Systematische Innovation (eBook)

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.

Vorwort zur zweiten Auflage 6
Vorwort von Karl Koltze 8
Foreword by Valeri Souchkov 12
Inhalt 16
Die Autoren 22
1 Einleitung 24
1.1 Erfindung und Innovation 24
1.2 Innovationstechnologien 25
1.3 Bedarf für systematische Innovation 27
1.4 Ganzheitliche Produkt- und Prozessentwicklung 29
1.5 Erfolgsfaktoren systematischer Innovation mit TRIZ 30
2 Kreativität und Methodik 34
2.1 Kreativitätstechniken 34
2.2 Klassische Konstruktionsmethodik 36
2.3 Kreativität und Methodik – ein Widerspruch? 37
2.4 Effizienz der Problemlösungstechniken 39
2.5 Der Prozess systematischer Innovation mit TRIZ 41
3 Die Theorie der erfinderischen Problemlösung 44
3.1 Ein systematischer Weg zur Erfindung 45
3.2 Der Widerspruch als Aufgabenstellung 47
3.3 Evolution technischer Systeme 48
3.4 Niveau von Problemlösungen 49
3.5 Nutzung bekannter Lösungsprinzipien und vorhandenen Wissens 52
3.6 Werkzeuge der TRIZ im Problemlösungsprozess 53
3.7 VDI-Richtlinie 4521 56
4 Werkzeuge systematischer Innovation mit TRIZ 58
4.1 Idealität 59
4.1.1 Maximaler Nutzen 62
4.1.2 Ideales technisches System 63
4.1.3 Ideales Endresultat (IER) 64
4.1.4 Erhöhung der Idealität als universelles Entwicklungsziel 65
4.1.5 Wege zur Erhöhung der Idealität 69
4.1.6 Grad der Idealität als Auswahlkriterium 70
4.2 Ressourcenanalyse 73
4.2.1 Stoffliche Ressourcen 76
4.2.2 Feldförmige Ressourcen 78
4.2.3 Räumliche Ressourcen 82
4.2.4 Zeitliche Ressourcen 83
4.2.5 Informationsressourcen 84
4.2.6 Funktionale Ressourcen 84
4.3 Widersprüche 85
4.3.1 Erfindung als Auflösung von Widersprüchen 86
4.3.2 Formulierung von Widersprüchen 88
4.3.3 Innovationsprinzipien zur Auflösung technischer Widersprüche 92
4.3.4 Auswahl der Lösungsprinzipien technischer Widersprüche 116
4.3.4.1 Strukturierung der Innovationsprinzipien 116
4.3.4.2 Widerspruchsmatrix zur geführten Lösung 118
4.3.4.3 Widerspruchsmatrix nach Altschuller 123
4.3.4.4 Matrix 2003 127
4.3.5 Separationsprinzipien zur Auflösung physikalischer Widersprüche 129
4.3.5.1 Separation im Raum 131
4.3.5.2 Separation in der Zeit 132
4.3.5.3 Separation in der Struktur 133
4.3.5.4 Separation durch Bedingungswechsel 134
4.3.6 Problemlösung durch Kombination von Innovations- und Separationsprinzipien 135
4.3.7 Betrachtung der Parameter widersprüchlicher Anforderungen 137
4.3.8 Lösung widersprüchlicher Anforderungen durch Veränderung des Wirkprinzips 138
4.4 Funktionsanalyse 139
4.4.1 Funktionsmodell der TRIZ 141
4.4.2 Aufgabenformulierung am Funktionsmodell 149
4.5 Prozessanalyse 150
4.5.1 Klassische Funktionsstruktur 150
4.5.2 Prozessorientiertes Funktionsmodell 151
4.6 Trimmen 153
4.7 Root-Conflict-Analysis (RCA+) 157
4.7.1 Methoden der Ursachenanalyse 158
4.7.2 Anwendung des Ursache-Wirkungsketten-Modells zur Problemformulierung 159
4.7.3 Anwendung der Root-Conflict-Analysis (RCA+) 161
4.8 Evolution technischer Systeme 171
4.8.1 Modelle der Evolution technischer Systeme 175
4.8.2 Generelle Trends funktionaler Evolution 180
4.8.3 S-Kurven Analyse 182
4.8.4 Evolutions-Baum technischer Systeme 184
4.8.5 Gesetze der Evolution technischer Systeme 185
4.8.5.1 Gesetz der Vollständigkeit des Systems 186
4.8.5.2 Gesetz der Vollständigkeit des Obersystems 186
4.8.5.3 Gesetz der Erhöhung der Idealität 188
4.8.5.4 Gesetz der ungleichen Entwicklung von Systemteilen 188
4.8.5.5 Gesetz der Erhöhung von Stoff-Feld-Interaktionen 189
4.8.6 Evolutionslinien und -trends technischer Systeme 189
4.8.6.1 Dynamisierung 189
4.8.6.2 Koordination und Evolution der Rhythmik 191
4.8.6.3 Gestalt- und Formkoordination 192
4.8.6.4 Evolution der Geometrie 193
4.8.6.5 Erhöhung des Energie-Leitvermögens 195
4.8.6.6 Übergang auf die Mikroebene 196
4.8.6.7 Zunehmende Steuerbarkeit 197
4.8.6.8 Erhöhung der Automation 198
4.8.6.9 Übergang zum Obersystem 199
4.8.6.10 Zusammenfall 201
4.8.7 Evolutionspotenzial-Analyse 202
4.8.8 TRIZ-Vorhersage 204
4.8.8.1 TRIZ-Based Evolution Forecast 204
4.8.8.2 Gerichtete Evolution (Directed Evolution®) 205
4.9 Stoff-Feld-Modell 206
4.9.1 Aufbau eines Stoff-Feld-Modells 208
4.9.2 Problemformulierung im Stoff-Feld-Modell 210
4.10 Erfinderische Standards 212
4.10.1 Aufbau des Systems der erfinderischen Standards 213
4.10.2 Anwendung erfinderischer Standards zur Problemlösung 216
4.11 Denkhilfen und Unterstützung der Kreativität 220
4.11.1 Methode der kleinen Zwerge 220
4.11.2 Operator MZK 226
4.11.3 9-Felder-Denken (System-Operator) 227
4.12 Effekte 231
4.13 Value-Conflict Mapping (VCM) 233
4.14 Feature Transfer 239
4.15 Funktionsorientierte Suche (FOS) 242
4.16 Lösungsbewertung und -auswahl 244
5 Der systematische Innovationsprozess 248
5.1 Die Innovations-Checkliste 249
5.1.1 Informationen zum System 250
5.1.2 Informationen zum Problem 251
5.1.3 Formulierung der Idealität 252
5.1.4 Historie vorangegangener Lösungsversuche 252
5.1.5 Analoge Probleme und Lösungen 252
5.1.6 Ressourcen 253
5.1.7 Veränderbarkeit des Systems 253
5.1.8 Lastenheft und Auswahlkriterien 253
5.2 TRIZ-Prozess Ablaufplan 254
5.2.1 Negative Effekte und widersprüchliche Anforderungen 256
5.2.2 Kostenreduzierung 256
5.2.3 Neuentwicklung von Systemen 256
5.2.4 Patentumgehung 257
5.2.5 Festlegung zukünftiger Entwicklungsschritte 257
5.2.6 Weiterentwicklung ohne erkennbare Problemstellung 258
5.3 Algorithmus der erfinderischen Problemlösung (ARIZ) 258
5.3.1 Anwendung des ARIZ-85C 260
6 Integration der TRIZ in den Produktentwicklungsprozess 262
6.1 TRIZ und klassische methodische Konstruktion 263
6.1.1 Unterstützung der Entwicklungsphasen 263
6.1.2 Denken in Funktionen und Prozessen 265
6.1.3 Verknüpfung mit der Morphologischen Matrix 266
6.2 TRIZ und strategische Marketingplanung 267
6.3 TRIZ und Total Quality Management 269
6.3.1 Technische und physikalische Widersprüche in der QFD 269
6.3.2 QFD und das TRIZ-Denken in Funktionen 272
6.3.3 Antizipierende Fehlererkennung (AFE) in der FMEA 274
6.4 TRIZ und (Design for) Six Sigma 276
6.5 TRIZ für Business und Management 278
6.6 Softwareunterstützung 280
7 Qualifizierung und Zertifizierung 284
7.1 TRIZ-Zertifizierung 284
7.2 ETRIA TRIZ-Level 285
8 Anhang der Arbeitsmittel 290
8.1 Roadmap systematischer Innovation mit TRIZ 290
8.2 Ressourcen und Effekte 291
8.3 Widerspruchsmatrix nach Altschuller 297
8.4 Widerspruchsmatrix „Matrix 2003“ 299
8.5 76 Standards 305
8.5.1 Klasse 1: Synthese und Zerlegung von Stoff-Feld-Systemen 305
8.5.2 Klasse 2: Weiterentwicklung von Stoff-Feld-Systemen 312
8.5.3 Klasse 3: Übergang in das Obersystem und zur Mikroebene 323
8.5.4 Klasse 4: Messung und Erkennung in Stoff-Feld-Systemen 325
8.5.5 Klasse 5: Hilfestellungen 332
8.6 ARIZ-85C 339
8.6.1 Analyse der Aufgabe 339
8.6.2 Analyse des Problemmodells der Aufgabe 347
8.6.3 Definition des IER und des physikalischen Widerspruchs 350
8.6.4 Mobilisierung und Anwendung der Stoff-Feld-Ressourcen 354
8.6.5 Anwendung der Wissensdatenbank der TRIZ 364
8.6.6 Veränderung oder Ersatz der Aufgabe 365
8.6.7 Analyse der Prinzipien zur Beseitigung des physikalischen Widerspruchs 368
8.6.8 Anwendung der gewonnenen Lösung 369
8.6.9 Analyse des Lösungsverlaufs 370
Literatur 372
Stichwortverzeichnis 376