Triz

METODOLOGÍA TRIZ

La teoría de la solución de problemas de inventiva (TRIZ, por sus siglas en ruso, Теория решения изобретательских задач)) fue desarrollada por Genrich Altshuller y sus colegas en la URSS a comienzos de 1946,y, actualmente, se desarrolla y practica en todo el mundo. Altshuller fue un ingeniero naval ruso que estaba encargado de la publicación de patentes rusas. Resulta que del grupo de científicos que trabajaban con él, solo uno o dos proponían nuevos e innovadores inventos. Su principal preocupación fue cómo enseñar el pensamiento sistemático de los genios de tal manera que todos sean capaces de proponer nuevas patentes. Así, nace la metodología de la solución de problemas de inventiva conocida como TRIZ. Esta metodología no está basada en psicología, pero sí en tecnología; toda invención o descubrimiento es registrado en el mundo como una patente. Altshuller estudió más de 200 mil patentes buscando cómo fueron resueltos los problemas inventivos y concluyó que de estas 200 mil patentes solo 40 mil tenían soluciones algo inventivas; el resto solamente eran mejoras directas. Una recategorización de estas soluciones demostró que muchos de los problemas habían sido resueltos muchas veces mediante la aplicación de solo cuarenta principios fundamentales de inventiva.

¿QUÉ ES EL TRIZ?

Es una metodología, un juego de herramientas, una base de conocimiento y una tecnología basada en modelos, que se emplea para generar ideas innovadoras y hallar soluciones para la resolución de problemas.

Es una metodología sistemática para convertir la creatividad y la innovación en un sistema de principios y de algoritmos.

Altshuller clasificó cada descubrimiento o innovación que encontró en una patente como propio de un nivel de inventiva, y determinó la existencia de cinco niveles de inventiva.

• Nivel uno. Problemas rutinarios resueltos con métodos bien conocidos. No se necesitó alguna invención. Aproximadamente, 32% de las soluciones se clasificaron en este nivel. Se necesitaron aproximadamente 10 veces el ensayo-error.

• Nivel dos. Mejoras menores a un sistema existente, por métodos conocidos dentro de la industria. Normalmente, con algún compromiso, aproximadamente 45% de las soluciones se clasificaron en este nivel. Para este nivel, se usó 100 veces el ensayo-error.

• Nivel tres. Mejora fundamental a un sistema existente, por métodos conocidos fuera de la industria. Las contradicciones se resolvieron. Aproximadamente, 18% de las soluciones se clasificaron en esta categoría. Para llegar a esta mejora, se realizó unas 1.000 veces el ensayo-error.

• Nivel cuatro. Una nueva generación que usa un nuevo principio para realizar las funciones primarias del sistema. Las soluciones se encontraron más en la ciencia que en la tecnología. Aproximadamente, 4% de las soluciones se clasificaron en esta categoría. Para este nivel, aproximadamente, unas 100 mil veces se empleó el ensayo-error.

• Nivel cinco. Un descubrimiento científico o la invención pionera de un nuevo sistema esencialmente. Aproximadamente, 1% de las soluciones entró en esta categoría. En este nivel, un millón de veces se utilizó el ensayo-error.

Altshuller también notó que cada vez que se aumentaba en los niveles de inventiva, para poder llegar a considerar una solución ideal, se requería de mayor número de soluciones, donde una gran cantidad de conocimiento era requerida, como se muestra en la tabla 1. Se realiza la comparación con la metodología del ensayo-error, porque es la metodología que se ha estado aplicando por los científicos. A la hora de resolver problemas, una de las principales virtudes de TRIZ es recortar el camino de la búsqueda de soluciones, al brindarnos herramientas que, directamente, definan el campo de solución de cualquier problema.

TIPOS DE PROBLEMAS

PROBLEMAS CON SOLUCIONES CONOCIDAS

Aquellos problemas con soluciones conocidas, usualmente pueden ser resuelto con informaciones obtenidas de los textos técnicos y publicaciones especializadas, asimismo acudiendo a los especialistas del campo en cuestión.

PROBLEMAS CON SOLUCIONES DESCONOCIDAS

Los problemas con soluciones desconocidas caen dentro del campo de la psicología, en donde los vínculos entre el cerebro, perspicacia e innovación son métodos estudiados. La solución se busca otros campos del conocimiento y se realizan una serie de pruebas hasta encontrar la solución.

En la solución de problemas desconocidos interviene:

Interviene la psicología
Creatividad
Prueba error
La complejidad del problema viene dada por el número de áreas de conocimiento involucradas
Inercia Psicológica.

CONTRADICCIONES

Uno de los conceptos más importantes dentro de TRIZ es el de las contradicciones que se considera el origen de todo problema técnico.

Una contradicción surge cuando dos exigencias o necesidades de un producto o proceso son mutuamente exclusivas y deben sin embargo estar asociadas para alcanzar un mismo objetivo.

Ejemplo:

La pared exterior de una nave espacial debe ser ligera a fin de minimizar su peso total y a la vez debe ser sólida para resistir a los impactos térmicos. Estos dos parámetros del producto están en conflicto : Las paredes deben ser ligeras y resistentes al mismo tiempo En todos los procesos industriales donde se detecta un problemas hay al menos una contradicción a eliminar.

TIPO DE CONTRADICCIONES

1.Técnicas (dos parámetros en conflicto) Una contradicción técnica representa el conflicto entre DOS ELEMENTOS de un mismo sistema que aparentemente no pueden ser conciliados.

2.Físicas (propiedades opuestas deseadas en un mismo parámetro) Una contradicción física implica condiciones contradictorias de un MISMO elemento físico, donde parece obvio que una cierta característica no puede ser y no ser a la vez.

3.Humanas (objetivos antagónicos)

Las contradicciones humanas se deben a una resistencia persistente a los cambios o innovaciones de cualquier tipo por parte de las personas implicadas. Altshuller le llamó a este fenómeno “Inercia psicológica” que podemos definir como un bloqueo o resistencia a aceptar un cambio, producto de la creatividad de otros.

PARÁMETROS

Los parámetros son entendidos como una característica del sistema que sufre un perjuicio o mejora, el cual definirá la contradicción técnica. En la metodología TRIZ se ha proponen 39 parámetros.

PRINCIPIOS DE LA INVENTIVA

La metodología propone cuarenta principios de TRIZ, los cuales son el resumen de las soluciones estándares del estudio de las patentes existentes del mundo, es decir que, de una u otra forma, cada principio ha sido aplicado para encontrar una solución ingeniosa.

MATRIZ DE CONTRADICCIONES

Es un cuadro de doble entrada, donde se listan 39 parámetros básicas de los sistemas técnicos y en el cruce de cada fila y columna se dan referencias a los tipos de soluciones inventivas que se pueden aplicar para variar una de las características, sin que varíe la otra. En cada casilla de cruce se ubica los números identifican los principios inventivos específicos que se involucran en la eliminación de las contracciones.

Haz click sobre la imágen para conocer la aplicación (Software)

Contradicciones posibles representadas en una tabla de 39 X 39.

Las intersecciones de renglones y columnas en contradicción son referencias a los 40 principios de inventiva para la eliminación de contradicciones.

RESULTADO FINAL IDEAL (RFI)

¿Qué es el Resultado Final Ideal “RFI”?

Es la mejor solución imaginable del problema de manera que un elemento del sistema o un elemento en el ambiente que rodea el mismo realizará la (s) función (es) deseada (s) por sí mismo sin costo (s) o efecto (s) dañino (s).

El Resultado Final Ideal (RFI) tiene las siguientes 4 características:

Eliminar las deficiencias del sistema original,
Conservar las ventajas del sistema original,
Usar recursos libres o disponibles para no hacer más complicado el sistema y,
No introducir nuevas desventajas

ENFOQUE DE IDEALIDAD

Un concepto fundamental es el de idealidad que según el enfoque de TRIZ es la tendencia natural de todos los sistemas técnicos de acuerdo a un proceso de evolución creciente y se representa a menudo como la suma de todas las funciones útiles de un sistema dividido por la suma de todos sus efectos dañinos o nocivos.

D : representa un sistema que busca la idealidad
ΣFu: representa la suma de todas las funciones útiles del sistema
ΣFn: representa la suma de todas las funciones dañinas causadas por el sistema
ΣFs: representa la suma de todos los gastos generados por el sistema
F n y F s se interpretan como costos del sistema.

Todos los tipos de costos: las funciones dañinas, los desechos, los elementos contaminantes, son considerados como efectos indeseables. El costo del sistema incluye el espacio físico utilizado, el ruido provocado, la energía consumida, el tiempo implicado, los desechos y los retrabajos, en fin, todo lo que resulte de una calidad deficiente. Todas las modificaciones aceptadas buscan la idealidad, o sea, aumentar el numerador y/o reducir el denominador de la ecuación anterior.

EJEMPLO DE SOLUCIÓN MEDIANTE EL USO DE LAS HERRAMIENTAS DE TRIZ

Generalmente, las bicicletas son usadas como medio de transporte y, actualmente, muchas personas ven en las bicicletas una forma de vida sana, es decir, el valor añadido que ahora se encuentra en una bicicleta es la posibilidad de practicar un deporte. El problema es que la bicicleta de modelo estándar ocupa demasiado espacio para su almacenamiento. Por ejemplo, las personas que acuden al trabajo en bicicleta no pueden aparcar su bicicleta, puesto que existe temor a que sea robada y porque ocupa un espacio particular que en muchos lugares no está permitido, por ejemplo, una oficina.

1. Análisis del sistema técnico

La bicicleta, desde su invención, ha sufrido cambios, pero recientemente la tecnología ha evolucionado en función de la velocidad que puede lograr la bicicleta, mas no en el espacio que esta ocupa.

2. Declaración de la contradicción técnica

Es importante, para este paso en TRIZ, definir bien el problema. La bicicleta debe adaptarse al espacio que sea necesario, es decir, si ponemos en forma de los 39 parámetros de TRIZ, se diría que se requiere mejorar la adaptabilidad o flexibilidad de la bicicleta, pero esto, a su vez, produce que la longitud del objeto móvil se vea perjudicada. En otras palabras, cuando la adaptabilidad o flexibilidad de la bicicleta mejora (parámetro 35), la longitud del objeto móvil (parámetro 3) se perjudica. Al usar la matriz de contradicciones, encontramos los principios de inventiva que se deben emplear.

Los cuarenta principios de TRIZ

Los cuarenta principios de TRIZ, como se muestran en la tabla, son el resumen de las soluciones estándares del estudio de las patentes existentes del mundo, es decir que, de una u otra forma, cada principio ha sido aplicado para encontrar una solución ingeniosa. Los cuarenta principios tienen un rango ancho de aplicación; desde campos de investigación hasta en los negocios. Estos principios son tan poderosos que solamente al visualizarlos estimulan la creación de nuevas ideas.

La matriz de contradicciones nos dice qué principios se han empleado en la solución de una contradicción particular. Al retomar el ejemplo de la bicicleta, encontramos que la matriz de contradicciones nos recomienda usar los siguientes principios:

Principio 1

Segmentación

a. Divide un objeto en partes independientes.
b. Hace un objeto seccional (para un ensamble y desensamble fácil).

Principio 35
Transformación del estado físico químico de un objeto.
a. Cambia el estado físico del sistema.
b. Cambia la concentración o densidad.

Principio 29
Neumática e hidráulica
a. Remplaza partes sólidas de un objeto con un gas o líquido. Estas partes pueden usar ahora el agua o el aire para inflar, o usar cojines neumáticos o hidrostáticos.

Principio 2
Extracción
a. Quitar la parte inquietante o propiedad de un objeto.
b. Extraer solamente la parte necesitada o propiedad de un objeto.

Al emplear el principio 1 de segmentación, podríamos hacer que la bicicleta sea un conjunto de partes, que sean fáciles de ensamblar y que la suma de las partes sea la bicicleta en sí. Cuando nos ponemos a pensar cómo podríamos realizar esto, encontramos que la bicicleta, desde su estructura original, se puede juntar o reducir, es decir, hay que hacer que las partes que son uniones sólidas de la bicicleta sean movibles, para que esto permita ensamblar o desensamblar la bicicleta; así, nace lo que se conoce como folding bike.

Ahora, la reordenación de los distintos tipos de folding bikes que existen depende de la habilidad de cada persona; lo que importa es que, en este nuevo producto que existe, se ha aplicado el principio de segmentación.

Al aplicar el principio 29 de neumática o hidráulica, podemos hacer que la estructura de la bicicleta sea de un material especial inflable que, al interactuar con un gas interno, se ponga rígido, es decir que, cuando llenemos de algún gas la estructura de la bicicleta, esta se ponga rígida, logrando así la estabilidad de la estructura de la bicicleta, pero una vez usada la bicicleta liberamos el gas de la estructura y nos quedamos con la estructura maleable y las llantas; de este modo, se logra su fácil transporte o manipulación.

Independientemente de los principios que sugiere la matriz de contradicción de TRIZ, podemos aplicar cualquiera de los cuarenta principios de inventiva. En muchos casos, se observará que usando distintos principios uno puede pensar en la misma idea. Este hecho demuestra que hay muchos caminos para desarrollar la creatividad. Los principios de inventiva son herramientas que ayudan al innovador al darle las pautas, direcciones de la innovación o creación, pero el concepto de solución concreta deberá ser el conjunto de aplicaciones de los distintos principios de TRIZ, con conocimiento personal y la creatividad humana. TRIZ ayuda a los humanos a ser creativos, pero no remplaza la creatividad humana.

Discusiones

Cuando un problema normalmente aparece, las personas intentan resolverlo por la metodología del ensayo-error. Esta metodología, normalmente, suele exigir mucho tiempo y es costosa; como resultado, un gran vacío en la innovación aparece. En este sentido, TRIZ es la metodología que ataca directamente este vacío. Una persona que usa esta metodología se hará más experimentada; en consecuencia, será más innovadora. Con respecto al tiempo de aprendizaje, mientras se realicen y desarrollen nuevos productos o sistemas en distintos campos, estos serán más cortos y menos costosos.

Nueve puntos o factores para creer en TRIZ

La metodología de TRIZ es diferente de otras metodologías y puede resumirse en nueve puntos principales y estos se convierten en una ventaja en comparación con otras metodologías.

1. Es de propósito general.

2. Genera las pautas de la solución exhaustiva y comprensiva.

3. Se conecta con el conocimiento sobre la base del estudio de las patentes existentes en el mundo.

4. Genera los patrones que rompen con la inercia psicológica y el paradigma que limita nuestro conocimiento.

5. Puede insertarse en cualquier proceso.

6. Reduce los recursos necesarios para generar una solución.

7. Es rápido, en comparación con otros métodos.

8. Puede enseñarse y ser aplicado en cualquier nivel de educación, desde los niños en la escuela hasta los consultores de alta dirección, científicos, doctores, etcétera.

9. Ayuda a que las personas desplieguen sus habilidades de solucionadores de problemas desde un dominio a otro, incluso en áreas que les exigirían años de estudio con la finalidad de ganar experiencia.

TRIZ es una metodología que puede aplicarse junto con las distintas metodologías existentes en el mercado como, por ejemplo, el despliegue de la función de calidad (QFD), el método de Taguchi o Seis Sigma, etcétera, para crear una dirección en el proceso de la innovación sistemática.