6 - Méthodologie de traitement d'un problème Aides logicielles.
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6 - Méthodologie de traitement d'un problème
Aides logicielles
Méthodologies
L'équation de l'efficacité
Efficacité
Créativité
Culture personnelle
Coefficientméthodologique
Outilsdisponibles
E = Mo.Cr.Cp.(1+Me)(1+Ou)
Motivation
Stratégies de traitement
• Traiter le mini-problème :
Le problème est résolu avec le minimum de modifications du système et
en le simplifiant
• Traiter le maxi-problème :
Tout le système peut être remis en cause
L’approche manuelle TRIZ « classique » :
Formation de base : 200 h minimumplus pratique régulière
Documenter et formuler
le pb
Exemplessélectionnés
Effets
Tableau 40 principes
Principes deséparation
Subst-Champ76 solutionsstandards
Concrétiser
Autres
type de pb?
Analogies
Actions techniques spécifiques
Interaction
Caractéristiques(contrad.techn.)
Contrad. phys.
Idées
Problèmes complexes : ARIZ
ARIZ4-Séparation de la contradiction physique
5-Application de la base de connaissances
1-Identificationdu problème
7-Critique dela solutionValidation
2-Descriptiondu système etdes ressources
3-Définition duR.U.I. et
formulationde la contradiction
physique
8-Analyse du potentiel de la solution
Généralisation
9-Revue dela démarcheConclusions
Solution ?
Solution ?
Solution ?
Solution ?
6-Changement de mini-problème
O
N
O
N
O
O
N
N
Les aides logicielles(une offre immature)
Fonctionnalités de la plupart des logiciels :
- un guide méthodologique
- une modélisation graphique globale de la situation
- une base de connaissances (principes, opérateurs, lois…)
- une base de données (effets)
- diverses fonctions (dessin, accès Internet avec ou sans moteur de recherche, édition rapport..)
Leaders du marché
Invention -Machine :
- pas de restructuration de la base de connaissances
- modèle graphique basé sur le modèle Substance-champ
- focalisation sur la richese de la base de données : « EFFECTS »
Orientation : conception intégrée (CATIA V5) et maîtrise
de l ’information (Knowledgist - CoBrain)
Logiciel modulaire : TO – Suite logicielle GOLDFIRE
IDEATION :
- restructuration complète de la démarche
Système d ’opérateurs - ISQ - Problem Formulator
- intégration des outils classiques de créativité (brainstorming)
Orientation : « utilitaires banalisés »
4 logiciels autosuffisants : Improver - IWB - AFD - KW
Autres logiciels : Creatriz – Trizexplorer –Trizsolver …
7 -L’approche I – TRIZ(Ideation)
Le logiciel IWB
L’équipe idéale :
1. Un animateur garant de la méthodologie
2. Un expert du sujet à traiter
3. Un « Candide »
4. Un secrétaire de séance, renseignant le questionnaire
"Boîte à
idées"Séquence guidée
de questionnement
Système d'opérateurs
Développement des concepts
Séquence IWB
Analyser la situation
Reformuler du problème
Construire le graphe desrelations causes /effets
Directions d’innovation
Poser le problème
Identifier les« angles d’attaque »
du problème
Fixer les objectifs
Modéliser leproblème
Choisir les anglesd’attaque pertinents
Exploiter à l’aidedes outils
Sélectionner les directions
Utiliser les « refineddirections » et le système
d’opérateurs
Construire la ou les solutions
Passer des idées aux concepts
Evaluer les concepts Choisir
Faire lasynthèse
Choisir
Concrétiser
I S Q
ProblemFormulator
Systèmed’opérateurs
1
2
3
4
5
40 % des idées
60 % des idées
Poser le problème
« Un problème bien posé est déjà à moitié résolu »
OUI mais … comment « bien le poser » ?
Le questionnaire de situation innovante
ISQ
Trois composantes d’un problème :
Trois composantes d’un problème :
1 -Questions d’inventaire Produit/Marché:1 -Questions d’inventaire Produit/Marché:
Portent sur la cible:
Délimiter la cible : dans l’espace, dans le temps, par extension…
Dynamique : acteurs, fonctions, relations…
Portent sur la cible:
Délimiter la cible : dans l’espace, dans le temps, par extension…
Dynamique : acteurs, fonctions, relations…
(Analyse de la situation)(Analyse de la situation)
2 -Questions d’évaluation :2 -Questions d’évaluation :
Supposent des critères de valeur
Expression d’une insatisfaction,d’attentes
Définition des objectifs
Supposent des critères de valeur
Expression d’une insatisfaction,d’attentes
Définition des objectifs
3 – Enjeux:
Quel intérêt ? Quels enjeux technologiques ?Quels enjeux économiques ?
Expression d’un marchéConditionne la motivation
3 – Enjeux:
Quel intérêt ? Quels enjeux technologiques ?Quels enjeux économiques ?
Expression d’un marchéConditionne la motivation
Système(s)?Avant ? Après ?
Sous systèmes ?
Super systèmes ?
Inputs ?
Outputs ?
Ailleurs ?
Autrement ?
Pourquoi ?
Sinon ?
• Perception du problème
• Informations sur le système cible
• Informations sur la situation• Problème à résoudre
• Mécanisme causant le problème
• Conséquences indésirables
• Historique du problème
• Situations similaires
• Autres problèmes à résoudre si…
• Vision idéale de la solution
• Ressources disponibles
• Changements autorisés dans le système
• Critères de sélection d ’un bon concept de solution
Modélisation de lasituation
Formulation du problème à partir d’une modélisation graphique :
Graphe de relations de cause à effets
et « Problem Formulator® »
Entrée Sortie
Ressources
Système technique
A B
« PHENOMENES »
- positives
- négatives
- à améliorer
- à réduire
- à éliminer
- à changer...
= Relations de cause à
effet :
Graphe de relations de causes à effets :
Relations causales entre « objets »: (I.M.)
Relations causales entre fonctions:(Ideation)
Agit surObjet A
Objet B
Fonction A
Fonction B
Procure, cause
GRAPHE :
Sommets : FONCTIONS
Arcs : RELATIONS DE CAUSE A EFFET
procure (qque chose d’utile)
cause (qque chose de nuisible)
contrarie (qque chose d’utile)
empêche (qque chose de nuisible)
A B
positive, utile,.. négative, nuisible,..
Fonction B
Fonction M
1 - Trouver un autre moyen d’obtenir la (fonction B)
2 - Trouver un moyen d’améliorer la (fonction B)
1 - Trouver un moyen d’éliminer, réduire ou empêcher la (fonction M)
Fonction M
Fonction B
1 - Trouver un moyen d’éliminer, réduire ou empêcher (M), malgré l’existence de (B)
2 - Trouver un autre moyen d’obtenir (B) qui ne cause pas (M)
3 - Trouver un moyen d’améliorer (B)
Fonction B1 Fonction M
Fonction B2
1 - Trouver un moyen d’éliminer (M) malgré l’existence de (B1).2 - Trouver un autre moyen d’obtenir (B1), qui procure ou améliore (B2), mais qui ne cause pas (M).
3 – Trouver un moyen d’améliorer (B1).
4 – Trouver un moyen de résoudre la contradiction: (B1) devrait exister pour obtenir (B2), mais ne devrait pas exister pour éviter d’obtenir (M).
5 – Trouver un moyen de se passer de (B1) pour obtenir (B2).
6 – Trouver un autre moyen d’obtenir (B2) qui ne nécessite pas (B1).
7 – Trouver un moyen d’améliorer (B2)
Blocs d’opérateurs
Op. spécialisés
Autres outils
Op.universels
Op. auxiliaires
Op. d’évolution
Anal. défaillances
Réseau maillé
~ 14 000 liens
Portes d’entrée
~ 660 opérateurs
Menus intermédiaires
Op. généraux
Restructuration de la « boîte à outils » :
Le système d’opérateurs
TRIZ "Classique" : Ideation-TRIZ :
• 40 principes
• principes de séparation Système d'opérateurs
• solutions standards
• variantes
Les opérateurs : suggestions d'action sur le système
• opérateurs universels : applicables à toutes situations
• opérateurs généraux : pour améliorer l'idéalité
• opérateurs spécialisés : pour agir sur certains paramètres
• opérateurs auxiliaires : complémentaires des précédents
• opérateurs d'évolution : liés aux lignes d'évolution
Réduire le bruit
Pour réduire le bruit, suivre les recommandations:
• Employer une isolation sélective• Compenser au moyen d’une action similaire• Changer la direction d’une action• Renforcer une action• « vacciner »
Blocs d’opérateurs pour agir sur une caractéristique
Blocs d’opérateurs pour agir sur une caractéristique
Utiliser des constructions pré-contraintes
Des contraintes internes, distribuées de façon judicieuse dans un objet ou un système, peuvent être créées préalablement à l’usage (pendant la fabrication, la mise
en place, etc.)
Illustrations: Designing improved flywheels
Dismantling compression joints Strengthening gun barrels
Tightening joints with rust
Pour obtenir le champ de contraintes désiré, des parties différentes peuvent être soumises à des contraintes opposées. Ceci peut être obtenu par:
Intégration d’objets Partition d’un objet
Voir aussi:
Construire un bi système
E G
D
C
A
F
régulation
A améliorer
1. Trouver un autre moyen d’obtenir la fonction A qui procure ou améliore la REGULATION.
2. Trouver un autre moyen d’obtenir la REGULATION qui permette : d’obtenir ou d’améliorer la fonction D, qui ne cause pas la fonction F, qui ne nécessite pas la fonction A et la fonction C et qui ne soit pas influencée par la fonction E.
3. Trouver un moyen de résoudre la contradiction suivante: le facteur utile (REGULATION) devrait exister pour procurer ou améliorer la fonction D mais ne devrait pas exister pour éviter la fonction F.
4. Trouver un autre moyen d’obtenir la fonction D qui ne nécessite pas la REGULATION.
5. Imaginez la transition vers une nouvelle génération de système qui procure la fonction D plus efficacement et (ou) qui soit exempte d’inconvénients.
6. Trouver un autre moyen d’obtenir la fonction C qui procure ou améliore la REGULATION.
7. Trouver un moyen d’éliminer, réduire ou empêcher la fonction E.
8. Trouver un moyen d’éliminer, réduire ou empêcher la fonction F malgré l ’existence de la REGULATION.
9. Trouver un autre moyen d’obtenir la fonction G qui élimine, réduit ou empêche la fonction F.
« Directions » = « angles d’attaque » du problème
2.1 Améliorer le facteur utile : REGULATION.
2.2. Obtenir le résultat utile sans avoir besoin de la REGULATION.
2.3. Accroître l ’efficacité du facteur utile de la REGULATION.
2.4. Synthétise un nouveau système produisant la REGULATION.
2.5. Protéger la REGULATION de l ’influence nuisible de la fonction E.
2.6. Appliquer les opérateurs universels pour obtenir le facteur utile : REGULATION.
2.7. Rechercher des ressources qui permettraient d ’obtenir le facteur utile : REGULATION
Refined Directions
= pistes d’action
2. Trouver un autre moyen d’obtenir la REGULATION qui permette : d’obtenir ou d’améliorer la fonction D, qui ne cause pas la fonction F, qui ne nécessite pas la fonction A et la fonction C et qui ne soit pas influencée par la fonction E.
Idée ?
Caractéristique utile insuffisante : Choisissez la caractéristique que vous voulez améliorer: Fiabilité Vitesse d’actionRésistance mécaniqueStabilité de composition Facilité d’usageProductivité Facilité de transformation Facilité de distributionFormeUniversalité ContrôlabilitéDegré d’adaptabilitéMode sélectif
Améliorer la contrôlabilité Considérez les recommandations suivantes (opérateurs) pour améliorer la contrôlabilité :
Introduire un champ de contrôle Introduire un additif Introduire un composant dynamiqueIntroduire un anti-processIntroduire un contrôle combiné Introduire un contrôle localTransformation d’un process primaire Self-control Introduire un feedback négatif Aller vers un autre principe opératoire
Idée ?
Introduire un composant dynamique
Un système peut être contrôlé en introduisant un (des) composant(s) possédant des
propriétés dynamiques
Illustration: Using car spoilers for multiple functions
Pour obtenir ce résultat : Dynamisation
Idée ?
Dynamisation Considérez les recommandations suivantes (Opérateurs) pour rendre votre système ou process plus dynamique :Diminuer le degré de stabilitéPasser d’un état stationnaire à un état mobile Diviser en parties mobilesAppliquer des effets physiques Introduire un objet mobileConsidérez aussi l’introduction d’:Eléments qui peuvent être interchangeables Eléments automatiquement interchangeables Eléments possédant des caractéristiques dynamiquesEléments et liens ajustables
Idée ?
Using car spoilers for multiple functions
Spoilers (fins that deflect airflow) are used to improve the stability of a car at high speeds. They also increase the aerodynamic drag on the car at lower speeds. However, spoilers that are effective within a certain range of speed and driving conditions are ineffective outside this range. It seems impossible to make spoilers that are equally effective under all conditions.
Improving the system can be achieved through increasing controllability. In this particular case, the spoilers should be controllable depending on the speed of the car and the driving conditions.
Retractable back and front spoilers can provide flexible enhancement of car performance. In dry weather at speeds up to 75 mph, the front spoiler can be retracted to reduce drag. At higher speeds it can gradually be extended to increase stability. In rainy weather at speeds over 30 mph, both the front and back spoilers can be extended to reduce skidding in water and increase stability. During braking, the back spoiler can be extended and turned to act as an air brake
Idée ?
Diviser en parties mobiles Le degré de liberté d’un système peut être accru en le divisant en parties mobiles les unes par rapport aux autres. Dans ce cas, on doit conserver les effets des champs appliqués (forces, actions diverses) sur le système, ainsi que les liens entre le système et :
des articulations et autres composants mécaniques des éléments flexibles, élastiques et plastiques
Illustrations: Avalanche-resistant meter Filter made of ferromagnetic granules Gripping workpieces of complex shape Bathyscaph guide rope Antenna made of beads
Idée ?
Idéesabstraites . floues partielles . sans
recherche de faisabilité
ressources pour des concepts
Conceptscohérents . maquettables validables . prototypables
évaluables
combinaison
Solutions immédiates
pertinentes
Choix
Solutions potentiellesCibles de R&D et de veille
+
Classement des idées : 3 axes possiblesselon les objectifs de la session
Axe « cible »
- autres systèmes
- système existant
Axe « physique »
- par fonctions
- par composants…
- ….
Axe « temporel »
- court terme
- moyen terme
- long terme
Mini problèmeMaxi problème
1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,1 3,2 3,3 4,1 4,2 4,3 5,11,1
Groupe 1,2 01 1,3 ++ ++ 1,4 + + + 1,5 0 + + + 1,6 ++ + + + +
1,7 0 + + + + +2,1 + + + + + + +2,2 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ +
Groupe 2,3 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++2 2,4 + + + + + + + 0 ++ ++ 2,5 + + + + + + + 0 + + + 2,6 0 0 0 0 0 0 0 + + + + 0
2,7 + + + + + + + 0 0 ++ ++ 0 +2,8 + + + + + + + 0 0 ++ ++ 0 + ++2,9 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ + 0 0
3,1 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++Groupe 3,2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 +
3 3,3 + + + + + + + + + + + + + + + + ++ + 4,1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Groupe 4,2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 04 4,3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Concept possible
Séquence de génération de concepts :combinaison des idées
++ se renforcent mutuellement
+ compatibles
0 indépendantes
- difficilement compatibles
- - incompatibles
Concepts Critère1 Critère 2 Critère 3 Critère 4 Classement
Pondération 1 4 3
2
C1 5/10 3/10 8/10 5/10 4 (51/100)
C2 7/10 6/10 5/10 4/10 3 (54/100)
C3 8/10 7/10 8/10 6/10 1 (72/100)
C4 5/10 7/10 6/10 8/10 2 (67/100)
Remarque : certains concepts peuvent révéler des problèmes secondaires :
à traiter avec la boîte à outils
Séquence de génération de concepts :4ème étape : évaluation des concepts
Affinement des concepts :- traitement des problèmes secondaires
- par la boîte à outils
- par les problèmes types
- par une nouvelle session (totale ou partielle)
- utilisation des lois d’évolution
- analyse de risques
- simplifiée (incluse dans IWB) ou AMDEC
- complète ( logiciel AFD Failure Prediction)
puis impression immédiate du rapport final
8 -Retour d’expérience
Cas industriels
Introduction en France : 1997
Aujourd’hui :
en phase de découverte - validation :
Plus une centaine d ’entreprises, dont la plupart des grands groupes industriels
en phase d ’appropriation : une quarantaine d ’entreprises dont PSA , Legrand , MGI-Couttier, Bourjois Chanel,Valeo, Michelin, Altran,…
PSA – Plateau Créativité Innovation
Sujet : Processus de Cataphorèse
Actions : 3 groupes :
- TRIZ classique (37 idées)
- TechOptimizer (25 idées)
- IWB (35 idées)
Schéma : ½ journée avec le poseur de problème
1 à 3 jours de travail du groupe (2ou3 personnes)
½ journée de restitution
Au total 50 idées, dont 29 retenues par
les spécialistes
19 BREVETS
GOMMA (Rennes)
Caoutchoutier automobile
Rotule de suspension
Contradiction :- souple pour absorber bruits
et cahots de la route
- rigide en courbe
Solution IWB : employer des fluides magnéto-rhéologiques
(brevet déposé)
« potentiel d’un brevet par mois »
TOSHIBA TEIS (Dieppe)
Photocopieurs et toner
1ère cible : alimentation papierObjectif :
Réduction de coût de 25 %
Doc TOSHIBA TEC Corporation
La démarche de TEIS• participation à une présentation Ideation-
TRIZ (fin mai 1999)
• formation par Internet à IWB2.2 (juin)
• résolution du problème (du 21 juin au 6 juillet)
• définition des plans et pièces (du 7 au 13 juillet)
• fabrication du proto (du 19 au 26 juillet)
• test du proto fonctionnel (fin juillet 1999)
Doc TOSHIBA TEC Corporation
Une séance de travail :• salle de réunion (on sort du cadre de travail)• ordinateur portable + videoprojecteur• 2 heures MAXI• 2 à 3 personnes• définition des objectifs • mise à jour du rapport en temps réel• relecture et synthèse (J+1), avant une nouvelle séance
Doc TOSHIBA TEC Corporation
Résultat : gain de 22 % (sur la base du prototype fonctionnel)
Doc TOSHIBA TEC Corporation
Boundary layerimpacted
NOZZLE
MATERIALFEED
Mixture air/particlesevacuated
Boundary layerdeflected
Boundary layerimpacted
Jet mixtureAir/particles
2ème cible : production de toner
Objectifs:
• Gagner deux heures par opération de maintenance
• Diviser le prix de la pièce par deux
• Supprimer les risques de détérioration en maintenance
• RESULTAT = coût de la pièce
passant de 25 kF à 2,5 kF
• efficacité de l’opération accrue
de 10 %
• temps de maintenance divisé
par 2
Problèmes traités - Produit (1)
• Concepteur de circuits intégrés : réalisation d’une nouvelle fonction au sein d’une puce (2 demandes de brevets).
ST Microelectronics
• Secteur aéronautique : réduction de 20% du coût d’un moteur (19 demandes de brevet). Snecma
• Secteur de l’agro-alimentaire : élimination d’un défaut rédhibitoire (moyen terme). Barangé
• Secteur cosmétique : nouveau type de conditionnement pour produit cosmétique. Bourjois/Chanel
Problèmes traités – Process, logistique(2)
• Traitement de surface de polymères pour le flaconnage de luxe : amélioration du procédé de vernissage (moyen terme). Solev
• Sous-traitance automobile : division par 10 du taux de rebut sur une ligne de soudure. Valeo
• Plasturgiste : mise au point d’un nouveau procédé de soudure de pièces en nylon. Solvay
• Sous-traitance automobile : augmentation de la productivité (pièces injectées) permettant de conserver l’activité en France et optimisation de la logistique interne de l’entreprise. Tetras
Statistique sur plus de 30 cas industriels
( scientifiques – technologiques – organisationnels ) :
- plus de 50 idées de base
- au moins 4 à 5 concepts retenus pour évaluation
- toujours 1 concept majeur pertinent et faisable
- 2 à 3 concepts potentiellement riches à terme
A chaque fois :
Points forts relevés par tous les utilisateurs :
- Aide efficace à l’expression des problèmes
- Identification d’un ensemble exhaustif d’angles d’attaque
- Génération rapide de nombreuses idées
- On retrouve toutes les solutions connues, plus quelques autres !
- Edition immédiate du rapport
- Communication sur le problème facilitée avec le graphe de relations causes/effets
Fin
1.0 Analyze the System
3.0 Define the Ideal Final Result and Formulate the
Physical Contradiction
2.0 Analyze the Resources
4.0 Separate the Physical Contradiction
5.0 Apply the Knowledge Base
Effects, Standards, Principles
9.0 Review all the Stages in ARIZ in "Real Time"
Application
8.0 Develop Maximum Usage of the Solution
7.0 Review the Solution and Analyze the Removal of the
Physical Contradiction6.0 Change the "Mini-
Problem"
Solution?
Solution?
Solution?
Solution?
Macro Flow Chart for ARIZ
· "Mini-problem· Model of the Problem· Technical
Contradiction
· Operating Zone· Operating Time
· Resources of the System,
Subsystem, Supersystem
· Physical Contradiction (macro level)· Physical Contradiction
(micro level)· Ideal Final Result (IFR)
YES
YES
YES
NO
NO
NO
NO· Key
Learnings
· Other Uses for Solution
· Add to Data Base
· IFR Met· No Physical
Contradiction· Can Be Implemented
YES
I. RESTRUCTURING OF THE
ORIGINAL PROBLEM(PLAN )
II. REMOVING THE PHYSICAL
CONTRADICTION(DO)
III. ANALYZING
THE SOLUTION(CHECK/APPLY)
©Marconi Works International Janice Marconi [email protected] 12/20/97
1.0 Analyze the System to Form
the Problem Model
1.1 Perform an Initial Analysis of the Problem
Draw a Simple Schematic and Label the Main Parts
1.2 Describe the
"Mini-Problem"
1.3 State the System Conflict
in Two Ways1.4 Intensify the
Conflict
1.5 Select Which Intensified
Conflict Version is Best for the Basic Function
1.6 Draw the Model of the Intensified
Conflict
State the Original Problem (as you know it)
Capture the BASIC FUNCTION of the System Identify the System
Name the Subsystems
Name the Supersystems
State the Environment as a SuperSystem
List the Initial Useful Functions of the SystemIdentify the Functions of the
System in terms of the Basic Function and its System List the Initial Harmful Functions
of the System
Eliminate Technical or Work-Related Jargon
Formulate the "Mini-Problem" to ensure "minimal changes" are
made to the system
The System (list the major subcomponents) performs the Basic
Function (insert) with Minimal Changes.EC-1
Eliminating/Decreasing the Harmful Action,
Lessens the Useful Action
EC-2
Improving the Useful Action, Increases the
Harmful Action
I. RESTRUCTURING OF THE ORIGINAL
PROBLEM(PLAN )