Cortesía de Esquema Estructural para Solucionar un

Cortesía de
Soluciones de productividad para la Innovación
Esquema Estructural para Solucionar un Problema Usando
TRIZ
Autores:
N. Shpakovsky, PhD, TRIZ consultant of SAMSUNG (South Korea). [email protected]
V. Lenjashin, TRIZ consultant of SAMSUNG (South Korea). [email protected]
Hyo June Kim, TRIZ specialists of SAMSUNG (South Korea). [email protected]
La presente versión es una traducción del artículo “Structural Scheme For Solving a Problem
Using TRIZ”, y se puede encontrar en
(http://www.gnrtr.com/tools/en/a01.html).
Una versión anterior de este último se presentó en la convención de la Asociación
Europea de TRIZ, “TRIZ Future 2001”, Noviembre 2001.
Este artículo se publicó en TRIZ-journal.
(http://www.triz-journal.com/archives/2002/01/f/index.htm#top).
Traducción de Sergio Mollá, ingeniero técnico de la U.P.V., bajo la supervisión de triz XXI
Las empresas generalmente utilizan a sus técnicos en los intentos por solucionar un problema
antes de emplear a los expertos en TRIZ. Los técnicos de las empresas intentan solucionar el
problema a un nivel óptimo aunque algunas veces no logran conseguirlo. Sin embargo, como
consecuencia de sus esfuerzos por llevar a cabo esto, se forma un área de información
relativamente bien documentada alrededor del problema inicial. Nosotros la llamamos “área de
conocimiento1” (Fig. 1). En el análisis de la situación inicial, es útil investigar a fondo este área
mediante el conocimiento de expertos y analizando la experiencia previa en solucionar este
problema y las propuestas concretas obtenidas. Especial atención se debe tener en cuenta a las
propuestas rechazadas por el cliente debido a su obvia impracticabilidad.
El uso del esquema de las 9 ventanas de G.S. Altshuller que permite determinar subsistemas de
un sistema técnico (ST) bajo análisis y el supersistema al cual éste ST pertenece, también provoca
buenos resultados mientras se trabaja en la zona de conocimiento. Además, es aconsejable
representar la cadena entera de evolución del ST analizado, al menos sus antecesores más
próximos. Ésto permite un mejor entendimiento de la lógica de los cambios que preceden al
actual ST analizado. A menudo ocurre que los defectos existentes en una etapa de su desarrollo se
transfieren a la siguiente. Por otra parte, las mejoras introducidas en alguna etapa pueden también
provocar efectos indeseables en el futuro.
Una herramienta importante para investigar el área de conocimiento es el análisis de sistemas
técnicos interactivos. Para este propósito V. Lenyashin y L. Chechurin /3/ proponen determinar
un sistema técnico perjudicial y uno útil, y establecer las peculiaridades de su interacción
actuando conforme al esquema siguiente:
- Determinando el producto útil de un ST en el cual el problema ocurre;
- Determinando todas las partes integrantes del ST que produce este producto y el carácter de
interacción entre ellas (con una obligada incorporación de una fuente de energía y un objeto
trabajado);
- Determinando el producto “perjudicial” que se produce espontáneamente durante la operación
del ST “útil” y que provoca un inconveniente eliminable;
- Determinando todas las partes que componen el ST perjudicial que produce este producto
“perjudicial”, y el carácter de interacción entre ellas (igual que para el ST “útil”);
1
N. de T. en el original “Monitoring area”.
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- Encontrando elementos comunes entre los sistemas técnicos “útil” y “perjudicial”.
Fig. 1: Esquema estructural completo de la solución de problemas
Luego, es necesario eliminar la acción del ST “perjudicial” mientras se mantiene al máximo la
acción del sistema “útil”. Ésto se puede hacer usando los efectos de las leyes de la evolución de
los sistemas técnicos de G.S. Altshuller.
1. Para acabar con la acción del ST “perjudicial”, es necesario y suficiente con eliminar
cualquiera de sus partes (motor , transmisión, componente de trabajo o unidad de control)
determinadas de acuerdo a la ley de la unidad de sistemas técnicos. Como regla, es más
conveniente eliminar la transmisión del ST “perjudicial”. A menudo ocurre que algunos
elementos del ST “perjudicial” no participan o juegan un papel importante en la operación del ST
“útil” (normalmente vienen del sistema anterior debido a su inercia psicológica). En este caso,
tales elementos poco importantes se pueden eliminar con relativa facilidad suprimiendo
directamente el inconveniente del ST “útil”.
2. Como enunciado por la ley de conductividad de la energía, para eliminar la acción del ST
“perjudicial”, es necesario y suficiente romper el paso de energía a través de todas sus partes. En
este caso, todas las partes del sistema pueden permanecer sin ser alteradas.
3. Para desactivar el sistema técnico “perjudicial”, es necesario y suficiente con provocar
incompatibilidades en la operación (tiempos del ciclo de operación) de partes de este sistema.
Estas partes mismas del sistema pueden permanecer inalteradas. La ley de armonización de partes
de un sistema requiere que sus partes operen en una cierta secuencia. Una violación deliberada
causará inevitablemente la desactivación del ST “perjudicial”, justo lo que pretendemos.
El problema de búsqueda y eliminación de la acción del ST “perjudicial” es complicado por el
hecho de que este sistema es generalmente un ST ideal. Es decir, el sistema no existe (nadie hizo
nada por organizarlo) mientras el poducto aparece. Esto es por lo que es bastante difícil ver y
eliminar su acción.
Cuando se busca posibles maneras de solucionar el problema tratado, es conveniente usar la
noción de “anti-sistema” introducido por G.S. Altshuller. El anti-sistema es un sistema que lleva a
cabo una acción opuesta a la acción “perjudicial”. Este método también simplifica
considerablemente la búsqueda de los elementos del sistema “perjudicial” mientras se analiza,
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particularmente en el caso que no esté claro cuál es la causa de la acción “perjudicial”. Algo de
esto se hizo en el desarrollo del “análisis del problema invertido” /4/, pero sin conectarlo a las
leyes de evolución de los sistemas técnicos – fundamentos teóricos de TRIZ. Las propuestas de
los expertos de los clientes y el análisis de la interacción entre el sistema útil y perjudicial sirven
como base para detallar el problema inicial y proponer una serie de hipótesis para su solución.
2. Diagrama “Árbol de Navidad”
El diagrama refleja el esquema para resolver un problema individual determinado. Se usa después
de que el problema inicial haya sido analizado en el área de conocimiento y se hayan propuesto
hipótesis para su solución. Para construir el diagrama (Fig. 2), se usan las tésis básicas
desarrolladas por N. Khomenko 2 en OTSM-TRIZ /5/. El uso de este diagrama implica una
descripción permanente de la situación pasando de un problema dado a su modelo abstracto,
construyendo un modelo abstracto de su solución, detallando este modelo y proponiendo una o
varias soluciones conceptuales sobre esta base.
La base del diagrama son dos ejes:
- El eje X es el eje del grado de abstracción de la situación;
- El eje Y es el eje de la idealidad de los conceptos de solución obtenidos.
La parte izquierda del diagrama es el área donde se consideran los elementos específicos y todas
las acciones se llevan a cabo con estos elementos. La parte derecha es el área abstracta donde
todas las consideraciones y acciones se llevan a cabo con descripciones abstractas de elementos.
Las áreas de los elementos específicos y la abstracta se separan por una línea convencional que se
llama “eje conceptual”. En él se fijan descripciones conceptuales de las situaciones y tanto
elementos reales y sus parámetros como descripciones abstractas se mezclan por igual. En el pico
del diagrama “Árbol de Navidad”, coinciden los tres tipos de niveles situacionales – reales,
conceptuales y abstractos. Ocurre una situación especial. Se llama IFR – Resultado Final Ideal.
2
N. de T. Khomenko, N. ‘OTSM’ acrónimo ruso de Teoría General de Pensamiento Fuerte
http://www.trizminsk.org)
3
N. de T. Los 76 standards de TRIZ.
(ver
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Fig. 2: Diagrama “Árbol de Navidad”
Para ver el diagrama interactivo visitar
(http://www.gnrtr.com/_image/tree.html)
El proceso se solución de problemas representado por el diagrama incluye las siguientes
transiciones:
1. Transición del problema inicial a su modelo conceptual.
En este caso, el “esqueleto” se identifica con las condiciones del problema. El problema se libera
de detalles redundantes. Es necesario especificar los elementos en conflicto y las peculariedades
de su interacción en el tiempo y en el espacio, así como el resultado final ideal para la situación
considerada.
2. Contrucción de una contradicción técnica.
Para hacer esto, es necesario determinar cómo podemos mejorar los parámetros deseados, lo que
caracteriza el funcionamiento de la función útil principal, por medio de un método convencional.
Luego debemos comprobar qué parámetro del sistema empeora a un grado inadmisible. Depués
construiremos una o varias contradicciones de acuerdo a la lista de aspectos característicos de
G.S. Altshuller. Habiendo obtenido varias ideas para solucionar la contradicción técnica, uno
puede intentar encontrar conceptos intermedios para solucionar el problema usando medios
disponibles.
3. Construcción del modelo abstracto del problema.
Para su realización, es conveniente usar las leyes de análisis de Campos-S y dibujar un esquema
de interacción de los elementos en la forma de su modelo de Campos-S. Todos los elementos
participantes en el modelo conceptual se reemplazan con “sustancias” abstractas, mientras las
fuerzas e interacciones se sustituyen con los “campos” correspondientes que caracterizan la
interacción entre elementos.
4. Construcción de un modelo abstracto de resolución de problemas.
El modelo de solución se contruye transformando el modelo abstracto del problema mediante:
Conocimiento fundamental del conocedor del problema – la llamada “experiencia”.
El uso de problemas análogos.
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3
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Las pautas de solución estándar de problemas .
Es necesario hacer un esfuerzo por encontrar conceptos preliminares que solucionen el problema
analizando los recursos disponibles de nuevo.
5. Determinar los requisitos de los elementos-X 4
Esto es un paso muy importante, que permite hacer una descripción del elemento-X necesario
para la búsqueda de un objetivo real con recursos disponibles. El elemento-X se puede describir
adecuadamente de acuerdo al siguiente esquema propuesto por N. Khomenko: “Elemento –
Característica del elemento – Importancia de dicha característica”.
6. Costrucción de una contradicción física.
Una contradicción física ocurre cuando los requisitos del elemento-X o sus partes son
mutuamente incompatibles físicamente. Resolver esta contradicción hace posible concretar al
máximo el problema y obtener una solución conceptual, la más cercana a la solución ideal.
7. Contrucción de la solución final.
Para construir una solución final del mini-problema considerado se usan los tres conceptos
obtenidos en el proceso de resolución, así como también experimentos.
3. Solución del mini-problema
Un mini-problema supone la eliminación de incovenientes sin una considerable transformación
del problema inicial, sólo por medio de recursos disponibles o fáciles de introducir. Con recursos
limitados, la solución de tal problema es a menudo más difícil que en el caso de un maxiproblema, que permite hacer cambios considerables en el sistema inicial.
Un mini-problema se soluciona después de proponer varias hipótesis de solución, obtenidas junto
con los técnicos de las empresas analizando el área de conocimiento. Una hipótesis es la idea
principal y general de eliminar un inconveniente. El proceso completo de resolución del problema
consiste en detallar cada hipótesis por separado, construir una forma de materializarlas y
especificar su manera de solucionar el problema principal en una situación dada (Fig. 3).
Fig. 3: Esquema de la estructura para la solución del mini-problema
En la comprobación de cada hipótesis, podemos encontrarnos con los siguientes casos:
4
N. de T. El elemento X es el que aportará la solución en la formulación del Resultado Final Ideal. Herramientas de
software, como TechOptimizer de Invention Machine o Idea Generator de TriSolver, contemplan estos elementos.
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1.No hay obstáculos y la solución se produce automáticamente, por aplicación directa de
métodos conocidos. No aparece contradicción alguna.
2.Es imposible construir una forma de realizar la hipótesis por los métodos conocidos. Aparece
una contradicción cuando se utilizan tales métodos. En este caso, se puede obtener una
solución usando el diagrama “Árbol de Navidad” (Fig. 2).
3.Cuando se intenta solucionar uno de los problemas surgidos mientras se comprueba la
hipótesis, aparecen nuevos problemas que hasta que no se solucionan impiden resolver el
problema inicial. En este caso, ocurre una situación que es muy similar a la descrita por
N.Khomenko 2 en su teoría “Un flujo de problemas”, cuando algunas soluciones parciales se
juntan al final para formar una solución completa del problema.
Después de comprobar cada hipótesis, se construye la solución final de un mini-problema. Para
ello, se selecciona en coordinación con los técnicos de las empresas, la hipótesis que logre un
resultado más adecuado para las condiciones específicas del problema. Se puede complementar
añadiendo propiedades útiles de otras hipótesis. El método de construcción de una solución final
para un mini-problema tiene mucho en común con el método de combinación de sistemas
alternativos /6/.
4. Solucionar un maxi-problema
Solucionar un maxi-problema implica una transformación considerable del sistema técnico inicial
y sus procesos tecnológicos. El proceso de solución es similar al proceso de pronóstico
tecnológico. Bastante a menudo, después de solucionar tal problema obtenemos una serie de
propuestas patentables concernientes al desarrollo del proceso de producción y el sistema técnico
en sí. Un maxi-problema se soluciona mediante el esquema siguiente:
“Producto deseable – Proceso de producción – Proceso – Ejecución del ST” /Fig. 4/.
Primero es necesario determinar exactamente los requisitos del producto producido or el ST bajo
consideración. Se hace usando la información obtenida a través del análisis del área de
conocimiento y solucionando mini-problemas. Luego, con el producto detallado, construimos un
proceso deseado para su producción. Esto es de hecho un conjunto de operaciones que han de
desempeñar algunos “ST deseables” que realizarán este proceso. De este modo, satisfacemos los
requisitos de la ley de armonización de partes de un sistema.
Después de haber detallado el proceso deseado, es necesario construir el modelo del “ST
deseable”. Esto se hace de acuerdo con la ley de la unidad de sistemas técnicos y la ley de
conductividad de la energía. En este caso, es relativamente fácil usar la información obtenida del
análisis del área de conocimiento y solucionando un mini-problema.
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Fig. 4: Esquema de la estructura para la solución del maxi-problema
El aspecto peculiar de nuestro método es el siguiente. Cuando se obtiene cada concepto de la
solución de un mini-problema, es muy útil escribir la idea principal de este concepto. Esto puede
ser el tipo de transformación usado en la solución del problema y los campos usados para este
propósito, o la combinación de ambos. Las situaciones así obtenidas se analizan con la ayuda de
la evolución de los sistemas técnicos /7/ y se selecciona su estructura más ideal, que es luego
utilizada para construir un modelo de un “ST deseable”.
Por ejemplo, si un objeto transformado era monolítico en un ST inicial, y, para solucionar un
mini-problema, usamos líquido, sería útil analizar como se podría solucionar el problema usando
otras transformaciones monolíticas situadas en el eje “Segmentación”. Es necesario comprobar la
aplicabilidad de espuma, gases, plasma, campos eléctricos y magnéticos y vacío en la
construcción del modelo de un “ST deseable”.
Si usamos un principio, por ejemplo, mono-bi-poli, debemos comprobar cómo nuestro “ST
deseable” puede operar cuando un elemento o varios adicionales se intoducen, o cuando el objeto
que es transformado pasa a un supersistema. Habiendo conseguido un modelo conceptual del “ST
deseable” (algo cercano a la noción del “resultado final ideal”), es necesario solucionar el
problema en transición desde este modelo a su situación real. En TRIZ, hay un buen dicho:
Regresar desde el resultado final ideal.
Llevando a cabo las acciones anteriores, obtenemos las máximas transformaciones eficientes que
solucionan el problema inicial y que conducen a las formas más eficientes de desarrollo del
sistema técnico inicial.
Lo expuesto aquí es metodología básica de aprendizaje de TRIZ.
Ver artículos sobre TRIZ-trainer (http://www.gnrtr.com/tools/en/a02.html) y Demo-version
(http://www.triztrainer.com)
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Referencias:
1. Altshuller, Genrikh. "The Innovative Algorithm. TRIZ, Systematic Innovation and Technical Creativity."
Technical Innovation Center, INC. Worcester, MA. 1999.
2. G.Ivanov, A. Bystritsky. "Formulating of Creative Problems". MATRIZ. Cheljabinsk. 2000 (en ruso).
3. TRIZ forum (en ruso). (http://www.geocities.com/cepreu4/MyTRIZ.html)
4. G. Altshuller, B. Zlotin, A. Zusman, V. Filatov. "Search of the New Ideas: From Inspiration to Technology."
Kishinev. Karta Moldovenyaske, 1989 (en ruso).
5. N. Knomenko. “TRIZ how General Theory of Strong Thinking (OTSM)”. (en ruso).
(http://www.triz.minsk.by/e/prs/kho.htm)
6. S. Dubois, N Knomenko, P.Lutz, R. de Guio. "Problem formulation – A Key Step in the Process of Resolution of
Inventive Problems". Materials of word conference "TRIZ future 2001"
7. S.Litvin, V.Gerasimov. ‘’Development of Alternative Systems by their Association in Supersystem." TRIZ
Journal. 1990. 1.1. (en ruso).
8. TechOptimizer®/Prediction/Trends of Technology Evolution.
(http://www.invention-machine.com/prodserv/techoptimizer.cfm)