ARIZ

Lös problem likt ett geni

TRIZ erbjuder steg för steg processer för att hjälpa dig att gå igenom de svåraste, komplexa problemen, förstå den nuvarande situationen med stor klarhet; Du identifierar snabbt och korrekt var grunden till problemet är och ser nya vägar framåt. TRIZ dämpar komplexitet och håller detaljerna på plats. ( https://en.wikipedia.org/wiki/TRIZ )

Ariz är en lösningssekvens som bygger på de kraftfullaste verktygen i TRIZ. Det är indelat i fyra steg. De först tre stegen är till för att skapa en förståelse av problemet, ta fram tidigare lyckade principlösningar och kartlägga vilka resurser som redan finns att tillgå. I steg 4 genereras lösningskoncept.

Metoden är relativt krävande men det skall inte ses som något hinder. Belöningen är lösningar med hög potential. Erfarenheten visar att även om stegen är stapplande inledningsvis så bearbetas problemet så att idéarbetet gynnas. Ge det tid så levererar ARIZ.

I detta dokument beskrivs stegen. Förklarande text och exempel har lagts till. Tanken är att denna sidan skall vara ett stöd vid eget arbete efter inledande kurs.

Har ni frågor så uppskattar vi om ni tar kontakt. Ring eller sänd ett mail. triz@join.se Kriser Uvnäs tel 0709-663311 Erik Sparre 0729-920920.

Innehåll

Del 1. Problemförståelse.

1.1 Formulera primärfunktionen, PF.
1.2 Identifiera huvudkomponenter i systemet, ”main components” (MC)
1.3 Välj komponenter i konflikt
1.4 Formulera systemkonflikter, SC.
Exempel: Separator

Del 2. Framtagning av principlösningar och formulering av mini-problem.

2.1 Ingår ett AT i SC?
2.2 Formulera intensifierade systemkonflikter, ISC.
2.3 Välj en ISC.
2.4 Utför Su-Field-analys av den valda ISC.
2.5 Formulera ett mini-problem.
Exempel: Separator

Del 2-1. Analys av systemkonflikt och formulering av mini-problem.

2.2-1 Eliminera AT.
2.3-1 Formulera SC-3.
2.4-1 Utför en sufieldanalys av SC-3.
2.5-1 Formulera ett mini-problem.
Exempel: Separator

Del 3. Analys av tillgängliga resurser

3.1 Ange den specifika domänen, (CD ”Conflict Domain”)
3.2 specificera driftstiden, (OT ”Operating Time”)
3.3 Identifiera substans och fält resurser
Exempel: Separator

Del 4 Utveckling av konceptuella lösningar.

4.1 Välj en X-resurs för modifiering.
4.2 Formulera ett ideal slutresultat (IFR) för den valda resursen.
Exempel: Separator
4.3 Formulera ett fysiskt motsägelsemakro.
4.4 Lös den fysiska motsättningen i makroskala.
Exempel: Separator
4.5 Formulera en fysisk motsägelse i mikroskala.
4.6 Lös den fysiska motsättningen i mikroskala.
4.7 Om miniproblemet inte har lösts.

Del 4-1. Utveckling av konceptuell lösning.

4.1-1 Välj en X-resurs för modifiering.
4.2-1 Formulera IFR för den valda resursen.
4.3-1 Formulera en fysisk motsägelse makro.
4.4-1 Lösa det fysiska motsättning i makroskala.
4.5-1 Formulera en fysisk motsägelse mikro.
4.6-1 Lös den fysiska motsättningen i mikroskala.
4.7-1 Om mini-problemet inte har lösts.
Exempel: Separator

Del 1. Problemförståelse

1.1 Formulera den primära funktionen, PF

Varför finns systemet. Vilken funktion utförs utifrån sett?

Rekommendation 1: undvik professionell/teknisk jargong och branschuttryck när du beskriver funktioner, komponenter och deras handlingar.

1.2 Identifiera huvudkomponenter i systemet, ”main components” (MC)

Detta görs grafiskt eller med en lista. Som grafisk metod kan systemkonfliktsdiagram användas som beskrivs under punkt 1:4. Då görs punkt 1:2 tom 1.4 i detta diagram. Komponenterna rangordnas efter deras betydelse för huvudfunktionen enligt följande indelning.

Objekt (O ”Object”) är den komponent vars funktionens mål är att påverka.
Huvudverktyg (MT ”Main Tool”)är den komponenten som används som verktyg för den aktuella påverkan.
Hjälpverktyg (AT ”Auxillary Tool”)är ett verktyg som agerar som stödfunktion
Miljökomponenter (EE ”Environmental Elements”)

1.3 Välj komponenter i konflikt

Välj två komponenter som är associerade med användbar och skadlig inverkan.
Regel 1: Om ett huvudverktyg saknas, komplettera enligt standarder grupp 1.
Grupp 1 syftar på Class 1 av 76 standardlösningar. Se vidare i lämplig litteratur som tex Innovation on Demand av Victor Fey och Eugene Rivin.

Det krävs ett verktyg som påverkar ett objekt för att få ett system. Om en ren stål-båt sjösätts så kommer den att rosta. Det finns ingen komponent (verktyg) i systemet som förhindrar korrosion. Då krävs det att systemet kompletteras med ett verktyg som förhindrar korrosion. Detta är en typ av komplettering som åsyftas Regel 1 och görs enligt standarder Class 1.

Regel 2: Om det finns mer än ett par identiska konflikter analysera bara en.
Regel 3: Om det finns mer än ett hjälpverktyg (AT), rangordna dem som aktivering, förbättring, korrigering och mätning.

1.4 Formulera systemkonflikter, SC

(a) Bygg systemkonfliktdiagram. Omfattningen av diagrammet kan vara alt från de två komponenter i konflikt till merparten av systemets. Diagrammet hjälper att få en bild av de olika komponenternas inverkan och där med en hjälp att se var problemet kan lösas. Det är möjligt att det krävs flera åtgärder för att lösa problemet och då blir det lättare att se var åtgärder krävs.  Det är även ett bra sätt att i grupp få en gemensam förståelse av systemet.

(b) Formulera systemkonflikt SC-1 och SC-2

Syftet med denna fas är att finna de parametrar som påverka funktionerna mellan komponenterna. Detta görs genom att systemet beskrivs i två varianter med motsatt fysiskt tillstånd av den aktuella parametern och hur de påverkar systemet. Stor yta – liten yta, hög temperatur – låg temperatur, hög hastighet – låg hastighet, hög värmeledning- låg värmeledning. På detta sätt tvingas man att tänka igenom vilka parametrar som påverkar. Finner vi en parameter som löser problemet utan att ge andra nackdelar så har man en möjlig lösning. Det kan däremot var god ide att gå vidare för att se om bättre lösningar kan tas fram.

Regel 4 Systemkonflikter formuleras genom att använda substantiv för komponenter och verb för effekter utförda av komponenterna. Detta för att inte begränsa tanken.
Regel 5: Systemkonflikter formuleras för fysiska enheter (dvs ämnen och energifält, inte för parametrar).
Regel 6: Systemkonflikter formuleras med avseende på motsatta fysiska tillstånd av huvud- och / eller hjälpverktyg.

Exempel: Separator

Som exempel tas en separator som bygger på en princip där en stående våg skapas i en kammare med vätska och partiklar. Tryckgradienterna i kammaren separerar i det här fallet fett från vatten.

1:1 Primärfunktionen är att separera vatten och fett.

1:2 Systemets olika komponenter kartläggs. Detta kan göras grafiskt eller med en lista.
1:3 Komponenter i konflikt väljs Fat (fett) och Separation cavity (kammaren). Fettet fastnar på kammarens vägg. Detta är fenomenet som ger problem i systemet.

1.4 (a) Formulera systemkonflikter, SC


1.4 (b) Formulera systemkonflikt SC-1 och SC-2
Storleken på kammaren påverkar flödeshastigheten som i sin tur påverkar fettets möjlighet att fästa. Liten kammare ger för kort vistelsetid i kammaren så separation hinner inte ske.

Fortsätt till Del 2 steg 2.1

Del 2. Framtagning av principlösningar och formulering av mini-problem

2.1 Ingår ett AT i SC?

Om ja, gå till Del 2-1, Steg 2.2-1. Om nej, gå till Steg 2.2

2.2 Formulera intensifierade systemkonflikter, ISC

Stärk systemkonflikten.  a) Formulera ISC, ISC-1 och ISC-2, genom att visa extrema tillstånd (handlingar, tillstånd) av de involverade komponenterna.
Syftet är att förtydliga problemet och att inte frestas att göra en kompromiss. Metoden arbetar aktivt mot kompromisser och gynnar lösningar där konflikter löses upp.

2.3 Välj en ISC

Välj en ISC för vidare analys
Regel 7: Välj en ISC, som bättre uppfyller PF (primärfunktionen).
Regel 8: Om båda ISC:erna resulterar att PF inte utförs, och det övergripande systemet inte heller kan utföra dess PF, välj en ISC (eller formulera en ny ISC-3) som är associerad med ett frånvarande huvudverktyg.
Not: I klarspråk säjer detta att om det verktyg som är valt sedan tidigare inte utför funktionen så skall ett nytt verktyg sökas.

2.4 Utför Su-Field-analys av den valda ISC

Bygg en Su-Field-modell som representerar den valda ISC.
Identitet en standard som kan användas för att lösa ISC.

Su-Field-analys

Grundtanken är att vart problem, var funktion kan brytas ner till ett minimalt tekniskt system som består av två substanser/saker och minst ett energifält som påverkar dessa. Energifält kan tex vara mekaniska (gravitation, tryck, friktion, acceleration….), termiska, optiska, magnetiska, kemiska eller elektriska.
Metododen förenklar bilden och ger möjlighet att applicera så kallade ”standardlösningar”, dvs tidigare lyckade lösningsprinciper.
Nedan visas två exempel. Första exemplet beskriver hur ett konfliktdiagram (slå in en spik) överförts till ett Su-Field-modell. Exempel två , hur man kan lösa problemet med att kavla deg som vill fastna på kaveln.

2.5 Formulera ett mini-problem

Ange åtgärder av en resurs X som kan lösa den valda ISC (punkt 2.2).
Detta kan formuleras enligt följande.
Det är nödvändigt att hitta en resurs X som skulle bevara (ange användbar åtgärd, UA ”Useful Action”), samtidigt som man eliminerar eller neutraliserar (specificera skadliga åtgärder, HA ”Harmful Action).

Exempel: Separator

Kammaren betraktas som Hjälpverktyg (AT) vilket innebär att analysen fortsätter på steg 2.2-1. Men för att brädda och lösningsbasen går vi även igenom Del 2.

2.2 Formulera intensifierade systemkonflikter, ISC
2.3 Välj en ISC
ISC1 väljs då den ger separation. Det är däremot av intresse att hög flödeshastighet löser problemet. De kan alltså användas på ställen där inte separation sker.

2.4 Utför Su-Field-analys av den valda ISC.

Grupp 1.2 Breaking harmful actions
1.2.1 Something new in between (S3)
1.2.2 Put modified S1 or S2 in between.

2.5 Formulera ett mini-problem
Det är nödvändigt att hitta en resurs X som bevara mekaniska kraften som innesluter, samtidigt som den eliminerar eller neutraliserar fettets addition.


1.2.3 Sacrifice a cheap substance.

2.5 Formulera ett mini-problem
Det är nödvändigt att hitta en resurs X som bevara mekaniska kraften som innesluter, samtidigt som den eliminerar eller neutraliserar fettets addition.

1.2.4 Add a new field.

2.5 Formulera ett mini-problem
Det är nödvändigt att hitta en resurs X som bevara mekaniska kraften som innesluter, samtidigt som den eliminerar eller neutraliserar fettets addition.

Fortsätt till Del 3, Steg 3.1.

Del 2-1. Analys av systemkonflikt och formulering av mini-problem

2.2-1 Eliminera AT

Rekommendation 2: Hjälpverktygen kan rangordnas ut efter hur stor inverkan de har.  Den föredragna ordningen för eliminering av AT: s: Förbättrande, korrigerande och mätande, möjliggörande.

TRIZ som metod strävar efter att nå förenklade lösningar och ta steg framåt. En väg till det är att ifrågasätta tidigare val och se om det finns bättre vägar. Att ta bort komponenter som gör nytta i systemet och till synes är en förutsättning för funktion kan kännas fel men funktioner kan ofta flyttas till andra komponenter eller så är funktionen vid en djupare analys inte nödvändiga.

2.3-1 Formulera SC-3

Formulera en ny SC-3 enligt mönstret: ”Om hjälpverktyget (AT) är frånvarande, då (ange HA ”Harmful Action”) försvinner, men (ange UA ”Useful Action”, som utförs av nuvarande AT) försvinner också.”

2.4-1 Utför en sufieldanalys av SC-3

Bygg en Su-Field-modell som representerar den valda SC-3.
Identifiera en standard som kan användas för att lösa SC-3.
Se förklaring under rubrik 2.4.

2.5-1 Formulera ett mini-problem

Ange åtgärder av en resurs X som kan lösa IC-3.
Specificera åtgärder för en resurs X som kan lösa SC-3.
Det är nödvändigt att hitta en resurs X som tillhandahåller (ange UA för frånvarande AT) utan att hindra prestandan av PF (Primary Function)

Exempel: Separator

2.3-1 Formulera SC-3
Om kammaren saknas så fäster inte fettet men emulsionen innesluts ej samt flyttas ej (separeras).

2.4-1 Vattnet och fettet slås samman till en komponent emulsion, för att förenkla bilden. Modellen kompletteras enligt standard 1.1.1 nedan.

2.5-1 Det är nödvändigt att hitta en resurs X (S2) som innesluter och inter hindrar separationen (UA), samtidigt som den eliminerar eller neutraliserar fettets förmåga att fästa (HA).

Fortsätt till Del 3, Steg 3.1.

Del 3. Analys av tillgängliga resurser

3.1 Ange den specifika domänen, (CD ”Conflict Domain”)

Definiera det utrymme inom vilket konflikten äger rum. Ofta är den mer begränsad än vad man först antar så det är bra att tänka igenom den. Det kan även variera beroende på förändringar i lösningen.

3.2 specificera driftstiden, (OT ”Operating Time”)

Definiera den tidsperiod inom vilken systemkonflikten ska övervinnas.
Pre-konflikt Tid T1.
Konflikt Tid T2.
Post-konflikt Tid T3.

3.3 Identifiera substans och fält-resurser

Resurser i CD.
(a) Huvudverktygets substanser.
(b) Huvudverktygets energifält.
(c) Objektets substanser.
(d) Objektets energifält. 

Miljöresurser.
(e) Ämnen i miljön.
(f) Energifält i miljön. 

Resurser av det övergripande systemet.
(g) Substanser i det övergripande systemet.
(h) Energifält i det övergripande systemet.

Exempel: Separator

3.X

 

Fortsätt till Del 4, Steg 4.1.
Om frånvarande av AT (Steg 2.1-1 -2.4-1). Gå till del 4-1, steg 4.1-1

Del 4 Utveckling av konceptuella lösningar.

4.1 Välj en X-resurs för modifiering

Välj en av resurserna från steg 3.3 för modifiering
Regeln 9. Välj resurser i CD först.
Rekommendation 3: Den föredragna sekvensen av resursmodifiering.
(1) Modifiering av ett verktyg
(2) Modifiering av miljön
(3) Modifiering av objektet på CD
(4) Modifiering av det övergripande systemet.

4.2 Formulera ett ideal slutresultat (IFR) för den valda resursen.

IFR kan formuleras enligt följande.
Den valda resursen X tillhandahåller (använd UA från steg 2.5) under OT i CD, samtidigt som den elimineras eller neutraliserar (använd HA från steg 2.5)
Om den inte kan göra det som den är, kan den då modifieras så att den löser problemet?
(b)  Undersöka möjligheten att genomföra IFR, om det är möjligt att formulera en konceptuell lösning, annars gå till steg 4.3

Exempel: Separator

Som standardlösning testas först 1.2.2 Put modified S1 or S2 in between

4.1 Välj en X-resurs för modifiering:   Vatten
4.2 Formulera ett ideal slutresultat (IFR) för den valda resursen.

Miniproblemet som formulerades i punkt 2.5
Det är nödvändigt att hitta en resurs X som bevara mekaniska kraften som innesluter, samtidigt som den eliminerar eller neutraliserar fettets addition.

Kan vatten som substans S3 bibehålla systemets förmåga separera, under OT (operating time) i CD (conflict domain) samtidigt som det hindrar eller neutraliserar fettets förmåga att fästa under OT i CD.
Om vattnet inte kan det som den är, kan det modifieras så att det löser problemet?

Konceptuell lösning där fettet i konflikt-zonen samlas i mitten i stället vilket innebär att vattnet ligger mellan och hindrar fettet att fästa i den kritiska zonen (CD).

Med standard lösning 1.2.4 Add a new field.

Val av resurs: fett S1

Kan fett påverkas med ett fält så att det bibehåler systemets förmåga att separera, under OT (operating time) i CD (conflict domain), samtidigt som det hindrar eller neutraliserar fettets förmåga att fästa under OT i CD.

Fettet kan det inte ha som det är utan det måsta modifieras.
Möjliga modifieringar. Kemiskt, termiskt, hastighet….

Om fettet modifieras med ett termiskt fält kan systemets förmåga att separera bibehållas samtidigt det hindrar eller neutraliserar fettets förmåga att fästa.
Det går att att söka efter fält som ändrar parametrar bland annat på denna sidan. http://wbam2244.dns-systems.net//EDB_Welcome.php. Nedan är en sökning efter vilka sätt det finns att ändra viskositet. Nu är det inte korrekt parameter men det finns ett samband mellan fettets förmåga att fästa och viskositet. Heating är ett fält som påverkar. Om fettet kyls så minskar dess förmåga att fästa. Det innebär att en lösning kan var att sänka temperaturen.

Figur 1 http://wbam2244.dns-systems.net//EDB_Welcome.php

Kommentar
På detta sätt arbetar man vidare med de olika standardlösningerna som togs fram i del 2 och skapar koncept.

Tack vare att det utgår ifrån kärnan i problemet, i kombination med att i första hand använda befintliga komponenter är sannolikheten hög att det kommer fram lösningar med riktigt hög potential både ekonomiskt och funktionsmässigt.

4.3 Formulera ett fysiskt motsägelsemakro

För att tillhandahålla UA måste den valda X-resursen ha (specificera en makroegenskap P) i CD och under OT.
För att eliminera HA måste den valda X-resursen ha (specificera en motsatt makroegenskaper -P) i CD och under OT.
Regel 10: Om en makromotsägelse inte kan formuleras, gå tillbaka till steg 4.1 och välj en annan resurs. Upprepa steg 4.2-4.3 för den resursen.
Not: Om inte motsägelsen kan formuleras så har resursen inte förmåga att påverka problemet. Där av söks ny resurs.

4.4 Lös den fysiska motsättningen i makroskala

Använd separationsprinciperna individuellt eller i kombination.

Separations principer

Figur 2 Separations principer

De 40 principerna är en källa som lösning av konflikter. Se tabell nedan. Till hjälp kan även fysiska effekter användas http://wbam2244.dns-systems.net//EDB_Welcome.php

Figur 3 40 principer och separations principer.

 

Länk till 40 principer
htps://triz-journal.co/40-inventive-principles-examples/

Exempel: Separator

Söker lösning genom att lösa fysisk konflikt.
Som standardlösning testas. Lite modifierad då S1 representerar den icke separerade blandningen av fett och vatten (emulsionen).

Med standard lösning 1.2.4 Add a new field.

4.1 Val av resurs: fett och vatten S1
4.3 Formulera ett fysiskt motsägelsemakro

För att tillhandahålla separation måste S1 ha en låg flödeshastighet så att separationen hinner nå godtagbar nivå i CD under OT.
För att eliminera att fettet fäster på kammaren måste den S1 hög gastighet i CD under OT.

4.4 Lös den fysiska motsättningen i makro-skala

Använd separationsprinciperna Figur 2 Separations principer individuellt eller i kombination. 
Princip: Separation i rummet
Om hastigheten är hög närmst kammaren medans den är låg för övrigt så får vi både separation och en begränsning av fettets förmåga att fästa. Fältet blir då ett mekaniskt fält som åstadkommer den förhöjda hastigheten vid väggen.

Det går även att lösa genom att fältet appliceras på kammaren. Då skulle kammaren kunna ha en omväxlande upp och neråt gående rörelse vilket resulterar i att den relativa rörelsen mellan kammare och fettet höjs.

Med hjälp av seperationsprinciperna går det att åstadkommer till synes icke förenliga krav. Hög och låg hastighet, svart och vit, gas och inte gas……
Finner man en konflikt analysen så kan det finnas en lösning med riktigt hög potential. Vi har i alla fall vid två tillfällen gått runt en konflikt och där med lyft projekten till en helt ny nivå med stora konkurrensfördelar.

4.5 Formulera en fysisk motsägelse i mikroskala

För att ha mikroegenskaper P måste den valda resursen bestå av partiklar med egenskap (specificera egenskap P).
För att ha mikroegenskap -P måste den valda resursen bestå av partiklar med egenskap (specificera egenskap -P).

4.6 Lös den fysiska motsättningen i mikroskala

Använd separationsprinciperna enligt steg 4.4.

4.7 Om miniproblemet inte har lösts

Välj en annan resurs (Steg 4.1) och upprepa steg 4.2 till 4.6.
Kontrollera formuleringen av mini-problemet i steg 2.5. Det kan vara ett kluster av två eller flera olika problem.
Efter att ha utfört ovanstående två steg har mini-problemet fortfarande inte lösts, välj en annan ISC.

Del 4-1. Utveckling av konceptuell lösning

4.1-1 Välj en X-resurs för modifiering

Välj en av resurserna från Steg 3.3.

Regel 11: Välj resurser på CD: n först.
Rekommendation 3: Den föredragna sekvensen av resursmodifiering

(5) Modifiering av ett verktyg
(6) Modifiering av miljön
(7) Ändring av ett objekt i CD
(8) Modifikation av det övergripande systemet.

4.2-1 Formulera IFR för den valda resursen

IFR kan formuleras som följer.

(a) Den valda resursen tillhandahåller (använd UA för frånvarande AT från steg 2.4-1), under OT i CD, samtidigt som det inte hindrar prestanda för PF (Primary Function) i konfliktzonen under konflikt tiden. Om den inte kan göra det som den är, kan den modifieras så att den löser problemet?
(b) Undersöka möjligheten att genomföra IFR, om det är möjligt att formulera en konceptuell lösning, om inte, gå till steg 4.3.

4.3-1 Formulera en fysisk motsägelse makro

För att tillhandahålla UA måste den valda resursen X ha (specificera en makroegenskap P) i CD och under OT.
För att eliminera HA måste den valda resursen X ha egenskapen (ange en motsatt makroegenskap -P) i CD och under OT.

Regel 12: Om ett fysiskt motsägelsesmakro inte kan formuleras, återgå till Steg 4.1-1 och välj en annan resurs. Upprepa steg 4.2-1-4.3-1 för den resursen.

4.4-1 Lösa det fysiska motsättningen i makroskala

Använd separationsprinciperna individuellt eller i kombination. Beskrivna under punkt 4.4

4.5-1 Formulera en fysisk motsägelse mikro

För att tillhandahålla UA måste den valda resursen ha (specificera. För att eliminera HA måste den valda resursen ha en mikroegenskap P) i CD och under OT.
För att eliminera HA måste den valda resursen ha egenskapen (ange en motsatt mikroegenskap -P) i CD och under OT.

4.6-1 Lös den fysiska motsättningen i mikroskala

Använd separationsprinciperna individuellt eller i kombination. Beskrivna under punkt 4.4

4.7-1 Om mini-problemet inte har lösts

Undersök följande möjligheter.
Välj en annan resurs (Steg 4.1-1) och upprepa steg 4.2-1 till 4.6-1.
Kontrollera formuleringen av mini-problemet i steg 2.4-l: det kan vara ett kluster av två eller flera olika problem.

Återgå till steg 2.2, återställ AT och fortsätt analysen.

Exempel: Separator

4.1-1 Välj en X-resurs för modifiering:                   Luft
4.2.1 Formulera IFR för den valda resursen

Luft innesluter, under OT i CD, samtidigt som det inte hindrar separationen i konfliktzonen under konflikttiden.
Om luften inte kan göra det, som den är, kan den modifieras så att den gör det?
(b) Undersöka möjligheten att genomföra IFR, om det är möjligt att formulera en konceptuell lösning, om inte, gå till steg 4.3. (4.3-1 och 4.4-1 behandlas i 4.3 och 4.4)