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E-Book

Systematische Innovation

TRIZ-Anwendung in der Produkt- und Prozessentwicklung

AutorKarl Koltze, Valeri Souchkov
VerlagCarl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr2010
Seitenanzahl351 Seiten
ISBN9783446426313
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis23,99 EUR

"Basierend auf der umfangreichen Analyse von Patenten beschreibt die Theorie der Erfinderischen Problemlösung (TRIZ) eine Fülle von Erkenntnisse und Methoden zur systematischen Entwicklung von Produkt- und Prozessinnovationen. Eine neue Denkweise in der Lösung technischer und nicht-technischer Probleme, unterstützt durch anwendungsorientierte Handlungsanweisungen, beflügelt den Erfinder zu revolutionierenden Lösungskonzepten. Das vorliegende Buch erläutert erstmalig vollständig und konsistent die grundlegenden Methoden der TRIZ, zeigt anwendungsorientierte Ergänzungen und gibt praxiserprobte Hilfestellungen zur Umsetzung. Es stellt somit ein wertvolles Anwendungshandbuch zur Entwicklung innovativer Problemlösung dar, das gleichermaßen der Hochschulausbildung als Lehrbuch wie dem Ingenieur und ""Problemlöser"" in der Praxis als Nachschlagewerk dient.

Karl Koltze, seit 2004 Professor für Konstruktionslehre mit Schwerpunkt Textilmaschinen im Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik der Hochschule Niederrhein. Valeri Souchkov ist unabhängiger Trainer, Berater und Entwickler für sytematische Technologie- und Business Innovation in Enschede, Niederlande."

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Leseprobe
3 Die Theorie der erfinderischen Problemlösung (S. 18-19)

TRIZ ist keine Methode, sondern eine Theorie, eine auf Analysen und Beobachtungen basierende Einsicht. Entstanden ist diese Theorie durch Arbeiten von Genrich Altschuller (1926 - 1998) in der ehemaligen Sowjetunion. Die russische Originalbezeichnung lautet "" (Teoria Reshenia Izobretatelskih Zadatch), woraus sich die Abkürzung „TRIZ“ ableitet. Sinngemäß bedeutet die Übersetzung "Theorie des erfinderischen Problemlösens" oder "Theorie zur Lösung erfinderischer Probleme".

Bekannt ist auch die englischsprachige Bezeichnung „Theory of inventive problem solving“, woraus sich die in manchen Literaturquellen genannte Abkürzung „TIPS“ ableitet. International hat sich jedoch die Originalabkürzung „TRIZ“ durchgesetzt. Die Theorie der erfinderischen Problemlösung basierte auf der jahrelangen Analyse von zunächst mehr als 400.000 erfinderischen Lösungen, dokumentiert in Form von Patenten. Heute sind mehr als 1,5 Millionen Patente analysiert und die Theorie wurde weiter bestätigt. Die umfangreiche Analysearbeit einer Vielzahl erfinderischer Problemlösungen brachte folgende wesentliche Erkenntnisse hervor:

a) Über 99% der kreativen Problemlösungen beinhalten die Nutzung bereits zuvor bekannter Lösungsprinzipien. Nur weniger als 0,3% sind wirkliche Pioniererfindungen, technisch/physikalische Entdeckungen.

b) Innovative Problemlösungen resultieren aus der Überwindung von Widersprüchen. Die Arbeit mit Widersprüchen ist damit wesentliches Kennzeichen des erfinderischen Problemlösungsprozesses.

c) Technische Systeme zeigen Evolutionsschritte. Es gibt Gesetzmäßigkeiten in der Evolution technischer Systeme. d) Die gefundenen Muster im kreativen Problemlösungsprozess sind bereichsübergreifend.

e) Neue, innovative Ideen können auf einem systematischen Weg erarbeitet werden, indem frühere Erfahrungen und Konzepte früherer Lösungen wiederverwendet werden. Diese in der TRIZ formulierten Erkenntnisse begründen neuartige Wege des Denkens. Wenn neue Problemlösungen durch Nutzung bereits bekannter Lösungsprinzipien möglich sind, wenn Widersprüche Ausgangspunkt erfinderischer Lösungen sind, wenn Evolutionsschritte von bekannten technischen Systemen auf neue Systeme übertragbar sind, dann lassen sich Erfindungen systematisch erarbeiten.

Das durch die TRIZ veränderte Denken, die veränderte Herangehensweise an Problemstellungen hat in den vergangenen Jahrzehnten eine Fülle von neuartigen Methoden und Hilfsmitteln hervorgebracht. Die wesentlichen werden in diesem Buch beschrieben. Dabei müssen diese Werkzeuge, muss die TRIZ nicht nachweisen, dass sie wirksam sind. Der Nachweis ist bereits in den vielen hunderttausend analysierten Patentschriften, die die Grundlage der TRIZ bildeten, erbracht.

3.1 Ein systematischer Weg zur Erfindung

Die ursprüngliche Motivation für die Entstehung der TRIZ bestand darin, einen systematischen Weg zur Erarbeitung erfinderischer Lösungen zu finden. Genrich Altschuller begann 1946 damit, Patente auf der Suche nach Gemeinsamkeiten in der Lösungsfindung zu analysieren und entwickelte erste Erkenntnisse der TRIZ.
Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort von Karl Koltze6
Foreword by Valeri Souchkov8
Inhalt12
Die Autoren16
1 Einleitung18
1.1 Erfindung und Innovation18
1.2 Innovationstechnologien19
1.3 Bedarf für systematische Innovation21
1.4 Ganzheitliche Produkt- und Prozessentwicklung22
1.5 Erfolgsfaktoren systematischer Innovation mit TRIZ23
2 Kreativität und Methodik27
2.1 Kreativitätstechniken27
2.2 Klassische Konstruktionsmethodik29
2.3 Kreativität und Methodik - ein Widerspruch?30
2.4 Effizienz der Problemlösungstechniken32
2.5 Der Prozess systematischer Innovation mit TRIZ33
3 Die Theorie der erfinderischen Problemlösung35
3.1 Ein systematischer Weg zur Erfindung36
3.2 Der Widerspruch als Aufgabenstellung37
3.3 Evolution technischer Systeme38
3.4 Niveau von Problemlösungen39
3.5 Nutzung bekannter Lösungsprinzipien und vorhandenen Wissens43
3.6 Werkzeuge der TRIZ im Problemlösungsprozess44
4 Werkzeuge systematischer Innovation mit TRIZ48
4.1 Idealität49
4.1.1 Ideales Endresultat (IER)51
4.1.2 Ideale Maschine52
4.1.3 Erhöhung der Idealität als universelles Entwicklungsziel54
4.1.4 Wege zur Erhöhung der Idealität57
4.1.5 Grad der Idealität als Auswahlkriterium59
4.2 Ressourcenanalyse62
4.2.1 Stoffliche Ressourcen65
4.2.2 Feldförmige Ressourcen67
4.2.3 Räumliche Ressourcen70
4.2.4 Zeitliche Ressourcen71
4.2.5 Informationsressourcen72
4.2.6 Funktionale Ressourcen72
4.3 Widerspru?che73
4.3.1 Erfindung als Auflösung von Widerspru?chen74
4.3.2 Formulierung von Widerspru?chen76
4.3.3 Innovationsprinzipien zur Auflösung technischer Widerspru?che80
4.3.4 Auswahl der Lösungsprinzipien technischer Widerspru?che105
4.3.5 Separationsprinzipien zur Auflösung physikalischer Widerspru?che116
4.3.6 Problemlösung durch Kombination von Innovations- und Separationsprinzipien123
4.4 Funktionsanalyse125
4.4.1 Funktionsmodell der TRIZ127
4.4.2 Problemformulierung am Funktionsmodell136
4.5 Prozessanalyse137
4.6 Trimmen138
4.7 Root-Conflict-Analysis (RCA+)142
4.8 Evolution technischer Systeme154
4.8.1 Modelle der Evolution technischer Systeme157
4.8.2 Generelle Trends funktionaler Evolution162
4.8.3 S-Kurven Analyse165
4.8.4 Evolutions-Baum technischer Systeme166
4.8.5 Gesetze der Evolution technischer Systeme167
4.8.6 Evolutionslinien und -trends technischer Systeme171
4.8.7 Evolutionspotenzial-Analyse184
4.9 Stoff-Feld-Modell187
4.9.1 Aufbau eines Stoff-Feld-Modells188
4.9.2 Problemformulierung im Stoff-Feld-Modell191
4.10 Erfinderische Standards193
4.10.1 Aufbau des Systems der erfinderischen Standards194
4.10.2 Anwendung erfinderischer Standards zur Problemlösung196
4.11 Denkhilfen und Unterstu?tzung der Kreativität201
4.11.1 Methode der kleinen Zwerge201
4.11.2 Operator MZK207
4.11.3 9-Felder-Denken208
4.12 Effekte212
4.13 Value-Conflict Mapping (VCM)214
4.14 Feature Transfer220
4.15 Lösungsbewertung und -auswahl223
5 Der systematische Innovationsprozess226
5.1 Die Innovations-Checkliste227
5.1.1 Informationen zum System228
5.1.2 Informationen zum Problem228
5.1.3 Formulierung der Idealität229
5.1.4 Historie vorangegangener Lösungsversuche229
5.1.5 Analoge Probleme und Lösungen230
5.1.6 Ressourcen230
5.1.7 Veränderbarkeit des Systems230
5.1.8 Lastenheft und Auswahlkriterien230
5.2 TRIZ-Prozess Ablaufplan231
5.2.1 Negative Effekte und widerspru?chliche Anforderungen233
5.2.2 Kostenreduzierung233
5.2.3 Neuentwicklung von Systemen233
5.2.4 Patentumgehung234
5.2.5 Festlegung zuku?nftiger Entwicklungsschritte234
5.2.6 Weiterentwicklung ohne erkennbare Problemstellung234
5.3 Algorithmus der erfinderischen Problemlösung (ARIZ)235
5.3.1 Anwendung des ARIZ-85C236
6 Integration der TRIZ in den Produktentwicklungsprozess238
6.1 TRIZ und klassische methodische Konstruktion239
6.1.1 Unterstützung der Entwicklungsphasen239
6.1.2 Denken in Funktionen und Prozessen241
6.1.3 Verknüpfung mit der Morphologischen Matrix241
6.2 TRIZ und strategische Marketingplanung243
6.3 TRIZ und Total Quality Management244
6.3.1 Technische und physikalische Widerspru?che in der QFD244
6.3.2 QFD und das TRIZ-Denken in Funktionen247
6.3.3 Antizipierende Fehlererkennung (AFE) in der FMEA249
6.4 TRIZ und (Design for) Six Sigma251
6.5 TRIZ für Business und Management253
6.6 Softwareunterstützung254
7 Qualifizierung und Zertifizierung257
7.1 TRIZ-Zertifizierung257
7.2 Qualifizierungsstufen in der Anwendung der TRIZ257
8 Anhang der Arbeitsmittel260
8.1 Roadmap systematischer Innovation mit TRIZ260
8.2 Ressourcen und Effekte261
8.3 Widerspruchsmatrix nach Altschuller267
8.4 Widerspruchsmatrix „Matrix 2003“269
8.5 76 Standards275
8.5.1 Klasse 1: Synthese und Zerlegung von Stoff-Feld-Systemen275
8.5.2 Klasse 2: Weiterentwicklung von Stoff-Feld-Systemen283
8.5.3 Klasse 3: Übergang in das Obersystem und zur Mikroebene293
8.5.4 Klasse 4: Messung und Erkennung in Stoff-Feld-Systemen296
8.5.5 Klasse 5: Hilfestellungen304
8.6 ARIZ-85C312
8.6.1 Analyse der Aufgabe312
8.6.2 Analyse des Problemmodells der Aufgabe321
8.6.3 Definition des IER und des physikalischen Widerspruchs323
8.6.4 Mobilisierung und Anwendung der Stoff-Feld-Ressourcen328
8.6.5 Anwendung der Wissensdatenbank der TRIZ337
8.6.6 Veränderung oder Ersatz der Aufgabe339
8.6.7 Analyse der Prinzipien zur Beseitigung des physikalischen Widerspruchs341
8.6.8 Anwendung der gewonnenen Lösung342
8.6.9 Analyse des Lösungsverlaufs343
Literatur345
Index348

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