For product design engineers. The 40 TRIZ Principles are the solutions to solve the “TRIZ contradictions” in product design problem-solving or to highlight other approaches during your product design brainstorming sessions.
그만큼 ideal final result in TRIZ resembles the clean sheet design meaning: a new concept is imagined without the limits of the current product. A cleansheet analysis of cost can then compare that concept with the existing one.
This article focuses on the 40 triz principles to be used with or without the TRIZ methodology.
Refer to TRIZ methods, tips, and tools at the end of this article.
The 40 TRIZ Principles
As these are translations from Russian -that may vary from book to book-, we have taken the most commonly used terminology, and we have regrouped the triz principles by family.
Note: we added complementary principles and technologies in the following chapter.
Highlighted in green is our selection of principles of high interest & frequent usage in Product Design
Different Assembly
This family regroups all means of assembling the components or parts differently. Clearly to be applied during the design choices.
| examples | our comments | |||
| #1 | Segmentation | Divide an object into independent parts |  | Good to solve a tech problem or source a component of the shelf, but may lead to complexity & additional costs |
| #2 | Taking out | Separate an interfering part or property from an object, or single out the only necessary part or property of an object |  | can be very effective, but product intent must be clear to eventually cut into the product specs |
| #4 | Asymmetry | Do not apply force or loads in a uniform or even way |  | Applied locally frequently permits to reduce of the power and lean the structure (min exception and fatigue) |
| #5 | Merging | Regroups smaller parts or components to achieve the main goal |  | Depends on context and volume: a dedicated part or component could be more cost and material effective |
| #7 | Nesting | Do you remember the “Matrioshka“, 러시아 중첩된 나무 조각 인형? |  | Modularity, a gain in storage, transport, 제품 변형 … |
| #27 | Intermediary | Add an intermediate part or function in the assembly |  | Not the leanest approach. Is that the only solution? |
Adapt To Users or Context
This category regroups all means of changing the product or the system relative to its environment. Mostly at the specification phase rather than later at the design board.
| examples | our comments | |||
#3 | Local quality | adapt the level of quality to the strict required, and only at the required place |  | “Overprocessing” in the 7 wastes of Lean mindset, but for the Design Phase |
| #6 | Universality | Give other usages to an existing part or product |  | Open new markets at very low effort and environmentally friendly. Not exactly to solve a design issue, but upstream. |
| #22 | Benefit From Harm | By lowering, adding, or increasing the harmful factor, make it a beneficial or secondary function |  | |
| #23 | 피드백 | Adapt actuator to effectively required parameter; control loop |  | Self-leveling & without user intervention. |
| #25 | Self-service | Have the part or product perform other functions, regenerate itself, or produce usable wastes. |  | When possible, a nice way of value added |
| #26 | Copying | Replace complex and costly components with cheap light and simple copies, or work on an image rather than the costly object itself |  | (본질) 가치 분석 (혹시 아직 사용하고 있지 않으셨다면) |
| #27 | Consumables | Replace something strong and costly with consumable parts or components |  | mind the wastes, environment, and new regulations. Other Lean approaches exist |
Forms Follow Functions
One of the motos of this site. Read the corresponding post on Forms Follow Functions (fff): regroups all mean that change the shape or space. Usually, the simplest, most reliable, and most cost-effective solutions.
| examples | our comments | |||
| #8 | Anti-weight | Use the weight to lower other actuators |  | typically the counterweight in an elevator |
| #14 | Spheroidality, Curvature | Make is round |  | |
| #17 | Another dimension | 1D를 2D로 만들고, 2D를 3D로 만들었습니다. |  | Permits opportunities (gaps, spaces) in the solving |
| #30 | Thin and Flexible | Make heavy structures thin, and eventually flexible if movement is needed |  | See the plastic tricks design library for molded hinges or thin walls |
Time Is The Essence
Family regrouping all TRIZ principles function related to time and new sequence.
Because not visible on the drawing board, solving a technical challenge with a new timed sequence can be overlooked
… but beware of not degrading the 사용자 경험 with longer or additional steps
| examples | our comments | |||
| #9 | Preliminary anti-action | Anticipate the harm with a counteraction |  | ex: preload of concrete beams, before the load itself |
| #10 | Preliminary action | Perform in advance the requirement or change or prepare in advance |  | |
| #11 | Beforehand cushioning | “Prevent rather than cure” before too late |  | Quality, Lean (…) but for design here |
| #13 | The other way round | Invert the physical principle or the parts relative to each other |  | ex: on a 펠티어 모듈한쪽을 가열하는 대신 한쪽을 식히세요. |
| #20 | Continuity of useful action | Do not stop the process or movement |  | limit operations and WIP & uses inertia |
| #21 | Rushing Through | Perform the action quick |  | Same logic as applying the force not evenly listed earlier, but on time, to limit the effort, energy, or risk |
| #34 | Discarding and recovering | Use, dispose or reuse at a later time |  | Environment and production friendly |
Physical Properties
TRIZ Principles which are related to either mechanical, physical, or chemical properties of the materials or the environment.
| examples | our comments | |||
| #12 | Equipotentiality | To conserve energy, limit position changes in a potential field |  | 자기장 속에서 금속을 움직이거나 중력장 속에서 부품을 들어올리지 마십시오. |
| #15 | Dynamics | Make parts or components move relative to each other |  | |
| #16 | Partial or excessive action | Reduce or increase slightly some specs to reach the conform zone |  | Pareto: 20% makes the 80%. Or is 95% enough? |
| #18 | Mechanical vibration | Use vibrations rather than big movements |  | permits very local effect, usually more energy efficient |
| #19 | Periodic action | Replace continuous linear actuators with rotary, pulsating, or repetitive means |  | link to the previous, depending on the magnitude |
| #28 | Mechanics substitution | Replace Mechanics with magnet or electromagnetism |  | Refer to our Design with Magnets post |
| #29 | Pneumatics and hydraulics | Replace Mechanics with Hydraulics system |  | some constraints, but worth every cent when adaptative, flexible, or long distances |
| #31 | Porous materials | Design with porous materials (or increase micro or macro porosity) |  | Lighter. 3D 치사한 사람 & metal powder sintering helps these days |
| #32 | Color change | Change the color, or transparency to ease the process. Indicate information by a color change. |  | many special inks or materials are available, for pressure, temperature, density, humidity (…) indication |
| #33 | Homogeneity | Two interacting parts should have the same or similar materials |  | … and if fixed, be the same part! |
| #35 | Material Properties changes | use change of material properties: physical state change, strength, rigidity, texture, flexibility … |  | (color, length in other principles) |
| #36 | Phases transition | use phase transition consequences: heat absorption or generation, volume change, transparency change … |  | |
| #37 | 열팽창 | Use material thermal expansion (or contraction) to apply a force |  | Fixed or temporary assemblies. Use bimetals also |
| #38 | Strong oxidants | O2 or O3 enriched atmosphere |  | Mind the flammability & corrosivity aspects |
| #39 | Inert atmosphere | O2 or O3 lowered atmospheres to freeze some chemical reactions |  | Opposite of previous; refer to the Triangle of Fire |
| #40 | Composite materials | Use composite materials |  | Lighter. Well-known these days, but mind aging and process repeatability |
The TRIZ Methodology in a Nutshell
The contradiction matrix and the TRIZ principles are the fundamental tools within this methodology, developed by the Soviet inventor and science fiction writer Genrich Altshuller.
1 – Preparing the Contradiction Table
The table consists on aligning all 39 engineering parameters versus the new product functions. By cross-referencing these parameters within the matrix, designers and engineers can identify potential solutions that might not be immediately obvious, fostering innovative thinking and efficient problem resolution.
The 39 engineering parameters
| Weight of moving object Weight of non-moving object Length of moving object Length of non-moving object Area of moving object Area of non-moving object Volume of moving object Volume of non-moving object Speed Force Tension, pressure Shape Stability of object | Strength Durability of moving object Durability of non-moving object Temperature Brightness 움직이는 물체에 소비되는 에너지 Energy spent by non-moving object Power Waste of energy Waste of substance Loss of information Waste of time Amount of substance | 신뢰할 수 있음 Accuracy of measurement Accuracy of manufacturing Harmful factors acting on object Harmful side effects 제조 가능성 Convenience of use Repairability Adaptability Complexity of device Complexity of control Level of automation 생산력 |
The Product Functions
Refer to other articles on this site to define proper user product functions, not to be confused with constraints (ex: a mandatory legal standard is a constrain from a product design point of view … unless you are the standard distributor or reseller)
2 – Applying the 40 Principles
Addressing contradictions is the crucial step in problem-solving. The process begins with identifying the specific contradiction, which typically falls into one of two categories: technical or physical.
- A technical contradiction arises when improving one aspect of a system leads to the deterioration of another.
- A physical contradiction involves conflicting requirements for the same element.
Now filling the table with one or more of the 40 principles listed above in each cell is the key step.
As the table consists of likely several hundreds of cells, to be reviewed in details with an open mind to creative and new solution, the process can be very long. Some software do help for that, but you loose the global view of the table, adjacent columns or rows that can be grouped together in a common solution.
We have seen some detailed research on AI applied to TRIZ, without a publicly available tool so far (see public research paper here)
팁: if time is a factor, we recommend focusing on key contradictions and user functions, rather filling superficially all the cells. A design-to-cost 또는 minimal viable product approche can help in this priorisation -see other posts for these methods-.
This systematic approach enables the transformation of the contradiction into a creative opportunity, facilitating innovative breakthroughs.
Triz Methodology examples
A classic example of TRIZ in action is its application in the automotive industry to address the challenge of reducing vehicle weight without compromising safety. By employing TRIZ principles, engineers identified the use of high-strength, lightweight materials like carbon fiber composites, which allowed for substantial weight reduction while maintaining structural integrity.
또 다른 예는 스마트폰의 배터리 수명을 향상시키기 위해 TRIZ가 사용된 전자 제품에서 찾을 수 있습니다.
우리의 9가지 새로운 상호보완적 혁신 원칙
우리는 기존의 40가지 TRIZ 원칙 목록에 이러한 보완적인 원칙이나 기술들이 빠져 있다고 느꼈습니다.
- 표준화하다: 생산 도구와 제품 범위 모두에서 OEM 및 기성품 부품을 활용하십시오. (이는 어떤 기업의 결과 원칙이라고 보기는 어렵습니다.) 특허 (연구, TRIZ 방법론의 근원)
- 고체화된 기체 또는 액체: 예: 공기 중의 동결된 습기를 이용하여 작은 부품을 집어 올리는 픽앤플레이스(pick-and-place). #35-재료 속성 변경과 몇 가지 공통점이 있습니다.
- 영향: 평균 출력을 높이는 대신 필요할 때만 순간적으로 에너지 피크를 발생시키는 방식(예: 기계식 치아 또는 롤러 추출기). 21번 항목(급속 처리)과 몇 가지 공통점이 있습니다.
- 비뉴턴 유체정지 상태일 때는 액체 상태이지만, 에너지, 스트로크 또는 움직임이 가해지면 굳어집니다. 이미 사료 산업에서 사용되고 있습니다. 최종 효과 측면에서 유사한 예로, 페로유체처럼 자기장에 노출되면 고체화되는 금속 분말도 있습니다.
- 모세관 현상: 액체를 더 높이 올리거나, 빨아들이거나, 보이게 하거나, 섞는 것
- 삼투 그리고 역삼투 현상: 다공성 막을 통해 초미세 원소를 분리합니다.
- 첨가제수지 및 용융 플라스틱부터 소결 금속 분말에 이르기까지 다양한 3D 프린팅 기술
- 자석목록에 언급된 전자기력뿐만 아니라, 자석을 이용한 설계에 관한 별도의 글을 참조하십시오.
- 스프링선형 또는 동심원형으로. 움직임이나 에너지 피크를 방출하는 데 사용될 수도 있고, 에너지를 저장했다가 나중에 다시 방출하는 데 사용될 수도 있습니다 (TRIZ 모순 해결 방법 중 하나인 '시간적으로 분리').
TRIZ 원리에 대한 유용한 자료
TRIZ 원리에 대한 영상은 많지만, 이 영상에서 카렌 개드는 40가지 원리를 나열하는 대신 개념, 진정한 목표, 그리고 맥락을 설명합니다. 확인해 보세요.
40가지 원칙 각각에 대한 독창적인 삽화가 포함된 프레젠테이션:
TRIZ 원칙 – 발명적 문제 해결 이론 ~의 LogeshrajV
TRIZ 원리 요약본 (전체 크기)
보충 자료 및 방법
- 디자인 사고: 사용자 중심적인 혁신 접근 방식은 사용자의 요구를 이해하고, 문제를 재정의하며, 프로토타입 제작 및 테스트를 통해 혁신적인 솔루션을 창출하는 데 중점을 둡니다.
- 시스템적 사고: an approach to problem solving that considers the broader context and the interconnections between different components within a system.
- 근본 원인 분석: 문제의 근본 원인을 파악하는 데 사용되는 방법으로, 증상이 아닌 핵심 문제를 해결하는 보다 효과적인 솔루션을 가능하게 합니다.
- 형태학적 분석: 다차원적이고 정량화할 수 없는 복잡한 문제에 대한 가능한 모든 해결책을 탐색하기 위해 다양한 변수 간의 관계를 조사하는 데 사용되는 방법입니다.
- 블루오션 전략: 포화된 시장(레드오션)에서 경쟁하는 대신, 기업들이 새로운 시장 공간(블루오션)을 창출하도록 장려하는 전략적 접근 방식.
- 브레인스토밍 및 마인드맵 작성: 다양한 아이디어를 생성하고 시각적으로 정리하여 연결 고리를 파악하고 혁신적인 해결책을 개발하는 창의적인 기법.
- 디자인 식스 시그마 (DFSS): 고객의 요구를 충족하고 높은 품질을 달성하는 제품과 프로세스를 만들기 위해 설계 원칙과 식스 시그마 방법론을 결합한 접근 방식입니다.
- 가치 공학: 기능, 비용 및 성능을 검토하고 최적화하여 상품 또는 제품의 '가치'를 향상시키는 체계적인 방법.
자주 묻는 질문
TRIZ는 무슨 약자인가요?
TRIZ는 러시아의 것입니다. 두문자어 'Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadach'의 경우 일반적으로 창의적 문제 해결 이론으로 번역됩니다.
누가 TRIZ 40가지 원칙을 만들었으며, 어떻게 만들었나요?
소련의 엔지니어이자 발명가인 겐리히 알트슐러는 1940년대 소련 해군 특허 심사관으로 재직하면서 이 연구를 시작했습니다. 그는 그의 연구팀과 함께 수십만 건의 특허를 분석한 결과, 매우 다양한 분야의 발명품들이 동일한 반복적인 패턴으로 문제를 해결한다는 사실을 발견했습니다.
TRIZ 원리는 총 몇 개이며, 그 이름은 고정되어 있나요?
고전적인 목록에는 40개의 원칙이 있습니다. 이 목록은 러시아어에서 번역되었기 때문에 책마다 표현이 조금씩 다르고, 같은 원칙이라도 명칭이 약간씩 다를 수 있습니다. 이 글에서는 가장 일반적인 명칭을 사용하고, 여기에 9가지 보완적인 원칙을 추가합니다.
TRIZ에서 기술적 모순이란 무엇인가요?
한 매개변수를 개선하면 다른 매개변수가 악화되는 상황, 예를 들어 부품을 더 강하게 만들면 더 무거워지는 경우를 TRIZ는 타협에 안주하는 대신 이러한 상충 관계를 제거하는 방법을 찾습니다.
TRIZ에서 물리적 모순이란 무엇인가요?
같은 요소가 뜨겁음과 차가움, 또는 열림과 닫힘처럼 서로 반대되는 속성을 가져야 하는 경우입니다. 이러한 문제를 해결하는 일반적인 방법은 시간, 공간 또는 조건 하에서 두 속성을 분리하는 원리입니다.
39가지 엔지니어링 매개변수는 무엇입니까?
움직이는 물체의 무게, 속도, 힘, 강도, 온도, 신뢰성, 제조 가능성 및 생산성과 같은 기술적 특징의 표준 목록입니다. 이러한 특징들은 모순 행렬의 행과 열을 구성하며, 전체 목록은 이 글에 나와 있습니다.
모순행렬은 어떻게 사용하나요?
개선하고자 하는 매개변수(행)와 악화되는 매개변수(열)를 선택하세요. 두 매개변수가 만나는 셀에는 해당 모순을 해결하는 데 가장 자주 사용되는 원칙 번호가 표시됩니다. 각 원칙을 설계 아이디어로 테스트해 보세요. 예를 들어, 가중치를 추가하지 않고 강도를 향상시키는 방법은 원칙 40, 26, 27, 1에 적용됩니다.
40가지 원칙을 사용하려면 행렬이 필요한가요?
아니요. 매트릭스를 만들지 않고도 브레인스토밍, 명세서 작성 또는 설계 검토 과정에서 원칙들을 체크리스트처럼 활용할 수 있습니다. 매트릭스는 어떤 원칙을 먼저 시도해 볼지 결정하는 데 도움을 줄 뿐입니다.
일상용품에서 TRIZ 원칙은 어떤 모습으로 적용될까요?
제7원칙인 중첩은 러시아 인형과 같은 개념으로, 쌓을 수 있는 의자나 텔레스코픽 안테나에서 찾아볼 수 있습니다. 제15원칙인 동역학은 조절 가능한 의자처럼 부품들이 서로 상대적으로 움직일 수 있도록 합니다. 제13원칙인 반대 방향은 일반적인 동작을 반전시키는 것으로, 예를 들어 공구 대신 부품을 회전시키는 것입니다.
이 글에 추가된 9가지 보완 원칙은 무엇입니까?
표준화, 고체화된 기체 또는 액체, 충격, 비뉴턴 유체 유체, 모세관 현상, 삼투 및 역삼투, 첨가제, 자석 및 스프링 등이 포함됩니다. 이러한 기술들은 원래 목록에 없었던 것들을 다루며, 일부는 기존 원리와 부분적으로 겹치기도 합니다. 예를 들어, 급류에 의한 충격 등이 있습니다.
TRIZ는 특허와 어떤 관련이 있습니까?
이러한 원칙들은 특허에서 추출된 것이므로, 특허는 각 원칙이 실제로 어떻게 적용되었는지 보여줍니다. 다른 산업 분야의 특허에서 동일한 모순점을 검색하는 것은 기성 해결 아이디어를 찾는 한 가지 방법입니다.
TRIZ는 브레인스토밍과 어떻게 다른가요?
브레인스토밍은 자유 연상을 통해 아이디어를 생성합니다. TRIZ는 먼저 모순을 정의한 다음 다른 곳에서 효과가 있었던 해결 패턴을 제시합니다. 이 두 가지는 서로 잘 어울립니다. 브레인스토밍 세션에서 이 원칙들을 아이디어의 단서로 활용해 보세요.
TRIZ는 기계공학 외 분야에서도 활용될 수 있을까요?
네. 이러한 원칙들은 추상적이어서 소프트웨어, 프로세스, 서비스 및 비즈니스 문제에 적용할 수 있습니다. 다만, 기존의 매개변수들은 기술 시스템을 설명하는 것이므로, 비기술적인 문제를 이러한 매개변수에 맞춰 먼저 변환해야 합니다.
사용된 용어집
Computer Aided Design (CAD): 엔지니어링, 건축, 제조 등 다양한 분야에서 설계를 생성, 수정, 분석 및 최적화하는 데 사용되는 소프트웨어 응용 프로그램으로, 디지털 도구와 기술을 통해 정밀한 도면과 모델을 만들 수 있습니다.
Computer-Aided Design (CAD): 엔지니어링, 건축, 제조 등 다양한 분야에서 설계를 생성, 수정, 분석 및 최적화하는 데 사용되는 소프트웨어 응용 프로그램으로, 디지털 도구와 기술을 통해 정밀한 도면과 모델을 만들 수 있습니다.
Design for Six Sigma (DfSS): 식스 시그마는 설계 단계에서 식스 시그마 원칙의 도구와 기법을 활용하여 결함과 변동성을 최소화함으로써 고객 요구 사항을 충족하고 높은 품질을 달성하는 것을 목표로 하는 체계적인 제품 또는 프로세스 설계 방법론입니다.
Forms Follow Functions (FFF): 사물의 형태나 외관은 주로 의도된 기능이나 목적에 따라 결정되어야 하며, 미적 고려 사항보다 실용성과 사용성을 강조한다는 디자인 원칙.
Original Equipment Manufacturer (OEM): 다른 제조업체가 판매할 수 있는 부품이나 장비를 생산하는 회사. 일반적으로 이러한 부품들은 최종 제품에 통합되어 해당 제조업체의 브랜드 이름으로 판매됩니다.
Root Cause Analysis (RCA): 문제나 실패로 이어지는 근본적인 요인을 체계적으로 파악하는 과정으로, 단순히 증상만 치료하는 것이 아니라 근본적인 문제를 해결하고 제거하는 것을 목표로 합니다.
User experience (UX): the overall satisfaction and perception of a user when interacting with a product, system, or service, encompassing usability, accessibility, design, and emotional response throughout the entire interaction process.
Value Engineering (VE): 프로젝트의 기능을 분석하고 비용을 절감하며 품질이나 신뢰성을 희생하지 않고 성능을 향상시켜 프로젝트의 가치를 높이는 체계적인 방법입니다. 이는 비용 효율적인 대안을 파악하고 실행하기 위해 여러 분야의 전문가가 협력하는 팀워크를 포함합니다.
Work in Progress (WIP): 원자재, 인건비, 간접비 등 생산 공정에서 일정 시점까지 발생한 비용을 포함하여 생산 과정 중 부분적으로 완성된 품목을 자산으로 간주합니다. 이러한 자산은 아직 완제품이 아니며 생산 효율성 추적 및 재고 관리에 필수적입니다.
