Presentación del Curso de Introducción TRIZ Clásico

Este Curso de Introducción al TRIZ clásico es una  traducción al español del presentado originalmente en www.triz.org por Valery Krasnoslobodtsev (Kraev). A continuación incluimos un extracto de la presentación original en español y en  inglés.Por favor, enviar consultas y comentarios en español y en inglés a innovacion@innovacion-sistematica.net , y en inglés a  kraev@triz.org .

Lección 1 - FUNDAMENTOS DE TRIZ

http://www.innovacion-sistematica.net/innovacion-sistematica/introduccion-al-triz-clasico/leccion-1---fundamentos-de-triz.html

Essential TRIZ for Beginners. "Kraev Korner" TRIZ Lessons in Spanish.Traducido por Julián Domínguez Laperal.

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

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). Esta es una metodología de resolución de problemas basada en un acercamiento lógico sistemático que fue desarrollado examinando miles de patentes y con el análisis de la evolución de la tecnología. El TRIZ puede ser usado como un instrumento intelectual poderoso para solucionar problemas técnicos y tecnológicos, simples y difíciles, más rápidamente y con mejores resultados.

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 simple de un sistema técnico. Requiere el conocimiento disponible dentro de un área de fabricación/aplicación relevante del  sistema.Nivel 2. Una invención que incluye la resolución de una contradicción técnica. Requiere el conocimiento de áreas diferentes dentro de una industria relevante del sistema.Nivel 3. Una invención que contiene una resolución de una contradicción física. Requiere el conocimiento de otras industrias.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 objeto (dispositivo o método). En el segundo nivel el objeto se cambia, pero no considerablemente. En el tercer nivel, el objeto es modificado esencialmente y en el cuarto, lo es totalmente; en el quinto el sistema técnico entero en el que se utiliza este objeto 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 una Contradicción Física conocida pueden utilizarse uno de los 4 Principios de Separación para vencer este tipo de 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 puedan 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 no existe materialmente, pero que aún así la función es realizada.El sistema Ideal se consigue sin añadir la 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 ConocimientosPara 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

Principios Inventivos Históricamente, esta es una de las herramientas TRIZ más temprana y simple. Estudiando miles de patentes, 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.-  Anidado

8.-  Contrapeso

9.-  Previo a la contramedida

10.- Previo a la acción

11.- Amortiguamiento anticipado

12.- Equipotencialidad

13.- Invertir

14.- Esfericidad

15.- Dinamismo

16.- Acción parcial o total

17.- Mover a una nueva dimensión

18.- Vibración mecánica

19.- Acción periódica

20.- Continuidad de una acción útil

21.- Rapidez del proceso

22.- Convertir un daño en beneficio

23.- Retroalimentación

24.- Mediador

25.- Auto-servicio

26.- Copia

27.- Objeto barato-corta vida por uno caro-larga vida

28.- Reemplazo de un sistema mecánico

29.- Usar una construcción neumática o hidráulica

30.- Película flexible o membranas delgadas

31.- Uso de material poroso

32.- Cambiando el color

33.- Homogeneidad

34.- Rechazando y regenerando partes

35.- Cambios de propiedades

36.- Transición de fase

37.- Expansión térmica

38.- Uso de oxidantes fuertes

39.- Ambiente inerte

40.- Materiales compuestos

Estándares Inventivos y modelado Sustancia-Campo Esta es la parte más voluminosa y controvertida de las herramientas TRIZ. La palabra "Estándar" 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 problemasEs 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 divididos en cinco grupos:Grupo 1: Construir o destruir Modelos Sustancia-CampoGrupo 2: Desarrollar un Modelo Sustancia-CampoGrupo 3: Transición del sistema básico al súper sistema o al subsistemaGrupo 4: Medida o detección dentro de un sistema técnicoGrupo 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.    El análisis del Método que eliminó la Contradicción Física 8.    Utilización de soluciones obtenidas9.    El 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 Sistema2. Tendencia de Conductividad de Energía de un Sistema3. Tendencia a Armonizar la Cadencia de las Partes del Sistema4. Tendencia a Aumentar el grado de Idealidad del Sistema5. Tendencia de Desarrollo Desigual de las Partes del Sistema6. Transición a un supersistema6-a. Dinamización7. Tendencia de la Transición del macro a micro nivel8. Tendencia a Aumentar el desarrollo de modelos Sustancia-Campo

Altshuller llamó a estas “líneas” como "leyes" y los 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 "Coste Tiempo Dimensiones" incluye experimentos mentales con aumento y disminución: dimensiones, tiempo de operación y coste del sistema mejorado. Después las son analizadas nuevas posibilidades 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 Pequeñas Personas Inteligentes” representa un conflicto encontrado en el sistema como la lucha entre al menos dos grupos de las “pequeñas personas”. Otros dibujos deberían mostrar la resolución de este conflicto con la aplicación de recursos de sistema disponibles y las “pequeñas personas”.

Lección 2 - NIVELES DE INNOVACIÓN

Antes de hablar sobre innovación o más exactamente invención, hemos de entender lo que esto significa. Como se ha mencionado en nuestra primera lección, el análisis de un número grande de patentes revela que cada invención no es igual en su valor inventivo. G. Altshuller propuso cinco niveles de innovación: Nivel 1. Una mejora simple de un sistema técnico. Requiere el conocimiento disponible dentro de un área de fabricación/aplicación

relevante del  sistema.Nivel 2. Una invención que incluye la resolución de una contradicción técnica. Requiere el conocimiento de áreas diferentes dentro de una industria relevante del sistema.Nivel 3. Una invención que contiene una resolución de una contradicción física. Requiere el conocimiento de otras industrias.Nivel 4. Una invención que contiene resolución de contradicciones con una mejor aproximación al Resultado Final Ideal. Esta nueva tecnología desarrollada conteniente una solución de “ruptura” que requiere el conocimiento de diferentes campos de la ciencia.Nivel 5. Descubrimiento de nuevos fenómenos y sustancias. Este nuevo conocimiento asegura el desarrollo de nuevas tecnologías con la utilización de los nuevos fenómenos, resolviendo contradicciones existentes con mejor aproximación al Resultado Final Ideal.

Con problemas del primer nivel, el objeto (dispositivo o método) no se modifica. En el segundo nivel, el objeto se modifica, pero no considerablemente. En el tercer nivel, el objeto se modifica esencialmente y en el cuarto, es totalmente modificado. En el quinto nivel, el sistema técnico en que se utiliza este objeto se modifica por entero. Un punto muy importante es la afirmación de la metodología TRIZ de que si no hay ninguna contradicción técnica entonces no se trata de un problema inventivo (no es un problema TRIZ). Por lo tanto, si hay una resolución de una contradicción técnica o física durante la resolución  del problema implicará que se trata de una invención. Oficialmente, la invención es una creación de una nueva idea técnica y los medios físicos de llevarlo a cabo o encarnarlo. Para ser patentable, una invención debe ser nueva, tener utilidad, y diferenciarse de lo que los usuarios expertos podrían esperar (que no sea obvia o evidente). Por lo tanto, una invención legalmente protegida por una patente debería encontrar tres exigencias: novedad, utilidad y no evidencia. http://usinfo.state.gov/products/pubs/intelprp/glossary.htm

"Novedad" es uno de los tres criterios legales por los cuales son evaluadas la aplicación de una patente. Esto requiere que las demandas en una patente deben de ser totalmente nuevas, por ejemplo, para una invención que fuera desconocida y no disponible al público al ser registrada la patente. Este criterio es el mismo para Oficina de Patentes y Marcas estadounidense (USPTO, http://www.uspto.gov) y la Organización Mundial de la Propiedad Intelectual (WIPO, http://www.wipo.int). USPTO y WIPO son organizaciones gubernamentales que hacen la determinación final para las patentes propuestas en cuanto a las cuales son invenciones y patentables y las que no lo son.

"Utilidad" es otro de los criterios USPTO por los cuales se evalúan las patentes. Requiere que una invención debiera ser útil e industrialmente aplicable para ser patentable. En WIPO, la misma o similar exigencia es expresada como “aplicabilidad industrial”.

"No obviedad" es el tercer criterio legal USPTO por el que son evaluadas las patentes. En el WIPO la exigencia similar se denomina “Paso Inventivo”. La “No obviedad” y el “Paso Inventivo” implica el que no podría ser obvio para por una persona con un conocimiento medio del ámbito técnico en actual estado del arte para que una patente sea registrada.

Como podemos ver, los criterios TRIZ para una invención por resolución de una contradicción del problema son más definitivos y fuertes en comparación con criterios USPTO/WIPO. Sin embargo, estos criterios son correspondientes unos con otros y esta correlación se muestra en la siguiente tabla.

TRIZ Y LOS CRITERIOS INTERNACIONALES DE INVENCIÓN

Criterios InvenciónTRIZ

Criterios Invención

USPTO

Criterios Invención

WIPO*

Contradicciones técnicas y Físicas

Novedad Novedad

Resolución Contradicciones

No-obviedad Paso Inventivo

Resultado Final Ideal UtilidadAplicabilidad

Industrial

* World Intellectual Property Organization. Organización Mundial de la Propiedad Intelectual. La agencia de Naciones Unidas, establecida en

Ginebra, que administra la mayor parte de tratados de Propiedad Inlelectual (IP) y mantiene conferencias periódicas para revisarlos

De hecho, un mismo problema puede solucionarse obteniendo soluciones inventivas de niveles TRIZ diferentes. Podemos mirar alrededor en nuestra casa y fijarnos en aplicaciones conocidas para nuestro análisis. Me gustaría comenzar en la cocina, por aparatos para cocinar.La cocina eléctrica con superficie para cocinar por resistencia eléctrica que produce el calor, es una aplicación básica. Estas aparecieron en las casas después de las cocinas de madera y las de gas. Estas nuevas cocinas eran dispositivos avanzados al tener un nivel más alto de seguridad, no producen humos, utilizan la electricidad disponible y son más baratas. Había sólo una desventaja seria, las primeras cocinas eléctricas calentaban despacio en comparación con cocinas de gas. Las futuras invenciones estuvieron relacionadas con la superación de esta desventaja.

Un primer nivel de invención relacionado con la modificación de la cocina eléctrica básica era la cocina "Rápida". Esta aplicación tenía alto una temperatura de calentamiento velocidad de 10-12 segundos. Esto era una mejora significativa en comparación con el elemento básico que necesitaba 30-60 segundos. Sin embargo, no se

modificó la cocina eléctrica típica calentada por un elemento de resistencia en espiral. Sólo fueron modificados los parámetros eléctricos y la forma de la espiral.

El segundo nivel de invención es la Placa “Hi Light". En este nivel, el elemento calentador es claramente modificado en comparación con el diseño inicial. Esta cocina eléctrica utiliza un dispositivo calentador en la forma de tira parecida a una serpiente producida de una aleación de alta resistencia. La velocidad de calentamiento es más rápida, 4-7 segundos y el calor irradiado es uniformemente proporcionado en toda el área. El nuevo elemento de calefacción es modificado tanto en forma como en material. Tal modificación tiene en cuenta una solución de la contradicción técnica entre los parámetros de velocidad de calentamiento y densidad de potencia. Pero si el elemento de calefacción "Rápido" anterior con diámetro 150-180 mm consume 1-1.5 kW el elemento High Light Alta necesita 1.5-2 kW.

El tercer nivel de invención para la cocina eléctrica puede ser la aplicación de halógeno. La cocina eléctrica halógena proporciona el calor utilizando una espiral de alta temperatura integrado en una lámpara halógena que tiene un tubo lleno de gas de cuarzo. La lámpara brilla con una luz roja brillante y produce un fuerte calor.

Esta cocina eléctrica y su elemento de calefacción tiene una gran energía; por lo tanto la calefacción del elemento se realiza al instante y se enfría pronto. En este dispositivo, la contradicción física para el elemento calefactor ha sido resuelta en lugar de la espira metálica se utiliza una espiral llena de gas. Podemos ver modificaciones el nivel físico del elemento calefactor.

En el cuarto nivel de invención la cocina es una aplicación de inducción. En esta aplicación, el elemento calefactor es totalmente modificado. La cocina eléctrica de Inducción es un desarrollo avanzado. Bajo el área de operación, están presentes una bobina de inducción y un potente generador eléctrico. Estos componentes crean rápidamente un campo electromagnético

variable. Debido a la variación del campo electromagnético los átomos de la red cristalina de la aleación, de la que esta construida el recipiente, crea un movimiento oscilante, calentando prioritariamente el fondo del recipiente.

El área eficaz de la inducción calienta sólo el recipiente y la bobina permanece fría. De modo que la ebullición no está asociada a la superficie del cristal. La calefacción directa permite economía tanto de tiempo como de energía eléctrica.

Naturalmente, el quemador no trabajará si no hay ningún recipiente sobre él. Para aplicar una calefacción de inducción, es necesario utilizar recipientes con un fondo magnetizado fabricado con aleaciones ferromagnéticas (de hierro fundido o un acero especial).

En el quinto nivel, la cocina eléctrica se modifica totalmente y se utilizan nuevos fenómenos físicos. Es un microondas, con otro principio de operación, la acción directa en la comida sin aplicación en el contenedor.

Las microondas dentro del horno penetran en la comida por diferentes direcciones, calentando moléculas del agua, grasa y azúcar. El calor penetra puntualmente, sólo dentro de la comida. Las microondas utilizadas para cocinar pueden atravesar cristal, papel, plástico y porcelana, pero no penetrar por metal. En el estado habitual, las moléculas de comida y líquido contienen partículas negativas y positivas que giran despacio. Durante la cocina con microondas, este movimiento se acelera creando calor. El resultado final es que el calor es generado en la comida. La cocina en un horno convencional se realiza por acciones moleculares, pero las microondas lo hacen más rápido, porque penetran en la comida directamente y disminuyen el tiempo de cocción.

Algunos otros ejemplos de resolución de problemas de diferente nivel inventivo se representan en la tabla para lavadora, televisor y teléfono.

Ejemplos de niveles de innovación

 

NIVEL 1 Diseño

de comprom

iso

NIVEL 2Resolución de contradicción

técnica

NIVEL 3 Resolución

de contradicci

ón física

NIVEL 4Nueva

tecnología

NIVEL 5Nuevo

fenómeno

Lavadora

Lavadora con

Tambor Vertical

Lavadora con Tambor

Horizontal

Lavadora con Doble Tambor

Lavadora UltrasonidoCavi

tación

Máquina de lavado por Campo (pronóstico

)

TVTV electro-mecánica

TV de mono tubo de rayos

catódicos

TV de tubo de rayos catódicos

TV LCD/LED TV Tri-

dimensional

Teléfono

Teléfono de mano de dos piezas

Teléfono de mano de una

pieza

Máquina de teléfono y

fax

Radio teléfono inalámbrico

Teléfono celular móvil

La clasificación de cinco niveles descrita ha sido aplicada a ejemplos y soluciones ya conocidos. Estaba relativamente claro como determinar qué nivel de la innovación corresponde a diferentes soluciones conocidas. Pero aparece otra cuestión: ¿puede esta clasificación utilizarse no sólo para la descripción de soluciones conocidas, sino también durante el proceso de desarrollo de planteamientos nuevos, desconocidos?

Propongamos un ejemplo. Imaginemos que tenemos una petición de un cliente para desarrollar una nueva lámpara. Es necesario proponer nuevos diseños de lámparas que serán mejores que las comercializadas actualmente. El resultado técnico específico no puede ser indicado en la especificación de exigencias, pero al cliente le gustaría una lámpara mejor y más barata que la existente. Esto es la situación típica para actividades prácticas de innovación. Teniendo el conocimiento de los cinco niveles de innovación, podemos comenzar el desarrollo de nuestra nueva lámpara con el uso de, al menos, tres líneas: mejora de ingeniería convencional de lámpara existente, desarrollo de nuevos diseños con el principio de operación existente de la aplicación y finalmente, creación de nueva generación de lámpara con un nuevo principio físico de operación. Está claro que el primer acercamiento corresponde al primer nivel de innovación y permite conseguir una nueva optimización del diseño de la lámpara con alguna mejora en los parámetros cualitativos sobre la existente.Si nuestro cliente quiere aumentar el nivel cualitativo de la lámpara en más del 100 %, deberíamos utilizar la segunda y tercera línea de escenarios de proyecto correspondientes a los niveles de innovaciones 2-5. Por lo tanto, si deseamos mejorar enormemente parámetros de nuestro producto la optimización no puede ayudarnos; y tenemos que encontrar métodos y materiales resolviendo contradicciones que no darían soporte a esta mejora.

Por esto, los cinco niveles de clasificación de invención pueden utilizarse en actividades prácticas para el asesoramiento comparativo de propuestas de innovación que son generadas para solucionar el problema.

A menudo un cliente acepta cambios sustanciales en su sistema existente de mala gana. Percibe que para solucionar un problema es necesario cambiar algo en el sistema existente, pero trata de poner en práctica estos cambios en una forma mínima para facilitar una pronta introducción en el mercado. Sin embargo es posible ofrecer soluciones del problema para cinco niveles. Los tres primeros niveles cambian insignificantemente el sistema existente con modificaciones mínimas y estas ofertas de diseño son aceptadas para fabricar más fácilmente. El cuarto y quinto nivel de las ofertas pueden aceptarse como soluciones anticipadas para la siguiente etapa de puesta en mercado y puede ser patentado por el cliente. El conocimiento de los cinco niveles de innovación es unas herramientas útiles en el pronóstico y desarrollo de un sistema específico, y con ello se puede definir los volúmenes del cambio de este sistema en cada etapa de la evolución.

Es razonable que las soluciones fuertes, que resuelven contradicciones sin utilizar compromisos, requieren para su descubrimiento tecnologías especiales, porque estas soluciones no son las obvias. Previamente, la solución de problemas que tenían conflictos o contradicciones se acepto como un proceso irreal y tales problemas fueron solucionados mediante compromiso o no fueron solucionados en absoluto. Estaremos interesados fundamentalmente en estos problemas con contradicciones y nuestro objetivo es conseguir el conocimiento y la práctica para resolver estas contradicciones. En nuestra siguiente lección, hablaremos de contradicciones, su descubrimiento, formulación y resolución.

RESUMENAsí, resumiendo esta lección, se puede decir que TRIZ propone cinco niveles de innovación. Estos niveles permiten que estimemos el estado de desarrollo de tecnologías y productos existentes. Podemos usar este conocimiento en nuestro trabajo creativo para predecir, etapa a etapa, el desarrollo de nuevas direcciones para tecnologías y productos existentes.

TRABAJO PRÁCTICO

Prueba. Por favor, determine que tipo de nivel de la innovación los objetos siguientes tienen:

Cámara de Fotos de Película Reloj mecánico

 

Limpiador por vacío

¿Podrías proponer el quinto nivel de innovación para cada uno de estos dispositivos?

“TRES PROBLEMAS DOMÉSTICOS PARA APLICACIÓN TRIZ”

 

“Problema del clavo”

Muy a menudo tenemos que utilizar un simple clavo en una pared como gancho para colgar ropa. Sin embargo tal gancho comienza a girar en el agujero y no sostiene la ropa. ¿Qué es posible hacer?

 

“Problema del cajón”

Los cajones simples en un gabinete o escritorio se deslizan mal sobre su  apoyo. ¿Qué es posible ofrecer para solucionar este problema?

 

 

“Problema de la nevera”

A fin de evitar el consumo suplementario de la energía eléctrica es útil saber si la puerta del refrigerador cierra adecuadamente. ¿Cómo probar contacto entre el sello de la puerta y la carcasa?

Lección 3 - CONTRADICCIONES TÉCNICAS Y FÍSICAS

Las contradicciones técnicas y físicas son las piedras angulares de TRIZ. La formulación de la Contradicción Técnica ayuda a entender mejor la raíz de un problema y averiguar más rápido la solución

exacta para este problema. Si no hay ninguna contradicción técnica entonces no estamos ante un problema inventivo (no es problema de TRIZ). Los tres problemas de casa, que fueron descritos en la lección anterior sobre el clavo, el cajón y la nevera, tienen soluciones bastante simples y tenemos todo el conocimiento necesario para conseguir estas soluciones. Pero ahora mismo, no podemos ver las soluciones simples porque pueden haber aparecido algunas dificultades en nuestro pensamiento durante el proceso de la búsqueda de una solución. ¿Qué tipo de dificultades tenemos? Por ejemplo, algo como esto:- Para vencer la rotación del clavo en la pared, podemos proponer de hacer el clavo con una forma de sección no circular. ¡Pero todo el proceso de producción de estos clavos debería cambiarse para fabricar esta nueva forma y sería muy caro!- Para mejorar del deslizamiento entre el cajón de madera y su apoyo, podemos proponer, por ejemplo, utilizar rodillos entre ellos. ¿Pero cómo hacer esto de forma simple para un cajón ya existente?- Para medir la fuerza de contacto del sello de la puerta y chasis de una nevera, podemos utilizar algunos sensores electrónicos especiales entre ellos. ¿Pero qué tipo de sensores necesitamos y como conseguirlos? De esta forma tenemos situaciones en las que los conceptos de una solución conducen a consecuencias fatales: rehacer un proceso industrial para una clavo no circular, la complejidad de diseño de del cajón de madera, o el impracticabilidad de utilizar sensores especiales para una sola medida para una nevera específica. Cuando tenemos tales problemas aparece la sensación de insolubilidad. Hemos desarrollado una contradicción técnica. Esta contradicción es un conflicto entre características dentro de un sistema: la mejora de un parámetro del sistema conduce al empeoramiento de otro parámetro, como se ha indicado para nuestros ejemplos en la tabla siguiente:

Nombre del Problema

Contradicción Técnica

Parámetro de mejora

Parámetro que empeora

“Clavo” Fijación Fabricación

“Cajón” Deslizamiento Complejidad de Diseño

“Nevera” Información Pérdida de Tiempo

Comenzamos a pensar que estos problemas no tienen ninguna solución buena o simple. Tratamos de solucionar problemas usando la

aproximación por compromiso o que no se solucionan de ninguna manera. La razón de esta conclusión es una característica de nuestra mente que apoya la lógica simple para evitar situaciones conflictivas.

A consecuencia de esta situación paradójica, tenemos todo el

conocimiento necesario para solucionar problemas pero no sabemos aplicar este conocimiento. Por lo tanto, en caso de una contradicción, el pensamiento lógico habitual se hace improductivo. Tenemos que

usar otro proceso de pensamiento lógico para resolver la contradicción.

 ¿Cómo solucionar problemas con contradicciones sin compromiso?

TRIZ recomienda que NO evitemos las contradicciones. Hasta utiliza la lógica inversa: ¡encontrar la contradicción e intensificarla! La

contradicción técnica realmente no soluciona un problema, pero muestra una dirección mental poderosa hacia conceptos de solución

excelentes que pueden resolver la contradicción. En nuestros problemas de muestra, esto significa que deberíamos:

- asegurar la buena fijación del clavo en la pared sin empeorarse su fabricación - mejorar el deslizamiento del cajón sin aumentar la complejidad de diseño y- obtener información confiable sobre el contacto entre sello de puerta y el chasis de la nevera sin la pérdida de tiempo y sin aplicación de sensores especiales y aparatos complicados.

Hemos de intentar este acercamiento para solucionar problemas. Utilizando las contradicciones técnicas para nuestros problemas indicados en la tabla, podríamos utilizar dos metodologías. Un camino es resolver nuestra contradicción con la aplicación de los 40 Principios Inventivos1 y obtener algunas recomendaciones específicas para vencer contradicción. Altshuller identificó 40 Principios que podrían utilizarse para eliminar contradicciones técnicas. También identificó 39 características de Sistemas Técnicos que pueden utilizarse para desarrollar y describir una contradicción técnica. Esta técnica será considerada detalladamente en la 7a lección cuando estudiemos la aplicación de los principios inventivos.

El segundo camino, es transformar la contradicción técnica en una contradicción física y solucionar esta tarea en el nivel físico. Para vencer una contradicción física, hay cuatro principios "físicos" y una base de datos de fenómenos y efectos físicos. Para la solución de problemas, una formulación de una contradicción física tiene el formato: “dado el elemento del sistema debería tener la característica ‘A’ con el fin de realizar la función requerida (para solucionar problema) y este elemento debería tener la característica ‘no A’ a fin de satisfacer limitaciones existentes y exigencias”.

Las contradicciones técnicas están relacionadas típicamente con propiedades del sistema técnico completo,  pero las contradicciones físicas están relacionadas con propiedades físicas de una característica/propiedad de un elemento del sistema. La tabla siguiente proporciona algunos ejemplos para estas clases de contradicciones.

Contradicciones Técnicas (ejemplos)

Contradicciones Físicas (ejemplos)

Parámetro a mejorar

Parámetro que empeora

Característica “A”

Característica “no A"

Potencia PesoElectro

conductivoDieléctrico

Complejidad Funcionalidad Liquido Sólido

Adaptabilidad Fiabilidad Fuerte Suave

Productividad Precisión Rápido Lento

Conveniencia de Uso

Facilidad fabricación

Fuerte Débil

Las contradicciones aparecen en el proceso cuando se elaboran los requerimientos técnicos de mejora de un sistema existente. Un concepto importante a recordar es que en la base de cada contradicción técnica podemos encontrar una razón física de la contradicción. Casi todas las contradicciones técnicas pueden ser transformadas en una contradicción física correspondiente. Cuando transformamos nuestra contradicción técnica a una física, definimos un problema físico específico que es fácilmente solucionado con la aplicación de principios "físicos" y los efectos físicos, químicos y geométricos junto con otros fenómenos.Cuando tratamos con una contradicción física conocida, uno puede usar uno de los cuatro Principios de Separación para vencer este tipo de la contradicción:

- Separación de propiedades contradictorias en el tiempo.- Separación de propiedades contradictorias en el espacio.- Transformaciones del sistema.- Transformaciones de fase, o transformaciones físicas y químicas de sustancias.

Como se ha mencionado antes, una contradicción física es un conflicto entre dos exigencias físicas mutuamente excluyentes en una misma característica de un elemento del sistema. Para formular una contradicción física, deberíamos determinar la característica contraria requerida en un elemento del sistema. Cuando hemos identificado estas exigencias contrarias, nosotros tenemos que separarlas y eliminar el área combinada de su interacción (ver esquemas abajo). Si las exigencias están siendo separadas a tiempo sus proyecciones en el eje del tiempo no deberían tener una superposición. Si separamos exigencias contrarias en el espacio o en el sistema, entonces sus proyecciones en estos ejes no deberían tener ninguna superposición.

En caso del “problema del clavo”, el clavo en la pared es el sistema entero y la barra del clavo es nuestro elemento con exigencias físicas contrarias. Su “forma característica de corte transversal” o “perfil" es exactamente el aspecto que debería satisfacer las exigencias contrarias. Ya que este perfil debería ser circular y debería ser no circular. Así prácticamente hemos formulado una contradicción física, que tiene el enunciado: “el perfil de la barra del clavo debería ser no circular para eliminar la rotación del clavo en la pared y debería ser circular para preservar la fabricación original del clavo”.

En caso del “problema del cajón”, el cajón en el gabinete es el sistema entero y sólo la guía del cajón es el elemento relacionado con nuestro conflicto. La superficie de la guía en contacto con el apoyo del gabinete es la zona con exigencias físicas contrarias: debería ser deslizable y no debería ser deslizable (como la superficie de madera original). Entonces la contradicción física en este caso sería: “La superficie de la guía del cajón debería tener

una fricción baja para un deslizamiento bueno y no debería tener fricción baja para preservar la superficie de madera original (porque queremos mantenerlo sin cambios)”.

En el ejemplo del “problema de sellado de la nevera”, el sello de la puerta y la carcasa de la nevera forman el sistema entero. Sólo el sello, más exactamente, está en contacto con la superficie de la carcasa e incluye exigencias físicas contrarias. ¿Qué tipo de característica física puede guardar correlación con un buen contacto entre el sello de puerta y la carcasa? Puede ser el ajuste del contacto. Para obtener información sobre este ajuste de contacto, debería utilizarse un indicador y para vencer la complejidad de medida no debería utilizarse un indicador. Una declaración tan corta de la contradicción física “elemento debería estar y no debería estar” puede utilizarse cuando es dificultoso un enunciado más completo de la contradicción física.

Tabla final con las contradicciones físicas para los ejemplos descritos:

Nombre del Problema

Parámetro Contradicción Física

“Clavo” Perfil de la barra Circular No circular

“Cajón”Superficie de la

GuíaFricción

BajaFricción Alta

“Nevera” Indicador Debe estarNo debe estar

Cuando obtenemos las contradicciones físicas entonces podemos utilizar uno de los cuatro principios de separación para vencer estas contradicciones: separación en tiempo; separación en espacio; transformaciones de sistema y transformación de fase.

Para el “Problema del Calvo”, la aplicación del primer principio “separación en tiempo” conduce a la solución conceptual de la separación de exigencias contrarias al perfil de la barra del clavo en el momento de la fabricación del proceso y en el momento de clavar. Podemos proponer el siguiente concepto: durante la fabricación del calvo tiene un perfil circular y mientras se clava el calvo tiene un perfil no circular. ¿Cómo poner en práctica esta propuesta?

Podemos proponer  fabricar el clavo estándar, con una barra con un perfil circular y luego, antes de martillar el calvo, aplanamos el perfil con el martillo (ver la imagen). El perfil plano no permite que gire el clavo.

Podemos solucionar el “problema del deslizamiento del cajón” con el principio de “separación en espacio”. Este principio permite que separemos exigencias contrarias y conduce a la fabricación de una parte de la tabla que se pone en contacto con la superficie de la guía con una capa antifricción y otra parte sin esta capa. Entonces podemos proponer frotar con cera de vela en dos o tres puntos de la guía (ver la imagen fotografía). Esto proporciona una fricción buena entre la guía del cajón y el apoyo del gabinete debido a la baja fricción de la cera. Además, el grosor de los puntos de

cera proporciona algunos huecos entre la guía sin cera y el apoyo, con lo que estará ausente la fricción en estas áreas. Después de algún tiempo, debido a la fricción, la cera se distribuirá más regularmente entre guía y apoyo y la fricción permanecerá baja. Con estos cambios menores, conseguimos un buen deslizamiento y conservamos nuestro cajón sin grandes cambios.

¿Cómo resolver contradicción para el “problema del sello de la nevera”? Los indicadores deberían estar y no deberían estar. Para este caso, podemos usar el principio de “transformaciones del sistema”. Para la realización de este principio, proponemos utilizar un pedazo de papel carbón entre la puerta y la carcasa. Al colocar el pedazo de papel, el carbón marca las áreas superficiales con buen  contacto y las áreas con mal contacto se marca mal. Utilizando estas marcas, es posible determinar el sello de la puerta cuando está cerrada sin aplicación de sensores electrónicos caros. Funcionalmente, el contacto de marcas de carbón sirve como un sensor, y nos muestra áreas de contacto entre el sello de la puerta y la carcasa. Y al mismo momento esto no es un sensor electrónico. Esta propuesta puede aplicarse rápido, sin la pérdida de tiempo y dinero.  Obsérvese que utilizando la solución propuesta se satisfizo otra vez ambas partes de nuestra contradicción.

De este modo, obtuvimos soluciones para nuestros problemas que resolvieron las contradicciones definidas así como ambas partes de estas contradicciones. ¿Cuáles son los caminos más eficientes para resolver contradicciones? Uno de ellos es la utilización de recursos existentes de los sistemas mejorados y sus elementos. La siguiente lección estará dedicada al análisis de recursos y las recomendaciones en la utilización de recursos Sustancia-Campo del sistema en la solución del problema.

 

RESUMENResumiendo esta lección, podemos decir que TRIZ propone la exploración y formulación de las contradicciones técnicas y físicas definidas con fuerza para solucionar el problema. Si no hay ninguna contradicción técnica entonces no se trata de un problema inventivo TRIZ. Las contradicciones técnicas y físicas conducen al mejor entendimiento de la raíz de un problema. Las contradicciones ayudan a revelar más rápidamente la solución exacta para el problema.

Referencias:1. 40 Principles. Extended Edition. By Genrikh Altshuller. Technical Innovation Center, Worcester, MA, 2005

TRABAJO PRÁCTICO Prueba. ¿Qué clases de contradicciones técnicas o físicas se describen a continuación?

A fin de reducir la vibración y el ruido durante la operación de la lavadora es necesario aumentar sus dimensiones totales y peso.

El aumento de la energía de una aspiradora mejoró la calidad de limpieza, pero esto conduce al aumento del ruido y el peso.

La superficie del escritorio debería ser bastante grande para el trabajo cómodo con ordenador y papeles pero debería ser pequeño a fin de ocupar menos espacio en la habitación.

Se tratar de utilizar el conocimiento obtenido en esta lección y solucionar un problema simple de casa. A veces una puerta no puede estar cerrada debido a la fricción grande con el marco. El modo simple de solucionar este problema es recortar la puerta de madera en el lugar donde ocurre la adhesión. Sin embargo no es algo bueno para el recubrimiento de la madera. ¿Puede encontrarse otra solución simple?

“TRES PROBLEMAS DOMÉSTICOS PARA APLICACIÓN DE RESOLUCCION DE CONTRADICCIONES TRIZ”

 

“Problema de la Cera”

¿Cómo deshacerse de la cera que fue derramada por casualidad en el mantel? Si usamos el cuchillo entonces podemos eliminar la cera de la superficie. ¿Pero cómo eliminar la cera dentro de mantel mismo?

 

“Problema de las Almohadas”

Si se cambia de lugar de residencia con frecuencia, las almohadas y los edredones ocupan mucho espacio. ¿Cómo podemos reducir el espacio ocupado por las almohadas y edredones durante el embalaje?

 

“Problema de tamizado”

Si tenemos que tamizar la harina en una pequeña cazuela pero tenemos sólo un tamiz grande entonces el problema no es fácil. ¿Cómo llevar a cabo nuestra tarea?

Lección 4 - ANÁLISIS DE RECURSOS

Una vez que se ha identificado el sistema técnico y se ha definido su contradicción, debería evaluarse que recursos están disponibles para vencer la contradicción. Para solucionar la contradicción, TRIZ recomienda utilizar los recursos de sustancia-campo del sistema existente. Esto se encuentra dentro de las exigencias de un sistema ideal. ¿Qué significa "recurso"? Dando un vistazo en el diccionario www.dictionary.com podemos encontrar que RECURSO es:

1.  Algo que puede utilizarse como apoyo o ayuda: La biblioteca local es un recurso valioso.2.  Un abastecimiento disponible que puede ser utilizarse cuando sea necesario. A menudo utilizado en plural.3.  La capacidad de tratar con una situación difícil o molesta con eficacia; iniciativa: una persona de recursos.4.  Los medios que pueden utilizarse para enfrentarse con una situación difícil. A menudo utilizado en plural: necesite todos mis recursos intelectuales para el examen.5.   a. Los medios totales disponibles para el desarrollo económico y político, como riqueza mineral, mano de obra, y armamentos.b. Los medios totales disponibles de una compañía para aumentar la producción o los beneficios incluidos fábricas, mano de obra, y materia prima; activos.c. Tales medios considerados individualmente.

En los enunciados de TRIZ “recurso” es ampliamente definido. Un recurso es todo lo que puede ser aplicado para la solución de un problema y la mejora del sistema sin un gran gasto. Los recursos deberían ser de fácilmente alcanzables, bajo o ningún coste.Los recursos de un sistema existente y sus elementos son la base de las soluciones más fuertes y más eficientes. La identificación de estos recursos proporciona abundantes oportunidades de conceptos de solución a ser desarrollados. Cada recurso es una solución potencial para el problema. Cuantos más recursos a utilizarse están disponibles, mayor es el espacio de solución para generar más conceptos de solución. Utilizando recursos no tenemos que añadir "algo" desde fuera del sistema y podemos alcanzar muy buenos resultados.

Algo útil para un inventor principiante es escribir una lista de todos los recursos del sistema disponibles con la ayuda de la tabla simple de abajo. Mirando esta lista, se simplifica el llegar a la solución. Los recursos pueden ser internos o externos al sistema y pertenecer al par de elementos en conflicto (llamados producto y herramienta). Ellos pueden encontrarse en el supersistema, el ambiente y también subproductos. Los recursos pueden ser sustancias o campos. Otros recursos incluyen espacio y tiempo o hasta otros sistemas cercanos.

Tabla de Recursos de Sustancia-Campo:

Sustancias Campos

Sistema Interno

ProductoSp1, Sp2... Spn

Fp1, Fp2... Fpn

Herramientas

St1, St2... Stn

Ft1, Ft2... Ftn

Sistema Externo

Supersistema

Ss1, Ss2, ... Ssn

Fs1, Fs2, ... Fsn

AmbienteSa1, Sa2, ... San

Fa1, Fa2, ... Fan

Subproducto

Sb1, Sb2, ... Sbn,

Fb1, Fb1, ... Fbn

Examinando la lista de recursos, es importante ver detrás de cada recurso lo que no es tan obvio, las propiedades latentes y funciones que se pueden utilizar para solucionar el problema. Utilizar recursos implica mirar cada recurso desde su lado inesperado y hallar que propiedades y funciones pueden utilizarse para la solución.

Para solucionar un problema difícil, a veces sólo tenemos que encontrar el recurso necesario dentro de nuestro sistema. Veamos un ejemplo simple.

A menudo los botones se nuestra ropa se arrancan rápidamente porque no se previene la fijación del hilo. ¿Cómo conservar y aumentar vida de botones cosidos de una forma rápida, sobre todo para ropa de exteriores? ¡Utilicemos recursos! Un pequeño bisel realizado por una taladradora, destornillador o cortaplumas de elimina los bordes agudos de los agujeros del botón que ocasionan una fuerte fricción y rápido desgaste y aumenta la vida del botón. Nuestro recurso en este caso es sólo una modificación simple de la forma del agujero.Otro recurso disponible para solucionar este problema sin herramientas especiales es rodear alrededor del borde del agujero con un rollo de hilo en una capa antes de coser el botón a la ropa (ver imagen). Esta capa elimina la fricción de la ropa entre el borde del agujero y el hilo y el botón prestará su servicio mucho tiempo. En este caso usamos un recurso de sustancia ya existente del sistema (hilo) para solucionar el problema.

¿Qué clases de recursos se están siendo utilizados en la solución de problemas? Los recursos pueden ser clasificados como sustancias, energía, espacio, tiempo, funciones, información, y recursos

combinados. Los recursos de sustancia son todas las sustancias utilizadas en el sistema analizado y en su ambiente externo.

¿Qué hacer si el voltaje de la pila es bajo y la linterna luce mal?

¡No tenga prisa por tirar una pila con voltaje reducido! Se extrae y comprime fuertemente a lo largo de la zona media con ayuda de una piedra, puerta o martillo de modo que se abolle profundamente la parte media circular de una pila (ver imagen). Al insertar la pila arrugada en la linterna una buena luz se proporcionará por varias horas más. Han sido cambiadas las condiciones de funcionamiento para el sistema electrolítico dentro de la pila y pueden utilizarse completamente recursos residuales del sistema.

Los recursos de energía son todas las clases conocidas de energías y campos (campos eléctricos, electromagnéticos, térmicos y etc.). Estos recursos ya están presentes en el sistema mejorado o en el ambiente externo donde reside el sistema.

¿Cómo aumentar substancialmente y simplemente la eficiencia de la calefacción central utilizando recursos existentes y sin aumentar la temperatura de la calefacción ni las dimensiones del conjunto?

Colocando aluminio doméstico entre el radiador y la pared mejorará la calefacción del cuarto debido a la reflexión de la radiación del calor del radiador.

Los recursos de espacio, detectando espacios deshabitados o “huecos", que pueden utilizarse para cambiar el sistema inicial y para aumentar su eficiencia y funcionalidad.

¿Cómo conseguir un abrebotellas por algún tiempo sin el  abrebotellas mismo?¡Podemos proponer utilizar una llave habitual y sus recursos de espacio! El abrebotellas estará siempre disponible si hacemos la muesca apropiada en la llave como muestra la imagen.

Los recursos de tiempo son, al principio, el tiempo antes del inicio de algún

proceso principal de fabricación, y, en segundo lugar, podría ser el tiempo entre etapas separadas del proceso de fabricación. Estos intervalos pueden utilizarse para mejorar la operación básica del sistema.

Es conocido que el polvo más fino es muy difícil de eliminar de una alfombra  por una aspiradora. ¿Qué hacer?

En este caso, podemos utilizar el recurso de tiempo antes de comenzar a pasar la aspiradora. El polvo más fino puede ser eliminado más fácilmente si antes de la limpieza rociamos la alfombra con un pulverizador antiestático. La sustancia antiestática neutraliza la energía electroestática del polvo y elimina su adherencia con la alfombra.

Los recursos funcionales son una oportunidad de uso de funciones conocidas del objeto con propósitos diversos, o el descubrimiento de una nueva función en el sistema. También es un recurso funcional la posibilidad de realizar cualquier función adicional después de algunos cambios. Esto es un punto muy valioso en la utilización de recursos porque el conocimiento y aplicación de aspectos diferentes o una propiedad característica con una nueva función de la misma sustancia puede dar lugar a una fuerte invención.

Por ejemplo, un simple lápiz puede utilizase como elemento de escritura habitual. Esto es sólo una propiedad y una función del lápiz. Pero el mismo lápiz tiene otros aspectos inusuales y útiles que pueden utilizarse como recursos cuando solucionamos problemas difíciles en casa.La mina del lápiz tiene la propiedad de una fricción baja y puede restaurar la facilidad de rotación de un grifo entre la ducha y la bañera en el cuarto de baño, eliminar el ruido del chirrido de bisagras en puertas, lubricar las ruedas de un carro o mejorar el deslizamiento de un carril de cortinas. La mina del lápiz también tiene buena conductividad eléctrica y térmica. Aquí están sólo algunos ejemplos simples de cómo utilizar estos recursos en el aspecto de solución de problemas domésticos.

¿Cómo prevenir que se funda una bombilla eléctrica al enchufarla y provee una forma fácil de desatornillarla sin riesgo de romper la unión del bulbo a la rosca?Antes de enroscar en la bombilla en el portalámparas, la rosca de la bombilla se frota con el grafito del lápiz. El bulbo se hace más fácil de destornillar. Entonces usamos la propiedad antifusible de la mina del lápiz como un importante

recurso.

¿Cómo prevenir el atasque, disminución de fricción y mejorar el desempeño de una cremallera metálica sin ningún cambio de estructura?Sí, en efecto ya sabemos la solución simple para el problema: ¡utilización del lápiz! A fin de aligerar el trabajo de la cremallera metálica, será suficiente pasar el lápiz suavemente sobre la cremallera varias veces. El grafito servirá como un buen lubricante sólido. Esto es otro recurso importante.

¿Cómo averiguar en un motor de automóvil en funcionamiento si la bujía no está funcionando correctamente sin desatornillarla?El lápiz habitual puede ayudarnos a solucionar fácilmente este problema no tan simple. Para solucionarlo, tenemos que afilar el lápiz en ambos extremos y en el medio tenemos que hacer un corte y eliminar un pedazo del lápiz, aproximadamente 3 mm, como se muestra en la imagen. Un final del lápiz toca tierra y el electrodo de otro extremo una bujía. Si la bujía tiene una buena chispa, saltará por el hueco de aire de 3 mm en el hueco del lápiz. Así, podemos utilizar el lápiz simple y sus recursos como un indicador eléctrico.

Los recursos de información son, por lo general, utilizados en la solución de problemas de medición, detección y separación. De esta forma, los recursos de información son datos de los parámetros de sustancias, campos, cambios de propiedades o del objeto. Así, cuantas más  diferencias se detecten de una sustancia de otra, más eficazmente puede hacerse su medición o detección.

¿Cómo descubrir la posición de una ruptura en un cable averiado sin cortes y sin eliminar su capa de aislamiento?A fin de descubrir el lugar de la ruptura del alambre cable sin romperlos o eliminar el aislamiento, tenemos que conectar por este cable a algo, por ejemplo una lámpara o una plancha. Entonces encendemos la radio a la banda de ondas media. Cogiendo el cable roto en ambas manos y lo recorremos con los dedos de sobre el cable de su principio al final. Cuando tocamos el lugar de rotura del cable, oye un chisporroteo en la radio. Cambiamos las condiciones de contacto del cable roto y por lo tanto cambiamos el campo electromagnético que es detectado por la radio.

Los recursos combinados son la combinación de los susodichos recursos principales. Y otro punto importante de utilización de recursos es la aplicación de las propiedades de sustancias que pueden cambiar fácilmente bajo alguna influencia. A veces, no hay ningún recurso en el sistema con la propiedad requerida para solucionar el problema. Podemos arreglar esto fácilmente cambiando sustancias existentes en el sistema. Sabemos que bajo la temperatura un líquido puede hacerse una sustancia sólida y viceversa (sorbete, agua helada), el hierro puede hacerse un imán, y la sustancia sólida puede cambiar el tamaño en calor o frío.

¿Cómo enderezar un frasco o contenedor arrugado sin ningún recurso especial utilizando sólo agua, y en particular en invierno? Es posible enderezar el frasco o contenedor arrugado sin la aplicación de recursos especiales, utilizando sólo el agua. Es necesario llenar de agua completamente el contenedor y dejarlo en el exterior sin el tapón. El agua se congelará dentro del contenedor; el hielo ampliará y enderezará las paredes deformes.

¿En que sucesión es necesario dirigir la búsqueda y utilización de recursos?

En TRIZ, se utiliza el orden siguiente para conseguir un resultado máximo con mínimo de gastos de recursos de sustancia-campo (SFR):

• SFR de la “herramienta” (elemento modificado y mejorado del sistema) • SFR del sistema en ambiente general y del ambiente externo • SFR del un subproducto o desecho• SFR del “producto” (elemento directamente conectado a la “herramienta”)

En este último caso, es necesario tener en mente la regla de que el “producto" es el elemento “no alterable” del sistema. Las excepciones aparecen cuando el “producto” puede:

• ser modificado por sí mismo• suponer un consumo o gasto en alguna parte propia • suponer una transición al "supersistema"• suponer una transición al "subsistema" (micronivel) • suponer combinación "con algo", por ejemplo con "huecos"• suponer un cambio durante un período limitado de tiempo.

Para la utilización, pueden proponerse estos grupos con las recomendaciones siguientes: primero, es necesario considerar la oportunidad de utilizar recursos simples del par en conflicto "herramienta-producto" y del sistema en general. Si es imposible, entonces deberíamos intentar derivados de los recursos principales.

En último lugar está la utilización de un recurso complejo.También es importante considerar recursos de “bajo ó nulo coste” como: modificación forma, cambio dimensiones, cambio de material, y cambio interdisposición de elementos. Estas modificaciones no requieren cambios significativos y preservan la estructura del sistema.

¿Cómo utilizamos los recursos para la solución del problema? Aquí está un breve flujo de  trabajo que podemos recomendar para la utilización de los recursos y un ejemplo.

1.    Formular el problema 2.    Construir la lista de recursos en el orden siguiente: internos, externos, de subproductos y complejos3.    Definir que tipo de recursos son necesarios para solucionar el problema 4.    Estimar cada uno de recursos existentes y efectos de su utilización 5.    Proponer como utilizar fundadamente el recurso

1.  Problema: ¿es posible aumentar la eficiencia de una chimenea sin hacer alguna reconstrucción interior?.2.  Cortafuegos de ladrillo, fuego, sistema conducción de aire caliente, combustible, corriente de  aire de convección, aire frío ambiental, presión atmosférica, campo gravitacional, campo geomagnético.3.  Aumento de  la capacidad de transporte de calor.4. La corriente de convección de aire vinculado con ello la transferencia de calor por convección son buenos recursos libres que podemos tratar de utilizar.5. Solución: Es conocido que la chimenea hace calentar el aire en el cuarto por transferencia de calor por convección. En efecto, el aire en el cuarto se calentará considerablemente si colocamos una hoja metálica con pequeños carriles en los bordes se coloca en el frente de la chimenea. En estos caminos el aire se calentará mucho más rápidamente en el estrecho espacio entre el dispositivo calentador y la hoja metálica. El aire caliente saldrá de la parte superior mientras el aire frío se suministrará por el fondo de la misma.

De este modo, la utilización de recursos del sistema es unas herramientas TRIZ más poderosas para la solución de problemas. La exploración y la aplicación de recursos existentes para la mejora del sistema pueden darnos posibilidades excelentes para acercarse a la

solución ideal sin gastos adicionales. Sobre la idealidad de sistema y la solución o resultado final ideal hablaremos en la siguiente lección.

RESUMEN

En la conclusión de esta lección, podemos decir que TRIZ recomienda utilizar recursos  internos, externos, subproducto y recursos complejos de Sustancia-Campo del sistema existente durante la resolución del problema. Esto se encuentra dentro de las exigencias de un sistema ideal y conduce a soluciones fuertes con mínimas reconstrucciones así como al mejor resultado.

TRABAJO PRÁCTICO Prueba. ¿Qué clases de recursos se utilizan en la solución de los

problemas descritos abajo?

Problema: ¿Cómo hacer un agujero con  diámetro grande (aproximadamente 20 mm) en un panel de madera aglomerada o de yeso si no tenemos ninguna taladradora?El tapón de una botella de refresco o cerveza es bastante buen sustituto de la taladradora si tenemos que hacer un agujero de unos 20 mm en un panel de madera aglomerada o yeso. Tenemos que traspasar el tapón, ponerlo sobre en una varilla roscada y sujetar con dos tuercas de fijación. Nuestra "taladradora" está lista para el trabajo.

Problema: ¿Cómo ensuciarse las manos sin guantes de protección al realizar trabajo con polvo, pintura, pegamento, petróleo de motor? Antes de hacer el trabajo relacionado con polvo, pintura, pegamento o petróleo de motor, han de cuidarse sus manos. Cubrir  adecuadamente con jabón las manos y no lavan este jabón, dejarlo que se seque. Puede hacerse el trabajo. Cuando se termine el trabajo con este "guante de jabón” sus manos se lavarán fácilmente.

“TRES PROBLEMAS DOMÉSTICOS PARA APLICACIÓN DE RECURSOS TRIZ”

 

“El tiempo de Vida de un vela” ¿Cómo aumentar la vida de una vela normal sin dispositivos complicados, utilizando sólo recursos simples?

 

 

“Problema de Consumo de Energía”

¿Cómo evitar que la comida se descongele en el refrigerador si se esta ausente de casa y hay una interrupción de corriente? ¿Y cómo disminuir el consumo de energía del refrigerador?

 

 

“Limpiando Áreas Estrechas” A veces es difícil deshacerse del polvo acumulado en las esquinas y áreas estrechas. ¿Cómo aumentar eficiencia de limpieza del aspirador en estas áreas problemáticas utilizando sólo los recursos de la aspiradora?

 

Lección 5 - IDEALIDAD DEL SISTEMA

La Idealidad es uno de los conceptos básicos de TRIZ que hizo esta metodología atractiva y eficaz. La Idealidad es la esencia que mueve al hombre para mejorar cualquier sistema técnico - para hacerlos más rápidos, mejores y al más bajo coste. Aumentar las funciones útiles y/o reducir las funciones dañinas, acercan el sistema a la Idealidad. Por lo tanto al Idealidad puede ser descrito por la expresión siguiente:

                ∑ (Funciones Útiles) Idealidad=---------------------------------------------------                 ∑ (Funciones Perjudiciales)  +  Coste

Como podemos ver en esta fórmula, la idealidad del sistema puede aumentarse sólo en tres caminos generales:aumentando las funciones útiles en el numerador- de la fracción;disminuyendo cualquier función perjudicial o costosa en el- denominador;una combinación de los dos primeros caminos.-

El sistema real se acerca asintóticamente al sistema ideal resolviendo contradicciones, utilizando recursos, minimizando partes (simplificación) y utilizando nuevo fenómenos y efectos físicos, químicos y geométricos sin añadir funciones perjudiciales. Nos podemos preguntar ¿qué significa realmente "ideal"? Echando un vistazo en el diccionario www.dictionary.com podemos encontrar la definición de IDEAL:  1. Una concepción de algo en su perfección absoluta. 2. Algo considerado como un estándar o modelo de perfección o excelencia. 3. Un objeto final de esfuerzo; una meta. 4. Un honorable o digno principio o aspiración.

Según TRIZ, el Sistema Ideal es un sistema que no existe materialmente, y a pesar de ello es realizada su función. Podemos observar que durante su evolución todos los sistemas se hacen más ideales y su capacidad de cubrir necesidades de la personas aumenta mientras que su coste se disminuye. Tenemos que destacar que el logro de un ideal es prácticamente imposible pero es confiable como línea de dirección durante la resolución del problema y evaluación de soluciones. Por lo tanto, el Sistema Ideal es un concepto teórico o mental y es una herramienta muy poderosa utilizada no sólo en TRIZ, también en otras áreas científicas. Es un acercamiento eficaz relacionado con el deseo del inventor de conseguir la función necesaria sin complicar el sistema. De hecho, los sistemas se acercan reales asintóticamente al ideal aumentando sus funciones beneficiosas y eliminando factores perjudiciales.

El modelo del Sistema Ideal sirve como una brújula que muestra el curso para el proceso de pensamiento al principio, cuando el camino para solucionar un nuevo problema no tiene ninguna dirección obvia.Otro valor de esta definición es la valoración y la comparación de las soluciones creadas con el de un Ideal propuesto.

TRIZ propone diferentes acercamientos para formular y conseguir un sistema ideal. El primero es una mejora del sistema técnico existente. El segundo es la creación de la siguiente generación de tecnología o sistema para la realización de la función dada. ¿Cómo utilizar la definición de sistema ideal en la práctica? El concepto de Sistema Ideal puede utilizar como herramienta independiente para la resolución del problema o como un componente de otras herramientas TRIZ, por ejemplo el algoritmo de resolución de problemas inventivos (ARIZ). Se presentan varios ejemplos simples para

el concepto del sistema ideal que podría utilizarse herramientas independientes y simultáneamente se manifiesta como las aplicaciones para los hogares evolucionan en dirección de su idealidad.

Vamos a imaginar el televisor ideal. ¿Cómo es? Según TRIZ el televisor ideal no existe materialmente, pero ¡se realiza su función de emisión de imagen y sonido! ¿Cómo puede materializarse en realidad?Ejemplo. Seiko Epson Corporation ("Epson") anunció que ha utilizado su tecnología original de impresión de inyección de tinta para desarrollar con éxito el primer prototipo de monitor de visualización grande del mundo de fotodiodo orgánico a todo color (de 40 pulgadas) (OLED). ¡Esta tecnología produce visualizaciones de alta calidad con un delgado monitor de sólo 0.2mm (¡como una hoja de papel!) porque detrás no necesita una unidad de emisión. La visualización auto-luminiscente OLED ofrece características sobresalientes: alto contraste, amplio ángulo de visión, y rápido tiempo de respuesta. Estos nuevos monitores son vistos como el candidato principal para la siguiente generación de monitores de visualizaciones delgados y ligeros. Uno de los obstáculos principales para su realización, sin embargo, ha sido la dificultad para formar capas orgánicas en sustratos TFT (thin film transistor)) de gran tamaño.http://www.epson.co.jp/e/newsroom/news_2004_05_18.htmPodemos ver que el televisor de Epson se ha acercado al ideal aumentando sus funciones útiles y eliminando sus dimensiones totales y peso.

¿Podemos imaginar un telefónico ideal? TRIZ dice que el  teléfono ideal no debería existir materialmente mientras que se realiza su función de iniciar y recibir conexiones para hablar.Ejemplo. Una firma telefónica japonesa, NTT DoCoMo, ha creado un teléfono de reloj de pulsera que utiliza el dedo de su dueño como auricular. El conjunto consiste en un terminal parecido a un reloj con un micrófono empotrado en la muñeca que convierte la voz en vibración por un actuador y canaliza esta vibración por los huesos a la punta del índice. Cuando el usuario inserta su dedo en el canal de su oído, la vibración puede oírse como voz. Ya que el micrófono está localizado en el lado interior de la muñeca, la postura de la mano del usuario, utilizando el terminal, es la misma que utilizando un teléfono móvil.El Altavoz de Dedo también elimina la necesidad de botones utilizando un acelerómetro para detectar la acción de golpeo de los dedos. Las combinaciones de secuencia de los toques del dedo sirven como órdenes parecidos a un código Morse, como "descolgar" o "colgar". Con una secuencia de golpeo de 5 golpes, aproximadamente unas 30 órdenes pueden emitirse.http://wristfashion.com/2004/07/finger-whisperAsí el teléfono se mueve hacia la idealidad por la utilización de huesos humanos como recursos para eliminar partes innecesarias (ver nuestra lección anterior sobre recursos).

Uno más ejemplo idealidad TRIZ. ¿Podríamos imaginar un ambientador ideal para baños? En efecto, el ambientador no existe pero se realiza su función de eliminar olores.Utilizando una bombilla que puede hacer el trabajo del ambientador. El nuevo bulbo de luz fluorescente, Fresh2, es un dispositivo que elimina olores sin peligro, mientras que proporciona luz. Una alternativa sana a ambientadores tradicionales basados en medios químicos. Cuando se enciende la luz, Fresh2 comienza a eliminar olores utilizando rayos UV para provocar un proceso fotocatalítico en un capa de óxido de titanio. Además, ya que se trata de un bulbo fluorescente compacto, servirá por más tiempo que las lámparas incandescentes convencionales y ahorrará dinero por eliminación de olores y reducción de gasto de energía.http://www.fresh2.comNotemos aquí que las funciones útiles de la bombilla se aumentan mucho más su coste y por lo tanto, su idealidad  también aumenta.

Nos hemos de fijar en que el concepto de aumentar el grado de idealidad es fundamental para las líneas de evolución de sistemas técnicos. Los expertos TRIZ y los inventores utilizan este concepto en la actividad práctica durante proyectos de pronóstico para desarrollo de diseños de futuro de máquinas y tecnologías. Sobre la base del concepto general del Sistema Ideal, fue creada la noción específica del Resultado Final Ideal para solucionar problemas concretos. Según la metodología TRIZ, si las condiciones de un problema inventivo no entran en conflicto con leyes naturales generales, entonces el problema tendrá una o varias soluciones que se acercan la solución ideal o al Resultado Final Ideal. TRIZ ofrece varias herramientas para encontrar estas soluciones. Uno de ellos es el algoritmo de resolución de problemas inventivos que tiene la sigla rusas ARIZ. Hablaremos del proceso ARIZ en la Lección 8. Por el momento hablaremos sólo sobre la utilización de la definición RFI en esta lógica algorítmica. Cuando solucionamos un problema con ARIZ, debemos formular la declaración del Resultado Final Ideal (RFI). Tiene la expresión general siguiente: “el Sistema POR SÍ MISMO realiza la función requerida sin efectos perjudiciales ni complicaciones añadidas”. La expresión "por sí mismo" es el elemento obligatorio y clave en formulaciones de RFI que especifica la dirección donde concentrar futuras investigaciones y evaluar su exactitud y calidad.Formulando un Resultado Final Ideal, el inventor define expresamente como aumentar los factores beneficiosos o eliminar factores perjudiciales para la resolución del problema. La comparación de las ideas desarrolladas con el RFI prueba si el inventor tenía razón o no en la opción de la dirección principal y la contradicción física. La solución ideal trabaja como un objetivo extremo. Podemos solucionar nuestro problema más fácilmente si podemos ver la solución deseada, es decir, nuestro objetivo. Por lo

tanto, es muy importante, para cualquier trabajo creativo, conseguir una imagen mental del RFI antes de solucionar el problema. ARIZ propone de usar el concepto del Resultado Final Ideal para niveles diferentes de mejora del sistema. El primer nivel está relacionado con la utilización del área externa y recursos del sistema sin un gran gasto. Este recurso fue llamado el elemento-x  y puede ser alguna sustancia o parte del entorno del sistema existente, incluyendo el supersistema, el ambiente y  productos residuales o subproductos.

El RFI en este caso significa que la aplicación de un elemento-x que debe eliminar una función perjudicial o efecto negativo realizando la función útil o efecto positivo sin complicar el sistema.Vamos a tratar de cultivar habilidades prácticas para la formulación del RFI y su utilización real durante el proceso de resolución de problemas inventivos.

Problema. El lavado de ventanas es uno de los trabajos domésticos más difíciles, y en particular para el exterior de altos edificios.A veces podemos ver como personas especialmente entrenadas y certificadas hacen este trabajo difícil. Esto es un trabajo peligroso y caro. ¿Cómo limpiar el exterior de las ventanas desde el interior del cuarto? La formulación del RFI del primer nivel nos da el siguiente modelo de la solución: el elemento-x proporcionará la  limpieza del exterior de la ventana desde dentro sin complicar el diseño del sistema de limpieza.

Ejemplo. Se propone utilizar una herramienta de limpieza doble con imán (elemento-x) para limpiar los cristales de las  ventanas. Una parte de la herramienta de limpieza está localizada en la superficie de cristal dentro del cuarto, como es típico, y tiene el imán. Otra parte de la herramienta se instala opuesta a la primera en la parte externa de la superficie del cristal exterior y también tiene un imán. Ambas partes están unidas uno a la otra por la fuerza magnética y cuando movemos la herramienta interior para limpiar se reproducen los movimientos en parte externa de limpieza idénticamente.

Así esta herramienta magnética de limpieza puede proporcionar la limpieza simultánea de ambos lados del cristal de la ventana cuando limpiamos sólo un

lado y estamos físicamente dentro del cuarto. http://eng.bestsme.com/showroom/ manufacture/manufacture_v.jsp?top_menu=05& sub_menu1=06&page=1&id=88

La mejor dirección para estar más cerca de la idealidad del sistema es cuando el elemento-X no es una nueva sustancia o una nueva parte del sistema. Esto puede suponer algún cambio del sistema, algo sin descubrir o una modificación en general. Podría ser la temperatura o el cambio de estado de agregación de alguna parte de sistema o alrededores. Por lo tanto, el segundo nivel está perfeccionado o intensificado con respecto al anterior RFI porque este no permite introducir cualquier nueva sustancia o partes en el sistema durante la solución del problema. En este caso, el sistema por sí mismo (usando sólo sus recursos propios) eliminará la función perjudicial y/o efecto negativo indeseable realizando la función útil y/o efecto necesario sin complicar el sistema.

La formulación del segundo nivel RFI nos da el siguiente modelo de la  solución futura para nuestro ejemplo: la ventana por sí mismo proporcionará la limpieza exterior de las superficies de cristal desde el interior del cuarto sin complicar el diseño de ventana, realizando la función  típica de la ventana. Ejemplo. Se propone utilizar ventanas correderas entre dos marcos y un listón  móvil adicional para una espuma  o un cepillo  de limpieza. La espuma o las tiras del cepillo se instalan en las superficies interiores de las partes horizontales del marco y del listón móvil (ver la imagen). Cuando el marco interior se mueve junto con el listón externo conectado la espuma o cepillo con el vidrio exterior proporcionan su limpieza. En este ejemplo, “la ventana por sí mismo” proporciona autolimpieza y ocurre sin peligro cuando estamos dentro del cuarto.

Ejemplo. Una solución más interesante para resolver  la contradicción indicada, en el segundo nivel de RFI, se presenta en la imagen izquierda. Esto es un marco de  ventana que rota. Primero se limpia la superficie interior de esta ventana y luego, después de la rotación del marco, la superficie externa puede limpiarse en el interior del cuarto. http://www.hwindow.com//pages/Why.html

El tercer nivel es el más alto para el RFI porque formula el modelo de la futura solución justamente para la zona de un elemento en el sistema. Esta zona es un área donde se desarrolla la contradicción física básica entre exigencias de enfrentadas en el nivel físico. De aquí, el RFI en este caso es: “la zona de la contradicción por sí mismo" (usando sólo recursos de esta zona) proporcionará estados físicos macro o micro opuestos o las acciones indicadas en la contradicción física formulada”.

Recordamos que la contradicción física es un conflicto entre dos exigencias físicas mutuamente exclusivas en el mismo parámetro o elemento del sistema (ver la Lección 3).

La formulación del tercer nivel de RFI nos da el siguiente modelo de la solución: La superficie externa del cristal por sí misma proporcionará la destrucción de los contaminantes y autolimpieza, y esta superficie misma no empeorará la transparencia del cristal inicial con mínimos  cambios del sistema existente. Ejemplo. El  cristal Pilkington Activ tiene una nano-escala especial – extremadamente delgada y transparente - capa de óxido de titanio microcristalino que reacciona a la luz del día. Esta reacción rompe la adherencia de suciedad en el cristal, sin la necesidad de detergente. Cuando el agua lo golpea, se crea un efecto de hidrófilo, así agua cómo suciedad se eliminan.

Le fue otorgado el premio de la Real Academia de Ingeniería del Reino Unido para la innovación tecnológica e ingenieríl.1-Suciedad, cristal, capa dióxido de titanio microcristalino Nano-escala Activ2-El sol incide en la ventana. Los rayos UV provocan una reacción química en la capa Activ, denominada proceso fotocatalítico, que rompe la adherencia de la suciedad a la ventana.3-Cuando el agua golpea el cristal, se crea un efecto hidrofílico. El agua se extiende regularmente sobre la superficie, en vez de en forma de gotas, y cuando se desliza por la ventana arrastra la suciedad con ella. http://www.windowstoday.co.uk/self_cleaning_glass.htm

Podemos ver que la formulación de la declaración para el Resultado Final Ideal de niveles diferentes nos ayuda a conseguir soluciones para mejorar primero el sistema, utilizando los recursos de supersistema (elemento-x), después por la (sola) utilización de recursos del sistema (sistema por sí mismo) y finalmente, con la (sola) aplicación de los recursos de la zona del conflicto (subsistema por sí mismo). El área de exploración del resultado ideal se estrecha desde el sistema externo a sólo un elemento del sistema. Por analogía con contradicciones técnicas y físicas, primero podemos llamar los dos resultados ideales como resultados finales ideales técnicos, porque formulan modelos de la futura solución en la ingeniería o nivel técnico.La formulación del RFI para la zona de conflicto podemos llamarla un resultado final ideal físico, porque esta formulación está relacionada con el nivel físico de la futura solución. El desarrollo de la solución de acuerdo con el resultado final ideal físico requiere muy a menudo la aplicación de conocimiento científico especial y permite conseguir nuevos conceptos de solución de más altos niveles de innovación. De este modo, la utilización de concepto Idealidad y la noción de Resultado Final Ideal es una atractiva y eficaz herramienta TRIZ para la resolución del problema. La formulación de estas formulaciones para problemas específicos nos proporciona la mejor dirección para el desarrollo de conceptos que se acercan a la solución ideal minimizando gastos. Uno de los puntos más importantes del movimiento hacia la solución ideal es la utilización de nuevos fenómenos y efectos científicos. Hablaremos de este tema en la siguiente lección.

RESUMENEn conclusión de esta lección, podemos decir que la metodología TRIZ está basada en el concepto clave del Idealidad y posteriormente en el desarrollo del Resultado Final Ideal. La elaboración y la utilización de estas formulaciones ayudan al inventor rápidamente a entender su objetivo durante el proceso de resolución del problema, organizar los recursos mentales en su movimiento en la dirección correcta y conduce a fuertes conceptos de solución con mínimo desperdicio de tiempo y dinero.

TRABAJO PRÁCTICO Prueba. ¿Qué clases de RFI (de supersistema, sistema, o subsistema) se utilizan en la resolución del problema de la situación descrita abajo?

Problema: a veces resulta difícil inclinarse cuando una persona tiene que atar los  cordones de sus zapatos. ¿Cómo podemos solucionar el problema?¡Los cordones de zapatos deberían atarse por sí mismo para proporcionar una buena fijación de los zapatos a los pies! Sólo cambiando los cordones de zapatos a gomas elásticas negras. Por este camino nunca habrá que inclinarse y atar los cordones.

Problema: ¿Cómo evitar problemas relacionados con goteos de agua por condensación excesiva de humedad en tubos fríos de acondicionadores de aire, refrigeradores o tuberías de agua fría?El sistema ideal debe eliminar la condensación de humedad y goteo de agua. Para evitar la condensación de la humedad en tuberías frías, envolver los tubos que contienen los condensados con dos o tres capas de la tela de algodón.

“TRES PROBLEMAS DOMÉSTICOS PARA APLICACIÓN DE IDEALIDAD TRIZ”

 

“Problema de la Coca-Cola”

Disfrutamos de un  caliente día de verano, y en particular, cuando bebemos refrescó Coca-Cola y otros refrescos con gas. Si no bebemos la botella entera y lo colocamos en el refrigerador, el resto de la bebida soltará el de gas. ¿Cómo superar esta pérdida de carbonatación y el buen gusto de la bebida embotellada utilizando del principio de idealidad?

 

 

“Problema de la pala”

Durante la limpieza de senderos en el invierno, la nieve y sobre todo el aguanieve caído se adhiere a la pala. La pala se hace muy pesada con el peso suplementario y se hace más difícil el trabajo. Limpiar la pala de la nieve cada vez que se utiliza es también una tarea desagradable y ardua. ¿Cómo conseguir solución con el acercamiento de idealidad?

 

 

“Problema del banco”

Después de una lluvia o nevada, el exterior del banco está mojado durante varias horas y no puede utilizarse.  ¿Cómo proteger un banco de calle de la lluvia o nieve

y proporcionar un asiento seco y cómodo después de un chaparrón, con aplicación del concepto de Resultado Final Ideal?

 

Lección 6 - EFECTOS CIENTÍFICOS Y APLICACIÓN DE BASES DE DATOSCómo podemos recordar, una vez que formulamos una contradicción física puede utilizarse como fórmula para enunciar un resultado final ideal. Esta fórmula de la solución ideal representa un modelo físico para el desarrollo de futuros conceptos de la solución. Para satisfacer las exigencias físicas opuestas contenidas en el modelo, tenemos que utilizar los principios de separación y los conocimientos de la base de datos de efectos científicos y fenómenos.

Según TRIZ, los efectos científicos constituyen uno de los principios para resolver la contradicción física y puede ser considerado como el transductor para la transformación de una acción o campo a otro con la aplicación de fenómenos físicos, químicos, biológicos y geométricos. En el tiempo presente, aproximadamente son conocidos 5000 efectos y fenómenos diferentes y 400-500 de ellos son los más aplicables en la actividad práctica de la ingeniería.

Destacamos de nuevo que la aplicación de fenómenos científicos nos conduce al desarrollo de conceptos de solución del nivel más alto de innovación ya que la contradicción formulada del problema está siendo resuelta en su nivel físico.

Típicamente, hay varios acercamientos diferentes en la utilización de los efectos científicos para la resolución de problemas en la actividad práctica. Sólo vamos a hablar sobre dos métodos básicos.

El primero de ellos se dedica al desarrollo de nuevas contradicciones físicas para así aplicar nuevos fenómenos científicos, sólo para un elemento o un objeto del sistema o tecnología. Por lo tanto, a este acercamiento los llamaremos método dirigido al objeto para la exploración y aplicación de efectos científicos diferentes para mejorar el sistema técnico existente. Este método permite mejorar cada elemento separado del sistema existente por la utilización de sus nuevas propiedades físicas que no fueron utilizadas o que estaban latentes. El aspecto distintivo del método dirigido al objeto es la preservación del principio de operación físico básico del sistema y el desarrollo de varias funciones útiles nuevas tanto para un elemento separado como para el sistema entero.

El segundo método es el opuesto y se dedica al desarrollo de sólo una función de la tecnología o sistema con la aplicación de fenómenos científicos diferentes y efectos. Así, a tal acercamiento los llamaremos método dirigido a la función para análisis y aplicación de efectos científicos diferentes. Este método permite que aislemos una función y la apliquemos con modos tecnológicos diferentes para los que nunca antes se utilizó. El diferencia de este método es el desarrollo de varias tecnologías diferentes y la síntesis de sistemas diferentes para la realización de una sola función.

Vamos a aplicar el primer método, el método dirigido al objeto para la perfección de la típica y famosa aspiradora doméstica. Nos centraremos en sólo un objeto de la aspiradora, las herramientas principales para limpiar diferentes superficies. Nos centraremos en la corriente de aire. Así consideraremos cuatro problemas diferentes relacionados con la superficie de la aspiradora. Examinaremos una mejora del diseño de vacío con la aplicación de contradicciones físicas diferentes y diferentes fenómenos científicos en un objeto de acuerdo con el acercamiento dirigido al objeto.

Problema. Cuando la aspiradora convencional está vacía, el aire limpio fluye en la máquina y por los poros de la bolsa. Sin embargo cuando se utiliza la máquina, la bolsa comienza a llenarse de polvo y basura. La bolsa actúa como un filtro y la máquina comienza a perder succión. Esto se debe a que los poros de la bolsa comienzan a obstruirse con el polvo que la máquina ha recogido. Esto restringe la corriente de aire lo que causa la pérdida de energía de succión.

Contradicción Física: la corriente de aire debería agarrar fácilmente las partículas de polvo y contaminación para limpiar superficies y debería liberar fácilmente estas partículas para limpiar la corriente de aire salida.

Solución Ideal: La corriente de aire debería asegurar la ejecución de estas exigencias mutuamente exclusivas sin un filtro de bolsa.

Fenómeno Científico: Para solucionar esta contradicción se propone para utilizar el fenómeno físico de la separación centrífuga de partículas con masas diferentes.

La bolsa del vacío tradicional ha sido reemplazada en la aspiradora de Dyson con dos cámaras de ciclón que no pueden ser obstruidas con el polvo. ¿Cómo trabaja un ciclón? El giro del aire crea una fuerza centrífuga. Una forma de cono acelera el aire

que gira para crear aún mayores fuerzas centrífugas. La velocidad más alta proporciona la fuerza centrífuga más alta. Haciendo la girar a la corriente de aire, la suciedad y los escombros son sometidos a la fuerza centrífuga y son lanzados fuera del aire. Como la corriente de aire está libre de partículas no hay nada para obstruir, con lo que la energía de succión permanece constantemente alta. Después de que el ciclón externo de Dyson haya eliminado el polvo más grande y partículas de suciedad, el ciclón interior acelera el aire todavía más para eliminar las pequeñas partículas que son una amenaza para la salud.

http://www.dyson.com

Problema. Es conocido que las aspiradoras son dispositivos domésticos muy ruidosos. El ruido considerable es una de las carencias más serias de una aspiradora durante su operación. El ruido es generado por motivos aerodinámicos. Más exactamente, el ruido es generado por la interacción y fricción entre la rápida corriente de aire y los elementos estructurales fijos en el entrada y salida de la aspiradora.

Contradicción Física: la corriente de aire debería tener una fricción baja con elementos de diseño fijos para minimizar el ruido y el corriente de aire debería tener una fricción alta con contaminantes para proporcionar una buena calidad de limpieza.

Solución Ideal: la corriente de aire por sí misma debería proveer la fricción baja con los elementos de diseño fijos para bajar el ruido y la fricción alta para capturar contaminantes.

Fenómeno Científico: Para resolver esta contradicción, se propone aplicar el fenómeno físico de turbulencia decreciente en corriente de aire. Es conocido que una de las causas principales de la fricción aerodinámica con el ruido es la formación de vórtices en la corriente de aire rápido. Este fenómeno físico es llamado la turbulencia (ver la imagen fotografía derecha de la corriente de aire con vórtices).

La aspiradora Ultra Silencer de Electrolux reduce los niveles de ruido de un nivel medio de 78 a 72 decibelios. Esto significa que es cuatro veces menos ruidosa que la mayor parte de máquinas (ests implica la mitad del sonido, en términos científicos). En otras palabras, un modo más agradable de limpiar. Electrolux optimiza el sistema de corriente de aire con un sistema amplio, aerodinámicamente diseñado de conductos de aire. La máquina también está equipada con sellos eficientes para minimizar las pérdidas de aire e inyector de suelo con bajo ruido.

http://www.electrolux.co.uk/node35.asp?ProdId=12024

Problema. Para mejora la calidad de limpieza, algunas . Estos cepillos se colocan dentro del inyector y giran con la ayuda de un motor eléctrico adicional. Tal solución hace el inyector pesado, complicado y caro.Tratemos de formular una nueva contradicción física para la situación dada y resolverla con aplicación de un nuevo efecto físico.

Contradicción Física: la corriente de aire de succión debería tener una gran velocidad para la rotación de un cepillo giratorio y no debería tener una velocidad grande que requiere más energía del motor de succión.

Solución Ideal: La corriente de aire por sí misma (sin el motor eléctrico) asegura el giro de un cepillo giratorio sin un motor de succión potente.

Fenómeno Científico: Para solucionar esta contradicción se propone utilizar el fenómeno físico del aumento de una fuerza F aumentando un área superficial en la cual opera la presión de flujo de aire P : F = PA, sin aumento presión.

Dentro del inyector, se propone utilizar una turbina con el área superficial aumentada. Esta superficie tiene

desarrollado un perfil especial (es decir el efecto geométrico es aplicado también, ver la imagen) para la mejor interacción con la corriente de aire de succión. La corriente de aire hace girar una turbina y luego la turbina hace girar eficazmente el cepillo. Teniendo el cepillo rodante dentro del inyector conducido por la corriente de aire de vacío, no requiere ninguna necesidad de conector suplementario o energía eléctrica. La alta velocidad que hace rodar el cepillo puede agitar profundamente el polvo dentro de cualquier alfombra grande para una limpieza fácil. Así puede limpiarse la alfombra de principio a fin. La tapa transparente habilita al usuario a ver clara y completamente si hay suciedad o un problema en el inyector.

En este ejemplo los nuevos fenómenos geométricos y físicos de la presión del cabezal aerodinámico están siendo utilizados conjuntamente con el rodillo de la turbina como mediador.

http://cgi.ebay.com/Universal-Vacuum-Cleaner-Turbo-Nozzle-Rolling-Brush

Problema. Un problema más relacionado con la corriente de aire de succión. Las aspiradoras robot convencionales no eliminan completamente la suciedad, sobre todo contaminantes finos incrustados en alfombras o adherido a la superficie de limpieza. Esto se debe a que la fuerza de succión en la puerta de succión generalmente no es lo bastante fuerte como para eliminar completamente toda la suciedad incrustada en la superficie a limpiar. El cliente ha tratado de aumentar la fuerza de succión utilizando un motor más potente, pero esto aumentó el ruido y las dimensiones totales de la máquina.

Contradicción Física: la fuerza de la corriente de aire en la puerta de succión debería ser fuerte para eliminar los contaminantes finos y debería ser débil para disminuir el consumo de energía eléctrica y el ruido.

Solución Ideal: La corriente de aire en la puerta de succión debería proveer por sí misma una gran fuerza que actúe sobre los contaminantes finos en la succión y conservar succión de baja potencia.

Fenómeno Científico: se propone utilizar el fenómeno físico de agitar polvo bajo el vacío inyectando la corriente de aire de salida del vacío en la puerta de succión. Ver el esquema técnico en la figura de la izquierda.

El esquema tiene una puerta de succión por la cual los contaminantes son atraídos desde la superficie de limpieza y al menos un medio de agitación incluyendo un mecanismo de aire recirculado para eliminar contaminantes del aire.

Este aire sucio se toma a través de la puerta de succión y es filtrado. El aire filtrado se recircula en la línea de gases de salida por una salida de chorro de aire para ayudar a desalojar contaminantes de la superficie de limpieza. La salida del chorro de aire está cerca de la puerta de succión y está rodeada por una parte sellada. Sellando una parte de la superficie de limpieza cerca del elemento de limpieza, prevenimos que los contaminantes que son dispersados por el chorro aire lo sean al exterior.De acuerdo con el esquema técnico propuesto, el diseño propuesto del robot aspiradora se muestra en la figura.

http://appft1.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF

La aplicación del método dirigido al objeto de la investigación de efectos científicos para la corriente de aire de la aspiradora permitió que desarrolláramos un sistema con nuevas funciones: corriente de aire autolimpiable sin bolsa, reducción del ruido de turbulencias, mejor limpieza con cepillo rodante y aumento de la limpieza del polvo fino.

Ahora, consideraremos el otro método, el método dirigido a la función y nos concentraremos en el suministro de efectos científicos diferentes en sólo una función. Vamos a aplicar el método dirigido a la función para perfeccionar una actividad doméstica conocida, el lavado de la ropa. Este es otro acercamiento para la búsqueda y aplicación de efectos científicos y fenómenos. Consideraremos cuatro nuevos ejemplos relacionados con la función de limpiar la ropa. Examinaremos una mejora de limpieza con la aplicación de fenómenos científicos a una función de acuerdo con el acercamiento dirigido a la función.

Comenzaremos con la lavadora de carga superior con tambor de giro vertical. La función principal de esta máquina es la limpieza de diferentes tejidos.

Problema. La función de limpieza de una lavadora se realiza por la penetración del líquido de limpieza por el tejido y eliminación de la suciedad. Para aumentar calidad de limpieza en esta máquina, es necesario aumentar la diferencia de velocidad entre el tejido y el líquido  de limpieza en el tambor rotativo.

La formulación de la contradicción física en este problema estará relacionada con el parámetro de la diferencia de velocidad: esta diferencia de velocidad debería ser grande para la mejor limpieza y debería ser pequeña porque el tejido se hace girar juntos con el líquido de lavado en un tambor.

De este modo, el líquido de lavado proporcionará por sí mismo la diferencia de velocidad necesaria durante la rotación en el tambor. Esta es una solución ideal.

Fenómeno Científico: Para solucionar contradicción física anterior fue propuesto utilizar un efecto geométrico. En el centro del tambor, es instalado un agitador con una forma geométrica especial. El tambor interior ha sido eliminado del tambor externo en la imagen izquierda. Descansa en la caja de cambios, y el agitador plástico es visible en el centro de la tina. Debido al agitador con la forma geométrica complicada, al líquido de lavado se hace girar más rápido que el tejido.

¿Podríamos proporcionar la realización de nuestra función principal de la limpieza usando sólo un poco de interacción entre el líquido lavador y el tejido sin una lavadora típica? ¿Cómo proporcionar esta interacción?

Para tal problema, tenemos que formular una nueva contradicción física: el líquido de lavado debería moverse con alguna presión y fricción relativa al tejido para limpiar y eliminar contaminantes y no debería moverse sin que lo indujera el tambor.

Fenómeno Científico: Para resolver esta clase de conflicto, podemos proponer el fenómeno físico de cavitación ultrasónica. La lavadora ultrasónica no tiene ninguna parte móvil y puede lavar el tejido utilizando sólo diminutas burbujas de cavitación de ondas acústicas y ultrasónicas en el líquido de lavado.

http://rosvpk.ru/_private/page_46.htm

El siguiente paso de nuestra reflexión sobre la implementación de la función de lavado de nuestra ropa podría enfocándose en la ropa. ¿Podríamos realizar esta función sin ninguna lavadora especial o líquido de lavado? ¿Podríamos conseguir la muy ideal solución de qué la ropa se limpie ella misma?

Fenómeno Científico: Para conseguir este resultado, se propone para aplicar el efecto químico de la reacción fotocatalítica.

Los científicos han construido una capa delgada, o "nanoestructura", utilizando partículas de minuto del ya conocido dióxido de titanio. Esta sustancia reacciona con la luz del sol para dividir la suciedad y otro material orgánico y puede ser cubierta en el algodón para guardar la tela limpia. La ropa simplemente tiene que ser expuesta a luz natural o UV para comenzar el proceso de limpieza. Una vez desencadenado por la luz del sol, los vestidos fabricados con la nueva tela serán capaz de librarse de suciedad,

contaminantes y microorganismos. Incluso aunque la idea parezca futurista, los inventores creyeron que la tecnología podría ser de uso diario en el futuro próximo. Varias compañías interesadas en hacer el concepto una realidad comercial se han acercado a los científicos.

http://www.cnn.com/2004/TECH/07/20/selfclean.clothes/index.html

¿Hay otro modo de llevar a cabo la función de la ropa que se limpia ella misma? Es posible con la aplicación de efectos biológicos.

El primer concepto está basado en la planta del loto, cuyo hojas son conocidas por su capacidad 'de autolimpieza' repeliendo el agua y la suciedad. Una razón que las hojas de loto sean tan impermeable y autolimpiable es que sus superficies contienen innumerables salientes en miniatura cubiertas de una sustancia impermeable. El agua no puede extenderse y adherirse. En cambio se forman rollos de agua a su alrededor como gotitas, eliminando la mugre y la tierra cuando se mueven.

Para imitar este efecto, los inventores utilizan nanoparticulas de plata - 1/1000 veces el grosor de un pelo humano - en una nueva capa. Las partículas crean salientes en miniatura en la tela mientras una capa de polímero los liga permanentemente a la tela. A diferencia de capas impermeables de hoy, que se quitan con el tiempo, la nueva capa se une permanentemente a las fibras. Es una película de polímero llamado polyglycidyl methacrylate. Como esto sólo cambia la superficie de las fibras, puede ser aplicado a cualquier tejido comercial, incluso poliéster, algodón, y seda.

http://www.csmonitor.com/2005/0113/p17s01-stct.html

Aquí está otra vía para la realización de la función de limpieza para la ropa utilizando un agente biológico. Las bacterias podrían proporcionar la limpieza. La ropa en nuestro guardarropa puede ser capaz de apoyar una variedad de bacterias seguras diseñadas para digerir productos químicos causantes del olor y el sudor humano. Otras bacterias podrían secretar capas impermeables y protectoras para ampliar la vida de ropa o productos antisépticos para vendas.

http://www.newscientist.com/article.ns?id=dn973

Deberíamos destacar algunos aspectos de los métodos considerados. El método dirigido al objeto para explorar la utilización de efectos científicos es más preferible para el cliente desde un punto de vista económico. Esto tiene en cuenta el mantenimiento del sistema técnico básico, que incorpora en él sólo cambios adicionales. Las propiedades físicas del componente seleccionado son transformadas a nuevas funciones o nuevas características de consumo del sistema mejorado. Las nuevas ideas de este método no requieren cambios caros y las propuestas pueden ser introducidas rápidamente en la fabricación. Así, el nivel de innovación de este desarrollo será bastante bueno, pero no del orden más alto.

El método dirigido a la función de investigación para aplicación de fenómenos científicos es más eficiente o utilizando lenguaje TRIZ, acerca el sistema al sistema ideal porque es conectado con el deseo de recibir la función exigida sin un sistema técnico.

La aplicación del método dirigido a la función conduce a cambios grandes de la tecnología o sistema y simultáneamente conduce a los mejores resultados del nivel de innovación más alto.La actividad práctica muestra que el cliente trata las nuevas propuestas dirigidas a la función cautelosamente porque su introducción en la fabricación requiere grandes cambios de proceso, tiempo y gastos. El cliente recibe patentes para estas ideas con la anticipación para su desarrollo en el futuro y para la protección en estas áreas de competidores. Por lo tanto, este acercamiento puede ser utilizado con resultados excelentes para proyectos de pronostico, implementación relacionada con la siguiente generación, y evolución de los sistemas y tecnologías.

Ahora hay tablas especiales de la aplicación y las descripciones de fenómenos científicos. La utilización de estas tablas nos da la oportunidad de definir el efecto requerido de una acción de salida o función que debería ser realizada de acuerdo con el problema.También, hay software especial con bases de datos de efectos científicos y de ingeniería, y  fenómenos. Estos programas permiten

que se seleccionen efectos basados en la función deseada. Algún software provee acceso a más de 4,500 efectos de ingeniería, científicos y ejemplos con descripciones de teoremas, leyes y fenómenos.

La utilización de fenómenos científicos y efectos nos da la oportunidad de acercarnos a la solución ideal porque esta resolución de efectos intensificó la contradicción física. Los efectos científicos son utilizados junto con otras herramientas TRIZ incluyendo los principios inventivos y soluciones estándares. Sobre este tema, hablaremos en nuestra siguiente lección.

RESUMENEn la conclusión de esta lección, podemos destacar que la utilización de efectos científicos y fenómenos ayuda al inventor a desarrollar soluciones del nivel de innovación más alto, ya que la contradicción formulada del problema está siendo resuelta en su nivel físico. Hablamos de dos métodos diferentes de explorar la utilización de efectos científica: métodos dirigidos al objeto y a la función. El método dirigido al objeto define la aplicación de nuevos fenómenos científicos sólo para un elemento o un objeto del sistema. El método dirigido a la función se dedica al desarrollo de sólo una función del sistema con mejoras que vienen de los fenómenos científicos diferentes y efectos. La aplicación de cada uno estos métodos depende de cliente específico y las necesidades de la situación inventiva.

TRABAJO PRÁCTICO Prueba.¿Qué clases de fenómenos se utilizan en el proceso de resolución del problema descrito abajo?

PROBLEMA: A veces las tentativas de enroscarse fuerte un tapón de botella no dan ningún resultado bueno debido al  pobre agarre.¿Cómo hacer esto de una forma simple?RESPUESTA: una simple goma elástica plana puede ayudarnos en esta situación. Cuando esta goma se envuelve alrededor del tapón de la botella, aumenta nuestros esfuerzos con un mejor agarre de fricción y un diámetro más grande.

PROBLEMA: En un cuarto de baño después de tomar una ducha, el espejo se empaña y se hace difícil de utilizar.¿Cómo solucionar este problema?RESPUESTA: El espejo del baño no se empañará si se frota la superficie del espejo con una solución de 1 cucharilla de gelatina en 50 ml. del agua.

“TRES PROBLEMAS DOMÉSTICOS PARA APLICACIÓN TRIZ DE EFECTOS CIENTÍFICOS”

 

“Problema de Ruido del Refrigerador”

La vibración y el ruido de una vieja nevera pueden molestar a cualquiera, en particular por la noche. La sustitución del refrigerador por uno nuevo es demasiado cara. Mover la nevera ruidosa al sótano no es conveniente para poder cocinar.¿Cómo solucionar este problema con aplicación de efectos científicos?

 

 

“Problema de las limaduras”

¿Cómo eliminar limaduras de un agujero profundo con pequeño diámetro después de taladrar o roscar un componente de acero? Puede proponerse utilizar la aspiradora o un imán, pero el agujero es realmente profundo y pequeño.

Por lo tanto, estas cías no son eficaces. Lamentablemente, no podemos girar el componente al revés para eliminar éstas limaduras.

 

 

“Problema de manejo de fluido”

A veces tenemos que decantar algún perfume de una botella grande con el cuello muy estrecho a una botella más pequeña con un cuello muy estrecho rápidamente y sin pérdidas. Esto no es un problema domestico simple porque el perfume no se transfiere como queremos.¿Tal vez algún efecto físico puede ayudarnos?

 

Lección 7 - PRINCIPIOS INVENTIVOSA principios del siglo pasado listas diferentes de recomendaciones de inventores eran publicadas repetidamente. Cada autor sugirió las reglas inventivas más fuertes en su opinión personal. Como resultado, estas listas incluyeron recomendaciones acerca de sistemas técnicos (por ejemplo “principio de segmentación”), y asesoramiento acerca de aspectos psicológicos (por ejemplo “principio de analogía personal”) y fueron publicados juntos. El carácter subjetivo de tales listas hizo la solución de problemas ingenieriles menos eficiente. Esto también no tuvo en cuenta un proceso de formalización del desarrollo de solución. Por lo tanto, estas primeras listas de recomendaciones inventivas fueron limitadas en la aplicación práctica y no tenían una amplia difusión.

Genrikh Altshuller ofreció otro acercamiento al desarrollo de principios inventivos a finales de los años 50. Él seleccionó los principios fuertes que ocurren el más a menudo basados en el análisis de un gran número de patentes - más de 40.000 invenciones. Cada uno de estos principios "trabajó" eficazmente al menos en 80-100 invenciones.

Como resultado, fueron publicados los 40 Principios Inventivos más frecuentemente utilizados.

1.-  Segmentación2.-  Extracción    3.-  Calidad local

21.- Rapidez del proceso22.- Convertir un daño en beneficio23.- Retroalimentación

4.-  Asimetría5.-  Combinación6.-  Universalidad7.-  Anidado8.-  Contrapeso9.-  Previo a la contramedida    10.- Previo a la acción11.- Amortiguamiento anticipado12.- Equipotencialidad13.- Invertir14.- Esfericidad15.- Dinamismo16.- Acción parcial o total17.- Mover a una nueva dimensión18.- Vibración mecánica19.- Acción periódica    20.- Continuidad de una acción útil

24.- Mediador 25.- Auto-servicio26.- Copia27.- Objeto barato-corta vida por uno caro-larga vida28.- Reemplazo de un sistema mecánico29.- Usar una construcción neumática o hidráulica30.- Película flexible o membranas delgadas31.- Uso de material poroso32.- Cambiando el color33.- Homogeneidad34.- Rechazando y regenerando partes35.- Cambios de propiedades36.- Transición de fase37.- Expansión térmica38.- Uso de oxidantes fuertes39.- Ambiente inerte40.- Materiales compuestos

Los Principios son la herramienta TRIZ más simple para resolver contradicciones técnicas y finalmente solucionar el problema. Su aplicación no requiere ningún conocimiento especial y así que pueden utilizarlos tanto niños como profesionales. Sin embargo, la utilización de estas herramientas TRIZ también tiene su propia especificidad y requiere algunas habilidades prácticas.

La tabla de contradicción de los 40 principios fue diseñada para formalizar y facilitar el uso de las herramientas TRIZ en la actividad práctica. Esta tabla es llamada Matriz de Altshuller. La matriz presenta 39 características de sistema. Los pares de características contradictorias forman una Matriz. El primer artículo en el par está localizado en la columna izquierda de la Matriz y es llamado Aspecto de Mejora. El otro artículo del par es colocado en la fila superior de la Matriz y es llamado el Aspecto que Empeora. Cada par contradictorio de aspectos no tiene un juego de principios asociados con ellos.En actividades prácticas, se utilizan varios métodos para aplicar los 40 Principios durante el proceso de resolución del problema. Vamos a indicar algunos de ellos.

1. El método más simple es lo que podemos llamar enumeración de principios. Este método examina cada uno de los principios tratando de aplicarse de cada uno de ellos o sus combinaciones a la solución de la contradicción técnica en el problema específico.

2. El segundo camino es la formulación de una contradicción técnica y la utilización de la Matriz de Altshuller a fin de conseguir un juego de principios recomendados (por regla general, sólo entre dos-cuatro principios) para solucionar el problema.

3. El tercer camino es la formulación de la contradicción técnica directa e inversa para el problema y utilización de la Matriz para ambas formulaciones. Esto es un proceso razonable porque ambos formulaciones pueden tener sentido y la Matriz puede sugerir principios eficaces adicionales, ya que no es simétrica. Los principios para la contradicción inversa pueden ser también útiles en la eliminación de ambas contradicciones. Por ejemplo, si tenemos la contradicción directa como esta: “la mejora de la característica de fiabilidad del sistema (fila 27) conduce al empeoramiento de la característica de la fuerza (columna 10)”. De la Matriz podemos conseguir para este conflicto los principios 8, 28, 10, y 3. Si formulamos la contradicción inversa: “la mejora de la característica de fuerza (fila 10) conduce al empeoramiento de la fiabilidad (columna 27)”, entonces podemos conseguir de la Matriz otros principios: 3, 35, 13, y 21. Ambas contradicciones son racionales a la hora de aplicarse en la mejora del sistema. Por lo tanto, es útil intentar la aplicación de todos estos principios en la solución del proceso.

4. El cuarto camino es la formulación de dos o más contradicciones diferentes para el problema y solucionar estas contradicciones con la ayuda de la Matriz. Durante la aplicación de este método lo más importante es identificar los principios comunes en diferentes conjuntos de Principios. Estos principios comunes pueden dar ventaja extra porque pueden ser útiles en la solución de varias contradicciones técnicas de forma simultánea.

Consideraremos la aplicación de cada uno estos métodos para solucionar problemas simples y explicaremos a cada uno de ellos con un ejemplo concreto de utilización. Aquí están sólo dos pasos simples de como utilizar los Principios inventivos y la Matriz para la resolución de problemas:

1. Formular el problema mediante la contradicción técnica. Este paso se dedicado a la exploración de los aspectos del sistema que tienen que mejorarse y los aspectos que empeoran en el proceso de esta mejora.

2. Solucionar el problema eliminando la contradicción técnica. Este paso implica el desarrollo de soluciones para el problema adaptando los principios de la lista o principios específicos recomendados de la Matriz que son determinados con la ayuda de las características de la contradicción.

Primero, aplicaremos el método más simple para solucionar problemas con la utilización de Principios inventivos o su combinación y mostraremos este método utilizando tareas simples. Este método es llevado a cabo sólo repasando cada principio y seleccionando uno o una combinación de principios, que es el más apropiado para solucionar el problema.

Aquí está el primero de nuestros problemas. Si tenemos que pintar la escalera de madera que conduce al primer piso, hasta que la pintura no esté seca sería imposible subir arriba. ¿Cómo solucionar el problema de ser capaz de tener acceso al primer piso durante el tiempo de pintado?. De este modo, podemos formular la contradicción técnica: si pintamos la escalera mejoramos su protección de influencias externas perjudiciales (rasguños, agua, desgaste) pero empeoramos el tiempo de uso de la escalera (deberíamos esperar algún tiempo para que esté seca).Después de que se examinó la lista de todos los principios y sugerencias adicionales a su aplicación, el principio 1 fue seleccionado para solucionar esta contradicción como uno de los más apropiados.Principio 1: Segmentación. Las recomendaciones para la aplicación de este principio son:A.    Dividir un objeto en las parte independientesB.    Hacer un objeto seccionableC.    Aumentar el grado de la segmentación de un objetoSi tenemos que pintar la escalera de madera que conduce al primer piso, entonces, deberíamos pintar cada paso de forma alternativa y luego, una vez que estos pasos se secan, pintaremos el resto de los pasos. Este permite que utilicemos la escalera sin necesidad esperar al que se  seque con sólo algunas molestias menores.

Aquí tenemos un ejemplo de aplicación de combinación con dos o más principios simultáneamente. A veces, cuando la aspiradora trabaja en una proximidad cerrada puede ocurrir un olor desagradable. Se sugirió aumento del grosor y del número de filtros del aire externo de la aspiradora a fin de evitar los olores desagradables. Sin embargo, esta solución no es eficiente porque el consumo de energía aumenta dramáticamente con la mayor cantidad de filtros. ¿Qué podría ser sugerido a fin de evitar el olor desagradable al utilizar una aspiradora? Ahora es el momento de formular la contradicción técnica. Si reducimos el olor desagradable, en otras palabras mejoramos el parámetro “de la acción perjudicial desarrollada por la aspiradora”, entonces otro parámetro de “gasto de energía” de vacío empeora. Revisemos la lista de principios. Para solucionar esta contradicción y el problema entero, se seleccionó la combinación de dos principios:Principio 9: Acción contraria previaEntender lo que podría ir mal de antemano y tomar medidas para eliminar, reducir, o prevenir su acontecimientoyPrincipio 6: Universalidad (Multifuncionalidad)Un objeto puede realizar varias funciones diferentes; por lo tanto, otros elementos pueden ser eliminados.La utilización de ambos principios puede darnos algunas ideas como vencer el olor desagradable durante la operación de aspirar. A fin de desarrollar estas ideas el mejor camino es utilizar el "recurso doméstico más simple y barato” qué está siempre disponible. De este modo, antes de limpiar tenemos que poner papel de café o un poco de otra sustancia doméstica que huela bien (por ejemplo, canela en una bolsa de papel) como un filtro externo de vacío. Esto sirve como filtro del aire externo de la aspiradora y como ambientador al mismo tiempo.

El segundo modo de utilizar Principios es utilizar la Matriz de Altshuller a fin de identificar un juego de principios recomendados para la contradicción técnica formulada de antemano para el problema. Para la contradicción técnica desarrollada, la mayor

parte de características contradictorias apropiadas se definen en la intersección de las filas horizontales (mejora de característica) y las columnas verticales (característica que empeora) de la Matriz. En la Característica de Mejora la lista identifica el concepto que mejor describe el objetivo de mejoría. En la Característica que Empeora se debe encontrar en la lista el concepto que mejor describe el empeoramiento en el alcance del objetivo. En el caso de que no se pueda encontrar una equivalencia exacta entre el objetivo indicado y uno de los aspectos, ha de tratarse de encontrar el aspecto más estrechamente relacionado al objetivo. En la intersección de estas líneas se colocan los principios recomendados para resolver la contradicción técnica formulada. La utilización de estos principios conduce a la solución del conflicto del problema. La descripción de cada Principio e indicaciones adicionales dan pistas para la solución.El aspecto importante de este método es la determinación y la aplicación de sólo 2-4 principios recomendados (en lugar de 40) para resolver la contradicción técnica específica. Estos principios fueron deducidos como los mejores principios para resolver una contradicción concreta de la Matriz a través de miles de otras invenciones brillantes con la misma contradicción. Vamos a tratar de desarrollar nuestras habilidades prácticas para la utilización de este método mediante un proceso de resolución.

Nuestro siguiente problema trata sobre la recogida de grafito no magnético dispersado o polvo de magnesio. Alguien trató de utilizar un cepillo, pero se pierde mucho polvo. Otros han utilizado una aspiradora, pero no podían recolectar fácilmente el polvo después del tubo de vacío y filtro. ¿Qué hacer?Contradicción técnica: si utilizamos una aspiradora podemos juntar rápidamente el polvo no magnético dispersado pero alguna cantidad de polvo se pierde en los tubos de vacío y el filtro.De la lista de la Matriz de características que mejoran (ver el fragmento de la Matriz en la imagen izquierda) podemos identificar la característica de la tabla que mejor describe nuestro parámetro “para juntar rápidamente” de la contradicción formulada. En nuestro caso, esto es "la Productividad", fila 39. Entonces, de la lista de características que empeoran, definimos “Pérdida de Sustancia”, que es la columna 23. En la intersección de ésta fila y columna podemos ver cuatro principios recomendados para resolver la contradicción indicada. Aquí están estos principios e indicaciones aplicadas a ellos.Principio 28. Reemplazo de Sistema MecánicoA.    Reemplazar un sistema mecánico con un sistema óptico, acústico, térmico u olfativo.B.    Utilizar un campo eléctrico, magnético o electromagnético para interactuar con un objetoC.    Reemplazar el campo de estático a

movible, de campos no estructurados a aquellos que tienen una estructuraD.    Utilizar campos junto con partículas ferromagnéticas.Principio 10. Acción PreviaA.    Realizar de antemano completamente o parcialmente los cambios requeridos en un objetoB.    Colocar objetos de antemano de modo que puedan entrar en la acción inmediatamente en la posición más conveniente Principio 35.  Transformación de PropiedadesA.    Cambiar el estado físico del sistemaB.    Cambiar la concentración o densidadC.    Cambiar el grado de flexibilidadD.    Cambiar la temperatura o volumenPrincipio 23. RealimentaciónA.    Introducir realimentaciónB.    Si ya existe realimentación, cambiarla.Después del análisis todos estos principios, el principio 10 era el más apropiado para solucionar el problema sugerido. De acuerdo con sus recomendaciones, podemos juntar el polvo no magnético dispersado con la utilización del vacío sólo después de una acción previa. En el final del tubo de vacío se ajusta un pedazo de tela como se muestra en la imagen. Cuando se aspira en el polvo se adherirá a la tela. Cuando la aspiradora pare el polvo cae en un plato preparado de antemano. Por lo tanto, esta solución satisface ambas partes de la contradicción formulada previamente.

El tercer método para utilizar los Principios de la Matriz de Altshuller es  conseguir dos juegos de principios recomendados para resolver el problema formulando de antemano dos contradicciones técnicas invertidas.

El aspecto único de este método es la utilización de los Principios para las contradicciones directa e inversa para eliminar más eficazmente ambas y finalmente llegar a un concepto de solución mejorado para resolver el problema en su totalidad. Como se mencionó antes, es razonable porque prácticamente ambas formulaciones invertidas tienen sentido y la Matriz puede sugerir principios eficaces adicionales, ya que no es simétrica.

Trataremos de desarrollar la familiaridad para la utilización de este camino mediante  un proceso de resolución una vez más.

Si limpiamos pequeños artículos de nuestra ropa, la lavadora trabaja bastante bien. Y viceversa, es conocido que son difíciles de lavar en la lavadora las prendas abultadas, por ejemplo mantas, las cortinas, o la chaquetas gruesas. A fin de proporcionar buena calidad de limpieza, tenemos que utilizar varios ciclos de lavado. Esta solución es imperfecta porque perdemos el tiempo y energía suplementaria sin asegurar el éxito. ¿Qué podemos proponer para mejorar los resultados con los Principios Inventivos? Comenzamos con la formulación de las contradicciones técnicas directa e inversa para este problema doméstico. La contradicción directa es: Si aumentamos el tamaño de los artículos para limpiar en la lavadora entonces tenemos aumentar más tiempo el lavado. La contradicción inversa es: Si no queremos tiempo extra para lavar artículos de talla grande entonces hemos de lavar piezas de ropa bien más pequeñas.

El siguiente paso utiliza la Matriz. De los Parámetros Generalizados de la Matriz podemos encontrar los aspectos que están estrechamente relacionados con nuestros parámetros reales enfrentados. Serían la fila 7 “Volumen de objeto móvil” como característica a mejorar y columna 25 “Pérdida del tiempo” como la característica que empeora de nuestro sistema. En la intersección de 7ª fila y 25ª columna podemos ver los cuatro principios recomendados para resolver la contradicción indicada: 2, 6, 34, y 10.

La contradicción inversa de la Matriz sería: “Pérdida de tiempo” como característica que mejora, fila 25ª contra “Volumen de objeto móvil” como una característica que empeora, columna 7ª. En la intersección de la 25ª fila y 7ª columna tenemos cuatro principios recomendados para resolver la contradicción indicada. Estos son los principios 2, 5, 34, y 10. Podemos ver alguna diferencia entre los conjuntos de principios para las contradicciones directa e inversa. Después del análisis cuidadoso de estos dos conjuntos, los principios 10 y 34 tienen que ver con planteamientos para la resolución del problema.

Principio 10. Acción PreviaA.    Realizar de antemano completamente o parcialmente los cambios requeridos en un objeto B.    Colocar objetos de antemano de modo que puedan entrar en la acción inmediatamente en la posición más conveniente Principio 34. Rechazando y  Regenerando PartesA.    Después de completar su función, o hacerse inservible, un elemento de un objeto es rechazado (desechado, disuelto, evaporado, etc.) o modificado durante su proceso de trabajoB.    Las partes utilizadas de un objeto deberían ser restauradas durante su trabajo

Ambos principios nos dan la idea general de utilizar de antemano algún objeto nuevo, adicional u objetos que deberían ser eliminados después del proceso de lavado. Para el desarrollo esta idea se propuso colocar antes del proceso de lavado junto con la chaqueta gruesa algunas pelotas de tenis en la lavadora. Estas sirven como activadores móviles, que chocan dinámicamente con la chaqueta y proporcionan mejor limpieza sin gasto de tiempo extra.

El cuarto método de utilización de los Principios es la aplicación de la Matriz de Altshuller para conseguir varios conjuntos de principios a partir de contradicciones técnicas diferentes del problema.El valor diferenciador de esta método es obtener los principios comunes de juegos

diferentes de principios. Estos deberían probarse para solucionar inicialmente el problema porque puede dar una ventaja extra y estos principios pueden ser útiles para solucionar varias contradicciones técnicas al mismo tiempo.

A continuación se plantea un caso específico para este método de la aplicación de la Matriz.

¡Si se va a partir para una larga acampada no hemos de olvidar las cerillas! Pero las cerillas son algo poco fiable y requieren atención permanente y cuidado. Pueden caerse por casualidad en el agua y hacerse inservibles. No les gusta la humedad y trabajan mal en la lluvia, lo que puede pasar mientras acampamos. Puede proponerse utilizar una bolsa de plástico impermeable para guardar la cerillas secas, pero ¿Cómo encender una cerilla cuando está lloviendo? De nuevo debemos formular la contradicción técnica para este problema específico. Si utilizamos el bolso impermeable entonces mejoramos la protección de de las cerillas de las acciones dañinas ante caída casual en el agua, de la humedad y de la lluvia. Pero la universalidad de este método de protección es el empeoramiento porque no podemos utilizarlos cuando tratamos de encender una cerilla cuando llueve.De la Matriz podemos encontrar los aspectos que están estrechamente o indirectamente relacionados con nuestros verdaderos parámetros contradictorios. Utilizamos la fila 30 “Factores perjudiciales que actúan en un objeto desde fuera” como la característica que mejora y columna 35 “Adaptabilidad y Universalidad” como la característica que se empeora de nuestro sistema. En la intersección de 30ª fila y 35ª columna podemos ver cuatro principios recomendados para resolver la contradicción indicada. Estos principios son el 35, 11, 22, 31 (ver la imagen del fragmento de la Matriz a la izquierda).

Otro problema relacionado con las cerillas durante una acampada es tener un tiempo largo de quemado de la cerilla mientras se hace una fogata. Pero la fiabilidad de la llama de la cerilla empeora, sobre todo cuando hace viento. De hecho, tenemos el fuego más confiable durante el corto período

mientras la cabeza de la cerilla está ardiendo justo cuando la hemos encendido.

Ahora podemos formular la segunda contradicción técnica para nuestro nuevo problema: si queremos mejorar la vida de la llama de la cerilla, entonces otra característica de la fiabilidad de la llama de la cerilla empeora.De la Matriz, averiguamos los aspectos que están cerca de nuestros verdaderos parámetros en conflicto. Serían la fila 15ª “Tiempo de acción de un objeto móvil” como parámetro que mejora y columna 27ª "Fiabilidad" como característica que empeora de la nuestras cerilla. En la intersección de 15ª fila y 27ª columna podemos ver tres principios recomendados para resolver la contradicción indicada: 11, 2, y 13.Podemos analizar siete principios obtenidos y tratar de entender como cada uno de ellos puede ayudarnos en la solución de las contradicciones indicado. Pero lo más importante es que el principio 11 pertenece a ambos conjuntos como recomendado para resolver las contradicciones formuladas:Principio 11: Estar preparado o compensar de antemanoCompensar la fiabilidad relativamente baja de un objeto con medidas de emergencia listas de antemano.

Con esto, este principio debería  probarse primero. En mi opinión, este es el principio más apropiado para solucionar ambas contradicciones para el problema de las cerillas. Utilizando este principio podemos desarrollar la siguiente solución. Miramos alrededor de la casa a fin de encontrar recursos simples y baratos. De este modo, antes de ir al viaje de acampada tenemos que bañar las cerillas  en parafina de vela fundida para formar una capa protectora delgada en las cerillas. Estas cerillas con capa protectora de parafina no tienen problemas con humedad o lluvia y pueden arder con una alta fiabilidad que mantiene la capa de parafina. Tales cerillas pueden trabajar con mejor fiabilidad en cualquier tiempo y condiciones. Así, con la aplicación

de un principio hemos solucionado dos contradicciones diferentes.

Hay que destacar que, por regla general, los Principios por ellos mismos no dan ninguna solución disponible. Estos realizan  las funciones de aconsejar y dirigir el desarrollo adicional en modo de perspectiva. Por lo tanto, es necesario trabajar con ellos sin apresurarse, y explorar todas las oportunidades y recomendaciones ofrecidas. A veces puede tenerse que formular de nuevo el problema inicial para conseguir principios mejor correlacionados. Los 40 Principios Inventivos son uno de los instrumentos más tempranos de TRIZ. Los investigadores y los inventores pensaron que el desarrollo adicional de la metodología aumentaría del número de principios y parámetros en conflicto. Sin embargo, estaba claro que los problemas difíciles se solucionan con la aplicación simultánea de combinación de varios principios o principios junto con efectos físicos. Por lo tanto, la atención los desarrolladores  se enfocó en la creación de principios complejos llamados Estándares. Este es un poderoso conjunto de reglas con efectos científicos que indican direcciones eficaces para solucionar complicados problemas técnicos. Hablaremos sobre esta cuestión en la siguiente lección. Hoy en día, los Principios Inventivos son todavía las herramientas elementales para inventores nóveles y continúan siendo una simple y eficiente aplicación TRIZ. 

RESUMENEn la conclusión de esta lección, podemos decir que los 40 Principios es las herramientas TRIZ más simple para eliminar contradicciones técnicas y solucionar el problema completo. El nivel de invención de las soluciones obtenidas, por regla general, no es del orden más alto, porque la solución es desarrollada en el nivel técnico y los Principios básicamente no trabajan en el nivel físico. Debido a la estructura simple de la Matriz de Altshuller, la aplicación de Principios no requiere conocimiento especial y tanto principiantes como profesionales pueden utilizarlos sin una extensa formación. Sin embargo, la utilización de esta herramienta tiene también su propia especificidad y requiere algunas habilidades prácticas. Hemos hablado de cuatro métodos diferentes para la aplicación de los Principios y la Matriz. Todos ellos trabajan con contradicciones técnicas y cada método tiene sus propios aspectos y orden específico para obtener los principios recomendados. El inventor puede seleccionar el método necesario, según requiera la situación específica.

TRABAJO PRÁCTICO Prueba. ¿Qué tipo de principios inventivos se utilizan en el proceso de solución de problema descrito abajo?

PROBLEMA: no es fácil clavar una pieza al final de un tablero de madera que no se apoya bajo una fuente fiable. ¿Qué podemos hacer para esto?RESPUESTA: podemos solucionar este problema fácilmente si en lugar de un martillo utilizamos una abrazadera. Una abrazadera puede ayudarnos a apretar un clavo entre la pieza y el listón y proporcionar una unión fiable.

PROBLEMA: ¿Cómo juntar diminutas esquirlas de cristal roto en el suelo? La aspiradora y el cepillo no proporcionan una completa limpieza porque algunas esquirlas diminutas son pesadas y se hunden en el suelo.RESPUESTA: las partes diminutas de cristal roto pueden juntarse con la ayuda de un pedazo de plastilina. Si hacemos rodar el pedazo de plastilina a lo largo del lugar donde el cristal se rompió la plastilina absorbe las  esquirlas diminutas y hasta invisibles

“TRES PROBLEMAS DOMÉSTICOS PARA APLICACIÓN DE PRINCIPIOS INVENTIVOS TRIZ”

 

“Problema de enhebrar un hilo grueso”

¡Es tan difícil enhebrar una aguja con hila grueso! Incluso si humedecemos el final del hilo, tiene un grosor grande y no quiere pasar por el ojo de la aguja. ¿Cómo enhebrar una aguja con hilado grueso sin herramientas especiales, simplemente y rápidamente?¿Qué principio inventivo puede ayudarnos?

 

 

“Problema de la fregona”

Esta no es una situación fácil respecto a problemas domésticos. Cuando limpiamos el suelo con la ayuda de la fregona no podemos acceder fácilmente a sitios bajo sillas, mesas y sofás. ¿Qué Principio proporcionará la limpieza de las superficies por la fregona en los sitios de difícil acceso?

 

 

“Problema de clavar un pequeño clavo”

Es realmente difícil clavar un clavo pequeño en un lugar de difícil acceso y con el ángulo especificado. Y sobre todo es difícil instalar un clavo  y luego clavarlo.¿Cómo solucionar el problema con aplicación de Principios inventivos?

 

Lección 8 - ESTÁNDARES INVENTIVOS Y MODELADO SUSTANCIA-CAMPOLos Estándares en TRIZ son un juego de reglas generalizadas y fórmulas para solucionar problemas comunes que son ampliamente encontrados en un ambiente de trabajo. Los estándares son empleados en el descubrimiento de soluciones inventivas con estos problemas debido a su excelencia. Estos problemas son conocidos como problemas típicos, o estándares inventivos. Los Estándares contienen instrucciones claras en como un sistema técnico inicial debería ser transformado a fin de solucionar el problema que se ha levantado. Estas reglas son recomendaciones basadas en el análisis de invenciones pasadas que solucionaron problemas similares. Por consiguiente, estas reglas son llamadas a veces como “Soluciones Estándar”.Históricamente, los Estándares han sido desarrollados con el tiempo como las combinaciones más robustas de varios Principios y efectos físicos. El primer grupo de Estándares, desarrollados en 1979, contenía sólo 10 Estándares. Fueron desarrollados utilizando un método previo de Altshuller de análisis Sustancia-Campo. Una Sustancia-Campo es un modelo gráfico simple para describir un problema inventivo, y un método útil, visual de expresar tanto situación inicial como el proceso de solución. Se podría decir que los Estándares han crecido esencialmente del proceso de perfeccionar los

Principios inventivos, el análisis de Sustancia-Campo y el modelado.Cada Sustancia-Campo consiste en al menos dos sustancias “S1” y "S2", y un campo “F”. El análisis Sustancia-Campo ayuda a determinar los cambios necesarios para mejorar el sistema técnico. Este análisis se realiza por lo general en la zona de operaciones (ZO) donde ocurre el problema. El aspecto más importante del modelado Sustancia-Campo y aplicación de Estándares es el proceso formal de transformar el modelo del problema inicial al modelo de solución Sustancia-Campo recomendado. Este proceso se pone en práctica sin formular directamente una contradicción técnica o física, porque este concepto ya queda englobado en el modelo Sustancia-Campo.

La imagen de la izquierda es el ejemplo más básico de un modelo Sustancia-Campo. Muestra el formato utilizado para representar las interacciones entre las sustancias y campo. Para proporcionar una función, el modelo Sustancia-Campo tener mínimo de tres elementos básicos:- S1 es un “producto" que será mecanizado, tratado, desarrollado, medido, cambiado, etc.- S2 es un “herramienta", un elemento que proporciona (o produce) estos cambios, acciones, u operaciones. Típicamente, nosotros podemos mejorar y modificar sólo una herramienta.- F es un “campo” (o energía, fuerza) utilizado por la Herramienta S2, que actúa sobre el Producto S1.

Las líneas entre elementos muestran la interacción entre elementos. Las interacciones pueden ser útiles, perjudiciales, no reguladas, pobres, o ausentes.En el análisis Sustancia-Campo la palabra "campo" se utiliza condicionalmente. No significa campos sólo físicos como gravitacional, electromagnético, térmico, etc. También puede significar clases diferentes de “campos” técnicos y no técnicos como mecánico, inercial, luz, olfativo, biológico, etc. Estos campos incluyen cualquier interacción entre sustancias que pueda producir el resultado requerido.

Aquí están algunos "campos" que pueden ser considerados durante análisis y modelado Sustancia-Campo:

Mech - Mecánico (presión, fuerza, gravedad) El - Eléctrico (campo eléctrico, corrientes, ondas eléctricas) Ma - Magnético (campos magnéticos) Th - Térmico (aplicación de calor o frío) Au - Audible (sonido acústico, ondas de todas las frecuencias) Ch - Químico (reacciones químicas que cambian una sustancia) Bi - Biológico (interacciones biológicas entre elementos).

Hoy  en día los Estándar forman un sistema que incluye 76 Estándares en 5 clases. El orden de las clases en la secuencia corresponde a la tendencia hacia el aumento de idealidad.

La primera clase de Estándares, «Construcción y Destrucción de Sustancia-Campo», se dedica a la solución de los problemas para los cuales es necesario construir o transformar modelos Sustancia-

Campo. Esta clase incluye 2 subclases y 13 Estándares con reglas específicas para la síntesis (primera subclase) y destrucción (segunda subclase) Sustancia-Campo. La selección del Estándar necesario depende de las condiciones iniciales y las restricciones, que son especificadas por el problema.

La segunda clase de Estándares, «Desarrollo de Sustancia-Campo», está relacionada con la solución de problemas por la evolución de modelos Sustancia-Campo. Esta clase contiene los modelos generalizados para mejorar la eficiencia del sistema técnico inicial introduciendo una relativamente pequeña modificación del sistema. En esta clase, hay 23 Estándares, distribuidos en 4 subclases: transición a Sustancia-Campo compuestos, mejora de Sustancia-Campo, coordinación de ritmos, y complejos Sustancia-Campo.

La tercera clase de Estándares, «Transición a Supersistema y Micronivel», se utiliza para la resolución de problemas mediante el desarrollo de una solución en el nivel del supersistema o del subsistema. Esta clase incluye dos subclases, «Bi-sistemas y Polisistemas» y «Transición a un Micronivel», con 6 Estándares.

Los Estándares de la segunda y tercera clase se fundamentan en el uso de los patrones de  evolución de sistemas, incluido despliege-convolución, mejora de dinamicidad y controlabilidad, transición a un micronivel, y falta de coordinación.

La cuarta clase, «Estándares para la  Detección y Medida», se dedica a la solución de problemas de “medición” o problemas que tienen el objetivo específico de la detección de algo. En esta clase hay 5 subclases con 17 Estándares.

La quinta clase, «Estándares en la Aplicación de Estándares», pretende que el desarrollo de la solución se encuentre dentro de las demandas del sistema ideal. Para el desarrollo de una invención de nivel alto, es necesario eliminar un conflicto: la sustancia debería ser introducida y no debería ser introducida en el sistema. Esta clase contiene 5 subclases con 17 Estándares con reglas para la resolución de tales conflictos.

Exploraremos, usando ejemplos concretos, la aplicación de algunos Estándares de cada una de las cinco clases para solucionar problemas simples.

Durante el proceso de resolución, la situación inicial del problema se compara con uno o varios Estándares, que sugieren la fórmula genérica de la solución para el problema inventivo. La solución genérica recomienda poner en práctica alguna función, por ejemplo, insertando una nueva sustancia o campo, utilizando un efecto físico u otro, sincronizando un ritmo o frecuencia, o utilizando un hueco o espacio vacío. Aquí están algunos pasos simples para utilizar los Estándares para la resolución de problemas:1. Definir el tipo de problema al principio. Hay dos tipos de

problemas: de tipo modificación, que requiere el cambio de un modelo inicial de Sustancia-Campo, y de tipo de medida, cuando tenemos que medir o detectar algo.2. Construir un modelo Sustancia-Campo inicial del problema.3. Aplicar los Estándares: desarrollar el modelo Sustancia-Campo de una solución genérica:-Utilizar la primera clase para reconstrucción o mejora del modelo inicial Sustancia-Campo si está incompleto, o si hay una Sustancia-Campo "perjudicial"-Utilizar la segunda y tercera clase si el modelo Sustancia-Campo inical es ineficaz-Utilizar la cuarta clase si el problema está relacionado con la medición.4. Redefinir el modelo Sustancia-Campo desarrollado con la aplicación de Estándares de la quinta clase. Después de que se llega a una solución, es recomendable comprobar si es posible ajustar el  modelo de Sustancia-Campo obtenido. Se propone utilizar esta clase en casos en los que hay restricciones a la aplicación de sustancias o campos adicionales para solucionar un problema.5. Generar conceptos de solución específicos con la aplicación de los modelos Sustancia-Campo desarrollados y las Soluciones Estándar.

Vamos a comenzar a cultivar habilidades prácticas para utilizar Estándares de las cinco clases mediante el proceso de resolución de problemas inventivos.

CLASE 1. Construcción y destrucción de modelos Sustancia-Campo.Esta clase sirve para solucionar problemas relacionados con la mejora de un modelo Sustancia-Campo inicial si está incompleto, o si hay un Sustancia-Campo "perjudicial".

Problema. A veces es necesario insertar un tornillo metálico en un agujero horizontal profundo. Es muy difícil para el destornillador dirigir el tornillo en el agujero, porque el destornillador no tiene ningún agarre directo al tornillo y pierde el control al perder el contacto con el surco de la cabeza del tornillo (ver Fig. A). ¿Cómo podemos sostener el tornillo para asegurarnos que este contacto no se pierde?Primero, podemos determinar que el problema está relacionado con el cambio del modelo inicial (por ejemplo, no es un problema de medición). Entonces, desarrollaremos un modelo  Sustancia-Campo inicial para nuestra situación: asignamos S1 al tornillo (es un producto y no lo modificaremos); asignamos S2 al destornillador (es una herramienta que tienen que ser mejorada). Asignar F, ¿tenemos una fuerza para sostener el tornillo al destornillador? El problema es que el destornillador no puede sostener el tornillo. De este modo, podemos ver fácilmente que este es un problema típico de un modelo Sustancia-Campo incompleto. Contiene sólo dos sustancias sin interacción entre ellas (ver Fig. B). En este caso, los Estándares aconsejan completar el modelo Sustancia-Campo con la aplicación de la regla 1.1.1.

Estándar 1.1.1. Construcción de un modelo Sustancia-Campo completo: Si hay un modelo Sustancia-Campo incompleto que es difícil de controlar (y por las condiciones de la tarea, no hay también ninguna limitación a la introducción de otras sustancias y campos) el problema puede ser

solucionado haciendo una transición a un modelo Sustancia-Campo completo.

A fin de realizar esta recomendación, tenemos que aplicar algún campo F como un tercer elemento obligatorio para completar el modelo Sustancia-Campo inicial. ¿Qué tipo de campo podemos utilizar Ya que tratamos con un tornillo metálico y destornillador, podemos proponer de utilizar sus propiedades magnéticas como se muestra en la Fig. C. El campo magnético del destornillador sostendría un tornillo. ¿Cuál es el camino más simple para dar un campo magnético al destornillador? El camino más simple es frotar la punta metálica del destornillador en la superficie de un imán permanente durante quince segundos aproximadamente. Después de este procedimiento, la punta metálica del destornillador generará un campo magnético y será capaz de guardar el tornillo en el lugar fácilmente como mostrado en la imagen (ver Fig. D).

Problema. Mientras pintamos, tenemos que deshacernos de un poco de pintura de la brocha, y el único contenedor disponible en ese momento es una cacerola (ver Fig. E). ¿Cómo podemos evitar ensuciar o estropear la cazuela con la pintura u otras sustancias químicas y todavía poder utilizarla para cocinar?

Vamos a tratar de dibujar el modelo Sustancia-Campo inicial para este problema. Podemos denotar la pintura líquida como "producto" S1 (ver Fig. F), la cacerola como "herramienta", S2, y la fuerza mecánica entre ellos como "campo", F. La cacerola, S2, sostiene la pintura líquida S1, una acción útil (línea recta entre S1 y S2 en la imagen). La pintura líquida S1 se pone en contacto con la cacerola S2 y la ensucia. Es una

acción perjudicial entre ellos, mostrado por la línea ondulada en la imagen.

Podemos ver que tenemos un típico problema Sustancia-Campo relacionado con la primera clase de Estándares, la mejora del modelo Sustancia-Campo inicial que contiene una interacción "perjudicial". Este modelo se puede transformar con aplicación del Estándar 1.2.1.

Estándar 1.2.1. Introducción de una tercera nueva sustancia: si hay interacciones útiles y perjudiciales entre sustancias en un modelo Sustancia-Campo existente (mientras no sea necesario conservar el contacto inmediato entre ellos) el problema puede solucionarse por la introducción de una sustancia externa entre ellos que es gratis o relativamente barata.

Según este estándar, tenemos que introducir una sustancia extranjera S3 (ver Fig. G) entre la cacerola, S2 y la pintura, S1. La nueva sustancia debe ser gratis o relativamente barata. A fin de proteger la cacerola de la pintura u otras sustancias químicas que la manchan, se propone colocar de antemano (una bolsa de plástico en la cazuela (ver Fig. H). Este bolsa protegerá la cacerola del contacto directo con la pintura, mientras permanece la función principal de la cazuela, contener la pintura. Una bolsa estará fácilmente disponible en casa, es barata, y podría fijarse con una goma elástica o cuerda alrededor del borde de la cazuela. Después de completar el trabajo de pintura podemos eliminar la bolsa de plástico de la cazuela. Como resultado, la superficie de la cazuela está protegida de los productos químicos `perjudiciales de la pintura y puede utilizarse para cocinarse otra vez sin peligro.

CLASE 2. El Desarrollo de modelos Sustancia-Campo

Esta clase está relacionada con la solución de problemas con una mejora del modelo Sustancia-Campo inicial si este era ineficaz.

Problema. Imaginemos la desagradable situación en la que deseamos eliminar el chicle pegado al calzado o ropa. La retirada mecánica simple y hasta el lavado no produce resultados aceptables (ver Fig. I). ¿Cómo podemos limpiar el chicle de la ropa de forma rápida y simple? Vamos a tratar de solucionar este problema con el modelado Sustancia-Campo. Nuestra ropa se muestra como producto S1 (ver Fig. J), el chicle es una herramienta S2, y la fuerza de adherencia no regulada de la goma es F1, que es lo que hace esta situación difícil. La interacción no regulada entre S1 y S2 es representada por una línea discontinua. Este es un problema típico que requiere el desarrollo adicional de un modelo Sustancia-Campo, y aplicaremos la segunda clase de Estándares para su reconstrucción. Mirando la lista de Estándares en esta clase, podemos encontrar la regla que puede ayudarnos.

Estándar 2.1.2. Construcción de modelos Sustancia–Campo dobles: Si hay un modelo Sustancia-Campo que es difícil de controlar y es necesario mejorar su eficiencia, pero no está permitido reemplazar cualquiera de sus elementos, el problema puede ser solucionado construyendo un doble modelo Sustancia-Campo por la introducción de un segundo campo que haga el sistema fácil de controlar. Utilizando este Estándar, podemos evolucionar nuestro modelo inicial no regulado hasta un nuevo modelo doble Sustancia-Campo, como se muestra en los diagramas en la Fig. K. De este modo, tenemos que encontrar un segundo campo, F2, que nos ayudará a controlar la adherencia fuerza F1 y eliminar fácilmente el chicle.

Se propone utilizar un campo térmico, expresamente la congelación. Si

aplicamos un pedazo de hielo al chicle entonces se congela y se hace sólido. Después de esto podemos eliminar fácilmente el chicle de nuestra ropa. Alternativamente, podríamos usar nuestro congelador  para llevar a cabo esta desagradable tarea. Hay que destacar que este problema también puede  solucionarse con la aplicación de los Estándares para la destrucción de Sustancia-Campo "perjudiciales" de la primera clase.

CLASE 3. La Transición a Supersistema y a MicronivelEsta clase se utiliza con el fin de solucionar problemas para mejorar el modelo Sustancia-Campo inicial en el nivel del supersistema o del micronivel.

Problema. Como se puede prevenir el olor y los hongos en los calcetines (ver Fig. L), aun si tenemos actividad todo el día? Alguien podría proponer cambiar los calcetines con más frecuencia, por ejemplo 2-3 veces por día. Esto es una solución buena sólo si es posible. ¿Qué puede hacerse si no posible?

Como podemos ver el problema está relacionado con el cambio de un modelo Sustancia-Campo inicial. Podemos replantear el modelo para este caso y denotar el cuerpo humano, pies, como el producto S1, el calcetín como una herramienta S2, y el campo biológico entre ellos como F (ver el Fig. M). Después de un tiempo, olor y hasta hongos pueden aparecer en calcetines y pies. Este es un problema serio que puede solucionarse con la aplicación de Estándar 3.2.1.

Estándar 3.2.1. La transición al micronivel: la eficiencia de un sistema puede aumentarse por transición del macronivel al micronivel. El sistema o sus partes deberían ser reemplazados con una sustancia capaz de realizar la acción requerida cuando interactúa con un campo.

La aplicación de esta regla nos conduce a un modelo de Sustancia-Campo transformado (ver imágenes) con una nueva sustancia S2*, que fue modificada en el micronivel y puede proporcionar una nueva acción – protección contra olor y hongos cuando esto se relaciona con el campo biológico (ver Fig. N).

Las tiendas militares PX, tanto dentro de EEUU como en el exterior, venden el poliéster ArcticShield "hedor -resistente" nano-calcetines de ARC Outdoor. Incorporan partículas de plata de 19-nm dentro de sus fibras. Bien conocida por sus propiedades antimicrobianas, la plata ha sido utilizada para proporcionar protección contra olor y hongos en calcetines. Los proveedores de ropa al aire libre comenzarán a suministrar también chaquetas, guantes, y baberos realzados de ARC. Estos calcetines están incluidos en primeros diez de 2005 (top ten 2005) productos nanotecnológicos por Forbes. http://www.arcoutdoors.com/news/PR_X-Scent_proof_040603.html

CLASE 4. Estándares para Detección y Medición Esta clase está dedicada a la solución de problemas que implican la detección o medida, ya que estas tareas tienen características específicas.

Problema. Cuando se tienen que taladrar agujeros con una profundidad precisa se tiene que interrumpir la perforación y hacer medidas muy a menudo a fin de conseguir la exactitud. Este es un proceso difícil que lleve mucho tiempo. ¿Cómo puede simplificarse esta tarea y hacerlo más rápido? Podemos ver que el problema está relacionado con la cuarta clase de Estándares porque requiere medición, de esta manera aplicaremos una solución estándar de esta clase. Estándar 4.1.1. Tratar de no medir o detectar: si hay una tarea que requiere detección o medida, es conveniente cambiar la tarea de modo que no sea necesario medir. Nosotros tenemos que cambiar esta tarea de acuerdo con el anterior Estándar y concebir como taladrar agujeros de una profundidad precisa sin interrumpir la operación para medir la profundidad del agujero. Por ejemplo, si podríamos ver el agujero que taladramos enrollando varias capas de cinta alrededor de la broca de la taladradora a la altura requerida. Entonces seríamos capaces de calibrar la profundidad del agujero durante el proceso de perforación sin interrumpirlo.

Nuestro siguiente problema está relacionado con la medida de un artículo con una forma complicada. Normalmente es muy difícil medir la longitud de una superficie curvada como el de la imagen.¿Cómo podemos hacer esta medida rápidamente y fácilmente?

Estándar 4.1.2. Trabajo con una copia o imagen: Si hay un problema de medición o de detección, se recomienda reemplazar cualquier operación en un

objeto con operaciones en una copia de aquel objeto o en una imagen.

Podemos aplicar fácilmente este Estándar a la solución de nuestro problema. Nuestro procedimiento de medición se simplifica bastante si aplicamos la cinta adhesiva sobre la longitud que nos gustaría medir como se muestra en la figura. Entonces podemos marcar o cortar la cinta, desprendiéndola , y medirla fácilmente.

CLASE 5. Estándares para Aplicación de EstándaresDurante la construcción o la destrucción de modelos Sustancia-Campo, a veces es necesario introducir nuevas sustancias. Su introducción podría estar limitada por las condiciones de trabajo del problema, ser imposible técnicamente, o podría reducir el grado idealidad del sistema. Por lo tanto, la introducción de estas sustancias debería hacerse sin su introducción directa utilizando métodos diferentes de introducción indirecta.

Aquí está un problema referente a un dispositivo conocido - una bicicleta. ¿Cómo podemos aumentar la idealidad  de la bici aplicando Estándares? El modo más simple de comenzar es disminuir el peso, sin perder ninguna de las características de la bici, por supuesto. Para hacer esto podríamos utilizar la recomendación del estándar 5.1.1.

Estándar 5.1.1. Aplicación de un método indirecto: Si es necesario introducir una sustancia en un sistema pero está prohibido por las condiciones del problema, o es difícil hacerlo, entonces "el vacío" puede utilizarse en lugar de una sustancia (vacío, espuma, aire, etc.).

¡La utilización "del vacío" en vez de una sustancia es una idea elegante! ¿Pero cómo puede ser llevado a cabo en la práctica? Los ingenieros en la Universidad de Brigham Young han desarrollado un cuadro de bicicleta celular que puede tener pronto un impacto enorme en el mundo del ciclismo. Más ligera, más aerodinámica y menos frágil que sus homólogos contemporáneos - particularmente la bici de montaña – la

IsoBike ultraligera está fabricada de fibra de carbono entrelazada con cordones de Kevlar y utiliza  tecnología que sólo había sido utilizada antes en estructuras más grandes. http://deseretnews.com/dn/view/0,1249,600122255,00.html

El siguiente es un problema médico. Durante algunas operaciones quirúrgicas los doctores tienen que hacer muchas suturas en un tejido. Esto es un consumo de tiempo y un laborioso proceso, en particular en la etapa final cuando es necesario producir nudos fiables. ¿Es posible facilitar esta operación con la aplicación de Estándares y moviéndose en dirección del aumento de idealidad?

Estándar 5.4.1. Aplicación de efectos científicos: Si una sustancia debe estar periódicamente en estados físicos diferentes entonces tal transición debe ser realizada por la sustancia por sí misma gracias a la aplicación de transiciones físicas de fase reversibles, por ejemplo ionización-recombinación, disociación-asociación, materiales con “memoria de forma” , etc.

Una fibra fabricada de un nuevo plástico biodegradable con “memoria de forma” puede utilizarse para atar una “sutura rápida”. Después de formar un nudo suelto, los finales de la sutura se fijn. El nudo se aprieta en 20 segundos cuando se calienta a 40ºC. Una sutura rápida que se anuda en un nudo perfecto es la primera de muchas aplicaciones médicas potenciales para nuevos plásticos biodegradables con “memoria de forma”. Este nuevo material fue desarrollado en el MIT y la Universidad de Tecnología en Aquisgrán, Alemania. Los materiales son también biocompatibles, significando que estos son seguros para utilizarse en un animal vivo. Los nuevos plásticos podrían conformarse primero como un cordón, por ejemplo, y luego cuando al calentar, podría cambiarse a una lámina para prevenir la

adherencia entre dos tejidos internos después de una operación, un tornillo (para, supongamos, mantener la unión de huesos), un stent, o una sutura. http://web.mit.edu/newsoffice/2002/suture-0501.html

Mi propia experiencia de aplicación de Estándares en actividades prácticas confirma que muchos problemas pueden solucionarse con estas herramientas relativamente simples y lógicas en un periodo corto de tiempo. A los ingenieros de fabricación les gusta trabajar con los Estándares de las tres primeras clases porque sus propuestas son simples y se orientan a cambios no fundamentales del sistema inicial con buenos resultados, y por lo tanto, pueden realizarse rápidamente y sin grandes gastos.Los estándares son ampliamente empleados en proyectos de predicción y, en particular, los estándares de la quinta clase se utilizan cuando es necesario desarrollar o mejorar el diseño o la tecnología existente. Estas propuestas utilizan métodos inventivos indirectos (de bypass), recursos del sistema y fenómenos científicos. Sin embargo, la realización práctica de estas soluciones requiere mucho tiempo y gastos grandes. Hay que tener en cuenta que el desarrollo del modelo Sustancia-Campo inicial es la etapa más importante y no trivial de la aplicación de Estándares. A veces podemos desarrollar varios modelos Sustancia-Campo diferentes para una situación problemática y encontramos que la solución depende completamente de la información inicial sobre del problema. Por lo tanto es importante conseguir una imagen completa del problema y los elementos que interactúan que formarán el modelo Sustancia-Campo para la solución. Los Estándares permiten que solucionemos problemas relativamente no complicados o típicos. Para solucionar tareas técnicas muy complicadas se aplica el Algoritmo de Resolución de Problemas Inventivos (ARIZ). Hablaremos sobre el Algoritmo ARIZ y su aplicación en nuestra siguiente lección. RESUMENPara concluir esta lección, los Estándares son estructurados en reglas para la síntesis y la reconstrucción de sistemas técnicos. Los estándares proporcionan funciones diferentes:1.  Desarrollar un modelo Sustancia-Campo genérico de un problema de una manera visual y gráfica eficaz.2.  Reconstruir el modelo Sustancia-Campo inicial de un problema en un nuevo modelo Sustancia-Campo de una solución estándar utilizando reglas lógicas simples basadas en analogías con otras invenciones efectivas.3.  Crear rápidamente nuevos conceptos de solución específicos para perfeccionar un sistema existente o sintetizar nuevo uno.

El modelado Sustancia-Campo de un sistema técnico se realiza en la zona de operación, el área donde ocurre el actual corazón del problema y la contradicción. En un modelo Sustancia-Campo al menos deben representarse dos sustancias y un campo. El análisis del modelo Sustancia-Campo ayuda a determinar los cambios necesarios dentro del sistema técnico a fin de mejorarlo. Una vez entendido, y con un poco de experiencia en su realización, los estándares pueden ayudar a combatir muchos problemas técnicos.

TRABAJO PRÁCTICO Prueba. ¿Qué clase de Estándares TRIZ se utilizan en el proceso de solución del problema descrito abajo?

PROBLEMA. Es conveniente recoger metal de sobrante de chips utilizando un imán. Este método es eficaz sobre todo cuando el polvo metálico se está uniendo. Sin embargo, aparece un problema diferente al separar el polvo metálico del imán sí mismo. La cinta adhesiva puede utilizarse como una solución, pero en este caso, el polvo metálico y la cinta tienen que desecharse porque sería demasiado difícil separarlos otra vez. ¿Puede proponerse otro método?

RESPUESTA. A fin de recoger cómodamente el polvo metálico sin ensuciar la superficie del imán y sin gastar la cinta adhesiva y el tiempo necesario para la separación, podemos envolver el imán con tela, una bolsa de plástico, o papel. Bajo el campo magnético el polvo metálico se juntará en la superficie del material intermedio, luego, cuando el campo magnético se elimina,  puede separarse fácilmente.

PROBLEMA. Cuando cortamos cebollas, estas irritan nuestros ojos y a veces hasta nos conducen a llorar. ¿Cómo podemos preservar nuestros ojos de la irritación causada por cortar cebollas, ajo o rábano picante? Se podría proponer utilizar gafas de natación, pero no son cómodas o convenientes de utilizar para  cocinar y se encuentran a menudo en casa. ¿Puede  proponerse otra solución más simple para solucionar este desagradable problema doméstico? RESPUESTA. A fin de preservar los ojos de la irritación causada al cortar cebollas, ajo, o rábano picante, se propone aplicar la corriente de aire de un abanico. Esta corriente de aire eliminará sustancias irritantes del área en el que se cocina y también de nuestros ojos. De este modo, podemos solucionar este problema de forma relativamente fácil y sin parecer un monstruo de ojos saltones mientras cocinamos.

“TRES PROBLEMAS DOMÉSTICOS PARA APLICACIÓN DE ESTÁNDARES TRIZ”

 

“Problema del Tornillo” Este es un viejo y nuevo problema. Otra vez, tenemos que insertar un tornillo en un agujero horizontal profundo y el destornillador no puede sostener en el tornillo. Los estándares nos dicen que en este caso tenemos un modelo Sustancia-Campo incompleto (sólo dos sustancias) y aconseja utilizar "algo más" entre el destornillador y el tornillo. De este modo, se podría proponer para crear un campo entre las sustancias utilizando un destornillador magnetizado para sostener el tornillo. Pero ¿y si tenemos un tornillo no magnético, qué puede hacerse? ¿Podría otro estándar TRIZ ayudarnos?

 

 

“Problema del Termómetro” Si incide la luz del sol directamente en la cubierta de un termómetro localizado al aire libre en un marco de la ventana entonces el dispositivo se recalienta y no puede proporcionar una medida exacta de la temperatura del exterior. De este modo, tenemos la "interacción perjudicial típica” entre la luz del sol y el termómetro, la cual tenemos que eliminar elegantemente reconstruyendo un modelo Sustancia-Campo. Por favor, no se proponga mover el termómetro a una sombra porque por lo general mantenemos el termómetro en la misma localización en nuestra casa. ¿Cómo podemos resolver este problema con Estándares?

 

 

“Problema del Bulbo” Para determinar los parámetros operacionales de la bombilla, es necesario saber su volumen exacto. Hay muchas clases diferentes de bombillas y algunas de ellas tienen formas muy complejas, como se muestra en la imagen. Ahora, después de esta lección, deberíamos de ser capaces de proponer varios modos de solucionar esta clase del problema con la aplicación de Estándares TRIZ. ¿Cómo determinaríamos el volumen exacto del bulbo?

 

Lección 9 - ALGORITMO DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS INVENTIVOS (ARIZ)

ARIZ son las siglas de la denominación rusa de "Algoritmo de Resolución de Problemas  Inventivos" y es una de las herramientas analíticas poderosas de TRIZ. El algoritmo se utiliza como un sistema que une una variedad de herramientas TRIZ(*). El objetivo principal del Algoritmo es transformar de forma lógica la situación inicial del problema en conceptos de solución para este problema. Esto es un procedimiento de modelado gradual de desarrollo dirigido para la resolución del problema.ARIZ ha sido constantemente modificado desde 1956, con más de 10 versiones diferentes del Algoritmo conocidas. La modificación última reconocida generalmente del Algoritmo es ARIZ-85B. Esta modificación contiene operadores para el análisis y solución de problemas técnicos difíciles que no podían ser solucionados con la aplicación individual de ninguna otras de las herramientas TRIZ: Principios, análisis Sustancia-Campo, y Estándares. La versión de ARIZ-85B de Altshuller contiene nueve partes. Todas estas partes incluyen 40 procedimientos mentales graduales para la resolución de problemas. A continuación se indican los nombres de las nueve partes.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 Reformular de nuevo el Problema 7. Análisis del Método que elimina la Contradicción Física 8. Utilización de Soluciones Obtenidas 9. El análisis de Pasos que Conducen a las Soluciones

Generalmente, el proceso algorítmico contiene los fragmentos consolidados básicos siguientes (ver Fig. 1). Primero, una situación de problema inicial del cliente se transforma en el modelo de problema con la ayuda de operadores: la contradicción técnica entre dos elementos en conflicto del sistema y funciones del elemento-X desconocido que es necesario para solucionar el problema. Así, este modelo del problema se desarrolla en un modelo de soluciones ideales ARIZ en la forma de un resultado final ideal que contiene la contradicción física.

Después, el modelo de la solución ideal ARIZ se dirige hacia las

soluciones para el problema inicial con la aplicación de los operadores “Principios de Separación” para la contradicción física, los Recursos y los Efectos Científicos. Todas estas acciones se ponen en práctica en las 5 primeras partes del Algoritmo. Las partes del Algoritmo 6-9 se dedican a la nueva formulación del problema si no se llega a un nuevo concepto de solución y a la verificación del proceso de solución para la mejora de las soluciones obtenidas.

A continuación, consideraremos la aplicación de ARIZ de una manera abreviada que sólo utiliza las partes consolidadas mostrados en la Figura 1.

Exploración de la situación del problema. El proceso de resolución del problema comienza con la entrevista con el cliente y se define un enunciado del problema. Típicamente, la situación que es descrita por el cliente durante la primera entrevista tiene más de un problema. De este modo, es importante definir todos estos problemas. Después, tenemos que elegir el problema principal que tiene la prioridad más alta para el cliente. El cuestionario de problema proporciona información valiosa que incluye una descripción detallada de la situación del problema y el trasfondo del desarrollo del problema. También podemos documentar tentativas anteriores para solucionar este problema por el cliente con una definición de las interacciones, y enlaces entre las operaciones tecnológicas o los componentes del sistema.

Formulación del modelo ARIZ de un problema. El modelo consiste en sólo dos elementos en conflicto del sistema: el producto y la herramienta. Tenemos que definir la contradicción técnica entre ellos y la función que debería proporcionarse por el elemento-X para solucionar el problema. Con el fin de desarrollar este modelo, se formulan primero la contradicción técnica directa y después la inversa. Seleccionamos sólo una de las contradicciones técnicas. Esta selección está basada en la contradicción que contiene la función principal deseada. Recordemos que una contradicción técnica describe un conflicto entre parámetros dentro de un sistema: la mejora de un parámetro del sistema conduce al empeoramiento de otro parámetro (ver la lección 3).

El Desarrollo de las soluciones ideales ARIZ. En esta etapa, la contradicción técnica debería ser reemplazada con una contradicción física. Una contradicción física resulta de exigencias opuestas de una característica física de un solo parámetro o elemento en el sistema. La acertada formulación de una contradicción física por lo general muestra el núcleo del problema y las vías para resolver el problema. El paso de formular un resultado final ideal (RFI) ayuda a decidir como aumentar los factores beneficiosos y eliminar los factores perjudiciales. La comparación de las soluciones desarrolladas con el RFI demuestra si el proceso de solución es correcto o falso y no en la selección de las contradicciones principales. Así, la solución ideal sirve como un modelo abstracto y un objetivo para futuras soluciones específicas (ver la lección 3).

La generación de las soluciones específicas. Durante esta etapa, el resultado ideal debería transformarse en conceptos de solución específicos. La creación de conceptos de solución se pone en práctica aplicando el listado de recursos, los fenómenos científicos y principios de separación para resolver la contradicción física. En esta etapa, los recursos existentes de Sustancia-Campo deberían utilizarse con otras bases de datos de conocimiento y herramientas de TRIZ para resolver las contradicciones. La evaluación subsiguiente de conceptos de solución y la elección del mejor son la siguiente etapa que es puesta en práctica con el cliente e incluye una evaluación multifactorial de los nuevos diseños propuestos. Los criterios principales son, por lo general, la adaptabilidad para la industria, coste de la producción y patentabilidad. También, las recomendaciones de TRIZ se utilizan en esta etapa para hacer la comparación de conceptos de solución con el resultado ideal formulado y hacer la evaluación de las soluciones con un análisis coste-beneficio. Vamos a aplicar el Algoritmo a la resolución de tres problemas verdaderos y a desarrolar nuestra habilidad práctica, que es uno de los objetivos de esta lección. Exploraremos la utilización de fragmentos ARIZ consolidados utilizando ejemplos específicos de una nueva robot aspiradora de la Compañía Samsung Electronics. Este robot ha sido desarrollado con el uso de procedimientos ARIZ en condiciones industriales de esta compañía durante de proceso de investigación y desarrollo (**).

Comenzaremos adquiriendo familiaridad con la materia. Los robot aspiradora son la tecnología moderna avanzada para aplicaciones domésticas para la limpieza automática de suelos. En este momento, las compañías como Electrolux, iRobot, y Samsung Electronics realizan investigación, desarrollando proyectos y fabricando estos nuevos encargados de la limpieza. Una de las aspiradoras robot en el mercado actual es la Samsung VC-RP30W mostrado en la Figura 2 (http://robots.net/article/1031.html). Esta aspiradora de nueva generación puede hacer muchas cosas útiles en casa. El robot detecta las áreas que tienen que ser limpiadas y se ocupa de ellas. Trabaja en clases diferentes de superficies, y tiene configuraciones diferentes para tipos de suelo diferentes. El robot aspiradora tiene sensores de seguridad que detectan escaleras u otros obstáculos perjudiciales. El robot puede hacer su trabajo cuando no estamos en casa. Tiene un temporizador de forma que podemos ponerlo a limpiar mientras estamos fuera. La pila dura aproximadamente 50-60 minutos antes de tener que ser recargada. Si la pila baja de carga durante la operación, el robot aspiradora automáticamente se apaga,

vuelve a su base de carga y se recarga. Entonces cuando está totalmente cargado, reanuda la limpieza por donde acabó.También, es posible tomar el control del robot a través de una conexión de Internet. En Internet se habilita al usuario para dar las instrucciones al robot de donde y cuando limpiar.

El esquema simplificado y la estructura del robot aspiradora convencional se muestra en la Figura 3. Un robot aspiradora tiene las ruedas de operación localizadas en la parte inferior del cuerpo de limpieza. Las ruedas conductoras se conectan con una correa conductora. La parte superior del cuerpo está provista de una antena para recibir y transmitir señales a y desde un control remoto y sensores de distancia. El movimiento de una aspiradora robot requerirá que se mueva en muchas direcciones diferentes. Como consecuencia de esta explicación, esta descripción se refiere a las ruedas delanteras y traseras del robot aspiradora en cuanto a su movimiento dirigido en línea recta. El interior del cuerpo de la aspiradora está provisto de un motor motriz (no mostrado) para generar una fuerza de succión, un receptáculo que colector de contaminantes y un filtro. La fuerza de succión es transmitida desde del motor motriz a una puerta de succión, que está localizada en la parte inferior del cuerpo de la aspiradora para extraer los contaminantes y polvo de la superficie a limpiar y finalmente hasta el receptáculo.

El principio general de un robot de limpieza es simple. Como se mencionó antes, una aspiradora de robot trabaja como un vehículo autónomo y atrapa contaminantes como polvo y suciedad de una superficie para ser limpiada automáticamente moviéndose en un área especificada sin ser dirigido a mano por un usuario. Si una aspiradora robot detecta un obstáculo como mobiliario, aplicaciones o una pared en el área de limpieza con su sensor de distancia, la aspiradora robot selectivamente acciona

un motor de la rueda derecha y un motor de la rueda izquierda para cambiar su dirección de movimiento automáticamente y así no choca contra objetos mientras realiza la operación de limpieza en el área a limpiar.

Problema 1: Como proporcionar limpieza en los bordes y conservar el cuerpo en forma circularComenzamos la etapa explorar la situación de problema. Este problema está relacionado el proceso “de la limpieza del borde”, es decir la capacidad del robot de limpiar alfombras hasta el mismo borde de la pared u otros obstáculos y áreas en esquina (ver la Figura 4, parte alta).

Una solución convencional para este caso sería aumentar la energía de succión. Sin embargo, este acercamiento requiere más energía y empeora la duración de la pila y el tiempo de limpieza del robot. También, el problema se solucionaría con una forma no circular del robot, pero tenemos una exigencia adicional de cliente para conservar el cuerpo en su existente forma circular. Esta forma tiene muchas ventajas en comparación con otras formas debido a su simetría, buen funcionamiento y características estéticas que fueron probadas en el mercado. Esto, sin embargo, no provee buen contacto sobre la superficie llana de una pared. Tenemos una situación inicial típica y también para los objetivos de esta lección, trabajaremos en el problema que implica el diseño circular de la aspiradora y su baja capacidad de limpieza en el borde a lo largo de una superficie llana.

La siguiente etapa: formular el modelo ARIZ del problema, debe comenzar necesariamente desde la transformación de la situación del problema a la formulación de las contradicciones técnicas.

La contradicción técnica 1 es: “si la aspiradora de robot tiene forma circular, entonces el diseño estético probado para

el mercado está bien, pero el acoplamiento con la pared y la limpieza del borde es mala”. El esquema para esta contradicción se muestra en la Figura 5: la línea recta azul indica interacción buena entre elementos y línea roja ondulada denota una mala iteración.

La contradicción técnica 2 se formulada como opuesta a la primera y es como sigue: “si el robot  aspiradora no tiene forma circular (por ejemplo, forma  rectangular), entonces el acoplamiento con la pared y la limpieza del borde es mejor pero el diseño estético probado para el mercado es malo”. El esquema para esta contradicción se muestra en la Figura 6.

Así, de los esquemas de los dos conflictos seleccionamos el primero porque esta contradicción técnica proporciona la función preferida para el mercado: el diseño estético probado. Así, ahora podemos ver el par contrario, esto es un robot en forma circular y una pared. Vemos que no podemos cambiar la pared, esto es nuestro "producto", pero modificaremos el robot, esto es nuestra futura "herramienta".

A fin de solucionar este problema deberíamos encontrar el elemento-X (algunos cambios en el sistema) que mantengan el diseño en forma circular para el mercado y provea buen acoplamiento con la pared para la limpieza del borde.

En el desarrollo de la solución ideal ARIZ, comenzaremos por la transformación de la contradicción técnica seleccionada 1 a la contradicción física. La formulación de la contradicción física debe estar relacionada sólo con un elemento de la aspiradora: “el frente de cuerpo del robot debería ser redondo para conseguir el diseño estético para el mercado y el frente de cuerpo del robot debería tener una superficie recta para proveer buen acoplamiento con la pared llana (u otros obstáculos) y para un buen proceso de

limpieza del borde”. El esquema para esta contradicción se muestra en la Figura 7.

Ahora podemos formular el resultado final ideal: “la superficie de cuerpo del robot en la zona de operación de la interacción con la pared proporciona por sí mismo la unión plana entre ellos y buena limpieza del borde y conserva la superficie redonda del cuerpo para un buen diseño estético de mercado con la modificación mínima del cuerpo”.Este es un buen momento para la transición a la siguiente etapa, “Generar soluciones específicas”. Si recordamos, con el fin de acercarnos a la solución ideal deberíamos utilizar primero cualquier recurso existente. La lista estructurada de recursos del problema se muestra en la tabla de abajo.

Ahora, podemos esforzarnos por generar soluciones específicas. Para acercarse al Resultado Final Ideal, el cuerpo del robot debería transformarse de forma circular a una forma plana sólo con la aplicación de los recursos existentes. Para solucionar la contradicción indicada, se aplico el principio de separación de las exigencias contradictorias en el tiempo. Un modelo general de solución es la transformación de redondo a plano justo en el momento del contacto entre el cuerpo del robot y la pared en la zona de operación por alguna fuerza. Para la creación de esta fuerza que actúa en el cuerpo del robot, deberían utilizarse los recursos en la zona de operación.

Tabla de Recursos  Sustancia-Campo Sustancias Campos

Sistema Interno

ProductoPared (u otros obstáculos)

Fuerza Reactiva, Rigidez

Herramienta Cuerpo del RobotFuerza impulsora, FricciónFuerza

Sistema Externo

Super-Sistema

Aire de Succión y Puerta, Aire de salida y Puerta, Betería, Motor, Ruedas, Sensores, Sistema de Control, Antena, Componentes de otro Robot

Presión estática y dinámica negativa, Electricidad, Campo Magnético, Fricción de rodamiento, Fricción de deslizamiento, Fuerza de Inercia

Ambiente

Aire ambiental, Suelo, Alfombra, Mobiliario, Pared, Obstáculos

Presión atmosférica, Fuerza de gravedad, Campo geomagnético

Subproductos

Aire de salidaPresión estática y dinámica positiva

Para la realización técnica del modelo indicado, se propone utilizar un parachoques auto movible "basculante" como el mostrado en la Figura 8, vista superior. El robot puede moverse con la ayuda de las ruedas motrices y limpiar la superficie con la puerta de succión de vacío. Cuando el robot se acerca a la superficie de la pared, coloca al cuerpo o parachoques contra la pared (ver la Figura 9, vista lateral).

Bajo fuerzas de reacción desde la superficie de la pared, el parachoques se mueve por sí mismo porque hay una rotación del parachoques con la conexión del cuerpo de robot.La puerta de succión se pone en contacto directamente con la superficie de la pared (ver Fig. 10) y se proporciona una mejor limpieza del borde en comparación con el diseño inicial.

Para la realización técnica del modelo indicado, se propone utilizar un parachoques auto movible "basculante" como el mostrado en la Figura 8, vista superior. El robot puede moverse con la ayuda de las ruedas motrices y limpiar la superficie con la puerta de succión de vacío. Cuando el robot se acerca a la superficie de la pared, coloca al cuerpo o parachoques contra la pared (ver la Figura 9, vista lateral).

Bajo fuerzas de reacción desde la superficie de la pared, el parachoques se mueve por sí mismo porque hay una rotación del parachoques con la conexión del cuerpo de robot.

La puerta de succión se pone en contacto directamente con la superficie de la pared (ver Fig. 10) y se proporciona una mejor limpieza del borde en comparación con el diseño inicial.

 

Problema: Como Poner en práctica la limpieza de una esquina y conservar el cuerpo en forma circular¿Cómo limpiar moquetas en el mismo borde de la esquina? La limpieza del área en esquina es un nuevo problema con un nuevo juego de exigencias contradictorias. El diseño convencional para solucionar este problema se conectado a la aplicación de una forma de cuerpo rectangular o al aumento de la energía de succión. Sin embargo tales soluciones degradan el tiempo de limpieza y no satisfacen la exigencia del cliente de conservar el cuerpo del robot en la forma circular existente.

¡Ya que esta tarea es muy similar a la primera, solucionarla debería ser más fácil para nosotros! Para solucionar este nuevo problema aplicaremos la misma lógica algorítmica que antes (ver la Figura 1). Después de familiarizarnos brevemente con la tarea “de la limpieza de esquina,” podemos formular un nuevo modelo  ARIZ de un problema que comienza del nuevo juego de contradicciones técnicas.

La contradicción técnica 1: “si la aspiradora de robot tiene forma circular, entonces hay un buen diseño estético, probado para el mercado, pero hay mal acoplamiento y limpieza de las esquinas”. El esquema gráfico para esta contradicción se muestra en la Fig. 11.

La contradicción técnica 2: “si la aspiradora robot no tiene forma circular (por ejemplo, forma rectangular), entonces el acoplamiento con la esquina y la limpieza de esquina es el mejor pero el diseño estético probado para el mercado es malo”. El esquema para esta contradicción se muestra en la Figura 12.Ahora de los dos esquemas del conflicto, seleccionamos otra vez el primero porque esta contradicción técnica proporciona la función preferida para el mercado: mantenimiento de un diseño estético probado. Después de esta elección, podemos ver el par contrario en la Fig. 11. Un robot en forma circular y un ángulo.

Tengamos en cuenta que no podemos cambiar el ángulo y este es nuestro "producto", pero modificaremos el robot y esto es nuestra futura "herramienta".

A fin de solucionar este problema, deberíamos encontrar el elemento-X que conserve el diseño circular para el mercado y también provea acoplamiento en esquina para una buena limpieza.La siguiente etapa desarrolla la solución ideal ARIZ. Transformamos la primera contradicción técnica seleccionada a la contradicción física relacionada sólo con un elemento del robot: “el frente del cuerpo del robot debería ser redondo para proporcionar el diseño estético para el mercado y el frente de cuerpo debería tener una forma esquina para una buena limpieza de esquina”. Esquemáticamente esta contradicción se representa en la Figura 13.

Ahora después de desarrollar la contradicción física, podemos formular el resultado final ideal: “La superficie delantera del robot en la zona de operación de la interacción con la esquina proporciona por sí mismo el cuerpo en forma de esquina para buena limpieza del rincón y conserva la superficie en forma de cuerpo redondo para un buen diseño estético de mercado con una modificación mínima del cuerpo”.

Ahora es el momento de la transición a la siguiente etapa “Generación de soluciones específicas”. Explorando los recursos de nuestro sistema, podemos advertir que son casi los mismos que los mostrados en el primer problema, y el “producto” es diferente. En esta tarea, tenemos la esquina como el nuevo producto, porque es con la esquina con la que el cuerpo del robot (como “herramienta”) se relaciona directamente.

En el momento de la generación de soluciones específicas, deberemos acercarnos a la solución ideal formulada. Para resolver las exigencias físicas contrarias para el mismo frente de cuerpo, aplicaremos otra vez el principio “separación en el tiempo”. Un modelo físico de la solución puede ser descrito como: la forma de cuerpo de la aspiradora se transforma de una forma redonda a una forma de ángulo justo en el momento de la limpieza de esquina y el contacto entre el cuerpo y la esquina en la zona de operación por el recurso fuerza.

El cuerpo del robot tiene localizado un elemento elástico en el frente. Cuando el robot se acerca al área en esquina, esto coloca el frente elástico contra la esquina (ver la Figura 15).

Bajo las fuerzas de reacción de la esquina de la pared, el frente elástica se mueve `por sí mismo dentro del área de esquina (ver la Figura 16). Así el cuerpo de robot con un frente elástico adquiere fácilmente por sí mismo toma la forma de esquina y realiza la limpieza en este área.

Una tan "frente suave” también permite poner en práctica el proceso de limpieza de un borde llano porque una pared llana u otros obstáculos pueden deformar también el frente (ver Fig. 17). Esta interacción es aceptable con obstáculos frágiles y de cristal. Es sobre todo importante en condiciones domésticas con el mobiliario caro o en museos. Para la fabricación del frente con auto-deformación, se propone utilizar una espuma o capa de polímero de superficie esponjosa. La espuma es un material barato y ligero, fácilmente deformado bajo una fuerza de reacción y puede adquirir cualquier forma complicada de la superficie del obstáculo.

Tener en cuenta, que hemos resuelto nuestra contradicción física “con un frente de material suave” diseño que se encuentra dentro de las exigencias de la solución ideal.

Problema: Como poner en práctica un cuerpo en forma circular Resistente-Blando Junto con las otras ventajas del diseño anterior y con la capacidad recién perfeccionada de la adaptación a formas complicadas de obstáculos, el robot todavía tenía algunos puntos débiles inesperados. ¡¡A los animales domésticos (gato o perro) les gustó jugar con la aspiradora y podrían dañar fácilmente su frente suave!! Después de este “abuso”, la capacidad del robot para el trabajo se degrada.

Así, hay un nuevo problema con nuevas contradicciones y nuevas futuras soluciones. Para esta tarea, comenzamos con  el desarrollo de una solución ideal con una nueva contradicción física. Esto es el corazón de nuestras futuras respuestas al problema. De este modo, el conflicto físico es:

“La parte delantera del cuerpo del robot debería ser suave para una buena adaptación a formas complicadas de obstáculo y debería ser dura para fiabilidad y protección ante fuerzas inesperadas”.

El resultado final ideal en este caso es: “el cuerpo del robot” por si mismo debería proporcionar una característica flexible necesaria de la parte delantera para buena adaptación a formas complicadas de obstáculos y una característica sólida para fiabilidad y protección ente animales domésticos”. Este resultado puede ser alcanzado por la aplicación del principio de “la separación de exigencias contrarias en el espacio”. Un modelo físico de la solución es un frente del cuerpo del robot que tiene una superficie sólida para protección y que también tiene una capacidad flexible y puede ser fácilmente adaptada al cuerpo del obstáculo utilizando recursos  Sustancia-Campo.

La generación de soluciones específicas para realización técnica de este nuevo modelo físico: la parte delantera se hace como se muestra en la Figura 18. La capa externa de la parte delantera consiste en láminas sólidas separadas que se conectan a láminas elásticas en la capa interior. Por lo tanto tal parte delantera tiene simultáneamente tanto propiedades rígidas como flexibles y puede ser deformada para acoplarse a diferentes formas de obstáculos bajo la fuerza de reacción como se muestra en las Figuras 19 y 20.

Tengamos en cuenta que el diseño propuesto con la parte delantera adaptable del cuerpo del robot satisface ambas partes de la contradicción física formulada. Las propuestas están muy cerca de las soluciones ideales porque el robot por sí mismo asegura la resolución de la contradicción indicada utilizando sólo recursos internos con modificación mínima del robot aspirador.

El uso práctico de ARIZ permite que se logren las propuestas más potentes para solucionar tanto problemas industriales, como proyectos I+D. Sin embargo, el trabajo mental con la aplicación de ARIZ exige más esfuerzo intelectual y tiempo en comparación con la utilización de los Principios Inventivos o de los Estándares. Por supuesto, debemos recordar que ARIZ no solucionará el problema sin su papel principal. El Algoritmo es sólo una herramienta. Puede asistir, pero no puede sustituir al propio proceso de pensamiento. Altshuller dijo que, “ARIZ es justamente una herramienta para el pensamiento, pero no es un reemplazo del pensamiento.” ARIZ es el instrumento complejo para solucionar problemas no típicos y muy difíciles. Durante la resolución el problema inicial es finalmente transformado a una tarea física que puede ser solucionada con la aplicación de diferentes acercamientos. Estos acercamientos incluyen la utilización de los principios de separación, recursos existentes y nuevos efectos científicos en base a la Idealidad como modelo principal de la evolución de sistemas.Hablaremos sobre la evolución de sistemas y modelos del desarrollo de sistemas en la siguiente lección. RESUMENPodemos advertir que ha tenido lugar un estrechamiento constante del área del problema durante el proceso de resolución con la aplicación de ARIZ. Al principio, tratamos con el sistema entero que

es transformado a un par contrario de contradicciones técnicas y luego a sólo un elemento con la detección de la tarea requerida. Entonces, la situación de problema inicial se transforma gradualmente a un problema técnico específico y luego a una tarea física. Estas transformaciones se realizan con la ayuda de los operadores algorítmicos básicos por formulación de la contradicción técnica, contradicción física y resultado final ideal. En una etapa concluyente del proceso de solución, todo el análisis se focaliza en la resolución de una tarea física final detectada. El descubrimiento de esta tarea y la resolución del problema en un nivel físico permite que desarrollemos las propuestas técnicas más potentes. Los operadores, utilizando Principios de Separación para las contradicciones físicas, Recursos y Efectos Científicos, se aplican para este fin en la etapa final. Referencias:*   - The Innovation Algorithm . By G. Altshuller. Technical Innovation Center Inc., Worcester, MA, 1999** - TRIZ Development of Robotic Vacuum Cleaner. By V.Krasnoslobodtsev and R.Langevin. Proceedings of the World Conference “TRIZ Future 2005”, Graz, Austria, pp.105-124

TRABAJO PRÁCTICOPrueba. ¿Qué herramienta ARIZ (contradicciones, resultado final ideal, recursos, fenómenos científicos) se utilizan en el proceso de solución de problema descrito abajo?

PROBLEMA. Cuando trabajamos con una broca delgada que tiene diámetro menor a 1 mm, nos arriesgamos a romperlo con el más pequeño esfuerzo suplementario o resbalón. A veces esto es algo crítico porque podemos dañar la pieza de trabajo cara y no hay ningún sustituto para la broca. ¿Cómo proteger la broca  delgada contra la rotura durante un trabajo delicado y prolongar su vida útil?SOLUCIÓN. Se propone extender en la superficie de la broca

PROBLEMA. Cuando trabajamos con un soldador y se quieren soldar muchos componentes entonces es necesario tener un poco más de estaño en la punta del soldador. Pero el soldador habitual no puede proporcionar esta característica y tenemos que interrumpir el proceso de soldadura muy a menudo a fin de conseguir una nueva porción de estaño en la superficie de la punta. ¿Puede proponerse la solución ARIZ para solucionar este problema?SOLUCIÓN. A fin de proveer más estaño en la superficie de la punta, se propone para hacer un corte delgado en la punta. Debido a este corte delgado la punta de soldadura puede incrementar la cantidad de estaño. Por lo tanto, el proceso de soldadura irá más rápido y no se tiene que interrumpir a menudo

jabón de mano. Una broca tendrá más larga duración y no se romperá ante fuerzas laterales considerables.

para coger una nueva cantidad de estaño.

“TRES PROBLEMAS DOMÉSTICOS PARA APLICACIÓN ARIZ”

 

“Problema de la Cuerda”

A veces en casa, nosotros tenemos que estirar una cuerda y atar nudos en ella para secar la ropa. Entonces, deberíamos proporcionar una buena tensión en la cuerda y nudos fuertes. ¿Me pregunto si podríamos aplicar herramientas ARIZ de contradicciones y solución ideal para esta situación habitual doméstica? Por ejemplo, la cuerda por sí mismo será tensionada y tendrá nudos fuertes. ¿Cómo conseguir esta acción sin ningún dispositivo complejo en simples condiciones domésticas?

 

 

“Problema de la Tijeras”

¿Cómo podemos afilar unas tijeras en casa sin un afilador convencional y con un proceso que no requiera ninguna destreza especial? Entendemos que la Solución Ideal puede declararse como: las tijeras por sí misma proporcionarán el

afilamiento sin el afilador habitual. Intentar formular contradicciones para proponer sugerencias, resolverlo y correlacionarlo con la solución ideal para solucionar este problema utilizando sólo artículos simples que pueden ser fácilmente encontrados en una casa.

 

 

“Problema de los Zapatos”

Muy a menudo durante el mal tiempo nuestros zapatos se mojan. A veces no hay ninguna posibilidad de cambiar estos zapatos o tomar un segundo par de zapatos aunque realmente tengamos que secar zapatos. ¿Cómo podemos secar nuestros zapatos mojados sólo en 10 minutos? Después de esta lección podemos formular el Resultado Final Ideal para solucionar este problema: la humedad por sí mismo será eliminada  rápidamente de los zapatos para proporcionar zapatos secos en sólo 10 minutos en condiciones domésticas normales sin ninguna complejidad. Intentar formular expresiones completas de conflictos y luego proponer soluciones que se aproximen a un resultado ideal.

 

Lección 10 - EVOLUCIÓN DE SISTEMASSe conoce por el TRIZ clásico que los sistemas técnicos evolucionan en modelos previsibles. Como la parte de TRIZ, el módulo de evolución de sistemas busca soluciones posibles para problemas tecnológicos. También explora las tendencias evolutivas posibles para un sistema desarrollado o producto. Estas tendencias están basadas en un pronóstico de las vías en las que los sistemas tecnológicos se desarrollan históricamente.

Las investigaciones en los modelos de evolución de sistemas técnicos fueron dirigidas por G. Altshuller y sus colegas, comenzando principios de los años 70. Estas exploraciones estaban basadas en el

repaso de una cantidad masiva de información de patentes y ciertas leyes naturales generales, expresamente leyes de la dialéctica. Fueron descubiertos ocho modelos evolución que ayudan a los ingenieros a predecir lo que serán las mejoras más probables que pueden realizarse a un producto desarrollado. A continuación se presentan estos modelos de  evolución:1. Completar las Partes del Sistema. Una condición indispensable de un sistema técnico complicado viable es la disponibilidad y la capacidad de trabajo mínima de las partes principales del sistema. Estas partes pueden ser descritas como el motor, transmisión, elemento ejecutivo, y sistema de control.2. Conductividad de energía de un Sistema. Una condición indispensable de un sistema técnico viable es el paso de energía por todas las partes del sistema. Si una parte no trabaja, entonces el sistema entero no trabajará.3. Armonización del Ritmo de las Partes del Sistema. Una condición indispensable del rendimiento total de un sistema técnico es la coordinación de ritmos o cadencias (frecuencia de oscilación, periodicidad) de todas las partes de un sistema.4. Incremento de Idealidad. El desarrollo de todos los sistemas se orienta en la dirección de incremento de su idealidad mediante fiabilidad creciente, simplicidad y eficacia con el menor coste, el menor espacio y el menor gasto de energía.5. Desarrollo desigual de las Partes del Sistema. El desarrollo de las partes del sistema por lo general no transcurre uniformemente. La mayor complejidad del sistema, implica mayor desarrollo no uniforme entre sus partes y subsistemas.6. Transición a un Supersistema. Habiendo mermado oportunidades del desarrollo adicional, la función del sistema es transferida al supersistema como una de sus partes. Así, el desarrollo adicional continúa en el nivel de supersistema.6-a. Dinamización. El desarrollo del sistema se realiza en la dirección de aumento de la movilidad y al controlabilidad entre elementos del sistema añadiendo conexiones. 7. Transición de Macro - a Micro Nivel. El desarrollo de un elemento ejecutivo del sistema (herramientas) se orienta al principio en el nivel macro-, y luego en un micronivel.8. Aumento del Desarrollo de Modelos Sustancia-Campo. El desarrollo de sistemas técnicos va en dirección de aumentar el número de Sustancia-Campos y sus uniones. A veces en la literatura inventiva estos modelos son llamados "líneas" o "tendencias" de  evolución. Altshuller llamó estas tendencias "leyes" y las clasificó en tres grupos, que fueron llamados: "estáticos" (tendencias 1-3), "cinemáticos" (4-6, a) "y dinámicos" (7,8). Las tendencias estáticas describen el período de nacimiento y formación del sistema técnico; las tendencias cinemáticas definen el período de crecimiento y florecimiento del sistema; las tendencias dinámicas están relacionadas con el período de desarrollo de la conclusión del sistema y la transición a un nuevo sistema. Altshuller publicó esta lista en 1979 y la tendencia de dinamización fue incluida más tarde, en 1986.

Básicamente, los sistemas técnicos siguen estas tendencias generales. Desde el sistema inicial a las mejoras múltiples, el sistema siempre se mueve hacia la Idealidad hasta el agotamiento de la tecnología existente y de los recursos de sistema. Las tendencias se utilizan como  herramienta de pronóstico y análisis de fracaso para desarrollo y evolución del sistema técnico. ¿Cómo utilizar los modelos previsibles en la práctica? Los modelos tienen modos amplios de desarrollar futuros sistemas eficaces. Aquí están sólo dos pasos simples para utilizar los modelos de evolución:1. Formular el problema para los objetos que deberían mejorar de acuerdo a las direcciones de intensidad, estructura, y tiempo. Este paso se dedica a la exploración de los aspectos del sistema que serán modificados con los modelos de evolución.2. Solucionar el problema aplicando modelos de evolución de sistema. Aplicar los modelos o patrones adaptando sus pasos donde uno o varios de los objetos del sistema pueden ser cambiados según direcciones de modelo específicas de intensidad, estructura, y tiempo. El modo más simple de proceder es examinar cada uno de los patrones tratando de aplicar cada uno de ellos o sus combinaciones a la solución de un problema concreto. Hemos considerado ya la aplicación del modelo de evolución de sistema Idealidad, por los diferentes ejemplos de la lección 5. Por lo tanto, exploraremos más detalladamente la aplicación de otros modelos de la evolución, expresamente: Dinamización y Transición de Macro a Micronivel.

DINAMIZACIÓN Consideraremos un ejemplo simple de evolución de artículos de calzado deportivo por el modelo Dinamización. Según este modelo, los sistemas técnicos, por regla general, comienzan el desarrollo por una estructura monolítica que evoluciona a través de varias etapas consecutivas en la dirección: Estructura Monolítica - Estructura articulada - Estructura Completamente Flexible - Estructura Gas o Líquida - Estructura de Campo (ver diagramas).

Los artículos de calzado más simples representaron la estructura inalterable monolítica formada de una suela sólida y una lona con cordones en la parte superior. A pesar de la simplicidad relativa de tales artículos de calzado, estos son deficientes por un rápido desgasta, una mínima amortiguación para los pies, el calzado careció de cualquier sentido de moda y era inadecuado para nada más que la actividad de deporte. Además, para diferentes actividades de deporte, fueron requeridos calzados diferentes. Por ejemplo, para el footing, el zapato debería ser ligero y resistente pero para el fútbol los zapatos deberían ser relativamente sólidos y diseñados con buena tracción en campos de hierba.

En la siguiente etapa de evolución la estructura monolítica se transforma a una estructura que tiene una o varias conexiones móviles entre sus componentes.El ejemplo de tal desarrollo puede ser los artículos de calzado de la compañía Marshmallow Skin. Estos artículos de calzado "intercambiables" consisten en una suela y cuatro partes superiores de diferente color, qué son conectados a una suela con la ayuda de la cremallera. La compañía declara que un par de sus zapatos es como tener cuatro pares de zapatos. Así, si nos resulta molesto el color naranja, puede cambiarse  simplemente a azul, amarillo o violeta. Al principio, estos zapatos fueron desarrollados para muchachas jóvenes pero ahora estos artículos de calzado también son muy populares entre mujeres adultas. Por lo tanto, la compañía aumentó ventas de zapatos de tamaño más grande. Gracias a esta estructura articulada, este producto tiene una amplia variedad de diseños y funciones.

Evolucionando más aún, el sistema se transforma de una estructura articulada en dirección de una estructura completamente flexible.Los zapatos de niños “Max the Worm” son otro ejemplo para la explicación del modelo dinamizacion. Estos zapatos diseñados por el fabricante de ropa deportiva, K2 Munich, están siendo probados por compradores alemanes conscientes del coste. Empujando el botón de plata, el panel de concertina (pequeño acordeón hexagonal) puede ser alargado entre el dedo del pie y talón para acomodar pies de niños que crecen rápidamente y aliviar a padres frustrados que quieren evitar comprar a sus niños innumerables nuevos pares de zapatos. Una portavoz de K2, una firma americana, dijo que esto se había dirigido a Alemania donde el ojo penetrante de los compradores ha sido afilado por preocupaciones económicas que apremian a pensar dos veces antes de abrir sus carteras.Este nuevo aspecto de la flexibilidad adicional permite a un nuevo consumidor la capacidad de cambiar rápidamente el tamaño de zapatos para niños en crecimiento. Reuters: http://today.reuters.com/news/home.aspx

En la siguiente etapa de la evolución los zapatos de deporte son inflados con el aire comprimido.Los años 70 vieron el desarrollo del acetato de vinilo de etileno de (EVA) - una sustancia con millones de burbujas de aire diminutas que proporciona amortiguación y absorbe el choque. Fue considerado el mayor avance en la tecnología de artículos de calzado y todavía hoy es extensamente utilizado. Probablemente el sistema más famoso de amortiguación viene de la gente inteligente en Nike que desarrolló el popular Nike Air con una suela amortiguada con aire. Introducido en 1979, el “Nike Air” era una de las primeras zapatillas deportivas en  incorporar burbujas de aire en el talón del zapato.

Otro ejemplo elegante para esta etapa de evolución los zapatos Airware del doctor Martens. En 1945, el doctor Martens se lesionó su pie en un accidente de esquí en los Alpes bávaros. Para facilitar andar durante el proceso de curación, diseñó un zapato con una suela amortiguada por el aire. Utilizando viejos neumáticos de goma, construyó una suela que atrapaba el aire dentro de un compartimiento cerrado. Al principio muchos fabricantes rechazaron el concepto de una suela amortiguada por aire como un reclamo temporal. Sin embargo una compañía inglesa poco conocida, R. Griggs Group, decidió adoptar la idea. Ahora los zapatos de doctor Martens son los clásicos. Hay que tener en cuenta que esta compañía comenzó a utilizar una suela amortiguada por aire no sólo en artículos de calzado deportivo, sino también en zapatos convencionales.

La aplicación del aire comprimido dentro de la estructura de zapato es una etapa típica de Dinamización. Esto dio al consumidor un efecto excelente de suavidad y comodidad. El uso de

estos artículos de calzado proporciona mayor comodidad y menos fatiga durante largos períodos de utilización.

La etapa final de dinamización como evolución de un sistema es la aplicación de campos físicos diferentes en la estructura. Aquí están dos ejemplos diferentes para la explicación de esta etapa de evolución de artículos de calzado. La compañía Adidas presentó primero esta innovación en sus zapatillas de footing con ordenador digital incorporado, capaz de cambiar dinámicamente la rigidez de la suela según condiciones del momento y preferencias del corredor. Los zapatos de deporte fueron desarrollados en la subdivisión americana de Adidas durante tres años en una atmósfera de confidencialidad estricta. El nuevo modelo recibió un título muy simple “Adidas 1”. El sistema de control asistido por ordenador regula el nivel de amortiguado de la suela en cada paso y define un grado de su deformación. El sensor localizado bajo el talón mide la distancia entre la parte superior e inferior. En un segundo, el sensor hace más de 1000 medidas dentro de 0.1 mm. Todos los datos son calculados por un microprocesador que es capaz de ejecutar de 5 millones de cálculos por un segundo. Por medio de una unidad de unidad de disco mecánica, el cojín dinámico es constantemente ajustado. Otro artículo de calzado electrónico similar, “Verb For Shoe” fue presentado por la compañía VectraSense Technologies. Estos artículos de calzado adaptables, mostrados en la imagen, son capaces de reconocer el estilo de andar o correr y almacenar las preferencias. La aplicación de un campo de control eléctrico dentro de la estructura de

artículos de calzado es un ejemplo de una “etapa de campo” de Dinamización que satisfizo nuevas y complicadas exigencias de consumidor. Hizo posible desarrollar zapatos inteligentes y auto-adaptados para exigencias variantes.

TRANSICIÓN DE MACRO A MICRO NIVEL Otro modelo TRIZ de la evolución de sistemas de la cual hablaremos detalladamente dentro del marco de esta lección es “Transición de Macro al Micro Nivel”. Consideraremos el desarrollo de herramientas para la limpieza dental por este modelo. Según esta tendencia, la evolución del sistema técnico comienza con una estructura simple que evoluciona en varias etapas previsibles: Singular – Segmentado - Líquido o Polvo - Gas o Plasma - Campo (ver diagramas).

Un instrumento ordinario moderno para el cuidado oral es el cepillo de dientes. El cepillo habitual tiene el apodo para la mano y cuenta con unas cerdas para limpiar dientes y encías.Esta estructura de cepillo es adecuada para limpiar los dientes, sin embargo, esto no es la mejor. Por lo tanto muchos inventores trataron de desarrollar mejores instrumentos para limpiar dientes y encías. Miraremos el desarrollo de las cerdas sólo por un modelo TRIZ, de transición de macro a micronivel.De acuerdo con este modelo, la primera transformación es la transición de una estructura simple a una segmentada. Por lo tanto, la primera idea que viene a la mente es dividir las cerdas del cepillo en varias partes.

Esta transformación fue realizada en el cepillo de dientes mostrada en la imagen de la izquierda. Este cepillo ha probado  ser más eficaz que los cepillos de dientes estándares en la batalla contra la placa y reducir afecciones de encías por alcanzar áreas difíciles, y la zona interior de encía. Presenta un avanzado diseño de tres lados que rodea los dientes y realmente coloca las cerdas en ángulo de 45 grado recomendado profesionalmente. Hay una ventaja adicional – el innovador rascador de lengua es una herramienta eficaz en la eliminación del mal aliento. Además, el atractivo de esta clase del cepillo de dientes no se limitada a adultos; el cepillo de dientes de niños habilita a los jóvenes a cepillarse correctamente sin esfuerzo o siguiendo la dirección paternal. También, para pacientes con ortodoncia, es una buena herramienta para alcanzar dientes obstaculizados por el aparato de ortodoncia.

Veamos lo que pasa a las cerdas del cepillo de dientes en la siguiente transformación de la herramienta de una estructura segmentada a una líquida. Deberíamos ser capaces de predecir que el cepillo de dientes se transformará en un “cepillo líquido”. El Water Pik es este cepillo, donde el agua a chorro se utiliza para alcanzar entre los dientes y la zona inferior de la encía para  eliminar residuos, placa y bacterias que causan afecciones de encías y gingivitis. Es rápido y fácil de usar, puede aplicarse con nuestro enjuague bucal favorito y deja la boca limpia y fresca. La combinación de presión de agua y pulsación reduce gingivitis, previene afecciones de encías, elimina bacterias superiores, masajea y estimula las encías, y es seguro para todo el trabajo dental.Notemos que el reemplazo del elemento de operación de sólido a líquido permite que el sistema reciba algunas cualidades nuevas y

mejoradas para el consumidor.

La transición de herramienta líquida a un instrumento de plasma o de campo estructurado es la transformación de más alta tecnología. Debemos notar que todo el desarrollo en esta etapa requiere conocimiento especializado y experiencia. Actualmente muchas compañías proponen herramientas de cuidado oral con aplicación de fenómenos de alta tecnología. Consideraremos sólo algunos de ellos. La primera herramienta, a menudo denominada cepillo de dientes iónico, se denomina Soladey-2. Esta nueva herramienta utiliza la reacción electroquímica del dióxido de titanio con la luz (recordemos el cristal de ventana autolimpiable de la lección 5). Cuando se expone a cualquier fuente de la luz (una luz de cuarto de baño fluorescente, una bombilla, o luz del sol), el vástago de titanio fotosensible dentro del Soladey-2 convierte la luz en electrones cargados negativamente (iones). La vara libera estos iones, que se mezclan con nuestra saliva para atraer iones positivos (de hidrógeno) del ácido en la placa dental.El ácido es neutralizado y entonces la placa se desintegra ¡un acercamiento científico a una boca más limpia y más sana! La pasta de dientes no se requiere cuando el agua (saliva) es el ingrediente actuante ¡ahora la higiene oral se hace no sólo natural, también muy económica! Para aquellos que encuentran duro dejar la pasta de dientes, utilizan sólo una cantidad muy pequeña. Según estudios clínicos, el Soladey-2 puede parar la concentración de placa. Trabajando con la saliva, el cepillo controla y reduce las bacterias responsables de la placa.

Aquí está otro cepillo de dientes con campo estructurado Ultrasonex, que aplica un campo ultrasónico con una frecuencia dual. Esta herramienta eléctrica recargable elimina placa y manchas, reducen encías sangrantes con la ayuda de la acción ultrasónica y pueden utilizarse por adultos y niños. El cepillo fue inventado y patentado en EE. UU por doctor R. Bock a mitad de los 90 y se presentó en la feria internacional DentalExpo-2002.  El aspecto distintivo del sistema de limpieza ultrasónico es que al someter la placa a ondas ultrasónicas de 1.6 MHz del cepillo Ultrasonex, son rotas las cadenas bacterianas-haciéndolas ineficaces. Además, el ultrasonido inhibe la capacidad de las bacterias de adherirse a la superficie esmaltada de los dientes. Podemos ver que durante el desarrollo del cepillo de dientes ocurre la transición de macro a micro estructura de las cerdas del cepillo. Esta estructura se transforma de un sistema de cerdas simple a sistemas diferentes de campo estructurados y sus combinaciones. Gracias a la aplicación de estas nuevas estructuras, se satisfacen nuevas exigencias de consumidor.

Los modelos de la evolución de sistemas son un instrumento muy eficiente y simple para la actividad práctica y creativa de ingeniería. Sobre todo cuando la aplicación eficiente de las herramientas del modelo se utiliza para avaluar la condición actual de un producto específico y, seguramente, para la predicción del desarrollo adicional de este producto. El modelo de aumentar idealidad del sistema permanece como concepto básico en este trabajo. Tengamos en cuenta que el uso de los modelos de evolución de sistemas no es obligatorio, pero es recomendable. Esto significa que tomado por separado, un sistema técnico no evoluciona necesariamente en el orden o etapas indicadas por los modelos. A veces el sistema salta una etapa del modelo de evolución o hasta al contrario, el sistema en desarrollo comienza a evolucionar en el sentido contrario, por ejemplo de la estructura móvil a una monolítica. Diríamos que esto es una excepción a la regla. Notemos también, que en el aumento del nivel tecnológico de la evolución de un sistema, el más elegante utilizado para este fin es el fenómeno

físico y la estructura del sistema se vuelve más robusta. Hemos de indicar que hemos estado hablando de la vista del “TRIZ clásico” puro de las Tendencias Evolutivas como fue definido por G. Altshuller. En los 20 años pasados, hubo algunas modificaciones a esta lista. Las perspectivas más actuales de este material pueden encontrarse adicionalmente en la literatura TRIZ.

Durante el proceso de evolución, un sistema técnico, por regla general, se desarrolla en varias direcciones simultáneamente, por ejemplo, el cepillo de dientes evoluciona en la transición al micronivel descrita y también en dirección de la dinamización. Una de las herramientas eficaces para el desarrollo de la transición del macro al micronivel es el método de “Modelado con Pequeña Gente Inteligente”. Hablaremos de este y otros métodos para vencer la inercia psicológica o mental durante el proceso de resolución de problemas en la siguiente lección. RESUMENLos sistemas técnicos son desarrollados según modelos previsibles de evolución. En TRIZ, fueron descubiertos más de ocho modelos de evolución de sistemas técnicos. El material fuente para la detección de estos modelos eran los fondos de patentes con millones de invenciones. El conocimiento y la habilidad de aplicar estos modelos evolutivos permiten el desarrollo lógico de nuevos sistemas hacia un nivel moderno puntual y eficazmente.

TRABAJO PRÁCTICO Prueba. ¿Qué modelo TRIZ de la evolución de sistemas se utiliza en el proceso de solución del problema descrito?

PROBLEMA. El invierno se termina pero deberíamos estar listos para la siguiente estación. Esto es la situación realmente desagradable cuando tenemos que salir con tiempo frío. A veces no podemos andar por  aceras que están heladas. ¿Qué hacer?SOLUCIÓN. Éstos "Zapatos para caminar en hielo" se parecen a cadenas de  neumático, rápidamente cambiables para los zapatos! Cuatro

PROBLEMA. Los prácticos guantes de lana son realmente buenos para nuestras manos en invierno. Pero en la calle muy a menudo nosotros tenemos que trabajar con teclas, recoger el cambio, y abrochar nuestro abrigo. Quitar los guantes cada vez no es conveniente para nosotros. ¿Qué podríamos proponer para solucionar este problema después de esta lección?SOLUCIÓN. Estos guantes convertibles tienen un final de manopla que se quita hacia  atrás para liberar los dedos. De este modo,  se puede trabajar con teclas, recoger el cambio, y abrochar el abrigo sin quitar los guantes. Diseñado para un máximo calor y protección, los guantes de lana

pequeños puntos de acero inoxidable se unen a una tira de goma vulcanizada ajustable que se coloca en cada zapato. Cuando andamos por hielo y nieve, los puntos se "entierran" para dar tracción extra.

protegen cómodamente las manos incluso en  tiempo muy frío.

“TRES PROBLEMAS DOMÉSTICOS PARA APLICACIÓN DE EVOLUCIÓN DE SISTEMAS TRIZ”

 

“Problema del Cuchillo”

A fin de cortar el queso con rebanadas delgadas y exactas utilizamos un cuchillo tradicional. Sin embargo si el queso es delicado y suave y nos gustaría conseguir rebanadas sin dañar su textura frágil, lo que no es una situación fácil. El mismo problema aparece cuando queremos cortar exactas rebanadas delgadas de verduras cocinadas para ensalada o vinagreta. De este modo, tenemos que utilizar otra cosa que un cuchillo tradicional. Una de las soluciones posibles para el cortador puede desarrollarse con el modelo de dinamización. ¿Se tiene alguna idea después de esta lección?

 

 

“Problema del espejo retrovisor del coche”

Lamentablemente el espejo retrovisor ordinario de un coche no puede darnos la vista plena del tráfico exterior, hay puntos ciegos. ¿Cómo evitar peligrosos accidentes causados por puntos ciegos? ¡¡Seguramente, es posible girar su cabeza y mirada al punto ciego pero no tenemos el tiempo y es peligroso durante el tráfico intensivo!! ¿Podría proponerse una solución simple para este problema utilizando algunos modelos de evolución de sistemas?

 

 

“Problema de los Roedores de Tierra”

El cuidado de jardines y céspedes sin destructivos roedores de tierra es un problema grande en casas de capo. Los topos, las musarañas, las ardillas de tierra y otros roedores de tierra son invitados frecuentes e indeseables para algunos patios traseros. Estos tienen una vista pobre, pero la naturaleza les ha dado un sentido muy agudo del odio. ¿Tal vez podemos utilizar estos aspectos y proponer algunas ideas para solucionar este problema con la utilización de herramientas mediante un campo estructurado? Pensemos en esto con la aplicación de nuestro conocimiento después de esta lección.

 

Lección 11 - HERRAMIENTAS PARA VENCER LA INERCIA MENTAL

Cuando abrimos una puerta con una llave o atamos el cordón nuestros de zapatos o simplemente andamos a lo largo de la calle, típicamente hacemos estas operaciones rutinarias mecánicamente y sin el pensamiento. No reflexionamos en que secuencia ejecutar estas actividades. Básicamente, esto es algo maravillosa porque permite que nosotros minimicemos la energía intelectual y el tiempo. Cuando tratamos de mejorar procesos existentes o desarrollar algo nuevo, involuntariamente intentamos aplicar soluciones y acercamientos que ya nos son conocidos. Esta "complaciente" experiencia anterior  nos aguarda en el mismo camino trillado y sugiere viejas soluciones convencionales que han sido aplicadas antes y no pueden proporcionarnos ningún resultado innovador. Este fenómeno es llamado la inercia psicológica o mental. Por lo tanto, durante el proceso creativo de búsqueda de nuevas soluciones, la inercia mental puede ejercer una influencia negativa. Con el fin de vencer la inercia psicológica, hay diferentes métodos en TRIZ que puede aplicarse. Estos métodos permiten que ampliemos nuestro punto de vista convencional sobre un problema y los caminos para solucionarlo. Con la ayuda de estos métodos, es posible considerar un problema desde diversificados e inesperados puntos de vista. Se utilizan más a menudo los métodos de "Pensamiento Multiventana", "Dimensión-Coste-Tiempo", "Modelando con Pequeños Hombres Inteligentes" e “Imaginación Creativa". Dentro del marco de esta lección, consideraremos la aplicación de los tres primeros métodos para solucionar algunos problemas específicos de nuestra práctica diaria. Aquí sólo indicaremos que la "Imaginación Creativa" se dedica al desarrollo de nuevos sistemas usando analogías y fantasías.

El método del "Pensamiento Multiventana" permite representar un sistema desarrollado mentalmente con la aplicación de al menos 9 ventanas. El sistema en sí mismo, el supersistema y el subsistema se representan cada uno en el pasado, presente y futuro. Este acercamiento conduce al desarrollo de nuevos conceptos de solución y superar fallos.

Vamos a considerar la aplicación de este método en un ejemplo para mejorar la plancha eléctrica que elimina las arrugas de la ropa. Para este fin, constituiremos la tabla mostrada más abajo. La tabla tiene tres filas: supersistema, sistema y subsistema y tres columnas para el tiempo pasado, presente y futuro del sistema. Ahora el sistema seleccionado para nuestro análisis, expresamente, la plancha moderna típica, los colocamos en el cuadro central de la tabla central llamado "ventana" en el cruce de la fila “Sistema" y la columna "Presente". Los subsistemas para una plancha hierro pueden ser carcasa, regulador del control de temperatura, cable de energía, placa, etc. La opción de un subsistema depende de que parte del dispositivo para mejorar estemos observando. A continuación, enfocaremos para  mejorar sólo este subsistema en vez de la plancha entera. En la

mejora de este dispositivo, definiremos futuros cambios de todo el sistema y supersistema de la plancha. Esta aproximación hace el problema más particular, porque se desciende a un subsistema singular, en vez del sistema compuesto entero. Para nuestro análisis, seleccionamos la placa eléctrica de planchado, como subsistema básico de la plancha. Este es el subsistema presentado y desde aquí, lo colocamos en la “ventana” de la tabla en la intersección de “Presente” y “Subsistema”.El supersistema actual para la plancha eléctrica será un nuevo sistema compuesto en el cual la plancha será sólo una parte. En nuestro caso, puede ser un sistema incluyendo la plancha y una tabla de planchar almohadillada. Ponemos este sistema compuesto en la tabla "ventana" en “Presente” y “Supersistema”. Así, hemos completado la columna “Presente” en nuestra tabla.

Ahora podemos llenar la columna "Pasado" de la tabla de la misma manera que la columna "Presente". Normalmente este no es un paso complicado, pero es muy importante para nosotros. No es complicado porque retrospectivamente podemos seleccionar una conocida "plancha de carbón" para "sistema", luego indicar en la tabla "placa de carbón" para el "subsistema pasado", "plancha de carbón y tabla con almohadilla" para el "supersistema pasado". Esto es un paso importante porque el pasado del sistema específico puede dirigirnos hacia la dirección de un desarrollo futuro. De este modo, ahora hemos llenado la columna "Pasado" en nuestra tabla.

La columna "Futuro" de la tabla es la parte más difícil de este método porque tenemos que proponer un nuevo sistema, es decir hacer pronóstico para la evolución de un nuevo sistema. De este modo, nos movemos desde el análisis sistema técnico existente en el pasado y en la actualidad a la construcción de un nuevo sistema futuro deseado.¿Qué recomendaciones pueden ser provechosas en esta etapa? Primero, comenzar las mejoras del futuro subsistema porque este es sólo una parte separada del sistema entero y puede ser más fácil de modificar mentalmente. Entonces aplicar este consejo útil: "todo permanece tal cual pero aparece la función deseable o desaparece el efecto indeseable". Además, este acercamiento permite el desarrollo de nuevas funciones con cambios mínimos en el sistema existente y con el gasto futuro mínimo. Esta regla es realmente significativa para aplicarla en el desarrollo de productos que requieren una producción en serie y productos comerciales, porque hasta las reducciones coste menores pueden ser la causa de grandes ahorros.¿En nuestro caso, cuál debería ser el futuro de la placa de planchado? ¡Nos gustaría conseguir el sistema de calentamiento de plancha (todo permanece "como está") con una nueva función de calentamiento instantáneo (¡aparece la función deseable!). ¿Cómo conseguir este resultado con cambios mínimos? Para conseguir este resultado desde diferentes direcciones, propondríamos aplicar el principio microondas de flujo débil para la calentamiento instantáneo por la analogía simple con el microondas. El futuro "plancha como sistema de

calentamiento" permanece pero su superficie sería modificada y sería transparente a las microondas o incluso no existiría para proporcionar el calentamiento instantáneo. Este calentamiento se proporcionará por acción directa de las microondas en las moléculas del agua en la cubierta de tela sin la aplicación de la superficie de calentamiento intermedia. El calor penetra puntualmente, pero sólo dentro de la tela que cubre la tabla de planchado. También las microondas pueden pasar a través de cristal, papel, plástico y porcelana que por lo tanto puede utilizarse como superficie barata.La futura plancha de microondas se parecería a la eléctrica, pero es más fácil de utilizar y más compacta como se muestra en la ventana de la tabla para el “Futuro Sistema". ¡Por favor, recuerde que esto es sólo nuestro pronóstico y esto existe todavía hoy en realidad ni siquiera  en el Google en Internet!. El "Supersistema Futuro" incluiría la tabla de planchar, la cubierta de la misma y la nueva plancha como antes, pero el tablero tendría un nuevo diseño con una capa metálica bajo la almohadilla. Esta capa protegería contra microondas porque estas no penetran por el metal y proporcionarían calentamiento reflejado adicional. Para proporcionar seguridad adicional, un regulador en la superficie de la tabla de planchar encenderá automáticamente esta plancha sólo cuando se detecte la capa metálica.

Así, el método del "Pensamiento Multiventana" nos ayuda a desarrollar nuevas propuestas  para el futuro de sistema planchado de la ropa con las reglas específicas de aplicación y un algoritmo para el pensamiento. Entre las 9 ventanas de la tabla hay uniones indicadas por líneas. Estas líneas implican interacciones mutuas entre ventanas y nos muestran direcciones para el pensamiento. En nuestro análisis, la existencia la superficie de planchado puede ser un subsistema o un sistema y hasta un supersistema porque contiene otros componentes: superficie en sí misma, resistencia eléctrica, sistema de abastecimiento de agua, etc. Por lo tanto, podemos analizar el la superficie de planchado en diferentes niveles con el “Pensamiento Multiventana" y podemos desarrollar otras nuevas propuestas.

La siguiente herramienta para vencer la inercia psicológica se denomina "Dimensión-Tiempo-Coste". Este método requiere experimentar mentalmente con aumento y disminución de dimensiones o parámetros del sistema, encogiendo o ampliando el tiempo de operación y aumentando o disminuyendo el coste de cambios en el sistema. Entonces se analizan las nuevas posibilidades y algunas de estas pueden utilizarse para el desarrollo de un nuevo sistema.

Veamos como trabaja con un ejemplo específico. Este ejemplo se representa con una tabla de 6 celdas con tres columnas: dimensiones, tiempo, coste y dos filas: aumento y disminución. Desarrollaremos nuevos conceptos para la aspiración por combinación consecutiva de estos parámetros.Destaquemos para innovadores experimentados, que hay dos direcciones en los experimentos mentales con este método. La

primera dirección es aplicar el método manteniendo el principio físico de operación existente para todas las propuestas y celdas, por ejemplo sólo se limpia con el principio de vacío. Esta opción es más preferible para el área industrial, porque es menos cara y puede ponerse en práctica rápidamente. La segunda dirección desarrolla también nuevos principios físicos que nos dan la misma función, por ejemplo limpiando generalmente. Esta selección es la alternativa preferida para I+D práctica. De este modo, la opción de la dirección depende de la situación específica y las necesidades de cliente. En esta lección, consideraremos básicamente el segundo, el acercamiento funcional. El primer paso es aumentar dimensiones referido a la primera columna de la tabla. Mentalmente comenzamos a aumentar el tamaño de la aspiradora del existente al infinito. Durante este experimento de pensamiento, intentamos entender como puede solucionarse el problema en este estado extremo.

Durante este experimento aparece la idea de producir un vacío un plano grande que tiene el área igual al área de la alfombra. Este vacío es inmóvil y se coloca bajo la alfombra a limpiar. Cuando es necesario limpiar la alfombra, la aspiradora se enciende y todo el polvo y  contaminantes se dirigen bajo la alfombra por canales horizontales y luego a la aspiradora. Las partículas grandes (por ejemplo, pedazos de papel) no se limpiarán por la aspiración y deberían utilizarse herramientas adicionales para eliminarlos. Tal idea podría no ser eficiente para uso doméstico, pero puede ser eficiente para limpiar alfombras y suelos en áreas de mucho tránsito como la entrada principal en tiendas y especialmente bajo climatología inclemente.En el siguiente paso, comenzamos mentalmente a disminuir el tamaño de la aspiradora del existente hasta cero. Así intentamos definir ahora como poner en práctica la función de limpieza con

“cero" o ausencia de vacío. Los pensamientos en esta dirección nos dan la idea de una superficie autolimpiable. Un ejemplo puede ser el concepto de una alfombra autolimpiable con una acción bacteriana:http://www.newscientist.com/article/mg16622441.200.html.Vamos a la segunda columna de la tabla y aumentamos el tiempo de limpieza hasta el infinito. Exploraremos como realizar un procedimiento tan continuo. La especulación en esta dirección ayuda a alcanzar la idea de una aspiradora que se mueve y limpia la superficie continuamente. Esta acción nos recuerda de un 'limacon' que limpia paredes de un acuario alimentándose microorganismos. Como ejemplo de tal dispositivo, eche un vistazo al robot aspiradora:http://robots.net/article/1031.htmlProbamos disminuir el tiempo de la limpieza a cero y explorar que ideas pueden ser beneficiosas durante esta actividad mental. Por ejemplo, el concepto de una puerta de succión con aspiración pulsante viene a la mente en primer lugar. La eficiencia y la calidad de tal dispositivo de limpieza pueden ser más altas en comparación con un diseño convencional debido a la agitación adicional de la pulsación de vacío. Una aspiración pulsante podría utilizarse como fenómeno físico de resonancia para aumentar la eficiencia. Es posible ver un ejemplo de aspiración pulsante en http://www.rechargermag.com/article.asp?id=200203147.2. Destaquemos que la aspiración pulsante puede ser también un concepto muy útil, aunque sea un variante sólo intermedia en nuestra exploración. Sin embargo, este concepto no es el extremo que buscamos y no reduce el tiempo de limpieza a CERO. ¡El cero implica limpieza  instantánea o rápida! Pensando así, podemos proponer limpiar la superficie con múltiples capas disponibles de la cubierta. Después ensuciarse podemos eliminar inmediatamente tal capa como una barata película adhesiva y proporcionar la superficie limpia de la siguiente capa. Ahora nos trasladamos a la última columna de la tabla – coste. Intentaremos desarrollar al principio nuevos conceptos con el aumento de este parámetro hasta el infinito. En este caso no tenemos ninguna restricción de dinero para la limpieza y el coste puede ser tan grande como queramos. Reflexionando en esta dirección, es posible alcanzar una idea de una casa del futuro con un autocontrol de microclima y una auto-limpieza.El último de nuestros experimentos sería imaginar la disminución del coste de aspiración a cero y extraer nuevas ideas para limpiar con este "coste cero". En este caso, el procedimiento de limpieza no debería costar nada. Esto significa que la superficie no debería ensuciarse  durante todo el tiempo de servicio. Uno de los conceptos de tal acercamiento está relacionado con la protección electrostática de una superficie contra contaminación y polvo. Un ejemplo puede ser la solución:http://www.space.com/businesstechnology/technology/rad_shield_040527.html  Así, el método "Dimensión-Tiempo-Coste" nos ayuda a vencer la inercia mental inducida por el método existente de aspiración por vacío y explorar muchas nuevas ofertas para sistemas de limpieza sistemas con unos pasos fijados para el pensamiento. Este método con nuevas direcciones de pensamiento de extremo se

requiere para despojarse de las coacciones lógicas existentes y eliminar restricciones mentales.El siguiente método, "Modelando con Pequeños Hombres Inteligentes" representa un conflicto encontrado en el sistema. Se presenta como la lucha entre al menos dos grupos de las pequeñas personas. Los dibujos deberían mostrar la resolución de este conflicto con la aplicación de recursos de sistema disponibles y la pequeña gente.

Consideraremos la aplicación de Pequeños Hombres Inteligentes con un ejemplo verdadero en robots. Existe un robot para limpiar automáticamente ventanas. Este robot utiliza dos pies de vacío para el movimiento en la superficie de ventana. El vacío bajo el pie se crea por una pequeña bomba neumática 1 (ver esquema a la izquierda). La pequeña bomba neumática 1 puede estar localizada directamente en el cuerpo del pie 2. El pie de vacío tiene un sello elástico 3 que se pone en contacto con una superficie de cristal a limpiar 4. El vacío se genera bajo el pie por la bomba neumática y sujeta el robot en una superficie de cristal a limpiar mientras su otro pie se mueve de una posición a otra. Si la superficie de cristal no tiene ningún defecto, entonces el pie de vacío trabaja bien. Pero si en una superficie de cristal hay un defecto 5 (grieta, orificio, irregularidad, etc.), la eficiencia del pie de vacío se reduce porque se despresuriza por la salida del aire a través del defecto.

Para compensar el escape y preservar del vacío bajo el pie el ingenio trató de aplicar una bomba neumática de gran potencia. Pero en este caso las dimensiones totales pero el peso del pie y del robot aumentan substancialmente. Por lo tanto, empeoran la maniobrabilidad del robot y la productividad.Entonces los ingenieros trataron de usar otra estrategia para solucionar el problema descrito y colocar la bomba de gran potencia no en el pie o en el cuerpo del robot, sino lejos del cuerpo principal. En este caso se proponía conectar el pie y la bomba neumática

utilizando mangueras flexibles adicionales. Como resultado, el peso y las dimensiones totales de la parte móvil del robot se el mejoran, pero la maniobrabilidad y productividad  empeoran debido a las largas mangueras flexibles.

Era necesario preservar el existente método de operación de vacío del pie de robot y desarrollar soluciones que superen el problema descrito anteriormente. Vamos a representar las partículas de aire atmosférico que penetran por una grieta en la superficie del cristal como “pequeña gente oscura” y partículas de vacío en otro lado de la superficie como “pequeña gente gris”. En el esquema inicial, se representa el conflicto: el aire atmosférico "pequeña gente oscura" traspasa la grieta en una superficie de cristal y  desplazan al vacío "pequeña gente gris". El aire atmosférico "pequeña gente oscura" es mucho más fuerte que el vacío "pequeña gente gris". Por lo tanto, la "pequeña gente oscura" presiona y desplaza la "pequeña gente gris". ¿Cómo eliminar esta lucha entre los dos grupos de "pequeñas personas"? Una solución simple que viene a la mente pasa por instalar alguna barrera entre ellos. En el siguiente esquema para resolver el conflicto, se muestra uno de los guiones para la solución. Entre los dos grupos enfrentados utilizados de “pequeñas personas” se utiliza una partición adicional está siendo usada. No hay ningún contacto directo entre los dos grupos, y por lo tanto, el aire atmosférico fuerte de las "pequeña gente oscura" no puede relacionarse directamente con el vacío débil de la "pequeña gente gris". Este esquema nos da la siguiente idea: usar un diafragma que separa y segmentar el pie para hacer un pie multiseccional.El nuevo diseño del pie de robot mostrado en el izquierdo tiene el cuerpo 1, hecho como una carcasa. Dentro de la carcasa se localizan

numeroso vacío minipies seccionales 2. Cada minipie es suministrado de diafragmas elásticos 3 y es conectado por la bomba neumática común. El sistema es instalado en una superficie 4 y un vacío en las cámaras de pies es formado. En la operación de vacío, tiene lugar deformación elástica de las diafragmas, como se muestra en la imagen. La deformación del diafragma conduce al aumento del volumen entre cada diafragma 3 y superficie 4. Por lo tanto, el vacío sobre el diafragma crea también el vacío bajo el diafragma. Este vacío conduce a la adherencia de los minipies a una superficie de cristal. El minipie de vacío que se coloca en la grieta 5 no tiene el vacío bajo el diafragma debido a las perdidas. Este minipie no desactiva el resto del sistema debido a la separación del diafragma. No tiene una influencia perjudicial para el trabajo de los otros minipies de vacío. De este modo, no se produce la despresurización de otros minipies de vacío al estar separados del aire atmosférico ambiental por el diafragma y el pie entero sigue operando de forma fiable.

Así, el método del "Modelado con Pequeño Hombres Inteligentes" nos asiste para el desarrollar un nuevo esquema del principio de operación del pie de vacío en el micronivel y desarrollar el nuevo concepto de diseño con nueva capacidad funcional. Este método también se propone para superar antiguas nociones sobre el sistema existente y eliminar restricciones mentales anteriores. Los métodos considerados para vencer la inercia mental pueden ser aplicados como herramientas TRIZ independientes para solucionar el problema. Aunque el Modelado con Pequeños Hombres Inteligentes esta incluido en la estructura de ARIZ y se utilice como parte del algoritmo para exploración y aplicación de recursos de sistema. Sin embargo, todos estos métodos pueden ser útiles en diferentes etapas de la resolución y puede recomendarse para la utilización durante el análisis de varios problemas: estándar, no estándar e I+D. Sobre la estructura del proceso de resolución, el mapa y las recomendaciones para la aplicación de las diferentes herramientas TRIZ, incluso métodos psicológicos, serán lo que se trate en nuestra siguiente

lección.

RESUMENUn ingeniero con un campo profesional, en la resolución de un problema inventivo buscará predominantemente soluciones conocidas previamente en aquel campo. Estas soluciones y su propia experiencia le impiden mirar el problema con un nuevo punto de vista. Para superar este obstáculo denominado inercia psicológica o mental, TRIZ propone herramientas especiales. Consideramos detalladamente la aplicación de tres herramientas. Estos métodos pueden ser muy provechosos durante el proceso de resolución de problemas, porque permiten que veamos el problema bajo una nueva perspectiva. Tal acercamiento puede darnos nuevas aplicaciones de algunas cosas, conceptos y conseguir la explicación más amplia de los mismos. La formación sistemática con estos métodos le conducirá a ver objetos, procesos y conceptos desde diferentes lados y desarrollar nuevas innovaciones más potentes.

TRABAJO PRÁCTICO Prueba.¿Qué herramientas para vencer la inercia mental podrían sutilizarse en el proceso de resolución de problema descrito abajo?

PROBLEMA: la primavera es una temporada agradable después del frío  invierno. Podemos disfrutar de los árboles en ciernes y florecientes flores. Sólo los mosquitos molestan nuestra vida en este período. Estas "Pequeñas Criaturas Perjudiciales" nos enojan y no queremos pasar más tiempo por la tarde en el jardín. ¡Alguien propone de usar sprays, velas o atrapa-mosquitos... pero esto no es "inspiración de primavera"! ¿Qué herramientas para vencer la inercia mental pueden ser provechosas en la resolución de este problema? SOLUCIÓN: los Científicos han tramado genéticamente una nueva planta que repele naturalmente los mosquitos. Es una planta que se vuelve exuberante y encantadora con mínimos cuidados. En el

PROBLEMA: Cuando llueve, es el momento más incómodo para conducir. Incluso cuando los limpiaparabrisas ayudan a nuestra vista por el parabrisas, las ventanillas laterales pierden transparencia y no nos dan la vista clara del tráfico exterior. Nuestra seguridad disminuye. ¿Qué podemos proponer para solucionar este problema con herramientas para vencer la inercia mental? SOLUCIÓN: un nuevo producto para mantener parabrisas limpios y secos emplea nanotecnología en su fórmula. Un tratamiento doméstico con el producto, Nanoprotect Cristal Automotor, repele el agua e impide a la suciedad acumularse en parabrisas y ventanas, es 20 nm de delgado, es entre 500 y 25,000 veces más delgado  que sustancias basadas en silicio. En un parabrisas la vida está a la altura de 50,000

dormitorio esta planta deja dormir en la paz sin despertarse con picaduras. También pueden colocarse vais plantas del jardín para divertirnos libres de mosquitos. Es menos caro que velas y spays y no requiere ninguna acción humana. http://www.amerimark.com/cgi-bin/ amerimark/cat_item.html?prod=25849 &media=G00792&days=XVQ

kilómetros (más de 30,000 millas) y en ventanillas del coche, que no señalan en la dirección que conduce el producto proporciona sus propiedades hidrófobas durante 5 años e incluso más. http://www.physorg.com/news4089.html

“TRES PROBLEMAS DOMÉSTICOS PARA APLICACIÓN PARA VENCER LA INERCIA MENTAL TRIZ”

 

“Problema de ahorro de gas"

Este es un problema típico de nuestra cocina. ¿Cómo ahorrar energía de gas de nuestra cocina y al mismo tiempo cocinar la comida más rápido de un modo simple? Se puede reconocer la contradicción en esta pregunta. Podemos tratar de solucionar esta contradicción y finalmente resolver el problema de ahorro de gas la aplicación de algunas herramientas de nuestra lección actual.

 

 

"Problema de las abolladuras"

Es asombroso como nuestro coche puede acumular pequeñas fácilmente abolladuras y rozones que normalmente son costosas de reparar. De este modo, podemos estar seriamente disgustados cuando la menor abolladura aparece en nuestro coche. ¿Cómo repararlo fácil y rápidamente sin el daño en la pintura del coche si no podemos alcanzar la parte trasera de la abolladura para hacer presión sobre ella? ¿Podría proponerse una solución simple para este problema utilizando las herramientas para vencer la inercia mental?

 

 

"Problema del paraguas"

Esta situación requiere exactamente la aplicación de herramientas de inercia mental. El paraguas típico durante una lluvia racheada con el viento fuerte es más un perjuicio que una ayuda. Cuando tratamos de protegernos de la lluvia sesgada con el viento y movernos al mismo tiempo, no podemos ver delante debido al paraguas. Si eliminamos el paraguas del frente, entonces podemos ver nuestro camino pero nuestra protección contra la lluvia racheada con el viento empeora. ¡Esto es la contradicción! Pensemos en la resolución de esta contradicción con la aplicación del conocimiento de esta lección.

 

Lección 12 - PROCESO DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS

Durante la actividad práctica relacionada con aplicación y enseñanza de TRIZ, se pregunta con frecuencia a los autores sobre su experiencia en como se está utilizado TRIZ en las compañías. Más a menudo las personas están interesadas en problemas de como aplicar TRIZ en condiciones verdaderas de fabricación, efectos de esta introducción, formación del personal y ejemplos concretos de aplicación. Esta lección es dedicada a la consideración de estas preguntas. Compartiremos nuestra experiencia en la puesta en práctica de la aplicación TRIZ en condiciones de verdaderos proyectos para diferentes divisiones de la industria de alta tecnología (1).

Los problemas considerados son una parte del programa educativo, diseñado y puesto en práctica por los autores. Este programa tiene como objetivo la creación de una organización TRIZ viable dentro de una compañía. Por regla general, los representantes de las compañías que preguntan sobre TRIZ y su aplicación ya tienen la cierta información en esta metodología y pueden tener incluso experiencia en su utilización. Por lo tanto, nuestras conversaciones comienzan sobre como obtener conocimiento adicional y formación en ТRIZ.

1. ÁREAS DE APLICACIÓN DE TRIZ Y RUTA PARA SOLUCIONAR PROCESOMuchas preguntas están relacionadas con la aplicación de TRIZ, y en particular, como TRIZ debería dirigirse a la investigación, diseño del producto, desarrollo de tecnología, fabricación y cual de ellos trabaja mejor.Podemos seleccionar deis direcciones básicas en la aplicación TRIZ que han sido identificadas de nuestra experiencia práctica y se muestran en la Fig. 1:1.    Mejora de producto existente.2.    Nuevo desarrollo de producto.3.    Mejora de tecnología industrial.4.    Ingeniería de investigación y desarrollo.5.    Pronóstico a corto y a largo plazo.6.    Superación de patentes y nuevo desarrollo evidente.En condiciones de reales de fabricación, la mejora de un producto existente soporta la parte más significativa del esfuerzo. Como aumentar la funcionalidad de un producto o como reducir quejas de clientes sobre un producto existente son siempre preocupaciones claves de los fabricantes.En condiciones de fuerte competencia, la compañía trata de desarrollar las mejores características de nuevos productos con coste mínimo para el mercado y atraer nuevos consumidores. Uno de los componentes de esta estrategia de reducción de costes en la tecnología de fabricación. Esta dirección de aplicación de TRIZ está en la segunda posición y está relacionada con la mejora de una tecnología existente.La tercera dirección, del uso más frecuenta de TRIZ, es el desarrollo de nuevos productos que son básicamente una modificación más

moderna de productos comerciales. Como ejemplo, una cámara de foto digital con una matriz de 5megapíxel es reemplazada por una cámara de matriz de 5 megapíxel o más. (Evolución homogénea del sistema técnico).La siguiente dirección que más intensivamente utiliza TRIZ está en la ingeniería "científico y de investigación". Su objeto es el desarrollo de nuevas generaciones de productos existentes. Por ejemplo, desarrollo de teléfonos celulares con una nueva característica de recibir y transmitir de vídeo en vivo. (Evolución heterogénea de sistema técnico).Muy cerca de esta dirección está la predicción a corto y largo plazo del desarrollo de nuevos productos para el mercado. Utilizando los Patrones de Evolución descubiertos por Altshuller, se pueden predecir futuros productos de su negocio y desarrollar líneas de nuevos productos.La última dirección es el desarrollo de nuevas patentes y la superación de patentes de la competencia. En esta aplicación, las compañías utilizan TRIZ para desarrollar nuevas patentes y también poder superar patentes de otras compañías competidoras. Esto reduce los grandes honorarios que se pagarían por la compra de los derechos de licencia. Cualquiera de las seis direcciones puede fluir en cualquiera de las 3 áreas de problema definidas por el diagrama mostrado en la Fig. 2. Esta imagen refleja una ruta del proceso de solución de problemas TRIZ que consideraremos detalladamente.Las compañías dentro de la industria de alta tecnología utilizan TRIZ en las direcciones indicadas y con los siguientes objetivos:    Reducción de coste de fabricación    Mejora de producto/proceso    Ingeniería barata (sin investigación adicional) para resolución de problemas    Reducción de costes evitando patentes de competidores y desarrollo de nuevas patentes (“paraguas de patentes”)    Pronóstico y desarrollo de nuevos conceptos de diseño de productos existentes    Desarrollo de futuras tecnologías completamente nuevas.Las compañías de alta tecnología tienen objetivos similares en segmentos diferentes de su negocio: semiconductores, LCD, teléfonos móviles (incluso hardware de desarrollo y software para TV sobre teléfono móvil), red de telecomunicaciones, medios digitales,  aplicaciones domésticas, I+D, etc.

Otra pregunta importante está relacionada con la integración de la utilización TRIZ para predicción tecnología o de productos de acuerdo al marketing y las necesidades de clientes. La metodología TRIZ se está utilizando con éxito en la predicción tecnológica y de productos integrada con las necesidades de cliente por la formulación de nuevas contradicciones técnicas que incluyen exigencias del cliente. Por ejemplo, al cliente/mercado le gustaría disminuir el ruido del acondicionador de aire, pero esta exigencia conduce a la complicación del diseño. Utilizando TRIZ, esta contradicción puede  resolverse en los niveles técnico y físico. Técnicamente, se soluciona con la aplicación de materiales de espuma y aislamiento.

Físicamente, puede resolverse por neutralización de las turbulencias de las corrientes de aire.

TRIZ se utiliza junto con otros métodos en compañías de alta tecnología. Seis Sigma es popular y quizás la herramienta de innovación principal en muchas compañías. La alta dirección ha apoyado completamente Seis Sigma y muchos ingenieros toman diferentes cursos Seis Sigma. En los tres años pasados, las personas de Seis Sigma comenzaron a entender que TRIZ puede complementar los puntos más débiles del proceso Seis Sigma. Mientras Seis Sigma es eficiente en encontrar problemas que necesitan resolución, TRIZ es muy potente para vencer contradicciones. Seis Sigma es eficiente en la determinación del factor principal del problema pero no puede contestar a “Como Resolver este problema”. Por ejemplo, la gente de Samsung indica que Seis Sigma es pensamiento estadístico y TRIZ es pensamiento inventivo. Actualmente muchas personas reconocen la necesidad de TRIZ complementando Seis Sigma. En 2006, ASQ, la Sociedad Americana para la Calidad era patrocinador de TRIZCON2006, la octava conferencia internacional anual del Instituto Altshuller para Estudios TRIZ.

Durante actividades prácticas en diferentes compañías de alta tecnología, los autores han estado solucionando problemas que pueden ser clasificados, utilizando lenguaje TRIZ, en tres grupos básicos: problemas de ingeniería "estándar"; problemas de ingeniería "no estándar" y los problemas de investigación y desarrollo e investigación (ver el Fig. 2).

2. ESTUDIO DE UN CASO PARA APLICACIÓN DE LA RUTA TRIZDescribiremos el proceso de solución de problema de un caso actual estudiado y mostraremos como la ruta TRIZ se utilizaría para este fin.El proceso de resolución del problema empieza con una entrevista con el cliente y la definición de un enunciado del problema. Típicamente, la situación que describe el cliente durante la primera entrevista tiene más de un problema. De este modo, es importante definir todos estos problemas. Después, tenemos que elegir el problema que tiene prioridad principal para el cliente. Típicamente, para esta entrevista con el cliente se utiliza un cuestionario. El cuestionario del problema proporciona información valiosa que incluye una descripción detallada de la situación de problema, el entorno de desarrollo de problema, las tentativas anteriores para solucionar este problema por el cliente con una definición de las interacciones, y conexiones entre las operaciones o los componentes tecnológicos del sistema.

Exploración de la situación problema. El cartucho de impresora (ver Fig. 3) en una impresión sin contacto en sistema desarrollado con un monocomponente no magnético consiste en tambor orgánico foto conductor, rodillo de desarrollo, y el hueco entre ellos. Estos componentes se m.colocados dentro de una carcasa de plástico. El hueco es igual 200 El proceso de impresión por el método sin contacto se pone en práctica utilizando impulsos de alta tensión con mayor o menor potencial. Estos impulsos mueven partículas de tóner cargadas negativamente desde el Rodillo Revelador (DR) al Tambor Conductor Foto Orgánico (OPC) y luego parte de las partículas regresan  hacia atrás. Algunas partículas (pequeña parte) tienen una carga positiva incorrecta. Estas partículas son llamadas el Tóner Incorrectamente Marcado (WST).Durante el proceso de impresión en el espacio cerrado entre OPC, DR, y carcasa, el tóner se dispersa. Debido a este fenómeno, las partículas de tóner se llevan a través del hueco entre el OPC y la carcasa y salida de la hoja de papel. Esto

causa un empeoramiento de la calidad general de impresión. El problema principal es: ¿“cómo eliminar repulsión de partículas de tóner fuera de la carcasa en las hojas de papel y así mantener alta calidad del proceso de impresión?”Así, la declaración de la dirección de este proyecto era: “es necesario, con modificaciones mínimas en el cartucho de impresora, eliminar el rechazo de partículas y conservar el diseño inicial y el principio de operación del cartucho.

Clasificación del problema. Según la ruta TRIZ (ver el Fig. 2), este problema se clasificó como “mejora de un problema existente” porque está relacionado con el desarrollo de un producto mejorado. Todas las tentativas anteriores de solucionar este problema con la aplicación de herramientas TRIZ simples, incluidos Principios Inventivos y Estándares Inventivos, no dieron ningún resultado satisfactorio para el cliente. Por lo tanto, el problema fue definido como “un problema de ingeniería no estándar” como se muestra en el esquema, y fue se solucionó con aplicación de ARIZ.

Formulación del Mini Problema Modelo. A fin de desarrollar el modelo de un problema, se utilizaron las partes consolidadas del algoritmo de ARIZ. Según este acercamiento, el modelo sólo consiste en dos elementos conflictivos del sistema: producto y herramienta. La contradicción técnica entre ellos debería resolverse y la función deseada debería  proporcionarse por algún elemento-X que solucione el problema. Antes de que el miniproblema sea desarrollado, tenemos que formular la primera contradicción técnica directa y la segunda inversa. Entonces se selecciona sólo una de las contradicciones técnicas. Esta contradicción seleccionada se basa en la función del sistema deseada del cliente. Recuerde que una contradicción técnica describe el conflicto entre parámetros dentro de un sistema: la mejora de un parámetro del sistema conduce al empeoramiento de otro parámetro.En nuestro caso específico la contradicción técnica 1: si no hay ningún hueco entre el OPC y el Rodillo Revelador (ellos están emplazados con contacto) entonces el tóner disperso está ausente, pero la resolución de impresión y la calidad de imagen empeoran.La contradicción técnica 2 es formulada frente a la primera contradicción y se parece a lo siguiente: si hay hueco entre el OPC y el Rodillo Revelador (están emplazados sin contacto) la calidad de imagen y resolución de impresión mejora, pero las partículas de tóner

se dispersan fuera, entre el OPC y la carcasa en el papel.Entre los dos conflictos, se selecciona el segundo porque esta contradicción técnica proporciona la función primaria deseada por el cliente: obtención de la mejor resolución de impresión y calidad de imagen. Así, ahora podemos ver el par contrario, esto es el hueco entre el OPC y el RD y las partículas de tóner. Note que no podemos cambiar las partículas de tóner y esto es "producto", pero modificaremos el hueco, esto es una futura "herramienta".A fin de solucionar este problema, deberíamos encontrar algún elemento-X (cambios en el sistema) que mantenga el hueco entre el OPC y el Rodillo Revelador/Carcasa y eliminar las partículas de tóner dispersadas hacia fuera.

El desarrollo de la solución ideal. En esta etapa, la contradicción técnica debería  reemplazarse por una contradicción física. Una contradicción física resulta de exigencias  enfrentadas de una característica física de un solo parámetro o elemento en el sistema. La buena formulación de una contradicción física muestra por lo general el núcleo del problema y los caminos para resolver la tarea física definida y finalmente el problema entero. El paso de formular un resultado final ideal (RFI) ayuda a decidir como aumentar los factores beneficiosos y eliminar los factores perjudiciales. La comparación de las soluciones desarrolladas con el RFI se manifiestan si el proceso de solución es correcto o no en la opción de las contradicciones principales. Así, la solución ideal sirve como un modelo abstracto y un objetivo para futuras soluciones específicas.Hablando sobre el desarrollo de una solución ideal para nuestro caso, comenzaremos transformando contradicción técnica seleccionado en una contradicción física. La formulación de la contradicción física debe estar relacionada sólo con un elemento en la zona de operaciones: en hueco entre el OPC, Revelador y alojando debería haber flujo de aire porque este flujo es inducido haciendo girar el OPC y DR, y no debería haber flujo de aire que eliminen partículas fuera de la carcasa.Ahora podemos formular el resultado final ideal: “el espacio entre el hueco y el OPC y alojando (zona de operación) por sí mismo elimina las partículas de tóner dispersadas por el flujo de aire inducido durante el proceso de impresión y conserva el flujo de aire inducido para realizar la función deseada.

La generación de conceptos de solución específicos. Durante esta etapa, el modelo abstracto de la solución ideal debería transformarse en conceptos específicos de solución. La creación de los conceptos de solución se pone en práctica aplicando los recursos listados, fenómenos científicos y principios de separación para resolver la contradicción física. En esta etapa, los recursos de sustancia-campo existentes deberían utilizarse junto con otras bases de datos de conocimiento y herramientas de TRIZ para resolver las contradicciones y para la aproximación asintótica a la solución ideal.Durante la transición a esta etapa, “Generando soluciones específicas” a fin de acercarnos a la solución ideal, deberíamos utilizar primero los recursos existentes. En este caso, la aplicación de

electricidad se propuso primero como recurso disponible para la solución del problema.

La imagen electro-fotográfica propuesta(2) se forma un extremo con un protector de la dispersión. Se coloca en la superficie de la carcasa como se muestra en la Fig. 4. Esta protección está localizada aguas abajo del Rodillo Revelador a la distancia predeterminada del medio fotosensible en el OPC, y se aplica un voltaje. El Regulador controla el voltaje que se aplica al protector de la dispersión así como transportar el tóner hacia atrás hasta el medio fotosensible. El escudo eléctrico curvado crea un constante campo eléctrico uniforme entre OPT y el escudo con gran extensión. Según la Ley de Coulomb, el campo eléctrico repelerá  las partículas de tóner cargadas con carga semejante al OPC y no les permite salir del fuera del cartucho.

Para resolver la susodicha contradicción física, se propusieron otras soluciones que utilizan otros recursos disponibles. Se sugirió utilizar la corriente de aire dirigida que elimina partículas de tóner del flujo inducido (Fig. 5). En otras palabras, la nueva corriente de aire dirigida proporciona al rodillo revelador la función de ventilador o aspiración 3.Dos ventiladores axiales están localizados en el mismo eje del revelador a ambos lados del rodillo. Durante la rotación del rodillo, los ventiladores axiales comienzan a impulsar o succionar la corriente de aire con partículas de tóner a través de un tubo de succión con una ranura. El tubo de succión está

localizado en la zona entre el OPC y revelador. La ranura sirve para suministrar una distribución uniforme de la corriente de aire de succión de los ventiladores. Los ventiladores axiales mueven la corriente de aire con partículas a través de filtros y ventanas de la carcasa. Los filtros capturan las partículas dispersadas y tienen un área relativamente grande para una mínima disminución de resistencia de la corriente de aire.

Se propuso otro concepto de solución4 para la contradicción física. Se sugirió utilizar la compensación aerodinámica de la corriente de aire inducido en el hueco entre OPC y la carcasa con  aplicación de una corriente de aire opuesta desde una turbina (ver Fig. 6). Esta turbina se localiza entre el OPC, la carcasa y el revelador. Hay un pequeño hueco entre el OPC y turbina. La rotación de la turbina se realiza con la utilización del principio de recursos con el rodillo revelador desde unas ruedas conductoras de fricción. Estas ruedas se localizan en el eje de rotación con la turbina. Durante la rotación la turbina crea una corriente de aire opuesta. Ya que esta corriente de aire tiene el sentido contrario al flujo inducido con partículas de tóner, se crea un nuevo flujo sumatorio. Por lo tanto, el flujo de aire de la turbina bloquea el flujo inducido con partículas. La suma de nueva corriente de aire no permite que partículas salgan por el hueco entre el OPC y la carcasa. Esta nueva corriente de aire de la turbina junto con partículas de tóner entra en la zona de reciclaje como se

muestro en la Fig. 6.

Notemos que caso de estudio muestra que una contradicción técnica puede ser transformada a varias contradicciones físicas diferentes (ver Fig. 7 y Fig. 2). Entonces, cada contradicción física puede solucionarse utilizando varios fenómenos físicos con el desarrollo de diseños diferentes para el cartucho de impresión.De este modo, desarrollamos el espacio de la solución (color azulado en la Fig. 7) con nuevas propuestas. Esta situación es preferible para inventor y cliente porque tienen varias opciones alternativas para la futura fabricación con el menor coste y mejora de rendimiento del producto. También este diseño multiversión proporciona el programa de realización eficaz de política de patentes  para el cliente. Todos los métodos diferentes anti-dispersión y estructuras de cartucho han sido patentados por el cliente de forma que proporcione “una muralla de patentes” para proteger su ventaja competitiva.

RESUMENLa estructura del proceso de resolución y la aplicación ulterior de herramientas TRIZ diferentes depende de la complejidad del problema de ingeniería. Utilizando la terminología TRIZ, se propusieron tres grupos básicos de problemas a seleccionar: "estándar", "no estándar", “investigación y desarrollo”. Se expone el lugar de cada herramientas TRIZ en la ruta TRIZ del proceso de resolución del problema. Todas estas herramientas (15 en total) y su aplicación en el proceso de resolución de problemas fueron consideradas antes en el curso. El mapa ofrecido puede recomendarse y debería ser beneficioso para los  principiantes TRIZ. La utilización de la ruta TRIZ propuesta y el algoritmo consolidado de resolución de problemas proporcionan el conocimiento de como desarrollar soluciones para el problema inicial. El caso de estudio muestra el significado de este diseño multiversión con el desarrollo de varios conceptos de solución para proporcionar opciones

alternativas para la fabricación y una potente política de patentes.

Referencias1. TRIZ Activities in Samsung Electronics. Proc. International TRIZ Conference TRIZCON2004 at Seattle, 2004; Authors: Sung-Wook Kang, Jeong-Seon Kim, Valery Krasnoslobodtsev, Georgy Severinets, Jun-Young Leehttp://www.aitriz.org/ai/index.php?page=2004/trizcon2004&article=abstracts 2. Electro-Photographic Image Forming Apparatus Having A Function For Preventing Toner For Scattering And Control Method For The Same. US Patent Application No.US2005/0053392A1; Pub.Date Mar.10.2005; Inventors: Ki-jae Do, Jeong-seon Kim, In-cheol Jeon, Valery Krasnoslobodtsevhttp://v3.espacenet.com/origdoc?DB=EPODOC&IDX=US2005053392&F 3. Developing Device Used With Electrophotographic Method Forming Apparatus. US Patent Application No.US2005/0111874A1; Pub.Date Mar.26.2005; Inventors: Jeong-seon Kim, Hyun-cheol Lee, Young-wok Seo, In-cheol Jeon, Valery Krasnoslobodtsev, Dong-lyoul Shinhttp://v3.espacenet.com/origdoc?DB=EPODOC&IDX=US2005111874&DOC 4. Developing Apparatus And Image Forming Equipment And Method Thereof. US Patent Application No.US2005/0095028A1; Pub.Date May 05.2005; Inventors: Hyun-cheol Lee, Jeong-seon Kim, Young-wok Seo, Valery Krasnoslobodtsev, In-cheol Jeonhttp://v3.espacenet.com/origdoc?DB=EPODOC&IDX=US2005095028&DOC

TRABAJO PRÁCTICO Prueba.¿Qué herramientas TRIZ podrían ser utilizarse en las soluciones de los problemas descritos?

PROBLEMAEl verano es un tiempo maravilloso y cómodo para conducir y viajar. Pero el inventor inquisitivo siempre descubrirá carencias incluso en el viaje de verano a fin de eliminarlos hábilmente. La abrasadora concentración de calor en el coche aparcado es uno de ellos. Incluso las ventanas abiertas no pueden ayudar con eficacia. ¿Qué hacer? SOLUCIONLa eliminación de la

PROBLEMAMuchos usuarios de teléfono móvil conocen el problema de que la batería esté agotada y no se tiene ningún cargador a mano. Siempre pasa el momento más inoportuno. Podríamos fácilmente proponer de golpear la batería con algo sólido. Será provechoso por  un rato. ¿Cómo conseguir soluciones más fiables y qué herramientas se aplicarían? SOLUCIONEl almacenamiento USB

concentración de calor en un coche aparcado puede ser puesta en práctica con un ventilador de energía solar. Este dispositivo expulsa el aire automáticamente caliente del coche, y esta no es un horno cuando volvemos. Funciona automáticamente por energía solar y no es necesaria ninguna batería. Se instala en el borde interior de la ventana antes de aparcar y cerrar con llave el vehículo. http://www.adtenterprises.com/auto-vent.html 

"Cuatro en uno" sería provechoso en esta situación difícil. Este USB puede utilizarse para cargar un teléfono móvil desde el ordenador con  puerto USB o compartir la pila entre dos teléfonos móviles. También tiene una función de enlace para transmisión de datos entre un teléfono móvil y un PC u ordenador portátil. http://aving.net/usa/news/default.asp? mode=read&c_num=18896& c_code=02&sp_code=0&btb_num=3311

“TRES PROBLEMAS DOMÉSTICOS PARA APLICACIÓN TRIZ”

 

“Problema del Azúcar” Este es un problema de nuestra cocina y está relacionado con la medida. A menudo mientras cocinamos tenemos que utilizar alguna cantidad exacta del azúcar (por ejemplo 100 gramos) y la bolsa de azúcar de kilo no tiene ninguna escala de medida. Si se recuerdan los estándares TRIZ se puede proponer sustituir una medida con  otra

(estándar 4.2.1). ¡Esto es una idea buena! ¿Pero qué tipo de medida simple y fácil se propondría en este caso? Por favor, no se aconseje pedir una balanza al vecino, porque no está en casa.

 

 

“Problema al serrar” A veces durante una reparación es necesario serrar lámina metálica delgada con la ayuda de una sierra de metal. ¡Pero esto no es el trabajo simple que esperamos! La hoja delgada se deforma y vibra bajo la fuerza de la sierra de metal. Por lo tanto, no podemos serrar esta pieza del metal exacta y rápidamente. ¡Obviamente, para proporcionar corte liso esta hoja debería ser más dura (las tijeras no trabajan aquí y tampoco congelar, ¡no sea bromista!) y debería permanecer con la misma dureza para evitar costes. ¿Esto es una contradicción y debería hacerse algo para solucionarla…, Pero qué?

 

 

“Problema del cuello” Tenemos que preocuparnos por el aspecto de nuestra ropa, en particular durante reuniones y entrevistas importantes. Pero a veces nuestra ropa se comporta mal aun haciendo todo que recomienda el fabricante. ¿Por ejemplo, cómo manejar el cuello rebelde, que se encrespa en nuestras camisetas? ¡Ninguna plancha puede pararlo! Vamos a tratar de aplicar TRIZ con la contradicción: el cuello debería ser sólido para prevenir el auto-encrespamiento y debería ser naturalmente suave para guardar la comodidad anterior y la excelente apariencia. Como podemos ver, podemos proponer caminos diferentes para solucionar

esta contradicción del problema por separación en espacio y sistema.

Matriz de Principios Inventivos

Ayuda para la utilización de la matriz de princios inventivosEl uso básico de la matriz de principios inventivos comprende 4 pasos.

1- Convertir el problema de innovación mediante la identificación del conflicto inherente en el mismo entre dos parámetros o características del mismo.2- Identificar la correspondencia entre los dos parámetros o características de diseño con alguno de los 39 parámetros generalizados de Altshuller.3- Buscar los principios de inventiva que permitan resolver su conflicto de diseño usando la matriz de principios inventivos.4- Analizar los principios de inventiva correspondientes y adaptarlos a posibles soluciones del su problema.

Para ampliar información consultar artículos refentes a contradicciones y resolución de contradicciones técnicas.

ContradiccionesEl enfoque de la resolución de contradicciones en la Innovación Sistemática TRIZ. Una contradicción representa una situación en la que algo, una parte o subsistema produce algo beneficioso o deseable, pero este hecho

está unido a otra parte o subsistema que produce un perjuicio o algo indeseable, o, más resumidamente la mejora en una característica de un sistema deriva en el deterioro de otra.

El proceso de Innovación Sistemática TRIZ enfatiza, llevando al grado máximo, las contradicciones y se busca su resolución haciendo que desaparezcan, en vez de las habituales soluciones de compromiso de ingeniería y otros métodos de resolución de problemas. Tal acercamiento permite llegar a fuertes  soluciones inventivas.

Mientras investiga patentes, G. S. Altshuller, creador de la teoría TRIZ, encontró que el mismo problema fundamental (contradicción) había sido resuelto en varias invenciones de diferentes áreas de la tecnología. También observó la utilización de las mismas soluciones fundamentales una  y otra vez, aunque a menudo sus implementaciones estuvieran separadas en muchos años.

Altshuller  distinguió los tres tipos siguientes de contradicciones:

Contradicciones administrativas.

Se requiere que algo haga, reciba algún resultado, se evite un fenómeno indeseable, pero no se conoce como conseguir el resultado. Por ejemplo, queremos aumentar la calidad de la producción y disminuir el coste de materias primas. La contradicción administrativa en sí mismo es provisional, no tiene ningún valor heurístico, y no muestra una dirección a la respuesta.

Contradicciones técnicas.

Una acción es útil y perjudicial simultáneamente o esto causa Función(es) Útil y Función(es) Perjudicial; la introducción (o amplificación) de la acción útil o la recesión (o aliviando) del efecto perjudicial conduce al empeoramiento de algunos subsistemas o el sistema entero, p.ej, una complejidad inadmisible del sistema. La contradicción técnica representa el conflicto entre dos subsistemas de un sistema. Por ejemplo, queremos aumentar la profundidad de penetración de iones en un semiconductor y disminuir la energía eléctrica (fuente de energía) que necesaria para la operación de implantación del ión. Tales contradicciones ocurren si:

La creación (intensificación) de la función útil en un subsistema causa la creación de una nueva función perjudicial o la intensificación de la función perjudicial existente en otro subsistema.

La eliminación (reducción) de la función perjudicial en un subsistema causa el empeoramiento de la función útil en otro subsistema.

La intensificación de la función útil o la reducción de la función perjudicial en un subsistema causa la complicación inaceptable de otro subsistema o hasta la técnica entera.

 

Contradicciones físicas.

Un subsistema dado (elemento) debería tener la propiedad A para ejecutar la función necesaria y la propiedad "no A" ó “anti-A” para satisfacer las condiciones de un problema.

La contradicción física implica exigencias inconsistentes para un estado físico del mismo elemento de un Sistema Técnico, es decir, el mismo subsistema clave de una técnica. Por ejemplo, queremos que un aislante en chips de semiconductor tenga constante dieléctrica k baja a fin de reducir capacidades parásitas y queremos que el aislante en chips de semiconductor tenga constante dieléctrica k alta a fin de almacenar mejor la información.

Tales contradicciones ocurren también si:

La intensificación de la función útil en un subsistema causa el simultáneamente la intensificación de la función perjudicial existente en el mismo subsistema clave.

La reducción de la función perjudicial en un subsistema causa el simultáneamente la reducción de la función útil en el mismo subsistema clave.

Las contradicciones físicas así como las contradicciones técnicas se cristalizan por lo general durante el análisis especial del problema.

Según G.S. Altshuller una situación inventiva es por lo general inherente en algunos grupos de contradicciones técnicas y/o físicas en el sistema técnico. La elección de una cierta contradicción del grupo significa la transición de una situación inventiva al principio de la solución de problema. La formulación acertada de la contradicción física muestra por lo general el núcleo del problema. La contradicción es sumamente intensificada en este caso, lo que precuentemente hace directa la solución del problema. Permitanme ilustrar la simplificación de un problema junto con los nombres de operadores lógicos para las dos contradicciones más comunes en TRIZ.

Resolución Contradicciones TécnicasLa resolución Contradicciones Técnicas mediante la Innovación Sistemática TRIZ utiliza la Matriz de Principios Inventivos, una generalización los 40 Principios Inventivos en una matriz de 39

Parámetros Generalizados, uno que tiende a mejorar las caracteríticas del sistema  y otro a empeorarlas. La representación esquemática del sistema técnico y los problemas considerados permite reducir numerosas situaciones diferentes a unos pocos casos genéricos. Esto permite encontrar más fácilmente soluciones de los problemas por analogía con problemas ya solucionados con estructuras similares que en el marco de los otros acercamientos a la resolución de problemas. TRIZ utiliza activamente modelos de los problemas que describen las contradicciones nativas en algunas funciones primarias de un sistema técnico.

Basado en su investigación en las patentes, Altshuller identificó 40 Principios de Inventiva para eliminar las contradicciones técnicas. Cada principio representa una recomendación para cambiar un sistema tecnológico. Acompañando al principio, hay varios ejemplos innovadores ilustrando la aplicación del principio a diferentes sistemas/problemas técnicos.

40 Principios de Invención

1.-  Segmentación

2.-  Extracción           

3.-  Calidad local

4.-  Asimetría

5.-  Combinación

6.-  Universalidad

7.-  Anidado

8.-  Contrapeso

9.-  Previo a la contramedida

10.- Previo a la acción

11.- Amortiguamiento anticipado

12.- Equipotencialidad

13.- Invertir

14.- Esfericidad

15.- Dinamismo

16.- Acción parcial o total

17.- Mover a una nueva dimensión

18.- Vibración mecánica

19.- Acción periódica

20.- Continuidad de una acción útil

21.- Rapidez del proceso

22.- Convertir un daño en beneficio

23.- Retroalimentación

24.- Mediador

25.- Auto-servicio

26.- Copia

27.- Objeto barato-corta vida por uno caro-larga vida

28.- Reemplazo de un sistema mecánico

29.- Usar una construcción neumática o hidráulica

30.- Película flexible o membranas delgadas

31.- Uso de material poroso

32.- Cambiando el color

33.- Homogeneidad

34.- Rechazando y regenerando partes

35.- Cambios de propiedades

36.- Transición de fase

37.- Expansión térmica

38.- Uso de oxidantes fuertes

39.- Ambiente inerte

40.- Materiales compuestos

Estos 40 principios inventivos se relacionan con la contracción a resolver median una matriz de 39x39 parámetros generalizados de invención.

39 Parámetros generalizados de invención

1.- Peso de un objeto en movimiento

2.- Peso de un objeto estático           

3.- Longitud de un objeto en movimiento

4.- Longitud de una parte estática      

5.- Área de un objeto en movimiento

6.- Área de un objeto estático           

7.- Volumen de un objeto en movimiento

8.- Volumen de un objeto estático     

9.- Velocidad                                    

10.- Fuerza                                        

11.- Tensión, presión                        

12.- Forma                                        

13.- Estabilidad del objeto               

14.- Resistente (Fortaleza)                

15.- Durabilidad objeto en movimiento

16.- Durabilidad de un objeto estático

17.- Temperatura                               

18.- Brillantez (Brillo)                      

19.- Energía gastada por

21.- Potencia

22.- Desperdicio de energía

23.- Perdida de sustancia

24.- Pérdida de información

25.- Pérdida de tiempo

26.- Cantidad de sustancia

27.- Confiabilidad

28.- Exactitud de medición

29.- Exactitud de manufactura

30.- Factores dañinos actuando sobre el objeto

31.- Efectos dañinos laterales

32.- Manufacturabilidad

33.- Conveniencia de uso

34.- Reparabilidad

35.- Adaptabilidad

36.- Complejidad del dispositivo

37.- Complejidad de control

38.- Nivel de Automatización

39.- Productividad

objeto móvil

20.- Energía gastada por un objeto estático.

El uso básico de la matriz de principios inventivos comprende 4 pasos.

1- Convertir el problema de innovación mediante la identificación del conflicto inherente en el mismo entre dos parámetros o características del mismo.

2- Identificar la correspondencia entre los dos parámetros o características de diseño con alguno de los 39 parámetros generalizados de Altshuller.

3- Buscar los principios de inventiva que permitan resolver su conflicto de diseño usando la matriz de principios inventivos.

4- Analizar los principios de inventiva correspondientes y adaptarlos a posibles soluciones del su problema.

Ejemplo

El presente ejemplo no contiene todo el proceso real a desarrollar, sólo es una información básica únicamente destinada a aclarar la metodología básica.

1-     El estudio de problemas aparecidos en unos hornos de inducción ha dado lugar a varias contradicciones, una de las cuales es “El bajo precio de la viruta permite tener bajos costes de producción, pero favorece la presencia de agua y aceite”

2-     Los parámetros implicados son

Mejora: El bajo precio de la viruta permite tener bajos costes de producción

13- Estabilidad del objeto La composición de la viruta tiene que ser mejorada así que está compuesta también de agua y aceite.

15-  Durabilidad objeto en movimiento. La duración en la que la viruta tiene una composición aceptable.

  Empeora: presencia de agua y aceite.

24- Pérdida de información La presencia de agua y aceite en la viruta acarrea perdida de las propiedades originales por las que la viruta fue elegida para ser fundida.

30- Factores dañinos actuando sobre el objeto El modo de abastecimiento favorece la presencia de materias en la viruta.

3- Contradicciones y principios que aparecen

            13 – 24            no existen principios correlacionados

            13 – 30            35 24 30 18

            15 – 24            10

            15 – 30            22 15 33 28

Matriz de principios inventivos.

Se muestra el resultado entre los parámetros 15 y 24.

4-     Aparecen varias soluciones prácticas derivadas de todos los principios inventivos encontrados. A modo de ejemplo, el principio 10-Previo a la acción nos puede llevar a una de las ideas de las posibles soluciones, que sería añadir viruta en la primera carga, ya que se añadía en la segunda.

Algunos puntos a tener en cuenta.

-Llegar a establecer la(s) contradicciones técnicas del sistema estudiado requiere una definición y análisis de la situación. Herramientas útiles para llega a las contradicciones pueden ser los mapa funcionales del sistema (Análisis Funcional) o el análisis de causa raíz.

-El paso de la contradicción a un parámetro generalizado que mejora frente a otro que empeora, para así poder utilizar la matriz, puede resultar complicado al principio, pero al estudiar varios ejemplo y familiarizarse con la utilización de principios. Si los subsistemas o partes que se mejoran y los correspondientes que empeoran necesitan varios parámetros generalizados para representarse pueden utilizarse todos los encontrados así como las sucesivas interpolaciones en la matriz de principios inventivos.

-La lista de principios inventivos puede utilizarse por si mima, utilizando uno o varios de los mimos de forma más o menos aleatoria sin tener definida una contradicción. Por cierto, Altshuller hizo el listado de los principios según su frecuencia de aparición, y también en cada celda de la matriz están también en el orden de frecuencia de aparición para la contradicción técnica en particular.

-La diagonal de la matriz corresponden a… contradicciones físicas.

-La matriz de principios inventivos no es simétrica. Se pueden utilizar lo que se conoce como contradicción directa e inversa, es decir ambas entradas de la matriz y los diferentes principios inventivos de los que informa.

-Es muy normal que aparezcan varias contracciones en un mismo problema. Si se trata de contracciones físicas no se pueden resolver por este método y ha de acudirse a los principios de separación. Se tenemos varias contradicciones técnicas se pueden utilizar todos los principios inventivos que aparezcan para cada una de las contradicciones técnicas, teniendo en cuenta que serán más útiles los que aparezcan en primer lugar y el mayor número de veces.

-El paso de los principios inventivos a soluciones concretas para nuestro sistema puede utilizar también otras técnicas de Innovación Sistemática y de Creatividad.

-Existen ampliaciones de la matriz de principios inventivos.