TRIZ. Theorie des erfinderischen Problemlösens. Lindberghring Büren

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1 TRIZ Theorie des erfinderischen Problemlösens Lindberghring Büren

2 Grundlagen von TRIZ TRIZ steht für Teoriya Resheniya Izobretatelskih Zadach Theorie des erfinderischen Problemlösens (Theorie Methodik) Entstehung: Fokus: Genrich Altschuller analysierte seit Anfang der 40er Jahre in der ehemaligen UdSSR Patente. (mittlerweile Patentschriften) Bestehende Probleme zielgerichtet und unter knappen Ressourcen lösen, daher besteht ein starker Praxisbezug. Altschullers Arbeiten und Erkenntnisse: Klassifizierung von Patenten nach dem Niveau der Kreativität Probleme in technischen Systemen beruhen zumeist auf Widersprüchen Beim Problemlösen tauchen unabhängig vom wissenschaftlichen Bereich immer wieder die gleichen Muster und Gesetzmäßigkeiten auf Aufbau einer Wissensbasis von Standardlösungen und innovativen Prinzipien 10. März innovations-wissen.de Lindberghring Büren All rights reserved. 2

3 Die fünf Niveaus der Kreativität Anteil an Patenten 1% 4% 18% 45% 32% 5. Niveau: Entdeckung Grundlegende Erfindung, basierend auf einem neuen wissenschaftlichen Phänomen 4. Niveau: Erfindung außerhalb einer Technologie Neue Generation eines Designs oder neue konstruktuive Lösung, basierend auf neuer wissenschaftlicher Erkenntnis 3. Niveau: substanzielle Erfindung innerhalb einer Technologie Grundlegende Verbesserung eines existierenden Systems 2. Niveau: geringfügige Erfindung innerhalb der existenten Konstruktion Verbesserung eines existenten Systems, in der Regel mit Kompromissen 1. Niveau: offensichtliche, konventionelle Erfindung Problemlösung mittels im Fachgebiet bekannter Methoden Innovationsgrad 10. März innovations-wissen.de Lindberghring Büren All rights reserved. 3

4 Vorgehen von TRIZ Zielsetzung von TRIZ: Doppelerfindungen innerhalb einer und in mehreren Disziplinen vermeiden Probleme nicht durch das Eingehen von Kompromissen lösen, sondern die Widersprüche im technischen System identifizieren und auflösen Grundsätzliches Vorgehen bei der Problemlösung: Einsatz der Wissensbasis Analyse des konkreten zu lösenden Problems Abstraktion des Problems auf ein Standardproblem Lösen des abstrakten Problems Übertragen der abstrakten Lösung auf das konkrete Problem Abstraktion Allgemeines Problem Konkretes Problem Scheinbar unüberwindbares Problem Lösung des allgemeinen Problems Lösung des konkreten Problems Übertragen auf konkreten Fall 10. März innovations-wissen.de Lindberghring Büren All rights reserved. 4

5 Ordnungsschema der TRIZ-Methoden 10. März innovations-wissen.de Lindberghring Büren All rights reserved. 5

6 Patentanalyse Leistungsfähigkeit des Systems Erfindungshöhe Anzahl der Erfindungen Patentschrift DE vom : Gemäß der Erfindung wird vor dem Sitz der zu schützenden Person ein aufblasbarer Behälter in zusammengefalteten Zustand montiert, der sich im Falle der Gefahr automatisch oder durch willkürliche Auslösung aufbläht, so dass die betreffende Person bei einem Zusammenstoß gegen diesen weichen, elastischen Behälter geschleudert wird, wo sie keine Verletzung erleidet... Profitabilität Patentschrift US vom : A covering for an airbag module accommodated in the door lining and/or in the instrument panel of a vehicle. Zeit 10. März innovations-wissen.de Lindberghring Büren All rights reserved. 6

7 Technologische Trends Beispiel: Airbag Leistungsfähigkeit der Technologie 1981 Daimler-Benz bietet den Airbag an 1999 Airbags gehören zur Serienausstattung im Kfz Substitutionstechnologie 1951 Zeichnung aus Patentschrift Schrittmacher- Technologie Schlüssel- Technologie Basis- Technologie Zeit 10. März innovations-wissen.de Lindberghring Büren All rights reserved. 7

8 Wiederspruchsanalyse Beispiel: Trennen von Schweißrohren 10. März innovations-wissen.de Lindberghring Büren All rights reserved. 8

9 Idealität Lösung β α Aufgabe Psychologischer Trägheitsvektor Idee der idealen Maschine: stimuliert zielgerichtetes Engineering-Denken d.h. die Gedanken des Konstrukteurs werden in die Richtung einer Lösung gelenkt, die die Anforderungen bestmöglich erfüllt. Ideale Maschine Idealität = Suchwinkel Summe aller nützlichen Funktionen Summe aller schädlichen Funktionen nützliche Funktion: unterstützt die Gesamtfunktion schädliche Funktion: alle Arten von Kosten, Ressourcen- Verbrauch (Platz, Abfall, Energie...), Emissionen etc. Idealität einer Lösung verbessen - Beispiel: Transport von Motoren Die Rotoren der Motoren sind auf Kugellagern gelagert. Aufgrund von Vibrationen und Stößen bei dem Transport verursachen stillstehende Kugellager Vertiefungen auf der Lauffläche der Kugeln. Bisherige Lösung: Es wird eine Maschine eingesetzt, die die Rotoren periodisch weiterdreht. Verbesserung der Idealität: Anstelle der Maschine wird ein Pendel an der Rotorachse aufgehängt und mit einer Ratsche verbunden, welche eine Fortbewegung nur in eine Richtung zuläßt. Tritt ein Stoß auf, regt dieser das Pendel zum Schwingen an. Das Pendel schwingt in die zugelassene Richtung und dreht gleichzeitig den Rotor. Fazit: Vorhandene Stöße werden genutzt, um den Rotor zu drehen. Maschine zum Drehen wird durch ein einfaches Pendel ersetzt. Verbesserte Lösung 10. März innovations-wissen.de Lindberghring Büren All rights reserved. 9

10 Stoff-Feld-Analyse 10. März innovations-wissen.de Lindberghring Büren All rights reserved. 10

11 Beispiel zur Anwendung der Stoff-Feld-Analyse Problem: Hohe Fahrgeschwindigkeit führt zu starker Kavitationserosion an den Tragflächen. Problem: Lösung: Hohe Kühlung Fahrgeschwindigkeit der Tragflächen, so führt daß sich zu starker ein Kavitationserosion an den Tragflächen. schützender und sich selbst regenerierender Eisfilm ausbildet. Metallfläche (S 1 ) Wasser (S 2 ) Kavitationsfeld (F) Eisschicht (S 3 ) Kavitationsfeld F Modifikation des Systems durch Standardlösung 13 Kältefeld F Kavitationsfeld F S 1 S 2 Metallfläche Wasser Einführung eines drittenstoffes, der eine Modifikation eines Vorhandenen ist. Selbstaufbau, Selbstregulation. S 1 S 3 Metallfläche Eisschicht S 2 Wasser 10. März innovations-wissen.de Lindberghring Büren All rights reserved. 11

12 ARIZ Algorithmus des erfinderischen Problemlösens ausgewähltes Teilproblem Formuliere den technischen Widerspruch Formuliere den physik. Widerspruch Identifiziere einen Konflikt Widerspruchstabelle System der Operatoren, Separationsprinzipien Stoff-Feld-Modellierung System der Operatoren, 76 Standardlösungen Analyse der Konfliktzone sowie der verfügbaren Ressourcen System der Operatoren, Ressourcen Zwerge-Modell Effekte Lexikon Ideales Endresultat Zentraler physikalischer Widerspruch Keine Lösungsmöglichkeit System der Operatoren, 76 Standardlösungen System der Operatoren, Separationsprinzipien Lösungskonzepte 10. März innovations-wissen.de Lindberghring Büren All rights reserved. 12

13 Inhalte Diese Inhalte werden Ihnen zur Verfügung gestellt durch das Heinz Nixdorf Institut: Dipl.-Wirt.-Ing. Christoph Wenzelmann Tel: Fax: März innovations-wissen.de Lindberghring Büren All rights reserved. 13

14 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Lindberghring Büren