JOIN

Med innovationsmetoden TRIZ är det enkelt att åtminstone fördubbla sin förmåga att lösa svåra problem med små medel. För att slipa på min egen förmåga, så brukar jag försöka leta upp små vardagsproblem att lösa. Det ska erkännas, ibland är det rena I-landsproblem, men det blir ändå en nyttig övning för mig, och varje framgång stärker min övertygelse om värdet av TRIZ.

På jobbet har vi nyligen införskaffat en kaffemaskin. Den gamla hade givit upp, och efter några misslyckade försök till reparation så rusade vi iväg till affären och skaffade en ny skinande modell. Det vi inte visste då var att modellen hade en irriterande ovana. Fast vattenbehållaren blivit tom, så envisas den med att försöka brygga en kopp kaffe ända fram tills den blir tvungen att ge upp. Den maler bönor, packar kaffet och påbörjar bryggning för att till sist inse att vattnet är slut, varpå den dumpar kaffet och tänder varningslampan för vattennivån. Den måste vara feltänkt på ritbordet, såvida det inte är vårt exemplar som är unikt. Det mest logiska i det här läget vore att ringa supporten och ev. skicka in maskinen för reparation. Men… nu vill jag ändå testa om det går att lösa eller kringgå problemet med TRIZ. Ett I-landsproblem alltså.

Utmaningen blev att försöka lösa problemet så enkelt och innovativt som möjligt med hjälp av TRIZ. Framförallt ville jag uppnå låg kostnad, låg komplexitet och minimalt arbete för att införa och använda lösningen.

Steg ett är att identifiera önskad funktion och egenskaper. Jag ser behovet av att tillräcklig mängd vatten finns tillgänglig för bryggning i det ögonblick man trycker på brygg-knappen. Det blir alltså min primära funktion för delsystemet. Med andra ord: Vattnet är aldrig slut i bryggsituationen.

Till saken hör att jag inte vill lägga hela ansvaret på kaffedrickaren att tex. alltid kontrollera vattennivån före varje bryggning. Det vore ju ”fusk”. Lösningen skall hjälpa användaren, inte ställa nya krav på henne.

Man skulle så klart kunna rusa iväg och utforma listiga, automatiska påfyllningsmekanismer för vattenbehållaren. En enkel variant vore att ha en större behållare någonstans i närheten som kommunicerar med den ordinarie vattenbehållare, tex. via en hävert. Då skulle vi öka kapaciteten, men också riskera unket vatten. Alternativt kan man koppla in sig på vattenledningen. Men jag ville absolut ha en så enkel och billig lösning som möjligt.

Nästa steg blir att identifiera viktiga systemdelar samt andra ”resurser” som finns att tillgå i det befintliga systemet. De viktigaste delarna i detta fallet är:

• Bryggaren (hela)
• Kaffet: bönor samt det malda vid bryggningen
• Vattnet
• Vattenbehållaren, med handtag och lock
• Spillbricka och magasin för kafferester
• Olika sensorer som finns i bryggaren
• Knapp för bryggning
• Signallampor
• Styrsystemet i kaffebryggaren
• El

Dessutom finns några ”externa” gratis-resurser som ev. kan komma till nytta:

• Användaren, dvs kaffedrickaren
• Gravitationen
• Ljus (belysningen)
• Luft
• Köket med delar som diskbänk, vattenkran, vask mm.

Nästa fråga är: ”Vilka förbättringar vill vi uppnå och finns det konflikter i systemet som hindrar oss att nå flera av dessa samtidigt?” Vad hindrar oss egentligen från att ha perfekt funktion, dvs ständig tillgång på vatten?

Ja, en av dem har vi nämnt redan. En jättestor behållare  minskar behovet av påfyllningar, men ger också med tiden unket vatten. Alltså är det önskvärt med ”just-in-time”-påfyllningar. Perfekt vore det om vattnet påfylldes kontinuerligt precis i bryggögonblicket. Då får vi dock en annan konflikt: Vattnet måste i så fall värmas oändligt fort.

Om vi snabbt ger oss på dessa konflikter riskerar vi att snabbt snöa in på tekniskt avancerade lösningar, som automatiska vattenpåfyllningssystem och supervärmare, men TRIZ kan också vägleda oss in på billigare, enklare lösningar. Låt oss titta på det.

Vi börjar med en system-modell som beskriver hur systemets väsentliga delar interagerar med varandra. Streckade linjer indikerar en svag påverkan som vi vill stärka, medan vågiga linjer indikerar en negativ eller skadlig påverkan som vi vill undvika.

Här kan vi direkt se några intressanta saker. Först och främst finns det ett grundläggande problem med styrsystemet som antagligen inte lyckas känna av låg vattennivå, blockera bryggning och tända varningslampan. Om bryggaren fungerat som den borde, så var problemet i stort sett löst.

Det andra intressanta är att visserligen tar värmepatronen i efterhand död på de flesta bakterier, även när vattnet hunnit bli riktigt unket. Samtidigt vore det enkelt att minska bakteriehalten genom att undvika uppvärmning av vattenmagasinet (värmeisolering) eller möjligen genom att behandla vattnet med tex syre och UV-ljus. Båda lösningarna skulle medge större vattenmagasin utan unket vatten.

Det tredje är att efterrsom styrsystemet antagligen inte detekterar låg vattennivå så tänds inte varningslampan, alltså informeras inte användaren i tid. Därmed blir användarens förmåga att hämta kranvatten i tid svag.

Låt oss titta lite på det första problemet – sensor och styrsystem. Jag gjorde några tester för att se om det gick att förbättra bryggarens förmåga att detektera låg vattennivå, tex. genom att luta bryggaren åt olika håll (förändrar nivåer och tryck mot sensor). Det hjälpte inte. Kanske har sensorn pajat helt. Jag gav snabbt upp det spåret, kanske för snabbt, men låt oss fortsätta.

Enligt TRIZ-metodiken är det dags att titta på möjligheterna till att trimma systemet, te.x. genom att låta befintiliga, väsentliga delar/resurser i systemet utföra funktioner som just nu utförs av specialiserade komponenter. Till exempel skulle vi kunna ta bort en vattenpump genom att låta gravitationen trycka fram vattnet. I det här fallet krävs minst 15 bar, så det blir en väldigt hög vattenbehållare. En annan tanke vore att kombinera vattenbehållare och värmepatron så att hela vattenmängden hålls upphettad. Därmed försvinner bakterieproblemet.

I det här stadiet bestämde jag mig för att hoppa över trimmning, eftersom eventuella lösningar skulle kräva omfattande förändringar av bryggaren. I stället gick jag vidare till att försöka förstärka de svaga funktionerna och eliminera de skadliga/negativa interaktionerna.

I TRIZ finns 86 st rekommenderade sätt att modifiera systemmodeller (”Substance-Field”-modeller). Dessa har historiskt sett lett till innovativa lösningar i andra sammanhang. Man förstår sanbbt att det blir enormt många möjliga kombinationer även för en så pass enkel modell som vi jobbar med här. Som tur är har de indelats i undergrupper så att vi bara behöver titta på en mindre andel för varje typ av problem.

Det andra problemet – stort magasin men ändå fräscht vatten, känns lösbart. TRIZ rekommenderar att vi tittar på lösningsprinciper för att eliminera dåliga/skadliga samspel mellan systemdelar. Bland annat rekommenderas vi att fundera på om det kan hjälpa att introducera en billig (helst gratis) substans mellan två delar för att bryta det skadliga samspelet. I vårt fall kan vi till exempel introducera luft mellan rumsluften och vattenbehållaren, dvs isolering. Då bryter vi uppvärmningskedjan som i sin tur möjliggör bakterietillväxt.

En vanlig termos med sughävert kan till exempel placeras intill vattenmagasinet. En ännu enklare lösning är att fylla en termos eller flaska och placera den upp-och-ned med mynningen under vattenytan i behållaren. Så här:

Det är enkelt, men det blir lite pilligt att ladda systemen. Dessutom eliminerar vi inte det ursprungliga problemet helt, det kommer bara mer sällan.

En annan rekommenderad lösningsprincip är att införa additiv till någon existerande substans i systemet, eventuellt i form av en modifiering av en redan existerande substans (exempel: vatten/is/ånga). Ett exempel i detta fallet vore att införa en godartad bakterie som konkurrerar ut de skadliga. Ett annat vore att klorera eller salta vattnet, men det har såklart andra nackdelar. Kaffe har ju bakteriedödande egenskaper, kanske en skvätt kaffesump i vattnet skulle hjälpa? Trist för thé-drickaren förstås.

Ytterligare en rekommenderad lösningsprincip är att lägga till en ny kraft som blockerar den skadliga inverkan av värmetransporten mellan behållare och vatten, samtidigt som vi behåller den ”goda” aspekten att behållaren håller vattnet på plats med mekanisk kraft. Kanske skulle vi aktivt kyla behållaren?

Det tredje problemet – att informera användaren i tid, kräver lite eftertanke. Om nu inte signallampan kan tändas av styrsystemet, kan i så fall något annat tända den? Kan kanske något annat än signallampan kan göra användaren uppmärksam på den låga vattennivån?

Dags att titta på tillgängliga resurser. Kan någon av dem självt, utan nackdelar, påverka styrsystemet eller helt ersätta lampans funktion?

Jag fastnar själv direkt för vattnet, eller snarare vattenytan. Kan vattnet själv signalera till användaren? Inte som det är just nu i alla fall. Vattenbehållaren sitter på sidan av maskinen och är inte omedelbart synlig för användaren. En lösning måste direkt eller indirekt göra ytan så synlig att användaren reagerar vid rätt tillfällen.

Innan vi fortsätter på det spåret, så har jag noterat att bryggaren själv gör det tydligt att vattnet är lågt medan den brygger. Ljudet ändras markant när pumpen går tom, och i teorin har man någon sekund på sig att rätta till situationen. En snabbt aktiverad ”reservtank” hade kunnat lösa problemet. Bryggaren skulle t.ex. kunna luta en aning så att den suger luft innan vattenbehållaren är helt tom. Om man snabbt tar bort lutningen så kan resten av vattnet rinna ned och rädda koppen.

Tillbaks till vattenytans synlighet. TRIZ rekommenderar ett antal metoder för att lösa problem kring detektion och mätning. Bland annat rekommenderas att arbets med en kopia eller en avbild av orginalet. I detta fallet skulle en spegel eller en kommunicerande slang från bryggaren kunna visa upp vattenytan för användaren.

En annan rekommenderad princip är att arbeta med ett additiv som tillsätts det system vi vill detektera/mäta. Vi skulle kunna exempelvis kunna sätta färg på vattnet för att göra det mer synligt.

Jag hade tidigare funderat lite på olika sätt att direkt eller indirekt visa vattenytans läge med flöten, hävstänger, och visare som skulle kunna synas bra. Det kändes ändå för komplicerat, så efterhand kom jag fram till att vi kan vända bryggaren så att användaren alltid närmar sig den från sidan. Då syns behållaren och vattenytan. För att förstärka synligheten av vattenytan har jag tänkt mig att lägga i ett flöte samt att ev. maska av behållaren så att man inte ser flötet förrän nivån sjunkit tillräckligt. Kanske kan jag istället forma flötet så att det vänder på sig när det når botten, och därmed tydligt blir synligt?

Av en händelse upptäckte jag att den upp-och-nedvända flaskan vi provade med (se bilden), välte när den blivit helt tom. Först såg jag det som ett problem, men snart kom jag på att det kan vändas till en fördel. När flaskan välter är det dags att fylla på mer vatten.

TRIZ-tänkaren funderar då direkt: ”Vilken befintlig del av systemet skulle istället kunna utföra denna funktion?”. Det gav mig ytterligare en ny idé: går det att få hela bryggaren att ”välta” (tippa lite grand) när behållaren är tom? Kanske. Problemet är då att kaffebönorna i magasinet också varierar i mängd, och därmed påverkar balansen. Dessutom spelar muggen/koppen också roll. Det måste ändå testas! Om det funkar är det en lösning i sann TRIZ-anda. Klart elegantast!

Jo, det fungerade, om än inte helt perfekt i alla situationer.

Summa summarum:

• Alternativ 1: Balansera hela bryggaren på ett underlag som gör att den tippar omkull en aning när mängden vatten blivit för liten. Klart enklast och rätt så elegant. Låg kostnad, låg komplexitet och minimalt arbete för att införa och använda lösningen.
• Alternativ 2: Vänd på bryggaren så att vattenbehållaren blir synlig, lägg i ett flöte i vattenbehållaren. Maska eventuellt av övre delen av behållaren för att dölja flötet.
• Alternativ 3: Ställ in liten behållare med vatten upp och ned med mynningen i vattenbehållaren och se till att den välter när den väl blir tom. Det blir signalen till användaren att fylla på.

Vad lärde vi oss av detta? Jo, visserligen var det bara ett I-landsproblem som löstes, men det illustrerar ändå kraften i TRIZ. Genom att följa metodiken gräver en individ snabbt fram en rad möjliga lösningar som en grupp-brainstorming knappast lyckas med på samma tid. Den slutgiltiga lösningen blir dessutom förvånansvärt enkel.

Lösningen hittades genom en kombination av metodiskt sökande och tillfälligheter/spontana idéer. TRIZ ger mig fokusering på rätt delar i systemet och tips om tankemönster och principer, inte färdiga lösningar. I efterhand noterar jag att jag hade lite för bråttom med att välja vattnet/vattenytan som resurs för att signalera användaren. Enligt TRIZ skulle jag funderat på alla resurser. Till sist visade det sig att hela bryggaren var rätt resurs.

För varje steg i processent uppenbarar TRIZ ett antal möjliga riktningar att följa. Tillsammans blir det en enorm mängd olika möjliga vägar som man skulle behöva följa för att uttömma alla möjligheter. TRIZ blir snabbt rejält krävande pga av alla dessa tankar och möjligheter som väcks. Därför är det viktigt att utnyttja de avgränsningsmetoder som erbjuds och därmed styra fokus mot rätt saker genom processen.

I det här fallet gav jag snabbt upp tanken på att fixa problemet med sensor och styrsystem. Om det var rätt vet vi inte. Det var stick i stäv med TRIZ-metodiken, och hade mer med mina egna önskemål att göra. Kanske finns det en riktigt bra lösning på det problemet (bl.a. att skicka bryggaren på service ).

Erik Sparre

I innovationsmetoden TRIZ är ett viktigt steg att formulera något som kallas ”Primär Funktion”. Att göra det innebär att man gör helt klart för sig själv och ev. andra vad man egentligen vill åstadkomma. Det gör att man kan tänka friare kring lösningar och gör det möjligt att bryta invanda mönster. Risken är annars större att man låser sig vid nuvarande tekniska systems begränsningar, vilket i sin tur oftast innebär att man bara filar lite grand på sin lösning.

Låt mig ge ett exempel. På en offentlig toalett behöver man erbjuda något sätt att torka händerna efter tvätt. Låt oss anta att vi vill förbättra nuvarande system med engångshanddukar. Kanske är det viktigast att minska behovet av personal som måste fylla på handduksförrådet. Om man stannar vid den formuleringen så lär de flesta förbättringsförslag handla om olika sätt att förändra påfyllningsmetoden eller storleken på magasinet. Det är i och för sig bra, men hjälper oss inte att ta oss ur principen med engångshanddukar.

Lägg märke till två saker:

1) Behovet formuleras inom ramen för det existerande systemet. Kravet är i princip att förbättra systemets prestanda inom ett specifikt delsystem (magasin och påfyllning). Det kan leda till att vi missar andra fördelar med att förändra systemet.

2) Kravet är ”bara” att förbättra lite grand.

I detta sammanhang är det mer intressant att formulera funktionen så här:

Erbjud en funktion som omedelbart flyttar vatten bort från besökarens händer, utan att samtidigt tillföra bakterier och andra föroreningar.

Inom ramen för TRIZ så tas det för givet att denna funktion helst av allt (idealt) skall utföras helt gratis, utan att ens behöva skapa ett tekniskt system. Det kallas för ”Idealitet” eller ”Ideal Final Result” (IFR). Ett exempel är att man inte behöver något tekniskt system för att kyla mat i polartrakterna. Notera att vi formulerar detta krav med väldigt enkla, grundläggande termer som inte har någon koppling till existerande facktermer. Det är väldigt avgörande för att kunna frigöra sig från fördomar om hur funktionen skall lösas.

Denna formulering ger oss full frihet att söka efter helt andra typer av lösningar. Det finns massor av kända metoder för att flytta på vatten. Handdukar använder kapillärkrafter för att suga upp vatten, men man kan förstås avdunsta vattnet med hjälp av t.ex. Värme. Varmluftsfläktar är ju en känd metod. På en toalett i Japan upplevde jag en annan lösning. Där blåstes händerna torra med en riktigt stark och välriktad luftström (som inte värmdes). Tittar man närmare på den principen så kan man med TRIZ förutse att nästa steg troligen blir ett system där luften pulserar med påföljande högre torkeffekt, och kanske även ökad komfort.

Den uppmärksamme har redan noterat att vi borde tänka ännu större och friare. Det vill säga, hur rengör vi oss, eller för den delen unviker att smutsa ner oss överhuvud taget.

Faktum är att sådant tänkande ingår i TRIZ-metodiken. Det kallas att flytta perspektivet till ”supersystemet” eller att lösa ”maxi-problemet”. Därför är det mer intressant att formulera önskad funktion så här:

Skydda besökaren från bakterier och andra föroreningar och ge samtidgt henne en känsla av renlighet under besöket.

Vatten och tvål behöver inte vara en självklar ingrediens. Till exempel skulle man kunna ta på sig engångshandskar som kastas efteråt. Jag har sett en designstudie där man utformade en toalett där besökaren inte behövde beröra någonting under besöket.

Erik Sparre