Innovación para la competitividad empresarial TRIZ

Innovación para la competitividad empresarial

Aplicación del Método TRIZ. Análisis de casos

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Elaborado por: dra. mónica zambrano garza con base a la metodología de aprendizaje activo

Conceptos y Herramientas de TRIZ

Fase 4. Formación de Emprendedores FIME-UANL Semestre febrero-junio 2021

Contradicción

Introducción

Idealidad

AF5Análisis de casos

Matriz

40 Principios

Leyes

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Introducción

La TRIZ cuenta con muchas herramientas prácticas para afrontar las distintas fases de los procesos de innovación, tanto en la resolución de problemas específicos, como para el análisis de sistemas y el desarrollo de nuevas generaciones de productos o tecnologías. Esta guía interacticva te permitirá resolver junto con tus compañeros el caso para la AF5, cada botón de conceptos y herramientas te servirán pues presentan una explicación de algunos de los conceptos básicos que forman parte de la filosofía y los fundamentos de TRIZ, así como una muestra seleccionada de las principales herramientas.

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Idealidad

Idealidad se entiende como la evolución que sufren los sistemas tecnológicos hacia su mejor desempeño y la cual se puede determinar matemáticamente con la siguiente fórmula: I = ∑ED / (∑EI + ∑C) Donde: I =Sistema tecnológico ideal ∑ED = Sumatoria de los efectos deseados ∑EI = Sumatoria de los efectos indeseados ∑C = Sumatoria de los costos del sistema tecnológico De esta forma se utiliza el denominado “Grado de Idealidad” que establece el cociente entre el valor de la funcionalidad útil proporcionada por el sistema/proceso/solución y los costos para producir, mantener y utilizar dicha funcionalidad. El Grado de Idealidad se utiliza principalmente para evaluar si el sistema/proceso/solución que se analiza es más o menos ideal que otro sistema/proceso/solución que proporciona la misma funcionalidad útil principal.

Leyes

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Contradicción

Se trata de la situación que surge cuando se tienen que cumplir dos requisitos opuestos con el fin de proporcionar el resultado requerido. Se dice que una contradicción es un obstáculo importante para resolver un problema de inventiva y se usa como un modelo abstracto del problema en una serie de herramientas de TRIZ. Se conocen dos tipos de contradicciones en TRIZ: Las contradicciones técnicas Las contradicciones físicas

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Leyes de Evolución de los Sistemas Tecnológicos

01

Ley de los sistemas completos

Se refiere a la unión de partes (subsistemas) en un solo sistema en que se reúnen con objeto de realizar alguna tarea determinada.

Ley de la conductividad de la energía

02

Se refiere a la transmisión de energía en un sistema e indica que todos los sistemas tecnológicos evolucionan, mejorándose, en relación a la conducción de la energía, del motor al “órgano de trabajo”. Estos son: Motor, órgano de transmisión, órgano de trabajo y órgano de control.

03

Ley de la coordinación del ritmo de las diferentes partes

Un sistema tecnológico evoluciona al aumentar la armonía entre los cuatro órganos de trabajo que lo integran, lo cual incluye, la armonía de movimiento, de frecuencias, de vibraciones y ritmos en general del sistema tecnológico”.

04

Ley del incremento de la idealidad

Una de las Leyes más importantes de TRIZ, descrita en:

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Leyes de Evolución de los Sistemas Tecnológicos

Ley del desarrollo desigual de las partes

05

Se relaciona al desarrollo desfasado de los subsistemas de los sistemas tecnológicos. A medida que un sistema tecnológico es más complicado, existe mayor grado de desfasamiento en la evolución de los subsistemas que lo integran.

Ley de la transición hacia un supersistema

06

Este principio se refiere a que cuando un sistema tecnológico llega a su máximo nivel de desarrollo o de utilidad, puede estar sujeto a un “salto” tecnológico que lo convierta en un subsistema de un sistema de mayor jerarquía que él.

07

Ley de la transición del macro nivel al micro nivel

Un sistema tecnológico evoluciona para reducir su tamaño, los ejemplos abundan como es el caso de los microprocesadores en las computadoras y el surgimiento de la nanotecnología.

Ley de incremento en la dinámica y controlabilidad

08

En este caso se trata de aumentar el grado de movilidad de alguna de las partes de un sistema tecnológico con objeto de hacerlo más flexible y adaptable a los requerimientos para los cuales fue diseñado, tal es el caso del tren de aterrizaje retráctil de la mayoría de los aviones modernos.

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40 principios de inventiva

Los 40 principios son sugerencias genéricas para llevar a cabo una acción determinada, dentro de un sistema tecnológico, con objeto de eliminar alguna contradicción, ya sea física o técnica. A continuación, se describe cada uno de los 40 principios con sus opciones y ejemplos fáciles de entender.

segmentación

01

• Dividir un objeto en partes independientes.
• Seccionar un objeto.
• Incrementar el grado de segmentación de un objeto.

extracción

02

• Extraer (eliminar o separar) una parte o propiedad “perjudicial” de un objeto.
• Quitar únicamente la parte o propiedad necesaria.

calidad local

03

• Transición de una estructura homogénea de un objeto o medio ambiente externo (acción externa), a una estructura heterogénea.
• Hacer que diferentes partes del objeto lleven a cabo diferentes funciones.
• Colocar cada parte del objeto en las condiciones más favorables para su funcionamiento.

Asimetría

04

• Reemplazar una forma simétrica de un objeto con una forma asimétrica.
• Si el objeto ya es asimétrico, incrementar el grado de asimetría.

Consolidación o combinación

05

• Combinar en el espacio objetos homogéneos u objetos destinados a operar en forma contigua.
• Compaginar en tiempo operaciones homogéneas o contiguas.

universalidad

06

• Que el objeto realice múltiples funciones, de esta manera se elimina la necesidad de utilizar otros objetos.

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40 principios de inventiva

Los 40 principios son sugerencias genéricas para llevar a cabo una acción determinada, dentro de un sistema tecnológico, con objeto de eliminar alguna contradicción, ya sea física o técnica. A continuación, se describe cada uno de los 40 principios con sus opciones y ejemplos fáciles de entender.

anidación

07

• Contener el objeto dentro de otro el cual contiene un tercer objeto.
• Un objeto que pasa a través de la cavidad de otro objeto.

contrapeso

08

• Compensar el peso de un objeto uniéndolo con otro que tenga una fuerza de elevación.
• Contrarrestar el peso de un objeto mediante la interacción con un medio que proporcione fuerzas aerodinámicas o hidrodinámicas.

acción contraria anticipada

09

• Si se necesita llevar a cabo una acción, considerar ejecutar una acción contraria por adelantado.
• Si el problema especifica que el objeto debe tener una tensión, proveer una contratensión por adelantado.

acción anticipada

10

• Llevar a cabo la acción requerida con anticipación de forma total, o al menos en parte.
• Ordenar los objetos de tal manera que puedan entrar en acción sin pérdidas de tiempo.

acolchonado (amortiguamiento) anticipado

11

• Compensar la relativa baja confiabilidad de un objeto por medio de contramedidas tomadas con anterioridad.

equipotencialidad

12

• Cambiar las condiciones de trabajo para que un objeto no necesite ser izado o bajado.

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40 principios de inventiva

Los 40 principios son sugerencias genéricas para llevar a cabo una acción determinada, dentro de un sistema tecnológico, con objeto de eliminar alguna contradicción, ya sea física o técnica. A continuación, se describe cada uno de los 40 principios con sus opciones y ejemplos fáciles de entender.

inversión o hacer contrario a lo convencional

13

• En lugar de una acción dictada por las especificaciones del problema, implementar una acción opuesta.
• Hacer inmóvil una parte móvil del objeto o del ambiente exterior, y hacer móvil la parte inmóvil.
• Dar la vuelta al objeto de manera que la parte de arriba quede hacia abajo.

esfericidad

14

• Reemplazar partes lineales o superficies planas con otras curvadas, formas cúbicas con formas esféricas.
• Utilizar espirales, bolas, rodillos.
• Sustituir un movimiento lineal con uno rotatorio, utilizar la fuerza centrífuga.

incremento dinámico o dinamismo

15

• Hacer que las características de un objeto, o el ambiente externo, se ajusten automáticamente para el desempeño óptimo en cada estación de operación.
• Dividir un objeto en elementos que puedan cambiar de posición relativa entre sí.
• Si un objeto es inmóvil, hacerlo móvil o intercambiable.

acción excesiva o parcial

16

• Si es difícil obtener el 100% del efecto deseado, ejecutar algo de más o algo de menos para simplificar el problema.

transición a una nueva dimensión

17

• Eliminar los problemas para mover un objeto sobre una línea mediante movimientos en dos dimensiones (a lo largo de un plano). Similarmente, los problemas para mover un objeto en un plano desaparecen si el objeto puede ser cambiado para permitir un espacio tridimensional.
• Utilizar un ensamblaje de objetos en capas múltiples en lugar de una simple.
• Inclinar el objeto o darle la vuelta a “su posición”.
• Proyectar imágenes en áreas cercanas o en el anverso del objeto.

vibración mecánica

18

• Poner un objeto a oscilar.
• Si la oscilación existe, incrementar su frecuencia, aun hasta la ultrasónica.
• Utilizar la frecuencia de resonancia.
• En lugar de vibraciones mecánicas, utilizar piezovibradores.
• Emplear vibraciones ultrasónicas en conjunción con un campo electromagnético.

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40 principios de inventiva

Los 40 principios son sugerencias genéricas para llevar a cabo una acción determinada, dentro de un sistema tecnológico, con objeto de eliminar alguna contradicción, ya sea física o técnica. A continuación, se describe cada uno de los 40 principios con sus opciones y ejemplos fáciles de entender.

acción periódica

19

• Reemplazar una acción continua con una periódica, o un impulso.
• Si una acción es periódica, cambiar su frecuencia.
• Utilizar pausas entre impulsos para dar cabida a otras acciones.

llevar a cabo la acción positiva de manera continua

20

• Realizar una acción sin descanso (todas las partes del sistema deben funcionar de manera continua a su capacidad máxima).
• Eliminar tiempos ociosos y movimientos intermedios.

aumentar la velocidad a la que se lleva a cabo una acción riesgosa o dañina

21

• Ejecutar operaciones que entrañen peligro o efectos dañinos a muy alta velocidad.

convertir algo dañino en algo benéfico

22

• Utilizar factores o efectos dañinos de un ambiente para obtener efectos positivos.
• Eliminar un factor dañino agregándolo a otro factor negativo.
• Incrementar la cantidad de acciones dañinas hasta que dejen de serlo.

retroalimentación

23

• Introducir retroalimentación.
• Si ya existe retroalimentación, incrementar su escala y magnitud, o revertirla.

mediador

24

• Utilizar un objeto intermediario para transferir o llevar a cabo una acción.
• Conectar temporalmente un objeto a otro que sea fácil de remover.

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40 principios de inventiva

Los 40 principios son sugerencias genéricas para llevar a cabo una acción determinada, dentro de un sistema tecnológico, con objeto de eliminar alguna contradicción, ya sea física o técnica. A continuación, se describe cada uno de los 40 principios con sus opciones y ejemplos fáciles de entender.

autoservicio

25

• Hacer que el objeto realice su propio servicio y ejecute operaciones de ajuste y reparación suplementarias.
• Emplear desperdicios de material y energía para mejorar el grado de autoservicio.

copiado

26

• Utilizar una copia simple y poco costosa en lugar de un objeto complejo, costoso, frágil o inconveniente de operar.
• Reemplazar un elemento o un sistema por una copia óptica, una imagen. Se puede escalar la imagen (reducirla o aumentarla).
• Si se usan copias ópticas visibles, reemplazarlas con copias infrarrojas o ultravioletas.

desechar

27

• Reemplazar un objeto costoso por una colección de algunos baratos, comprometiendo otras propiedades (longevidad, por ejemplo).

reemplazar un sistema mecánico con otro sistema

28

• Sustituir un sistema mecánico por uno óptico, acústico u odorífero.
• Utilizar un campo electromagnético, eléctrico o magnético para una interacción con el objeto.
• Reemplazar campos: estacionarios con móviles, fijos con periódicos, de aleatorios a estructurados.
• Utilizar un campo magnético en conjunción con partículas ferromagnéticas.

emplear un sistema hidráulico o neumático

29

• Reemplazar las partes sólidas de un objeto por gas o líquido: emplear aire o agua para incrementar volumen; cojinetes; diseños hidroestáticos o hidroreactivos.

membranas flexibles o películas delgadas

30

• Reemplazar las construcciones habituales con membranas flexibles y/o películas delgadas.
• Aislar un objeto del ambiente externo con películas delgadas y/o membranas finas.

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40 principios de inventiva

Los 40 principios son sugerencias genéricas para llevar a cabo una acción determinada, dentro de un sistema tecnológico, con objeto de eliminar alguna contradicción, ya sea física o técnica. A continuación, se describe cada uno de los 40 principios con sus opciones y ejemplos fáciles de entender.

Material poroso

31

• Hacer un objeto poroso o utilizar elementos porosos adicionales (insertos, cubiertas, etc.).
• Si un objeto ya es poroso, llenar sus poros con alguna sustancia.

cambio de color

32

• Cambiar el color de un objeto o sus alrededores.
• Cambiar el grado de traslucidez de un objeto o sus alrededores.
• Utilizar aditivos con color para observar objetos o procesos que son difíciles de ver.
• Si los aditivos ya se utilizan, emplear trazadores luminiscentes.

homogeneidad

33

• Hacer que los objetos interactúen con un objeto primario hecho del mismo material o algún material de similar comportamiento.

desechando y generando partes

34

• Rechazar o modificar un elemento de un objeto después de que ha completado su función o se haga inútil (descartar, disolver o evaporar).
• Restaurar completamente cualquier parte usada de un objeto.Rechazar o modificar un elemento de un objeto después de que ha completado su función o se haga inútil (descartar, disolver o evaporar).
• Restaurar completamente cualquier parte usada de un objeto.

transformación de propiedades

35

• Cambiar un estado de un objeto: densidad, grado de flexibilidad, temperatura, presión, etc.Cambiar un estado de un objeto: densidad, grado de flexibilidad, temperatura, presión, etc.

transición de fase

36

• Implementar un efecto desarrollado durante el cambio de fase de una sustancia. Por ejemplo, durante el cambio de volumen, durante la liberación o absorción de calor.

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40 principios de inventiva

Los 40 principios son sugerencias genéricas para llevar a cabo una acción determinada, dentro de un sistema tecnológico, con objeto de eliminar alguna contradicción, ya sea física o técnica. A continuación, se describe cada uno de los 40 principios con sus opciones y ejemplos fáciles de entender.

expansión térmica

37

• Utilizar la expansión o contracción de un material por gradientes térmicos.
• Emplear efectos similares a la expansión térmica: magnetostricción, electrostricción.

oxidación acelerada

38

• Reemplazar aire normal con aire enriquecido.
• Reemplazar aire enriquecido con oxígeno puro.
• Tratar el aire o el oxígeno con radiaciones ionizantes.
• Usar oxígeno ionizado.

ambiente inerte

39

• Reemplazar el ambiente normal con uno inerte.
• Colocar el sistema en un entorno de “vacío”.

materiales compuestos

40

• Reemplazar materiales homogéneos con materiales compuestos.
• Utilizar composiciones basadas de capas, fibras, gránulos, estructuras en forma de celda.

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Matriz de contradicciones

Estos 40 principios, combinados con los 39 parámetros o características de los sistemas trecnológicos, en una gran Matriz de contradicciones, son la base de TRIZ. La Matriz proporciona un acceso sistemático a los Principios de Inventiva más utilizados para resolver un tipo específico de contradicción técnica. En ella, el tipo específico de contradicción se selecciona por medio de los parámetros de ingeniería predefinidos. La matriz, en su versión original, presenta 39 características del sistema en pares contradictorios, de esta forma en la columna de la izquierda se encuentran los aspectos positivos de la contradicción, y en la fila superior los aspectos negativos. En la intersección se encuentra un juego de principios inventivos asociados que permiten resolver la contradicción.

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Análisis de casos

Sistema de recubrimiento de cartón

Sistema de detección de llave

Baterías de ion-litio

Condensadores eléctricos

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Referencias

Colunga, R., Estrada, J.E., Hernández, K. & Zambrano-Garza, M. (2018) Manual de Formación de Emprendedores. Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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