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Curso-Taller TRIZ. La matriz de contradicciones. Curso-Taller TRIZ. Segunda sesi´ on. Presentaci´ on de TRIZ, Fundamentos y organizaci´ on Jaime A. Aguilar Zambrano Facultad de Ingenier´ ıa. Pontificia Universidad Javeriana, Cali, Colombia. Vicerrector´ ıa de Cooperaci´ on para el Desarrollo y Departamento Proyectos de Ingenier´ ıa. Universidad Polit´ ecnica de Valencia, Valencia, Espa˜ na. Santiago de Cali, Octubre 29 a Noviembre 2 de 2007.

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Curso-Taller TRIZ. La matriz de contradicciones.

Curso-Taller TRIZ. Segunda sesion.Presentacion de TRIZ, Fundamentos y

organizacion

Jaime A. Aguilar Zambrano

Facultad de Ingenierıa. Pontificia Universidad Javeriana, Cali, Colombia.Vicerrectorıa de Cooperacion para el Desarrollo y Departamento Proyectos de

Ingenierıa. Universidad Politecnica de Valencia, Valencia, Espana.

Santiago de Cali, Octubre 29 a Noviembre 2 de 2007.

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Curso-Taller TRIZ. La matriz de contradicciones.

outline

1 Que es TRIZ?

2 Historia y Background

3 Niveles de soluciones inventivas

4 Y por que TRIZ

5 Una aproximacion para clasificar el trabajo de AltshullerNociones esencialesHerramientas para prevenir la inercia psicologica.Herramientas de Solucion

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Curso-Taller TRIZ. La matriz de contradicciones.

Que es TRIZ?

Que es TRIZ?.

La Teorıa de solucion de problemas inventivos es un dominio de laciencia que explora los mecanismos de la evolucion de los sistemastecnicos para desarrollar metodos analıticos aplicables y tecnicas de

solucion de problemas.

T: TeoriyaR: ResheniyaI: Izobretatel’skihZ: Zadach

TRIZ: Teorıa de Solucion de Problemas Inventivos

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Que es TRIZ?

...Cada invencion es un camino a traves de lo imposible.Generalmente, “imposible” significa solo “imposible por los mediosexistentes”.El inventor debe encontrar un nuevo concepto, y entonces lo imposi-ble viene a ser posible...G. Althuller.

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Que es TRIZ?

TRIZ: Teorıa de Solucion de Problemas Inventivos

Sobre el autor:

Altshuller nacio en 1926 en Tashkent.(Antigua Union Sovietica)

A los 14 anos recibio su primercertificado de autor por un diseno.

En 1946 revisando y analizando milesde patentes identifico pautasinventivas y sento las bases de TRIZ.

En 1954 aparece la primerapublicacion de TRIZ y en 1989 seestablece la Asociacion rusa de TRIZ.

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Historia y Background

Primera Etapa: El estudio de la experiencia de grandes inventores yextraer caracterısticas de soluciones poderosas para diferenciar elpensamiento robusto. Mediados del siglo XX.

Segunda etapa: La construccion un programa que realice paso por pasoun analisis sistematico del problema, descubrir, estudiar y superar lascontradicciones. Anos 50 y 60

Tercera etapa: La obtencion de una teorıa de solucion de problemasinventivos. La teorıa tiene que estar basada en el conocimiento de lasleyes objetivas de la Evolucion de los Sistemas Tecnicos. Mediados del 60a mediados del 70.

Cuarta etapa: TRIZ evoluciona a la teorıa de evolucion de los sistemastecnicos. El conocimiento de TRIZ se esparce en la antigua UnionSovietica. Mediados del 70 a mediados del 80.

Quinta etapa: Primeras publicaciones sobre la la teorıa de la evolucion dela personalidad creativa. TRIZ se esparce a nivel mundial. Mediados delochenta a finales del 90.

Etapa actual: Aplicacion de TRIZ para actividades no ingenieriles yaplicacion a nivel mundial. Ano 2000.

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Historia y Background

Las etapas de resolucion de un problema: Identificacion, Analisis,Sintesis y Evaluacion.

Los intentos no sistematicos.

Los intentos sistematicos:

Analisis sistematico de la situacion del problema. (TRIZ)

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Historia y Background

Los intentos no sistematicos:COMO resolver el problema?. Ensayo y error.

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Historia y Background

Estrategias sistematicasCOMO encontrar una solucion?. Busqueda de soluciones. Procesointensificado de ensayo y error.

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Historia y Background

Estrategias sistematicas con TRIZ...POR QUE se tiene el problema. Desarrollando la solucion.Reduciendo el area de busqueda.

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Historia y Background

TRIZ es una teorıa que ayuda a conquistar el sındrome de lapagina en blanco guiando al disenador en una angosta direccionprospectiva. Las herramientas guian al disenador en direccionesgenericas que otras personas han seguido en configuraciones deproblemas similares.

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Historia y Background

La esencia de lacreatividad inventiva esencontrar una soluciontecnica donde elsacrificio por losresultados sea cero onulo comparado a losbeneficios recibidos.

Un problema inventivo esun problema que contieneuna contradiccion tecnica,la cual no puede serresuelta utilizando elconocimiento familiar ymedios tecnicos comunes.

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Niveles de soluciones inventivas

Niveles de soluciones inventivas

Nivel 1. Un problema y el medio de resolverlo existen dentrodel area de la profesion.

Nivel 2. Un problema y los medios de solucionarlo, existendentro del area de una industria.

Nivel 3. Un problema y el medio para resolverlo existen dentrodel area de una ciencia.

Nivel 4. Un problema y el medio para resolverlo existen fuerade las fronteras de donde el problema es originado.

Nivel 5. Un problema, y los medios para resolverlo, existenfuera de las fronteras de la ciencia contemporanea.

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Niveles de soluciones inventivas

Ejemplos

Nivel 1. Un problema y elmedio de resolverlo existendentro del area de laprofesionProblema:Se requiere construir unamanguera que tenga doscaminos utilizando una mismafranja de material con doscanales de salida y la mınimaperdida de material.

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Niveles de soluciones inventivas

Ejemplos

Nivel 2. Un problema y los mediosde solucionarlo, existen dentro delarea de una industria. (Invencionescomunes)Una empresa tiene una altaproduccion de fosforos, pero elsistema de empaque detiene esa altaproductividad puesto que es unsistema “ciego”, pues muchas vecesse empacan fosforos defectuosos queno tienen cabeza y en otrasocasiones no empaca el numeroadecuado. Que debe hacerse paramejorar el proceso de millones decajas de fosforos?.

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Niveles de soluciones inventivas

Ejemplo del nivel 3. Un problema y el medio para resolverlo existendentro del area de una ciencia.

Cuando se producen balines algunos no sonperfectamente esfericos, se requiere separarlos buenos de los malos. La empresa ACME

produce 10 mil balines por hora. Unasolucion fue un plano inclinado, pero la

produccion bajo y no sirvio la vibracion. Seacudio a la fuerza centrıfuga en un disco

pero cuando aumentaba la velocidadalgunos malos iban con los buenos y albajar la velocidad la produccion bajaba.

Que se puede hacer?

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Niveles de soluciones inventivas

Ejemplo del nivel 4. Un problema y el medio para resolverlo existenfuera de las fronteras de donde el problema es originado.(macroinvenciones)

El tubo de calor.Sistema de transferenciade calor con muy altaeficiencia.

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Niveles de soluciones inventivas

Ejemplo del nivel 5. Un problema, y los medios para resolverlo,existen fuera de las fronteras de la ciencia contemporanea.

Descubrimiento de las propiedades delsemiconductor.Descubrimiento del efecto de memoria delos metales y aleaciones.Descubrimiento de vision internatomografıa.

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Niveles de soluciones inventivas

Otro ejemplo...En mayo de 1931 los gemelos Piccard yPaul Kipfer alcanzaron una altitud de 15781metros, donde la presion atmosferica escerca de 1/10 que en el nivel del mar. Paraascender se requiere descargar alguna cosa.Sin embargo descargar alguna cosa sobre elnivel de las nubes fue inseguro para laspersonas en la tierra. Que debe hacerse?El objeto a descargar debe ser pesado paradisminuir el peso del sistema del globoPEROEl objeto a descargar no debe ser pesadopara ser seguro a las personas.

La presencia de las contradicciones es elpunto clave en la teorıa TRIZ.

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Niveles de soluciones inventivas

Asociacion de los niveles de solucion y las patentes:

Nivel de solucion Numero si los ensayoso variantes son con-siderados

De donde viene lasolucion

Porcentaje depatentes en estenivel

I Soluciones aparentes Unos pocos El angosto campo es-pecializado

aprox. 32%

II Mejoras Docenas Una sola rama de latecnologıa

aprox. 45%

III Invenciones dentro de par-adigmas

Cientos Otras ramas de latecnologıa

menos del 19%

IV Invenciones fuera de losparadigmas

Miles a decenas demiles

Desde la ciencia efec-tos poco conocidosy fenomenos de lafısica, quımica y lageometrıa

3-4 %

V Descubrimiento Cientos de miles amillones

Fuera de los lımitesde la ciencia contem-poranea

menos del 0.2%

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Y por que TRIZ

Y por que TRIZ

Las teorıas tradicionales alrededor dela creatividad delegan la habilidadpara la generacion de ideas a unadestreza creativa de la mentehumana.TRIZ no esta dirigida a esacreatividad intrınseca, sino que sacasus habilidades para tener ideas a unplano superior guiandolo en ladireccion correcta.

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Una aproximacion para clasificar el trabajo de AltshullerLas patentes, como es basicamente conocido el metodo TRIZ, essolo una de las fuentes del trabajo de Altshuller.

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Nociones esenciales

Nociones esenciales

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Nociones esenciales

Nociones esenciales

Inercia mentalCaracterısticas internas y externas que nos impiden salir de unaforma predefinida de pensamiento convencional que impide a unapersona acceder a operaciones mentales no convencionales. EnTRIZ se identifican tres tipos basicos de inercia mental.

Inercia terminologica.

Inercia de imagen.

Inercia debida a una orientacion funcional especıfica.

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Nociones esenciales

Nociones esenciales

La idealidadEs la principal ley de la evolucion de la tecnologıa: todos lossistemas evolucionan hacia el aumento del grado de idealidad. Unsistema tecnico ideal es un sistema que no existe (no material y sinperdida de energıa) pero que realiza su funion.

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Nociones esenciales

Nociones esenciales

Las contradiccionesLas contradicciones surgen del intento de aumentar la funcionprincipal de un sistema, son la principal fuerza de la evoluciontecnologica.

Contradiccion AdministrativaDonde se conoce el que pero no como obtenerlo.Contradiccion TecnicaFactores presentes en un problema, que son favorables en ciertas circunstancias pero son indeseables enotras.Contradiccion FısicaDada una situacion en la que se deberıa poseer una propiedad A (por ejemplo electroconductividad) paracumplir con requerimientos de un problema, al mismo tiempo, se debe poseer la propiedad no-A (en elejemplo, aislante).

Una regla simple: La contradiccion mas aguda, es la mas rapida deresolver, y a su vez la solucion mas efectiva e ingeniosa.

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Nociones esenciales

Nociones esenciales

Los recursosLos recursos son cada cosa que permanece sin uso en el sistematecnico y su ambiente.El adecuado uso de los recursos disponibles ayuda a obtener massoluciones costo efectivas e ideales sin complicar un sistema y sinmayores gastos.Recursos campo-sustanciaSon sustancias y campos que estan disponibles o pueden serobtenidas facilmente de acuerdo a la condicion del problema.

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Herramientas para prevenir la inercia psicologica.

Herramientas para prevenir la inercia psicologica.

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Herramientas para prevenir la inercia psicologica.

Herramientas para prevenir o evitar la inerciapsicologica

Nueve ventanas omultiscreenSe conoce tambien como eloperador de pensamiento delsistema, fue desarrollado porAltshuller para combinar laidea de la evolucion tecnicadesde el pasado pasando por elpresente hasta el futuro.

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Herramientas para prevenir la inercia psicologica.

Los ingenieros usualmente piensan concretamente pero no sis-tematicamente.Despues de establecer un problema a menudo concentran su aten-cion sobre un objeto particular que debe ser mejorado. Por ejemplosi el problema describe un arbol, solo considera el arbol.En el pensamiento de sistema es necesario imaginar no solo el arbolen sı mismo sino simultaneamente el bosque (supersistema) y sepa-rar las ramas y las hojas (subsistemas). Posiblemente la madera, elclima las celulas de las hojas.

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Herramientas para prevenir la inercia psicologica.

Herramientas para prevenir o evitar la inerciapsicologica

Hombres miniaturaMetodo dentro de TRIZefectivo y universal. Se utilizanhombres miniatura en lugar demoleculas, bolas o microbiosporque ellos deben ver,entender y actuar como grupo,identificandose ellos mismoscomo la imagen de pequenaspartıculas o sustancias.

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Herramientas para prevenir la inercia psicologica.

Herramientas para prevenir o evitar la inerciapsicologica

Sistemas AlternativosSon nuevas propuestas de sistemas para aquellos que tienendeficiencias con base en un comportamiento opuesto.Para cada sistema de ingenierıa siempre se encuentra un sistemaalternativo. Si no hay un real se imagina uno no existente. Unabuena solucion es la combinacion del sistema inicial con elalternativo. Ej. La busqueda de una llanta suave con alta duracion.

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Herramientas para prevenir la inercia psicologica.

Herramientas para prevenir o evitar la inerciapsicologica

Operadores Tamano, Tiempo y CostoComprende 6 operaciones mentales para cambiar las condicionesdel problema.

Tamano. El tamano del objeto es aumentado al infinito (S→ ∞), reducido a cero (S → 0)

Tiempo. Se aumenta al infinito (T → ∞) reducido a cero (T→ 0)

Costo. (costo permitido) se aumenta al infinito (C → ∞)reducido a cero (C → 0)

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Herramientas para prevenir la inercia psicologica.

Ejemplo de los operadoresSe busca mantener quieto en el mar a un gran barco de cientos detoneladas. La relacion de la peso del barco al peso del anclaesta en el rango de 10 a 12.Por lo tanto una ancla que pese una tonelada mantendrıa un barcode hasta 12 toneladas.Debe tenerse en cuenta que si el suelo es rocoso la relacion baja.Que puede hacerse para aumentar la capacidad de sostenimientodel barco, por ejemplo en 10 veces?Para el uso de los operadores se transforman los parametrosasociados al elemento sobre el cual se trabaja, que es el barco, paradesarrollar un nuevo instrumento que es el objeto. El modelo delbarco es uno de 100 m de eslora, una ancla demora 1 hora parabajar y fijar.(Funcion pricipal: sostenimiento en el mar, Objeto: barco,Instrumento: el ancla)

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Herramientas para prevenir la inercia psicologica.

Uso de los operadores.

S → ∞ Aumento a 100 veces, el barco seria de 10Km. Idea fijar a uniceberg.

S → 0 El barco es de 1 cm. (como un chip). Incontrolable por lasdimensiones.

T → ∞ El tiempo de anclaje sube a 10 horas. Se puede usar un taladro.

T → 0 El tiempo 1 centesima de hora. Una ancla supremamente pesadao un rocket. Fijar un ancla por explosion.

C → ∞ Usar un submarino, un rocket, ancla de platino

C → 0 Agua como se puede hacer con agua un ancla?

Un sistema de ancla con refrigerante. La maquina pesa una tonelada, la

potencia del refrigerador es de 50 KW, 200 toneladas en un minuto, 1000

toneladas en 15 minutos.

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Herramientas de Solucion

Herramientas de solucion

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Herramientas de Solucion

Herramientas de solucion

Analisis campo sustancia y estandares inventivos.Campo - sustanciaEs una forma de modelamiento. Este medio de representacion, consus reglas graficas y formas simbolicas, la hacen una herramientapotente de modelamiento, y lo pueden guiar hacia los metodosestandar de solucion de problemas.El mınimo numero de elementos: dos sustancias y un campo.La ausencia de uno de los elementos en el analisis campo-sustancialleva al fallo del sistema.

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Herramientas de Solucion

Para el ejemplo de los fosforos:La situacion inicial solo considera una sustancia, los fosforos.Situacion incial: S1 → S1

Para componer el sistema campo sustancia se adiciona unasustancia y un campo.

La sustancia: S2 polvo ferrromagnetico

El campo: FM un campo magnetico

Modelo resultante campo sustancia:

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Herramientas de Solucion

Estandares inventivosEstrategias para resolver problemas a partir de un modelamientocampo sustancia.Existen 76 estandares organizados en 5 grupos:

1 Composicion y desomposicion de modelos campo sustancia

2 Evolucion de los Sistemas campo sustancia

3 Transicion a supersistemas y micronivel

4 Estandares de medicion y deteccion

5 Auxiliadores

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Herramientas de Solucion

Matriz para resolucion de contradicciones tecnicas

Metodo para encontrar principios de solucion (40) a partir dela identificacion de contradicciones tecnicas.

La matriz costa de 39 parametros por 39 parametros y unalista de 40 principios de solucion.

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Herramientas de Solucion

Metodos para resolver las contradicciones fısicas

1. Separacion en el espacio

2. Separacion en el tiempo

3. Amalgamacion de sistemas homogeneos/heterogeneos enun supersistema

4. Transicion de antisistema a sistema o de sistema aantisistema

5. El sistema tiene dada la propiedad A donde una parte delsistema tiene la propiedad anti-A

6. Cambio de estado de fase de una parte del sistema o delambiente

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Herramientas de Solucion

Metodos para resolver las contradicciones fısicas

7. Transicion a un sistema operando a micro-level

8. Estado de fase dual de una parte del sistema (transicion deun estado en otro de acuerdo a condiciones de operacion)

9. Uso de un fenomeno acompanando la transicion de fase.

10. Remplazo de una sustancia de una fase a una sustancia dedos fases

11. Transicion Fısica-Quımica: aparicion o desaparicion de unasustancia debido a la composicion/descomposicion ,ionizacion/recombinacion, etc.

Naturalmente, para acertar en la solucion de problemas “fısicos”es necesario conocer los efectos fısicos o tener un buen libro dereferencia a la mano.

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Herramientas de Solucion

ARIZ

Es un algoritmo de resolucion de problemas inventivos.

Busca los siguientes objetivos

Abrir el proyecto a un amplio potencial de ideas.Servir como estructura del proyecto TRIZLlevar a resultados optimosFacilitar un proceso continuo al disenador en la busqueda desoluciones

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Herramientas de Solucion

Base de datos de efectos cientıficosConjunto de efectos fısicos asociados con funciones de los sistemas.Muchas soluciones a problemas simples o difıciles son basados enefectos fısicos.Se observa que las leyes fısicas existen separadas de los problemastecnicos por lo tanto se pierde el conocimiento util.

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Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Herramientas de Solucion

Referencias

Salamatov, Y. (1999). TRIZ: The right solution at the RightTime. Insytec B.V. ISBN:90-804680-1-0

Chakrabarti, A. (Ed).(2002). Engineering Design Synthesis.Springer. pp. 131-149.ISBN 1852334924

Moehrle, M. (2005). What is TRIZ? From Conceptual Basicsto a Framework for Research. Creativity and InnovationManagement. Vol 14, Number 1.

INSA. Advanced Master in Innovative Design. Notes Course.

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Curso-Taller TRIZ. La matriz de contradicciones.

Una aproximacion para clasificar el trabajo de Altshuller

Herramientas de Solucion

Curso-Taller TRIZ. Segunda sesion.Presentacion de TRIZ, Fundamentos y

organizacion

Jaime A. Aguilar Zambrano

Facultad de Ingenierıa. Pontificia Universidad Javeriana, Cali, Colombia.Vicerrectorıa de Cooperacion para el Desarrollo y Departamento Proyectos de

Ingenierıa. Universidad Politecnica de Valencia, Valencia, Espana.

Santiago de Cali, Octubre 29 a Noviembre 2 de 2007.