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25.09.2012
1
TRIZ – Erfinden im Vorübergehen?
Michael Schlüter System- und Produktoptimierung
Diplom-Physiker Michael Schlüter
VDI-VDE-DGQ Gemeinschaftskreis Qualitätsmanagement Hannover 24.09.2012
MS-SPO®
1. ERFINDERISCH DENKEN
25.09.2012
2
Erfinderischer Gedankengang
Kommentar
Problem / Situation Erfinderischer Anlass (Not, Spaß, Strategie ...)
Ziel / Vision Richtung
Was tun? Wie tun?
Kennzeichen erfinderischen Denkens und Handelns
Ressourcen? (vorhanden, modifizierbar ..)
Denkanstoß
Konzept Erfinderisches Ergebnis
Erfinderischer Gedankengang
Selbstfärbende Holzmöbel Geladene Gäste
Problem / Situation Farbe blättert ab (Zu) oft streichen + glätten
9 Gäste Nichts eingekauft
Ziel / Vision Selbstfärber Netter Abend
Was tun? Wie tun?
unklar „Was ist noch da?“
Ressourcen? (vorhanden, modifizierbar ..)
Zeit Billige Mittel
20 Eier + kleinere Beilagen
Denkanstoß Do it in advance + Lebenszyklus analysieren
„Früher hatte ... schon einmal ... „
Konzept Keimling bunt gießen Spiegeleierparty
Gefühlte Schwierigkeit Thematik
Eher schwer Orientierung?
Eher leicht vertraut
25.09.2012
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Erfinderischer Gedankengang
Selbstfärbende Holzmöbel Geladene Gäste
Problem / Situation Farbe blättert ab (Zu) oft streichen + glätten
9 Gäste Nichts eingekauft
Ziel / Vision Selbstfärber Netter Abend
Was tun? Wie tun?
unklar „Was ist noch da?“
Ressourcen? (vorhanden, modifizierbar ..)
Zeit Billige Mittel
20 Eier + kleinere Beilagen
Denkanstoß Do it in advance + Lebenszyklus analysieren
„Früher hatte ... schon einmal ... „
Konzept Keimling bunt gießen Spiegeleierparty
Gefühlte Schwierigkeit Thematik
Eher schwer Orientierung?
Eher leicht vertraut
TRIZ
Fazit
• erfinderisches Denken vertraut
• „Lösen/erfinden“ im Vorübergehen
• manchmal unvertraute Situationen
– konventionell: oft Stagnation
– TRIZ: unglaublicher Fortschritt
25.09.2012
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2. MUSTER KEHREN WIEDER
TRIZ historisch erfinden als
Wissenschaft
25.09.2012
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TRIZ historisch [1]
1926 * 15. Oktober: Genrich Altshuller, Tashkent
1946 Patterns of evolution of technical systems
1948 Widerspruchsmatrix + erste Inventive Principles (IP)
1952 Algorithmus zum Erfinden ARIZ-52 (ARIZ-75, ARIZ-77, ARIZ-82)
1959 Ideal Final Result (IFR)
1964 ff. Systematische Patentstudien => 35 IP => 40 IP / Matrix komplett
1970 Physical contradictions (aus den technical contradictions)
- 1985 Standard solutions, Physical effects, Substance-Field Model (SuF), Database of scientific effects
1990 TRIZ kommt über die USA u.a. nach Japan und (wieder) Deutschland
1992 Anticipatory Failure Determination (AFD: alle Fehler vorhersehen) [MS: FMEA++]
1995 Directed Evolution (DE: alle Erfindungen vorhersehen) [MS: Fleißarbeit]
1998 24. September: Genrich Altshuller, Petrozavdosk, 61 N, 34 E
Gu-lag 48-54
3. TRIZ-TOOLS
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A UND nicht-A
Einige TRIZ-Tools
Widerspruchsmatrix 40 erfinderische Prinzipien
Physikalische Konflikt Separations-Prinzipien
SuF – Substanz – Feld Modelle 76 Standard-Lösungen
Lines of Evolution
ARIZ - Algorithm to Resolve Inventive Zituations
DE: (alle) Erfindungen vorhersehen AFD: (alle) Fehler vorhersehen
A versus B
Wir haben ein Problem
• Wie würden Sie das lösen?
• Und wenn Sie NUR verwenden dürfen, was bereits da ist? Nichts anderes?
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40 Inventive Principles (IP)
• # 10 do it in advance
• # 13 do it in reverse
• # 1c increase segmentation (pulverize)
• # 4 increase degree of asymmetry
> Denkanstoß <
40 Inventive Principles (IP)
• # 10 do it in advance
• # 13 do it in reverse
• # 1c increase segmentation (pulverize)
• # 4 increase degree of asymmetry
? Ihre Lösungen ?
Wie ... einführen, damit Kugel fix?
25.09.2012
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40 Inventive Principles (IP)
• # 10 do it in advance
• # 13 do it in reverse
• # 1c increase segmentation (pulverize)
• # 4 increase degree of asymmetry
ANALOGIE: Qualität • Stabilität• Arbeitsablauf • ...
exakte = starke Lösungen mit Vorhandenem
Lawinen starker Lösungen
• in der Praxis brauchen wir oft nur 1 Lösung
• TRIZ liefert hier 4 ganz unterschiedliche ...
• ... + Varianten davon ...
• ... + Kombinationen + mehr aus weiteren IP
? weitere Konzepte?
25.09.2012
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Lawinen starker Lösungen
• in der Praxis brauchen wir oft nur 1 Lösung
• TRIZ liefert hier 4 ganz unterschiedliche ...
• ... + Varianten davon ...
• ... + Kombinationen + mehr aus weiteren IP
Und was ist mit der Matrix?
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Matrix OHNE Matrix
• 39 technische Konfliktparameter (Patentstudie)
• z.B. Speed vs. Brightness
• IP # 10, # 13, # 19
• verwirrend + unpraktisch
• thematisch eng
• gleich die IP nutzen
• thematisch weit
40 IP inspirierten Menschen
TRIZ-journal.com
• 40 IP for Marketing, Sales, Advertisment
• 40 IP for Management
• 40 IP for Finance
• 40 IP for Service
• 40 IP for Software
• 40 IP for Chemical
• 40 IP for Social
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Wie ging das weiter?
Systematisierung (~ 1970-85) [2]
• in den 40 IP steckt viel – sehr viel
Inventive Principle # SEPARATIONS-Prinzip
1, 2, 3, 4, 7, 17, 24, 26
im Raum / in space
9, 10, 11, 15, 16, 18, 19, 20, 21, 29, 34
in Zeit / in time
13, 28, 32, 35, 36, 39
zwischen Objekt + Komponente / between part and whole
1, 5, 22, 27 Auf Bedingung / upon condition
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Physical Conflict (PC)
• Technischer Widerspruch A vs. B (Kosten vs. Zeit)
• = Konflikt zwischen 2 Parametern
• „in Wahrheit“
• Konflikt in 1 Parameter (teuer UND nicht-teuer)
A UND nicht-A
Widerspruchsmatrix 40 erfinderische Prinzipien
Physikalische Konflikt Separations-Prinzipien
A versus B
Vorgehensweise PC
• Physikalischen Konflikt in 1 Parameter erkennen
• Analyse: WO / WO NICHT?
• Analyse: WANN / WANN NICHT?
• Ressourcen in diesen 6 Zonen?
• Trennprinzipien anwenden
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Fiktives Beispiel aus dem Unternehmensalltag
Was die Fertigung herstellt (SO funktioniert das!)
Was der Controller gerne hätte ...
(Zeit, Kosten, Material, Personal ...) (Ziel / Vision)
Physikalischer Konflikt (PC) Speiche UND keine-Speiche
Problemanalyse: Wo + Wann?
Hier nicht (ohne)
Hier (mit)
Zeit
T1: kein Kontakt T2: Bodenkontakt T3: kein Kontakt
Dann (mit)
Dann nicht (ohne)
Erfinden im Vorübergehen ?
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Kompromisse (PC ungelöst)
Speiche bleibt erhalten Ansatzpunkt: Masseverteilung
Echte Lösungen (PC beseitigt)
Speiche (Funktion) UND
Keine-Speiche (Kosten)
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Merkmale echter Lösungen Physikalischer Konflikte (PC)
Separation
• Im Raum
• In Zeit
• Zwischen Teil und Ganzem
• Auf Bedingung
• Auf Wert
Begleiterscheinungen
• WICHTIGES Teil weg
• Funktion bleibt
• Anderes Teil übernimmt Funktion
Folge: A UND nicht-A
So geschieht das Wunder
4. TRIZ-LÖSBARE PROBLEME
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Dabei hilft TRIZ-Denken
• Nutzen steigern, Schaden senken
• Idealität erhöhen, Widersprüche auflösen
• Entwicklungsvorschau, Visionen, Wege
• Wahlkampf Moldavien, angeblich auch Israel
• seltene + obskure Ausfälle (Philips)
• Produktverbesserungen; IP-Landkarten (Samsung)
• u.v.a.
IP = Intellectual Property = patentierbare Technologien
Beispiel: Wettbewerbsvorteile KMU
Thomas Bayer, Forschungsleiter der Firma Wittenstein "Wir suchen uns ständig neue Nischen„ "Es geht vor allem um die Denkhaltung„ „Wir als Vorreiter wollen den Wettbewerbsvorteil für unsere Kunden erzielen“
http://www.spiegel.de/spiegel/print/d-41179125.html (2005) http://www.kem.de (2011)
IP
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Beispiel: Zu langsames Programm
Sehr große Datenmengen Code-Konflikt Physical conflict Separation
x2 wird zu x M. Schlüter 2003
PC
Beispiel: Ewige Verwechslung
• Folienhersteller: Rolle tauschen
• QM frustriert
• 45 min: Telefonat
• 35 min: Modell, Auswahl + Doku
• bekannte 3 Lösungen eingeordnet
• 6 neue „im Vorübergehen“ (~ 4 %)
Modell MS-SPO, 05.09.2012
25.09.2012
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Spezial: mini-AFD
Schritte
• Situation
• Problem
• umkehren
• übertreiben erf. Ziel
• Ressourcen?
• Hypothesen (Bäume)
• Nachweis, Prävention
Beispiel (NXP-Semiconductors, Schlüter, ca. 2002)
• Reifendruck messen (Sensor-Chip)
• ADC-Treiber testen (gähn)
• Fehler sicherstellen (ja!)
• alle Nutzer mit Treiber immer töten
Spezial: mini-AFD
Schritte
• Situation
• Problem
• umkehren
• übertreiben erf. Ziel
• Ressourcen?
• Hypothesen (Bäume)
• Nachweis, Prävention
Beispiel (NXP-Semiconductors, Schlüter, ca. 2002)
• Reifendruck messen (Sensor-Chip)
• ADC-Treiber testen (gähn)
• Fehler sicherstellen (ja!)
• alle Fahrer mit Treiber immer töten
• Auto, unsicheres Betriebssystem, Treiber, ADC, Reifen (Energie+Anlass)
• Brems Fehlregister Messung
• unscheinbar: malloc() – Fehler
Ereignisketten: unvorstellbar, da, sicher, unausweichlich sobald ... FMEA++
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5. WIE TRIZ LERNEN?
Fragebogen
Bücher MIT Übungen (lernen)
Inventive Thinking through TRIZ: A Practical Guide Michael A. Orloff
And Suddenly the Inventor Appeared: Triz, the Theory of Inventive Problem Solving Altshuller, Altov
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Bücher TRIZ-Übersicht (wissen)
TRIZ, Der systematische Weg zur Innovation Herb, Herb, Kohnhauser
TRIZ - Innovation mit System Hentschel, Gundlach, Nähler
Vorschlag Autodidakten
ansprechendes TRIZ-Tool wählen
Lernquelle suchen (www ...)
Umwelt beobachten, gute Lösungen suchen
Wie ginge das mit diesem TRIZ-Tool?
persönliches Fazit
nächstes TRIZ-Tool
© 2012 MS-SPO
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Beispiel 1: leises Flugzeug [3]
Beispiel 1: leises Flugzeug [3]
#13 do it in reverse
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Beispiel 2: Triebwerk (MTU) [3]
• gleiche Achse, Anforderung: Fan schnell UND langsam
• getrennte, „zerbrochene“ Achse + Getriebe 1:3 • Fan langsamer + leiser • Turbine schneller + effizienter • (Jörg-Michael Henne, MTU Aero Engines)
Und mein erstes TRIZ-Projekt ?
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Vorschlag „TRIZ-Projekte A, B und C“ (1)
mögliche Probleme auflisten
Lessons-learned nutzen
Problem auswählen (neu oder bekannt)
Soziales Einverständnis holen (! kritisch)
TRIZ Know-how a) Autodidakt
b) in-house TRIZnik
c) externe TRIZ-Spezialkenntnisse
© 2012 MS-SPO
ggf. (noch) abbrechen (Point of no return)
Vorschlag „TRIZ-Projekte A, B und C“ (2)
TRIZ-Tool(s) anwenden
Lösung(en) konkretisieren, verfeinern
Folgeprobleme lösen (z.B. mit TRIZ)
endgültige Lösung vorstellbar machen
Lessons-learned festhalten
Soziale Akzeptanz sicherstellen (! kritisch)
1 © 2012 MS-SPO
25.09.2012
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Vorschlag „TRIZ-Projekte A, B und C“ (3)
Vermeiden Sie insbesondere: überzogene Erwartungen
Überheblichkeit / überheblich wirken
Machtkämpfe / Star-Entwickler „bedrohen“
Heilige Kühe / Überzeugungen
„Spiel“-Probleme (Reputation)
„fremde“ Probleme (Territorium)
zu große Probleme (Welthunger)
zu kleine Probleme („unnütz“) 2 © 2012 MS-SPO
6. TRIZ STATUS 2012
25.09.2012
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Zeitzeuge Schlüter 1996 2012
Gerade in den USA bekannt Emigrierte TRIZniks und TRIZ-Master SW: Ideation, Invention Machine
Web-weit bekannt, Literatur-Flut Viele in-house TRIZ-Könner TRIZ an Hochschulen + CREAX , TRISolver und viele unternehmenseigene Tools
Vermutung: irgendwann ist TRIZ so selbstverständlich, wie Mathematik oder Chinesisch
Einige Software Anbieter Bedenken Sie den TRIZ-Lawinen-Effekt-
starker-Lösungen
BEVOR Sie einen dieser Ferraris nutzen
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7. TRIZ IN NEUEREN PATENTEN
Beispiele: „TRIZ“ in Volltext u.ä. Jahr Patent Titel Anmelder Anwendung
2003 EP 1351156 System und Verfahren zur automatischen funktionellen Analyse von technischen Texten
UNIV Firenze
Graphik aus Text (funkt. Modell)
2003 RU 2219049 Method of wood-plastic production
Einzel-Erfinder
Farbpolymer einbringen
2007 CN 101064028 Products innovation design system based on QFD and TRIZ
UNIV Zhejiang Tech
(Kunde + Produkt-innovation)
2008 EP 1876545 Verfahren und System zur Designunterstützung
Hitachi Ltd Elekt. Haus-haltsgeräte
2008 TW 200846942
Clustering TRIZ analysis model UNIV Nat Taiwan Sci Tech
Matrix für Unerfahrene
2009 CN 101551897 Product optimization design method combined with extenics based on TRIZ
UNIV Shanghai Sci&Tech
Matrix + Divergenzbaum
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Beispiel CN101064028 (2007)
offenbarter Stand der „Technik“,
USA, seit ca. 1995
8. FRAGEBOGEN KOMMENTIERT
Vielen Dank für Ihre Antworten
25.09.2012
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1) Was reizt Sie an diesem Thema? Statement Kommentar
Die Idee, Phantasie und Kreativität durch dröge Systematik ersetzen zu können.
Eher Brainstorming mit Leit-Planke (erfinderische Szenarien, Denkanstösse)
Strukturierte Arbeitsweise Ja und Nein Für mich hat TRIZ eher den Charakter einer (Fremd-) Sprache: muss man lernen hat Verben und Substantive hat Grammatik visualisiert erfinderische Situationen visualisiert erfinderische Lösungen
3) Warum ist oder könnte TRIZ für Sie interessant sein?
Statement Kommentar
Suche Ideen für die Weiterentwicklung einer Software
Mit Schlüter ohne weiteres möglich „TRIZ for Perl Programming“ u.a.
Interessiere mich für neue Ansätze in der Produktentwicklung
Viele Alternativen, z.B.: a) Inventive Principles b) Physical contradictions
c) QFD (Quality Function Deployment) d) ToC (Theory of Constraints)
e) Paket „AI - Attraktive Innovation“
vom Referenten buchen ;-)
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ZUSAMMEN GEFASST
TRIZ – Praxis des Erfindens
1. Erfinderisch denken
2. Muster
3. TRIZ-Tools
4. TRIZ-lösbar
5. Wie lernen?
6. Status 2012
7. „TRIZ“-Patente
8. Fragebogen
25.09.2012
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MS-SPO Michael Schlüter System- und Produktoptimierung
„Vom technischen Produkt zum
Unternehmensschatz“
Lösungen
für
F&E-Engpässe
Termin und Katalog unter:
Michael Schlüter Diplom-Physiker
Patentingenieur
Inhaber
Theodor-Storm-Weg 1
21244 Buchholz
04181/30431
Quellen
[1] Dr. Prakash R. Apte, „Introduction to TRIZ innovative problem solving“, TRIZ-Journal
[2] siehe z.B. Herb et. al., „TRIZ – Der systematische Weg zur Innovation“, 2000
[3] Screenshots aus „nano spezial“, 13.09.2012