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 marconi@pcnet.com 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 )