L'innovazione sistematica: la metodologia TRIZ, approccio e applicazioni automotive

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L'innovazione sistematica: la metodologia TRIZ, approccio e applicazioni automotive

Roberto Nani

Scinte

Innovazione e Qualità.Presentato da Anfia in collaborazione con Aicq

Torino, Lingotto Fiere17-18 aprile 2013

Innovazione e QualitàPresentato da Anfia in collaborazione con Aicq

Torino, Lingotto Fiere17-18 aprile 2013

Sommario

• A Tool for Creative Thinking

– Patent documents classified by level of inventiveness

– Technology forecasting

• Due casi nel settore degli autoveicoli e dei motocicli

• Exploration of the adjacent “terra incognita”

– …to vary the parameters of the initial configuration one at a time, keeping the othersconstant.

• Formulate the mini-problem

– Define the conflicting elements

– Problem model

• OZ – Operational zone

• OT – Operational time

– Formulate ideal final result (ifr)

• CONCLUSIONI

Innovazione e QualitàPresentato da Anfia in collaborazione con Aicq

Torino, Lingotto Fiere17-18 aprile 2013

• A specific methodology developed on the basis of patent information is the TRIZ

methodology (Russian acronym for Theory of the Solution of Inventive Problems).

• TRIZ began with the hypothesis that there are universal principles of invention that

are the basis for creative innovations that advance technology, and that if these

principles could be identified and codified, they could be taught to people to create

or enhance their inventive capabilities.

http://www.wipo.int/export/sites/www/sme/en/documents/pdf/patent_information.pdf

A Tool for Creative Thinking

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• The TRIZ research has proceeded in several stages and more than 2 million patent

documents have been examined, classified by level of inventiveness, and analyzed

to look for principles of innovation.

• Patent information, therefore, provides an extremely useful source of information

for learning and developing creative problem solving and innovation strategies.

http://www.wipo.int/export/sites/www/sme/en/documents/pdf/patent_information.pdf

A Tool for Creative Thinking

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• Level 5: Discovery

• Level 4: First market

• Level 3: Diffusion, new markets

• Level 2: Qualitative Improvement within a technical system

• Level 1: Quantitative Improvement within a technical system

Patent documents classified by level of inventiveness

http://www.triz-journal.com/archives/2007/07/02/

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Torino, Lingotto Fiere17-18 aprile 2013

• Level 5: Discovery

• Level 4: First market

• Level 3: Diffusion, new markets

• Level 2: Qualitative Improvement within a technical system

• Level 1: Quantitative Improvement within a technical system

Patent documents classified by level of inventiveness

Innovazione e QualitàPresentato da Anfia in collaborazione con Aicq

Torino, Lingotto Fiere17-18 aprile 2013

Patent documents classified by level of inventiveness

Level 5: DiscoveryLevel 4: First marketLevel 3: Diffusion, new marketsLevel 2: Qualitative Improvement within a technical systemLevel 1: Quantitative Improvement within a technical system

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• To create a classification this would be applicable for problem solving,

technology forecasting, and to help with identification of new solution

strategies at the earliest project stages.

http://www.triz-journal.com/archives/2007/07/02/

Patent documents classified by level of inventiveness

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it errs by extending short-terms, Ignoring

long-term trends and forgetting common sense

(Ralph C. Lenz)

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• One class of constraints is those intrinsic, natural (or physical) limits such as the speed of light, absolute zero temperature, absolute vacuum. In addition there are human limits imposed by the size, shape, and constitution of the human body, the nature of the environment and the earth.

– Macrovariables whose rates of change are conditioned by or subject to any of the above limits will be called intensive macrovariable [intensive]

• Another category of real constraints is absolute but time dependent natural limitsimposed by existing capabilities in tangential areas, viz. other macrovariables.

– A macrovariable subject to a sliding constraint of this type will be classed asextensive macrovariable [extensive]

Ayres, Robert U. Technological forecasting and long-range planning. (1969). McGraw-Hill, Inc.

Technology forecasting

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• Forward progress can be achieved if any one of several limitations

(sufficient conditions) are met.

• It will be observed that, as a rule, a technological prerequisite for some

advanced system would be described as removal of a time-dependent

constraint.

Ayres, Robert U. Technological forecasting and long-range planning. (1969). McGraw-Hill, Inc.

Technology forecasting

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Due casi nel settore degli autoveicoli e dei motocicli

• 6,353 hits for Inductive recharg*

electric vehicle*

6,485 hits for Drive-by-wire

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6,353 hits for Inductive recharg* electric vehicle*

1986

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6,485 hits for Drive-by-wire

1986

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Constraints

alternating

battery charger

capacitor

charging

combustion engine

conductive

control signal

electric motor

electronic control

inductance

inductive coupling

magnetic circuit

output signal

primary winding

propulsion

reference voltage

switching device

transistor

transmitter

1986

6,353 hits for Inductive recharg* electric vehicle*

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1986

Constraints

accelerator

accelerator pedal

actuator

combustion engine

electronic control

internal combustion engine

predetermined time

servo control

throttle valve

6,485 hits for Drive-by-wire

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Exploration of the adjacent “terra incognita”

• Given a definite starting point, namely a radical pioneering invention, there are

several factors which combine to ensure that subsequent exploration usually

tends to proceed from the known part of the morphological map only into the

nearby territory.

• In other words, it is normal and natural to vary the parameters of the initial

configuration one at a time, keeping the others constant.

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http://www.triz.co.kr/

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The law of increasing the S-Field Involvement

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The law of Dynamization

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The law of Transition to a Supersystem

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…to vary the parameters of the initial configuration one at a time, keeping the others constant.

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The only way to describe an invention

is to invent it first

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'Which Line Leads to the Prize' Ideality Analogy

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EP2058491 (A2) - Control system for internal combustion engine

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Formulate the mini-problem

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Define the conflicting elements

Conflicting pair:

Product - Air

Tool – Throttle valve

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Problem model

1. Conflicting pair: air and throttle valve.

2. Intensified conflict: a “super high-speed” rotation angle performes a

good response but a introduces a big sovraelongation.

3. Problem: it is necessary to find an X-element which keeps the ability of

the super high speed rotation angle to performe a good response and

prevents sovraelongation.

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OZ – Operational zone

• From the intake pipe 22 to the throttle valve 24 (area of negative action)

• From the throttle valve 24 to the engine 12 (area of positive action)

Definition of the Operational Zone:

Area between the intake pipe 22 and the periphery of the throttle

valve 24 - throttle section

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• Time before the angular rotation

of the throttle valve is performed

(time before the conflict - T2)

• Time from when the throttle valve

starts to rotate until the throttle

valve reaches the right angular

position (time when conflict occurs

– T1 = sovraelongation time)

OT – Operational time

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Formulate ideal final result (ifr)

• The x-element, whitout complicating the system and whitout harmful side effects,

eliminates:

– Sovraelongation

• Within sovraelongation time

• Inside throttle section

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WO8403735 (A1) - DEVICE TO REGULATE THE AIR-FUEL MIXTURE UPON CLOSING THE THROTTLE-VALVE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE PROVIDED WITH A ROTARY CARBURATOR

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CONCLUSIONI

• Si è presentata un’applicazione TRIZ.

• TRIZ è considerato “A Tool for Creative Thinking” che permette di:

– classificare i brevetti secondo livelli di invenzione;

– prevedere l’evoluzione tecnologica;

– innovare un prodotto/processo.

• Si è visto come viene modellato un problema di conflitto tra “tool e prodotto”.

• La definizione di un modello, immerso in uno spazio operativo ed agente in un

certo intervallo di tempo, permette di formulare una soluzione ideale.

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Roberto Nani

Scinte snc

24020 Ranica (BG)

Tel 035 513683

Cell. 340 4193958

www.scinte.com

roberto.nani@scinte.com

Lorenzo Duroux

ESC Engineering

10034 Chivasso (TO)

Tel 011 0436265

Cell. 393 2465294

www.esc-engineering.com

lorenzo.duroux@esc-engineering.com

Grazie per l’attenzioneRoberto Nani