Inovace s podporou TRIZ a IM

Bohuslav BUŠOV, Pavel LASÁK

Ústav výkonové elektrotechniky a elektroniky, FEI, VUT Brno

Metoda Tvorby a řešení inovačních zadání -TRIZ a expertní systém Invention Machine – IM jsou určeny pro techniky, inženýry, vědce, inovátory, kteří hledají tvůrčí řešení technických problémů a pro učitele odborných předmětů, kteří chtějí vychovávat a učit způsobem inspirativním pro sebe i atraktivním pro budoucí tvůrce nové techniky.

Knowledgist a CoBrain jsou systémy individuální resp. firemní správy informací. TRIZ a IM jsou transdisciplinární prostředky pěstování tvořivosti a řešitelské nástroje tvorby procesních a výrobkových inovací v praxi. Knowledgist a CoBrain jsou prostředky informační a znalostní společnosti

1. TRIZâ – Tvorba a řešení inovačních zadáníâ

Metoda TRIZ vznikala postupně od r. 1946 analýzou patentů a zobecňováním odhalených úspěšných řešitelských postupů. Rozborem více než 1.5 mil. patentů bylo zjištěno, že nejvýznamnější inovace jsou dosahovány poměrně malým počtem objektivně používaných řešitelských postupů. Poznání těchto postupů zvyšuje pochopitelnost již existujících technických řešení studovaných v procesu vzdělávání a výchovy tvůrčích techniků, stejně jako efektivitu procesu analýzy a hledání nových řešení technických problémů v praxi. Metoda je studovatelná, osvojitelná a použitelná ve výuce a prokázala výsledky v inovační aktivitách významných firem. TRIZ, to je analytická FNA a syntetický ARIZ [2, 4, 5].

1.1. Funkčně nákladová analýza – FNA

FNA vede uživatele, krok za krokem, k odpovědi na zásadní otázku „CO“ a „PROČ“

v technickém systému má být zdokonaleno. Pomáhá uživateli:

– nalézt podstatu problému v technickém systému, tj. výrobku nebo procesu,

– vymezit klíčové prvky podle jejich funkční, problémové a nákladové významnosti,

– vybrat významná inovační zadání v souladu s tendencemi rozvoje techniky,

– formulovat konkrétní inovační zadání v podobě „co“ a „proč“ zdokonalit.

1.2. Algoritmus řešení invenčních zadání

ARIZ vede uživatele, krok za krokem, k hledání odpovědi na řadu otázek „JAK“ by mohly a měly být úlohy řešeny. ARIZ uživateli pomáhá:

– nalézat, formulovat a řešit technické rozpory v technickém problému s podporou heuristik,

– nalézat, formulovat a řešit fyzikální rozpory v technických rozporech osvědčenými postupy,

– vybírat a modelovat konflikt na úrovni látek a polí a využívat doporučované vzorce řešení,

– ujasnit a přesně formulovat technické funkce a poté z doporučovaných jevů přírodních věd vybírat vhodné jevy a efekty pro efektivnější plnění dané funkce.

Metoda TRIZ vzešla z praxe (obsahuje výsledky 50. letého studia patentovaných technických řešení, výsledky 700. „člověko-roků“ vysoce kvalifikované analytické práce

a slouží v praxi k rozboru a k řešení technických problémů.

Metoda TRIZ a systém IM jsou intelektuální nástroje pro vzdělávání studentů, nástroje tvůrčích techniků v praxi a intenzifikátorem inovačního potenciálu progresivních firem.

2. INVENTION MACHINEâ – expertní systém IMâ

Zatímco CAD/CAM/CAE se používají k vytvoření dokumentace a k výrobě nového konceptu, IM zajišťuje správnost vybraného problému k řešení („Co a Proč“) a podporuje řešitele při tvorbě nové ideje řešení, nového konceptu. IM je počítačová podpora určená pro inženýry a vědce řešící technické inovační problémy, a to v předkonstrukční (koncepční) etapě inovačního cyklu výrobku nebo procesu, kdy se hledá idea, koncept inovačního řešení. Definuje oblast software CAI – Computer Aided Innovation. Obsahuje výsledky 22. let práce na znalostním systému. Obsahuje „destilát“ znalostí a zkušeností několika generací vědců a tvůrčích techniků v podobě metody TRIZ, narůstající databázi animovaných jevů známých

z přírodních věd, jejich řetězení do možných příčinně důsledkových řetězců, patentované aplikace jednotlivých doporučení v technice, nástroje vyhledávání v elektronicky zpracovaných databázích patentů USA, Japonska, EU, atd [3].

2.1. K čemu je IM?

· Podněcuje tvůrčí potenciál společnosti k inovacím výrobků a procesů,

· Zvyšuje produktivitu tvůrčí práce,

· Zrychluje hledání nových způsobů plnění funkcí,

· Snižuje náklady uplatňováním funkčně nákladové analýzy,

· Pomáhá inženýrům tvořit kvalitní technická řešení,

· Přesahuje hranice úzké specializace a vede k informační a znalostní společnosti.

2.2. Kdo by měl IM používat?

Konstruktéři a technologové, manažéři ve výzkumu a vývoji a každý koho zajímají náklady a funkčnost výrobků a procesů. IM předchází vzniku drahých chyb způsobených obvykle používanou „metodou“ pokus/omyl, a to již v koncepční etapě inovačního cyklu.

Vede řešitele k tvorbě správného a správně formulovaného inovačního zadání a následně řešitele podporuje doporučeními a informacemi při řešení jednotlivých nalezených inovačních úloh. IM je unikátní nástroj pro každého, kdo usiluje o výrobkové a procesní inovace.

2.3. Co obsahuje IM?

Obsahuje sedm modulů. Tři podporují analýzu objektu, tři podporují syntézu řešení a Internetový asistent katapultuje řešitele daného problému od jeho pracovního stolu do světa informací a patentovaných aplikací ve světových databázích.

Modul Product Analysis (Analýza výrobku) vede uživatele analýzou komponent, struktury, funkcí a jejich parametrů k diagnóze interakcí mezi prvky systému až k formulaci zadání na zvýšení funkčnosti a snížení nákladů daného systému. Pomáhá uživateli s identifikací klíčových požadavků kladených na systém a podle ocenění funkční, problémové a nákladové významnosti jednotlivých prvků generuje správně (konkrétně a stručně) a správná (významná) inovační zadání.

Modul Process Analysis (Analýza procesu) provází uživatele analýzou jednotlivých technologických, operací, funkcí a parametrů daného procesu. Modul podporuje hodnotovou analýzu (analýzu funkcí a nákladů) zdokonalovaného technologického procesu. V závěru modul generuje konkrétní a významná inovační zadání.

Modul Feature Transfer (Přenos charakteristik) podporuje zdokonalování vybraného technického systému tak, že uživatele vede k „transferu“ významné charakteristiky z jiného – alternativního systému, plnícího požadovanou funkci alternativním způsobem. Tento modul vede k potlačení nevýhod a ke zkombinování výhod obou systémů do jednoho výsledného nového – inovovaného systému. Jde o významný nástroj podporující proceduru zvyšování konkurenceschopnosti systému.

Modul Effects (Efekty) pro uživatele vyhledává z narůstající databáze, nyní 7 500 animovaných vědeckotechnických jevů, jen efekty vztahující se k označené technické funkci (potřebě) a ke každému efektu nabízí několik jeho reprezentativních aplikací z patentovaného stavu techniky. Modul uživateli pomáhá nalézt efekt plnící označenou funkci, funkci potřebnou k řešení právě řešené inovační úlohy. Vybrané efekty z databáze teorémů, zákonů a jevů (doporučení znalostní báze IM) včetně jejich patentovaných aplikací v různých oblastech techniky (informace z databáze IM) podněcují řešitele slovem i obrazovými animacemi

k využití efektu a/nebo příkladu. Řetězení efektů a nabídka možností řízení efektů jinými efekty jsou prvky ze světa umělé inteligence. Jde o transdisciplinárními podněty, které inspirují myslícího uživatele k využití pro řešení daného problému.

Modul Principles (Principy heuristické) usnadňuje formulaci konkrétního technického rozporu v technickém problému, doporučuje heuristické postupy (principy) k překonání nalezeného rozporu a patentované příklady jejich úspěšného použití v různých technických oblastech. Tím uživatele směruje k silným inovačním řešením, které neusilují o optimalizaci, nýbrž překonávají technický rozpor v daném problému. Přiřazení doporučovaných principů ke konkrétnímu rozporu se opírá o zobecněné výsledky analýzy 2.5 mil. patentů

Modul Prediction (Prognózy a Standardní postupy) pomáhá řešit technické problémy vyžadující zdokonalení interakce mezi objekty a to na úrovni modelování: model neefektivity nebo konfliktu v problému na jedné straně – osvědčené vzory řešení výchozího modelu na druhé straně. Tento modul navíc umožňuje konfrontovat navržená řešení s klíčovými vývojovými trendy v technice a na základě srovnání orientovat inovační zdroje firmy do objektivně perspektivních směrů vývoje[1].

Modul Internet Assistant uživateli umožňuje srovnat nalezené ideje řešení, koncepční návrhy a připravované přihlášky patentů s vývojem patentů konkurenčních. Na základě zformulovaného dotazu shromažďuje relevantní informace z prostředí WWW, které se vztahují k označenému problému a provádí rešerši relevantních patentů z databáze patentů USA, Japonska, EU,atd. Usnadňuje analýzu konkurenčního prostředí v označené problematice a tak napomáhá správně orientovat tvůrčí kapacitu firem. Od svého pracovního stolu může být uživatel v neustálém kontaktu s dostupnými informacemi a znalostmi publikovanými v prostředí Internetu a shromážděnými v patentových databázích.

Na expertní systém IM navazují další produkty IMCorporation z oblasti IT:

Knowledgist – pro jednotlivce a CoBrain pro velké firmy na nadnárodní společnosti.

3. KNOWLEDGIST- procesor znalostí jednotlivce

Knowledgist je systém určený k individuální analýze elektronicky zpracovaných dokumentů.

Je schopen inteligentně prohlížet dokumenty a z nich vybírat dokumenty s relevantním obsahem. Zvyšuje efektivitu vyhledání aktuální technické informace.

Knowledgist pro analýzu dokumentů využívá technologii sémantického procesoru, určuje relevanci mezi slovy a významy slovních kombinací. Vytváří seznam z těchto nalezených relevantních dokumentů, seznam předkládaný v logickém formátu problém – jeho řešení, seznam roztříděný podle technických funkcí. Výsledek poskytuje stručný popis nalezených řešení a k tomu kontaktní spojení na zdrojový dokument na www. Získává se tak přehled o stavu poznání, o technických znalostech obsažených v prohledávaných dokumentech.

První tým testující Knowledgist při řešení svého projektu v reálných pracovních podmínkách omezil čas potřebný k analýze všech nezbytných materiálů ze dvou týdnů na jeden den.

4. COBRAIN – procesor znalostí společnosti

CoBrain – je znalostní procesorový systém velké firmy a společnosti, nástroj k vyhledávání relevantních informací uvnitř a vně firmy a nalézání odpovědí na kladené otázky.

CoBrain vybavuje manažery IT nástrojem k intelektuálnímu posílení celé společnosti. Technologií sémantického procesoru prozkoumává ohromné množství elektronicky zpracovaných dokumentů z různých informačních zdrojů s cílem vytvořit znalostní bázi strukturovanou ve formátu problém – jeho nalezené řešení. Významně ovlivňuje koncepční fázi vývoje nových výrobků a procesů, posiluje konkurenceschopnost produkce.

4.1. Charakteristika CoBrain

· Získává a zpracovává elektronicky zpracované informace z obrovského množství dostupných interních a externích zdrojů, (jako například z významných laboratorních zpráv, interních technických zpráv, z konkurenčních patentů, konferenčních sborníků, technických časopisů) s cílem vytvořit strukturovanou znalostní databázi společnosti,

· Vybírá a indexuje relevantní dokumenty ve formátu: problém – jeho řešení, který je nejvýhodnější pro hledání možných řešení konkrétních vědecko technických problémů,

· Poskytuje popis jednotlivých řešení ve vytvořeném indexovaném seznamu včetně přímého spojení na originální zdrojový dokument, který obsahuje podrobnější informaci,

· Poskytuje rozsáhlé možnosti přizpůsobení znalostní báze, nástroj k editaci, administraci, zpracování technické zprávy.

Metoda TRIZ a systém IM jsou intelektuální nástroje inovací ve vzdělávání studentů, nástroje tvůrčích techniků, nástroje zesilující inovační potenciál progresivních firem.

Knowledgist a CoBrain vyhledáváním relevantní informace posilují produktivitu pracovníků zainteresovaných na řešení problémů spojených s životními cykly výrobků a procesů.

Literatura:

 [1]Salamatov J.: Zákonitosti rozvoje techniky – část metody TRIZ, IndusTRIZ, 2000

 [2]Devojno I.: Zdokonalování technických systémů metodami TRIZ, IndusTRIZ, Brno, 1999

 [3]Manuál IM TechOptimizer v.3.01, IMCorporation, INDUS, Brno, 1999

[4]Altšuller G.S.: Co na to vynálezce, IndusTRIZ, Brno, 1998

 [5]Bušov B., Jirman P., Dostál V.: Tvorba a řešení inovačních zadání, IndusTRIZ, Brno, 1996

[6] http://www.triz.cz http://www.invention-machine.com http://www.cobrain.com

Další informace žádejte od garanta TRIZ® a IM® pro ČR a SR: