2. 技術的問題を解決する

I-TRIZで技術的問題を解決する

Willfort International Patent FirmIdeation Japan Inc.

Ideation International Inc.

1. 問題解決のプロセスとツール2. 問題解決の事例

• ウィルフォート国際特許事務所

• アイディエーション・ジャパン㈱

• IDEATION INTERNATIONAL INC.

• I-TRIZとは、IDEATION INTERNATIONAL INC.が開発した創造方法論IDEATION-TRIZの略称です。

1. 問題解決のプロセスとツール

Ideation International Inc.2

問題解決のためのI-TRIZの全体プロセスとツール

課題定義

タスク生成と選択

コンセプト構築

問題的

状況

Step 1 Step 2 Step 4 Step 5 創造的

解決策

他のタスクへ

システム・アプローチオペレータ資源把握

アイデア創出

Step 3

ﾌﾟﾛﾌﾞﾚﾑ･ﾌｫｰﾐｭﾚｰﾀ

評価

状況を多方面から把握し、課題（方向性）

を見出す

利用できる資源を徹底的に洗い出す

状況の機能構造を可視化し、問題（タスク）を漏れなく見つけ出す

既知の類似問題の解法を与え、新アイデア創出を助ける

システム・アプローチ■通常人は、問題が起きているシステムだけに注目しがち。だが、熟練した問題解決者は異なる見方をする。彼らは、スーパーシステムにもサブシステムにも同時に着目する。ほかにも視座と視点を変えて状況を分析する。

■システム・アプローチは熟達者と同様の見方、つまり多軸観察（4次元モデル）を行う。

■各軸で「どこがどう変われば状況が改善されるか？」を考える。

■優れた解決への有望な方向性

（最重要課題）を見出すことができる。

① システム階層：スーパー/システム/サブ

② 時間：過去/現在/未来

③ 問題：原因/効果（結果）

④ 機能：入力/出力

機能(FUNCTIONAL)

システムやその環境が、革新につながる追加の機能や格別の効果（しばしば予想外）を生みだす能力

場(FIELDS)(エネルギー)

システムや環境で利用可能な、あらゆる種類のエネルギー、動作、力など。（機械的、熱的、化学的、電気的、磁気的、電磁気的）

情報(INFORMATION)

システムとその環境に関する追加の情報であり、システムに吸収され、システムを通過する、またはシステムから出てくる物質や場から得られる。

物質(SUBSTANCES)

システムとその環境を作っているあらゆる種類の材料や部材

空間(SPACE)

システムとその環境内に存在する未利用の空き空間

時間(TIME )

プロセスの開始前、終了後、サイクル間に存在する、部分的または全く未利用な時間

利用可能資源の把握利用可能資源の豊富さが、アイデアの豊富さを左右する！

誰も気づいてない未利用資源の発見と活用が、斬新なアイデアを生む！！

全資源の“ＦＦＩＳＳＴ（握り拳）”

プロブレム・フォーミュレータ課題を達成するために取り組むべき問題（タスク）を網羅的に洗い出す

状況を機能モデル化する。すなわち、システムや環境に存在する機能要素（モノ、動作、作用、

効果）間の原因と結果の関係を描いていく。

取り組むべき具体的問題（タスク）を網羅的に抽出する。

機能ダイヤグラムに一定のロジックを適用することにより、あらゆるタスクを抽出することができる。

意外なところに、素晴らしい解決を導くヒントが隠れていることが少なくない！網羅的にタスクを洗い出すことで、その意外なヒントを発見することができる！！

プロブレム・フォーミュレータ機能ダイヤグラムの例

飛行機を破壊

ファンが破壊

破片が飛散

材料が傷つく

遠心力

高エネルギーの破片

カバーが重い

カバーが強い

破片を止める

試験が容易

カバーが厚い

ファン回転

高速回転空気移動

飛行機の空調用ファンの外カバーが、ファンが破壊した時の破片飛散を防ぐために厚く重く、定期試験が大変である、という状況をモデル化した例

プロブレム・フォーミュレータタスク生成ロジックを使って、取り組み可能なタスクを網羅的に見つけ出す

1. 有害要素「カバーが重い」を除去、軽減、防止する手段を見つけろ。その手段は有益要素「カバーが厚い」があっても機能する。

2. 有益要素「試験が容易」を得る別の手段を見つけろ。その手段は有害要素「カバーが重い」に影響されない。

4. 矛盾を解決せよ：有益要素「カバーが厚い」は、有益要素「カバーが強い」を提供するのに存在すべきであるが、有害要素「カバーが重い」を回避するのに存在すべきでない。

17. 有害要素「高エネルギーの破片」を除去、軽減、防止する手段を見つけろ。その手段は有害要素「機体を破壊」を回避する。その手段は有益要素「高速回転」があっても機能する。

前頁の機能ダイヤグラムから得られたタスクの一部を示した例

オペレータでアイデア創造オペレータは数百万の優れた特許の解決原理を法則（一般パターン）化したもの歴史上最もイノベーティブ、クリエーティブだった人々の知恵を拝借するのである

新しい問題

新しい解決策

機能モデリングでタスクを定式化

資源、効果を考え、類推思考

オペレータ・システム

類似する既知の問題

類似する既知の解決策

試行錯誤のアプローチ

①有害要素を除去②有益要素を改善③矛盾を解決

①有害要素除去のためのオペレータ群

②有益要素改善のためのオペレータ群

③矛盾解決のためのオペレータ群

・試行錯誤では効率が悪い！心理的惰性に阻まれる！

・オペレータから知恵をもらえば、心理的惰性を打破して斬新なアイデアが効率的に出せる！！

オペレータ（発明パターン）の例

既知の問題例：ピーマンの種を抜く

I-TRIZ オペレータ: 既知の問題「物体を破壊するか、異物を除去したい」→ 既知の解決策「圧力（エネルギー）をゆっくり上昇させ、次に一気に落とす」

ヒマワリ種の殻を外すダイヤモンドを割るフィルターを掃除する

この問題に取り組む人は、

近い食品分野のピーマン例を比較的容易に知り得て応用できるかもしれない。

他方、これらの問題に取り組む人は、遠い食品分野のピーマン例など知る確率は非常に低く、試行錯誤を繰り返す。しかし、オペレータによりピーマン例を容易に応用できるのである。

2. 問題解決の事例

・実際、沢山の好事例が私たちの手元にはありますが、その大部分は顧客との秘密保持契約により公開できないのが残念です。

・ここでは、公開しても問題のない古い事例で、比較的分かりやすいものご紹介いたします。

・古い事例であっても、その解決の困難さは、近年のハイテク事例と変わりありません。実際に、その問題の解決にご自分でトライしてみると、そのことを実感できるはずです。

・I-TRIZではどのように問題を分析しアイデアを創造するのか、という思考プロセスのエッセンスを感じていただければ幸いです。

重量のあるケーブル・スプールの輸送は危険である。

トラックの急加速や急ブレーキで、スプールが転がり出し荷台から落ちることがある。これをどのように防止するか？

ケーブル・スプール輸送

多くの死亡事故が起きていたのに長年の間解決されなかった問題

スプールを横倒しに寝せて輸送すればよい事にすぐに気付きます。しかし、ケーブルが傷つくので、横倒しにしてはいけません。

スプールを円形でない形にする方法が考えられます。しかし、スプールを使うとき不便なので、これも却下です。

そこには明らかな矛盾が存在します：スプールは、使用時の利便性のためには円形がよい。でも、輸送時の転がり落ちを防止するためには、円形はよくない。

もっと安価で効果的な方法はないでしょうか？

ケーブル・スプール輸送

この矛盾を解く簡単な方法は、「時間で分離」という原理を使う方法です。スプールを輸送時は箱に入れておくのです。しかし、箱が重くてコストも高いという問題があります。

ケーブル・スプール輸送– 機能モデリングとタスク抽出

ダイヤグラムを描き、タスクを出す。

ケーブル・スプール輸送 – オペレータ

取り組みたいタスクを選ぶ。選んだタスクに適するオペレータ群が選ばれる。

階層構造の沢山のオペレータがある。

興味のあるオペレータを選ぶ。

階層構造の沢山のオペレータがある。

興味のあるオペレータを選ぶ。

ケーブル・スプール輸送– 選択したオペレータ

選んだオペレータをヒントに、自分のタスクの解決を考える。

ケーブル・スプール輸送解決策

頭に浮かんだアイデアを何でも書き出す。

新しい解決策は、二つのスプールを結びあわせるというものです（結び合わせ方は多様です）。スプールは転がりません。高価な箱は要りません。加えて、もっと多くのスプールが積めるという、新しい効果も生まれました。

ケーブル・スプール輸送 – 解決策

混合合成プロセス

+ =+ =

不要物

二種類の異なる原料物質の粒子を結合させて、製品物質の粒子を合成したい。

しかし、同じ種類の原料粒子同士が結合することがあり、生産効率が低い。

不要物製品

+ + + - =

+ -A B

混合合成プロセス – 最初の解決策と新問題

不要物なし

二種類の原料粒子をプラスとマイナスに帯電させて、静電力で強制的に結合させる。

製品だけが生成

最初の解決策に付随する新問題：スパークで爆発するおそれがある。

不要物なし

新問題「爆発」を解決する – オペレータ

新問題をダイヤグラムに加え、そのタスクを出し、それについて、適するオペレータを参考に、追加の

解決アイデアを考える

+ + + - =

+ -A B

チャンバーに不活性ガスの窒素を満たし、爆発を防ぐ

混合合成プロセス – 改善された解決策

不要物なし製品だけが生成不要物なし

漁船の氷結と転覆

1970年代の後期、吹雪の中で十数隻の漁船が北海

に沈んだ。

どうすれば、このような悲劇をなくせるか？

酷寒の海洋で船に氷が付着し蓄積すると、危険である。強い風で飛ばされた波しぶきが、船の上部構造物に氷結する。氷は高速に蓄積し、船員が氷を叩き落とすのが追いつかない。氷の重みで船が転覆し沈んでしまう。

大量の熱が必要！それを提供できるのは何だ？

燃料？電気？人間のエネルギー？それでは足りない！

漁船の氷結と転覆– 氷結の解消に利用可能な資源

システム内やその周囲の環境に存在する、利用可能な場を見つける

場とは、あるオブジェクトから他のオブジェクトに与えられる、あらゆる種類の影響である。

まず、以下の場を考慮するとよい。

・システム内の場・環境からの場・場の提供元・場の拡散 –無駄に捨てられる場

まず、手元に存在する資源を探せ

橋脚を凍結から守る

寒い地域では、橋脚が凍りついて、構造に損傷を与える。

凍結を防止するために、深海から熱を伝導する板が橋脚にとりつけられる。

主たるタスクは明らかだ。「氷を融かす」

氷を融かす資源:

海水だ！船のビルジポンプを使え！

漁船の氷結と転覆– 氷結の解消に利用可能な資源

漁船の氷結と転覆 – 解決策

海水を、ビルジポンプでくみ上げて、消防のノズルから大量に氷にあびせる

このアイデアを聞いた途端、クライアントは「冗談じゃない！」と怒った。

しかし、実際にテストをしてみると、噴水量をある程度以上に大きくすると、氷は面白いように溶けて落ちて行った。以来、多くの人の命が救われてきた。

プラズマ切断機

電極

鋼板

プラズマ・ガス

ガス流

電気アーク

プラズマ

冷却水電極先端（非常に高価）

電極先端の熱電気的な消耗

ノズル

電極先端から出る高温の電気アークのために、電極先端が高速に浸食されてしまう。

ユーザは、電極を頻繁に交換しなくてはならず、費用がかかるし、作業能率も落ちる。

電気アーク

プラズマ切断機–タスク抽出とオペレータ

アイデア：アークが、電極の同じ位置ばかり熱するのでなく、

常に又は頻繁に、別の位置へ移動して熱を分散させる。

ダイヤグラムを描き、タスクを導き、選んだタスクについて、適するオペレータを参考に、解決策を考える

_電極

鋼板

プラズマ・ガス

ガス流

電気アーク

プラズマ

ノズル

電気コイル

磁場冷却水

ガス流

電気アークと電極との接点が常に電極内で旋回し、電流の変動で上がったり下がったりすることで、電

極の浸食を減らす。

または、電極の先端面を或る程度広くして、その面上で、アークの根が動き回るようにしてもよい。

左手の法則

磁束電流

プラズマ切断機–解決策

ネットワーク・アプリケーション装置■ いろいろなユーザに、いろいろなネットワーク・アプリケーションを提供する装置である。

■ ユーザが起動要求すれば直ちに起動すべき重要アプリと、そうでない非重要アプリがある。

非重要アプリ

どのようにしてこの問題を解決するか？

非重要アプリ

重要アプリ

OS（ブラックボックス）

ユーザユーザユーザ

■ 各アプリは起動時、OSに要求して、必要数の通信ポートをOSから提供してもらう。

■ 各アプリは、必要数の通信ポートが提供されると起動し、そして、終了時には、OSへ通知して、その通知ポートを返却する。

問題

■ しかし、沢山のユーザが非重要アプリを使っていて空きの通信ポートがないとき、別のユーザが重要アプリを起動しようとすると、他の誰かが非重要アプリの使用を終えるまで、重要アプリが起動できない。

■ OSは、所定の上限数内で通信ポートを提供し、アプリから要

求を受けたとき、空き通信ポートがあれば提供するが、足りなければ提供しない。

■ OSは他社製でブラックボックスであり、空き通信ポートの数を通知してもらえず、当社がOSの機能を改変することもできない。

非重要アプリ

重要アプリ

32Willfort International Patent Firm

Ideation Japan Inc. Ideation International Inc.

ネットワーク・アプリケーション装置

ダイヤグラムを描き、タスクを導き、選んだタスクについて、適するオペレータを参考に、解決策を考える

■ 解決策：アプリとOSの間に、資源コントローラを設ける。

資源コントローラは、アプリからポート提供やポート返却の要求を受け、各アプリに代わってOSと通信することで、空きポートの数を推定する。

資源コントローラは、重要アプリのための所定数のポートが残っているように、OSへのポート要求をコントロールする。

■ 変形の解決案：

資源コントローラは、アプリの動きをモニタして空きポートの数を推定し、OSへポート要求を出すか否かの制御を、アプリに対して加える。

ネットワーク・アプリケーション装置–解決策

非重要アプリ

重要アプリ

資源コントローラ

非重要アプリ

重要アプリ

資源コントローラ

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