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Die 40 besten TRIZ-Prinzipien zur Verbesserung Ihrer Design-Herausforderungen

TRIZ Prinzipien zur Lösung von Designherausforderungen

Für Produktdesigner. Die 40 TRIZ-Prinzipien sind die Lösungen für die "TRIZ-Widersprüche"bei der Lösung von Produktdesign-Problemen oder zur Hervorhebung anderer Ansätze während Ihrer Produktdesign-Brainstorming-Sitzungen.

Dieser Artikel konzentriert sich auf die 40 triz-Prinzipien, die mit oder ohne die TRIZ-Methode verwendet werden können.

Siehe TRIZ-Methoden, Tipps und Werkzeuge am Ende dieses Artikels.

Die 40 TRIZ-Grundsätze

Da es sich um Übersetzungen aus dem Russischen handelt, die von Buch zu Buch variieren können, haben wir die am häufigsten verwendete Terminologie übernommen und die Triz-Prinzipien nach Familien gegliedert.

Hinweis: Wir haben im folgenden Kapitel ergänzende Grundsätze und Technologien hinzugefügt.

Grün hervorgehoben ist unsere Auswahl von Prinzipien, die von großem Interesse sind und häufig im Produktdesign verwendet werden

Unterschiedliche Montage

Diese Familie fasst alle Mittel zusammen, mit denen die Komponenten oder Teile unterschiedlich zusammengesetzt werden können. Sie ist eindeutig bei den Entwurfsentscheidungen zu berücksichtigen.

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#1 Segmentierung Ein Objekt in unabhängige Teile aufteilen Triz - 01 Segmentierung Gut, um ein technisches Problem zu lösen oder eine Komponente aus dem Regal zu beziehen, kann aber zu Komplexität und zusätzlichen Kosten führen
#2 Herausnehmen Ein störendes Teil oder eine störende Eigenschaft von einem Objekt abtrennen oder das einzig notwendige Teil oder die einzig notwendige Eigenschaft eines Objekts herausnehmen Triz - 02 Herausnehmen kann sehr effektiv sein, aber die Produktabsicht muss klar sein, damit sie in die Produktspezifikationen einfließen kann.
#4 Asymmetrie Wenden Sie Kraft oder Lasten nicht gleichmäßig an. Triz - 04 Asymmetrie Örtlich angewandt erlaubt es häufig, die Leistung zu reduzieren und die Struktur zu verschlanken (minimale Ausnahme und Ermüdung)
#5 Zusammenführung Gruppiert kleinere Teile oder Komponenten neu, um das Hauptziel zu erreichen Triz - 05 Zusammenführung Abhängig von Kontext und Volumen: ein spezielles Teil oder eine Komponente könnte kostengünstiger und materialsparender sein
#7 Verschachtelung Erinnern Sie sich an die "Matrjoschka", die russischen holzgeschnitzten Puppen in Nestern? Triz - 07 Verschachtelung Modularität, ein Gewinn an Lagerung, Transport, Produktvarianten
#27 Vermittler Hinzufügen eines Zwischenteils oder einer Funktion in der Baugruppe Triz - 24 Vermittler Nicht gerade der schlankste Ansatz. Ist das die einzige Lösung?

Anpassung an Benutzer oder Kontext

In dieser Kategorie werden alle Mittel zur Veränderung des Produkts oder des Systems in Bezug auf seine Umgebung zusammengefasst. Meistens in der Spezifikationsphase und nicht erst in der Entwurfsphase.

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#3

Lokale Qualität Anpassung des Qualitätsniveaus an die strengen Anforderungen, und zwar nur an der gewünschten Stelle Triz - 03 Lokale Qualität "Überarbeitung" in der 7 Verschwendung von Lean Denkweise, aber für die Entwurfsphase
#6 Universalität Einem vorhandenen Teil oder Produkt andere Verwendungszwecke geben Triz - 06 Universalität

Mit sehr geringem Aufwand und umweltfreundlich neue Märkte erschließen. Nicht gerade, um ein Designproblem zu lösen, aber vorgelagert.

#22 Nutzen aus Schaden Durch Verringern, Hinzufügen oder Erhöhen des schädlichen Faktors wird dieser zu einer nützlichen oder sekundären Funktion Triz - 22 Nutzen aus Schaden  
#23 Rückmeldung Anpassung des Stellantriebs an den tatsächlich benötigten Parameter; Regelkreis Triz - 23 Rückmeldungen Selbstnivellierend & ohne Benutzereingriff.
#25 Selbstbedienung Das Teil oder Produkt soll andere Funktionen erfüllen, sich selbst regenerieren oder verwertbare Abfälle produzieren. Triz - 25 Selbstbedienung Wenn möglich, eine schöne Art der Wertschöpfung
#26 Kopieren Ersetzen Sie komplexe und kostspielige Komponenten durch billige, leichte und einfache Kopien, oder arbeiten Sie an einem Bild statt an dem teuren Objekt selbst Triz - 26 Kopieren (die Essenz von Wertanalysen, falls Sie das noch nicht kennen)
#27 Verbrauchsmaterial Ersetzen Sie etwas Starkes und Teures durch Verschleißteile oder Komponenten Triz - 27 Verbrauchsmaterialien die Abfälle, die Umwelt und die neuen Vorschriften zu berücksichtigen. Andere Lean-Ansätze existieren

Formulare folgen Funktionen

Eines der Motive dieser Website. Lesen Sie den entsprechenden Beitrag über Forms Follow Functions (fff): gruppiert alle Mittel, die die Form oder den Raum verändern. In der Regel sind das die einfachsten, zuverlässigsten und kostengünstigsten Lösungen.

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#8 Anti-Gewicht Verwenden Sie das Gewicht, um andere Aktoren abzusenken Triz - 08 Anti-Gewicht typischerweise das Gegengewicht in einem Aufzug
#14 Sphäroidität, Krümmung Make ist rund Triz - 14 Sphäroiditätskrümmungen  
#17 Eine andere Dimension machte 2D, was 1D ist, und 3D, was 2D ist Triz - 17 eine andere Dimension Ermöglicht Möglichkeiten (Lücken, Räume) bei der Lösung
#30 Dünn und flexibel Schwere Strukturen dünn und eventuell flexibel gestalten, wenn Bewegung erforderlich ist Triz - 30 dünn und flexibel Siehe die Designbibliothek für Kunststofftricks für geformte Scharniere oder dünne Wände

Die Zeit ist das Wesentliche

Familie, die alle TRIZ-Prinzipien umgruppiert, funktioniert in Bezug auf Zeit und neue Sequenz.

Die Lösung einer technischen Herausforderung mit einer neuen zeitlichen Abfolge kann übersehen werden, weil sie auf dem Reißbrett nicht sichtbar ist

… aber hüten Sie sich davor, das zu erniedrigen Benutzererfahrung mit längeren oder zusätzlichen Schritten

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#9 Vorläufige Anti-Aktion Dem Schaden mit einer Gegenmaßnahme zuvorkommen Triz - 09 vorläufige Anti-Aktion z. B. Vorspannung von Betonbalken, vor der eigentlichen Belastung
#10 Vorläufige Maßnahme Die Anforderung oder Änderung im Voraus durchführen oder vorbereiten Triz - 10 vorläufige Maßnahmen  
#11 Vorherige Abfederung "Vorbeugen statt heilen", bevor es zu spät ist Triz - 11 vor dem Abfedern Qualität, Schlankheit (...) aber für Design hier
#13 Andersherum Umkehrung des physikalischen Prinzips oder der Teile im Verhältnis zueinander Triz - 13 andersherum z.B.: auf einem Peltier Modul, eine Seite kühlen, statt die andere zu erwärmen
#20 Kontinuität der nützlichen Maßnahmen Halten Sie den Prozess oder die Bewegung nicht an Triz - 20 Jahre Kontinuität des nützlichen Handelns Operationen und WIP begrenzen & Trägheit nutzen
#21 Rushing Through Die Aktion schnell ausführen Triz - 21 durcheilt Dieselbe Logik wie bei der Anwendung von Kraft, die nicht gleichmäßig, sondern rechtzeitig angewendet wird, um den Aufwand, die Energie oder das Risiko zu begrenzen
#34 Aussortieren und Verwerten Verwendung, Entsorgung oder Wiederverwendung zu einem späteren Zeitpunkt Triz - 34 Ablegen und Verwerten Umwelt- und produktionsfreundlich

Physikalische Eigenschaften

TRIZ Prinzipien, die sich entweder auf mechanische, physikalische oder chemische Eigenschaften der Materialien oder der Umgebung beziehen.

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#12 Äquipotentialität Um Energie zu sparen, Positionsänderungen in einem potenziellen Feld begrenzen Triz - 12 Äquipotentialität Bewegen Sie kein Metall in einem Magnetfeld und heben Sie keine Teile in einem Gravitationsfeld an.
#15 Dynamics Teile oder Komponenten relativ zueinander bewegen Triz - 15 Dynamiken  
#16 Teilweise oder übermäßige Maßnahmen Reduzieren oder erhöhen Sie einige Spezifikationen leicht, um die konforme Zone zu erreichen.  Triz - 16 übermäßige oder teilweise Maßnahmen Pareto: 20% macht den 80%. Oder ist 95% genug?
#18 Mechanische Vibration Verwenden Sie eher Vibrationen als große Bewegungen Triz - 18 mechanische Schwingungen ermöglicht eine sehr lokale Wirkung und ist in der Regel energieeffizienter
#19 Regelmäßige Maßnahmen Ersetzen Sie kontinuierliche Linearantriebe durch rotierende, pulsierende oder sich wiederholende Mittel Triz - 19 periodische Aktionen Verknüpfung mit der vorherigen, je nach Ausmaß
#28 Mechanik Substitution Ersetzen Sie Mechanik durch Magnet oder Elektromagnetismus Triz - 28 mech ersatz Siehe unseren Beitrag Design mit Magneten
#29 Pneumatik und Hydraulik Mechanik durch Hydrauliksystem ersetzen Triz - 29 Pneumatik-Hydraulik einige Einschränkungen, aber jeden Cent wert, wenn anpassungsfähig, flexibel oder lange Strecken
#31 Poröse Materialien Gestaltung mit porösen Materialien (oder Erhöhung der Mikro- oder Makroporosität) Triz - 31 poröse Materialien Feuerzeug. 3D CAD & Metallpulversintern hilft in diesen Tagen
#32 Farbwechsel

Ändern Sie die Farbe oder die Transparenz, um den Prozess zu erleichtern.

Zeigen Sie Informationen durch einen Farbwechsel an.

Triz - 32 Farbwechsel many special inks or materials are available, for Druck, temperature, density, humidity (…) indication
#33 Homogenität Zwei zusammenwirkende Teile sollten aus den gleichen oder ähnlichen Materialien bestehen. Triz - 33 Homogenität ... und wenn es repariert ist, das gleiche Teil sein!
#35 Änderungen der Materialeigenschaften Veränderung der Materialeigenschaften nutzen: Änderung des physikalischen Zustands, Festigkeit, Steifigkeit, Textur, Flexibilität ... Triz - 35 Materialeigenschaften ändern sich (Farbe, Länge in anderen Prinzipien)
#36 Übergang der Phasen Folgen des Phasenübergangs nutzen: Wärmeaufnahme oder -erzeugung, Volumenänderung, Transparenzänderung ... Triz - 36 Phasenübergang  
#37 Thermische Ausdehnung Nutzung der thermischen Ausdehnung (oder Kontraktion) eines Materials zur Ausübung einer Kraft Triz - 37 Wärmeausdehnung Feste oder zeitlich begrenzte Montagen. Verwenden Sie auch Bimetalle
#38 Starke Oxidationsmittel O2 oder O3 angereicherte Atmosphäre Triz - 38 starke Oxidationsmittel Achten Sie auf die Aspekte Entflammbarkeit und Korrosivität
#39 Inerte Atmosphäre O2 oder O3 abgesenkte Atmosphären zum Einfrieren einiger chemischer Reaktionen Triz - 39 träge Atmosphäre Gegenteil von vorher; siehe das Dreieck des Feuers
#40 Zusammengesetzte Materialien Verwendung von Verbundwerkstoffen Triz - 40 Verbundwerkstoffe Leichter. Heutzutage gut bekannt, aber achten Sie auf Alterung und Prozesswiederholbarkeit

 

Die TRIZ-Methodik in Kurzform

Die Widerspruchsmatrix und die TRIZ-Prinzipien sind die grundlegenden Instrumente dieser Methodik, die von dem sowjetischen Erfinder und Science-Fiction-Autor Genrich Altshuller entwickelt wurde.

1 - Vorbereitung der Widerspruchstabelle

Die Tabelle besteht darin, alle 39 technischen Parameter mit den neuen Produktfunktionen abzugleichen. Durch Querverweise auf diese Parameter innerhalb der Matrix können Designer und Ingenieure potenzielle Lösungen identifizieren, die nicht sofort offensichtlich sind, und so innovatives Denken und effiziente Problemlösungen fördern.

Die 39 technischen Parameter

Gewicht des bewegten Objekts
Gewicht des unbewegten Objekts
Länge des sich bewegenden Objekts
Länge des sich nicht bewegenden Objekts
Bereich des sich bewegenden Objekts
Bereich des sich nicht bewegenden Objekts
Volumen des bewegten Objekts
Volumen des nicht bewegten Objekts
Geschwindigkeit
Kraft
Spannung, Druck
Form
Stabilität des Objekts
Stärke
Dauerhaftigkeit des beweglichen Objekts
Dauerhaftigkeit eines unbeweglichen Objekts
Temperatur
Helligkeit
Vom bewegten Objekt verbrauchte Energie
Von einem unbewegten Objekt verbrauchte Energie
Strom
Verschwendung von Energie
Verschwendung von Substanz
Verlust von Informationen
Zeitverschwendung
Menge des Stoffes
Verlässlichkeit
Genauigkeit der Messung
Genauigkeit der Herstellung
Schädliche Faktoren, die auf das Objekt einwirken
Schädliche Nebenwirkungen
Herstellbarkeit
Bequemlichkeit der Nutzung
Reparierbarkeit
Anpassungsfähigkeit
Komplexität des Geräts
Komplexität der Kontrolle
Grad der Automatisierung
Produktivität

Die Produktfunktionen

Lesen Sie andere Artikel auf dieser Website, um die richtigen Funktionen von Benutzerprodukten zu definieren, nicht zu verwechseln mit Einschränkungen (z. B.: eine verbindliche gesetzliche Norm ist aus Sicht der Produktgestaltung eine Einschränkung ... es sei denn, Sie sind der Standardvertreiber oder Wiederverkäufer) 

2 - Anwendung der 40 Grundsätze

Das Ansprechen von Widersprüchen ist der entscheidende Schritt bei der Problemlösung. Der Prozess beginnt mit der Identifizierung des spezifischen Widerspruchs, der typischerweise in eine von zwei Kategorien fällt: technisch oder physisch.

  • Ein technischer Widerspruch ergibt sich, wenn die Verbesserung eines Aspekts eines Systems zur Verschlechterung eines anderen führt.
  • Ein physikalischer Widerspruch beinhaltet widersprüchliche Anforderungen an ein und dasselbe Element.

Der wichtigste Schritt ist nun, die Tabelle mit einem oder mehreren der oben aufgeführten 40 Grundsätze in jeder Zelle zu füllen.

Da die Tabelle wahrscheinlich aus mehreren hundert Zellen besteht, die im Detail überprüft werden müssen, um kreative und neue Lösungen zu finden, kann dieser Prozess sehr langwierig sein. Einige Software hilft dabei, aber man verliert den Gesamtüberblick über die Tabelle, benachbarte Spalten oder Zeilen, die zu einer gemeinsamen Lösung zusammengefasst werden können.

Wir haben einige detaillierte Forschungen über die Anwendung von KI auf TRIZ gesehen, ohne dass bisher ein öffentlich zugängliches Tool zur Verfügung stand (siehe öffentliche Forschung Papier hier)

Tipp: Wenn Zeit ein Faktor ist, empfehlen wir, sich auf die wichtigsten Widersprüche und Benutzerfunktionen zu konzentrieren, anstatt oberflächlich alle Zellen zu füllen. A Design-to-Cost oder minimal rentables Produkt approche kann bei dieser Priorisierung helfen - siehe andere Beiträge zu diesen Methoden -.

Dieser systematische Ansatz ermöglicht es, den Widerspruch in eine kreative Chance umzuwandeln und so innovative Durchbrüche zu ermöglichen.

Beispiele für die Triz-Methodik

Ein klassisches Beispiel für TRIZ in der Praxis ist die Anwendung in der Automobilindustrie, wo es darum geht, das Fahrzeuggewicht zu reduzieren, ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen. Durch die Anwendung der TRIZ-Prinzipien konnten die Ingenieure die Verwendung von hochfesten, leichten Materialien wie Kohlefaserverbundwerkstoffen ermitteln, die eine erhebliche Gewichtsreduzierung bei gleichzeitiger Beibehaltung der strukturellen Integrität ermöglichten.

Ein weiteres Beispiel findet sich in der Elektronik, wo TRIZ zur Verbesserung der Akkulaufzeit von Smartphones eingesetzt wurde. Durch die Analyse und Überwindung von Widersprüchen, wie z.B. die Erhöhung der Akkukapazität ohne Vergrößerung des Telefons, haben Ingenieure energieeffiziente Prozessoren und Softwareoptimierungen entwickelt. Diese Beispiele zeigen, wie TRIZ systematische Innovation ermöglicht, indem sie Probleme in Möglichkeiten für erfinderische Lösungen umwandelt.

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Behandelte Themen: TRIZ, Produktdesign, Designherausforderungen, Problemlösung, Widersprüche, Segmentierung, Herausnahme, Asymmetrie, Verschmelzung, Verschachtelung, Vermittler, lokale Qualität, Universalität, Zusammenbau, Modularität, Lean Mindset und Überbearbeitung.

Historischer Kontext

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(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

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