량적인 평가 도구를 활용하여 객관적으로 선정하는 방법과 전문가의 전문성(지식, 경험, 직관)을 바탕으로 선정하는 방식이 있다. 본 사례의 경우 과학 정보 접근법 에서 도출된 자성(Magnetism)이 유력한 대안 시스템으로 검토되었다. 검색 건수가 많지 않은 관계로 기술 정보 접근법을 통해 전체 특허 건을 검토한 결과에서도 유사한 결론이 내려졌다. <선정된 대안 시스템: 자성(Magnetism)> 검색식 초안과 대안 시스템을 결합하여 수정 검색식을 작성한다. 대안 시스템은 검색어 또는 특허 분류 코드의 형태로 쿼리에 포함될 수 있다. 본 사례의 경우 자성을 키워드로 하여 수정 검색식을

수행 기관 아이디어 확장 - 아이디어 전개 정보 조사 수혜 기업 - 아이디어 확장 아이디어 회의 - 특허 전략 특허 분석 로드맵 수립 - R&D 전략 수행 기관 IP-R&D 로드맵 -사업화 전략 아이디어 발굴 앞서 도출된 검색식을 이용하여 특허 DB와 같은 기술 정보 DB에서 문제 해결에 활용할 수 있는 아이디어를 발굴한다. <검색 결과: 한국 특허·실용신안 46건> <발굴 결과: KR0997636B1, KR0752916B1, KR0373495Y1 등은 상품 도난 방지 장치에 관한 특허이다.> 본 특허 발명들은 태그 핀을 고정하는 데 있어서, 밀어내는 방향의 반대 방향으로 가려는 힘인 스프링의 탄성력을 이용하여 베어링을 기어에 고정하는 방법을 사용한다. 태그의 핀이 삽입되면 스프링이 수축되어 베어링을 고정하고 있는 베어링 고정용 판이 헐거워진다. 일반적인 상태로는 스프링이 원래 상태로 돌아가게 되어 베어링을 고정하고 있는 베어링 고정용 판을 강하게 밀게 되는 원리이다. 해당 특허 발명은 테이퍼진 통로와 스프링을 이용한 압축 구조를 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 229 가진다는 점에서 본 사례 제품과 유사한 구조를 가지고 있다. 게다가 푸시 버튼의 기능을 자석이 수행하고, 텅스텐 링 대신 베어링 볼이 사용된다는 점 정도의 차이가 있어 적용이 매우 쉽다는 장점을 가진다. 그림 10-18 KR0997636B1, 상품 도난 방지 장치 상품 도난 방지 장치(Antitheft Apparatus For Atricle) 대표도면 출원인 주식회사 하드테크 경기 남양주시 진접읍 팔야리 ***, KR

아이디어 적용 발굴된 특허들의 해결 원리를 분석한다. 앞서 도출된 특허 발명 아이디어의 해결 원리를 토대로 테이퍼진 통로(Wedge 원리), 스프링을 이용한 압착(Elastic recovery 원리), 볼 베어링 및 자석을 이용한 해제 구조를 각각 구체화하였다. 그림 10-21 치과용 핸드피스에 관한 아이디어 개념도 Plate(n o m ove) bur 스프링 bearing Plate(m ove) 발굴된 해결 원리를 당해 제품에 적용하고, 적용 과정에서 나타날 수 있는 문제를 검토한다. <그림 10-21>과 같이 구체화된 아이디어에 따르면 버를 삽입할 경우 버를 미는 힘에 의해 스프링이 수축되면서 쉽게 삽입이 된다. 버의 삽입이 완료되면 버를 미는 힘이 없기 때문에 스프링은 원래의 형태로 돌아가려고 하는 힘에 의해 Plate(Move)를 밀어 베어링을 밀게 되고, 이로 인해 베어링이 버를 고정한다. 버를 추출하기 위해서는 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 233 스프링을 수축시켜야 하며, 이를 시행하기 위해 자석을 이용하여 Plate(Move)를 끌어당기면 자력에 의해 스프링이 수축되어 버를 추출할 수 있게 된다. 아이디어를 구체화하거나 실제 적용하는 과정에서 또 다른 문제가 발생하는 경우에는 그 문제를 해결한다. 아이디어 적용 과정에 별다른 문제가 발견되지 않았으며, 따라서 최적화 설계에 따라 아이디어 적용을 실시하였다. 234 제10장 사례를 통한 총정리(치과용 핸드피스) 그림 목차