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- Herausgeber: Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG
- Kategorie: Fachliteratur
- Serie: Praxisreihe Qualität
- Sprache: Deutsch
- Veröffentlichungsjahr: 2017
Innovation durch erfinderische Problemlösung
Die Theorie der Erfinderischen Problemlösung (TRIZ) beschreibt eine Fülle von Erkenntnissen und Methoden zur systematischen Entwicklung von Produkt- und Prozessinnovationen. Die Basis ist eine umfangreiche Patentanalyse, die das Denkmuster bei der Lösung technischer und nicht-technischer Probleme entschlüsselt und übertragbar macht. Das vorliegende Buch zeigt Ihnen umfassend und anschaulich den praktischen Nutzen der TRIZ. Das Buch bietet dem Erfinder und Innovator
- die schrittweise Erläuterung der einzelnen Werkzeuge systematischer Innovation,
- anwendungsorientierte Hilfestellungen und viele Beispiele für die leichtere Adaption der TRIZ auf eigene Problemstellungen,
- die Verbindung von TRIZ mit der klassischen Konstruktionsmethodik, der strategischen Marketingplanung und dem Qualitätsmanagement,
- Beispiele deutlicher Leistungssteigerung von FMEA und QFD durch die Ergänzung mit TRIZ,
- viele Checklisten, Tabellen, Vorgehensanleitungen und weitere unterstützende Arbeitsmittel.
Dieses Buch beflügelt Sie zu revolutionierenden Lösungskonzepten! Egal ob Sie es als Lehrbuch in der Hochschulausbildung oder als "Problemlöser" und Nachschlagewerk in der Berufspraxis verwenden.
In der 2. Auflage wurden viele Verbesserungen vorgenommen, unter anderem Fachbegriffe mit der neuen Richtlinie VDI 4521 abgeglichen und weitere anwendungsorientierte TRIZ-Werkzeuge ergänzt.
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Seitenzahl: 404
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Karl Koltze Valeri Souchkov
Systematische Innovation
TRIZ-Anwendung in der Produkt- und Prozessentwicklung
Die Autoren:
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 systematische Technologie- und Business Innovation in Enschede, Niederlande.
Alle in diesem Buch enthaltenen Informationen, Verfahren und Darstellungen wurden nach bestem Wissen zusammengestellt und mit Sorgfalt getestet. Dennoch sind Fehler nicht ganz auszuschließen. Aus diesem Grund sind die im vorliegenden Buch enthaltenen Informationen mit keiner Verpflichtung oder Garantie irgendeiner Art verbunden. Autoren und Verlag übernehmen infolgedessen keine juristische Verantwortung und werden keine daraus folgende oder sonstige Haftung übernehmen, die auf irgendeine Art aus der Benutzung dieser Informationen – oder Teilen davon – entsteht.
Ebenso übernehmen Autoren und Verlag keine Gewähr dafür, dass beschriebene Verfahren usw. frei von Schutzrechten Dritter sind. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Buch berechtigt deshalb auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen und MarkenschutzGesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften.
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Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, auch die der Übersetzung, des Nachdruckes und der Vervielfältigung des Buches, oder Teilen daraus, vorbehalten. Kein Teil des Werkes darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form (Fotokopie, Mikrofilm oder ein anderes Verfahren) – auch nicht für Zwecke der Unterrichtsgestaltung – reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden.
© 2017 Carl Hanser Verlag Münchenwww.hanser-fachbuch.de
Lektorat: Dipl.-Ing. Volker Herzberg Herstellung: Cornelia Rothenaicher Umschlagrealisation: Stephan Rönigk
Print-ISBN 978-3-446-45127-8 E-Book ISBN 978-3-446-45257-2
Verwendete Schriften: SourceSansPro und SourceCodePro (Lizenz) CSS-Version: 1.0
Inhalt
Titelei
Impressum
Inhalt
0 Vorwort zur zweiten Auflage
0 Vorwort von Karl Koltze
0 Foreword by Valeri Souchkov
0 Die Autoren
1 Einleitung
1.1 Erfindung und Innovation
1.2 Innovationstechnologien
1.3 Bedarf für systematische Innovation
1.4 Ganzheitliche Produkt- und Prozessentwicklung
1.5 Erfolgsfaktoren systematischer Innovation mit TRIZ
2 Kreativität und Methodik
2.1 Kreativitätstechniken
2.2 Klassische Konstruktionsmethodik
2.3 Kreativität und Methodik ‒ ein Widerspruch?
2.4 Effizienz der Problemlösungstechniken
2.5 Der Prozess systematischer Innovation mit TRIZ
3 Die Theorie der erfinderischen Problemlösung
3.1 Ein systematischer Weg zur Erfindung
3.2 Der Widerspruch als Aufgabenstellung
3.3 Evolution technischer Systeme
3.4 Niveau von Problemlösungen
3.5 Nutzung bekannter Lösungsprinzipien und vorhandenen Wissens
3.6 Werkzeuge der TRIZ im Problemlösungsprozess
3.7 VDI-Richtlinie 4521
4 Werkzeuge systematischer Innovation mit TRIZ
4.1 Idealität
4.1.1 Maximaler Nutzen
4.1.2 Ideales technisches System
4.1.3 Ideales Endresultat (IER)
4.1.4 Erhöhung der Idealität als universelles Entwicklungsziel
4.1.5 Wege zur Erhöhung der Idealität
4.1.6 Grad der Idealität als Auswahlkriterium
4.2 Ressourcenanalyse
4.2.1 Stoffliche Ressourcen
4.2.2 Feldförmige Ressourcen
4.2.3 Räumliche Ressourcen
4.2.4 Zeitliche Ressourcen
4.2.5 Informationsressourcen
4.2.6 Funktionale Ressourcen
4.3 Widersprüche
4.3.1 Erfindung als Auflösung von Widersprüchen
4.3.2 Formulierung von Widersprüchen
4.3.3 Innovationsprinzipien zur Auflösung technischer Widersprüche
4.3.4 Auswahl der Lösungsprinzipien technischer Widersprüche
4.3.5 Separationsprinzipien zur Auflösung physikalischer Widersprüche
4.3.6 Problemlösung durch Kombination von Innovations- und Separationsprinzipien
4.3.7 Betrachtung der Parameter widersprüchlicher Anforderungen
4.3.8 Lösung widersprüchlicher Anforderungen durch Veränderung des Wirkprinzips
4.4 Funktionsanalyse
4.4.1 Funktionsmodell der TRIZ
4.4.2 Aufgabenformulierung am Funktionsmodell
4.5 Prozessanalyse
4.5.1 Klassische Funktionsstruktur
4.5.2 Prozessorientiertes Funktionsmodell
4.6 Trimmen
4.7 Root-Conflict-Analysis (RCA+)
4.7.1 Methoden der Ursachenanalyse
4.7.2 Anwendung des Ursache-Wirkungsketten-Modells zur Problemformulierung
4.7.3 Anwendung der Root-Conflict-Analysis (RCA+)
4.8 Evolution technischer Systeme
4.8.1 Modelle der Evolution technischer Systeme
4.8.2 Generelle Trends funktionaler Evolution
4.8.3 S-Kurven Analyse
4.8.4 Evolutions-Baum technischer Systeme
4.8.5 Gesetze der Evolution technischer Systeme
4.8.6 Evolutionslinien und -trends technischer Systeme
4.8.7 Evolutionspotenzial-Analyse
4.8.8 TRIZ-Vorhersage
4.9 Stoff-Feld-Modell
4.9.1 Aufbau eines Stoff-Feld-Modells
4.9.2 Problemformulierung im Stoff-Feld-Modell
4.10 Erfinderische Standards
4.10.1 Aufbau des Systems der erfinderischen Standards
4.10.2 Anwendung erfinderischer Standards zur Problemlösung
4.11 Denkhilfen und Unterstützung der Kreativität
4.11.1 Methode der kleinen Zwerge
4.11.2 Operator MZK
4.11.3 9-Felder-Denken (System-Operator)
4.12 Effekte
4.13 Value-Conflict Mapping (VCM)
4.14 Feature Transfer
4.15 Funktionsorientierte Suche (FOS)
4.16 Lösungsbewertung und -auswahl
5 Der systematische Innovationsprozess
5.1 Die Innovations-Checkliste
5.1.1 Informationen zum System
5.1.2 Informationen zum Problem
5.1.3 Formulierung der Idealität
5.1.4 Historie vorangegangener Lösungsversuche
5.1.5 Analoge Probleme und Lösungen
5.1.6 Ressourcen
5.1.7 Veränderbarkeit des Systems
5.1.8 Lastenheft und Auswahlkriterien
5.2 TRIZ-Prozess Ablaufplan
5.2.1 Negative Effekte und widersprüchliche Anforderungen
5.2.2 Kostenreduzierung
5.2.3 Neuentwicklung von Systemen
5.2.4 Patentumgehung
5.2.5 Festlegung zukünftiger Entwicklungsschritte
5.2.6 Weiterentwicklung ohne erkennbare Problemstellung
5.3 Algorithmus der erfinderischen Problemlösung (ARIZ)
5.3.1 Anwendung des ARIZ-85C
6 Integration der TRIZ in den Produktentwicklungsprozess
6.1 TRIZ und klassische methodische Konstruktion
6.1.1 Unterstützung der Entwicklungsphasen
6.1.2 Denken in Funktionen und Prozessen
6.1.3 Verknüpfung mit der Morphologischen Matrix
6.2 TRIZ und strategische Marketingplanung
6.3 TRIZ und Total Quality Management
6.3.1 Technische und physikalische Widersprüche in der QFD
6.3.2 QFD und das TRIZ-Denken in Funktionen
6.3.3 Antizipierende Fehlererkennung (AFE) in der FMEA
6.4 TRIZ und (Design for) Six Sigma
6.5 TRIZ für Business und Management
6.6 Softwareunterstützung
7 Qualifizierung und Zertifizierung
7.1 TRIZ-Zertifizierung
7.2 ETRIA TRIZ-Level
8 Anhang der Arbeitsmittel
8.1 Roadmap systematischer Innovation mit TRIZ
8.2 Ressourcen und Effekte
8.3 Widerspruchsmatrix nach Altschuller
8.4 Widerspruchsmatrix „Matrix 2003“
8.5 76 Standards
8.5.1 Klasse 1: Synthese und Zerlegung von Stoff-Feld-Systemen
8.5.2 Klasse 2: Weiterentwicklung von Stoff-Feld-Systemen
8.5.3 Klasse 3: Übergang in das Obersystem und zur Mikroebene
8.5.4 Klasse 4: Messung und Erkennung in Stoff-Feld-Systemen
8.5.5 Klasse 5: Hilfestellungen
8.6 ARIZ-85C
8.6.1 Analyse der Aufgabe
8.6.2 Analyse des Problemmodells der Aufgabe
8.6.3 Definition des IER und des physikalischen Widerspruchs
8.6.4 Mobilisierung und Anwendung der Stoff-Feld-Ressourcen
8.6.5 Anwendung der Wissensdatenbank der TRIZ
8.6.6 Veränderung oder Ersatz der Aufgabe
8.6.7 Analyse der Prinzipien zur Beseitigung des physikalischen Widerspruchs
8.6.8 Anwendung der gewonnenen Lösung
8.6.9 Analyse des Lösungsverlaufs
0 Literatur
Nach Erscheinen der ersten Auflage im Jahr 2011 hat das vorliegende Buch viel Anerkennung bekommen und sich recht schnell zum Standardwerk der TRIZ-Ausbildung im deutschsprachigen Raum entwickelt. Wir freuen uns, dass das ganzheitliche Konzept bei Studierenden und Praktikern gleichermaßen den Zuspruch gefunden hat, den wir uns erhofft hatten.
Im Jahr 2013 wurde vom Verein Deutscher Ingenieure (VDI) eine Expertengruppe ins Leben gerufen, um die klassischen TRIZ-Werkzeuge in einer VDI-Richtlinie in Kurzform zu beschreiben und damit insbesondere die Vielzahl unterschiedlicher Bezeichnungen und inhaltlicher Zuordnungen zu vereinheitlichen. Hieraus entstand die VDI 4521 „Erfinderische Problemlösung mit TRIZ“.
Zum Redaktionsschluss der zweiten Auflage unseres Buches waren Blatt 1 und 2 der VDI 4521 veröffentlicht, Blatt 3 war weitgehend fertiggestellt.
Mit den Inhalten der ersten Auflage konnten wir einerseits wesentlich zur Erarbeitung dieser Richtlinie beitragen, andererseits haben wir einzelne Bezeichnungen und Werkzeuge in unserer zweiten Auflage angepasst und ergänzt, um nun auch zur VDI 4521 konform zu sein.
Die Nutzung unseres Buches als konsistentes Lehrmaterial und Nachschlagewerk hat in Verbindung mit der VDI 4521 die Ausbildung der TRIZ wesentlich transparenter gemacht. Basierend darauf wurden zwischenzeitlich die Inhalte stufenweiser Zertifikatskurse von der European TRIZ Associaten (ETRIA) definiert (Kapitel 7), um für die (Hochschul-)Lehre einen Qualitätsmaßstab zur Verfügung zu stellen. Entsprechende Seminare und Zertifikatsprüfungen können z. B. an der Hochschule Niederrhein belegt werden.
Wir wünschen den Leserinnen und Lesern weiterhin interessante Erkenntnisse und erfolgreiche Problemlösungen bei der praktischen Anwendung der beschriebenen TRIZ-Werkzeuge.
Wegberg, Januar 2017
Karl Koltze
Nach der Öffnung der Sowjetunion begann in der westlichen Welt etwa ab 1989 eine Theorie die Herangehensweise an das Thema „Erfinden“ zu revolutionieren: die von G. S. Altschuller entwickelte „Theorie der erfinderischen Problemlösung“, kurz TRIZ. Worin liegt die Faszination der TRIZ?
Ob es um die Entwicklung und Vermarktung neuer Produkte und Prozesse geht, oder um die Optimierung bestehender Lösungen im Rahmen des Qualitätsmanagements, immer ist kreative erfinderische Problemlösung die Grundlage für den Erfolg. Daher weckt eine Theorie, die behauptet, Erfindungen ließen sich systematisch erarbeiten, lebhaftes Interesse. Valeri Souchkov ist einer der Pioniere, die die TRIZ in den Westen und von dort in viele weitere Länder getragen haben. Mit diesem Buch haben sich die beiden Autoren das Ziel gesetzt, einen weiteren Beitrag zur Verbreitung der TRIZ-Anwendung zu leisten.
Das vorliegende Buch wendet sich nicht nur als Lehrbuch an Studierende technischer Studiengänge der Hochschulen und Fachhochschulen, sondern auch an interessierte Produktentwickler, (Wirtschafts-)Ingenieure und Techniker. Es ist ein Handbuch für alle „Problemlöser“ in der Praxis. Es beinhaltet alle Methoden bzw. Werkzeuge der sogenannten „klassischen TRIZ“ sowie weitere hilfreiche neue Methoden. Alle vorgestellten Werkzeuge sind sowohl in der Produkt- als auch in der Prozessentwicklung anwendbar.
Wir haben besonderen Wert auf eine vollständige und konsistente Beschreibung mit vielen Anwendungshinweisen und einfachen Beispielen gelegt. Dies ermöglicht dem Leser, die Fülle von Werkzeugen effizient zu erlernen und auch einzeln kompetent anzuwenden. Ebenso wichtig war es uns, einen Überblick über die Zuordnung der Werkzeuge in die Schritte des Problemlösungs- bzw. Innovationsprozesses zu geben, um dem Anwender sowohl die Orientierung zu erleichtern als auch die notwendige Flexibilität bei der Anwendung zu geben.
Kapitel 1 erläutert die Erfolgsfaktoren und den Bedarf von TRIZ bei der industriellen Anwendung innerhalb der Produkt- und Prozessentwicklung und Kapitel 2 macht deutlich, warum sich Kreativität und Methodik nicht ausschließen, sondern im Rahmen ganzheitlicher systematischer Innovation ergänzen.
Kapitel 3 erläutert die wesentlichen Gedanken und grundlegenden Erkenntnisse der „Theorie der erfinderischen Problemlösung“ (TRIZ) und Kapitel 4 stellt die darauf aufbauenden einzelnen TRIZ-Werkzeuge ausführlich mit einfachen Beispielen, umfangreichen Checklisten und schrittweisen Anwendungsanleitungen vor. Die Reihenfolge der Vorstellung der einzelnen Werkzeuge wurde aus didaktischen Gründen bewusst in der vorliegenden Form gewählt.
Kapitel 5 zeigt, wie die einzelnen TRIZ-Werkzeuge zu einem systematischen Innovationsprozess zusammengeführt werden können und gibt hierzu Hilfestellungen sowie einige Beispiele anhand typischer Entwicklungsaufgaben.
Kapitel 6 zeigt anhand einiger Anwendungsempfehlungen, wie die TRIZ in den vorhandenen Produktentwicklungsprozess zur Unterstützung von methodischer Konstruktion, strategischer Marketingplanung und Qualitätsmanagement, hier speziell bei Themen wie QFD, FMEA und DFSS, integriert werden kann.
In Kapitel 7 wird dargestellt, in welcher Reihenfolge der Aufbau von TRIZ-Kompetenzen in Unternehmen erfolgen kann und in welchen Aufgabenbereichen die Mitarbeiter die erworbenen Fertigkeiten einsetzen können. Kapitel 8 rundet schließlich die vorgestellten TRIZ-Werkzeuge mit detaillierten Arbeitsmitteln einschließlich dem „Algorithmus zur erfinderischen Problemlösung“ (ARIZ) ab.
Die Realisierung eines solchen Buches ist nur durch viele helfende Hände möglich. Wir danken all jenen, die zum Gelingen des Buches beigetragen haben. Insbesondere danken wir der Altshuller Foundation, namentlich Frau Jana Komarcheva, der Enkelin Altschullers, für die freundliche Genehmigung zur Übersetzung und Veröffentlichung der originalen Altschuller-Arbeiten. Wir danken den Firmen Invention Machine und CREAX für die Zurverfügungstellung von erläuternden Grafiken aus ihren Software-Produkten sowie Darrell Mann für die Matrix 2003. Wir danken Herrn Univ.-Doz. Dr. Franz Brunner für die Herausgabe des Buches in der „Praxisreihe Qualitätswissen“ und dem Hanser-Verlag, vertreten durch Herrn Dipl.-Ing. Volker Herzberg, für die angenehme Zusammenarbeit.
Ein besonderer Dank gilt unseren Familien, die uns bei der Arbeit an unserem Buchprojekt nicht zuletzt durch ihre Geduld unterstützt haben. Ein brüderlich-kollegialer Dank gilt außerdem Herrn Dipl.-Ing. Bodo Koltze für die fachlich kritische Manuskriptdurchsicht. Durch seine TRIZ-Aktivitäten ist ursprünglich vor über 10 Jahren die fachliche Zusammenarbeit der Autoren entstanden.
Das vorliegende Buch kumuliert viele Jahre Entwicklungs-, Lehr- und Anwendungserfahrung der beiden Autoren. Trotz aller Sorgfalt wird es Fragen und Ansätze zur Verbesserung geben. Über Hinweise oder Ergänzungen, z. B. in Form weiterer illustrierender Beispiele, würden wir uns freuen. Bitte schreiben Sie an [email protected] (in deutscher Sprache) oder an [email protected] (in englischer Sprache). Ergänzende Dokumente und Arbeitsmittel zu diesem Buch finden Sie unter http://www.downloads.hanser.de.
Erfinden ist eines, Umsetzen im Rahmen der gegebenen Möglichkeiten ist etwas anderes. Die TRIZ macht Mut, neue Wege zu gehen. Ihre erfinderischen Problemlösungen überzeugen. Notwendig bleiben die Entschlossenheit und das Durchhaltevermögen all derer, die eine Realisierung der Erfindungen bis in den Markt möglich machen.
Wir sind uns sicher, dass die TRIZ den Leser fesseln wird, ihn mit dem „TRIZ-Fieber“ anstecken wird. In diesem Sinne wünschen wir Ihnen erfolgreiche Innovationen bei der Anwendung Systematischer Innovation mit TRIZ!
Wegberg, August 2010.
Karl Koltze
Dear Readers,
It is a great pleasure to me to present to you our new book.
My first encounter with TRIZ happened back in 1987, when I bought a book "To Find an Idea" written by the creator of TRIZ, Genrich Altshuller. To say honestly, my first impression during reading the book was rather sceptical. Like everyone else I tended to believe that invention was a result of mystic and chaotic thinking which eventually led to an unpredictable insight. And of course, due to the random nature of this process it could neither be structured nor controlled. The very idea of a "controlled insight" seemed to me nonsensical. But a year later, when I was working on a difficult technical problem and was unable to get results after three months, I tried to apply TRIZ and what a surprise - it took me less than a day to come up with a needed solution! It occurred that the solution was situated in the area where I did not look and would probably never look upon without TRIZ at all. I was so impressed that this moment became a turning point of my life: I decided to learn as much as possible about TRIZ and shortly afterwards found myself fully engaged in professional TRIZ activities.
Contemporary technological innovation is a complex process which involves a broad range of activities: from market studies to commercialization of invention. However the most critical part of the process of innovation is what we call "front-end of innovation": a stage where new ideas and solutions are produced. Although traditional creativity supporting methods based on brainstorm can help to produce numerous ideas, practice shows that only those ideas that fully match required constraints and demands predetermine future success of innovation. Traditional brainstorm often fails to deal with complex issues and produces low-quality ideas which result in unsuccessful trials and errors leading to wasting time and money. To overcome the shortcomings of the method of trials & errors TRIZ was developed on the basis of massive studies of various technical inventions. These studies introduced a scientific ground to solving inventive problems and generating high-quality inventive ideas.
The power of modern TRIZ resides in a unique combination of a "left-brain" logical, analytical approach to understanding problems and a structured approach to boosting "right-brain" creative thinking via a system of abstract patterns and psychological operators. Instead of directly jumping to a solution through trials and errors and spending numerous resources to implement a solution which is not going to work, TRIZ offers a structured process. This process targets at first, understanding what really the problem is and second, generating most cost-effective solutions based on the re-use of knowledge experience of many generations of inventors accumulated in the TRIZ knowledge bases. I would like to specifically stress that TRIZ does not replace thinking but structures and guides it thus drastically accelerating the process of finding new and most effective ideas.
I am often asked, what is TRIZ? Science, method, tool? It is not easy to answer this question. The term "TRIZ" which stands for a "Theory of Solving Inventive Problems" originally was introduced in the 1970s to give a title to the work of Altshuller and his colleagues which started 20 years before that and primarily focused on creating the algorithm of solving specific inventive problems. However, today TRIZ is much bigger than that. Modern TRIZ studies evolution of technical systems, causes of inventive problems, driving forces of innovation, provides means for analyzing complex systems and situations, and so forth. That's why the term "Systematic Innovation" was introduced to show a broader scope of modern TRIZ applications.
I personally see TRIZ-based Systematic Innovation as an emerging scientific discipline which governs both development of theories of innovation and building practical tools which can be used by engineers and technology professionals to innovate. There are more than 20 different tools in TRIZ today, and each tool is intended to accomplish a certain task: either to analyze a system, or formulate a problem, or help with generating solutions, or help to forecast a future evolution of a given technical system. And today, dozens of TRIZ professionals all over the world continue to research and develop new theories and tools related to TRIZ and Systematic Innovation.
Therefore, this book not only provides you with classical TRIZ tools but also presents some new tools which were developed recently and which effectiveness was successfully tested on hundreds of real-life projects. This book also accumulates more than 20 years of experience with organizing TRIZ tools to the processes.
It also seems to us that this book is coming out at the right time. It is widely accepted today that industrial evolution bypassed two large periods: the Age of productivity and the Age of quality. Today we do not need magic to develop high-quality technical products and massively manufacture them because we have all needed knowledge. And currently we are entering the third age: Age of innovation. In the past, it was enough to patent one-two ideas and then run successful business for many years based on these patents. Today the situation is radically changing: any business which is willing to survive and prosper in the long run, should continuously come up with new innovative solutions. TRIZ turns magic into knowledge which helps to solve innovative problems and create inventions on demand, exactly when you need them. It is a major reason why such world-leading companies as Intel, Procter and Gamble, Matsushita, Samsung have been steadily incorporating TRIZ into their activities during the last 10 years. We hope this book will help you enter the world of TRIZ and help with creating new inventions.
I would like to express my sincere gratitude to many people who made this book possible. First of all, to Karl Koltze, who undertook a great effort to write the book in German language in which I am far from being fluent. Second, to the Official G. S. Altshuller Foundation (www.altshuller.ru) which kindly provided us with permission to translate and publish original texts of Altshuller. Third, to Hanser Fachbuchverlag, which agreed to publish and promote this book. And last but not least to all my TRIZ colleagues, teachers and customers thanks to whom I can continue working with TRIZ and further contribute to developing TRIZ and Systematic Innovation.
I wish you successful innovations!
Valeri SouchkovAugust 2010Enschede, The Netherlands
ICG Training & Consultingwww.xtriz.com
European TRIZ Association (ETRIA)www.etria.net
Prof. Dr.-Ing. Karl Koltze, Jahrgang 1963, ist Professor für Konstruktionslehre und Textilmaschinenbau im Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik der Hochschule Niederrhein, Mönchengladbach/Krefeld. Er studierte Maschinenbau mit Schwerpunkt Konstruktionstechnik und war 20 Jahre in der Produkt- und Prozessentwicklung bei einem der weltweit größten Textilmaschinenbaukonzerne tätig, zuletzt viele Jahre als Leiter der konzernübergreifenden zentralen Grundlagenentwicklung. Er verantwortete Innovationsprojekte von der ersten Idee bis zum Produkt ebenso wie die strategische Planung neuer Produkt- und Technologiefelder. 1998 begann er mit der Anwendung der TRIZ und ist in mehr als 70 Patenten als Erfinder genannt. Nach nebenberuflicher Promotion ging er Anfang 2004 an die Hochschule Niederrhein und lehrt dort seitdem TRIZ im Rahmen diverser Lehrmodule in technischen und wirtschaftswissenschaftlichen Bachelor- und Master-Studiengängen. Er ist derzeit im Executive Board der ETRIA (European TRIZ Association) für die universitäre TRIZ-Ausbildung zuständig und berät und unterstützt Industrieunternehmen mit Workshops und Schulungen bei Projekten der Produkt- und Prozessinnovation.
Valeri Souchkov, M. Sc., Jahrgang 1966, ist langjähriger Experte und Entwickler für TRIZ und Systematische Innovation. Er ist Master im Fachgebiet Computer Science and Engineering. Seit 1989 ist er in die TRIZ und die Systematische Innovation eingebunden, sowohl bei der Ausbildung und Unterstützung zahlreicher Unternehmen und Organisationen weltweit, als auch mit aktiven Beiträgen zur Weiterentwicklung dieser Themen. Bereits 1991 wurde er vom Begründer der TRIZ, G. S. Altschuller, als TRIZ-Spezialist zertifiziert und ist MATRIZ-Master des Level 5. Valeri Souchkov gilt als Pionier der Verbreitung von TRIZ und Systematischer Innovation in Westeuropa ab 1992. Er war der Erste, der öffentliche TRIZ-Lehrgänge in Westeuropa in einer regelmäßigen Form etablierte. Die European TRIZ Association (ETRIA, www.etria.net) wurde 2000 von ihm mit begründet und er ist seitdem Mitglied des Executive Board.
Seit 2003 leitet Valeri Souchkov die ICG Training & Consulting in Enschede, Niederlande (www.xtriz.com). In Summe hat er über 4000 Experten ausgebildet und an mehr als 100 Innovationsprojekten in 32 Ländern mitgewirkt. Er lehrt TRIZ und Systematische Innovation in regulären Vorlesungen an der Universität Twente (Niederlande) und ist darüber hinaus regelmäßig als Gastdozent an zahlreichen Universitäten in ganz Europa tätig. Valeri Souchkov referiert oft bei internationalen Konferenzen über TRIZ, Kreativität und Innovation und ist Autor von mehr als 70 Publikationen zu diesen Themen.
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 „теория решения изобретательских задач“ (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:
Über 99% der kreativen Problemlösungen beinhalten die Nutzung bereits zuvor bekannter Lösungsprinzipien. Nur weniger als 0,3% sind wirkliche Pioniererfindungen, technisch/physikalische Entdeckungen.
Innovative Problemlösungen resultieren aus der Überwindung von Widersprüchen. Die Arbeit mit Widersprüchen ist damit wesentliches Kennzeichen des erfinderischen Problemlösungsprozesses.
Technische Systeme zeigen Evolutionsschritte. Es gibt Gesetzmäßigkeiten in der Evolution technischer Systeme.
Die gefundenen Muster im kreativen Problemlösungsprozess sind bereichsübergreifend.
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 ErfindungDie 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. Die erste Veröffentlichung dieser Erkenntnisse entstand 1956 (vgl. [Alt56]), in der er Konzepte wie den Technischen Widerspruch, die Idealität, das erfinderische Systemdenken (heute auch bekannt als das „9-Felder-Denken“), das Gesetz der Vollständigkeit technischer Systeme sowie erste Innovationsprinzipien beschrieb. Im gleichen Jahr folgte die Veröffentlichung der ersten Version des „Algorithmus zur Lösung erfinderischer Problemstellungen“ (kurz „ARIZ“), in dem 10 Schritte und 5 Innovationsprinzipien beschrieben wurden.
Auf dem Weg der Weiterentwicklung und Optimierung des „Algorithmus zur Lösung erfinderischer Problemstellungen“ entstanden auf der Basis des TRIZ-Denkens nach und nach weitere unterstützende Methoden, die ihrerseits in der Lehre diskutiert und in zahlreichen Projekten erprobt und weiterentwickelt wurden. Meilensteine dieser Entwicklung sind im Folgenden aufgelistet:
1959
Der Algorithmus enthält 15 Schritte und 18 Innovationsprinzipien; der Schritt der Betrachtung des „Idealen Endresultats“ wird hinzugefügt.
1963
Der Begriff „ARIZ“ wird eingeführt (ARIZ-63). Der Algorithmus beinhaltet nun 18 Schritte mit 7 Innovationsprinzipien, die in 39 Unterprinzipien aufgeteilt sind. Altschuller veröffentlicht das erste System der Gesetze technischer Evolution.
1964
Die erste Version der Widerspruchsmatrix wird veröffentlicht.
1968
