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TRIZTRIZTheory of Inventive Problem Solving

Alexander FrankTQU BUSINESS GMBH

M i D t St ß 18Magirus-Deutz Straße 1889077 Ulm

E-Mail: [email protected]

TRIZ - Theory of Inventive Problem Solving2

Einführungg

HS Vorlesung Quality Engineering, Alexander Frank


UNTERSCHIED ENTDECKUNG - ERFINDUNG - INNOVATION

Manche Menschen versuchen, die Geheimnisse der Natur zu ergründen.Wenn es gelingt, sie zu enträtseln, nennt man das eine Entdeckung.

Im Gegensatz dazu ist eine Erfindung etwas, das es vorher nicht gegeben hat.

Die Schwerkraft wurde entdeckt, der Kompaß und die Uhr hingegen erfunden.

Die Invention oder Erfindung nutzt vorhandenes Wissen und besonderes Können, um eine neue Problemlösung zu verwirklichen.

Die Innovation schließlich ist die Umsetzung einer Invention in einen Markterfolg.

Quelle: Große Erfinder und Entdecker Isis Verlag 1996

Invention Innovation


Quelle: Große Erfinder und Entdecker, Isis Verlag 1996


INNOVATION = IDEENFINDUNG + REALISIERUNG

Bedeutung von Innovationen:In den nächsten 10 Jahren werden zu 50% Produkte verkauft, die heute noch nicht entwickelt sind!In den nächsten 10 Jahren werden zu 50% Produkte verkauft, die heute noch nicht entwickelt sind!

Ideenfindung:Aus 1919 Ideen entstehen 11 erfolgreiche und 17 mittelmäßige Produkte. Alle anderen Ideen

werden nicht verwirklicht oder bringen nur Verluste ein!werden nicht verwirklicht oder bringen nur Verluste ein!Für eine erfolgreiche Innovation benötigt man 60 Ideen!

Ideenrealisierung:Nur 2,4% aller Ideen werden zu Verkaufserfolgen!Nur 2,4% aller Ideen werden zu Verkaufserfolgen!Damit ist ein Großteil der herkömmlichen Entwicklungsarbeit anscheinend erfolglos!

Quelle: Knieß 1995


Quelle: Knieß 1995


IN WELCHER PHASE SCHEITERN ERFOLGLOSE PRODUKTE?

M h i l Z iMan hat niemals Zeit,

es richtig zu machen,

aber immer Zeit,

es noch einmal zu machen.



DIE FÜNF EBENEN DER INNOVATION

Ebene Niveau derLösung

Anteil an allenLösungen (%)

Quelle derLösungsansätze

Anzahl derVersucheLösung Lösungen (%) Lösungsansätze Versuche

1 offensichtlich 32 eigene Person 10

2 geringeV b 45 Unternehmen 100Z Verbesserung

3 großeVerbesserung 18 Industrie intern 1.000

4 Erfindung 4 Industrie extern 100.000TRIZ

4 Erfindung 4 Industrie extern 100.000

5 Entdeckung 1 gesamtes verfüg-bares Wissen 1.000.000

Offensichtlich

T

Offensichtlich32%

Gr. Verbesserung18%

Ger. Verbesserung45%

Erfindung4%

Entdeckung1%


1%


NIVEAUSTUFEN

1: Konventionelle Lösung

2: Verbesserung eines Systems

1: Konventionelle LösungKonventionelle Lösung mit vorhandener Technologie:-Bessere Isolierung oder höhere Festigkeit durch dickeres Material.

3. Erfindung innerhalb einer TechnologieG dl d V b i i ti d S t

Kleine Verbesserung, meist Kompromiss-Lösung:-Stufenweise verstellbares Lenkrad, etwas fester dafür etwas schwerer...

4: Erfindung außerhalb einer TechnologieNeue Generation eines existierenden Systems,

Grundlegende Verbesserung eines existierenden Systems:-Automatikgetriebe

5: Grundlegende NeuentdeckungEntdeckung eines neuen Prinzips Naturgesetzes etc

y ,basierend auf neuen Erkenntnissen:- Turbinenantrieb für Flugzeuge, Mikroskop, Dampfmaschine

Entdeckung eines neuen Prinzips, Naturgesetzes etc.- Laser, Radiowellen, Flugzeug



DENKBLOCKADEN UND PSYCHOLOGISCHE TRÄGHEIT

Aufgrund unserer inneren, vorprogrammierten Denkmuster denken wir spontan in eine bestimmte Richtung. Andere „Denkrichtungen“ werden oftmals gar nicht wahrgenommen.

Der überwiegende Teil der ungelösten und daher auch scheinbar „unlösbaren“ Probleme geht auf Denkblockaden aufgrund unserer psychologischen Trägheit zurück.

D kbl k d i d i U h d h l i h T ä h itDenkblockaden sind eine Ursache der psychologischen Trägheit.

Ein Beispiel:Es waren geeignete Scheinwerfer für einRaumfahrzeug (Luna 16) zu entwickelnRaumfahrzeug (Luna 16) zu entwickeln.Bei Versuchen zerbrachen immer die Glaskolben der Lampen.

Psychologische Trägheit:Eine Glühbirne hat immer einen Glaskörper.p

Denkblockade:Auch die Glühbirne für den Weltraum-Einsatzmuss also einen Glaskörper haben.DAS WAR SCHON IMMER SO!DAS WAR SCHON IMMER SO!

Lösung durch genaue Analyse:Der Glaskörper sorgt für ein Vakuum für denGlühfaden. Im Weltraum herrscht ohnehin einV k l i t h k i Gl kö öti !


Vakuum, also ist auch kein Glaskörper nötig!


DIE NEGATIVE UND DIE POSITIVE SEITE

Psychologische Trägheit...hindert uns daran ein Problem gründlich und ausführlich zu analysieren...hindert uns daran, ein Problem gründlich und ausführlich zu analysieren.

...lenkt unser Denken in ganz bestimmte, bevorzugte Richtungen,

... erzeugt scheinbare Grenzen und Einschränkungen für unser Handeln, sogenannte „Denkblockaden“.

ist damit das größte Hindernis für neue innovative Lösungen...ist damit das größte Hindernis für neue, innovative Lösungen.

Psychologische Trägheit......verleiht dem täglichen Leben Stabilität und Sicherheit....sorgt dafür, dass wir erlerntes Wissen und unsere Erfahrungen schnell und sicher anwenden.

unterstützt bei der Speicherung Erinnerung und Anwendung von Informationen...unterstützt bei der Speicherung, Erinnerung und Anwendung von Informationen....erlaubt uns, „vorgefertigte“ Entscheidungen abzuspeichern und somit unser Gehirn frei fürandere Dinge zu machen.



ZUSAMMENFASSUNG

Die psychologische Trägheit ist eine natürliche Eigenschaft jedes Menschen,sie ist der größte Feind bei der Lösung von nicht alltäglichen Problemen.Man kann nur einen Feind bekämpfen, den man erkennt und wahrnimmt.

Also:Bewusst auf Denkblockaden achten,

gezielt gegen die eigene psychologische Trägheit vorgehen.

TRIZ hilft bei der Bekämpfung der psychologischen Trägheit durch Analyse, Abstraktion und Abbau von gedanklichen Grenzen.TRIZ ermöglicht dadurch die gezielte Überwindung von Denkblockaden.



SO IRRTEN SELBST EXPERTEN...

1901 Wilbur Wright „Der Mensch wird es in den nächsten1901 Wilbur Wright „Der Mensch wird es in den nächstenFlugpionier fünfzig Jahren nicht schaffen, sich mit

einem Metallflugzeug in die Luft zu erheben.“

1932 Albert Einstein Es gibt nicht die geringsten Anzeichen daß1932 Albert Einstein „Es gibt nicht die geringsten Anzeichen, daßPhysiker wir jemals Atomenergie entwickeln können.“

1943 Thomas J. Watson „Ich glaube auf dem Weltmarkt bestehtVorstandsvorsitzender Bedarf für fünf Computer, nicht mehr.“IBM

1965 Battelle-Institut „Die letzten Autobusse werden 1990 aus„dem Stadtverkehr verschwinden.“

1977 Ken Olsen „Ich sehe keinen Grund, warum einzelneVorstandsvorsitzender Individuen ihren eigenen Computer habenVorstandsvorsitzender Individuen ihren eigenen Computer habenDigital sollten.“

Quelle: Scenario Management International


Quelle: Scenario Management International


SYSTEMATISCHE INNOVATION MIT TRIZ

Anwendung der TRIZ-Methodik

(„Bestehendes Wissen nutzen“)

Anwendung klassischerKreativitätstechniken

(„Im eigenen Saft schmoren“)

SpontaneVorgehensweise

(„Heureka-Effekt“)

Ideen überwiegend in Richtung des psychologischen TrägheitsvektorsPh i d h i h Wi l k di Id i i l Ri hPhantasie und technisches Wissens lenken die Ideen in viele RichtungenZielgerichtete Ideen und Lenkung des Suchfeldes durch TRIZ



Systematische Arbeitsweise

WAS ZEICHNET EINEN GUTEN ENTWICKLER AUS?

yBreites WissenFähigkeit, „über den Tellerrand hinaus zu schauen“Arbeitet zukunftsorientiert / visionär

Die vier Säulen derDie vier Säulen derTRIZ-Methode



Was ist TRIZ?

Hintergrund und Geschichte



TRIZ PROBLEMLÖSUNGS-METHODIK

TRIZ ist das russische Akronym fürTRIZ ist das russische Akronym für

„Theorie des erfinderischenProblemlösens“Problemlösens“

Teoriya Resheniya Izobretatel‘skikh Zadatch

nach Genrich Saulowitsch Altschuller.

engl auch: TIPS = Theory of Inventive Problem Solvingengl. auch: TIPS = Theory of Inventive Problem Solving

Adaptionen und Weiterentwicklungen:I-TRIZ, CROST, WOIS, SIT, U-SIT, PI-Konzept...



GESCHICHTLICHE ENTWICKLUNG

1926 wurde Genrich Saulowitsch Altschuller, der Begründer der TRIZ-Methode, in Rußland geboren.

Als 14jähriger meldete er sein erstes Patent für ein Unterwasseratemgerät an.

Altschuller erkannte 1946 als Patentoffizier bei der russischen Marine, daß Erfindungen bestimmte Grundmuster zugrunde liegen. Daraus entwickelte er die ersten theoretischen Ansätze von TRIZ.

1948 schlug Altschuller Stalin vor, die TRIZ-Methode landesweit bei der Lösung von Problemen einzusetzen.

Stalin antwortete mit der Verhaftung Altschullers, der daraufhin zu 25 Jahren Haft verurteilt wurde.S a a o e e de e a u g sc u e s, de da au u 5 Ja e a e u e u de

Im Laufe seiner Haftzeit entwickelte Altschuller seine Theorien fort, wobei ihm weitere gefangene Wissenschaftler und Lehrer sehr hilfreich waren.

Altschullers Freilassung erfolgte 1954 nach Stalins TodAltschullers Freilassung erfolgte 1954 nach Stalins Tod.

In den 60er Jahren wurde TRIZ in der Sowjetunion weiterentwickelt.

In den 90er Jahren Gründung von Consulting-Unternehmen in den USA.

Altschuller starb 1998.



TRIZ - EIN WISSENSKONZENTRAT

Altschullers Arbeit:Genaue Auswertung der Vorgehensweise von ErfindernErfassung von ca. 200.000 PatentenAuswahl von 40.000 „hoch innovativen“ PatentenGenaue Analyse der 40.000 Patente

200.000Patenteweltweit

40.000hoch Lösung innovativer Problemstellungen

39 t h i h P tweltweitinnovativePatente

• 39 technische Parameter• 40 innovative Grundprinzipien• Weitere TRIZ-Werkzeuge, ARIZ

Bis heute wurden ca. 2,5 Millionen Patente in Rußland und den USA ausgewertet.



AUSGANGSSITUATION

Rohdiamanten sollen entlang ihrer Frakturen gespalten werden, um Kleindiamanten zu gewinnen. Dieser Spaltvorgang wird meist manuell von erfahrenen Fachleuchten durchgeführt, die Frakturlinien erkennen.

Trotz aller Erfahrung misslingt manchmal das Spalten und es entstehen wenig wertvolle Bruchstücke.

U d S lt i h d h ll h i d h i t ti i b V f hUm das Spalten sicherer und schneller zu machen, wird nach einem automatisierbaren Verfahren gesucht.

Problemstellung:Wie werden feste Stoffe

b lt d t t?abgespalten oder getrennt?

Abtrennen von Stengel und Samen von derPfefferschote durch Überdruck (1945)

Existierende Patente:( )

Schälen von Kastanien durch schnelles Entspannen eines hydrostatischen Überdrucks (1950)

Schälen von Sonnenblumenkernen durch Überdruck (1950)



UMSETZUNG/LÖSUNG

1972 wurde folgendes Patent angemeldet (27 Jahre später):

Die Kristalle werden in luftdichten Behälter eingeschlossen und hohem Druck ausgesetzt, ehe der Druck plötzlich wieder auf Normaldruck entspannt wird. Daraufhin dehnt sich die Luft in den Frakturen aus und die Kristalle zerbrechen exakt.

E i t tü li h kl d ß di 5 bi 10 b d Pf ff h t B i i l i ht i h d i dEs ist natürlich klar, daß die 5 bis 10 bar aus dem Pfeffer-schoten-Beispiel nicht ausreichend sind, um Diamanten zu spalten. Erste Versuche geben darüber Aufschluß, wie hoch der Druck dafür sein muß.

Das Prinzip ist jedoch das gleiche!



KERNAUSSAGEN VON TRIZ

Einer großen Anzahl von Erfindungen liegt eine vergleichsweise kleine Anzahl vonvergleichsweise kleine Anzahl von

Lösungsprinzipien zugrunde.

Erst das Überwinden von Widersprüchen macht innovative Entwicklungen möglich.

Die Evolution technischer Systemefolgt bestimmten Musternfolgt bestimmten Mustern.



1. EVOLUTION TECHNISCHER SYSTEMElit

ät) Virtuelle

(projizierte) Tastatur

ms

(z.B

. Mob

i

Flexible, zusammenrollbareTastatur

FeldorientiertesSystem

n de

s S

yste

m

Klappbare Tastatur

ElastischesSystem

Ken

nziff

ern

normale“

Klappbare Tastatur(gelenkig)

Neue Generation:Sprachsteuerung?

System mitGelenk-punkten

StarreFolientastatur

„normaleTastatur

Starres

Zeit

Folientastatur StarresSystem



2. ÜBERWINDUNG VON WIDERSPRÜCHEN

Ein Schiff soll schneller fahren ohne jedoch denEin Schiff soll schneller fahren, ohne jedoch den Verbrauch zu verschlechtern!

Lö d h B H d f il S hiffLösung durch z.B. Hydrofoil-Schiffe



3. ALLGEMEINE VERFAHREN & PRINZIPIEN

Überraschungsei

Planetengetriebe Bauschutt-Rutsche

TeleskopantenneVerschachteln,

Dinge ineinander platzieren:Prinzip der „Steckpuppe“!

Computerviren„Trojaner“



TRIZ VORGEHENSWEISE



TRIZ-TOOLS

Innovations-ChecklisteIdealitätRessourcenProblemformulierungARIZ

S-KurveEvolutionsprinzipienARIZ

Zwerge-ModellMZK-Operator

Innovationsebenen

EffekteWiderspruchsanalyse

Technische WidersprüchePhysikalische WidersprücheWiderspruchsanalyse

Stoff-Feld-AnalyseDatenbanken

Physikalische WidersprücheInnovative Grundprinzipien76 Standardlösungen



Philosophie

TRIZ-METHODE

IdealitätRessourcenRaum / Zeit

SystemansatzWiderspruch

Philosophie

Widerspruch

Algorithmus zur Lösung von Erfindungsaufgaben (ARIZ) Methode

mehrere individuelle Vorgehensweisen

Stoff-Feld Analyse Innovationscheckliste

Problemformulierung Evolutionsprinzipien

Widerspruchsmatrix Separationsprinzipien

Werkzeuge

76 Standardlösungen Effektdatenbank



RAHMENPLAN FÜR DIE TRIZ-WERKZEUGE

SpezialisierungAnalyse Abstraktion Ideenfindung Bewertung

EffekteInnovations-Checkliste

Ressourcen Physikalische Wid ü h

Technische Widersprüche

40 Grundprinzipien

4 Separations-i i i

Idealität

Evolutions-Gesetze

Objekt-

Operator MZK

WidersprücheIdealität

Z

prinzipienFunktions-

Modellierung

Obj k

(Trimming)

Funktions-Modellierung

ObjektModellierung Zwerge

Evolutions-Gesetze

Objekt-Modellierung

Evolutions

S-Kurve

EffekteSystem

TrimmingEvolutions-

Gesetze

Stoff-Feld-Modellierung

76 Standard-Lösungen



Analyse der Problemstellungy g



PROBLEMSTELLUNG

“Wenn ich 1 St nde Zeit hätte ein Problem lösen on dem mein Leben“Wenn ich 1 Stunde Zeit hätte, ein Problem zu lösen, von dem mein Leben abhängt, dann würde ich:

40 Minuten damit verbringen, das Problem zu untersuchen,

15 Minuten damit verbringen, die Untersuchung nochmals zu prüfeng g p

und 5 Minuten damit verbringen, das Problem zu lösen.”

Albert Einstein

Eine gute Problembeschreibung birgt schon den

größten Teil der Lösung in sich.größten Teil der Lösung in sich.



INNOVATIONS-CHECKLISTE (1)

Die Innovations-Checkliste beinhaltet...

...die genaue Ermittlung der Problemsituation,Definition von System Umfeld Ressourcen...Definition von System, Umfeld, Ressourcen,

...die Identifizierung von schädlichen und nützlichen Funktionen.

Nutzen der Innovations-Checkliste:

systematische Vorgehensweise,Entscheidungsgrundlage,nachvollziehbare Dokumentation.



INNOVATIONS-CHECKLISTE (2)

Informationen über das zu verbessernde Objekt und dessen Funktionen, Arbeitsweise, Struktur, Umfeld

Umfeld

Verfügbare Ressourcen Stoffe, Felder, Raum, Zeiten,Funktionen Informationen

Informationen zur Problemsituation

Funktionen, Informationen

Angestrebte Änderungen,zu eliminierende Nachteile,

Historie des Problems, Sekundärprobleme ool

Zulässige Änderungen

p

Spielraum für Änderungen,konstante und variable Eigenschaften

Idee

n-Po

Auswahlkriterien für Lösungskonzepte

Technische und ökonomische Eigenschaften,Zeitplan, Neuartigkeit

Bisherige Lösungsversuche Interne und externe Lösungsversuche,analoge Problemstellungen



Wo wird das Problem gelöst?

9-Felder-Modell



PROBLEM: „INSASSE WIRD BEIM UNFALL VERLETZT“

Drumherum und jetzt:Drumherum und vorher: Drumherum und nachher:

Knautschzone des „Gegners“ nutzen

Sensoren erfassen umgebende Autos

Informieren der Notrufzentrale und

Verkehrsfunk

Drumherum und jetzt:Drumherum und vorher: Drumherum und nachher:

Ai b hüt t IGeschwindigkeit,

L kb t Türen lassen sichHier und jetzt:Hier und vorher: Hier und nachher:

Airbag schützt InsasseLenkbewegung etc. wird erfasst

Türen lassen sich leicht öffnen

Gurtstraffer werden eingesetzt

Sensoren erfassen Position und Statur

des Insassen

Beschädigter Tank dichtet selbst ab

Innendrin und jetzt:Innendrin und vorher: Innendrin und nachher:



DER SYSTEM-ANSATZ / DAS „9-FELDER-DENKEN“

GegenwartVergangenheit Zukunft

Super-SystemSupersystem Supersystemy

SystemSystem System

Sub-SystemSubsystem SubsystemSystem



MEHRFACHE ANSATZPUNKTE ZUR LÖSUNG

Supersysteme

Input Wirkung

Fragen:

SystemFunktionVergangenheit Zukunft

gWas geht in das System?Was kommt aus dem System heraus?

ProblemVergangenheit Zukunft

Fragen:Was war in der Vergangenheit?Was ist in der Gegenwart?Was wird in der Zukunft sein?

OutputUrsacheFragen:

Wie arbeitet das System innerhalb seiner Umgebung?

Was wird in der Zukunft sein?

SubsystemeWie arbeitet das System innerhalb seiner Umgebung?Interagiert das System mit anderen Systemen?Wie funktioniert alles zusammen?Wie arbeiten und interagieren die kleinen Systeme oderTeile im System?



Was ist das Ziel?

Idealität / Ideales Endresultat



IDEALITÄT

∑ Funktionender nützlichen

∑=

F ktihädli hdIdealität ∑ Funktionender nützlichen

∑ Funktionenschädlichender

Nützliche Funktionen: FunktionserfüllungSchädliche Funktionen: Energieverbrauch, Platzbedarf,

Geräuschentwicklung, Gewicht,Abprodukte, Verschleiß etc.



IDEALITÄT

=NULL

Ideales EndresultatHauptfunktion

NULLgar keine schädlichen Funktionen

D.h. die Funktion eines Systems wird erfüllt,ohne daß das System dazu notwendig ist!



IDEALITÄT IN DER PRAXIS (1)

Prüfung der Säureresistenz von Materialien

SäurebadSäurebadMaterialproben

Problem: Langfristige Zerstörung des Säurebad-Behälters, da viele Proben in dem Behälter geprüft werden.

Formulierung des „Idealen Endresultats“:Die Proben werden auf ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber Säure geprüft, ohne daß ein Säurebad-Behälter notwendig ist.



IDEALITÄT IN DER PRAXIS (2)

Prüfung der Säureresistenz von Materialien

Säure

Materialproben

Ideale Lösung:Ideale Lösung:Die Proben erfüllen die Funktion des Säurebehälters, an den Innenwänden kann somitdie Säureresistenz des Materials geprüft werden.



6 SCHRITTE ZUR STEIGERUNG DER IDEALITÄT

Eliminierung von Hilfs- oder Sekundärfunktionen.Billig-Airlines verzichten auf zweitrangigen“ Service-Leistungen (GetränkeBillig Airlines verzichten auf „zweitrangigen Service Leistungen (Getränke, Mahlzeiten etc.)

Eliminieren von Bauteilen und Objekten.DVD Pl h i Di l R äh h Räd S ft hDVD-Player ohne eigenes Display, Rasenmäher ohne Räder, Software ohne Datenträger...

Selbsttätigkeitspotentiale wie Selbstversorgung, Selbstregelung nutzen.Selbstschärfende Klingen, automatische Kettenspanner, selbstabdichtende Tanks

Ersetze das System oder Bestandteile durch einfachere Systeme.Kabel werden durch Funk oder Infrarotverbindung ersetztKabel werden durch Funk oder Infrarotverbindung ersetzt

Anwendung eines neuen Funktions-/Wirkprinzips.Wasserstrahlschneiden anstelle Sägen, Sprachsteuerung anstelle Tastatur etc.

Vorhandene Ressourcen nutzen.Reflektion von einfallendem Licht bei Signalflächen (Fahrräder, KFZ-Kennzeichen)



Womit wird das Problem gelöst?

Ressourcen



Stoffliche Resso rcen Feldförmige Resso rcen

RESSOURCEN

Stoffliche Ressourcen:• Abfall• Rohmaterialien• Systembestandteile• preiswerter Stoff

Feldförmige Ressourcen:• Energie im System• Energie aus der Umgebung• auf mögliche Energiequellen aufbauen• Abfall des Systems wird zur Energiequelle des Systems

• Substanzfluß• Substanzeigenschaften

Zeitliche Ressourcen:• im Voraus arbeiten• vertakten

Räumliche Ressourcen:• Leeraum• andere Dimension• vertikale Anordnung

• parallel arbeiten• Nacharbeiten

Ressourcen

• vertikale Anordnung• Verschachtelung

Informationsressourcen:• Information durch Substanz selbst überbracht• Information ist inhärente Eigenschaft• Information ist inhärente Eigenschaft• bewegliche Information• temporäre, flüchtige Information• Information über Zustandsänderung

Funktionale Ressourcen:• primäre Funktion bietet selbst Ressourcen• schädliche Effekte nutzen• sekundäre oder Hilfsfunktionen nutzen



BEISPIEL RESSOURCEN

Bei einer Reifenpanne sind einem Autofahrerdie Radbolzen verloren gegangen.

W l h R t h ihWelche Ressourcen stehen ihmzur Lösung des Problems zur Verfügung?

Die übrigen Räder sind jeweils mit 4 Bolzen befestigt.

Als Ressource stehen also diese Bolzen zur Verfügung:Wenn er von jedem Rad einen Bolzen entfernt und das Reserverad

mit diesen Bolzen befestigt, gelangt er zumindest in die nächste Werkstatt.



EINFACHE TRIZ-TOOLS INNERHALB DER INNOVATIONS-CHECKLISTE

Wo löse ich das Problem?• Wo und wann taucht das Problem auf?• Lösungsmöglichkeiten vor / nach auftreten des Problems• Lösungsmöglichkeiten in der Umgebung• Lösungsmöglichkeiten innerhalb des Systems

Was ist das Ziel?Id lität üt li h F kti / hädli h F kti• Idealität – nützliche Funktionen / schädliche Funktionen

• Ideales Endresultat – Funktionserfüllung ohne das System

Womit löse ich das Problem?Womit löse ich das Problem?• Ressourcen:

Stoffe, Felder, Zeiten, Raum, Funktionen, Informationen



Funktionsmodell



WAS IST EINE FUNKTION?

Eine Funktion faßt im Sinne von TRIZ dieEine Funktion faßt im Sinne von TRIZ die folgenden Begriffe zusammen:

ein Ereignis,g ,einen Zustand,eine Tätigkeit.

Beispiele:

• Ereignis: Bewegung des Zahnrads

• Zustand: Tasse ist sehr heiß

• Tätigkeit: Ventilator bewegt die Luft



FUNKTIONSMODELLIERUNG

FunktionenFunktionen

Schädliche NützlicheFunktionen Funktionen

Primär schädliche Funktion Primär nützliche Funktion(PSF) (PNF)

Für jedes System innerhalb einer Problembeschreibung kann jeweils eine primär nützliche und eineprimär schädliche Funktion definiert werden.

PNF und PSF eigenen sich gut als Startpunkt für die Funktionsmodellierung.



VERKNÜPFUNG VON FUNKTIONEN

Funktionen(Ereignis Zustand Tätigkeit Bedingung)(Ereignis, Zustand, Tätigkeit, Bedingung)

Verknüpfungen

erzeugt“„erzeugt“

„wirkt entgegen“



ABLEITUNG VON INNOVATIONS-RICHTLINIEN

NützlicheFunktion 2

NützlicheFunktion 1

erzeugt 1. Finde eine Alternative, um [NF1] zu erhalten, die [NF2] verbessert oder unterstützt.

2 Finde einen alternativen Weg um [NF2] zu erhalten derFunktion 2Funktion 1 2. Finde einen alternativen Weg, um [NF2] zu erhalten, der [NF1] nicht benötigt.

SchädlicheFunktion 1

SchädlicheFunktion 2

verursacht 1. Finde eine Möglichkeit [SF1] zu eliminieren, um [SF2] zu verhindern.

2. Finde eine Möglichkeit [SF2] zu eliminieren unter der Bedingung von [SF1].

verursacht 1. Finde eine Alternative, um [NF] zu erhalten, die [SF] nicht verursachtSchädliche

FunktionNützlicheFunktion

verursacht.2. Finde eine Möglichkeit [SF] zu eliminieren unter der

Bedingung von [NF].

NützlicheFunktion

SchädlicheFunktion

wirkt entgegen1. Finde eine Alternative, um [NF] zu erhalten, die [SF]

eliminiert.


2. Finde eine Möglichkeit [SF] zu eliminieren.


IDENTIFIZIERUNG VON WIDERSPRÜCHEN

NützlicheNützliche Nützliche SchädlicheNützlicheFunktion

NützlicheFunktion

Eine NF erzeugt

NützlicheFunktion

SchädlicheFunktion

Eine NF wirkt

SchädlicheFunktion

Eine NF erzeugt eine andere NF, verursacht aber eine SF.

SchädlicheFunktion

Eine NF wirkt einer SF entgegen, verursacht aber eine andere SF.

NützlicheFunktion

SchädlicheFunktion

• Die Funktionsmodellierung wird heute von Software unterstützt.

D b i d di I ti Ri htli iNützlicheFunktion

SchädlicheFunktionFunktion Funktion

Eine NF wirkt einer SF

• Dabei werden die Innovations-Richtlinien automatisch generiert und Widersprüche identifiziert.

• Somit sind auch komplexe Problem-Modelle schnell erfaßbar

Funktion Funktion

Eine NF wirkt einer SF entgegen

NützlicheFunktion

einer SF entgegen, verhindert aber auch eine andere NF.

schnell erfaßbar.

NützlicheFunktion

SF entgegen, verhindert aber auch eine andere NF.



ObjektmodellObjektmodell



OBJEKTMODELLIERUNG

Bei der Objektmodellierung wird dasBei der Objektmodellierung wird das betrachtete System mit seinen Bestandteilen

und Zusammenhängen untersucht.gVerknüpfungen zwischen den Bestandteilen können nützlich oder auch schädlich sein.

bewegt Hammer

Meissel

Mensch treibtermüdet

hält

zertrümmertFelsen



OBJEKTMODELL, BEISPIELEiswürfel-Form

hält, formt friert fest

Eiswürfel„bricht“ heraus

Kühlschrank Benutzerkühlt

gefriert zu

gefriert

kühlt

erfrischtverdünnt

GetränkWasser


Get ä


OBJEKTMODELL, TRIMMINGEiswürfel-Form

Funktion des getrimmten Objektes wirdvon einem anderen Teil übernommen!

friert fest

hält, formt

Eiswürfel„bricht“ heraus

Kühlschrank Benutzerkühlt

gefriert zu

gefriert

kühlt

erfrischt

GetränkWasser

verdünnt


Get äverdünnt


Technische Widersprüchep



TECHNISCHER WIDERSPRUCH

Ein Problem ist gekennzeichnet durch die Verbesserung eines Parameters und die d lti d V hl htdaraus resultierende Verschlechterung

eines anderen Parameters.

Andere Bezeichnungen:

• Konflikt

• Dilemma

Besser

• Technical Contradiction

• Engineering ContradictionSchlechter



DIREKTE ABHÄNGIGKEIT

Um einen Widerspruch zu definieren muss man sich fragen:Um einen Widerspruch zu definieren, muss man sich fragen:„Was steht einer Verbesserung im Weg?“

B I h ö ht i S hiff h ll h bz.B. Ich möchte ein Schiff schneller machen, aber...• ...dadurch verbraucht es mehr!• ...sind bei Unfällen die Insassen mehr gefährdet!g• ...die Umwelt wird stärker belastet!• ...

Die widersprüchlichen Eigenschaften müssen direkt voneinander abhängig sein!



VORGEHENSWEISE

39 technische Widerspruchsmatrix 40 innovative39 technischeParameter

40 innovativeGrundprinzipien

Aufgabenstellung Kon eptent ickl ngAufgabenstellungEntwicklungsbedarfKundenforderungen

QFD / House of Quality

Konzeptentwicklung:Brainstorming

Morphologischer Kastenetc.



39 TECHNISCHE PARAMETER1. Gewicht eines bewegten Objektes2. Gewicht eines stationären Objektes3 Länge eines bewegten Objektes

21. Leistung22. Energieverschwendung23 Materialverschwendung3. Länge eines bewegten Objektes

4. Länge eines stationären Objektes5. Fläche eines bewegten Objektes6. Fläche eines stationären Objektes7 Volumen eines bewegten Objektes

23. Materialverschwendung24. Informationsverlust25. Zeitverschwendung26. Materialmenge27 Lebensdauer/Zuverlässigkeit/Sicherheit

Kraft

7. Volumen eines bewegten Objektes8. Volumen eines stationären Objektes9. Geschwindigkeit

10.11. Druck und Spannung

27. Lebensdauer/Zuverlässigkeit/Sicherheit28. Meßgenauigkeit29. Fertigungsgenauigkeit30. Äußere negative Einflüsse auf

ObjekteForm

p g12.13. Stabilität eines Objektes14. Festigkeit15. Haltbarkeit eines bewegten

j31. Negative Nebeneffekte des

Objektes32. Fertigungsfreundlichkeit33. Benutzungsfreundlichkeit

Objektes16. Haltbarkeit eines stationären

Objektes17. Temperatur

34. Reparaturfreundlichkeit35. Anpassungsfähigkeit36. Komplexität in der Struktur37. Komplexität in der Kontrolle oder

M18. Helligkeit19. Energieverbrauch eines bewegten

Objektes20. Energieverbrauch eines stationären

Objektes

Messung38. Automatisierungsgrad39. Produktivität


Objektes


DIE WIDERSPRUCHSMATRIX

Parameter, der sich nicht verschlechtern sollde

n so

lles

sert

wer

dr,

der v

erbe

Lösungsprinzipien, die in der Vergangenheit auf innovative

Weise den Widerspruch gelöst

Para

met

er haben.



1. Zerlegung/Segmentierung2. Abtrennung

Ö Q ä

21. Überpringen/Durcheilens22. Schädliches in Nützliches wandeln

ü

40 INNOVATIVE GRUNDPRINZIPIEN (IGP)

3. Örtliche Qualität4. Asymmetrie5. Vereinen/koppeln6. Universalität

23. Rückkopplung24. Vermittler25. Selbstversorgung/Selbstbedienung26. Kopieren

Ideen entwickeln mit Hilfe der Lösungsprinzipien.

Am besten im Team!

7. Verschachtelung/Steckpuppe8. Gegenmasse/Gegengewicht9. Vorgezogene Gegenwirkung

10. Vorgezogene Wirkung

27. Billige Kurzlebigkeit28. Mechanik ersetzen29. Pneumatik und Hydraulik30. Flexible Hüllen und Filme

11. Vorbeugungsmaßnahme/unterge-legten Kissens

12. Äquipotential13. Funktionsumkehr

31. Poröse Materialien32. Farbveränderung33. Homogenität34. Beseitigung und Regeneration

14. Krümmung/Kugelähnlichkeit15. Dynamisierung16. Partielle oder überschüssige

Wirkung

g g g35. Eigenschaftsänderung/Aggregat-

zustand36. Phasenübergang37. Wärmeausdehnungg

17. Höhere Dimension18. Mechanische Schwingungen19. Periodische Wirkung20 Kontinuität der Prozesse

g38. Starkes Oxidationsmittel39. Inertes Medium40. Verbundmaterial/Stoffzusammen-

setzung


20. Kontinuität der Prozesse setzung


BEISPIEL TECHNISCHER WIDERSPRUCH

Beispiel: Die Flanschverbindung einer Turbine soll lä i b di h dzuverlässig abgedichtet werden.Bisher waren für die Flanschverbindung über 100

Schrauben notwendig.Das Gewicht ist zu hoch, die Montage zu aufwendig.

Schraubenverbindungen



WIDERSPRUCH FORMULIEREN

Zu verbessern ist: Technische Parameter:

Das GewichtDie MontagefreundlichkeitDie Komplexität

2: Masse des unbewegl. Objektes33: BedienkomfortDie Komplexität

Es soll sich nicht verschlechtern:

33: Bedienkomfort36: Kompliziertheit d. Struktur

Die ZuverlässigkeitDie Stabilität

27: Zuverlässigkeit13: Stabilität des Objektes

Folgende Grundprinzipien werden unter anderem gefunden:

17: Übergang in eine höhere Dimension2: Abtrennung30: Anwendung flexibler Hüllen und dünner Folien30: Anwendung flexibler Hüllen und dünner Folien



WIDERSPRUCHSMATRIX

Innovative GrundprinzipienPrinzip Nr. 17: Übergang in eine höhere Dimension



DIE LÖSUNG DES UNTERNEHMENS

US Patent 5,230,540 von 1990.

Übergang von einer2D-Form (Fläche)

zu einer

Von einer ebenen Flanschfläche zu einer

zu einer3D-Form (Konus)

Von einer ebenen Flanschfläche zu einer schräg gestellten Fläche.

Ausnutzung der Klemmwirkung!

Dadurch Reduzierung der Schra benan ahl m 50%!Schraubenanzahl um 50%!



Physikalische Widersprüchey p



PHYSIKALISCHE WIDERSPRÜCHE

Ein Problem ist gekennzeichnet durch das Vorhandensein zweier gegensätzlicher

Ausprägungen des gleichen ParametersAusprägungen des gleichen Parameters.

Auflösung physikalischer Widersprüche durch Separationsprinzipien:

Separation im..................................... RaumS ti i d Z itSeparation in der ............................... ZeitSeparation innerhalb eines................ Objektes und seiner TeileSeparation durch................................ Bedingungswechsel



LÖSEN EINES PHYSIKALISCHEN WIDERSPRUCHS

Metallteile werden in einem Flüssigkeitsbad beschichtet.Metallteile werden in einem Flüssigkeitsbad beschichtet.Eine höhere Temperatur beschleunigt dabei den Beschichtungsprozeß. Die Flüssigkeit hat jedoch die Eigenschaft, sich bei hohen Temperaturen zu zersetzen und auszuflocken.

Physikalischer Widerspruch:Die Flüssigkeit soll eine möglichst hohe Temperatur haben, umden Beschichtungsprozeß zu beschleunigen, gleichzeitig muß siejedoch möglichst kalt bleiben, um ihre chemische Stabilität zugewährleisten.

Lösung durch Separation im Raum:Anstelle die Flüssigkeit zu erhitzen werden die Metallteileerwärmt. Dadurch heizt sich nur die Flüssigkeit in unmittelbarerNähe der Bauteile auf, insgesamt wird ein niedrigesTemperaturniveau beibehaltenTemperaturniveau beibehalten.



SEPARATION IN DER ZEIT

Das Tragflächenprofil eines Flugzeugs wird den jeweiligen Situationen des Fluges durch entsprechendeKlappen angepaßt, z.B. Start, Reiseflug, Landung.



SEPARATION INNERHALB EINES OBJEKTES UND SEINER TEILE

Eine Fahrradkette ist als Gesamtsystem flexibel und biegsam, obwohl die einzelnen( )Bestandteile (die Kettenglieder) sehr stabil und massiv sind.



SEPARATION DURCH BEDINGUNGSWECHSEL (1)

Wasser kann je nach Geschwindigkeit des eintauchenden Körpers sehr „hart“ sein und einen großenWiderstand leisten es kann aber auch sehr weich und nachgiebig seinWiderstand leisten, es kann aber auch sehr weich und nachgiebig sein.Stichwort „Wasserstrahlschneiden“



Stoff-Feld-AnalyseStoff Feld Analyse



STOFF-FELD-ANALYSE (1)

Ein vollständiges technisches SystemEin vollständiges technisches Systembesteht mindestens aus zwei Stoffen,

die über ein Feld in Wechselwirkung stehen.

Andere Bezeichnungen:

• WePol-Analyse

• Su-Field-Analyse (Substance-Field)



STOFF-FELD-ANALYSE (2)

Arten von Feldern:Arten von Feldern:• Mechanisches Feld• Thermisches Feld

Ch i h F ld

F(Gravitation)

• Chemisches Feld• Gravitationsfeld• Elektrisches Feld

S1(Erde)

S2(Mond)( ) ( )

Ein Feld ist im Sinne von TRIZ als eine Wechselwirkung zu

sehen, über die zwei Substanzen miteinander interagieren.



ANWENDUNGSBEREICHE DER SU-FIELD-ANALYSE

Die Stoff-Feld-Modellierung dient der Konzentration auf den Problemkern.

Problemstellungen werden durch SF-Modelle abstrahiert.

Stoff-Feld-Modelle können eingesetzt werden, um...

...Systeme zu vervollständigen.

...Systeme zu verbessern.Systeme weiterzuentwickeln...Systeme weiterzuentwickeln.

...schädliche Effekte zu beseitigen.



SYNTAX UND SYMBOLIK

Beispiel:Stoffe:

Felder:

Wechselwirkungen: Wirkung / Zusammenhang

Erwünschte Wirkung

Erwünschte aber unzureichende Wirkung

Schädliche Wirkung

Transformation S-F-Modell 1 nach S-F-Modell 2



VORGEHENSWEISE STOFF-FELD-ANALYSE

Identifizierung der SystemelementeSystemelemente

(Stoffe und Felder)

Kategorien:

Generierung des Stoff-Feld-Modells

1. Aufbau und Zerlegung2. Verbesserung3. Ober-/Untersysteme4. Erkennen/Messen5. Hilfen

Anwendung der 76 Standardlösungen je nach

Aufgabenstellung5 e

Erstellung von Lösungskonzepten

Evaluierung der Lösung



REGELN UND HINWEISE

• S1 ist üblicherweise der „Empfänger“ bzw. das Objekt einer Aktion, also das Element, was verändert, bearbeitet oder umgewandelt wird.S1 ist also „passiv“.

• S2 ist dabei das „Werkzeug“, also der Verursacher der Aktion.„ g ,S2 ist „aktiv“.

• Oftmals ist es sinnvoller, das „Werkzeug“ zu verändern, da das Objekt oftmals nicht leicht beeinflußbar ist (z.B. ein Naturobjekt).



STOFF-FELD-VARIATIONEN

??



VORGEHENSWEISE DER STOFF-FELD-ANALYSE

Analyse

76 Standardlösungen

Legende:

Entscheidungen



Effekte-Datenbanken



WISSENSBEDARF

Man kann davon ausgehen, daß mehr als 99% für eine Problemlösung benötigtes Wissen bereits vorhanden ist!

Nur wo?

Auf der ganzen Welt verteilt allerdings unstrukturiert!Auf der ganzen Welt verteilt, allerdings unstrukturiert!

TRIZ stellt eine Sammlung von über 250 physikalischen Grundeffekten und Phänomenen zur Verfügung.Die Effekte sind nach Aufgabenstellungen bzw. Funktionen gegliedert (z. B T t höh S b t b t )B. Temperatur erhöhen, Substanz bewegen etc.).Die Sammlung wird von geometrischen Effekten (>50) und chemischen Effekten (>120) ergänzt.Die Datenbanken wurden früher in Form von Büchern geführt, heute sind sie in TRIZ-Software implementiertsie in TRIZ-Software implementiert.

Selektierte und bewertete Datenbank physikalischer, chemischer und geometrischer Effekte,die bei innovativen Problemlösungen bereits mit Erfolg eingesetzt wurden:

Zugang problemorientiert nicht nach Sachgebieten selektierte illustrative Beispiele Patent-Zugang problemorientiert, nicht nach Sachgebieten, selektierte, illustrative Beispiele, Patent-und/oder Literatur-Bezug.

Quellen: Bücher, Literatur, Software, Internet etc.



EFFEKTE - VIELE WEGE FÜHREN ZUM ZIEL

Aufgabe einer Physikprüfung an der Universität von Kopenhagen:

“Beschreiben Sie, wie man die Höhe eines Wolkenkratzers mit einem Barometer feststellt.”

Antwort des Studenten:

“Sie binden ein langes Stück Schnur an den Ansatz des Barometers, senken dann das Barometer vom Dach des Wolkenkratzers zum Boden. Die Länge der Schnur plus die Länge des Barometers entspricht der Höhe des Gebäudes.”“Erstens könnten Sie das Barometer bis zum Dach des Wolkenkratzers nehmen, es über den Rand fallen lassen und die Zeit messen die es braucht, um den Boden zu erreichen. Die Höhe des Gebäudes kann mit der Formel H = 0 5 g * t² berechnet werden Der Barometer wäre allerdings dahinmit der Formel H 0.5 g t berechnet werden. Der Barometer wäre allerdings dahin.

Oder, falls die Sonne scheint, könnten Sie die Höhe des Barometers messen, es hochstellen und die Länge seines Schattens messen. Dann messen Sie die Länge des Schattens des Wolkenkratzers, anschließend ist es eine einfache Sache, anhand der proportionalen Arithmetik die Höhe des Wolkenkrat ers berechnenWolkenkratzers zu berechnen.

Wenn Sie aber in einem hohem Grade wissenschaftlich sein wollten, könnten Sie ein kurzes Stück Schnur an das Barometer binden und es schwingen lassen wie ein Pendel, zuerst auf dem Boden und dann auf dem Dach des Wolkenkratzers. Die Höhe entspricht der Abweichung der gravitationalen Wiederherstellungskraft T = 2 π im Quadrat (l/g).

Oder, wenn der Wolkenkratzer eine äußere Nottreppe besitzt, würde es am einfachsten gehen, da hinaufzu steigen, die Höhe des Wolkenkratzers in Barometerlängen abzuhaken und oben zusammenzählen.



MÖGLICHKEITEN

Wenn Sie aber bloß eine langweilige und orthodoxe Lösung wünschen, dann können SieWenn Sie aber bloß eine langweilige und orthodoxe Lösung wünschen, dann können Sieselbstverständlich das Barometer benutzen, um den Luftdruck auf dem Dach des Wolkenkratzers undauf dem Grund zu messen und der Unterschied bezüglich der Millibare umzuwandeln, um die Höhedes Gebäudes zu berechnen.

Aber da wir ständig aufgefordert werden die Unabhängigkeit des Verstandes zu üben undAber da wir ständig aufgefordert werden die Unabhängigkeit des Verstandes zu üben undwissenschaftliche Methoden anzuwenden, würde es ohne Zweifel viel einfacher sein, an der Tür desHausmeisters zu klopfen und ihm zu sagen: Wenn Sie ein nettes neues Barometer möchten, geb ichIhnen dieses hier, vorausgesetzt Sie sagen mir die Höhe dieses Wolkenkratzers.”

Der Student war Nils Bohr, der erste Däne überhaupt, der den Nobelpreis für Physik erhielt.



ANWENDUNG PHYSIKALISCHER EFFEKTE (1)

Beispiel: Curie-Effekt

Der Curie-Effekt beschreibt die Änderung der magnetischen bzw. ferromagnetischen Eigenschaften eines Materials.Der Curie-Punkt ist dabei die Temperatur, bei der ein Material seine ferromagnetischen Eigenschaften verliert und zu einem paramagnetischen Material wird.

Anwendung:Ein Hersteller von Pleuelstangen muß für den Fertigungsprozeß eine genaueWerkstücktemperatur sicherstellen Herkömmlicherweise wird die Temperatur derWerkstücktemperatur sicherstellen. Herkömmlicherweise wird die Temperatur derPleuelstangen vor der Fertigungsstation gemessen. Durch die Messung kommt esjedoch oft zu einer Abkühlung des Materials.

LöLösung:Der Curie-Punkt des Materials liegt bei genau 780 °C. Somit können durch denEinsatz einer entsprechenden Vorrichtung Teile, die eine Temperatur kleiner 780 °Chaben, aussortiert werden, da das Material unterhalb dieser Temperatur magnetischist, oberhalb dieses Wertes jedoch die magnetischen Eigenschaften verliert.ist, oberhalb dieses Wertes jedoch die magnetischen Eigenschaften verliert.



Zwerge-Modellierungg g



ZWERGE-MODELLIERUNG

Kreativ-Werkzeug zur Analyse des Problems.Kreativ Werkzeug zur Analyse des Problems.

Grafische Nachbildung der Konflikt-Situation mit Hilfe von „Zwergen“, auch „Smart Little People“ oder „Smart Little Creatures“ genannt.

Modifikation des Modells, so daß die „Zwerge“ ohne Konflikte miteinander interagieren können.Z i d l t b fl ib l k ik ti kö d k h d lZwerge sind unverletzbar, flexibel, kommunikativ, können denken, handeln, sich bewegen, hören, sprechen etc.

Die Zwerge sollten veränderliche Systemelemente widerspiegelnDie Zwerge sollten veränderliche Systemelemente widerspiegeln.

Die Skizzen sollten auch ohne Erklärung aussagekräftig und selbsterklärend sein.

Das Zwerge Modell soll das Verständnis für das „Ideale Ergebnis“ erhöhen („was ist zu tun?“).



SPIELERISCH ABSTRAHIEREN... MIT „ZWERGEN“

Spezielles Problem:O fü äEin Objekt, das leichter als Wasser ist, soll am Boden eines mit Wasser gefüllten Behälters liegen bleiben.

Wie kann man das erreichen?



KLEINE ZWERGE BILDEN DAS PROBLEM NACH...

Wasser-Zwerge

Schwimmkörper-Zwerg

Die Wasser-Zwerge drücken den Schwimmkörper immer wieder nach oben, sobald dieser versucht, zum Boden des Behälters zu gelangen.



WAS MUSS GETAN WERDEN?

Wasser drücken den Schwimmkörper-Zwerg an

den Boden

Die Wasser Z erge müssen den Sch immkörper an den Boden drücken Dies geht n r enn derDie Wasser-Zwerge müssen den Schwimmkörper an den Boden drücken. Dies geht nur, wenn der Schwimmkörper ganz dicht am Boden anliegt und keine Wasser unter ihn gelangen, um ihn wieder nach

oben zu drücken.



ZWERGE-MODELLIERUNG

Situation skizzieren, in der das Problem besteht!– Welche Zwerge sind gut, welche schädlich?Welche Zwerge sind gut, welche schädlich?

– Welche sind aktiv, welche passiv?Was müssen die Zwerge tun, damit das Problem behoben wird?

– Passive Zwerge werden aktiv!

– Gute Zwerge werden leistungsfähiger, bekommen Hilfe...

– Schädliche Zwerge gehen weg, werden gefangen, eingesperrt, gefesselt oder richten trotz ihrer Aktionen keinen Schaden an

Situationen skizzieren, in denen das Problem behoben ist!

Was ist zu tun?

S tuat o e s e e , de e das ob e be obe st– Mehrer Skizzen als Möglichkeiten, Alternativen anfertigen.

– Varianten bewerten.

Abstrahieren Spezialisieren



Operator MZKp



GRENZEN DURCHBRECHEN

Üblicherweise sind Entwicklungsaufgaben immer von Einschränkungen bestimmtbestimmt.

Es stehen nur begrenzt Mittel zur Verfügung, es muss ein begrenzter Bauraum eingehalten werden, ein Vorgang muss innerhalb einer bestimmten g , g gZeit ablaufen.

Diese Einschränkungen hindern meist an eines innovativen, vollkommen neuen Lösung.

Deswegen sollte man gezielt versuchen, diese Grenzen gedanklich zu durchbrechendurchbrechen.



MZK-OPERATOR

M Z KMaße KostenZeit

M Z KMaße KostenZeit

Wie würde die Lösung aussehen, wenn...

...das System unendlich GROß ist?

... das System unendlich KLEIN ist?...UNBEGRENZT Zeit zur Verfügung steht?g g

...KEINE Zeit zur Verfügung steht?...UNBEGRENZT Kosten verursacht werden dürfen?

ü f ?

Gedankenmodell zum Abbau von Denkblockaden

...KEINE Kosten verursacht werden dürfen?



EIN BEISPIEL...

Ein Schiffsanker ist üblicherweise eine Kompromiss aus Gewicht und Haltekraft:Haltekraft:• Er darf nicht zu groß sein,• das Ankern muß in einer bestimmten Zeit geschehen,• das Material darf nicht zu teuer sein.das Material darf nicht zu teuer sein.

Was wäre wenn...• ...das Schiff / der Anker unendlich groß / unendlich kleing

wären?• ...für das Ankern unendlich viel Zeit zur Verfügung steht, oder

wenn es blitzartig passieren müsste?t M t i li i t dü ft d• ...wenn man teure Materialien einsetzen dürfte oder wenn man

„kostenlose“ Substanzen einsetzen müsste?



IDEEN? MÖGLICHE LÖSUNGEN?

An einen Felsen oder Eisberg andocken?

Einen Teil des Schiffes als Anker verwenden?

Den Anker in den Boden schießen? Rakete, Harpune?

Der Anker bohrt sich in den Boden?

Ein nasses Tuch als Anker benutzen?Ein nasses Tuch als Anker benutzen?

Den Anker mit dem Boden „verschweißen“?

Hi h T h? GPS t t A t i b h lt P iti ?High Tech? GPS-gesteuerte Antriebe halten Position?

Anker aus Wasser, wassergefüllter Sack?

Wasser gefrieren? Anker aus Eis?

... Fazit: „Einfach mal übertreiben!“



Problemlösungsalgorithmus ARIZProblemlösungsalgorithmus ARIZ



ARIZ

Theorie Algorithmus

TRIZ ARIZdes erfinderischen Problemlösens

ARIZ = Algorithmus des erfinderischen Problemlösens.

des erfinderischen Problemlösens

Der ARIZ durchlief mehrere Entwicklungsschritte,dabei wird die jeweilige Version durch die angehängte Jahreszahl kenntlich gemacht:kenntlich gemacht:

• ARIZ 77: Version von 1977• ARIZ 85B: Version von 1985

ARIZ 95: Version von 1995• ARIZ 95: Version von 1995

Der ARIZ 85B ist die letzte von Altschuller zertifizierte Version.



ARIZ - VORGEHENSWEISE 3. Bewertungsphase:• Überprüfung der Widerspruchs-

lösung• Maximierung der Verwendbar-

2. Lösungsphase:Id l E d lt t

keit der Lösungen• Analyse des Lösungsprozesses Lösung

• Ideales Endresultat• Ressourcen• Wissensbasis• Modifikation der

Problemstellung

1. Definitionsphase:• Problemanalyse• Analyse des

P bl M d ll

g

• Idealität• Physikalische Widersprüche

Problem-Modells

• Technische Widersprüche

• Zwerge-Modell• Effekt-Datenbank

TRIZ Werk e geProblem

• Technische Widersprüche• 76 Standardlösungen• Stoff-Feld-Ressourcen

TRIZ-Werkzeuge



ARIZ - ÜBERBLICK

Lösungsschema für komplexe Problemstellungen.Iterative Vorgehensweise zur Problemfokussierung.Algorithmisierte Anwendung mehrerer TRIZ-Werkzeuge(Idealität, Widersprüche, Ressourcen, Zwerge-Modell etc.).

Voraussetzungen für die Anwendung des ARIZ:

Strikte Einhaltung der Ablaufschritte.Fokussierung auf eine konkrete Problemstellung.U t U tä d h f h it ti N f li d P bl t llUnter Umständen mehrfache iterative Neuformulierung der Problemstellung.

Aufgrund der „Unhandlichkeit“ des ARIZ und des zunehmenden Einsatzes von TRIZ-Software wird derARIZ nur bei sehr komplexen Problemstellungen (4 % der Fälle) angewendet.

HS Vorlesung Quality Engineering, Alexander Frank©


Problemlösungs-Fahrplang p



NICHT SCHADEN KANN...

...Gruppenarbeit.

...auch „fachfremde“ Personen einbeziehen.i f h F li ähl...einfache Formulierungen wählen.

...so daß es ein Kind auch verstehen würde.

...Brainstorming als Hilfsmittel einsetzen.g

...Ideenpool anlegen.

...Lösungen nicht ausdetaillieren, erst sammeln.Lö ki i i h bildli h d t ll...Lösungen skizzieren, zeichnen, bildlich darstellen.

...Ideen anderer nicht kritisieren.

...Ideen anderer aufgreifen und weiterentwickeln.g



EINFACHER „LÖSUNGS-FAHRPLAN“

Was ist das Problem?

Innov.-Checkliste6 W Fragen

Was ist das Ziel?

Problem? 6-W-Fragen

Idealität, Ideales Endresultat

Wo löse ich das Problem?

Systemgedanke, „9-Felder“

Womit kann ich es erreichen?

Wenn ich etwas

Ressourcen

Wid h t i 4 S tiWenn ich etwas verbessere, was wird schlechter?

Maße Zeit Kosten

Widerspruchsmatrix40 Grundprinzipien

4 Separations-Prinzipien

Kreativität Zwerge-ModellMaße Zeit Kostenübertreiben!

Kreativität anregen



Objekt und Funktionsmodellierung

Ressourcen-Checkliste

ProblemProblem Objekt und Funktionsmodellierung


Objekt und Funktionsmodellierung


ProblemProblem

EINORDNUNG DER PROBLEMFORMULIERUNG

Innovations-Checkliste

Objekt- und FunktionsmodellierungProblemanalysierenanalysieren

ToolWidersprüche Wie?


Objekt- und Funktionsmodellierung


Objekt- und FunktionsmodellierungProblemanalysierenanalysieren

Tool Wie?Toolauswählen

Toolauswählen

Widersprüche Wie?

Verbesserung

Toolauswählen

Toolauswählen

Wie?

Verbesserung

PrinzipienPrinzipien StandardlösungenStandardlösungen EffekteEffektePrinzipienPrinzipien StandardlösungenStandardlösungen EffekteEffekte

KonzeptbewertenKonzeptbewerten

neue Probleme

KonzeptbewertenKonzeptbewertenDie Lösung verursacht

In Anlehnung an:Ellen Domb: Titanic TRIZ: Case Study Learning.11th QFD Symposium, Novi/Michigan (USA), 14 June 1999.

Lösungenumsetzen!Lösungenumsetzen!Lösungenumsetzen!Lösungenumsetzen!

HS Vorlesung Quality Engineering, Alexander FrankKJ © FBK, CCK 2001


TRIZ-„LÖSUNGS-FAHRPLAN“

Problemanalyse Klassifizierung Lösungsfindung KonzeptbewertungProblemanalyse Klassifizierung Lösungsfindung Konzeptbewertung

BeschreibungAnalyse

St kt i

InnovationschecklisteFunktionsmodellStrukturierung

Randbedingungen

Idealität

FunktionsmodellObjektmodell

Ziele definieren EvolutionsgesetzeS-Kurve

WiderspruchsanalyseRealisierungsproblemMeßproblem

OptimierungsproblemWiderspruch

WiderspruchsanalyseStoff-Feld-Analyse

Effekte-DatenbankenRessourcen

Evolutionsgesetze

Ideen kombinierenKonzepte erstellenKonzepte bewerten

UmsetzungImplementierung



Übersicht TRIZ-Software



SOFTWARE, ÜBERSICHT

Ideation International• Produkt „Innovation WorkBench™“, „Knowledge Wizard™“ etc.• www.ideationtriz.com

Invention-Machine• Produkt Goldfire Innovator™“ TechOptimizer™“ Knowledgist™“Produkt „Goldfire Innovator , „TechOptimizer , „Knowledgist• www.invention-machine.com

CREAXP d kt CREAX I ti S it ™“• Produkt „CREAX Innovation Suite™“

• www.creax.com

TriSolver Consultingg• Produkt „TriSolver™“• www.trisolver.com

InsytecInsytec• Produkt „TRIZ-Explorer“• www.insytec.com



Informationsmöglichkeiten zu TRIZg



WEITERE INFORMATIONEN ZU TRIZ

www.triz-online.de• Kostenloses Informationsportal zu TRIZ• Infos zur Geschichte, TRIZ-Werkzeugen, Software etc.• Newsletter „Innovatives Prinzip der Woche“

www.triz-online-magazin.de• Vierteljährliches, kostenloses online-Magazin• Aktuelle Artikel zu TRIZ, Innovation und Kreativität

www.triz-centrum.de• Gemeinnütziger Verein zur Förderung, Verbreitung und Weiterentwicklung von

innovationsfördernden Methoden• Netzwerk-Bildung, Erfahrungsaustausch, Hilfestellung und Beratung bei der

Anwendung von TRIZ

www.triz-journal.comwww.triz journal.com• Englischsprachiges monatliches online-Magazin


TRIZ Theory of Inventive Problem Solving - tqu-group.com · PDF file3 TRIZ - Theory of...

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