과목명 트리즈

집필자 김익철

차시명 15차시 물리적 모순(조건 분리)

집필일자 2006.11.23.

한국산업기술진흥협회

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1. 조건에 의한 물리적 모순의 분리

1. 조건에 의해 물리적 모순을 분리하는 방법의 이해

물은 강한가 약한가? 이 질문도 앞 차시의 여자에 관한 질문처럼 정확하게 대답할 수 없다. 찻

잔에 담긴 물은 약하지만, 거대한 댐 안에 담긴 물은 강하다. 낮은 데서 떨어진 물은 약하지만

높은 곳에서 떨어진 물은 강하다. 처마 끝에서 한 번 떨어진 물은 약하지만 연속적으로 떨어진

물은 바위에 구멍을 낼 정도로 강하다. 이렇게 조건을 다르게 해 문제를 보면 그 해결방안이 보

이는데 엔지니어들이 이것을 하지 못하기 때문에 모순을 해결하지 못한다. 이번 차시에서는 이

단원명 : 트리즈 - Tool for Best Design중단원 : 차시명 : 15. 물리적 모순(조건 분리)

학습목표

학습개요

들어가기

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장점 단점

저온의 튀김기름 고기가 연해짐 튀김옷이 눅눅해짐

고온의 튀김기름 튀김옷이 바삭해짐 고기가 딱딱해짐

렇게 조건을 통해 모순을 분리하는 방법을 알아보도록 하자.

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물리적 모순을 해결하는 세 번째 방법으로 ‘조건에 의한 분리’가 있다. 예제를 통해 어떻

게 활용하는가 보도록 하자.

예제: 돈까스를 맛있게 만들기

현정은 남친을 위해 맛있는 점심을 해 주기로 했다. 요리 책을 뒤져 돈까스를 하기로

결정한 후 고민에 빠졌다. 요리 책에는 다음처럼 모순 된 구절이 적혀 있다.

a. 고기는 저온에서 장시간 요리를 하는 것이 좋다. 저온에서 요리하면 단백질이 경화되지

않아서 고기가 부드러워 진다.

b. 튀김은 고온에서 하는 것이 좋다. 저온에서 요리하면 튀김옷의 수분이 충분히 증발되지

않아서 바삭바삭한 튀김 맛이 없어지기 때문이다.

이 이야기에서는 무엇인 모순일까? 튀김을 위한 기름의 온도가 모순이다. 온도가 높아야

하고, 또한 온도가 낮아야 하는 물리적 모순이다. 어떻게 하면 이 물리적 모순을 해결할 수

있을까?

모순문제를 해결하는 프로세스를 따라 가면서 이 문제를 같이 해결해 보자.

1단계: 문제 정의

먼저 문제의 모순을 찾아본다. 어디에서 유익기능이 얻어지고, 어디에서 유해기능이 얻어지

는가? 돈까스의 튀김옷? 돈까스의 돼지고기? 튀김 냄비? 튀김? 앞 차시에서 말한 것처럼 유익

기능과 유해기능이 동시에 얻어질 때 모순이 발생한다. 이 예제에서는 튀김이라는 행위에 의해

고기가 요리된다는 유익기능과 고기가 맛이 없어진다는 유해기능이 발생한다. 따라서 튀김에서

시작하자. 튀김을 하는 기름의 온도가 높으면 튀김옷이 맛이 있게 된다. 하지만 고기가 과열되

어 질겨짐으로서 맛이 없어질 유해요인이 생긴다. 기름의 온도가 낮으면 고기는 과열되지 않아

육질이 연해 맛이 좋아진다는 유익기능이 있지만 튀김옷의 수분이 증발되지 않아 눅눅해져 맛

이 없어진다는 유해요인이 발생한다. 이것을 정리하면 표 1과 같다.

표 1. 문제의 모순 -1

학습하기

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장점 단점

튀김옷에 물을 사용 돼지고기에 골고루 묻는다 튀김옷이 눅눅해진다

튀김옷에 물을 사용

하지 않는다튀김옷이 바삭 돼지고기에 골고루 묻지 않는다

이 예제에 존재하는 모순은 이것뿐일까? 문제를 일으키는 또 하나의 요소로서 물이 있다. 튀

김을 한 후에 맛이 눅눅한 것은 물이 증발하지 않았기 때문이다. 그런데 물은 왜 사용했을까?

물을 사용하지 않으면 가루 상태인 튀김옷이 돼지고기에 골고루 묻지 않는다. 즉 밀가루의 성형

성을 높이기 위해서는 물을 사용해야 하지만 그 물이 튀김을 할 때는 유해하게 작용하는 것이

다. 여기에서 물리적 모순은 무엇일까? 돼지고기에 튀김옷을 골고루 묻히기 위해서는 물을 사

용해야 한다. 그리고 튀김옷을 바삭하게 하기 위해서는 물을 사용하지 않아야 한다가 물리적 모

순이 된다. 이것을 정리하면 표 2와 같다.

표 2. 문제의 모순 -2

이상처럼 하나의 문제에는 여러 종류의 물리적 모순이 존재한다. 그 중에서 가장 문제의 본질

에 접근하는 모순이 무엇인가를 발견하는 것이 가장 중요하다. 이것은 오랜 훈련을 통해서 얻어

질 수 있다.

2단계: 문제 요소 분석

다음 단계로 문제의 요소를 분석한다. 이 문제의 요소를 그리면 그림 1과 같다. 버너는 튀김

냄비를 가열하는 유익작용을 한다. 튀김냄비는 기름을 저장하고, 기름에 온도를 전달하는 유익

작용을 한다. 기름은 돼지고기를 가열하는 유익작용을 하면서 일정 온도를 넘으면 돼지고기를

딱딱하게 하는 유해작용을 한다. 튀김옷은 물과 튀김가루로 구성되어 있다. 물은 튀김가루의

성형성을 높이는 유익작용을 한다. 하지만 튀길 때 튀김옷의 맛을 눅눅하게 하는 유해작용을 한

다. 튀김옷은 돼지고기의 맛을 더 좋데 만드는 유익작용을 한다.

그림 1. 문제의 요소

기름 돼지고기

튀김냄비

버너

튀김옷

물

튀김가루

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Why? Answer Way to solve

튀김옷이 눅눅해진다. 튀김기름의 온도가 낮다 튀김기름의 온도를 높인다

튀김기름의 온도가 낮은

이유는

온도가 높으면 고기가 경직된

다

고온에서 고기가 경직되지 않는 방

법의 모색*

고기가 경직되는 이유는고기에 온도가 과다하게 전달

된다

고기에 온도가 과다하게 전달되지

않는 방법의 모색

고기에 열이 과다하게 전

달되는 이유는

오랜 시간 동안 돈까스를 기름

에 튀긴다열전달 시간을 줄이는 방법의 모색

고기에 열이 과다하게 전

달되는 이유는

튀김기름의 열이 돈까스에 전

달된다

튀김기름의 열이 돈까스에 전달되지

않는 방법의 모색

3단계: 문제 원인 분석

다음에 그림 1을 보면서 문제의 원인을 분석한다. 원인 분석은 '원인-해답' 법을 사용하거나

‘연관도’를 사용한다. 여기에서는 도표 3과와 같이 '원인-해답' 법을 사용하도록 한다.

먼저 튀김옷이 눅눅해지는 것이 문제의 원인이다. 왜 그럴까? 튀김 기름의 온도가 낮으면 수

분이 빨리 증발하지 않는다. 따라서 해결책은 튀김 기름의 온도를 높이는 것이다. 그러면 왜 튀

김 기름의 온도를 낮추었을까? 그것은 온도가 높으면 고기가 경직되어 질겨지기 때문이다.

이런 식으로 계속 질문을 반복하고, 그 질문에 대한 해답을 생각하면서 문제의 원인이 무엇인

가를 생각해 본다. 이것을 ‘원인-해답’ 법이라고 하고 이런 내용 들을 정리한 것이 표 3이다.

문제가 주어지면 바로 해결에 들어가는 것은 바람직하지 않다. 왜냐하면 문제해결자가 문제

를 잘못 볼 수가 있기 때문이다. 따라서 표 3처럼 원인-해답을 반복하면서 근본 문제가 무엇인

가를 해석하는 것이 중요하다.

표 3. 문제의 원인 분석

4단계: 모순의 분리 및 해결

이상의 절차를 걸쳐 가장 정확한 물리적 모순이 무엇인가를 정의한다. 이 예제에서 가장

적합한 물리적 모순은 다음과 같다.

PC1: 튀김옷을 바삭하게 하기 위해서, 튀김기름의 온도가 높아야 한다.

PC2: 돼지고기를 연하게 하기 위해서, 튀김기름의 온도가 낮아야 한다.

어떠한가? 물리적 모순의 특성을 충족하고 있는가? 높아야 한다와 낮아야 한다는 완전히

상반되는 조건이다. 그리고 이것이 물리적 모순의 핵심이라고 할 수 있다.

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실제로는 시간, 공간, 조건 등 모든 분리 방법을 검토해야 하지만 이 예제에서는 ‘조건에

의한 분리’ 만을 보기로 하자.

왜 튀김냄비에 담긴 기름의 온도는 높거나 혹은 낮을까? 예를 들면 전세계에 존재하는

튀김냄비에 담긴 기름의 온도가 같을까? 당연히 그럴 리가 없다. 그 많은 수의 냄비에 담긴

기름의 온도는 당연히 다르다. 그런데 이 예제에서는 왜 높거나 동시에 낮을 수 없을까?

그것은 튀김냄비를 하나만 사용하기 때문이다. 시간에 의한 분리로 생각해보면 튀김옷을

가열할 때는 높아야 하지만, 고기를 가열할 때는 낮아야 한다.

5단계: 모순 해결 방법 탐색

그러면 어떻게 온도가 높고, 온도가 낮은 튀김냄비를 만들 수 있을까? 두개를 동시에

사용하면 된다. 즉 튀김냄비를 두 개 준비하고, 하나는 저온으로 하나는 고온으로 온도를

맞춘다. 먼저 고온의 냄비에 넣어 돈까스를 튀긴 후에 저온냄비로 옮겨 고기를 익히면

된다. 이렇게 조건을 바꾸는 것이 ‘조건에 의한 분리’이다.

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1. 수세식 변기가 물을 많이 사용하는 이유는 냄새를 방지하는 기능을 지닌 트랩 구조에 있

다. S자 형태의 트랩은 물이 고여 있어 정화조에서 올라오는 악취를 막는 기능을 수행한다.

그런데 이 트랩은 위로 올라간 구조를 가지고 있다. 트랩이 사이펀 역할을 해 오수를 내려

보내려면 초기에 트랩을 타고 올라갈 만한 큰 운동 에너지가 필요하다. 그래서 많은 양의

물을 이용해 처음에 물이 트랩을 타고 올라갈 수 있도록 한다. 이 문제에서 모순이 무엇인

가를 찾아보고 조건에 의한 분리를 사용해 해결할 수 있는 방법을 제안해 보라.

문제

평가하기

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1) 물리적 모순을 조건에 의한 분리는 어떻게 하는가?

1단계: 문제 정의

2단계: 문제 요소 분석

3단계: 문제 원인 분석

4단계: 모순의 분리 및 해결

5단계: 모순 해결 방법 탐색

정리하기

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