Theory of inventive problem solving (TRIZ)

Inhaltsverzeichnis

1 Theory of Inventive Problem Solving (TRIZ)
1.1 Geschichte von TRIZ
1.2 Vorgehensweise
1.3 Klassische Kreativitätswerkzeuge

2 TRIZ-Werkzeuge
2.1 Innovationscheckliste
2.2 Ideales Endresultat (IER)
2.3 Problemformulierung
2.4 Operator MZK
2.5 Zwerge-Methode
2.6 Antizipierende Fehlererkennung (AFE)
2.7 Widersprüche
2.7.1 Technische Widersprüche / Widerspruchsanalyse
2.7.2 Physikalische Widersprüche
2.8 Stoff-Feld-Analyse (SFA)
2.9 Evolutionsprinzipien
2.10 ARIZ

3 Anwendung von TRIZ
3.1 TRIZ zur Senkung der Herstellkosten
3.2 Business-TRIZ
3.3 TRIZ-Software

4 Best Practice: Wittenstein AG
4.1 TRIZ bei der Wittenstein AG
4.2 Entwicklung FITBONE®

5 Kritik an TRIZ

Quellenverzeichnis

1 Theory of Inventive Problem Solving (TRIZ)

Erfolgreiche Unternehmen zeichnen sich dadurch aus, dass sie Wettbewerbsvorteile gegenüber ihren Konkurrenten haben. Der immer größer werdende Wettbewerbsdruck durch zunehmende Globalisierung und durch immer kürzere Produktlebenszyklen und Entwicklungszeiten zwingt Unternehmen zu innovativen Ideen. Innovation bedeutet, neue Ideen bzw. Erfindungen zu generieren und diese wirtschaftlich umzusetzen [GIMP00, S. 1]. Die Forderung nach Innovation ist unumstritten, jedoch in der Praxis nicht immer leicht realisierbar. Die wichtigste Aufgabe für das Mana- Hauptseminar Logistik 1 gement besteht darin, Wege zu finden, um die Innovationsfähigkeit zu erhöhen. Immer mehr erfolgreiche Unternehmen stoßen bei dieser Frage auf einen völlig neuen Denkansatz: Die TRIZ-Methode.

TRIZ ist das russisches Akronym für „Teoria reshenija izobretatjelskich zadacz“ und bedeutet soviel wie die „Theorie des erfinderischen Problemlösens“ (engl. TIPS für Theory of Inventive Problem Solving) [KLEI07, S. 1]. Nach vielen bekannten Kreativitätstechniken wie dem Brainstorming oder der Trial and Error -Methode ist TRIZ der erste Ansatz der sich damit beschäftigt, wie man systematisch Lösungen für Probleme findet. Galt Systematik und Kreativität lange Zeit als widersprüchlich, so soll in dieser Arbeit mit TRIZ ein Ansatz vorgestellt werden, der diesen Widerspruch auflöst. Es werden verschiedene Methoden vorgestellt, die es ermöglichen, die Entwicklungsdauer von Innovationen anhand von geregelten Vorgehensweisen bzw. Leitfäden zu reduzieren. Obwohl sich TRIZ aus technischen Bereichen heraus entwickelt hat, sind viele der in dieser Arbeit vorgestellten Lösungsansätze auch für andere Bereiche anwendbar. Beispiele am Ende dieser Arbeit werden dies verdeutlichen.

1.1 Geschichte von TRIZ

Entwickelt wurde die Methode TRIZ ab 1946 durch Generich Saulowich Altshuller in der ehemaligen Sowjetunion. Als Patentoffizier der russischen Marine analysierte und katalogisierte Altshuller tausende Patente mit dem Ziel eine Systematik bei Erfindungen zu erkennen. Er kam dabei zu dem Ergebnis, dass bestimmte Probleme immer nach denselben Prinzipien gelöst wurden. Auch wenn sich die Lösungen oftmals im Ergebnis unterschieden, stellte er fest, dass Neuentwicklungen zu einem Großteil immer nach dem gleichen Muster ablaufen. Diese Erkenntnis führte zu einem grundlegenden Baustein der TRIZ-Forschung, der sog. Widerspruchsanalyse (vgl. Kap. 2.7.1).

Der Vorschlag, seine entwickelte Technik zur Steigerung der russischen Wettbewerbsfähigkeit einzusetzen, wurde von Stalin als Systemkritik empfunden. Daraufhin wurde Altshuller zu 25 Jahren Gefängnis verurteilt. In dieser Zeit konnte er jedoch mit weiteren verurteilten Wissenschaftlern weiter an seiner TRIZ-Methodik arbeiten. Aber auch in der Zeit nach seiner Freilassung wurde TRIZ nur im Untergrund gelehrt und von ihm durch Science-Fiction-Bücher, unter dem Pseudonym Henry Altov, verbreitet. Erst der Fall des Eisernen Vorhangs ermöglichte die Weiterverbreitung von

TRIZ in die USA. Hier wurden seit den 90er Jahren auch erste Consultingund Software-Unternehmen gegründet, die sich auf die Anwendung von TRIZ spezialisierten. Auch in Deutschland findet TRIZ immer mehr Verbreitung [GIMP00, S. 1-5; KLEI07, S. 5-6].

1.2 Vorgehensweise

Die systematische Vorgehensweise bei TRIZ veranschaulicht das Modell in Abbildung 1. Zunächst wird das vorliegende Problem exakt formuliert. Durch Abstraktion dieser Problemformulierung in eine standardisierte Form wird das spezielle Problem auf eine vergleichbare Ebene gebracht. Für die

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: TRIZ-Vorgehensweise (in Anlehnung an [KLEI07, S. 10])

Lösung der Standardprobleme existieren abstrakte Standardvorschläge. Auf Grundlage dieser Standardvorschläge entwickeln sich Antworten für das spezielle Problem [KLEI07, S. 9-10].

Es darf jedoch nicht der Anschein erweckt werden, dass diese allgemein gültigen Standardlösungen auf Anhieb das Problem beseitigen und kreatives Denken überflüssig wird. Vielmehr dient diese Vorgehensweise dazu, bestehende Denkblockaden aufzuheben und zu möglichen Lösungsansätzen zu führen. Die klassischen Kreativitätstechniken, auf deren Basis sich TRIZ entwickelt hat, sind auch weiterhin hilfreiche Mittel zur Ideengewinnung [ZOBE06, S. 5].

1.3 Klassische Kreativitätswerkzeuge

Die auch heute noch am häufigsten verwendete und verbreitete Methode zur Ideenfindung ist die Versuch und Irrtum -Methode (Trial and Error). Ein möglicher Lö- sungsweg wird verfolgt und getestet. Wird das Ziel nicht erreicht, geht man zum nächsten möglichen Lösungsweg über.

Eine ähnliche Kreativitätstechnik ist das Brainstorming. Hier werden zunächst Gedanken zu einer bestimmten Problemstellung gesammelt. Im Unterschied zur Trial and Error-Methode findet das Brainstorming jedoch in einer Gruppe statt. Der Vorteil dabei ist, dass die Gedanken aller Gruppenmitglieder durch Ideen der anderen weiter stimuliert werden [ZOBE06, S. 5-6].

Eine anspruchsvollere Methode ist die 1961 von Gordon entwickelte Synektik. Nach einer ersten Problemdefinition wird mit Hilfe von Analogien aus der Natur, der Technik und dem persönlichen Umfeld nach Lösungen gesucht. Nach Analyse und Auswahl der vorgeschlagenen Analogien wird versucht diese auf die aktuelle Problemstellung zu übertragen [ZOBE06, S. 9-10; GIMP00, S. 20-24].

Die hier vorgestellten klassischen Kreativitätstechniken geben nur einen kleinen Ü- berblick über die Gesamtheit der über hundert Möglichkeiten. Für einen umfassenden Überblick sämtlicher klassischer Kreativitätstechniken wird auf die Literatur verwiesen [ZOBE06, S. 5-12; GIMP00, S. 10-34].

2 TRIZ-Werkzeuge

Die heutige TRIZ-Methode besteht aus zahlreichen Werkzeugen. Diese werden entsprechend ihrer unterschiedlichen Funktionsweise in vier Kategorien (Säulen) unterteilt (vgl. Abb. 2):

1. Systematik:

Unter der Säule der Systematik werden Werkzeuge zusammengefasst, die das Problem durch systematisches Vorgehen analysieren und so zu einem besseren Verständnis der ablaufenden Prozesse führen [GIMP00, S.47-60].

2. Wissen:

Hierunter versteht man das gesamte verfügbare und bereits existierende Wissen. Dazu gehören u.a. Internetoder Patentrecherchen und die Effekte-Datenbank, auf die in dieser Arbeit nicht näher eingegangen wird [GIMP00, S. 61-68].

3. Analogie:

Zunächst wird das vorliegende Problem in abstrakter Form beschrieben und passende Standardlösungen aufgezeigt. Diese werden auf das konkrete Problem ü- bertragen (vgl. Kap. 1.2) [GIMP00, S. 69-97].

4. Vision:

Die Werkzeuge der letzten Säule helfen bei dem Finden von futuristischen Entwicklungspotentialen [GIMP00, S. 99-112].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: Einordnung der TRIZ-Werkzeuge (in Anlehnung an [GIMP00, S. 8])

Sämtliche Werkzeuge sind nicht nur einzeln, sondern auch in Verbindung miteinander zu betrachten. Welche Werkzeuge am besten geeignet sind, hängt von der Problemstellung als auch von der Persönlichkeit und der Erfahrung des Anwenders ab [MIEC07].

2.1 Innovationscheckliste

Viele Entwickler und Erfinder sind der Meinung, dass eine Problemlösung schon alleine durch ein gut beschriebenes bzw. definiertes Problem gefunden werden kann [MIEC07]. Die genaue Problemdefinition dient als Grundlage für die Anwendung der TRIZ-Werkzeuge. Die Innovationscheckliste (ICL) liefert dafür die Grundlage . Bereits während der systematischen Abarbeitung der insgesamt sieben Unterpunkte entwickeln sich bereits mögliche Angriffspunkte und Potentiale für innovative Lö- sungskonzepte. Hauptsächlich dient die ICL jedoch der Analyse der Ist-Situation und dem konsequenten Sammeln und Dokumentieren sämtlicher Informationen [ZOBE06, S. 114-116; GIMP00, S. 47-51].

1. Informationen zum System und dessen Umfeld

Zunächst wird das Problem kurz beschrieben. Um Personen ohne direkten Bezug zu dem Thema in die Problemstellung einzuführen, verwendet man anstelle von Fachbegriffen umgangssprachliche Formulierungen.

2. Informationen über das zu verbessernde System und dessen Umfeld

Neben der Systembezeichnung werden in diesem Abschnitt die primären, nützlichen Hauptfunktionen aber auch die schädlichen Nebenfunktionen des Systems beschrieben, sowie die vorhandenen untergeordneten Systeme und deren Verknüpfungen. Aber auch die äußeren Einflüsse, die auf das System einwirken, werden dokumentiert.

3. Informationen zur Problemsituation

Unter diesem Punkt wird das zu lösende Problem genauer beschrieben. Man unterscheidet unterschiedliche Aufgabenstellungen zur Verbesserung eines Systems:

- Beseitigung der Fehlfunktion bzw. der schädlichen Wirkung
- Auffinden der Fehlerursache
- Produkt-, Prozess-, Bauteiloder Operationsverbesserung
- Feststellung der Systemgrenzen
- Beschreibung der Konsequenzen bei Scheitern der Problembeseitigung
- Suche nach Alternativlösungen in überbzw. untergeordneten Systemen

4. Beschreibung des idealen Endresultates (IER)

Das IER beschreibt den wünschenswerten Zustand des Systems nach der Problemlö- sung. Der ideale Endzustand bedeutet, dass die nützliche Funktion erfüllt ist und keine schädlichen Funktionen mehr stören. Die Vorgehensweise zur Beschreibung des idealen Endresultates ist ein separates TRIZ-Werkzeug und wird im folgenden Kapitel ausführlicher beschrieben.

5. Verfügbare Ressourcen

Der effiziente Einsatz aller vorhandenen Ressourcen spielt für Systemverbesserungen eine entscheidende Rolle. Folgende Ressourcen sind relevant: Stoffe, Felder, Raum, Informationen und Funktionen (vgl. Abb. 3).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 3: Ressourcen-Checkliste (in Anlehnung an [GIMP00, S. 49])

Diese einzelnen Ressourcen sind weiter daraufhin zu analysieren, ob sie in ihrer ursprünglichen Form verwendet werden können oder adaptiert werden müssen. Die systematische Ressourcen-Analyse bringt häufig überraschende Ideen hervor [GIMP00, S. 48].

6. Zulässige Systemveränderungen

Nicht immer sind die gefundenen Lösungen umsetzbar. In den meisten Fällen müssen Restriktionen (z. B. rechtliche Vorschriften) beachtet werden. Diese bestimmten Anforderungen und Voraussetzungen an das System müssen untersucht werden.

7. Auswahlkriterien für Lösungskonzepte

Als letzter Punkt bei der systematischen Informationssammlung werden Entscheidungskriterien festgelegt. Wichtige Punkte hierbei sind neben den wirtschaftlichen Aspekten auch marketingstrategische Überlegungen, Bedienungsund Wartungsfreundlichkeit, technische Eigenschaften sowie das Erscheinungsbild. Anhand dieser Kriterien werden die entwickelten Lösungskonzepte analysiert und bewertet.

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