39 contradictions

TRIZ

TRIZ est l'acronyme russe de la théorie de résolution des problèmes inventifs "Teorija Reshenija Izobretateliskih Zadatch"(это Теория Решения Изобретательских Задач - ТРИЗ). C'est une approche algorithmique éprouvée pour résoudre les problèmes techniques. Son élaboration débuta en 1946 lorsque l'ingénieur et scientifique russe Genrich Altshuller découvrit que l'évolution des systèmes techniques est régie par des lois objectives. Ces lois peuvent être utilisées pour conduire de façon rigoureuse le développement d'un système tout au long de son évolution technique en déterminant et en implémentant des innovations.

Sommaire

Idée directrice

TRIZ part du principe que les problèmes rencontrés durant la conception d'un nouveau produit présentent des analogies, et donc, que des solutions analogues doivent pouvoir s'appliquer. Ce constat vient de l'analyse d'une grande masse de brevets par l'auteur de la théorie. On évite ainsi de réinventer perpétuellement la roue ou le fil à couper le beurre.

Objectifs de TRIZ

L'ambition de TRIZ est de favoriser la créativité, ou stimuler la recherche de concepts innovants en proposant aux ingénieurs et aux inventeurs des outils de déblocage de l'inertie mentale. À partir de la créativité propre à chacun, TRIZ oriente le concepteur et le guide à chaque étape de la résolution de problème, en proposant systématiquement des solutions génériques et des outils éprouvés. Ceci permet de profiter de l'expérience acquise dans différents domaines d'activité et des principes fondamentaux simples qui en ont été tirés. TRIZ conduit l'utilisateur vers la bonne formulation de son problème. À partir des « fils rouges » de la réflexion donnés par TRIZ, le concepteur a les moyens de réagir et adapte les indications données en solutions concrètes à sa propre recherche. TRIZ repose sur l'analyse de 400 000 [1] brevets internationaux pour présenter ensuite les démarches fonctionnelles de réponses étayées de multiples exemples issus d'une grande variété de domaines et des principes communs d'innovations. Concrétement, TRIZ permet de résoudre les contradictions apparaissant durant une nouvelle conception, comme par exemple, dans le domaine des moteurs, la contradiction poids/puissance, ou en informatique, la contradiction vitesse/empreinte mémoire.

  • Description de la situation à étudier à l'aide d'un schéma fonctionnel
  • Modules de résolution ayant pour objectif de structurer et de systématiser la démarche de réflexion (génération d'un maximum d'idées autour d'un problème rencontré)
  • Répertoire de 7500 connaissances scientifiques et techniques permettant d'affiner les concepts générés et d'en trouver d'autres
  • Extraction d'informations de bases de brevets publics, proposition d'outils pour en analyser rapidement des résultats
  • Tri des idées les plus intéressantes et génération de rapport.

Possibilités et avantages

  • Permet la création rapide et efficace de nouveaux concepts techniques.
  • Remplace les méthodes lourdes d'essais erreurs par une approche systématique pour résoudre les problèmes complexes.
  • Réduit les dépenses en réalisant des analyses de coûts.
  • Assiste les ingénieurs dans la mise en place de technologies et solutions de qualité.
  • Permet aux entreprises de se démarquer grâce au développement rapide de produits et processus innovants.

Méthode associée à TRIZ

Un algorithme générique nommé ARIZ existe, il regroupe l'ensemble des outils de TRIZ ! On peut cependant donner une des premières versions ci-dessous :

  • Compréhension précise du problème,
  • Reconnaissance/identification du problème source et modélisation sous forme de contradictions,
  • Généralisation de la contradiction à l'aide des 39 paramètres,
  • Découverte de pistes de solutions grâce à un tableau à double entrée (paramètres) (appelé matrice de contradiction) qui donne accès à des principes inventifs (parmi les 40 principes),
  • Application du (ou des) principes dans le contexte initial.

(Description originale de ARIZ 85B en Français.)

(Description détaillée de ARIZ en anglais.)

Outils (non exhaustifs)

  • La matrice des contradictions techniques (plusieurs versions)
  • Le tableau multi-écrans (souvent restreint à neuf écrans)
  • Opérateurs DTC (Dimension, Temps et Coût)
  • Les Hommes Miniatures
  • Les vépoles
  • ...

Les Heuristiques

  • 40 principes d'innovation de la matrice de résolution de contradictions techniques
  • 3 types de contradictions
    • Les contradictions administratives (organisationelles)
    • Les contradictions techniques
    • Les contradictions physiques
  • 8 lois d'évolution des systèmes techniques
  • 39 paramètres
  • 76 standards, groupés en 5 classes
  • 11 Méthodes de séparation pour la résolution de contradictions physiques

Les principes d'innovation de la matrice de résolution de contradictions techniques

L’amélioration d’une caractéristique A conduit à la dégradation d’une caractéristique B, et réciproquement.

Ce niveau de contradiction peut être levé par l’un des 40 principes innovants sur lesquels Altshuller a fondé TRIZ.

Les 40 principes d'innovation sont donc des principes de résolution de problème. La matrice de résolution permet de définir, en fonction du problème posé (quelle caractéristique du problème à améliorer, et quelle caractéristique à préserver) le ou les principes d'innovation à appliquer. Ces principes sont les suivants :

  • 1) Segmentation
    • Diviser un objet en parties indépendantes
    • Réaliser un objet démontable (faciliter le démontage)
    • Accroître le degré de segmentation (fragmentation)
  • 2) Extraction
    • Extraire de l’objet une partie ou une de ses propriétés perturbatrices (enlever ou séparer de l’objet)
    • Extraire ou isoler seulement la propriété ou la partie utile
  • 3) Qualité locale
    • Passer d’une structure homogène d’un objet à une non homogène, ou passer d’un environnement (ou d’une action externe) homogène à un non homogène
    • Faire en sorte que chaque partie de l’objet réalise une fonction différente dans les meilleures conditions possibles
    • Spécialiser les différentes parties d’un objet (faire en sorte que chaque partie remplisse une fonction utile différente)
  • 4) Asymétrie
    • Remplacer la forme symétrique d’un objet en une forme asymétrique
    • Si l’objet est déjà asymétrique, renforcer son asymétrie
  • 5) Fusion
    • Grouper ou fusionner les objets identiques ou similaires (homogènes), assembler les parties identiques, destinées à des opérations parallèles ou contigües
    • Combiner, regrouper dans le temps les opérations homogènes ou contiguës
  • 6) Multifonctions
    • Rendre apte une partie de l’objet à réaliser plusieurs fonctions pour remplacer les fonctions des autres parties de l’objet
  • 7) Inclusion (poupées russes)
    • Placer successivement les objets les uns dans les autres
    • Emboîter une partie de l’objet dans une partie creuse de l’autre
  • 8) Contrepoids
    • Compenser la masse d’un objet par combinaison avec un ou d’autres objets possédant une force ascensionnelle
    • Compenser la masse d’un objet grâce à des interactions avec l’environnement (force aérodynamique, hydrodynamique, de flottabilité, …..)
  • 9) Action contraire préliminaire
    • S’il est nécessaire d’effectuer une action qui engendrera des effets utiles et nuisibles, procéder à une action préventive pour contrôler les effets nuisibles
    • Si un objet doit supporter en fonctionnement des tensions indésirables mais connues, le soumettre à une tension préalable contraire.
  • 10) Action préliminaire
    • Réaliser un changement requis plus tard, entièrement ou partiellement, avant qu’il ne soit nécessaire
    • Pré positionner les objets pour qu’ils entrent en action efficacement et sans perte de temps
  • 11) Protection préalable
    • Compenser le manque de fiabilité relative d’un objet par des mesures préventives
  • 12) Equipotentiel
    • Dans un champ potentiel, limiter les possibilités de changer de position / Changer les conditions de travail pour éviter de devoir lever ou baisser un objet dans le champ gravitationnel
  • 13) Inversion
    • Inverser l’action utilisée normalement pour résoudre le problème
    • Rendre fixes les pièces mobiles (ou l’environnement externe) et mobiles les parties fixes
    • Retourner l’objet ou inverser le processus
  • 14) Courbe
    • Remplacer les droites par des courbes, les plans par des hémisphères, les cubes par des sphères, …
    • Utiliser des rouleaux, sphères, spirales, voûtes
    • Remplacer les translations par des rotations, utiliser les forces centrifuges ...
  • 15) Dynamisme
    • Permettre ou prévoir l’ajustement des caractéristiques d’un objet (d’un processus, ou de l’environnement) pour rendre son action optimale ou pour se placer dans les meilleures conditions opératoires
    • Diviser un objet en éléments pouvant se déplacer les uns par rapport aux autres
    • Rendre flexible ou adaptable l’objet (ou le process) rigide ou non flexible
  • 16) Excessif ou partiel
    • S’il est difficile d’obtenir le résultat à 100% d’une manière donnée, réaliser partiellement ou à l’excès l’action pourra simplifier considérablement le problème
  • 17) Autre dimension
    • Ajouter une dimension : déplacer un objet dans un plan plutôt que suivant une ligne, dans l’espace plutôt que dans un plan
    • Utiliser un assemblage multicouches d’objets plutôt que monocouche
    • Incliner ou réorienter l’objet, le positionner sur un de ses cotés
    • Utiliser une autre face que celle utilisée
    • Utiliser des flux optiques dirigés sur une surface voisine ou sur la face opposée à celle utilisée
  • 18) Vibration
    • Faire osciller ou vibrer un objet
    • Si l’oscillation existe déjà, augmenter la fréquence (même jusqu’aux ultra sons)
    • Utiliser la fréquence de résonance
    • Remplacer les vibrations mécaniques par des vibrations piézoélectriques
    • Combiner les ultrasons et les champs électromagnétiques
  • 19) Action périodique
    • Remplacer une action continue par une action périodique ou par une impulsion
    • Si l’action est déjà périodique, modifier sa fréquence ou sa période
    • Utiliser les pauses entre les impulsions pour réaliser une autre action
  • 20) Continuité
    • Travailler en continu, privilégier les actions ou toutes les parties de l’objet travaillent à plein régime en permanence
    • Éliminer les temps morts, les marches à vide, les actions intermittentes
  • 21) Vitesse élevée
    • Conduire le procédé ou certaines de ses étapes (celles néfastes, dangereuses, hasardeuses) à grande vitesse
  • 22) Conversion
    • Utiliser les effets nuisibles (notamment ceux de l’environnement) pour obtenir une action positive
    • Éliminer un facteur nuisible en le combinant avec d’autres effets néfastes
    • Amplifier un effet nuisible jusqu’à ce qu’il cesse d’être néfaste
  • 23) Rétroaction
    • Introduire un asservissement (réponse, vérification) pour améliorer un procédé ou une action
    • Si l’asservissement est déjà en place, le modifier (ampleur, influence)
  • 24) Intermédiaire
    • Utiliser un objet ou procédé intermédiaire pour transmettre l’action
    • Combiner temporairement l’objet à un autre, lequel devra pouvoir être enlevé facilement (réversibilité)
  • 25) Self service
    • Rendre un objet autonome ( y compris auto entretien) en ajoutant des fonctions auxiliaires utiles (réparation, …)
    • Utiliser des ressources gaspillées ou perdues : énergie, déchets, …
  • 26) Copie
    • Utiliser des copies simplifiées et bon marché plutôt qu’un objet complexe, cher, fragile
    • Remplacer un objet ou un procédé par leurs copies optiques
    • Si des copies optiques sont déjà utilisées, passer à des copies dans l’infrarouge ou l’ultraviolet
  • 27) Ephémère et bon marché
    • Remplacer un objet cher par de nombreux objets bon marché, en renonçant à certaines propriétés (comme la durée de vie)
  • 28) Interaction non mécanique
    • Remplacer un système mécanique par des moyens sensoriels (optique, acoustique, toucher, olfactif)
    • Interagir avec l’objet avec des champs électriques, magnétiques, électromagnétiques
    • Passer de champs statiques (espace ou temps) à des champs mobiles (espaces ou temps), de champs non structurés à des champs structurés
    • Combiner l’utilisation de champs avec l’utilisation de particules activées par un champ (ferromagnétiques notamment)
  • 29) Fluide
    • Remplacer les parties solides d’un objet par du gaz ou du liquide : objets gonflables (à air ou eau), coussin d’air, hydrostatiques et hydroréactif.
  • 30) Membrane flexible
    • Remplacer les structures tridimensionnelles par des membranes souples et des films minces
    • Isoler l’objet de son environnement en utilisant des membranes souples ou des films minces
  • 31) Porosité
    • Rendre un objet poreux ou lui adjoindre des éléments poreux (inserts, revêtement, ..)
    • Si l’objet est déjà poreux, remplir les porosités d’une substance utile (ou fonction utile)
  • 32) Changement de couleur
    • Modifier la couleur d’un objet ou de son environnement
    • Modifier le degré de transparence d’un objet ou de son environnement
    • Utiliser des colorants (additifs) pour observer des objets (processus) difficiles à observer
    • Si de tels additifs sont déjà utilisés, utiliser des atomes repérables
  • 33) Homogénéité
    • Utiliser le même matériau pour les objets interagissant avec un objet donné (ou des matériaux ayant des propriétés similaires ou proches)
  • 34) Rejet et régénération
    • Éliminer (par dissolution, évaporation, …) les parties de l’objet qui ont fini de remplir leurs fonctions ou les modifier directement pendant l’opération
    • Inversement, régénérer ou récupérer les consommables directement pendant l’opération
  • 35) Valeur d'un paramètre
    • Changer de phase (solide, liquide, gazeux)
    • Changer la concentration, la densité ou la consistance
    • Modifier le degré de flexibilité
    • Changer la température
  • 36) Phase de transition
    • Utiliser les phénomènes liés aux changements de phase : changement de volume, création ou perte de chaleur, ...
  • 37) Dilatation
    • Utiliser la dilatation ou la contraction thermique des matériaux
    • Si la dilatation thermique est déjà utilisée, utiliser plusieurs matériaux aux coefficients de dilatation thermique différents
  • 38) Oxydants puissants
    • Remplacer l’air par de l’air enrichi en oxygène
    • Remplacer l’air enrichi en oxygène par de l’oxygène pur
    • Exposer l’air ou l’oxygène à des radiations ionisantes
    • Utiliser de l’oxygène ionisé
    • Remplacer l’oxygène ionisé (ou ozonisé) par de l’ozone
  • 39) Élément inerte
    • Remplacer l’environnement normal par un environnement inerte, réaliser le processus sous vide
    • Ajouter des éléments neutres ou des additifs inertes
  • 40) Composites
    • Remplacer les matériaux homogènes par des matériaux composites

Site Internet

Les 8 lois d'évolution des systèmes techniques

  • Loi N°1 - Intégralité des parties d'un système technique
  • Loi N°2 - Conductibilité énergétique du système
  • Loi N°3 - Coordination du rythme des parties
  • Loi N°4 - Augmentation du niveau d'idéalité
  • Loi N°5 - Développement inégal des parties d'un système
  • Loi N°6 - Transition vers le super système
  • Loi N°7 - Transition vers le micro niveau
  • Loi N°8 - Augmentation de la contrôlabilité et du dynamisme

Les 39 paramètres

Les 39 paramètres sont des caractéristiques de l'objet. À l'aide de la matrice TRIZ, on cherche à améliorer une caractéristique, tout en en préservant d'autres. Ces 39 paramètres sont les suivants :

  • 01 - masse de l'objet mobile
  • 02 - masse de l'objet statique
  • 03 - longueur de l'objet mobile
  • 04 - longueur de l'objet statique
  • 05 - surface de l'objet mobile
  • 06 - surface de l'objet statique
  • 07 - volume de l'objet mobile
  • 08 - volume de l'objet statique
  • 09 - vitesse
  • 10 - force
  • 11 - tension, pression
  • 12 - forme
  • 13 - stabilité de l'objet
  • 14 - résistance
  • 15 - durée d'action de l'objet mobile
  • 16 - durée d'action de l'objet statique
  • 17 - température
  • 18 - intensité lumineuse
  • 19 - énergie utilisée par l'objet mobile
  • 20 - énergie utilisée par l'objet statique
  • 21 - puissance
  • 22 - perte d'énergie
  • 23 - perte de substance
  • 24 - perte d'information
  • 25 - perte de temps
  • 26 - quantité de substance
  • 27 - fiabilité
  • 28 - précision de la mesure
  • 29 - précision de fabrication
  • 30 - facteur néfaste à l'objet
  • 31 - facteurs néfastes induits
  • 32 - facilité de réalisation
  • 33 - facilité d'usage
  • 34 - entretien
  • 35 - adaptabilité
  • 36 - complexité du produit
  • 37 - complexité du pilotage
  • 38 - degré d'automatisation
  • 39 - productivité

La matrice des contradictions

La matrice des contradictions liste, sur la première ligne, le paramètre qui se dégrade, et sur la première colonne, le paramètre à améliorer.

A l'intersection de la ligne et de la colonne se trouvent les principes pouvant être appliqués pour résoudre cette contradiction.

Paramètre qui se dégrade
01 02 03 04 05 06 07 08 09 ... 16 17 ... 37 38 39
01 Masse d'un

objet mobile

15,08

29,34

29,17

38,34

29,02

40,28

02,08

15,38

... 06,29

04,38

... 28,29

26,32

26,35

18,19

35,03

24,37

02 Masse d'un

objet immobile

10,01

29,35

35,30

13,02

05,35

14,02

... 02,27

19,06

28,19

32,22

... 25,28

17,15

02,26

35

01,28

15,35

03 Longueur d'un

objet mobile

08,15

29,34

15,17

14

07,17

04,35

13,04

08

... 01,08

35

01,08

10,29

... 35,01

26,24

17,24

26,16

14,04

28,29

... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
39 Productivité 35,26

24,37

28,27

15,3

18,04

28,38

30,07

14,26

10,26

34,31

10,35

17,07

02,06

34,10

35,37

10,02

... 20,10

16,38

25,21

28,10

... 35,18

27,02

05,12

35,26

Ainsi, si l'on est face à un problème à résoudre, pour lequel :

  • Le paramètre qui se dégrade est la température (paramètre 17)
  • Le paramètre à améliorer est la productivité (paramètre 39)

On cherchera les principes à appliquer dans la cellule à l'intersection de la colonne 17 et de la ligne 39, soit :

  • 25) Self service
    • Rendre un objet autonome (y compris auto entretien) en ajoutant des fonctions auxiliaires utiles (réparation, …)
    • Utiliser des ressources gaspillées ou perdues : énergie, déchets.
  • 21) Vitesse élevée
    • Conduire le procédé ou certaines de ses étapes (celles néfastes, dangereuses, hasardeuses) à grande vitesse.
  • 28) Interaction non mécanique
    • Remplacer un système mécanique par des moyens sensoriels (optique, acoustique, toucher, olfactif)
    • Inter agir avec l’objet avec des champs électriques, magnétiques, électromagnétiques
    • Passer de champs statiques (espace ou temps) à des champs mobiles (espaces ou temps), de champs non structurés à des champs structurés
    • Combiner l’utilisation de champs avec l’utilisation de particules activées par un champ (ferromagnétiques notamment)
  • 10) Action préliminaire
    • Réaliser un changement requis plus tard, entièrement ou partiellement, avant qu’il ne soit nécessaire
    • Pré positionner les objets pour qu’ils entrent en action efficacement et sans perte de temps

Les 11 méthodes de séparation

  • 1) Séparation des modalités contradictoires dans l'espace
  • 2) Séparation dans le temps
  • 3) Combinaison de plusieurs systèmes: "super système"
  • 4) Combinaison d'un système et son opposé: "Anti-système"
  • 5) Séparation entre un système et ses sous-systèmes
    • Le système a la propriété A
    • Les sous systèmes ont la propriété non-A
  • 6) Transition vers le micro-niveau, changement d'échelle par utilisation de substances à un état physique plus "dissocié": poudre, liquide, gaz
  • 7) Changement de phase d'une partie du système, changement dans l'espace
  • 8) Changement de phase "dynamique", changement dans le temps
  • 9) Utilisation des phénomènes associés aux changements de phase
  • 10) Remplacement d'une substance monophasée par une substance bi ou polyphasée
  • 11) Création ou élimination de substances par combinaison ou décomposition physico-chimique

Littérature

  • Altshuller G./ Seredinski A.: 40 Principes d'innovation TRIZ pour toutes applications, 2004, EAN 978-2-9521-3940-3
  • Altshuller G.: Et soudain apparut l'inventeur: les idées de TRIZ, 2e éd., 2006, EAN 978-2-9521-3941-0
  • Meylan C.: Système TRIZ de stimulation de la créativité et d'aide à l'innovation, Méthodes pratiques pour la résolution de problèmes techniques et la recherche de nouvelles opportunités d'affaires, 2007, EAN 978-2-8399-0294-6

Notes et références

  1. Site www.triz.org

Voir aussi

Liens externes

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