Von TRIZ zu ASIT

Von TRIZ zu ASIT, von Dr. Roni Horowitz

ASIT (Advanced Systematic Inventive Thinking) ist eine kreative, von TRIZ abgeleitete Denkmethode.
Dieser Artikel beschreibt die vier wichtigsten Schritte, die TRIZ in ASIT überführen.

Die Motivation, ASIT zu entwickeln, entstand, während ich TRIZ erlernte und begann, es selbst zu verwenden und zu unterrichten. Obwohl ich die Wirksamkeit von TRIZ sehr früh erkannte, habe ich auch bemerkt, dass es einige Fehler gab, die meiner Meinung korrigiert werden konnten.

Meine Bekanntschaft mit TRIZ begann 1988, als ich eine Anzeige in einer Maschinenbauzeitschrift sah: „40 Stunden Kurs zum erfinderischen Denken.“ Ich war fasziniert. „Wenn jemand 40 Stunden füllen kann, mir beizubringen, wie man erfindet, dann muss etwas dran sein.“ Ich habe mich angemeldet, ohne einen Augenblick zu zögern.

Nach der zweiten Lektion wusste ich bereits, dass ich gefunden hatte, mit was ich mein Leben verbringen wollte. Der Lehrer war Ginadi Filkovsky, der bei Genrich Altschuller, dem Begründer der TRIZ-Methode, studiert hatte. Vom ersten Moment an fühlte ich, dass Ginadi Ideen mit Klarheit und Genauigkeit ausgedrückte, die in meinem eigenen Kopf für einige Zeit herumschwirrten, aber die ich nicht in der Lage war einzufangen und in kommunizierbares Wissen zu verwandeln.

Trotz meiner Begeisterung für die Methode störte mich ein bestimmtes Phänomen im Zusammenhang damit und mit der Art, wie sie unterrichtet wurde. Bevor ich dies genauer darlege, lassen Sie mich Ihnen von einer meiner Erfahrungen in dem Kurs erzählen.

In einer der Übungen wurde uns das folgende Problem mit nach Hause gegeben (ein TRIZ-Klassiker): Metallkugeln bewegen sich rasch durch ein Rohr mit einem Knie darin. An der Stelle, wo sich die Röhre biegt, schlagen die Kugeln gegen ihre „Wand“, reiben dagegen und verursachen Schäden. Das Problem, das wir zu lösen hatten, war, uns zu überlegen, wie man dies verhindern könne. Zu Hause begann ich sofort zu versuchen, das Problem nach der Methode, die wir gelernt hatten zu lösen.

„Es funktioniert!", rief ich aus, als ich zu folgender Lösung kam: Einfüllen von Öl in das Rohr und Kühlen des Rohres an der Stelle, wo es geknickt ist. Eine dünne Schicht des Öls friert im Knie an und schützt somit Material. Ich meldete mich freiwillig, um meine Lösung bei der nächsten Stunde an der Tafel zu präsentieren und wartete voller Vorfreude auf Ginadis Antwort.

„Sehr schön", sagte er, „aber jetzt lassen Sie mich Ihnen eine elegantere Lösung zeigen." Ich traute meinen Ohren nicht - eine elegantere Lösung?

Ginadi präsentierte eine Lösung, bei der die Metallkugeln selbst, anstelle des Öls, das Rohr zu schützten. Das Erstellen einer Nische in der Rohrbiegung würde dies erreichen. Was passiert, ist, dass sich die Kugeln in der Nische ansammeln und somit die Innenwand des Rohres abschirmen. Was die Metallkugeln im Inneren der Ecke hält, sind die Metallkugeln selbst. Bei der Bewegung durch das Rohr treffen sie auf die Kurve und halten so die anderen Kugeln in der Nische.

Ich musste zustimmen, dass dies wirklich eine elegante Lösung war, war aber, wie viele Male zuvor, mit einem Problem konfrontiert: Ich glaubte an das Verfahren, konnte aber nicht verstehen, warum wir allzu oft dabei versagten, die „Lehrbuchlösung“ zu finden.

Schritt eins: Von „Idealen Endergebnis“ zum „Geschlossene Welt“-Zustand

Die beschäftigte mich viele Jahre, bis ich endlich eine Idee hatte, die sich, wie es typisch für solche Fälle ist, als verblüffend einfach erwies. Eines Tages beschloss ich, meine Sammlung von erfinderischen Lösungen (die hatte sich seit Ginadis Seminar erweitert) zu überprüfen, auf der Suche nach neuen Einblicken. Dabei bemerkte ich etwas, das fast alle Lösungen gemeinsam hatten (und ganz sicher die Elegantesten!): Nicht eine einzige Lösung umfasste das Hinzufügen eines neuen Komponententyps in die Problemwelt.

Ich untersuchte diese neue Erkenntnis weiter und ich kam zu keiner Ausnahme dieser Regel. Dieses Prinzip wurde in die Methode aufgenommen und als der „Geschlossene-Welt-Zustand“ bekannt. Hätte ich Kenntnis von dieser Bedingung während der Arbeit an dem Rohrproblem gehabt, wäre ich wahrscheinlich zusammen mit vielen anderen auf eine Ginadi-Lösung gekommen. (Der Geschlossene-Welt-Zustand würde mir einfach nicht erlauben, Öl hinzufügen, da es eine neue Objektart ist).

TRIZ begünstigt auch die vorhandenen Ressourcen für die Lösung eines Problems. Aber im Gegensatz zu ASIT wird dieses Prinzip um die Methode herum verstreut. Es kann im Prinzip des idealen Endergebnisses („das beste System ist, wenn es kein System gibt“ - Altshuller) gefunden werden und in einigen der vierzig Prinzipien (z.B. Prinzip 25 - Selbstbedienungsprinzip für die Nutzung eines vorhandenen Objekts selbst, anstatt ein neues zu ergänzen).

Der Unterschied zwischen TRIZ und ASIT in diesem Zusammenhang ist, dass in ASIT der Geschlossene-Welt-Zustand DAS wichtigste Prinzip ist. In der Tat ist der erste Schritt bei der Verwendung von ASIT, die Problemwelt zu definieren. Einmal definiert, weiß der Problemlöser, dass alle Bausteine ​​für die Lösung direkt vor ihm liegen und die Lösung lediglich die Reorganisation der bestehenden Objekte erfordert. Dies führt zu einer großen Konzentration und zur Mächtigkeit dieser Methode. Es verwandelt auch jedes echte Problem in ein interessantes Puzzle.

Schritt zwei: Von „Lösung der Widersprüche“ zum „Erreichen von qualitativer Veränderung“

Der Geschlossene-Welt-Zustand befasst sich mit der Ähnlichkeit zwischen der Problemwelt und der Lösungswelt. Es ist also offensichtlich, dass wir ein anderes Prinzip benötigen; eines, das den Unterschied zwischen den beiden Welten feststellt. Die Idee der Lösung von Widersprüchen war ein guter Ausgangspunkt.

Altshuller größter Beitrag zur Wissenschaft der Erfindung, war meiner Meinung nach die Idee, dass innovative Lösungen Widersprüche überwinden (während Routinelösungen auf Kompromisse setzen). Gehen wir zurück zu dem Beispiel des Rohrs und der Metallkugeln, können wir den Widerspruch wie folgt analysieren: Die Erhöhung der Geschwindigkeit der Kugeln verbessert den Durchsatz des Systems und erhöht auch die Abnutzung der Anlage.

Von der Art wie TRIZ einen Widerspruch definiert, ist es leicht, einen zu identifizieren. Dabei erklärt TRIZ aber nicht, was bedeutet es, „einen Widerspruch zu lösen“. Ich habe zwar schon viele TRIZ-Beispiele gesehen, bei denen der Widerspruch sehr gut definiert wurde, aber die Lösungen scheinen diesen nicht wirklich zu überwinden. Angenommen, wir benutzen ein Rohr aus einem viel härteren Material, überwindet es den Widerspruch? Ein klarer Hinweis darauf, was es bedeutet, einen Widerspruch zu lösen ist wichtig, weil die Menschen es ansonsten benutzen, ihre alten Ideen zu rechtfertigen, anstatt TRIZ zu verwenden, um neue Ideen zu finden, (ich bin sicher, dass viele TRIZ-Lehrer genau wissen, was ich hier meine, ...)

Bei meiner Suche nach einem klaren Kriterium untersuchte ich noch einmal sorgfältig eine große Sammlung von erfinderischen Lösungen und entdeckte etwas Interessantes: In realen erfinderischen Lösungen gibt es eine Änderung in der Reaktion des Systems auf den Hauptproblemfaktor (der Hauptproblemfaktor ist eine Variable, die die Intensität des Problems bestimmt, z.B. ist die Geschwindigkeit der Kugeln der Hauptproblemfaktor im Rohrproblem). Bevor das Problem gelöst ist, steht der Hauptproblemfaktor direkt mit der Intensität der unerwünschten Wirkungen im Zusammenhang. Nachdem die Lösung gefunden wurde, hat der wichtigste Faktor, entweder keinen Einfluss oder sein Einfluss wird umgekehrt (sodass dieser Faktor tatsächlich die Situation verbessert). Das Ergebnis ist eine robuste Konstruktion unempfindlich gegenüber dem Wert des Hauptproblemfaktors.

Zum Beispiel hinsichtlich der Fallstudie der Metallkugeln nimmt das Problem der Beschädigung des Rohrs mit der Geschwindigkeit der Kugeln zu. In der Lösung (da es keinen direkten Kontakt zwischen Kugeln und Rohr gibt) gibt es den Schaden an der Leitung nicht mehr, um die Geschwindigkeit der Kugeln überhaupt in Zusammenhang zu bringen. (Siehe Abbildung 1).

Figure 1: Abbildung 1: Änderung des Systems in Abhängigkeit von Kugelgeschwindigkeit.

Dieser Befund wurde als ASITs Qualitatives Veränderungsprinzip verallgemeinert, das wie folgt definiert wurde: Suchen Sie nach Lösungen, bei denen der Einfluss des Hauptproblemfaktors entweder neutralisiert oder sogar umgekehrt wird. Dies ist ein gutes Kriterium, da es sehr einfach ist, um zu testen, ob eine bestimmte Lösung es erfüllt oder nicht.

Schritt drei: Von den 40 Prinzipien zu ASITs fünf Ideentriggern

Bis zu diesem Punkt haben wir die beiden ASIT-Regeln, die Geschlossene-Welt-Regel und die Qualitative Veränderungsregel gesehen. Diese Regeln sind sehr effektiv zum Filtern existierender Ideen, aber wir brauchen noch einen Mechanismus, um neue zu schaffen. Genauer gesagt, wir brauchen Werkzeuge, um uns dabei zu helfen, versteckte Möglichkeiten innerhalb der geschlossenen Welt zu identifizieren. Der Weg, um nach diesen Werkzeugen zu suchen, sind natürlich die 40 TRIZ-Prinzipien. Diese 40 Grundsätze sind TRIZs wichtigste operative Instrumente für die Entwicklung von Ideen. Es gibt jedoch einige offensichtliche Nachteile dieses Ansatzes:

    Die Grundsätze funktionieren nicht auf einer einheitlichen Abstraktionseben: Einige der Prinzipien sind sehr allgemein (z.B. Grundsatz 17 - Andere Dimension) und andere sind sehr problemspezifisch (z.B. Grundsatz 18 - Mechanische Vibration und dem Prinzip 29 - Pneumatik und Hydraulik).

    Die Häufigkeit der Verwendung ist nicht gleichmäßig: Einige der Prinzipien werden sehr oft (z.B. Grundsatz 17 - Andere Dimension) verwendet und einige selten (z.B. Prinzip 7 - Verschachtelte Puppe).

    Es gibt zu viele Prinzipien: Da 40 Prinzipien für den Problemlöser schwierig zu befolgen sind (weil es einfach zu viele sind), organisiert TRIZ die 40 Prinzipien in einer „Widerspruchmatrix“. Jede Art von Widerspruch, der durch die mit einbezogenen physikalischen Variablen erkannt wird, wird mit einem kleinen Satz von Prinzipien abgestimmt. Das Problem mit diesem (manchmal sehr mächtigen) Ansatz:

• Es ist zeitaufwendig, die Variablen zu identifizieren (führt zu Frustration, wenn eine Lösung nicht erreicht wird).
• Die Variablen sind sehr oft mit technischen Problemen verbunden (während TRIZ mächtig genug ist, um eine universelle Methode zur Problemlösung zu sein).
• Die Ausbildung erfordert das Trainieren an mehreren Aufgaben je Prinzip (z.B. die Lösung von 10 Problemen für jedes Prinzip), was praktisch nicht mit 40 Prinzipien erreicht werden kann.

Um die oben genannten Probleme zu lösen, wurden die 40 TRIZ-Prinzipien auf fünf ASIT-Ideentrigger reduziert, durch:

• Beseitigung von Prinzipien, die auch zu problemspezifisch sind,
• Beseitigung von Prinzipien, die nicht sehr oft verwendet werden und
• Gruppierung ähnlicher Prinzipien.

Das Ergebnis war die Identifizierung der folgenden fünf Ideenanregenden Werkzeuge:

• Unifikation: Lösen Sie das Problem durch die Zuweisung einer neuen Funktion an eine vorhandene Systemkomponente (das Rohr- und Metallkugelproblem wird durch Unifikation gelöst - die Kugeln bekommen eine neue, erweiterte Funktion, d.h. zum Schutz des Rohrs).
• Multiplikation: Lösen Sie ein Problem durch die Einführung einer leicht modifizierten Kopie eines vorhandenen Objekts in das aktuelle System.
• Division: Lösen Sie ein Problem, indem Sie ein Objekt aufgliedern und es in Teilen reorganisieren.
• Symmetrien brechen: Lösen Sie ein Problem, indem Sie eine symmetrische Situation in eine asymmetrische umwandeln.
• Subtraktion: Lösen Sie ein Problem durch das Entfernen eines Objekts aus dem System und ordnen Sie seine Wirkung einem anderen bestehenden Objekt zu.

Hier sind ein paar Beispiele dafür, wie ASIT-Techniken aus den 40 Grundsätzen gebildet wurden:

• Prinzip 3 - Lokale Qualität (z.B. ändern einer Objektstruktur von gleichmäßig zu ungleichmäßig), Prinzip 4 - Asymmetrie und Prinzip 17 - Andere Dimension, wurden unter ASITs Werkzeug „Symmetrien brechen“ zusammengefasst.
• Prinzip 15 - Dynamik wird unter ASIT durch Division und Symmetrien brechen erreicht.
• Prinzip 6 - Universalität (z.B. einen Teil oder ein Objekt dazu zu bringen, mehrere Funktionen zu erfüllen; Beseitigung der Notwendigkeit für andere Teile) wird durch die Verwendung der ASIT-Subtraktion und Unifikation, angewendet eins nach dem anderen, erreicht.
• Prinzip 7 - Verschachtelte Puppe, Prinzip 8 – Gegenmasse und Prinzip 14 – Kugelähnlichkeit wurden eliminiert, weil zu spezifisch.

Ein interessanter Aspekt, der fünf ASIT-Ideentrigger ist, dass jedes auf eine bestimmte mentale Blockade bezogen werden kann. Zum Beispiel hilft die Unifikationstechnik, funktionale Fixierungen zu überwinden, während die Divisionstechnik hilft, mit struktureller Fixierung umzugehen.

Anmerkung: Der nächste Artikel in dieser Ausgabe wird ausführliche Beispiele für den Einsatz der fünf Werkzeuge liefern.

Schritt vier: Die Beseitigung anderer TRIZ-Elemente

Neben der Widerspruchmatrix wurden die 40 Grundsätze und die idealen Endergebnisse in ASITs beiden Regeln (Geschlossene Welt und Qualitative Veränderung) und fünf Denkwerkzeuge (Unifikation, Multiplikation, Division, Symmetrie brechen und Subtraktion) umgewandelt. In TRIZ gibt es viele Elemente, die aus dem ASIT-System ausgeschlossen wurden.

Hier ist eine Liste von einigen von ihnen und eine Erklärung dafür, warum sie ausgeschlossen wurden:

Standardlösungen und physikalische Effekte

Eines der TRIZ-Werkzeuge ist eine Sammlung vorgefertigter, hoch-bereichsspezifischer Standardlösungen und physikalischer Effekte. Diese Sammlung stellt wertvolles Wissen dar und kann einem Ingenieur bei dem Versuch, schwierige Probleme zu lösen, auf jeden Fall helfen. Außerdem eignet sich eine Sammlung von Wissenseinheiten wie Standards und Auswirkungen gut zur Computerisierung, und in der Tat gibt es schon einige derartige Produkte (siehe zum Beispiel www.cobrain.com). Um ASIT als reines Denkwerkzeug (im Gegensatz zu Wissen) zu halten, wurden solche Elemente eliminiert.

Weiterentwicklung von Systemen

Dieses TRIZ-Werkzeug wird verwendet, um Prognosen über die zukünftige Entwicklung eines bestehenden Produktes zu machen. Eine der Anwendungen für diese Funktion ist es, neue Produkte zu erfinden. ASIT kann für denselben Zweck verwendet werden. Der dritte Artikel in dieser Ausgabe berichtet im Detail, wie ASIT verwendet werden kann, um neue Produkte zu erfinden.

Die Kleine-Mann-Methode

Der „kleine Mann“ ist ein TRIZ-Werkzeug, um Ideen auf einer abstrakten Ebene zu modellieren. Obwohl es sicherlich ein leistungsfähiges Konzept ist, ist es wieder einmal ein spezifischer Ansatz, der vor allem für Probleme in der physischen Welt, bei denen die Geometrie eine wichtige Rolle spielt, nützlich ist.

Zusammenfassung

Ich habe versucht, in diesem Artikel die wichtigsten Schritte zu zeigen, die TRIZ in ASIT überführt haben. Meine Motivation war, eine Methode zu entwickeln, die leichter zu erlernen und zu behalten ist (erreicht durch eine kleinere Anzahl von Regeln und Werkzeugen), universeller einsetzbar ist (erreicht durch das Weglassen von technik-spezifischen Werkzeugen) und den Problemlöser in ein wirklich erfinderisches Gerüst einzubinden (was durch das Geschlossene-Welt-Prinzip erreicht wird).

ASIT sollte eher als Ergänzung zu TRIZ, statt als Ersatz betrachtet werden. Manche Leute würden es einfacher finden, bei ihrer Problemlösungserfahrung mit ASIT zu beginnen und dann mit TRIZ fortzufahren, besonders wenn sie eher mechanische Problemarten behandeln. Andere Menschen beginnen mit TRIZ und stellen dann fest, dass ASIT sich besser für sie eignet. Nächsten Monat werde ich einige Beispiele und Fallstudien bringen, die die Anwendung der Ideentrigger der ASIT-Methode veranschaulichen werden.

Dr Roni Horowitz