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TRIZ, un corpus de connaissances dédié à la
génération d’idées
Pascal Crubleau
Pascal Crubleau 2
Un acronyme
Pascal Crubleau 3
Niveaux d’inventivité
NiveauDegré
d’inventivité
1 Solution apparente
2 Amélioration mineure
3 Amélioration majeure
4 Nouveau concept
5 Découverte
Domaine de validité de l’outil présenté
Pascal Crubleau 4
Il existe au moins une méthode connue pour essayer de résoudre le problème
Objectif : un résultat qualitatif et quantitatif
Exemple : dimensionner un réacteur pour la réaction X
Problèmes « routiniers »
Pascal Crubleau 5
Résolution par analogie
Monproblème
Masolution
Cas semblables
Pascal Crubleau 6
Il n’existe pas de méthode connue pour résoudre le problème dans notre champ de
compétences
Objectif créativité : générer des idées
Exemple : contourner un brevet
Problèmes « inventifs »
Pascal Crubleau 7
Résolution par modélisation
=> Conception inventive :- méthodes structurantes- méthodes stimulantes
?Problème Solutions
Pascal Crubleau 8
Un mécanisme connu
2x²+x-6 = 0
Pascal Crubleau 9
Plusieurs niveaux d’abstraction
f(x) = 0 x = f-1(o)
ax²+bx+c = 0 -b± b2-4ac
2a
2x²+x-6 = 0x1 = + 3/2
x2 = -2
x =
Pascal Crubleau 10
Un processus systématique
Problème
Modèles de problème
Solution
Modèles de solution
Inertie psychologique
ABSTRACTION
REALITE INDUSTRIELLE
Reformulation Interprétation
Phase TRIZ
Phase d'analyse
Pascal Crubleau 11
La génération d’idées ou de principes de solutions :
méthodologie
1. Modéliser la situation problème à l’aide d’un graphe constitué de ressources et de relations de cause à effet.
Pascal Crubleau 12
GRAPHE :
Sommets : Ressources
Arcs : RELATIONS DE CAUSE A EFFET
procure (quelque chose d’utile)
cause (quelque chose de nuisible)
contrarie (quelque chose d’utile)
empêche (quelque chose de nuisible)
U N
positive, utile,.. négative, nuisible,..
Formulation d’un problème
Pascal Crubleau 13
Une ressource
• C’est du vide,
• Du temps,
• Un objet,
• Etc..
• …c’est un facteur qui décrit la situation initiale à améliorer
Pascal Crubleau 14
- ressources de type substances
- ressources de type champ (Me.Th.Ch.E.M.EM.)
- ressources d’espace
- ressources de temps
- ressources informationnelles
- ressources fonctionnelles …
et leurs dérivées : changements, gradients, déchets…
Identification des ressources
Pascal Crubleau 15
Exemple : la boîte à pizza ordinaire
~ ~~~~ ~~ ~~~ ~ ~~~~~~~~~~~~
Pascal Crubleau 16
Modélisation de la situation
Modélisation « orchestrée » par un animateur qui a déjà l’expérience de la méthodeModélisation « orchestrée » par un animateur qui a déjà l’expérience de la méthode
Pascal Crubleau 17
Traitement du modèle TRIZ en vue de générer
des principes de solutions
• A partir du modèle établi, il faut rechercher des contradictions physiques liées aux ressources.
Pascal Crubleau 18
Qu’est ce qu’une contradiction physique ?
Chaude et froide Rapide et lente
Haute et basse Étanche et perméable
Dure et molle Épaisse et fine
Active et non active Longue et courte
Mobile et immobile Conductrice et isolante
Grande et petite Forte et faible
Lorsqu’une même ressource doit être à la fois:
alors le modèle comporte une contradiction physique
Pascal Crubleau 19
Exemple de combinaison source de contradiction
physique (CP)
- Essayer de résoudre la contradiction suivante :
(N1) ne devrait pas exister pour éviter des résultats nuisibles et devrait exister pour empêcher (N2)
Ressource N1
Ressource N2
Pascal Crubleau 20
Autre combinaison source de CP
- Expression de la contradiction identifiée :
(U1) devrait exister parce qu’elle fournit une action utile mais ne devrait pas exister parce qu’elle contrarie (U2)
Ressource U1
Ressource U2
Pascal Crubleau 21
Autre combinaison source de CP
- Expression de la contradiction identifiée :
(U) devrait exister parce qu’elle fournit une action utile, mais ne devrait pas exister parce qu’elle cause (N).
RessourceU
Ressource N
Pascal Crubleau 22
Autre combinaison source de CP
- Expression de la contradiction identifiée :
(N) Ne devrait pas exister parce qu’elle cause une action nuisible, mais devrait exister parce qu’elle fournit (U).
RessourceN
Ressource U
Pascal Crubleau 23
Comment traiter le modèle
CONFLIT – CONTRADICTION ?
A/B
Pascal Crubleau 24
Face à une contradiction entre deux ressources
• Approche "TRIZ":
rejeter le compromis - rechercher les moyens de s'affranchir de la contradiction
• Solution "classique":
rechercher un compromis acceptable entre les ressources en conflit
Pascal Crubleau 25
Recherche des contradictions
Rappel des sources de contradictions physiques
Pascal Crubleau 26
1
Recherche des contradictions
1. Le facteur utile (pizza chaude et croustillante) devrait être en place dans la mesure ou il fournit ou augmente (satisfaction du client), et ne devrait pas exister afin d’éviter (dégagement de chaleur). …
1. Le facteur utile (pizza chaude et croustillante) devrait être en place dans la mesure ou il fournit ou augmente (satisfaction du client), et ne devrait pas exister afin d’éviter (dégagement de chaleur). …
Pascal Crubleau 27
2
Recherche des contradictions
2. Le facteur nuisible (hygrométrie importante) ne devrait pas exister afin d’éviter (ramollissement du carton) et (pâte ramollie), et devrait être en place dans la mesure ou il fournit ou augmente (bonne conservation des condiments).
2. Le facteur nuisible (hygrométrie importante) ne devrait pas exister afin d’éviter (ramollissement du carton) et (pâte ramollie), et devrait être en place dans la mesure ou il fournit ou augmente (bonne conservation des condiments).
Pascal Crubleau 28
1
3
Recherche des contradictions
3. Le facteur utile (ouverture du carton) devrait être en place dans la mesure ou il élimine, reduit, ou previent (hygrométrie importante), et ne devrait pas exister afin d’éviter (dégagement de chaleur).
3. Le facteur utile (ouverture du carton) devrait être en place dans la mesure ou il élimine, reduit, ou previent (hygrométrie importante), et ne devrait pas exister afin d’éviter (dégagement de chaleur).
Pascal Crubleau 29
Synthèse des contradictions
physiques
1. Le facteur utile (pizza chaude et croustillante) devrait être en place dans la mesure ou il fournit ou augmente (satisfaction du client), et ne devrait pas exister afin d’éviter (dégagement de chaleur).
…
2. Le facteur nuisible (hygrométrie importante) ne devrait pas exister afin d’éviter (ramollissement du carton) et (pâte ramollie), et devrait être en place dans la mesure ou il fournit ou augmente (bonne conservation des condiments).
…
3. Le facteur utile (ouverture du carton) devrait être en place dans la mesure ou il élimine, reduit, ou prevent (hygrométrie importante), et ne devrait pas exister afin d’éviter (dégagement de chaleur).
Pascal Crubleau 30
Traitement des contradictions
• Contradictions physiques
- Appliquer les principes de séparation (non présenté dans ce cours)
- Convertir en contradictions techniques
• Contradictions techniques
- Utiliser la matrice des contradictions
Pascal Crubleau 31
Expression de la CP N°1
N°1• le facteur utile (pizza chaude) devrait exister pour fournir ou augmenter (satisfaction du client),• et ne devrait pas exister pour éviter (dégagement de chaleur).
Conversion des contradictions physiques
CP en contradictions techniques
CT
Pascal Crubleau 32
Modélisation de la situation
1
Pascal Crubleau 33
1. Traduire les ressources en paramètres
Conversion des contradictions physiques en contradictions techniques
Pascal Crubleau 34
39 paramètres
1 - masse de l’objet mobile 14 - résistance 27 - fiabilité
2 - masse de l’objet immobile 15 - durabilité de l’o.m. 28 - précision de mesurage
3 - dimension de l’o.m. 16 - durabilité de l’o.i. 29 - précision de fabrication
4 - dimension de l’o.i. 17 - température 30 - facteurs nuisibles externes
5 - surface de l’o.m. 18 - brillance 31 - facteurs nuisibles induits
6 - surface de l’o.i. 19 - énergie dépensée par l’o.m. 32 - facilité de fabrication
7 - volume de l’o.m. 20 - énergie dépensée par l’o.i. 33 - facilité d’usage
8 - volume de l’o.i. 21 - puissance 34 - maintenabilité
9 - vitesse 22 - perte d’énergie 35 - adaptabilité
10 - force 23 - perte de substance 36 - complexité de l’objet
11 - tension, pression 24 - perte d’information 37 - complexité de pilotage
12 - forme 25 - perte de temps 38 - degré d’autonomie
13 - stabilité de l’objet 26 - quantité de substance 39 - productivité
Pascal Crubleau 35
Identification des paramètres à améliorer :
• satisfaction du client : 33 FACILITÉ D’USAGE
Identification des paramètres en conflit :
• dégagement de chaleur : 20 ENERGIE DÉPENSÉE PAR L’O.I
N°1• le facteur utile (pizza chaude) devrait exister pour fournir ou augmenter (satisfaction du client),• et ne devrait pas exister pour éviter (dégagement de chaleur).
Conversion des contradictions
physiques en contradictions techniques
Pascal Crubleau 36
30 20 33 20
33
20
Les 2 paramètres 33 et 20 sont antagonistes
Traitement des contradictions techniques
satisfaction du client
dégagement de chaleur
FACILITÉ D’USAGE
ENERGIE
DÉPENSÉE
PAR L’O.I
Pascal Crubleau 37
Matrice des contradictions
Résultat non 1 21
A améliorer
désiré
puissance
1
9 vitesse 19-35-38-2
19 - Action périodique35 - Transformation d'état38 - Utiliser des oxydants forts 2 - Extraction
Traitement des contradictions techniques
Principes de conception
Pascal Crubleau 38
Pascal Crubleau 39
40 principes de conception
http://www.triz40.com1 - Segmenter2 - Extraire3 - Changer de qualité locale4 - Utiliser l'asymétrie5 - Combiner....37 - Utiliser l'expansion thermique38 - Utiliser des oxydants forts39 - Utiliser un environnement inerte40 - Utiliser des matériaux composites
Pascal Crubleau 40
Exemples de principesN°14 : Utiliser la courbure
• Expressions clés : courbes - sphérique - rotation - curviligne
14a : remplacer des parties droites ou des surfaces planes par des courbes, des formes cubiques par des formes sphériques
14b : Utiliser des rouleaux, billes, spirales
14c : Remplacer un déplacement linéaire par une rotation, utiliser une force centrifuge
• Exemples :
- fonds bombés des réservoirs
- bille de la souris, "track-ball"
- guide à billes ...
Pascal Crubleau 41
N°1
Conversion des contradictions
physiques en contradictions techniques
Paramètres à améliorer :
• satisfaction du client : 33 FACILITÉ D’USAGE
Identification des paramètres en conflit :
• dégagement de chaleur : 20 ENERGIE DÉPENSÉE PAR L’O.I
42
MATRICE DES CONTRADICTIONS (4/8) MATRICE DES CONTRADICTIONS (6/8)
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Paramètre àaméliorer
Paramètre enconflit (indésirable)
Tensio
n,p
ressio
n
Form
e
Sta
bili
té d
e l'o
bje
t
Résis
tance
Dura
bili
té d
e l'o
.m.
Dura
bili
té d
e l'o
.i.
Tem
péra
ture
Brilla
nce
Energ
ie d
épensée
par
l'o.m
.
Energ
ie d
épensée
par
l'o.i.
20 Energie dépensée par l'o.i.27,4
29,1835
19,2 35,32
21 Puissance22,10
3529,14 2,40
35,3215,31
26,10 28
19,3510,38
162,14
17,2516,6 19
16,6 19,37
22 Perte d'énergie14,2 39,6
2619,38
71,13
32,15
23 Perte de substance3,36
37,1029,35 3,5
2,14 30,40
35,2831,40
28,273,18
27,1618,38
21,3639,31
1,6, 13
35,1824,5
28,2712,31
24 Perte d'information 10 10 19
25 Perte de temps37,36
44,10
34,1735,3 22,5
29,3 28,18
20,1028,18
28,2010,16
35,2921,18
1,19 26,17
35,3819,18
1
26 Quantité de substance10,3614,3
35,1415,2
17,4014,3534,10
3,35 10,40
3,35 31
3,17 39
34,2916,18
3,35 31
27 fiabilité10,2435,19
35,1 16,11
11,282,35 3,25
34,27 6,40
3,35 10
11,32 13
21,1127,19
36,23
28 Précision de mesurage6,28 32
6,28 32
32,35 13
28,6 32
28,6 32
10,26 24
6,19 28,24
6,1, 32
3,6, 32
29 Précision de fabrication 3,3532,30
4030,18 3,27
3,27 40
19,26 3,32 32,2
30 Facteurs nuisibles externes22,2 37
22,1 3,35
35,2430,18
18,3537,1
22,1533,28
17,1 40,33
22,3335,2
1,19 32,13
1,24 6,27
10,2 22,37
31 Facteurs nuisibles induits2,33
27,1835,1
35,4027,39
15,3522,2
15,2233,31
21,3916,22
22,35 2,24
19,2439,32
2,35, 6
19,22 18
32 Facilité de fabrication35,19 1,37
1,28 13,27
11,13 1
1,3 10,32
27,1, 4
35,1627,26
1828,2427,1
28,2627,1
1,4
33 Facilité d'usage2,32 12
15,3429,28
32,35 30
32,40 3,28
29,3 8,25
1,16 25
26,27 13
13,17 1,24
1,13 24
34 Maintenabilité 131,13 2,4
2,3511,1 2,9
11,2928,27
1 4,1015,1 13
15,1 28,16
35 Adaptabilité 35,1615,37 1,8
35,30 14
35,3 32,6
13,1 35
2,1627,2 3,35
6,22 26,1
19,3529,13
36 Complexité de l'objet19,1 35
29,1328,15
2,22 17,19
2,13 28
10,4 28,15
2,17 13
24,17 13
27,2 29,28
37 Complexité de pilotage35,3637,32
27,13 1,39
11,2239,30
27,3 15,28
19,2939,25
25,24 6,35
3,27 35,16
2,24 26
35,3819,35
16
38 Degré d'autonomie 13,3515,32 1,13
18,1 25,13 6,926,2 19
8,32 19
2,32 13
39 Productivité10,37
1414,1034,40
35,3 22,39
29,2810,18
35,102,18
20,1016,38
35,2128,10
26,1719,1
35,1038,19
1
L’analyse des brevets n’a fait ressortir des principes de solutions récurrents à cette contradiction
L’analyse des brevets n’a fait ressortir des principes de solutions récurrents à cette contradiction
Pascal Crubleau 43
Expression de la CP N°2
N°2 :• le facteur néfaste (hygrométrie importante) ne devrait pas exister pour éviter (ramollissement du carton) et (pâte ramollie), • et devrait être en place pour fournir ou augmenter (bonne conservation des condiments).
L’exploitation des contradictions physiques
Pascal Crubleau 44
Modélisation de la situation
2
N°2 :• le facteur néfaste (hygrométrie importante) ne devrait pas exister pour éviter (ramollissement du carton) et (pâte ramollie), • et devrait être en place pour fournir ou augmenter (bonne conservation des condiments).
N°2 :• le facteur néfaste (hygrométrie importante) ne devrait pas exister pour éviter (ramollissement du carton) et (pâte ramollie), • et devrait être en place pour fournir ou augmenter (bonne conservation des condiments).
Pascal Crubleau 45
A B A B
A
B
Les 2 paramètres A et B sont antagonistes
Traitement des contradictions techniques
bonne conservation des condiments
hygrométrie importante
Pascal Crubleau 46
N°2:• le facteur néfaste (hygrométrie importante) ne devrait pas exister pour éviter (ramollissement du carton) et (pâte ramollie), • et devrait être en place pour fournir ou augmenter (bonne conservation des condiments).
Choix du paramètre à privilégier
Identification des paramètres à améliorer :
• bonne conservation des condiments : 13 (stabilité de l’objet)
Identification des paramètres en conflit :
• hygrométrie importante : 23 (perte de substance)
Que souhaite-t-on avant tout ?
Pascal Crubleau 47
Pascal Crubleau 48
Principe des solutions proposés par la
matrice• 2. Extraction
Séparer de l'objet une partie (ou propriété) *perturbatrice* ou, au contraire, extraire seulement une partie (ou propriété) nécessaire.
• 14. Sphéricité
Remplacer des parties linéaires par les courbes, les surfaces planes par des surfaces sphériques, les forme parallélépipédiques par des formes sphériques.
Utiliser des rouleaux, les billes, les spirales, des dômes.
Remplacer les translations par des rotations ; utiliser la force centrifuge.
• 30. Membranes flexibles et parois minces
Remplacer les structures tridimensionnelles par des membranes flexibles et des films minces.
Isoler l’objet de son environnement en utilisant des membranes flexibles et des films minces.
• 40. Matériaux composites
• Remplacer un matériau homogène par un matériau composite.Pascal Crubleau 49
Des idées ?
Pascal Crubleau 50
• 2. Extraction
• 14. Sphéricité
• 30. Membranes flexibles et parois minces
• 40. Matériaux composites
Cheminée ?
Film plastique ?
… ?
Canalisation ?
Pascal Crubleau 51
Piste explorée !N°14 : Utiliser la courbure
• Expressions clés : courbes - sphérique - rotation - curviligne
14a : remplacer des parties droites ou des surfaces planes par des courbes, des formes cubiques par des formes sphériques
• Exemples :
- fonds bombés des réservoirs
Pascal Crubleau 52
La nouvelle boîte à pizza
Voir Le brevetVoir Le brevet
La vapeur est canalisée vers les cotés et recueillie sous la pizza
Pascal Crubleau 53
Pour résumer
• Inventorier les ressources de la situation• Recenser l’ensemble des relations de causes à
effets• Formuler la ou les contradictions physiques• Exprimer des contradictions techniques• Identifier les paramètres en conflit• Recenser et hiérarchiser les principes de
solutions • Utiliser les principes de solutions suggérés
pour générer des idées
Un processus systématique