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 von Karl Koltze 6
Foreword by Valeri Souchkov 8
Inhalt 12
Die Autoren 16
1 Einleitung 18
1.1 Erfindung und Innovation 18
1.2 Innovationstechnologien 19
1.3 Bedarf für systematische Innovation 21
1.4 Ganzheitliche Produkt- und Prozessentwicklung 22
1.5 Erfolgsfaktoren systematischer Innovation mit TRIZ 23
2 Kreativität und Methodik 27
2.1 Kreativitätstechniken 27
2.2 Klassische Konstruktionsmethodik 29
2.3 Kreativität und Methodik - ein Widerspruch? 30
2.4 Effizienz der Problemlösungstechniken 32
2.5 Der Prozess systematischer Innovation mit TRIZ 33
3 Die Theorie der erfinderischen Problemlösung 35
3.1 Ein systematischer Weg zur Erfindung 36
3.2 Der Widerspruch als Aufgabenstellung 37
3.3 Evolution technischer Systeme 38
3.4 Niveau von Problemlösungen 39
3.5 Nutzung bekannter Lösungsprinzipien und vorhandenen Wissens 43
3.6 Werkzeuge der TRIZ im Problemlösungsprozess 44
4 Werkzeuge systematischer Innovation mit TRIZ 48
4.1 Idealität 49
4.1.1 Ideales Endresultat (IER) 51
4.1.2 Ideale Maschine 52
4.1.3 Erhöhung der Idealität als universelles Entwicklungsziel 54
4.1.4 Wege zur Erhöhung der Idealität 57
4.1.5 Grad der Idealität als Auswahlkriterium 59
4.2 Ressourcenanalyse 62
4.2.1 Stoffliche Ressourcen 65
4.2.2 Feldförmige Ressourcen 67
4.2.3 Räumliche Ressourcen 70
4.2.4 Zeitliche Ressourcen 71
4.2.5 Informationsressourcen 72
4.2.6 Funktionale Ressourcen 72
4.3 Widerspru?che 73
4.3.1 Erfindung als Auflösung von Widerspru?chen 74
4.3.2 Formulierung von Widerspru?chen 76
4.3.3 Innovationsprinzipien zur Auflösung technischer Widerspru?che 80
4.3.4 Auswahl der Lösungsprinzipien technischer Widerspru?che 105
4.3.5 Separationsprinzipien zur Auflösung physikalischer Widerspru?che 116
4.3.6 Problemlösung durch Kombination von Innovations- und Separationsprinzipien 123
4.4 Funktionsanalyse 125
4.4.1 Funktionsmodell der TRIZ 127
4.4.2 Problemformulierung am Funktionsmodell 136
4.5 Prozessanalyse 137
4.6 Trimmen 138
4.7 Root-Conflict-Analysis (RCA+) 142
4.8 Evolution technischer Systeme 154
4.8.1 Modelle der Evolution technischer Systeme 157
4.8.2 Generelle Trends funktionaler Evolution 162
4.8.3 S-Kurven Analyse 165
4.8.4 Evolutions-Baum technischer Systeme 166
4.8.5 Gesetze der Evolution technischer Systeme 167
4.8.6 Evolutionslinien und -trends technischer Systeme 171
4.8.7 Evolutionspotenzial-Analyse 184
4.9 Stoff-Feld-Modell 187
4.9.1 Aufbau eines Stoff-Feld-Modells 188
4.9.2 Problemformulierung im Stoff-Feld-Modell 191
4.10 Erfinderische Standards 193
4.10.1 Aufbau des Systems der erfinderischen Standards 194
4.10.2 Anwendung erfinderischer Standards zur Problemlösung 196
4.11 Denkhilfen und Unterstu?tzung der Kreativität 201
4.11.1 Methode der kleinen Zwerge 201
4.11.2 Operator MZK 207
4.11.3 9-Felder-Denken 208
4.12 Effekte 212
4.13 Value-Conflict Mapping (VCM) 214
4.14 Feature Transfer 220
4.15 Lösungsbewertung und -auswahl 223
5 Der systematische Innovationsprozess 226
5.1 Die Innovations-Checkliste 227
5.1.1 Informationen zum System 228
5.1.2 Informationen zum Problem 228
5.1.3 Formulierung der Idealität 229
5.1.4 Historie vorangegangener Lösungsversuche 229
5.1.5 Analoge Probleme und Lösungen 230
5.1.6 Ressourcen 230
5.1.7 Veränderbarkeit des Systems 230
5.1.8 Lastenheft und Auswahlkriterien 230
5.2 TRIZ-Prozess Ablaufplan 231
5.2.1 Negative Effekte und widerspru?chliche Anforderungen 233
5.2.2 Kostenreduzierung 233
5.2.3 Neuentwicklung von Systemen 233
5.2.4 Patentumgehung 234
5.2.5 Festlegung zuku?nftiger Entwicklungsschritte 234
5.2.6 Weiterentwicklung ohne erkennbare Problemstellung 234
5.3 Algorithmus der erfinderischen Problemlösung (ARIZ) 235
5.3.1 Anwendung des ARIZ-85C 236
6 Integration der TRIZ in den Produktentwicklungsprozess 238
6.1 TRIZ und klassische methodische Konstruktion 239
6.1.1 Unterstützung der Entwicklungsphasen 239
6.1.2 Denken in Funktionen und Prozessen 241
6.1.3 Verknüpfung mit der Morphologischen Matrix 241
6.2 TRIZ und strategische Marketingplanung 243
6.3 TRIZ und Total Quality Management 244
6.3.1 Technische und physikalische Widerspru?che in der QFD 244
6.3.2 QFD und das TRIZ-Denken in Funktionen 247
6.3.3 Antizipierende Fehlererkennung (AFE) in der FMEA 249
6.4 TRIZ und (Design for) Six Sigma 251
6.5 TRIZ für Business und Management 253
6.6 Softwareunterstützung 254
7 Qualifizierung und Zertifizierung 257
7.1 TRIZ-Zertifizierung 257
7.2 Qualifizierungsstufen in der Anwendung der TRIZ 257
8 Anhang der Arbeitsmittel 260
8.1 Roadmap systematischer Innovation mit TRIZ 260
8.2 Ressourcen und Effekte 261
8.3 Widerspruchsmatrix nach Altschuller 267
8.4 Widerspruchsmatrix „Matrix 2003“ 269
8.5 76 Standards 275
8.5.1 Klasse 1: Synthese und Zerlegung von Stoff-Feld-Systemen 275
8.5.2 Klasse 2: Weiterentwicklung von Stoff-Feld-Systemen 283
8.5.3 Klasse 3: Übergang in das Obersystem und zur Mikroebene 293
8.5.4 Klasse 4: Messung und Erkennung in Stoff-Feld-Systemen 296
8.5.5 Klasse 5: Hilfestellungen 304
8.6 ARIZ-85C 312
8.6.1 Analyse der Aufgabe 312
8.6.2 Analyse des Problemmodells der Aufgabe 321
8.6.3 Definition des IER und des physikalischen Widerspruchs 323
8.6.4 Mobilisierung und Anwendung der Stoff-Feld-Ressourcen 328
8.6.5 Anwendung der Wissensdatenbank der TRIZ 337
8.6.6 Veränderung oder Ersatz der Aufgabe 339
8.6.7 Analyse der Prinzipien zur Beseitigung des physikalischen Widerspruchs 341
8.6.8 Anwendung der gewonnenen Lösung 342
8.6.9 Analyse des Lösungsverlaufs 343
Literatur 345
Index 348

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.