با پیشرفت علوم مختلف متخصصان TRIZ ، پژوهش های فراوانی بر روی این متدولوژی انجام داده اند و اصول جدید و نوینی ابداع نموده اند که در حل خلاق مسائل مکملی برای چهل اصل ابداعی می باشد. در ادامه به ابزارهای TRIZ و کاربردهای آنها در حل مسائل اشاره می شود.

سطوح نوآوري

تحليل ابداعات و نوآوری های ثبت شده فراوان مشخص نمود که ارزش ابداعات با يکديگر برابر نيست و به همين خاطر آلتشولر 5 سطح نوآوري را برای ابداعات پيشنهاد نمود.

  • سطح 1 : بهبود کوچک در سيستم تکنيکي ايجاد شود نيازمند دانش قابل دسترس درون سيستم و کسب و کار ناشي از آن است.
  • سطح 2 : ابداعي که شامل حل کردن تناقض تکنيکي باشد. نيازمند دانش در حوزه هاي متفاوت صنعت سيستم مربوطه است.
  • سطح 3 : ابداعي که شامل حل کردن تناقض فيزيکي است دانش صنايع ديگر را نياز دارد.
  • سطح 4 : تکنولوژي جديد که راه حل انقلابي ارائه کرده و نيازمند دانش در حوزه هاي متفاوت علوم است.
  • سطح 5 : کشف يک ماده يا پديده جديد

در مسائل سطح يک، جسم ( قطعه يا روش) تغيير نمي کند. در سطح دوم جسم به صورت ظاهري تغيير کرده ولي اساس آن تغيير نمي کند. در سطح سوم جسم بايد تغيير کند، در سطح چهارم جسم کلاً تغيير مي کند و در سطح آخر کل سيستم تکنيکي که جسم در آن وجود دارد تغيير مي کند. در حقيقت مسئله با بدست آوردن راه حل هاي ابداعي در سطوح متفاوت حل مي شود.

ابزارهای مهندسی خلاقیت TRIZ

تناقضات فيزيکي و تکنيکي (Technical and physical contradictions)

تناقضات فيزيکي و تکنيکي یکی از ابزارهای TRIZ است که بنيان مهندسی خلاقیت TRIZ را تشکيل مي دهند. فرموله کردن تناقض تکنيکي براي درک بهتر ريشه هاي مسئله و پيدا کردن سريعتر بهترين راه حل بسيار مناسب است. اگر مسئله حاوي تناقض تکنيکي نباشد مسئله جزء مسائل ابداعي TRIZ (که از ماتريس تناقضات و 40 اصل ابداعي براي حل آنها استفاده مي شود) نمي باشد.

تناقض تکنيکي زماني رخ مي دهد که با بهبود پارامتري از يک سيستم، پارامتر ديگر بدتر شود.

مثال : افزايش قدرت موتور (يک اثر مطلوب) ممکن است باعث افزايش وزن موتور شود (يک اثر نامطلوب) آلتشولر 40 اصل ابداعي را معرفي کرده که مي توان در حذف اين تناقضات تکنيکي استفاده نمود. او همچنين 39 پارامتر سيستم هاي تکنيکي را نيز مشخص کرد که مي توان از آنها در تشريح و توسعه تناقض هاي تکنيکي استفاده نمود.

تناقض فيزيکي تضاد بين دو نياز فيزيکي براي پارامتر  مشابه از يک عنصر سيستم است.

اين تناقض به شرح زير است:

عناصر به دست آمده از سيستم بايد داراي خصوصيات A  باشد و همچنين عناصر سيستم بايد داراي خصوصيت متضاد A باشد که به طور دو کيفيت متضاد با هم، همزمان مورد نياز است.

به عنوان مثال :

  • جسم بايد گرم و سرد باشد
  • جسم بايد سخت و نرم باشد.

راه هاي برطرف کردن تناقض فيزيکي استفاده از 4 اصل زيرمی باشد :

  • جدا سازي خواص متناقض در زمان
  • جدا سازي خواص متناقض در فضا
  • تغيير شکل سيستم
  • تغيير فاز، يا تغيير شيميايي – فيزيکي مواد.

تحليل منابع [1]

زماني که سيستم تکنيکي و تناقض آن را مشخص مي­ نماييد بايد منابعي که براي برطرف کردن تناقضات در دسترس هستند را نيز مشخص و ارزيابي کنيد. براي حل تناقض، TRIZ پيشنهاد مي ­کند که از منابع ماده – ميدان در سيستم موجود استفاده کنيد. براي اين موضوع، نيازهاي يک سيستم ايده ­آل را بايد در نظر گرفت. منابع بايد به راحتي قابل دسترس، آزاد و با قيمت و هزينه ارزان باشند. منابع مي ­توانند داخل يا خارج سيستم يا سوپر سيستم باشند همچنين منابع مي­توانند مواد يا ميدان­ها را نيز در بر بگيرد. منابع ديگر مانند فضا، زمان و حتي سيستم­ هاي ديگر نيز مورد ملاحظه قرار مي­گيرند.

تشخيص اين منابع فرصت­ هاي فراواني براي حل مسائل فراهم مي­ آورند. هر منبع يک راه حل بالقوه براي مسئله است. هرچه منابع بيشتري در دسترس داشته باشيد راه ­حل­هاي بيشتري براي مسائل به دست مي ­آوريد.

يده ­آل گرايي سيستم[2]

ايده ­آل گرايي یکی دیگر از ابزارهای TRIZ ، ضرورتي است که بشر براي بهبود سيستم ­هاي خود به سمت آن حرکت مي­ کند به عنوان مثال سيستم­ ها بايد سريعتر بهتر و با هزينه کمتر ساخته شوند.

براي افزايش عملکردهاي مفيد و براي کاهش عملکردهاي مضر، سيستم به سمت ايده ­ال­ گرايي حرکت مي­ کند. سيستم ايده ­آل از هيچ موادي استفاده نمي­ کند ولي عملکرد خود را انجام مي­ دهد.

سيستم ايده ­آل بدون اضافه کردن پيچيدگي از طريق کوچک کردن قسمت­ ها[3]، استفاده از منابع[4]  و استفاده از اثرات شيميايي، فيزيکي و هندسي[5]  به دست مي ­آيد به طور کلی ايده آل گرائی با رابطه زير معرفی می شود:

در ايده آل گرائی براي حل مسئله از حالت نتيجه نهايي ايده آل  (IFR) استفاده مي شود که عملکرد مورد نياز بدون اثرات مضر و پيچيدگي هاي اضافي انجام مي گردد. به طور عمومي 3 عملکرد اساسي که در IFR استفاده مي شود عبارتند از :

  • سيستم خودش عملکرد مورد نياز را انجام دهد
  • سيستم وجود نداشته باشد ولي عملکرد انجام شود
  • اين عملکرد مورد نياز نيست

ابزارهای مهندسی خلاقیت TRIZ

کاربرد پايگاه اطلاعاتي دانش و اثرات

برای به دست آوردن ايده ­آل ­گرايي بايد از تمام منابع در دسترس سيستم استفاده شود منابع داخلي و خارجي شامل پايگاه اطلاعات اثرات هندسي، فيزيکي و شيميايي براي انجام عملکرد مورد نياز استفاده شوند.

  • اثرات فيزيکي بيش از 50 مورد
  • اثرات شيميايي بيش از 120 مورد
  • اثرات هندسي بيش از 50 مورد
ابزارهای مهندسی خلاقیت TRIZ

40 اصل TRIZ

40 اصل ابداعي [6]

يکي از جديدترين و ساده ­ترين ابزارهای TRIZ ، که با مطالعه 1000 ابداع ثبت شده معرفي گرديد اصول ابداعی است. آلتشولر راه ­حل ­هاي مسائل تکنيکي را به صورت منظم و به ترتيب ارائه نمود او 40 اصل را پيدا کرد که در حل بسياري از تناقضات موثر می باشند.استانداردهاي ابداعي [7] و مدل ماده – ميدان[8]

از ابزارهای TRIZ که بسیار وسيع و قابل بحث هستند استانداردهاي ابداعي و مدل ماده – ميدان مي ­باشند کلمه استاندارد اين ايده اساسي را پيدا مي­کند که شکل دقيق­ تر و کوتاه ­تري را نسبت به اصول پيچيده ارائه نموده که با دقت بيشتري به کار  مي­رود. طرح­ هاي پايه­ اي استانداردها شامل موارد زير است :

  • آنها نه­ تنها شامل اصول ابداعي مي­ باشند بلکه اثرات فيزيکي را نيز در بر مي ­گيرند.
  • اصول و اثرات در شکل استاندارد­ها تعريف شده و با يکديگر ارتباط دارند.
  • سيستم اصول و اثرات به صورت مجزا در حذف تناقضات فيزيکي موثرند و به طورکلی استانداردها در جهت توسعه سيستم­ هاي تکنيکي پيش می‌روند.
  • استانداردها قوانيني براي سنتز و ساخت مجدد سيستم ­هاي تکنيکي هستند درک و به کار بردن تنها قسمتي از آنها در حل مسائل بسيار پيچيده موثر است و استانداردها به طورکلي دو عملکرد را ارائه مي­کند.
  • کمک به بهبود سيستم جديد يا سنتز سيستم جديد
  • استانداردها روش بسيار موثري براي تهيه يک مدل گرافيکي از مسئله هستند و اين مدل را مدل ماده ميدان نام نهاده‌­اند.

مدل ماده ميدان سيستم تکنيکي در منطقه عملکردي فعاليت مي­ کند اين منطقه هسته مرکزي مسئله و مکاني است که تناقض اتفاق مي­افتد. در مدل ماده ميدان دو ماده (جسم) و ميدان (انرژي) حضور دارند. آناليز مدل ماده – ميدان 76 راه­ حل استاندارد آلتشولر را در 5 گروه طبقه ­بندي می کند.

گروه 1 : ساخت يا تخريب ماده ميدان

گروه 2 : توسعه يک مدل ماده – ميدان

گروه 3 : تغيير از سيستم پايه به سوپر سيستم يا زيرسيستم

گروه 4 : اندازه‌­گيري يا تشخيص هر چيز درون سيستم تکنيکي

گروه 5 : قوانين چگونگي معرفي مواد يا ميدان به سيستم تکنيکي

الگوريتم حل مسئله ابداعي[9] (ARIZ)

ARIZ یکی دیگر از ابزارهای TRIZ می باشد که ابزار اصلي تحليلی TRIZ است و به طور کلي آن را عصاره TRIZ مي­دانند. ARIZ مراحل منطقي پي ­در پي ويژه براي توسعه راه ­حل يک مسئله پيچيده ارائه مي­کند با گذشت زمان نمونه­ هاي متکامل آن بروز می کنند که به عنوان مثال نمونه ARIZ85C داراي 9 مرحله و هر مرحله داراي تعدادي زيرمرحله است که در زير تنها به 9 مرحله اشاره مي­ شود :

  1. آناليز مسئله
  2. آناليز مدل مسئله
  3. نتيجه نهايي ايده ­آل و تعيين تناقض فيزيکي
  4. استفاده از منابع
  5. استفاده از پايگاه اطلاعات
  6. تغيير يا فرموله کردن مجدد مسئله
  7. آناليز روشي که تناقض فيزيکي را برطرف مي­کند
  8. استفاده از راه­ حل ­هاي به دست آمده
  9. آناليز مراحلي که منجر به حل مسئله مي­شود

ابزارهای مهندسی خلاقیت TRIZ

ابزارهای TRIZ و تکامل سيستم[10]

همان­طور که مشخص شده در TRIZ کلاسيک، تکامل سيستم­ هاي تکنيکي در طرح ­هاي قابل پيش بينی انجام مي ­شود. هر حالت را خط يا رويکرد تکاملي مي ­نامند اين 8 رويکرد عبارتند از :

1- رويکرد کامل کردن قسمت ­هاي سيستم

2- رويکرد ضريب هدايت (انتقال) انرژِي سيستم

3- رويکرد هماهنگ کردن ريتم قسمت ­هاي سيستم

4- رويکرد افزايش درجه ايده­ آلي سيستم

5- رويکرد توسعه غيرمساوي (ناجور) قسمت­ هاي سيستم

6- تحول به سمت سوپر سيستم

7- پويايي

1-8-رويکرد تغيير از سطح ماکرو (بزرگ) به ميکرو (کوچک)

1-8- رويکرد افزايش توسعه ماده – ميدان

آلتشولر اين خطوط را الگو ناميد و آنها را در 3 گروه دسته­ بندي کرد که آنها عبارتند از : استاتيک[11] (سکون­شناسي) (رويکردهاي 1-3 )، کينماتيک[12] (علم اجسام متحرک) (4-6) و ديناميک[13] (پويايي شناسي) (7-8). استاتيک دوره تولد و تشکيل سيستم تکنيکي را بيان مي­ کند. رويکرد کينماتيک دوره رشد و گل­ دهي سيستم را بيان مي­کند رويکرد ديناميک با دوره نتيجه گرفتن و به پايان رسيدن توسعه و تغيير سيستم به سيستم جديد در ارتباط است. آلتشولر اين دو رويکرد را در سال 1979 و پويايي را بعداً در سال 1986 منتشر ساخت.

سيستم­ هاي تکنيکي اين رويکردهاي عمومي را دنبال مي­ کنند از سيستم ابتدايي تا بهبودهاي چندگانه، سيستم به سمت ايده­ آل­ گرايي حرکت مي­کند. لازم به توضيح است در خصوص الگوهای تکاملی نظرات و منابع متفاوتی ارائه شده است.

ابزارهای TRIZ برای غلبه بر سکون روانشناختي / فکري

محقق با تخصص در يک حوزه ، تنها براي پيدا کردن راه­ حل، حوزه علمي خود را مورد بررسي قرار مي ­دهد. براي غلبه بر اين سکون روانشناختي يا جبر فکري در حين حل مسئله ، TRIZبرخي ابزارها را پيشنهاد مي­کند.

تفکر چندجانبه[14]  روشي که با استفاده از حداقل 9 پرده (تابلو) توسعه سيستم را بهبود مي­ بخشد سيستم، سوپرسيستم و زيرسيستم را در گذشته، حال و آينده به نمايش مي ­گذارد. اين رويکرد منجر به مفاهيم و راه­ حل ­هاي جديد براي غلبه بر ضعف­ ها مي­ شود.

ابزار بعد هزينه – زمان[15] شامل تجربيات فکري با افزايش و کاهش زمان عملکرد و هزينه بهبود مي­ باشد. پس احتمالات جديد آناليز مي­شود و برخي از اين احتمال را مي­توان براي توسعه سيستم جديد به کار برد.

توسعه تصور خلاق[16]براي توسعه سيستم­هاي جديد با استفاده از شبيه­ سازي ­هاي خارق­العاده (خيالي) راهکارهاي متنوعي ارائه مي­کند.

روش الگوگيري از افراد کوچک هوشمند[17] تناقض پيدا شده در سيستم را به عنوان نيروی بين حداقل دو گروه از مردم معرفي مي­کند در طراحي بعدي حل تناقض با استفاده از منابع موجود سيستم و افراد کوچک انجام مي­شود.

  1. Resource Analysis
  2. Ideality of System
  3. Minimizing Parts
  4. Utilization of resources
  5. Using of chemical, physical and Geometrical effects
  6. Inventive principles
  7. Inventive standards
  8. Substance -Filed Model
  9. Algorithm of Inventive problem solving (ARIZ)
  10. System Evolution
  11. Static
  12. Kinematics
  13. Dynamics
  14. Multiscreen thinking
  15. Dimensions- Time- Cost
  16. Development of Creative Imagination
  17. Modeling with smart small people