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CREATIVIDAD PARA INGENIERÍA TRIZ
Master Ingeniería
Jose Mª Cabanellas
¿QUÉ ES TRIZ? UN ACRÓNIMO RUSO:
Теория Решения Изобретательских Задач (TРИЗ) Teoriya Resheniya Izobretatel'skikh Zadach Teoría de Resolución Inventiva de Problemas.(TRIP?)
Desarrollada por el ingeniero ruso Genrich Saulovich Altshuller (Ге́нрих Сау́лович Альтшу́ллер)
Estudió cientos de miles de inventos y patentes.
¿HACE FALTA UNA TEORÍA DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS?
Las buenas ideas ocultan a las mejores ideas2 Las ideas buenas nuevas se rechazan: NO SE SABEN DISTINGUIR1. Características de las buenas ideas: Resuelven un compromiso o una contradicción
inherente Mejoran la idealidad del sistema Utilizan recursos latentes.
FORMAS DE ENFOCAR LA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS
Clásica
Ensayo y error Las contradicciones se
esquivan Se añaden recursos Dependencia del
compromiso Evolución ignorada
Moderna
Trabajo sistemático Las contradicciones se
clarifican Se utilizan los recursos
disponibles Resultado más ideal Conocimiento de los
patrones evolutivos.
MODELOS DE RESOLUCIÓN TRADICIONALES
Duro , racional o X
Se depende del presupuesto y del plazo Control cercano sobre la
gente Se consiguen mejoras
menores rápido Pocas veces consigue
ideas cualitativamente nuevas
Blando, humanizado o Y
Gran importancia a la creatividad y relaciones humanas. Minimización de la crítica. Surgen muchas ideas,
repeticiones de antiguas. Se pierden ideas buenas
por falta de criterio.
Se oscila eternamente entre uno y otro.
USO ACTUAL DE TÉCNICAS DE RESOLUCIÓN INVENTIVA
Las técnicas creativas son como las ecuaciones diferenciales: muy poderosas pero complejas de usar. Cuando un experto o un programa nos modela un sistema, nos extrae las ecuaciones y nos las integra va todo fenomenal. Si no es así la mayoría lo resuelve con tablas o por aproximaciones de la cuenta de la vieja. En las técnicas inventivas se está aún en un nivel de automatización menor. Cuando se va el experto la innovación se acaba.
ACTIVIDAD DEL ALUMNO: DESCRIBIR LA ESTRATEGIA DE RESOLUCIÓN
Estrategia personal, ¿que porcentaje tiene cada una? : Eludo los problemas o los endoso. Sigo un método duro muy racional. Prefiero un método más intuitivo. Sigo un método científico guiado.
Estrategia colectiva (equipos de clase, trabajo, otros): Descríbelo
EL MODELO DE TRIZ
Resolución de problemas dirigida científicamente
COMPONENTES DEL MODELO
Un sistema se compone de una herramienta H que hace algo con un objeto O. Entre H y O surgen conflictos que producen
contradicciones. Los recursos son objetos, información, energía o
propiedades de los materiales en el interior o cerca del sistema. Búsqueda de idealidad. Patrones evolutivos, que son regularidades significativas
en el desarrollo del sistema. Principios inventivos en la industria.
UN ESQUEMA DEL MODELO TRIZ
EJEMPLOS DE HERRAMIENTA (H) , ACCIÓN (A) Y OBJETO (O)
(H) Hacha Coche Anuncio CAD Triz Comités Transistor
(A) Cortar Transportar Informar Diseñar Mejorar Tomar Interrumpir
(O) Madera Personas Clientes Productos Sistemas Decisiones Corriente
UN EJEMPLO: EL HACHA DE MANGO HUECO
Herramienta: el hacha, Objeto: madera. Contradicción: Cuanto más pesa la cabeza del hacha mejor corta pero
necesita más mango y en conjunto es más pesado y se maneja peor. Se quiere un hacha pesada y ligera.
Recurso: Aire: Hacha de mango hueco.
Mejora de la idealidad: Cabeza más pesada, mango más ligero.
UN EJEMPLO: EL HACHA DE MANGO HUECO
Patrones evolutivos. Transición al micro, partículas más pequeñas: aire.
Principios inventivos: Principio 29: Neumática e hidráulica: usar gas o liquido en vez de
piezas sólidas.
COMPROMISOS Y CONTRADICCIONES
El núcleo del problema y el comienzo de su solución
COMPROMISOS Y CONTRADICCIONES
Un compromiso es un conflicto entre dos características, la mejora en una empeora la otra. Una contradicción es un conflicto inherente de una propiedad que se quiere a la vez que tome valores opuestos. Siempre subyace una contradicción inherente debajo de un conflicto entre características.
COMPROMISOS Y CONTRADICCIONES. EJEMPLOS
Una herramienta metálica: Compromiso: Se hace más fuerte (bueno) pero más pesada (malo) Contradicción inherente: Tiene que tener más material (fuerza) pero menos
material (ligereza).
Una máquina de café exprés: Compromiso: Caliente degusta mejor (bueno) pero puede quemar
(malo). Contradicción inherente: Se quiera más y menos temperatura.
LOS CONFLICTOS SON EL NÚCLEO DEL PROBLEMA
Los conflictos, compromisos y contradicciones, son fuente de desarrollo del sistema. Para que la tecnología avance hay que entender los conflictos no esconderlos. Aparecen compromisos por todas partes cuando se considera el sistema en su entorno o en diversas etapas o en sentido inverso: La madera (H) desgasta (A) el filo del hacha (O)
¿CÓMO FORMULAR EL COMPROMISO?
No siempre está claro que es la herramienta y el objeto pero hay que invertir el tiempo necesario. Los diagramas ayudan:
Herramienta Objeto
Sin compromiso
Con compromiso
Cambio y evolución
Herramienta Objeto
H O H O
¿CÓMO FORMULAR EL COMPROMISO?
Un sistema puede tener un compromiso entre dos objetos distintos
Una acción puede estar libre de compromiso (cortar) y la otra tenerlo (desgaste)
Personas
Coche
Ambiente
Filo Material
¿CÓMO FORMULAR EL COMPROMISO?
En muchos casos es más fácil definir con precisión características (peso, forma, simplicidad) que las funciones (control, regulación) Hay que evitar enumerar inconvenientes (consumo alto) en vez de los compromiso (mayor velocidad implica mayor consumo). También hay que evitar enumerar las características deseadas en vez del compromiso. Esto es como intentar saltar directamente a la solución.
EJERCICIO DE FORMULACIÓN DE COMPROMISOS
En los problemas reales suelen estar involucradas muchas parejas de herramientas y objetos con los correspondientes compromisos.
Rellenar la tabla con los componentes y compromisos de tu problema:
Cuando ESTO mejora ESTO empeora
La calidad del dibujo El tiempo empleado
COMPROMISOS Y NIVELES: MICRO, SISTEMA Y MACRO
Tomemos como ejemplo de problema el ruido de un cortacésped: Nivel micro: componentes del silenciador: Material aislante. ¿Aislante activo? Nivel sistema: componentes del cortacésped: Carcasa envolvente o antisonora. Motor eléctrico Nivel macro: componentes del jardín: Hierba como amortiguador de ruido Hierba con crecimiento controlado o hierba artificial.
COMPROMISOS Y NIVELES: MICRO, SISTEMA Y MACRO
Esquema problema del cortacésped. Rellena el de tu sistema
El ruido molesta
¿Cómo modificar el
jardín?
¿Cómo modificar el
cortacésped?
¿Cómo modificar el silenciador?
Situación
¿Cómo modificar el
macro?
¿Cómo modificar el
sistema?
¿Cómo modificar el
micro?
SISTEMAS EN EL TIEMPO Y EN NIVEL: NUEVE PANTALLAS
Consiste en ver el sistema en los tres niveles y en el pasado, presente y futuro.
El pasado se refiere a la acción o estado antes de la presente o actual, y el futuro se refiere a la acción o estado posterior.
NUEVE VENTANAS
Pasado Presente Futuro
Nivel macro
Sistema
Nivel micro
UN COMPROMISO CRÍTICO: ELIMINAR EL SISTEMA O DESARROLLARLO
TRIZ nos propone que hagamos preguntas: Sobre lo bueno y malo del sistema, sea componente u
operación. Sobre que mejora y empeora al suprimirlo.
Algunos ejemplos: La rueda de repuesto ocupa espacio y puede ser
sustituida por ruedas en uso especiales. Las cosechadoras siegan y recogen a la vez y antes eran
dos operaciones. Los almacenes y almacenamiento han desaparecido de
ciertos sectores, electrónica, automoción, se fabrica bajo demanda.
CICLO DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS: ¿SUENA A ENSAYO Y ERROR?
DEL PROBLEMA AL COMPROMISO: 5 PASOS
1. Describir ternas H, A y O del sistema, elegir una y explicar por qué se ha escogido.
2. Describir las características y conflictos en la terna.
3. Seleccionar un compromiso. 4. Explicar por qué se ha escogido ese
compromiso. 5. Describir el compromiso de forma gráfica y
verbal.
EJEMPLO DEL CORTACÉSPED:
TABLA DE COMPROMISOS 1º Describe parejas de herramientas y objetos. 1 a. Silen-ciador y ruido (o aire que vibra). b. Ruido y una persona (molesta por el ruido). c. Motor y gases de escape (el motor mueve el gas). 2º Selecciona una pareja. Explica por qué eliges esa herramienta y ese objeto. Elegimos e·l par «silenciador y ruido» porque queremos seleccionar un problema limitado. Deseamos
eliminar la característica perjudicial modificando mínimamente el sistema. 3º Describe las características del sistema eJ-e·gido de una herramienta y un objeto. Describe los conflictos de este sistema. ..... Caracterfsticas: dimensiones, peso, capacidad de absorción, facilidad de fabricación, forma, etc, Conflictos entré características: a. Cuando se incrementa la absorción del ruido(+), se incrementan las dimensiones del silenciador (-). b. Cuando desaparece el ruido (+), aumenta el número de partes (hace falta silenciador) (-). 4º Selecciona un par de· características en concreto. Explica por qué eliges este compromiso en particular. Elegimos la formulación: «Cuando desaparece el ruido(+), aumenta el número de partes (hace falta
silenciador)(-)». El motivo: Un problema limitado, pretensión de evitar grandes cambios, -el objetivo va más allá que la
mera optimización del tamaño. 5º Describe el compromiso gráfica y verbalmente. Gráficamente: véase esquema Verbalmente: cuando la capacidad de absorción de ruido mejora, aumentan las dimensiones (del
silenciador) y el número de partes (hace falta silenciador). Si el sistema se simplifica (silenciador más pequeño o sin silenciador), la capacidad de absorción de ruido empeora o desaparece.
ESQUEMA GRÁFICO DE COMPROMISOS
Línea continua: representa una característica positiva
Línea discontinua: representa una característica negativa
El cerebro humano tiene mayor capacidad para el análisis gráfico y por eso los gráficos fuerzan otro punto de vista.
RELLENA TU PROPIO EJEMPLO
TABLA DE COMPROMISOS 1º Describe parejas de herramientas y objetos. 1 a. b. c. 2º Selecciona una pareja. Explica por qué eliges esa herramienta y ese objeto.
3º Describe las características del sistema elegido de una herramienta y un objeto.
a. b. 4º Selecciona un par de· características en conmeto.Expltca por qué eliges este compromiso
en particular.
5º Describe el compromiso gráflca y verbalmente.
LA CONTRADICCIÓN INHERENTE
Cuanto más complejo el conflicto mejor la solución
¿POR QUÉ LA CONTRADICCIÓN INHERENTE ADEMÁS DEL COMPROMISO?
La contradicción inherente apunta al problema clave y por tanto a la mejor solución. Hay muchos compromisos y conflictos pero no todos de la misma importancia. La formulación de la contradicción trae un paso de la solución: Ha de ser eliminada.
Conocer el principal problema ayuda a centrar el equipo y obtener apoyo dela dirección.
¿CÓMO FORMULAR LA CONTRADICCIÓN INHERENTE?
Viene tras analizar los compromisos e intentar reformularlos en un elemento del sistema : objeto, herramienta o acción. Muchas veces son contradicciones de querer simultáneamente valores opuestos de una característica: pesado/ ligero, caliente/frio, etc.. En otros casos la contradicción se expresa en términos de ausencia o presencia: camarero/ no camarero, con/sin rueda repuesto
INTENSIFICAR LA CONTRADICCIÓN
Otra táctica para encontrar la solución consiste en intensificarla: llevarla a extremo
LOS RECURSOS
El aliado invisible
¿QUÉ SON LOS RECURSOS?
Objetos, información, energía o propiedades de los materiales en el interior o cerca del sistema. Interesan los latentes que ya están en el sistema o cerca de el. Hay una zona de desarrollo proximal que mediante los recursos llevan a un nivel tecnológico mayor, pero factible que produce una solución ideal. El análisis de recursos suele conducir a ideas nuevas.
¿DÓNDE BUSCAR LOS RECURSOS?
Hay que mirar todos los niveles del sistema y dividir los recursos de acuerdo a los niveles: Objeto, herramienta, acción, entorno, nivel macro y
nivel micro.
En todos los niveles podemos encontrar recursos de alguno de estos tipos: Sustancias y objetos modificados o no, vacíos,
interacciones y la energía asociada, formas, propiedades, espacio, tiempo e información. También se pueden considerar sustancias e
interacciones perjudiciales, y las destrezas de las personas.
¿DÓNDE BUSCAR LOS RECURSOS?
En la solución de muchos problemas el recurso estaba en la herramienta o en el objeto: Herramienta: agua contraincendios, herramientas de
corte, etc. Objeto: autoservicio, las semillas, etc.
También en el entorno: Bombas de calor, contenedores enterrados, inacción,
etc.
Nivel macro: hierba como silenciador, etc Nivel micro: micronizado del agua contraincendios.
LEY DE IDEALIDAD
Separar el grano de la paja
EL DESARROLLO DEL SISTEMA AVANZA AUMENTADO LA IDEALIDAD
Está ley la formulo Altshuller y se puede tomar como una medida de la idealidad la siguiente fórmula:
Es una fórmula cualitativa y es necesario comparar sistema para obtener valores. Los sistemas más simples suelen tener menos costes y perjuicios y por tanto tener mayor idealidad.
( )∑ ∑+∑= PerjuiciosCostes
BenefíciosIdealidad
CRITERIOS DE EVALUACIÓN DE IDEAS
1. Desaparecen los perjuicios anteriores 2. Se conservan los beneficios y aparecen nuevos 3. No aparecen perjuicios nuevos 4. El sistema no se vuelve más complejo 5. Se resuelve la contradicción inherente 6. Se utilizan recursos latentes 7. Cumple con otros requisitos del desarrollo
(legales, empresariales…)
PATRONES EVOLUTIVOS
LOS PATRONES EVOLUTIVOS MÁS IMPORTANTES
Evolución desigual de componentes y características. Transición al nivel macro o integración en un nivel más alto. Transición al nivel micro o segmentación en partes más pequeñas. Incremento de las interacciones entre sistemas. Expansión y convolución de los sistemas
LOS 40 PRINCIPIOS INVENTIVOS
LOS PRINCIPIOS INVENTIVOS SON LA COMPILACIÓN EN UNA IDEA DE MILES DE
SOLUCIONES Nº PRINCIPIO Nº PRINCIPIO
1 Segmentación 21 Aumentar la Velocidad a la que se lleva a cabo una Acción Arriesgada
2 Extracción 22 Convertir algo Dañino en Benéfico 3 Calidad Local 23 Retroalimentación 4 Asimetría 24 Mediador 5 Consolidación o Combinación 25 Autoservicio 6 Universalidad 26 Copiado 7 Anidación 27 Desechar 8 Contrapeso 28 Reemplazar un Sistema Mecánico por otro
Sistema
9 Acción Contraria Anticipada 29 Emplear un Sistema Hidráulico o Neumático 10 Acción Anticipada 30 Membranas Flexibles o Películas Delgadas 11 Acolchonado Anticipado 31 Material Poroso 12 Equipotencialidad 32 Cambio de Color 13 Inversión en hacer Algo en forma
Contraria a la Convencional 33 Homogeneidad
14 Esfericidad 34 Desechando y Regenerando Partes 15 Incremento Dinámico o Dinamismo 35 Transformación de Propiedades 16 Acción Excesiva o Parcial 36 Transición de Fase 17 Transición a una nueva Dimensión 37 Expansión Térmica 18 Vibración Mecánica 38 Oxidación Acelerada 19 Acción Periódica 39 Ambiente Inerte 20 Llevar a cabo la Acción Positiva de
manera Continua 40 Materiales Compuestos
LOS PRINCIPIOS INVENTIVOS SON LA COMPILACIÓN EN UNA IDEA DE MILES DE
SOLUCIONES
1. Segmentación (fragmentación) 2. Separación (hablar fuera, extraer) 3. Calidad local 4. Cambio de simetría (asimetría) 5. Combinación (consolidación, fusión) 6. Multifuncionalidad (universalidad) 7. “La muñeca anidada” (la encapsulada
“Matrushka”) 8. Compensación de peso (anti-peso, contrapeso)
PRINCIPIOS INVENTIVOS
9. Neutralización preliminar (anti-acción preliminar, pre-contracción)
10. Acción preliminar (acción prioritaria, hacerlo en forma adelantada)
11. Compensación de antemano por consiguiente amortiguamiento, amortiguar previamente
12. Equipotencialmente (traer cosas al mismo nivel) 13. “El otro camino alrededor” (realizarlo en reversa, hacerlo inversamente)
14. Incremento de la curvatura (curvatura esférica) 15. Partes dinámicas (dinámicamente, dinamización, dinámica)
PRINCIPIOS INVENTIVOS
16. Acciones parciales o excesivas (hacer un poco menos)
17. Cambio de dimensión (otra dimensión) 18. Vibración mecánica 19. Acción periódica 20. Continuidad de acción útil 21. Apresurarse (saltar, apresurarse a través) 22. “Ventaja encubierta” (convertir los daños en beneficios)
23. Retroalimentación
PRINCIPIOS INVENTIVOS
24. Intermediación (mediador) 25. Autoservicio 26. Copiando 27. Disposiciones baratas (económico y desechable) 28. Sustitución de interacción mecánica (uso de campos)
29. Neumáticos e hidráulicos 30. Cubiertas flexibles y películas delgadas 31. Materiales porosos 32. Cambios de propiedad óptica (cambio de color)
PRINCIPIOS INVENTIVOS
33. Homogeneidad 34. Descartar y recuperación 35. Cambios de parámetros (transformación de propiedades)
36. Transiciones de fase 37. Expansión térmica 38. Oxidantes fuertes (oxidación acelerada) 39. Atmósfera inerte (ambiente inerte) 40. Materiales compuestos
LA CREATIVIDAD
¿SE HACE O SE NACE?
Todos tenemos una capacidad innata de creatividad. Relacionado con una capacidad neurológica de oscilar
entre patrones. Ser creativo es ser inteligente, al revés no
necesariamente.
Con las herramientas adecuadas, como TRIZ, se consigue convertir la creatividad en innovación. Independientemente de la capacidad innata de cada uno
LA CREATIVIDAD ES LA BÚSQUEDA DELIBERADA DE ALTERNATIVAS.
El genio se compone del dos por ciento de talento y del noventa y ocho por ciento de perseverante aplicación. (Ludwig van Beethoven)
Si buscas resultados distintos, no hagas siempre lo mismo. (Albert Einstein)
No podemos resolver problemas pensando de la misma manera que cuando los creamos.. (Albert Einstein)
MECANISMO DE LA MENTE
La inercia psicológica nos impide ver o pensar en las cosas de otras maneras. El cerebro piensa para no tener que pensar más. La información procedente de los sentidos se organiza en pautas, esquemas o patrones.
EVALUAR LAS IDEAS: VALOR Y ORIGINALIDAD
TÉCNICAS DE CREATIVIDAD
La clave para ser más creativos reside en la manipulación deliberada de nuestros patrones mentales. Se trata de romper los patrones que nos atan a las soluciones ya conocidas.
HAY MUCHAS TÉCNICAS BASADAS EN:
Hit matrix
SCAMPER
Brainstorming
6x3x5
Morphological box
Field force analysis
FCB grid
Googlestorming
7x7 Technique
Crawford Slip Method
TKJ method
Random input
Contradiction Matrix
Role playing
Draw a picture
Filaments
Circle of opportunity
Delphi Technique
Excursion Technique
Lotus blossom Technique
NHK Method
….
ÍNDICE
¿Qué es TRIZ?
El modelo TRIZ
Compromisos y contradicciones
Contradicción inherente
Los recursos
Ley de idealidad
Patrones evolutivos
Principios inventivos
Creatividad
Bibliografía.
Trabajo de la asignatura.
BIBLIOGRAFÍA
1. Ellen Domb, Kalevi Rantanen TRIZ SIMPLIFICADO , ISBN 978-84-8408-576-8
2. . Bilalić, M.,McLeod, P. , ¿Por qué las buenas ideas bloquean otras mejores?. Investigación y Ciencia, Mayo 2014.
3. Introducción a la Innovación Sistemática: TRIZ (De pronto apareció el inventor). Genrich Altshuller. Ed. Internet Global. ISBN 84-605-6774-5
4. Jose M. Vicente Gomila, ¿UN CAPUCCINO CALIENTE?
OTRO EJEMPLO: CERROJO COMPUERTA BARCO
1994 Hundimiento, 852 víctimas, del Estonia por perdida de la visera. El desastre se produjo por un fallo en los cerrojos del barco, que están formados por: Una horquilla hembra taladrada. Una lengüeta macho taladrada que entra
en la horquilla. Un barra cilíndrica que que sujeta ambas partes.
OTRO EJEMPLO: CERROJO COMPUERTA BARCO
La herramienta es la barra H que bloquea A a la horquilla y la lengüeta O Compromiso: Una barra gruesa mejora la fiabilidad (bueno) al fijarse
más en horquilla y lengüeta pero dificulta el cierre o lo agarrota (malo).
Contradicción inherente: Un barra cilíndrica gruesa y delgada a la vez.
TRABAJO DE ASIGNATURA
Consiste en hacer una memoria de la aplicación de TRIZ al sistema que desarrolla cada grupo. El guion sería parecido al siguiente: Descripción del sistema en términos de objeto, herramienta,
acción y entorno. También describir los posibles niveles macro y micro y el pasado o futuro. Análisis de los posibles conflictos y compromisos. Formulación de la contradicción intrínseca.
Búsqueda de soluciones mediante: Búsqueda de posibles recursos. Aplicación de los patrones evolutivos. Aplicación de los principios inventivos. Análisis de la idealidad de las soluciones.
PROBLEMAS EJEMPLO
1. Como comprobar la presión del gas de una bobilla.
2. Como bajar un objeto pesado sin grua.