ecodesign에서의 TRIZ 적용

ecodesign에서의 TRIZ 적용

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TRIZ | 2005/03/23 (수) 14:34	공감 (0) 스크랩 (1)

기술의 발전으로 경제성장에 이바지했지만 환경 위기를 초래하였다. 그래서 제품이 환경에 미치는 영향을 줄이기 위해 많은 친환경 설계 기법이 제시되어 왔으나 대부분 기존 설계를 재설계하거나 최적화하는데 초점을 두었다. 그래서 혁신적이면서도 친환경적인 제품 설계 방법론을 발전시킬 필요가 있다. 여기에서는 TRIZ의 40가지 발명원리를 활용한 방법론에 대해서 다룰 것이다.   World Business Council for Sustainable Development(WBCSD)에서는 친환경 설계를 할 때 다음 일곱 가지 요소를 고려해야 한다고 언급한 바 있다. A.      물질 사용량을 줄인다. B.       에너지 사용량을 줄인다. C.       독성 물질의 분산을 줄인다. D.      물질의 재활용을 늘린다. E.       재생 가능한 자원의 사용량을 최대화한다. F.       제품의 내구성을 늘린다. G.       서비스 집중도를 늘린다.   여기에서는 우선 위에서 언급한 7가지 요소를 TRIZ의 39가지 파라미터와 대응시켜 본다.  예를 들면, 물질의 사용량을 줄이는 것은 무게, 차원 혹은 형태를 변화시키는 것으로 대응시킬 수 있다. 그 다음에는 제품의 어떤 속성이 TRIZ의 파라미터와 관련이 있는지 찾아내야 한다. 이렇게 하면, 생태 효율성의 향상 문제가 TRIZ의 문제로 변화하게 된다. 이를 표 1에 정리해 보았다. 표 2는 40가지 원리 중 자주 활용되는 원리 순서로 재배치한 표이다.   혁신적인 친환경 설계를 하는 기법은 다음과 같은 순서를 따르면 된다. 먼저 설계자는 LCA를 이용해서 제품이 환경에 미치는 영향을 분석한다. 그리고 LCA의 결과를 기반으로 개선해야 할 생태 효율성 요소를 식별해 낸 다음, 이를 표 1의 공학 파라미터에 대치시켜 본다. 그리고 표 2를 이용해서 40가지 원리를 제품 개발에 적용시킨다.   일반적으로 세탁기는 물, 에너지, 그리고 세제로 인한 오염이 많다. 그래서 산요는 초음파를 활용한 세탁기를 개발한 바 있다. 이 세탁기는 1분에 5000만 미세 거품을 생성한다. 이 공기 방울이 터지면서 초당 20000번의 진동을 일으킨다. 이 미세한 공기방울은 섬유 깊숙이 침투하여 옷을 세탁한다. 이런 방법을 활용하면 세제량을 절반으로 줄이고 세탁력을 50% 향상시킬 수 있게 된다. 그리고 옷감의 수명을 두 배로 늘린다. 이 문제를 앞서 언급한 프로세스를 따라 풀어 나아가 본다. 일반적인 세탁기는 • 물질 사용량을 줄인다. • 에너지 사용량을 줄인다. • 독성 물질의 분산을 줄인다.     에 초점을 두고 제품을 개선해야 한다. 이를 표 1을 써서 TRIZ의 공학 파라미터로 변환을 하고, 표 2를 이용해서 관련 발명원리를 찾아본다. 이를 정리한 것이 표 3이다. 발명 원리 35번은 파라미터 변경(물리적, 화학적 상태 변경)에 관한 것이다. 이를 적용하면 설계자는 세탁기 내부의 물의 물리적 상태를 변경하는 아이디어를 떠 올릴 수 있다. 여기서 한 단계 더 발전시키면 물이 미세 공기방울로 가득 찬 상태를 떠 올릴 수 있을 것이다. 발명 원리 18번(기계적 진동)을 적용해도 비슷한 결과를 도출할 수 있다. 초음파로 인한 진동으로 옷을 세탁할 수 있게 된다. 산요는 이 제품을 더욱 개선해서 세제를 전혀 안 써도 물을 전기분해해서 유기 물질을 분해하는 세탁기를 출시하였다. 이 제품에는 발명 원리 28번(기계장 대신 전기장, 자기장, 전자기장을 도입), 발명 원리 35번(파라미터 변경)을 적용해 볼 수 있다.   다기능 인명구조용 라디오를 산요에서 출시한 바 있다. 이는 사람의 힘으로 전원을 공급한다. 발전 손잡이를 1분 동안 돌리면, 라디오를 1시간 동안 작동시킬 수 있고, 경보기를 12분 동안 작동시킬 수 있으며, 또는 빛을 5분 동안 비출 수 있다. 따라서 이 제품은 위급할 때 유용하게 활용할 수 있다. 이 제품은 ‘에너지 사용량을 줄이는’생태 효율 개선 사례라고 할 수 있다. 친환경 혁신 제품 설계 절차를 다시 밟아서 정리하면, 표 5와 같은 결과를 도출할 수 있게 된다.   표 5에서 자주 언급되는 발명 원리로 35번, 19번, 2번, 18번, 6번 등이 있다. 발명 원리 19번은 주기적 작용으로 발전기 손잡이를 손으로 돌리는 것을 연상할 수 있다. 발명 원리 18번은 기계적 진동에 관한 것인데, 사람이 활동하면서 발생하는 손목의 진동을 에너지로 해서 작동되는 손목시계와 관련 깊다고 할 수 있겠다.     The Journal of Sustainable Product Design 1: 263–272, 2001