Denkzeugkasten TRIZ - Grundlagen, Software und Consulting

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einführung

2 Wirtschaftliche Bedeutung von Kreativität/Innovation

3 Kreativitätshemmende Faktoren

4 Die Kreativitätsmethode TRIZ
4.1 Erkenntnis-Basis der TRIZ-Methode
4.2 Abstraktion als zentrales Element
4.3 Die vier Säulen der TRIZ-Methode und die Tools
4.4 Die Säule „Systematik“
4.4.1 Innovations-Checkliste (IC)
4.4.2 Ressourcen-Checkliste (RC)
4.4.3 Problemformulierung (PF)
4.4.4 Operator Material-Zeit-Kosten (MZK)
4.5 Die zweite Säule „Wissen“
4.5.1 Effekte-Lexikon
4.5.2 Patent- und Internet-Recherchen
4.6 Die dritte Säule „Analogie“

5 Softwareeinsatz im TRIZ.
5.1 TechOptimizer™.
5.2 Innovation WorkBench™ (IWB)
5.3 TechOptimizer vs. Innovation WorkBench: Gegenüberstellung der Module..
5.4 TriSolver - Ideengenerator & Manager

6 Der Einsatz von TRIZ im Consulting
6.1 Externer Innovations-Auftrag
6.2 Methoden-Beratung im Projekt
6.3 Coaching.
6.4 Anbieter von TRIZ-Consulting.

Anhang

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Vom konkreten Problem zur konkreten Lösung

Abbildung 2: Die vier zentralen Säulen der TRIZ-Methode.

Abbildung 3: Vereinfachte Darstellung der Innovations-Checkliste

Abbildung 4: Auflistung der sechs Ressourcen-Typen

Abbildung 5: Verknüpfungs-Symbolik.

Abbildung 6: Funktionsmodellierung am Beispiel eines Computerhändlers

Abbildung 7: Varianten des Operators MZK.

Abbildung 8: Beschränkter Wissenshorizont

Abbildung 9: TechOptimizer: Effekte-Lexikon

Abbildung 10: Intel Pentium 4 CPU.

Abbildung 11: Anwendungsschema der Konflikt-Methode.

Abbildung 12: Auszug der 39-technischen-Parameter

Abbildung 13: Excel-Tabelle mit den 39-technischen-Parametern

Abbildung 14: Auszug aus 40-innovative-Prinzipien

Abbildung 15: TechOptimizer™ - Effekte-Knowledge-Base

Abbildung 16: Zuordnung diverser Software-Module zu den TRIZ-Tools

Abbildung 17: Innovationsmanagement mit TriSolver

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einführung

Die Grundvoraussetzung für den Erfolg ist es, gute Ideen als Erster zu haben. Sowohl für den Arbeitnehmer, den Selbstständigen und besonders für Unternehmen sind neue innovative Ideen Voraussetzung für überdurchschnittlichen und langfristigen Erfolg. Vor einigen Jahren reichte es für Unternehmen noch aus, die Produkte der Konkurrenz nachzuahmen bzw. sich dort die Innovation abzuschauen (Reverse Engineering). Mit Hilfe der TRIZ-Methodik gelingt es dem Anwender, sowohl Kreativität als auch Innovation effizient und strukturiert zu generieren, was letztendlich die Basis für Wettbewerbsvorteile darstellt.

2 Wirtschaftliche Bedeutung von Kreativität/Innovation

Nach einer Kienbaum-Studie¹ aus dem Jahr 1999 kennen nur 14 Prozent aller deut- schen Manager eine Kreativitätstechnik und kaum mehr als 3 Prozent wenden sie an. Die positive Korrelation zwischen unternehmerischer Kreativität und dem wirt- schaftlichen Aspekt scheint sich hier noch nicht niedergeschlagen zu haben. Dabei zeigt die Studie unmissverständlich, dass innovative und kreative Unternehmen mit 9,3 Prozent operationalem Gewinn vor Steuer ein um sechs mal höheres Ergebnis erwirtschaften als konservative Firmen. Selbst andere Untersuchungen stützen diese Aussage. So hat das Zentrum für Europäische Wirtschaftsforschung GmbH in Mann- heim² in der Studie ¹Innovationsverhalten der deutschen Wirtschaftª veröffentlicht, dass beim verarbeitenden Gewerbe im Jahr 1999 ein Umsatzanteil von mehr als 9 Prozent auf Marktneuheiten entfiel. Seit 1996 nehmen Produktneuheiten einen stetig wachsenden Anteil am Umsatz ein.

3 Kreativitätshemmende Faktoren

Stellt sich nun die Frage, weshalb sich Unternehmen nicht stärker im Bereich der Kreativität engagieren. Denn oben genannte Zahlen sprechen sich für eine Integrati- on von Kreativität im Unternehmen aus. Aus einschlägiger Literatur ist das Phäno- men der ¹psychologischen Trägheitª³ auch unter anderen Begriffen wie mentaler Trägheitsvektor, Expertentum oder psychischem Beharrungsvermögen bekannt. Es beschreibt die Eigenschaft jedes Menschen im Laufe seines Lebens ¹geistige Scheuklappenª zu bilden. Dabei entwickelt z. B. ein Maschinenbau-Ingenieur sein Know-how nur auf seinem speziellen Wissensgebiet weiter und lässt dabei andere Wissenschaften (Chemie, Thermodynamik, etc.) außen vor. Alternative Lösungs- konzepte anderer Wissens-Disziplinen werden mit diesem Verhalten im Vorfeld aus- geschlossen.

4 Die Kreativitätsmethode TRIZ

Das Akronym ¹TRIZª stammt ursprünglich aus einer Zusammensetzung mehrerer kyrillischer Worte, die man in der Literatur mehrfach unter der freien englischen Übersetzung ¹ Theory of Inventive Problem Solving ª findet, was zu deutsch die ¹ Theo- rie des erfinderischen Problemlösens⁴ ª ausdrückt. Dabei gilt TRIZ genau genommen nicht als neue Kreativitätstechnik, sondern als eine Problemlösungsmethode, die den Anwender dabei unterstützt, systematisch Ideen zu finden und innovative Lösungs- konzepte zu generieren. Sie stützt sich dabei auf vorhandene Methoden wie z. B. Brainstorming, Synektik, etc. Mit einer Vielzahl an unterschiedlichsten Sub-Tools, welche kausal sinnvoll miteinander kombiniert oder in einigen Fällen auch sequen- ziell abgearbeitet werden, unterscheidet sich TRIZ von anderen bekannten Metho- den. Urheber von TRIZ ist - der aus Russland stammende Patentexperte - Genrich Saulowitsch Altschuller, der seine Methode erstmals im Jahre 1948 publizierte. Erst später in den 80er Jahren fasste TRIZ in Russland richtig Fuß und schwappte im Zu- ge der Emigrationswelle vieler russischer Wissenschaftler in den 90er Jahren nach USA. Hier gründeten zahlreiche Aussiedler eigene Consulting- und Softwarefirmen und setzten TRIZ erfolgreich ein.

4.1 Erkenntnis-Basis der TRIZ-Methode

Auf Grund der beruflichen Nähe zu Patenten und seinem Interesse an Innovationen, identifizierte Altschuller bei der Analyse innovativer Lösungskonzepte - über ver- schiedenste Wissenschaften gültige - wiederkehrende Muster. Er fand heraus, dass die Produktentwickler ± aus unterschiedlichen technologischen Fachbereichen ± oft- mals die gleichen grundlegenden Lösungsprinzipien angewendet haben. Über 2,5 Millionen Patente sind seit den 50er Jahren mit dieser Zielsetzung analysiert wor- den⁵. Diese Erkenntnisse bilden die Basis von TRIZ. Damit stellt TRIZ eine Methodik dar, mit der erlernbare, zielgerichtete und reproduzierbare Schritte zur Ideenfindung möglich sind.

4.2 Abstraktion als zentrales Element

Der Hauptunterschied der TRIZ-Methode zu bisherigen Innovations- bzw. Kreativi- tätsmethoden liegt zum einen in der Reduzierung erfolgloser Lösungsversuche durch eine zielgerichtete und systematische Vorgehensweise, zum anderen in der Über- windung der menschlichen psychologischen Denkbarriere (siehe 3). Bei TRIZ erfolgt

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Vom konkreten Problem zur konkreten Lösung rung (Standardisierung). Anschlieûend erfolgt ein Vergleich des abstrahierten Prob- lems mit Lösungen aus anderen Wissenschaftsgebieten (Standardlösung) und Rückübertragung der allgemeingültigen Lösung auf die ursprüngliche konkrete Prob- lemstellung.⁶

4.3 Die vier Säulen der TRIZ-Methode und die Tools

Im Gegensatz zu gängigen Methoden, unterscheidet sich TRIZ anhand seiner Viel- zahl an Tools, die je nach Aufgabenstellung gezielt Anwendung finden. Die Werk- zeuge sind in Abbildung 2 systematisch den vier zentralen TRIZ-Säulen subsumiert. Mit einem Umfang an 14 Werkzeugen präsentiert sich TRIZ als omnipotente Technik, die sowohl für die Produktneuentwicklung (Säule ¹Visionª), Produktoptimierung (Säu- le ¹Systematikª) als auch für andere Problemfelder geeignete Werkzeuge zur Verfü- gung stellt. Selbst im Management-Bereich findet das Tool ¹Widerspruchª mit den ¹40 Innovativen Grundprinzipienª Anwendung.⁷ Unterstützende Funktion kommt der Säu- le ¹Wissenª zu. Mit ihren Tools hilft sie bei der Arbeit in anderen TRIZ-Säulen.

Auf Grund des weitreichenden Spektrums von TRIZ kann in dieser Arbeit nur auf eine begrenzte Anzahl an Tools eingegangen werden. Diese sind wiederum nicht in aller Tiefe beschrieben, da dies den Rahmen dieser Arbeit sprengen würde. Zum Teil sind den Tools zur Verdeutlichung selbstkreierte praktische Anwendungsbeispiele aus der Wirtschaftsinformatik beigefügt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Die vier zentralen Säulen der TRIZ-Methode

4.4 Die Säule „Systematik“

Diese Säule spiegelt die systematische und strukturierte Arbeitsweise von TRIZ im gesamten Prozess der Problemlösung sehr gut wider. Bevor man an der Lösung arbeitet, ist eine grundlegende Analyse und Beschreibung des vorliegenden Problems zwingend notwendig.

4.4.1 Innovations-Checkliste (IC)

Um ein Problem analytisch und systema- tisch korrekt aufzuarbeiten, stellt die IC ei- nen strukturierten Vorgehensplan dar, mit dessen Hilfe die IST-Situation zu beschrei-

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Vereinfachte Darstellung der Innovations-Checkliste

ben ist. Oftmals liegt die Schwierigkeit darin, das Problem logisch strukturiert zu kon- kretisieren und belastet dadurch die Suche nach einer passenden Lösung. Ein gut formuliertes Problem (Standardsprache, d. h. Vermeidung von Fachwörtern) ist meist schon die halbe Lösung. Das Ergebnis der IC ist ein gemeinsames Problemverständnis und ±bewusstsein (im Team) und dient als Basis für eine Weiterarbeit mit anderen TRIZ-Werkzeugen.

4.4.2 Ressourcen-Checkliste (RC)

Entgegen der allgemeinen Defini- tion zum Begriff Ressource (lt. Duden = natürliches Produkti- onsmittel, Hilfsmittel) verstehen TRIZ-Experten darunter Sub- stanzen, Felder (Energie) und deren Eigenschaft (funktions-

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Auflistung der sechs Ressourcen-Typen

bedingte Charakteristika), die in einem Systemgebilde oder dessen Peripherie exis- tieren. Hierbei hat die RC einen unterstützenden Einfluss auf den Arbeitsprozess hinsichtlich der Nutzung von Ressourcen. TRIZ unterscheidet sechs verschiedene Ressourcen-Typen (siehe Abbildung 4). Das Ressourcen-Werkzeug findet einerseits in der Analysephase eines Problems (siehe 4.4.1) und andererseits bei der Suche nach alternativen Möglichkeiten (z. B. Auto fährt mit Strom, Gas, Wasserstoff statt mit Benzin) Anwendung.

4.4.3 Problemformulierung (PF)

Bereits mit der Innovations-Checkliste fand eine Konkretisierung des Problems statt, welche unter Berücksichtigung von 10 Schritten durchgeführt wurde (siehe 4.4.1). Als Erweiterung, die Problemsituation intensiver zu analysieren, zerlegt das Tool der Problemformulierung das Gesamtsystemgebilde (Produkt) durch die Funktionsmodel- lierung in einzelne Funktionen. Hierbei unterscheiden sich grundsätzlich zwei gegen- sätzliche Funktionspositionen in der TRIZ-Methodik. Zum einen die ¹primär nützliche Funktionª (PNF), welche beim Objekt bzw. Produkt gewünscht ist. Zum anderen die ¹primär schädliche Funktionª (PSF), die es gilt zu reduzieren oder bestenfalls zu eli- minieren.

Um das Gesamtsystemgebilde (Produkt) mit seinen Einflusszusammenhängen gra- fisch darstellen zu können, bedient man sich den vier Symboltypologien in der Abbildung 5.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Verknüpfungs-Symbolik

Die Verknüpfung der einzelnen Funktionen erfolgt durch vier Symbole:

1. ¹sorgt fürª

Der einfache Pfeil symbolisiert eine nützliche Funktion, die für eine weitere nützliche Funktion sorgt bzw. dafür die Voraussetzung ist.

2. ¹beseitigtª

Ist der einfache Pfeil durchgestrichen, dann verringert bzw. ¹beseitigtª eine nützliche Funktion dadurch eine schädliche Funktion.

3. ¹verursachtª

Der Doppelpfeil bedeutet, dass entweder eine nützliche Funktion oder eine schädliche Funktion zu einer schädlichen Funktion führt.

4. ¹behindertª

Der Doppelpfeil durchgestrichen signalisiert eine schädliche oder nützliche Funktion, die eine nützliche Funktion behindert.

An folgendem Beispiel ist die Funktionsmodellierung näher verdeutlicht.

Bei einem Computerhändler führen die hohen Kosten seiner Lagerhaltung zur Mar- genschmälerung und letztendlich zur Reduktion des Gewinns. Das Geschäft hat ein sehr breites (verschiedene Computergeräte-Hersteller z. B. HP, Compaq) und tiefes (unterschiedliche Modelle je Hersteller. Modellunterschiede z. B. Prozessor, Arbeits- speicher, Grafikkarte, etc.) Sortiment. Für den Kunden bietet sich dadurch eine groûe Produktvielfalt.

Die Problemformulierung beginnt mit der Festlegung beider primären Funktionen:

- primäre nützliche Funktion (PNF)
[Kunde findet passenden Computer]
- primäre schädliche Funktion (PSF) [hohe Kosten]

Ausgangspunkt sind die beiden primären Funktionen (PNF, PSF), zwischen denen die Sub-Funktionen mit den Symbolen aus der Abbildung 5 logisch verknüpft werden. So wirkt sich das [groûe Lager] (siehe Abbildung 6) positiv auf eine hohe Anzahl von Computermarken und -modellen aus. Was für den Kunden das Problem mit sich bringt, für welches Gerät er sich entscheiden soll. Bei einer zu hohen Angebotsviel- falt scheut der Kunde tendenziell eher vor der Selektionsentscheidung zurück. Das {verursacht} die Sub-Funktion [Kunde kann sich nicht entscheiden] und {behindert} in Konsequenz, dass der Kunde den passenden Computer findet. Nicht bei allen Kun- den ist dieses Verhalten zu beobachten, hier führt eine breite und tiefe Angebotspa- lette zum passenden Gerät.

Ziel der Funktionsmodellierung ist es, alle relevanten Funktionen in das Modell zu implementieren, die eine Verbindung zu den beiden primären Funktionen herstellen. Nach Erstellung des sogenannten ¹Ursache-Wirkungs-Diagrammsª startet der nächs- te Schritt mit der Beschreibung der Detailprobleme bei den einzelnen Verknüpfungen wie z. B. [Viele Computermarken] {sorgt für} [Kunde hat groûe Auswahl]. Anschlie- ûend sind diese Wirkungszusammenhänge zu hinterfragen und darauf aufbauend kreative Lösungen zu finden. Manchmal kann die Lösung eines einzigen Detailprob- lems zur Gesamtlösung führen.⁸ Häufig kommt schon während der Modellierung der Funktionen der erlösende Geistesblitz.

Zentrales Lösungspotenzial dieser Methodik liegt in der Abstraktion (siehe 4.2) von komplexen Problemstellungen (Wirkungszusammenhängen) durch die vier Verknüpfungsmöglichkeiten aus Abbildung 5. Dadurch ist das Problemfeld leichter zu verstehen bzw. zu überblicken und kreativen Lösungen ist Tür und Tor geöffnet.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: Funktionsmodellierung am Beispiel eines Computerhändlers

4.4.4 Operator Material-Zeit-Kosten (MZK)

Bei Optimierungsproblemen stöût man häufig an die Barrieren knapper Ressourcen wie Material, Zeit und Geld. Welcher Ingenieur würde sich nicht über ein unlimitiertes Budget freuen? Ziel dieser Methode ist das Abschaffen von Limitationen, um neue gedankliche Freiheiten zu ermöglichen und damit kreative Ideen zu provozieren⁹. In dieser hypothetischen Gedankenwelt - wo nun alles möglich erscheint - kommen häufig bahnbrechende Einfälle an den Tag. Für jede einzelne Variable (Material, Zeit, Kosten) kann der Wert entweder absolut limitiert bzw. null sein, oder andererseits unendlich.

Die Anwendung des MZK-Tools sei exemplarisch an folgendem Sachverhalt demonstriert. Eine Unternehmung benötigt für ihre Auûendienstmitarbeiter Computergeräte (z. B. Notebook), welche eine Verbindung zum internen Datennetz dieser Firma während des Kundenbesuchs ermöglichen, ohne besondere Spezifika der Infrastruktur (Telefonanschluss) beim Kunden berücksichtigen zu müssen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7: Varianten des Operators MZK

Konsolidiert man nun die oben gesammelten Daten, dann könnte eine Möglichkeit sein, ein Notebook mit integrierter UMTS¹⁰ -Schnittstelle einzusetzen. Unabhängig vom Kunden kann der Auûendienstler mit hoher Bandbreite (theoretisch bis max. 2 Mbit/s¹¹ ) auf das interne Netzwerk des Unternehmens zugreifen. Die Kosten halten sich im Rahmen, da eine UMTS-Netzabdeckung in den nächsten Jahren von den Telekommunikationsfirmen (T-Mobile, E-Plus, MobilCom, etc.) gewährleistet ist. Al- ternativ könnte sogar ein anderes Basisgerät z. B. Handheld¹² zum Einsatz kommen.

4.5 Die zweite Säule „Wissen“

Eine unterstützende Wirkung kommt der zweiten Säule zu. Auf die Expertise von unterschiedlichsten Wissensdisziplinen im Effekte-Lexikon stützen sich mehrere TRIZTools. Daneben führen Patent- und Internet-Recherchen aktuelles Wissen dem Arbeitsprozess zu und verhindern ein ¹veralternª der Lösungsvarianten.

4.5.1 Effekte-Lexikon

Jedes Individuum verfügt über ei- nen begrenzten Wissenshorizont, der je nach Ausbildungsrichtung und ±grad in eine entsprechende Richtung geht. Ein Chemiker hat zwar Basiskenntnisse in den Disziplinen Mechanik und Elektrotechnik, es zählt aber nicht zu seiner Kernkompetenz.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 8: Beschränkter Wissenshorizont

Im Bereich der Chemie kennt er sich aus und fühlt sich wohl. Das bedeutet, seine ganze Denkweise läuft in Richtung Chemie. Probleme und Lösungen versucht er mit seinem Wissen und Gedankengängen zu verarbeiten. Da die Lösungen oft in anderen Wissensdisziplinen zu finden sind, hindert ihn seine Vorbildung (siehe 3) entsprechend erfolgreich zu sein (¹Scheuklappen-Denkenª).

TRIZ stellt hier ein Tool zur Verfügung, das dem Anwender ermöglicht seinen vor- mals begrenzten Wissenshorizont deutlich zu erweitern und das ¹Scheuklappen- Denkenª abzulegen. Damals griff man auf so genannte Effekte-Lexika in Form von Büchern zurück. Heute stützt sich die Recherche auf Computer-Software, die ein ef- fizienteres Arbeiten (Suchprozess) gestattet und stets auf einem aktuellen Stand ist. ¹TechOptimizerª, ein Software-Produkt der Firma Invention Machine¹³ (siehe 5.1), bietet dem Anwender u. a. die Möglichkeit in einer Datenbank nach Funktionen zu suchen, welche damit verknüpfte Effekte als Output liefert. Für einen aktuellen Da- tenbestand sorgen über hundert Wissenschaftler, die täglich Patente auswerten und in die Datenbank aufnehmen¹⁴.

Die Anwendung dieses Tools findet wie folgt statt:

Im Laufe des Problemlösungs-Prozesses lassen sich zentrale Funktionen identifizie- ren (siehe 4.4.3), die es gilt zu modifizieren bzw. Alternativen aufzuspüren. An dieser Stelle kommt nun z. B. das Programm TechOptimizer zum Einsatz (siehe Abbildung 9). Der Anwender gibt die von ihm gewünschte Funktion ( hier: Temperaturmessung) in das Programm ein und sucht nach verknüpften Effekten (hier u. a.: Deformation, Dispersion von Licht, Kondo-Effekt). Aus der Liste der möglichen Effekte wählt der Programm-Anwender aus, was er näher erläutert haben möchte. Zusätzlich kann die Software diesen Effekt in einer Animation visuell darstellen, womit der Anwender diesen Effekt besser bzw. schneller begreift.

[...]

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¹ Vgl. Herb, R., et al., 2000, S. 13 (zit. nach www.kienbaum.de, 1999)

² www.zew.de

³ Vgl. Herb, R., et al., 2000, S. 13; ebenso Terninko, J., 1998

⁴ Vgl. Pannenbäcker, T., 2001, S. 48

⁵ Vgl. Gimpel, B., et al., 2000, S. 4

⁶ Vgl. Löbmann, A., www.triz-online.de (Zugriff am 11. März 2002)

⁷ Vgl. Mann, D., Domb, E., www.triz-online.de, (Zugriff am 02. April 2002)

⁸ Vgl. Herb, R., et al., 2000, S. 92

⁹ Vgl. Herb, R., et al., 2000, S. 78 (zit. nach Twenhöfel, R., 1999)

¹⁰ Universal Mobile Telecommunications System

¹¹ Nokia: www.nokia.de/systemloesungen/mobilfunk/umts/anwendungen/, (Zugriff am 21. März 2002)

¹² Taschencomputer mit Tastatur z. B. von Palm, Compaq

¹³ Invention Machine Corporation, Boston, USA, www.invention-machine.com

¹⁴ Vgl. Gimpel, B., et al., 2000, S. 63