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Problem-Definition

Die Problemdefinition ist innerhalb des TRIZ Problem-Lösungs-Prozesses der erste und wichtigste Schritt in Richtung Problem-Lösung. I.d.R. wird für die Problem-Definition zuwenig Zeit aufgewendet, obwohl sie durchaus 70-80% der Zeit in Anspruch nehmen sollte.

1. Nutzen Analyse: Hier werden die Ziele und deren Messkriterien festgelegt. Was wollen wir erreichen und wie messen wir die Zielerreichung bzw. den Erfolg? Da die Zielsetzungen von unterschiedlichen Anspruchsgruppen divergieren können, empfiehlt es sich, die obigen Fragestellungen für die wichtigsten Stakeholder getrennt aufzunehmen (z.B. Auftraggeber, Kunde, bearbeitendes Team).

2. Problem-Fokusierung: Das zu Beginn definierte Problem, ist eingebettet in ein gesamtes Umfeld. In der Problem-Fokusierung werden die generelleren Problemstellungen (z.B. mit der Frage: warum soll dieses Problem gelöst werden) und die spezifischeren Problemstellungen (z.B. mit der Frage: was hindert uns beim lösen dieses Problems) aufgenommen. Diese "Einbettung" des Problems in einen Gesamt-Kontext erlaubt es, Klarheit und Sicherheit über die generellen Zielsetzungen zu bekommen.

3. Ressourcen-Analyse: Identifikation der vorhandenen Ressourcen (technische und allgemeine) in den 9 Feldern des 9-Window System-Operators.

4. Root-Cause und Widerspruchs-Analyse: Mittels der W-Fragestellungen (z.B. Warum? existiert das Problem), werden die ursächlichen Wirkungsprinzipien der Problemstellung analysiert. Die Root-Cause-Analysis (RCA) benötigt jedoch zur Bearbeitung Informationen und Daten, um die einzelnen Fragestellungen beantworten zu können. Gleichzeit mit der RCA werden die Widersprüche extrahiert.
Sequenz der Fragestellungen: Was soll verbessert werden? - Was wird schlechter? Wo sind die Grenzen? - Warum?

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Objekt-Funktions-Analyse

Mit Hilfe der Objekt-Funktions-Analyse lassen sich existierende Systeme analytisch untersuchen. Die Komponenten und Systemteile werden auf den 3 System-Ebenen in Blöcke gegliedert. Diese Blöcke werden mit Wirkungspfeilen (Funktionen) verbunden. Die Funktionen werden in verschiedenen Klassen gegliedert und grafisch getrennt dargestellt: nützliche Funktionen, schädliche Funktionen, ineffektive Funktionen und überschüssige Funktionen. Die ineffektiven bzw. überschüssigen Funktionen können über die Fragestellungen: "möchte ich mehr bzw. möchte ich wengiger") erkannt werden.
Im Funktionen-Modell wird die "primär nützliche Funktion" (PUF - primary useful function oder MUF - main useful function) speziell hervorgehoben. An dieser Funktion orientiert sich das gesamte System und dessen Optimierungen. Neben der PUF kann auch die PHF (primary harmful function) hervorgehoben werden.
Die klassische Objekt-Funktions-Modellierung sollte in zwei Aspekten noch erweitert werden. Erstens durch den Eintrag der Komponenten Eigenschaften und zweitens durch die Darstellung der Veränderungen des Modells über die Zeit.

Aus der Objekt-Funktions-Analyse lassen sich Problemzonen, Widersprüche uvm. gut extrahieren. Die Problemzonen (operation zone) können noch detaillierter dargestellt werden. Hier empfiehlt es sich die ursprünglichen Beziehungen "Objekt-Funktion-Objekt" (Hauptwort-Verb-Hauptwort) in einer feineren Struktur darzustellen: "Objekt-Funktion (Beschreibung_en der Funktion_en)-Objekt".

Es gibt unterschiedliche Darstellungsformen der Objekt-Funktions-Analyse: grafische Darstellung, grafische Darstellung mit Hierarchie Ebenen, Matrix-Form.

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S-Kurven-Analyse

Technische Systeme bzw. Produkte durchlaufen einen Lebenszyklus entlang einer S-Kurve. Dieser Zyklus ist durch die Teilbereiche: Konzeption, Geburt, Wachstum, Reife und Sättigung bestimmt. Auf der X-Achse wird die Zeit, auf der Y-Achse die Idealtiät, PUF, Kosten oder ähnliche Parameter aufgetragen. Verschiedene technische Lösungen und Erneuerungen mit Beginn von neuen S-Kurven können übergeordnet in sogenannten Funktionen bezogenen S-Kurven zusammen gefasst werden. Die Frage nach der nützlichen Haupt-Funktion der technischen Lösung zeigt uns diese übergeordnete Struktur. Die Unterscheidung zwischen Funktion und Lösung ist für den Fokus der Problem-Lösung äußerst bedeutsam. Soll die Funktion oder die Lösung verbessert werden? Technische Lösungen im Reife- bzw. Stättigungsstadium benötigen v.a. die funktionalen Innovationen.

Die S-Kurven Analyse soll uns v.a. folgende drei wichtige Fragestellungen beantworten:
- Ist das System am Anfang der S-Kurve? -> Verbesserungen, Funktions-Erweiterungen, etc.
- Ist das System am Ende der S-Kurve? -> System-Wechsel, Übersystem, kaum Optimierungs-Potenzial, etc.
- Ist das System vor oder nach dem Komplexitäts-Maximum? -> Trimming erst nach dem Maximum, etc.

Die Position auf der S-Kurve kann v.a. durch die Patent-Analyse gefunden werden. Anzahl und Inhalt der Patente (z.B. von den Markt-Leadern) liefern sehr gute Ansätze für die Grobpositionierung. Der technische Fokus über den Lebenzyklus eines Produktes kann wie folgt beschrieben werden: Teile-Selektion - Gesamtkonzeption - Performace Steigerung - Effizienzsteigerung - Steigerung der Zuverlässigkeit - Kostenreduktion.

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Ideal Final Result IFR

Technische Systeme tendieren zur ständigen Erhöhung ihrer Idealität. Diese evolutionäre Richtung fortführend, kann bereits jetzt danach gefragt werden, welchen "Endzustand" ein technisches System erreichen wird bzw. sollte. Ausgehend von dieser Erkenntnis lassen sich rückwärts Lösungswege und Produktkonzepte entwerfen. Dadurch kann sicher gestellt werden, dass die Problemlösung im gesamten Trend der Evolution abgebildet und vereinheitlicht ist.

IFR Fragenkatalog:
- Was ist das Ziel des Systems? Welche Funktion soll erzielt werden?
- Wie kann die Funktion idealisiert abgedeckt werden (IFR)?
- Was verhindert die IFR Lösung?
- Warum wird die IFR Lösung verhindert?
- Wie könnte man die Blockaden auflösen?
- Welche Ressourcen wären dazu nötig?
- Wer könnte das Problem lösen?
Anmerkung: führt das 1. IFR nicht zum Ziel, wird der Suchraum erweitert und das 2. IFR gebildet.

Das Ideal Final Result ist von der Betrachtungs-Weise abhängig (End-User, Händler, Hersteller, etc.). Es empfielt sich aus Sicht des Kunden (Endverbrauchers) vorzugehen und erst später die eigenen "Beurteilungs-Kriterien" mit anzulegen. Der "Rückblick" von einem IFR kann durch die Anwendung der Evolutions-Gesetze erleichtert und strukturiert werden.

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Technische Widersprüche

Widersprüche sind nach Altshuller Keimzellen bzw. Auslöser von Innovationen. Technische Widersprüche bedeuten, dass zwei Eigenschaften (Parameter) eines technischen Systems in Konflikt zueinander stehen (Eigenschaft 1 wird besser - Eigenschaft 2 wird schlechter).
Derartige Konflikte werden konventionell durch Trade-Offs gelöst. Der Lösungsansatz von TRIZ ist es, "beide Seiten" vollständig zu befriedigen. Zur Auflösung der technischen Widersprüche werden die 40 innovativen Prinzipien verwendet. Um den Zugriff auf die
40 Prinzipien
zu erleichtern wurde von Altshuller eine Matrix, die Altshuller Matrix, entworfen. Mittels der 39 technischen Parameter (verbessernder und verschlechternder Parameter) kann auf die Lösungsprinzipien geschlossen werden (jeweils 3-4 Eintragungen).
Die Altshuller Matrix, auch Widerspruchs-Matrix genannt, ist jedoch nur eine erste Hilfestellung. Es empfiehlt sich diese nur zur Groborientierung zu verwenden und anschließend auch die restlichen Lösungs-Prinzipien heranzuziehen.

Vorgehensweise:
- Definition der Elemente, die verbessert werden sollten
- Zuordnung zu dem verbesserden Parameter (aus den 39 möglichen)
- Welche prinzipiellen Lösungs-Richtungen gibt es?
- Sind die Lösungs-Richtungen im Widerspruch zur Verbesserung?
- Bestimmen der Widerspruchs-Paare

Falls die Zuordnung des verschlechternden Parameters in der Matrix nicht gefunden werden kann, empfiehlt es sich folgender Vorgehensweisen zu bedienen:

a) In der Reihe des verbessernden Parameters werden die Prinzipien gezählt und nach Anzahl gereiht
b) nach dem Typ der Problemstellung
alle: 1, 10, 13, 15, 19, 22, 25, 35
verbessern einer physikalischen Eigenschaft: 2, 3, 4, 5, 7, 14, 17, 28, 30, 37, 40
Performance Verbesserung: 9, 10, 16, 19, 21, 23
Stabilität, Zuverlässigkeit, Anpassungfähigkeit: 9, 11, 14, 18, 27, 40
neuariges Lösungsgebiet: 6, 12, 20, 24, 26, 29, 31, 32, 33, 34, 36, 38, 39
c) nach dem Komplexitäts-Grad
vor dem Komplexitäts-Maximum: 1, 7, 8, 9, 10, 11, 15, 23, 24, 27, 38, 39
nach dem Komplexitäts-Maximum: 2, 3, 5, 6, 20, 25, 40
(die fehlenden Prinzipien gelten für beide Bereiche)

Die gefundenen Lösungs-Prinzipien werden ausgehend vom Kernproblem als "Lösungs-Landkarte" aufgetragen, wobei jeder Lösungs-Pfad (= Lösungs-Prinzip) mehrere konkrete Ansätze beinhaltet. Dieser Schritt stellt innerhalb von TRIZ den Übergang von einer allgemeinen bzw. abstrakten Lösungs-Richtung in einen konkreten, anwendbaren Umsetzungsansatz dar. I.d.R. handelt es sich hierbei um Brainstorming Runden, die mit Fachspezialisten besetzt sind. Welche Komponenten dabei mit Hilfe eines Lösungs-Prinzip "verändert" werden soll, läßt sich über die Umkehrfrage: was z.Z. nicht derart ausgestaltet ist, lokalisieren. Ist die Anzahl der gefundenen Lösungs-Prinzipien groß, sodass eine intensive Bearbeitung der einzelnen Lösungs-Richtungen kaum möglich wäre, so empfiehlt es sich, die Widerspruchs-Kette zu bilden. Diese beschreibt die Zusammenhänge der Widersprüche untereinander und lokalisiert den Haupt-Widerspruch. Damit können, ausgehend von dem Haupt-Widerspruch, die Lösungs-Prinzipien bearbeitet werden.

Physikalische Widersprüche

Physikalische Widersprüche treten dann auf, wenn sich der Widerspruch auf einen einzelnen Paramter bezieht (etwas sollte kalt und gleichzeitig warm sein). Diese Widersprüche lassen sich mit den 4 Separations-Prinzipien: Raum, Zeit, Bedingung und Systemwechsel auflösen. Die Fragesequenz ist auch in dieser Reihenfolge durchzuführen.

- Wo möchte ich Bedinung X und Wo möchte ich Bedinung X invers ?
- Wann möchte ich Bedinung X und Wann möchte ich Bedinung X invers ?
- Ich möchte Bedingung X, wenn und ich möchte Bedinung X invers wenn ?

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