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La risoluzione di problemi complessi e l'invenzione. di Francesco Sacerdoti
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Tecniche inventiveTecniche inventiveFrancesco M.Sacerdoti
e-voluzione srl
L’invenzione
• un oggetto, un procedimento o una tecnica che presenta elementi di innovazione e originalità.
Gli inventoriLeonardoLeonardo
Chi sono ?
Leonardo da Vinci
Gli inventoriLeonardoLeonardo MorseMorse
Chi sono ?
MorseIl codice Morse,
detto anche
alfabeto Morse, è
un sistema per
trasmettere
lettere, numeri e
segni di
punteggiatura per
mezzo di un
segnale in codice
ad intermittenza.
Gli inventoriLeonardoLeonardo MorseMorse
MarconiMarconi
Chi sono ?
Guglielmo Marconi
Ha inventato la
telegrafia senza fili
via onde radio. Il
sistema ha portato
allo sviluppo dei
moderni metodi di
telecomunicazione
come la televisione
e la radio
Gli inventoriLeonardoLeonardo MorseMorse
MarconiMarconi J.CochraneJ.Cochrane
Chi sono ?
J.Cochrane
Cos’ha inventato
????
La lavastoviglie
Inventori Italiani su WikipediaLuca BarnocchiEugenio BarsantiEttore BelliniEdoardo BianchiVitale BramaniFrancesco BroccuLuigi Valentino BrugnatelliEgidio BrugolaTemistocle Calzecchi OnestiTullio CampagnoloMatteo CampaniGiuseppe CandidoSalvatore CarcanoGiovanni Caselli (abate)Filippo CassolaBernardo CastroFilippo CecchiLeonardo ChiariglioneSilvio CrespiMarcello CretiAlessandro CrutoVinicio De BortoliPietro de ZannaGiuseppe di GiugnoDoretLuigi EmanueliFederico FagginGuido FassiEttore FenderlEnrico FermiAndrea FerrettoBeniamino FiammaEnrico ForlaniniGaetano Fuardo
Motore a scoppio
parti di biciclette
suole per scalata
pistola a tamburo
vite a brugola
parti di biciclette
orologi
armi
fax
lampada
divano letto
sismografi
mpeg
120 (vivavoce, instamatic)
filamento lampadine
macchina x cioccolato (Caffarel)
cavi telefonici
telefono
radio
........
microprocessore
produzione di acetilene
reattore nucleare
aliscafo, dirigibili
fucile a ripetizione
bussola
autorespiratore
motore per razzi
produzione lampadine
precursore telefono
automobile
cinema sonoro,RaggiX
binocolo
cinema sonoro
macchina per scrivere
orologio astronomico
ville prefabbricate
motori, batiscafo, ecc.
fucile a ripetizione
pila, condensatore, ecc.
Come si inventaCome si inventa
Idea
Invenzione
TRIZTеория Pешения Изобретательскиx Задач
(Teoria per la Soluzione dei Problemi Inventivi)
Genrich Saulovich Altshuller (1926-1998)
i Tooli 40 principi inventivi
la matrice delle contraddizioni tecniche
i principi di separazione delle contraddizioni fisiche
l'analisi Substance-Field
le 76 Soluzioni Standard
le Leggi di Evoluzione
l'algoritmo ARIZ per la soluzione di complessi problemi
inventivi
la logica
Inerzia Psicologica
Chi fa ricerca ha delle
proprie direttrici
preferenziali di
osservazione, quasi come
se esistesse un vettore
lineare localizzato nel
proprio campo di
specializzazione, o negli
immediati dintorni.
Scelta di
tecnologie
non corrette
Processo Inventivo-Ingegneria
Innovation Situation Questionnaire ISQInformazioni generali sul sistema
Le risorse disponibili
sostanze, campi (ovvero energie), risorse funzionali, informazioni,
tempo, spazio
La situazione che genera il problema
Cosa vorreste migliorare o i difetti che vorreste eliminare
Il processo che causa il difetto, se è conosciuto
L’evoluzione della nascita del problema (es. quando e’ successo)
Risolvere un problema diverso
Cambiare il sistema
I cambiamenti ammessi
Le limitazioni ai cambiamenti nel sistema
Caratteristiche ricercate
tecnologiche, economiche, ecc.
Storico dei tentativi di soluzione
I 40 principi solutivi TRIZ
1 Segmentazione
2 Rimozione / estrazione
3 Condizioni locali
4 Asimmetria
5 Unione/Combinazione
6 Multifunzionalità
7 Principio della “Matrioska”.
8 Compensazione di peso
9 Anti-azione preliminare
10 Azione preliminare
11 Compensare in anticipo
12 Equipotenzialità
13 Inversione
14 Sfericità o curvatura
15 Dinamicità
16 Azioni parziali o eccessive
17 Cambio di dimensione
18 Vibrazioni meccaniche
19 Azione periodica
20 Continuità di azioni utili
21 Accelerare i tempi
22 Convertire le azioni negative in positive
23 Feedback
24 Intermediario
25 Self-service
26 Uso di copie
27 Oggetti economici, a vita corta al posto di oggetti durevoli ma costosi
28 Sostituzione di sistemi meccanici
29 Uso di gas e liquidi
30 Membrane e pellicole
31 Materiali porosi
32 Cambiare le proprietà ottiche
33 Omogeneità
34 Consumare e rigenerare
35 Cambiamento di parametri
36 Cambiamento di stato
37 Dilatazione termica
38 Forti ossidanti
39 Atmosfera inerte
40 Materiali compositi
Qualche esempio di principi
1. Segmentazione: dividere un oggetto in parti indipendenti
18. Vibrazione meccanica: utilizzare un’oscillazione
21. Accelerare i tempi: effettuare operazioni complesse e
pericolose molto velocemente
29. Uso di gas e liquidi: rimpiazzare parti solide con gas o
liquidi
35. Trasformazioni: cambiare lo stato fisico
37. Espansione termica: utilizzare l’espansione e la
contrazione di un materiale dovuta alla temperatura
i 40 principi inventivi
35 Cambiamento di parametri
10 Azione preliminare
1 Segmentazione
28 Sostituzione di sistemi meccanici
2 Rimozione / estrazione
15 Dinamicità
19 Azione periodica
18 Vibrazioni meccaniche
32 Cambiare le proprietà ottiche
13 Inversione
26 Uso di copie
3 Condizioni locali
27 Oggetti economici, a vita corta al posto di oggetti durevoli ma costosi
29 Uso di gas e liquidi
34 Consumare e rigenerare
16 Azioni parziali o eccessive
40 Materiali compositi
24 Intermediario
17 Cambio di dimensione
6 Multifunzionalità
14 Sfericità o curvatura
22 Convertire le azioni negative in positive
39 Atmosfera inerte
4 Asimmetria
30 Membraneepellicole
37 Dilatazionetermica
36 Cambiamento di stato
25 Self-service
11 Compensare in anticipo
31 Materiali porosi
38 Forti ossidanti
8 Compensazione di peso
5 Unione/Combinazione
7 Principio della “Matrioska”.
21 Accelerare i tempi
23 Feedback
12 Equipotenzialità
33 Omogeneità
9 Anti-azione preliminare
20 Continuità di azioni utili
in ordine di frequenza di utilizzo
Analisi delle contraddizioni
L’analisi delle contraddizioni è un metodo molto potente
per guardare i vostri problemi sotto nuovi punti di vista
Un problema è definito “contraddizione tecnica” quando
sono disponibili delle possibili alternative per migliorare un
parametro del sistema, ma ciò viene fatto a spese di un
altro parametro. In altre parole, una contraddizione tecnica
esiste quando il miglioramento di un parametro “A” del
sistema determina un peggioramento del parametro “B”
(ad esempio un container che viene reso più resistente,
aumentando lo spessore delle pareti, ma questo determina
un aumento del suo peso).
Matrice delle contraddizioni
Contraddizione fisicaSi ha una contraddizione fisica tutte le volte che si
desiderano contemporaneamente 2 caratteristiche opposte
di uno stesso sistema (per esempio la tazzina da caffè la si
vuole calda per tener caldo il caffè e la si vuole fredda per
non scottarsi).
Tali contraddizioni possono essere risolte con una
separazione di tipo spaziale (ad. esempio la tazza deve
essere calda all'interno e fredda all'esterno), temporale o su
condizione.
Per ciascuna di queste tipologie di separazione è suggerita
una lista di principi con i quali è possibile superare la
contraddizione.
RisorseLa teoria TRIZ pone enfasi sul massimo impiego di
tutto ciò che è interno al sistema.
Risorsa è tutto ciò che all'interno del sistema non sia
impiegato al massimo delle sue potenzialità: sostanze,
interazioni funzionali, energia, tempo, spazio,
informazione.
Nell'analizzare un problema bisogna prendere in
considerazione non solo il sistema ed i suoi
componenti, ma anche il suo ambiente, il suo passato
ed il suo futuro.
Uso delle risorse
Refluo alcalino usato
per purificare fumi
Calcolo spessore dalla resistenza
Bicarbonato+Grassi = Sapone
Piattelli di ghiaccio
l'analisi Substance-Field
Se uno dei tre elementi fondamentali (S1, S2, F) è
assente, l’analisi Sostanza-Campo mostra dove il
modello deve essere completato e fornisce delle
indicazioni da seguire per generare idee innovative.
Se i tre elementi del modello sono presenti, l’analisi
Sostanza-Campo è in grado di dare indicazioni per
modificare il sistema al fine di ottenere migliori
prestazioni, in particolar modo laddove sono permesse
radicali modifiche del sistema.
Ci sono quattro modelli fondamentali:
•Sistema incompleto (richiede un completamento o un nuovo sistema)
•Sistema completo efficace
•Sistema completo inefficace (richiede un miglioramento per realizzare
l’effetto desiderato).
•Sistema completo dannoso (richiede l’eliminazione dell’effetto negativo).
Connettori
le 76 Soluzioni Standard
Le 76 Soluzioni Standard rappresentano delle
raccomandazioni da seguire, dei modelli astratti
di soluzione da utilizzare a fronte dei diversi
modelli di problema identificati con l’analisi
Sostanza-Campo
Principi Varianti Descrizione
1 Segmentation 5.1.2
2.2.2
2.2.4
Divide the element into smaller units
Use particles instead of the whole object
Divide the object into parts, then make it flexible by linking the parts
3.2.1 Transition to the micro-level
2 Take out
3 Local Quality 1.1.8.2
1.2.5
2.2.6
5.1.1.5
Protect certain regions from the full impact of an action
Turn a magnetic field on or off according to the local need.
Change from uniform structure to a structure that is specific to the situation
Concentrate an additive in one location
4 Asymmetry 2.2.6 Change from uniform structure to a structure that is specific to the situation
5 Merging 1.1.2-
1.1.5
3.1.4
Additive, temporary or permanent, internal or external, from the environment
or from changing the environment
Simplification of Bi- and Poly-systems
6 Universality
7 Nested Doll
8 Anti-weight
9 Preliminary anti-
action
10 Preliminary action
11 Cushion in advance 1.1.8.1 Use a substance to protect a weaker substance from a potentially harmful
occurrence.
12 Equipotentiality
13 Other way around 2.4.6 Introduce magnetic materials in the environment, instead of into the object
14 Spheroidality or use
of curves
15 Dynamism 2.2.4.
2.4.8
Make the system flexible
Use dynamic magnetic fields
le 76 Soluzioni Standard
Leggi di evoluzione dei sistemi tecnici
• Altshuller studiò il modo in cui i sistemi sono stati sviluppati e migliorati nel tempo.
• Da qui scoprì 8 modelli di evoluzione (chiamati Laws of Technical Systems Evolution) che rappresentano lo strumento per prevedere i miglioramenti che potranno essere apportati ad un dato prodotto.
3 Categories:
■Statics – describes criteria of viability of newly created technical systems.
■Kinematics – defines how technical systems evolve regardless of conditions.
■Dynamics – defines how technical systems evolve under specific conditions.
Static Laws
■The law of the completeness of the parts of the system
Any working system must have 4 parts: the engine, the transmission, the working unit (working organ) and the
control element (organ of steering). The engine generates the needed energy, the transmission guides this energy
to the working unit, which ensures contact with outside world (processed object), and the control element makes
the system adaptable.
■The law of energy conductivity of the system
As every technical system is a transformer of energy, this energy should circulate freely and efficiently through its 4
main parts (engine, transmission, working element and control element). The transfer of energy can be by
substance, field, or substance-field.
■The law of harmonizing the rhythms of parts of the system
The frequencies of vibration, or the periodicity of parts and movements of the system should be in synchronization
with each other.
Leggi di evoluzione dei sistemi tecnici
Kinematic laws
■Law of increasing the degree of ideality of the system
The ideality of a system is a qualitative ratio between all desirable benefits of the system and its cost or other harmful
effects. When trying to decide how to improve a given invention, one naturally would attempt to increase ideality, either
to increase beneficial features or else to decrease cost or reduce harmful effects. The ideal final result would have all
the benefits at zero cost. That cannot be achieved; the law states, however, that successive versions of a technical
design usually increase ideality. Ideality = benefits/(cost + harm)
■The law of uneven development of parts of a system
A technical system encompasses different parts, which will evolve differently, leading to the new technical and physical
contradictions.
■The law of transition to a super-system
When a system exhausts the possibilities of further significant improvement, it's included in a super-system as one of
its parts. As a result new development of the system become possible.
Dynamic laws
■Transition from macro to micro level
The development of working organs proceeds at first on a macro and then a micro level. The transition from macro to
micro level is one of the main (if not the main) tendency of the development of modern technical systems. Therefore in
studying the solution of inventive problems, special attention should be paid to examining the "macro to micro
transition" and the physical effects which have brought this transition about.
■Increasing the S-Field involvement
Non-S-field systems evolve to S-field systems. Within the class of S-field systems, the fields evolve from mechanical
fields to electro-magnetic fields. The dispersion of substances in the S-fields increases. The number of links in the F-
fields increases, and the responsiveness of the whole system tends to increase.
Leggi di evoluzione dei sistemi tecnici
Esempi
Conteggio di insetti nocivi
Patent pending: ITNA2012A000014
con E.Esposito
+
N
tCurva di popolazione
GrazieGrazie
Francesco M.Sacerdotie-voluzione srl
www.e-voluzione.itwww.e-voluzione.it
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