Vortrag DGQ c4pi Handout - Die Kraft der Qualität · c4pi – Ingenieur-Dienstleistungen für die Produktentwicklung c4pi - Center for Product-Innovation ... Tastatur Flexible, zusammenrollbare

1

TRIZ - Theorie des erfinderischen Problemlösens

imagination

observation

sense

execution

ingenieuridee

prototypen

dienstleistungenvon der bis zumvirtuellen

c4pi - Center for Product-InnovationWelleröder Str. 5134253 Lohfelden

TRIZTheory of Inventive Problem Solving

DGQ RegionalkreisKarlsruhe

2. Februar 2009

Dipl.-Ing. Horst Nähler

© c4pi – Center for Product-Innovation 2ingenieurdienstleistungen von der idee bis zum virtuellen prototypen

c4pi – Ingenieur-Dienstleistungen für die Produktentwicklung

c4pi - Center for Product-InnovationLohfelden/Kassel • www.c4pi.de

Anwendung von TRIZModerationWorkshopsProjektbegleitungProduktverbesserungProduktentwicklungTRIZ-TrainingMA TRIZ Certified

Innovationsmethodik

Finite Elemente Methode FEMFestigkeits-/StrukturoptimierungCrash-Simulation, UmformungKinematiksimulationTemperaturberechnungSchwingungs-/ModalanalyseDynamic-Response-AnalyseStrömungsberechnung (CFD)

VirtuelleProduktentwicklung

2



c4pi beantwortet Fragen:

Hält unser neues Bauteil den Kräften stand?Wie verhält sich das Teil bei hoher Temperatur?Wie und wo können wir Material einsparen?Was passiert, wenn...?

Virtuelle Produktentwicklung spart Zeit & Geld!


c4pi beantwortet Fragen:

Wie kommen wir schneller zu erfolgreichen Ideen?Welche Werkzeuge helfen uns, schwierige Probleme innovativ zu lösen?

„Die einzige revolutionäre Kraft,ist die Kraft der menschlichen Kreativität!“

J. Beuys

3



Kunde, Ideen, Innovation


Kano-Modell: Forderungen, Wünsche & mehr

Kunden-begeisterung

Zufriedene Kunden

Unzufriedene Kunden

Erwartete Basislösungen (“unausgesprochen”)

Erwartungen erfüllt

Erwartungen nicht erfüllt

Lösungen (“nicht erwartet”)

Leistungsforderungen, normale, „a

usgesprochene”

Quelle: G. Streckfuss, IQM

4



Dem Kunden geben, was er will?

Frei nach Henry Ford:

„Hätte ich meine Kunden gefragt, was sie wollen, hätten die gesagt, sie wollen schnellere Pferde."

Voice of the Customer Voice of the Product?

Abb: www.koenig-kunde.de


Präventiver Methodeneinsatz

Phasen im Produktlebenslauf (nach Jahn)

Entwicklung Ablauf-planung Fertigung EinsatzPrüfungDefinition

Fehlerentstehung 70%

Fehlerbehebung80%

Kosten pro Fehler

Fehlerverhütung Fehlerentdeckung

Produktentwicklung

5



Präventiver Methodeneinsatz

Entwicklung Ablauf-planung Fertigung EinsatzPrüfungDefinition

Innovationen beginnen hier!

SpezialisierungAnalyse Abstraktion Ideenfindung Bewertung

Hilfsmittel:

z.B. Kreativitätstechniken, QFD, Projektmanagement+ TRIZ


Was ist TRIZ?

6



TRIZ Problemlösungs-Methodik

TRIZ ist das russische Akronym für

nach Genrich Saulowitsch Altschuller.

„Theorie des erfinderischenProblemlösens“

Teoriya Resheniya Izobretatel‘skikh Zadatch

engl.: TIPS = Theory of Inventive Problem Solving

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


Die Wurzeln von TRIZ

Erfassung von ca. 200.000 Patenten (Urheberscheinen)Auswahl von 40.000 hoch innovativen PatentenGenaue Analyse der 40.000 Patente

7



Kernaussagen von TRIZ

Einer großen Anzahl von Erfindungen liegt eine vergleichsweise kleine Anzahl von Lösungsprinzipien zugrunde.

D.h.: Irgendjemand hatte schon mal ein ähnliches Problem,und er hat es intelligent und innovativ gelöst.

Erst das Überwinden von Widersprüchen macht innovative Entwicklungen möglich.

D.h.: Ein Kompromiss ist keine innovative Lösung,sondern bestenfalls eine Optimierung.

Die Evolution technischer Systemefolgt bestimmten Mustern.

D.h.: Es existiert eine „Stimme des Produktes“.Technische Systeme entwickeln sich (in Grenzen) vorhersehbar.


Evolution technischer Systeme

Zeit

Per

form

ance

/ E

igen

scha

ft (z

.B. M

obilit

ät)

StarreFolientastatur

„normale“Tastatur

Flexible, zusammenrollbareTastatur

Virtuelle (projizierte)

Tastatur

Klappbare Tastatur(gelenkig)

Sprachsteuerung?Gedanken lesen?Gesten erkennen?

Felder

Starr

Gelenkig

Elastisch

Sich wiederholende Gesetzmäßigkeiten,

„Voice of the Product“

8



Überwinden von Widersprüchen

Zeit

Leis

tung

s-Pa

ram

eter

Ges

chw

indi

gkei

t

Technologiesprung:Schneller fahrenundgeringerer Verbrauch


Allgemeine Lösungsverfahren & Prinzipien

Computerviren„Trojaner“

Teleskopantenne

Überraschungsei

Planetengetriebe Bauschutt-Rutsche

Verschachteln,Dinge ineinander platzieren:Prinzip der „Steckpuppe“!

9



Allgemeine Grundprinzipien

Innovatives Grundprinzip:Übergang zu höheren Dimensionen (1D – 2D – 3D)

TRIZ-Lösung Rolls Royce:Lärmminderung durchgezackte Düsenkontur

Tagung: Systematic Innovation using TRIZ, Vortrag von Rolls-Royce, Quelle: Siemens AG


TRIZ-Ansatz: Probleme „modellieren“

Konkrete Aufgabemit erfinderischem

Anspruch!

„Modellierung“ derAufgabe!

Einsatz von bekannten Lösungsverfahren für

die Problem-“Modelle“!

Kreative Eigenleistung, Entwickeln von

eigenen, konkreten Lösungen!

10



IdealitätRessourcenRaum / Zeit

SystemansatzWiderspruch

Algorithmus zur Lösung von Erfindungsaufgaben (ARIZ)

mehrere individuelle Vorgehensweisen

Stoff-Feld Analyse Innovationscheckliste

Problemformulierung Evolutionsprinzipien

Widerspruchsmatrix Separationsprinzipien

76 Standardlösungen Effektdatenbank

Werkzeuge

Methode

Philosophie

TRIZ-Methodologie


Grundwerkzeuge von TRIZÜberwindung von Widersprüchen

11



Ein Problem ist gekennzeichnet durch die Verbesserung eines Parameters und die daraus resultierende Verschlechterung

eines anderen Parameters.

Technischer Widerspruch


Technischer Widerspruch

Schlechter

Besser

BesserBesser

TRIZ

Eigenschaft A Eigenschaft B

12



Widersprüchen lösen!

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

Lösung durch z.B. Hydrofoil-Schiffe


1. Schritt

Beschreiben Sie den konkreten Widerspruch:

Was ist das Ziel, was wollen Sie verbessern?Was steht dem Ziel im Weg? Was wird schlechter?

Was ist das Ziel?

Was ist das Hindernis?

13



Direkte Abhängigkeit

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

z.B. Ich möchte ein Schiff schneller machen, aber...

...dadurch verbraucht es mehr!

...sind bei Unfällen die Insassen mehr gefährdet!

...die Umwelt wird stärker belastet!

...

Die widersprüchlichen Eigenschaften sind direkt voneinander abhängig!


2. Schritt

Welche technischen Parameter beschreiben die widersprüchlichen Forderungen am besten?

z.B. „Schiff soll schneller werden“ heisst:zu verbessern ist „Parameter 9, Geschwindigkeit“

Parameter A

Parameter B

14



39 technische Parameter

Kraft

Form

1. Gewicht eines bewegten Objektes2. Gewicht eines stationären Objektes3. Länge eines bewegten Objektes4. Länge eines stationären Objektes5. Fläche eines bewegten Objektes6. Fläche eines stationären Objektes7. Volumen eines bewegten Objektes8. Volumen eines stationären Objektes9. Geschwindigkeit

10.11. Druck und Spannung12.13. Stabilität eines Objektes14. Festigkeit15. Haltbarkeit eines bewegten

Objektes16. Haltbarkeit eines stationären

Objektes17. Temperatur18. Helligkeit19. Energieverbrauch eines bewegten

Objektes20. Energieverbrauch eines stationären

Objektes

21. Leistung22. Energieverschwendung23. Materialverschwendung24. Informationsverlust25. Zeitverschwendung26. Materialmenge27. Lebensdauer/Zuverlässigkeit/Sicherheit28. Meßgenauigkeit29. Fertigungsgenauigkeit30. Äußere negative Einflüsse auf

Objekte31. Negative Nebeneffekte des

Objektes32. Fertigungsfreundlichkeit33. Benutzungsfreundlichkeit34. Reparaturfreundlichkeit35. Anpassungsfähigkeit36. Komplexität in der Struktur37. Komplexität in der Kontrolle oder

Messung38. Automatisierungsgrad39. Produktivität


3. Schritt: Die Widerspruchsmatrix

Para

met

er, d

er v

erbe

sser

t wer

den

soll

Parameter, der sich nicht verschlechtern soll

Lösungsprinzipien, die in der Vergangenheit auf innovative

Weise den Widerspruch gelöst haben.

15



1. Zerlegung/Segmentierung2. Abtrennung3. Örtliche Qualität4. Asymmetrie5. Vereinen/koppeln6. Universalität7. Verschachtelung/Steckpuppe8. Gegenmasse/Gegengewicht9. Vorgezogene Gegenwirkung

10. Vorgezogene Wirkung11. Vorbeugungsmaßnahme/unterge-

legten Kissens12. Äquipotential13. Funktionsumkehr14. Krümmung/Kugelähnlichkeit15. Dynamisierung16. Partielle oder überschüssige

Wirkung17. Höhere Dimension18. Mechanische Schwingungen19. Periodische Wirkung20. Kontinuität der Prozesse

21. Überpringen/Durcheilens22. Schädliches in Nützliches wandeln23. Rückkopplung24. Vermittler25. Selbstversorgung/Selbstbedienung26. Kopieren27. Billige Kurzlebigkeit28. Mechanik ersetzen29. Pneumatik und Hydraulik30. Flexible Hüllen und Filme31. Poröse Materialien32. Farbveränderung33. Homogenität34. Beseitigung und Regeneration35. Eigenschaftsänderung/Aggregat-

zustand36. Phasenübergang37. Wärmeausdehnung38. Starkes Oxidationsmittel39. Inertes Medium40. Verbundmaterial/Stoffzusammen-

setzung

40 innovative Grundprinzipien (IGP)


Vierter Schritt

Ideen generieren nach Brainstorming-Regeln !

Von Prinzipien inspirieren lassen!Quantität, geleitet durch Prinzipien!Idee auf Kärtchen schreiben und sammeln!Von Ideen anderer inspirieren lassen!Ideen anderer weiterentwickeln!

Wichtig:KEINE (interne oder externe) Zensur!KEINE Bewertung!KEINE Diskussion!

16



TRIZ Vorgehensweise

„Mein“ Problem

Bekanntes ProblemBekannte Lösung

„Meine“ Lösung

TRIZ


Weitere Beispiele

Whitestrips(Procter & Gamble)

Entwicklung CC-8800 TWIN(Terex Cranes)

Swiffer(Procter & Gamble)

Mars Bite-Size Candy-Pouch(Mars Snack Food-Europe)

17



Rahmenplan für die TRIZ-Werkzeuge

SpezialisierungAnalyse Abstraktion Ideenfindung Bewertung

Evolutions-Gesetze

Stoff-Feld-Modellierung

EffekteInnovations-Checkliste

Ressourcen

Funktions-Modellierung

Objekt-Modellierung

Operator MZK

76 Standard-Lösungen

Physikalische Widersprüche

Technische Widersprüche

Idealität

Zwerge

40 Grundprinzipien

4 Separations-prinzipien

Evolutions-Gesetze

S-Kurve

Effekte

Idealität

Evolutions-Gesetze

Funktions-Modellierung

Objekt-Modellierung

System

(Trimming)

Trimming


1. Ideen überwiegend in Richtung des „psychologischen Trägheitsvektors“

2. Phantasie und unterschiedliches technisches Wissens lenken die Ideen in viele (beliebige) Richtungen

3. Zielgerichtete Ideen und Lenkung des Suchfeldes durch die „externe“ Best-Practice“ Wissensbasis von TRIZ

Ideenfindung bei schwierigen Problemen

1. Trial & Error

Problem, Aufgabe

?

??

?

? ?

??

2. z.B. Brainstorming

Problem, Aufgabe

?

?

?

??

?

3. TRIZ

„Ideale Lösung“

Problem, Aufgabe

!

TRIZ

18



Informationsquellen


Weitere Informationen zu TRIZ

www.triz-online.deKostenloses Informationsportal zu TRIZInfos zur Geschichte, TRIZ-Werkzeugen, Software etc.Newsletter „Innovatives Prinzip der Woche“

www.triz-online-magazin.deKostenloses online-MagazinAktuelle Artikel zu TRIZ, Innovation und Kreativität

www.triz-campus.deVerein für hochqualitative und standardisierteTRIZ-Ausbildung nach internationalen StandardsNetzwerk-Bildung, Erfahrungsaustausch, Hilfestellung und Beratung bei der Anwendung von TRIZ

www.triz-journal.comEnglischsprachiges monatliches online-Magazin

19



Veranstaltungen

27.-28. April 2009 TRIZ BasistrainingEschborn

17.-19. Juni 2009 6. Europäischer TRIZ-KongressLuzern

November 2009 Konferenz derEuropean TRIZ AssociationTimisoara, Rumänien

Q2 – 2009 TRIZ EinführungRaum Karlsruhe


Forschungsprojekte

Project ESILEuropean Sustainable Innovation License

20




Success-Stories: TRIZ hat...

...die Anzahl an Erfindungen bei Rolls Royce verdoppelt.

...dem Unternehmen United Utilities 5 Millionen britischePfund eingespart.

...die Produktionskosten bei Samsung um 92 MillionenDollar reduziert.

...ein 20 Jahre altes Produktionsproblem bei PilkingtonGlass gelöst.

...Samsung Electronics 70 Millionen US-Dollar ROIeingebracht.

...Samsung Electronics auf den 6. Platz der US-Patent-Rangliste gebracht.

Quelle: InsightCentre, Samsung Electronics, TRIZ-Future Conference 2005

21



Zitat Altschuller

„Meine Intention ist es, zu zeigen, daß der Prozeß des Lösens technischer Probleme für jeden zugänglich, wichtig zu lernen und einfach faszinierend ist.“

Documents

Vortrag DGQ c4pi Handout - Die Kraft der Qualität · c4pi – Ingenieur-Dienstleistungen für die Produktentwicklung c4pi - Center for Product-Innovation ... Tastatur Flexible, zusammenrollbare