viernes, 7 de mayo de 2010

FUNDAMENTOS DE TRIZ – Lección 1

TRIZ son las siglas rusas para la Teoría de la Resolución de Problemas Inventivos. El desarrollo de esta metodología fue iniciado en 1946 por Genrikh Altshuller (1926-1998). Se trata de una metodología de resolución de problemas basada en un acercamiento lógico y sistemático, que fue desarrollada examinando miles de patentes y con el análisis de la evolución de la tecnología. TRIZ puede ser utilizado como un instrumento intelectual poderoso para solucionar problemas técnicos y tecnológicos, sencillos y difíciles, más rápidamente y con mejores resultados.


(Nota del traductor: TRIZ también se utiliza actualmente para problemas no técnicos).



Niveles de innovación

El análisis de un gran número de patentes revela que cada invención no es igual en su valor inventivo. G. Altshuller propuso cinco niveles de innovación:

Nivel 1. Una mejora sencilla de un sistema técnico. Requiere el conocimiento disponible dentro de un área de producción/aplicación relevante del sistema.

Nivel 2. Una invención que incluye la resolución de una contradicción técnica. Requiere el conocimiento de áreas diferentes dentro de un área relevante del sistema.

Nivel 3. Una invención que contiene una resolución de una contradicción física. Requiere el conocimiento de otras áreas de producción/aplicación.

Nivel 4. Una nueva tecnología desarrollada que contiene una solución de “ruptura” que requiere el conocimiento de diferentes campos de la ciencia.

Nivel 5. Descubrimiento de nuevos fenómenos y sustancias.

El los problemas del primer nivel no se cambia el producto (dispositivo o método). En el segundo nivel se cambia el producto, pero no considerablemente. En el tercer nivel, el producto es modificado esencialmente y en el cuarto, lo es totalmente; en el quinto el sistema técnico entero en el que se utiliza este producto se modificará.

De hecho, un problema puede solucionarse con obtención de soluciones inventivas de niveles diferentes.



Contradicciones técnicas y Físicas

Las contradicciones técnicas y físicas son piedras angulares de TRIZ. La formulación de la Contradicción Técnica ayuda a entender mejor la raíz del problema y averiguar más rápidamente la solución exacta para este problema. Si no hay ninguna contradicción técnica entonces no se trata de un problema inventivo (no sería problema TRIZ).

La Contradicción Técnica supone un conflicto entre características dentro de un sistema: la mejora un parámetro del sistema causa el deterioro o empeoramiento de otro parámetro.





Ejemplo: el Aumento de la potencia de un motor (un efecto deseado) puede hacer que el peso del motor aumente (un efecto negativo).



Altshuller identificó 40 Principios que podrían utilizarse para eliminar contradicciones técnicas. También identificó 39 características (parámetros generalizados) de Sistemas Técnicos a utilizarse para desarrollar y describir una contradicción técnica.

Una Contradicción Física es un conflicto entre dos exigencias físicas mutuamente exclusivas referentes a un mismo parámetro de un elemento del sistema.

Para la solución de problemas, la formulación de la Contradicción Física tiene el siguiente formato: “Dado el elemento del sistema debería tener la característica ‘A’ a fin de realizar la función requerida (para solucionar problema) y este elemento debería tener la característica ‘no A’ a fin de satisfacer las limitaciones y exigencias existentes”.



Ejemplos: El elemento debería estar caliente y frío...



El elemento debería ser duro y blando...



Cuando nos encontramos con una Contradicción Física conocida pueden utilizarse uno de los 4 Principios de Separación para vencer este tipo de la contradicciones:



- Separación de propiedades contradictorias en el tiempo.

- Separación de propiedades contradictorias en el espacio.

- Transformaciones de Sistema (Reordenación de las partes).

- Transformación de Fase, o transformación físico-química de sustancias.





Análisis de Recursos

Una vez que se ha identificado el sistema técnico y ha definido la contradicción, deberían evaluarse que recursos están disponibles para vencer la contradicción. Para solucionar la contradicción, TRIZ recomienda la utilización de los recursos de Sustancia-Campo del sistema existente. Esto se encuentra dentro las exigencias de un sistema ideal.

Los recursos deberían ser el coste fácilmente alcanzable, sin o de bajo coste. Pueden ser internos o externos al sistema o supersistema. Los recursos pueden ser sustancias o campos. Otros recursos incluyen espacio y tiempo o incluso otros sistemas cercanos.

La identificación de estos recursos proporciona abundantes oportunidades para conceptos de solución que pueden ser fácilmente desarrollados. Cada recurso es una solución potencial del problema. Cuantos más recursos están disponibles, mayor será el “espacio” para generar mayor número de conceptos de solución.



Idealidad del Sistema

La Idealidad es la esencia que mueve al hombre para la mejorar sistemas técnicos - para hacerlos más rápidos, mejores y a más bajo coste. Aumentar las funciones útiles del sistema y reducir las funciones perjudiciales acercan el sistema a la Idealidad. El Sistema Ideal sería aquel que no existe materialmente, pero que, aún así, realiza la función.

El sistema Ideal se consigue sin añadir complejidad a través de:



- Minimizar partes

- Utilización de recursos

- Utilización de Efectos Químicos, Físicos y Geométricos





Funciones Útiles

Idealidad = --------------------------------------

Funciones Perjudiciales + Coste



Para la resolución del problema se utiliza la declaración del Resultado Final Ideal (RFI) que tiene formulación general “El sistema por SÍ MISMO realiza la función requerida sin efectos perjudiciales ni complicaciones añadidas”.

Típicamente se utilizan tres formulaciones RFI básicas:



- “El Sistema por sí mismo realiza la función requerida”

- “El Sistema está ausente pero sus funciones son realizadas” ("Simplificando")

- “Esta función no es necesaria”





Efectos y Aplicación de Bases de datos de Conocimientos

Para alcanzar la Idealidad, debemos utilizar todos los recursos disponibles del sistema, tanto internos como externos, junto con un inventario (bases de datos) de efectos físicos, químicos y geométricos con el fin de proporcionar la función deseada.



- Efectos Físicos, más de 250.

- Efectos Químicos, más de 120.

- Efectos Geométricos, más de 50.



(Nota del traductor: actualmente la base de datos de efectos incluyen cualquier efecto científico, como los biológicos. Existen paquetes de software que contienen listados de más de 5000 efectos.)

Principios Inventivos

Históricamente, esta es una de las herramientas TRIZ más temprana y simple. Estudiando miles de atentes, Altshuller fue capaz de clasificar y catalogar soluciones de problemas técnicos. Encontró 40 principios que pueden utilizarse individualmente o en combinación para resolver contradicciones técnicas y finalmente solucionar el problema:

1.-Segmentación

2.-Extracción

3.-Calidad Local

4.-Asimetría

5.-Combinación

6.-Universalidad

7.-Anidamiento

8.-Contrapesos

9.-Acción contraria previa

10.-Acción Previa

11.- Estar preparado o compensar de Antemano

12.-Equipotencialidad

13.- Inversión

14.-Esferoidad

15.-Dinamicidad

16.-Acción parcial o sobre acción

17.-Mover en una nueva dirección

18.-Vibración Mecánica

19.-Acción Periódica

20.-Continuar la acción útil 21.-Atravesar rápidamente

22.-Convertir daño en beneficio

23.-Retroalimentación

24.-Mediación

25.-Autoservicio

26.-Copiar

27.-Objeto barato/corta vida en vez de caro/muy durable

28.-Remplazar un sistema mecánico

29.-Usar construcción neumática o hidráulica

30.-Membranas delgadas o film flexible

31.-Uso de material poroso

32.-Cambiando el color

33.-Homogeneidad

34.-Rechazando y regenerando partes

35.-Transformación de estados físicos y químicos

36.-Transición de Fase

37.-Expansión térmica

38.-Usar oxidantes fuertes

39.-Medioambiente inerte

40.-Materiales compuestos



Estándares Inventivos y modelado Sustancia-Campo

Esta es la parte más voluminosa y controvertida de las herramientas TRIZ. La palabra "Estandar" pone de manifiesto la idea básica de que existe una forma corta y exacta de los principios complejos que tienen que ser aplicados.

Los aspectos fundamentales de estándares consisten en que:



- Incluyen no sólo principios sino también efectos físicos.

- Los principios y los efectos incluidos en el estándar forman un sistema definido y conectado en un orden definido.

- El sistema de principios y efectos está claramente dirigido a la eliminación de contradicciones físicas, típicas para una clase dada de problemas.



Es claramente visible el enlace entre lo estándares y tendencias básicas del desarrollo de sistemas técnicos.

Los estándares están estructurados en reglas para la síntesis y reconstrucción de sistemas técnicos. Una vez entendidos y con un poco de experiencia en la implementación de sus estándares puede ayudar a resolver muchos problemas complejos. El estándar proporciona dos funciones:

1. Ayuda para mejorar un sistema existente o sintetizar uno nuevo.

2. Los estándares son el método más eficaz para proporcionar un modelo gráfico de un problema. Esto es lo que se denomina el modelo Sustancia-Campo.



El modelado Sustancia-Campo de un sistema técnico se realiza en la Zona de Operación, área donde ocurre el corazón del problema y la contradicción actual. En el Modelo Sustancia-Campo deben de representarse dos sustancias (elementos) y un campo (energía). El análisis de modelo Sustancia-Campo ayuda a determinar los cambios necesarios dentro del sistema técnico con el fin de mejorarlo.

G.Altshuller ofreció 76 Estándares Inventivos, divididos en cinco grupos:



Grupo 1: Construir o destruir Modelos Sustancia-Campo

Grupo 2: Desarrollar un Modelo Sustancia-Campo

Grupo 3: Transición del sistema básico al súper sistema o al subsistema

Grupo 4: Medida o detección dentro de un sistema técnico

Grupo 5: Reglas de como introducir sustancias o campos en el sistema técnico





Algoritmo de Resolución de Problemas Inventivos (ARIZ)

ARIZ es una de las herramientas analíticas principales de TRIZ. Sería la “destilación” de TRIZ. Proporciona una serie de pasos lógicos secuénciales específicos para desarrollar una solución para un problema complejo. La versión más reciente de Altshuller, ARIZ85C, contiene nueve pasos. Cada paso incluye muchos sub-pasos. Se detallan sólo los nombres de los nueve pasos.



1. Análisis del Problema

2. Análisis del Modelo de Problema

3. Resultado Final Ideal y determinación de Contradicción Física

4. Movilización y Utilización de Recursos

5. Utilización de la Base de Datos de Información

6. Cambiar o Formular de nuevo el Problema

7. Análisis del Método que eliminó la Contradicción Física

8. Utilización de soluciones obtenidas

9. Análisis de los pasos que han conducido a la solución





Evolución de sistemas

Es conocido por el TRIZ clásico que los sistemas técnicos se desarrollan en modelos previsibles. Cada uno de los modelos se denomina una “línea” o una “tendencia” de evolución. Hay 8 tendencias de la evolución:



1. Tendencia de Completar la Partes del Sistema

2. Tendencia de Conductividad de Energía de un Sistema

3. Tendencia a Armonizar la Cadencia de las Partes del Sistema

4. Tendencia a Aumentar el grado de Idealidad del Sistema

5. Tendencia de Desarrollo Desigual de las Partes del Sistema

6. Transición a un supersistema

6-a. Dinamización

7. Tendencia de la Transición del macro a micro nivel

8. Tendencia a Aumentar el desarrollo de modelos Sustancia-Campo



Altshuller llamó a estas “líneas” como “leyes” y las clasificó en tres grupos, que fueron denominadas: “estáticas” (tendencias 1-3), “cinemáticas” (4-6, a) y “dinámicas” (7,8). Las estáticas describen el período de nacimiento y formación del sistema técnico; las tendencias cinemáticas definen el período de crecimiento del sistema; las tendencias dinámicas están relacionadas con el período que concluye el desarrollo del sistema y la transición a un nuevo sistema. Altshuller publicó esta lista en 1979 y la Dinamización fue incluida más tarde, en 1986.

Los sistemas técnicos siguen estas tendencias generales. Del sistema inicial a las mejoras múltiples, el sistema siempre se mueve hacia la Idealidad, hasta el agotamiento de la tecnología existente y los recursos de sistema. Las tendencias se utilizan como herramientas de pronóstico y análisis de fallos para el desarrollo y evolución del sistema técnico.



Herramientas para superar la Inercia Psicológica/Mental

Un ingeniero con un campo de especialización buscará predominantemente soluciones en aquel campo. Para vencer la inercia psicológica o mental durante la solución de problemas TRIZ propone algunas herramientas.

El “Pensamiento Multiventana”, método que permite representar un sistema desarrollado mentalmente con la aplicación de, al menos, 9 ventanas. El sistema en sí mismo, el supersistema y el subsistema son representados en el pasado, presente y futuro. Este acercamiento conduce al desarrollo de nuevos conceptos de soluciones y superación de fallos.

La herramienta “Dimensión Tiempo Coste” incluye experimentos mentales con aumento y disminución de dimensiones, tiempo de operación y coste del sistema mejorado. Después las nuevas posibilidades son analizadas y algunas de estas pueden utilizarse para el desarrollo de un nuevo sistema.

El “Desarrollo de la Imaginación Creativa” se dirige al desarrollo de nuevos sistemas utilizando analogías fantásticas y fantasías.

El método del “Modelado con Micro-seres Inteligentes” representa un conflicto encontrado en el sistema como la lucha entre al menos dos grupos de las “pequeños seres”. Otros dibujos deberían mostrar la resolución de este conflicto con la aplicación de recursos de sistema disponibles y los “pequeños seres”.







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Essential TRIZ for Beginners. "Kraev Korner" TRIZ Lessons in Spanish.

Traducido por Julián Domínguez Laperal. - Innovación Sistemática TRIZ.



With permission from Technical Innovation Center, Inc. www.triz.org

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