Embed Size (px)
Citation preview
ТРИЗ: Теория решения изобретательских задачАлександр Кудрявцев
СЕКЦИЯ: сравнительный анализ креативных методологий
Общеизвестно представление творческого решения как прыжка через пропасть.
Повышение эффективности творческой работы, это освоение «пространства прыжка» или внутризадачного пространства. Формирование внутренних зон поддержки: разделение на отдельные этапы и виды работ, их формализация и детализация…
Первая публикация, статья “О психологии изобретательского творчества” (Альтшуллер Г.С., Шапиро Р.Б. О психологии изобретательского творчества//Вопросы психологии. - 1956, № 6).
В статье выдвинуты идеи:
Техника развивается закономерно, эти закономерности можно учитывать и использовать в реальной изобретательской практике
Техника развивается через устранение возникающих противоречий.
www.altshuller.ru/photo/photo04.asp
3
ГЕНРИХ САУЛОВИЧ АЛЬТШУЛЛЕР
(15.10.1926 - 24.09.1998)
Ключевой момент – от формализации и «причесывания» мышления, перешли к
организации деятельности
ТРИЗ – теория решения изобретательских задач
Цели:Повышение надежности получения приемлемых решений сложных задач. Использование для решения собственных ресурсов системы и ее окружения
Сложная задача – такая, в которой достижение требуемого результата сопровождается недопустимыми ухудшениями.
ТРИЗ работает с искусственными системами – предназначенными для реализации внешних целей
Развитие систем может вестись по разным направлениям
FC
FC
FC
FC
FC
Σ FC
Снижение затрат на функционирование
Повышение точности функционирования
Повышение функциональной полноты
Сложная задача – требование обеспечения развития
Школы ТРИЗ в СССР и их развитие
Ленинградская школа
• Функциональный анализ • Прогнозирование
• Свертывание • Функционально ориентированный поиск• Benchmarking
• Потоковый анализ•
Кишиневскаяшкола
• Диверсионный анализ
• ЗРТС• ТРИЗ для детей • ТРИЗ для
организаций
Минская школа
• Программное обеспечение ТРИЗ
• Общая теориясильного мышления
(ОТСМ)
Бакинская школа
• Прогнозирование• Жизненная
стратегия творческой личности
(ЖСТЛ)• Ве-польный
анализ
ТРИЗ-Шанс
• ТРИЗ в рекламе• ТРИЗ для
политическихстратегий
• Геометрические эффекты
• ТРИЗ для детей
Другие школы (всего около двухсот):
Петрозаводск ТРИЗ для школьников
Ангарск• ЗРТС
• Методы выявления задачРига
• Стоимостной анализВолгоград
• Творческое воображениеНижний Новгород
• Физические противоречия
• Интегральные методыизобретательства
Красноярск• ЗРТС
IdeationInternational
Inc.
InventionMachine
Corporation(IMC)
National Institute of Applied Sciences
TRIZ Consulting Inc.
GEN3 Partners, Inc.
TRIZ Group
TRIZ Profi
3MAlcoa BMWBoeingGeneral MotorsFujitsuFordIBMIntelITT HPHitachiHonda (Japan) LGNASAXeroxToshiba TEC ToyotaRolls RoyceSamsung Boston ScientificCaseCatepillarDatacardDelphi
DupontHeidelbergPilkintonPSA Peugeot Citroen Nippon Chemi-Con RockwellSanyoShellSiemens Lockheed MartinMcDonnel DouglasNEC ElectronicsAirgain AO Smith Appleton Papers AT Kearney BordenCR Bard DialEagle Picher EDFEnergizer Fusion UV HiltiHoneywell
Kimberly-ClarkNavistar P&W RaytheonRotary LiftSaipem (Italy) Sappi Scitex USPOValmet (Finland) Wabash
GilletteKodakMotorola
Procter and Gamble Daimler-ChryslerElectroluxPfizerThe Gillette Co.Nestle Purina AvonJohnson&JohnsonChiquita Clorox General Mills Moen Rich Products Sara LeeEli LillyUnilever
ТРИЗ сегодня применяют во многих компаниях мира.
7
Ключевые инструменты ТРИЗ
9
Элемент системы
ПотребХарактеристика
1
ПотребХарактеристика
2
Физ свойствоА
Физ свойствонеА
Реализует два свойства
ДЛЯ ДЛЯ
Ситуационное противоречие – описание безвыходной ситуации
Противоречие свойств: Задача, решение которой позволит получить конкурентное преимущество.
Общая характеристика сложных задач – наличие противоречия, мешающего достичь требуемого результата
Элемент системы
Потреб Характеристика
1
Потреб Характеристика
2
Физ свойство А
Физ свойство не-А
+
+
-
-
Административное противоречие: надо улучшить потребительскую характеристику, но не знаем как этого добиться.
Приемы устранения противоречий
1. Принцип дробления 2. Принцип вынесения
3. Принцип местного качества Four. Принцип асимметричности
5. Принцип объединения 6. Принцип универсальности
7. Принцип «матрешки» 8. Принцип антивеса
9. Предварительное антидействие
T � (-)→T � (+)
10. Предварительное действие
T � (+)→T � (-)
Система стандартов на решение изобретательских задач
1.1.Синтез
1.2.Разрушение
2.1.Сложные
веполи
2.2.Форсирование
2.3.Согласование
2.4.Феполи
3.1.Полисистемы
3.2.Микроуровень
4.1.Обход
4.2.Синтез
4.3.Форсирование
4.4.Феполи
4.5.Развитие
5.1.Вещества
5.2.Поля
5.3.Фазовые переходы
5.4.Физические
эффекты
5.5.Экспери-
ментальные стандарты
Класс 5
Применение стандартов
Класс 4
Обнаружение и измерение
систем
Класс 3
Переход к надсистеме и на микроуровень
Класс 2
Развитие веполей
Класс 1Построение и разрушение
веполей
Для эффективного решения задач желательно знать, в каком направлении должны развиваться технические системы.
15
Исходная ситуация
Заранее определенная область эффективных решений (желаемое будущее
Коридор эффективных решений
Предельное решение (идеальная ТС)
Появились модели предельно развитой системы( модель идеальной системы)
Постановка цели – принцип идеальностиОбобщенное описание технической системы
ПреобразовательВход (затраты) Выход (польза)
Двигатель
Орган управления
Рабочий органТрансмиссия
Постановка цели – принцип идеальностиЖелаемое состояние технической системы
Идеальная ТС, это представление системы в абсолютном пределе ее развития, как «чистой» функции. Идеальная ТС, это найденная возможность получить требуемое за счет ресурсов смой системы
Выход (польза)Отсутствие затрат на создание и
функционирование
17
1й Этап
2й Этап
3й Этап
4й Этап
CF
CF
CF
CFconst
constCF
CF
Время
Обеспечения роста идеальности при развитии системы Законы развития систем
CF
Противоречие Идеальность
АП ТП ФП ИКР 1,2,3 ФИМ
Модель проблемы Модель будущего
АП ТП ИКР 1,2,3 ФИМ
Алгоритмы решения задач – последовательности операций, организующих работу над ситуацией и задачей
ФП
ФА ПСА
Противоречие ИдеальностьФункционирование
ТРИЗ: 70-е годы – как решать изобретательские задачи
• Инструменты снятия противоречий:
• Операторы повышения идеальности
• Приемы, комплексы стандартных решений,
• Эвристические алгоритмы
Решить проблему
Проблема - ПротиворечияЦель - Идеальность
Ресурсы - Накопленный опыт 1
Модели
Объект действияИсполнитель функции
F
Элемент системы
Потреб Характеристика
1
Потреб Характеристика
2
Физ свойство А
Физ свойство не-А
+
+
-
-Выход
(польза)Отсутствие затрат на создание и функционирование
Как опустить трубу в жидкий металл, не захватив при этом шлак?
Металл
Жидкий шлак
Желаемое состояние.Заглушка должна быть, чтобы пройти сквозь слой шлака, и ее не
должно быть, чтобы не усложнять конструкцию
Металл
Жидкий шлак
1975 Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) –
это комплекс инструментов для целенаправленного поиска новых решений в тупиковых ситуациях.
Типы задач• Найти выход из тупика• Устранить противоречие
Выход в практику и новый вызов – как в сложных системах искать задачи, которые нужно решить в первую очередь?
ТРИЗ: 80-е годы – поиск ключевых проблем в системах
хорошо решить проблему
Инструменты снятия
противоречий:Приемы,
комплексы стандартных
решений, эвристические
алгоритмы
•Функциональные модели•Причинно-следственные цепочки•Потоковый анализ•Тримминг•Перенос свойств
Найти ключевую проблему Решить проблему
Системный подход – структура и функции Внутренняя динамика – потоки
Каузальность - цепочки событий
2
Многоуровневые системы
Будущее системы
Будущее системы
СистемаПрошлое системы
Будущее системы
НадсистемыНадсистемы
Система
Надсистемы
Подсистемы
СистемаПрошлое системы
Будущее системы
НадсистемаПрошлое надсистемы
Будущее надсистемы
ПодсистемаПрошлое подсистемы
Будущее подсистемы
1985Теория решения изобретательских задач (ТРИЗ) –
это комплекс инструментов для анализа проблемных ситуаций и целенаправленного поиска
новых решений.
Типы задач•Выявить слабые места и устранить их•Выполнить прогноз развития•Оценить влияние события на окружающие элементы
30
Перекра-шивание
>15%
5.5%1.8%
Удаление литника
6.7%Запуск
3.5%
4.9%
Потери
3.2%0.1%
0.5%
42.5%Металл
4.8%
5%
Потери
Отходы
21.5%
Отл
ивка
Терм
ообр
абот
ка
Мех
анич
еска
я об
рабо
тка
Покр
аска
Рент
гено
вско
е те
стир
ован
ие
Плав
лени
е
100%
Тест
иров
ание
на
герм
етич
ност
ь
Качест-венные колеса
Снижение себестоимости производства автомобильного колеса
31
• В литейной форме локальные области металла затвердевают позже, чем общая масса. Это ведет к повышенной усадочной пористости: браку колес ~5-7%, выявляемому на стадии X-ray.
• Интенсивный отвод тепла из этих областей позволит исключить усадочную пористость – брак литья
01.05.2023 32
Стенка формы в зоне
теплоотвода
Жидкий металл
Основание
Удерживает
Нагревает
Тормозит поток тепла
Вредная функция: Стенка литейной формы замедляет прохождение тепла наружу
Стенка должна быть массивной для придания жесткости конструкции и стенка должна быть тонкой для хорошего теплоотвода.
01.05.2023 33
Удерживает
Нагревает
Хорошо проводит поток тепла
Ввели в форму сверхпроводники тепла – тепловые трубы
34
Испытания показали устранение брака усадочной пористости, снижение выхода брака на 25-27% и увеличение производительности процесса литья на 5%.
Работа с большими системами привела к новым запросам – какую из альтернативных, конкурентных систем развивать? Требуется выделить наиболее перспективную и работать именно с ней.
Найти ключевую проблему
ТРИЗ: 90-е годы – выбор правильного объекта для изменения
хорошо решить проблему
Инструменты снятия противоречий:
Приемы, комплексы стандартных
решений, эвристические
алгоритмы
•Функциональные модели•Тримминг•Перенос свойств•Причинно-следственные цепочки•Потоковый анализ
•Пределы развития систем (S-Curve)•Линии эволюции•Развитие патентных стратегий
Выбрать перспективный
объект
Найти ключевую проблему Решить проблему
Ограничения – это пределы развитияПроблема как отклонение от линии эволюции
Закономерности развития – тренды изменений
3
Развитие Следующей, новой ТС
Время
Предел Развития системы по параметру
Устаревающая ТС
S-кривая Новой ТС
Эволюция систем как чередование количественного и качественного развития на пути удовлетворения потребительской ценности
Усилия
Пределы Развития системы
Тх$
Para
met
er 1
Stage 3
20151900
Тх$
Stage 2
20151900Pa
ram
eter
3Тх$
Para
met
er 4
Stage 1
20151900
Тх$
Stage 2
20151900
Parameter 2
СуммаMPV
Характеристики системы могут находиться на разных этапах развития
Системы могут развиваться до исчерпания потенциала заложенного в них принципа действия.
Потребительские свойства
MPV1
PVi11 PVi2
1 PVij1. . .
MPVi. . .
PVi112 PVi12
2 PVijk2. . .
Решательные механизмы ТРИЗ: проект «СМ-2»
Выход на новые рынки
Радикальное повышение производительности линии
Снижение цены (себестоимости) продукции
Закупка компонентов по меньшей цене
КАК?
Способ реализации
КАК?
Необходимо в 50 раз повысить количество собираемой продукции на тех же площадях.
Производитель готов продавать чипы по 5 центов при увеличении
закупок в 50 раз.
1. Кремниевая пластина с чипами помещается на горизонтальный столик. Захват-1 опускается на пластину
2. Захват-1 прикрепляется к чипу на пластине (вакуумным присосом)
3. Захват-1 с чипом поднимается и чип отделяется от пластины
4. Захват-1 разворачивается на 1800. Захват-2 подходит к захвату-1 и опускается на него
1
1 1 1 2
Flip-Chip технология сборки (Оборудование, имеющееся у заказчика)
5. Захват-2 присасывается к чипу (с помощью вакуума)
1
2 2
1
2 2
8. Захват-2 отпускает чип и возвращается к захвату-1. Антенна удерживает чип, образуя с ним электрический контакт
7. Захват-2 движется к ленте с антеннами и устанавливает чип на контактные площадки антенны
6. Захват-2 с чипом поднимается, при этом захват-1 отпускает чип
Пневматический захват
Примораживание
Электростатический захват
Требуемая скорость соединения
Чтобы попасть в центр мишени, нужно прицелиться. На это уходит время. Как мгновенно попасть в центр?
Ускорению сборки мешает медленное прицеливание при посадке чипа на контакты.
Скорость установки
Усилия
Предел развития для используемой технологии «прицеливание»
Новая концепция сборки позволила выполнить задачи проекта.
Предложено создавать антенну, то есть «мишень» во время установки чипа на поверхность.
01.05.2023 44
«Эти парни понимают наши цели, но подходят к заданиям с совсем иным набором предположений и допущений. Они помогают нам разрабатывать совершенно новые концепции и конструкции, а также учитывать детали, о которых мы ранее даже не подозревали. Они научили нас новому и исключительно ценному мышлению»
Тэд Гудвин, топ менеджер компании Appleton Papers .
2000ТРИЗ, это комплекс инструментов для выявления потенциала
развития средств удовлетворения потребностей и поиска путей такого развития.
Типы задач:Определить стратегию дальнейшего развитияВыбрать характеристику для дальнейшего развитияОпределить момент перехода на новый тип действия
понять, что нужно потребителю
выбрать объект изменения
найти ключевую проблему
ТРИЗ: наше время – выявление истинных потребностей рынка
хорошо решить проблему
Инструменты снятия
противоречий:Приемы,
комплексы стандартных
решений, эвристические
алгоритмы
•Функциональные модели•Тримминг•Перенос свойств•Причинно-следственные цепочки•Потоковый анализ•…
•Пределы развития систем (S-Curve)•Линии параллельной эволюции•Развитие патентов• …
•MPV анализ•Сравнение рыночных трендов и ЗРТС•Функционально ориентированный поиск•Сверэффекты•…
Понять, что нужно рынку
Выбрать перспективный
объект
Найти ключевую проблему Решить проблему
Рынок – как ансамбль потребностейПроблема как нереализованная функция4
Системы создают, чтобы удовлетворять требования потребителей
Основные параметры объекта
Эффективность в рабочем режимеЭкономичность
Удельный импульс
Надежность
Безопасность
Бесшумность
Простота эксплуатации
УниверсальностьКлю
чевы
е це
ннос
ти з
аказ
чико
в
Нижняя граница Верхняя граница
- Уровень реализации - Требование рынка к потребительской ценности
48
ПОНЯТЬ, ЧТО НУЖНО ПОТРЕБИТЕЛЮ
ВЫБРАТЬ ОБЪЕКТ ИЗМЕНЕНИЯ
НАЙТИ КЛЮЧЕВУЮ ПРОБЛЕМУ
Современная ТРИЗ: ВЫЯВЛЕНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ ИСТИННЫХ ПОТРЕБНОСТЕЙ
ХОРОШО РЕШИТЬ ПРОБЛЕМУ
(классическая ТРИЗ)
• Инструменты снятия противоречий (приемы)
• комплексы стандартных решений,
• эвристические алгоритмы
• Функциональные модели
• Тримминг• Перенос свойств• Причинно-
следственные цепочки
• Потоковый анализ
• …
• Пределы развития систем (S-Curve)
• Линии параллельной эволюции
• Развитие патентов
• …
ПОНЯТЬ, ЧТО НУЖНО РЫНКУ
ВЫБРАТЬ ПЕРСПЕКТИВНЫЙ
ОБЪЕКТ
НАЙТИ КЛЮЧЕВУЮ ПРОБЛЕМУ
РЕШИТЬ ПРОБЛЕМУ
• MPV анализ• Сравнение рыночных
трендов и ЗРТС• Функционально
ориентированный поиск
• Сверэффекты• …
• Проблема - Противоречия• Проблема как «неправильная» часть структуры
• Проблема как нереализованная функция или потребность • Проблема как отклонение от линии эволюции
• Цель - Идеальность• Ресурсы - Накопленный опыт
• Системный подход – структура, организация, … • Внутренняя Динамика – потоки• Каузальность - цепочки событий
• Ограничения – это пределы развития• Закономерности развития – линии эволюции
• Потребитель – потребности
Теоретические предпосылки, на которых построены инструменты ТРИЗ
Функциональный анализ
Анализ объекта, постановка
ключевых задач
Функционально-идеальное
моделирование
ПСА
Объединение альтернатив
Benchmarking GEN3
Потоковый анализ
ТРИЗ ++
Анализ по ЗРТСВыявление ФП
Диверсионный анализ
PV анализ
Анализ Рынка
Анализ рыночных трендов
Анализ ценности продуктов
Определение направлений развития
продуктов
Структура современной инновационной методики
Прогнозирование развития объекта
Выбор объекта для совершенствования Решение поставленных задач
Тримминг
Параметрический анализ
Анализ рыночных трендов
Определение пределов развития
Выявление возможностей для переноса свойств
Выявление Стейкхолдеров
MPV анализ
Переход MPV-FPV
Анализ рыночной стратегии
Аппарат работы с противоречиями и ресурсами
Приведение структуры системы к оптимальной
Направления и приемы разрешения противоречий
Функционально-ориентированный поиск
Стандартные решения
Схемы развития по ЗРТС Выявление отклонений
Выявление и решение вторичных задач
Выявление и анализ сверхэффектов
Оценка концепций
Обоснование концепций
Определение поля возможных решений
Задачи - клоны
Формирование патентной стратегии
Сегодняшняя ТРИЗ – это сложный конгломерат аналитических и решательных инструментов.
http://www.matriz.org - Официальный сайт МА ТРИЗhttp://www.altshuller.ru - Сайт фонда Альтшуллераhttp://www.trizway.com/ - Лаборатория образовательных технологийhttp://www.trizland.ru - ТРИЗ-ЛЭНД Креативный мирhttp://www.triz-summit.ru - Официальный Сайт Саммита Разработчиков ТРИЗhttp://ideal-solutions.ru/ Сайт "Идеальные решения"http://triz-tigr.ru/ Видеосеминары по ТРИЗwww.triz-solver.com Сайт Юрия Даниловскогоhttp://triz.org.ua/ "Энциклопедия ТРИЗ«http://www.triz-spb.ru - Сайт ОО ТРИЗ Санкт Петербурга http://www.triz-guide.com/ - Сайт Института инновационного проектирования Красноярскhttp://www.trizminsk.org - ОТСМ-ТРИЗ Минский сайт материалов по ТРИЗhttp://trizline.ru/ - Сайт ООО "Ключевые технологии ТРИЗ" Новосибирскhttp://www.triz-chance..ru - ТРИЗ-ШАНСhttp://ru.wikibooks.org/ ТРИЗ-учебник В.Петрова
Кудрявцев Александр Владимирович
Вице президент МА ТРИЗ
www.metodolog.ru
Благодарю за внимание
Кудрявцев Александр Владимирович
Вице президент МА ТРИЗ
www.metodolog.ru
