Los 40 mejores principios TRIZ para impulsar sus retos de diseño

Para ingenieros de diseño de productos. Los 40 Principios TRIZ son las soluciones para resolver la "TRIZ contradicciones" en la resolución de problemas de diseño de productos o para destacar otros enfoques durante sus sesiones de intercambio de ideas sobre diseño de productos.

Este artículo se centra en los 40 principios triz que pueden utilizarse con o sin la metodología TRIZ.

Consulta los métodos, consejos y herramientas TRIZ al final de este artículo.

Los 40 principios TRIZ

Como se trata de traducciones del ruso -que pueden variar de un libro a otro-, hemos tomado la terminología más utilizada y hemos reagrupado los principios triz por familias.

Nota: hemos añadido principios y tecnologías complementarias en el siguiente capítulo.

En verde se destaca nuestra selección de principios de gran interés y uso frecuente en el diseño de productos.

Montaje diferente

Esta familia reagrupa todos los medios de ensamblar los componentes o piezas de forma diferente. Claramente a aplicar durante las elecciones de diseño.

			ejemplos	nuestros comentarios
#1	Segmentación	Dividir un objeto en partes independientes		Es bueno para resolver un problema técnico o para obtener un componente de la estantería, pero puede resultar complejo y generar costes adicionales
#2	Sacar	Separar una parte o propiedad que interfiere de un objeto, o destacar la única parte o propiedad necesaria de un objeto		puede ser muy eficaz, pero la intención del producto debe ser clara para que acabe por entrar en las especificaciones del producto
#4	Asimetría	No aplicar la fuerza o las cargas de manera uniforme o pareja		Aplicado localmente con frecuencia permite reducir de la potencia y adelgazar la estructura (mínima excepción y fatiga)
#5	Fusión	Reagrupa partes o componentes más pequeños para lograr el objetivo principal		Depende del contexto y del volumen: una pieza o un componente específico podría ser más rentable y material.
#7	Nido	¿Recuerdas el "Matrioshka¿"Las muñecas rusas talladas en madera"?		La modularidad, una ganancia en el almacenamiento, el transporte, variantes de productos …
#27	Intermediario	Añadir una pieza o función intermedia en el conjunto		No es el planteamiento más ajustado. ¿Es la única solución?

Adaptarse a los usuarios o al contexto

Esta categoría reagrupa todos los medios para modificar el producto o el sistema en relación con su entorno. La mayoría de las veces, en la fase de especificación y no en la de diseño.

			ejemplos	nuestros comentarios
#3	Calidad local	adaptar el nivel de calidad a lo estrictamente necesario, y sólo en el lugar requerido		"Sobreprocesamiento" en el 7 despilfarros de Lean mentalidad, pero para la fase de diseño
#6	Universalidad	Dar otros usos a una pieza o producto existente		Abrir nuevos mercados con muy poco esfuerzo y respetando el medio ambiente. No se trata exactamente de resolver un problema de diseño, sino de una fase previa.
#22	Beneficio del daño	Disminuyendo, añadiendo o aumentando el factor perjudicial, convertirlo en una función beneficiosa o secundaria
#23	Comentario	Adaptar el actuador al parámetro efectivamente requerido; bucle de control		Autonivelación y sin intervención del usuario.
#25	Autoservicio	Hacer que la pieza o el producto realice otras funciones, se regenere o produzca residuos aprovechables.		Cuando es posible, una buena forma de valor añadido
#26	Copia de	Sustituir componentes complejos y costosos por copias ligeras y sencillas, o trabajar sobre una imagen en lugar del propio objeto costoso		(la esencia de los análisis de valor en caso de que no lo estuviera utilizando ya)
#27	Consumibles	Sustituir algo fuerte y costoso por piezas o componentes consumibles		mente los residuos, el medio ambiente y las nuevas normativas. Existen otros enfoques Lean

Los formularios siguen a las funciones

Una de las motos de este sitio. Lea el post correspondiente en Formas Siguen Funciones (fff): reagrupa todos los medios que cambian la forma o el espacio. Suelen ser las soluciones más sencillas, fiables y rentables.

			ejemplos	nuestros comentarios
#8	Anti-peso	Utiliza el peso para bajar otros actuadores		normalmente el contrapeso en un ascensor
#14	Esferoidalidad, curvatura	Hacer es redondo
#17	Otra dimensión	hizo 2D lo que es 1D, y 3D lo que es 2D		Permite oportunidades (huecos, espacios) en la resolución
#30	Fino y flexible	Hacer que las estructuras pesadas sean delgadas, y eventualmente flexibles si se necesita movimiento		Consulte la biblioteca de diseño de trucos de plástico para bisagras moldeadas o paredes finas

El tiempo es la esencia

Familia reagrupar todos los principios TRIZ función relacionada con el tiempo y la nueva secuencia.

Al no ser visible en el tablero de dibujo, la resolución de un desafío técnico con una nueva secuencia cronometrada puede pasarse por alto

... pero cuidado con no degradar la experiencia de usuario con pasos más largos o adicionales

			ejemplos	nuestros comentarios
#9	Antiacción preliminar	Anticiparse al daño con una contrapartida		ex: precarga de vigas de hormigón, antes de la propia carga
#10	Acción preliminar	Realizar por adelantado el requerimiento o cambio o preparar por adelantado
#11	Amortiguación previa	"Prevenir antes que curar" antes de que sea demasiado tarde		Calidad, Lean (...) pero para el diseño aquí
#13	Al revés	Invertir el principio físico o las partes relativas entre sí		ej: en un Peltier módulo, enfriar un lado en lugar de calentar el otro
#20	Continuidad de la acción útil	No detener el proceso o el movimiento		limitar las operaciones y el WIP y utilizar la inercia
#21	Apresurarse a través de	Realizar la acción rápidamente		La misma lógica que la aplicación de la fuerza no uniforme enumerada anteriormente, pero a tiempo, para limitar el esfuerzo, la energía o el riesgo
#34	Descartar y recuperar	Utilizar, desechar o reutilizar en otro momento		Respetuoso con el medio ambiente y la producción

Propiedades físicas

TRIZ Principios relacionados con las propiedades mecánicas, físicas o químicas de los materiales o del entorno.

			ejemplos	nuestros comentarios
#12	Equipotencialidad	Para conservar la energía, limitar los cambios de posición en un campo potencial		no mover el metal en un campo magnético, ni elevar las piezas en un campo gravitatorio
#15	Dinámica	Hacer que las piezas o componentes se muevan entre sí
#16	Acción parcial o excesiva	Reducir o aumentar ligeramente algunas especificaciones para alcanzar la zona de conformidad		Pareto: 20% hace el 80%. ¿O es suficiente con 95%?
#18	Vibración mecánica	Utiliza las vibraciones en lugar de los grandes movimientos		permite un efecto muy local, normalmente más eficiente energéticamente
#19	Acción periódica	Sustituya los actuadores lineales continuos por medios rotativos, pulsantes o repetitivos.		enlace con el anterior, dependiendo de la magnitud
#28	Mecánica sustitución	Sustituir Mecánica por imán o el electromagnetismo		Consulte nuestro post sobre Diseño con imanes
#29	Neumática e hidráulica	Sustituir la mecánica por el sistema hidráulico		algunas limitaciones, pero vale la pena cada centavo cuando es adaptable, flexible o de largas distancias
#31	Materiales porosos	Diseñar con materiales porosos (o aumentar la micro o macro porosidad)		Encendedor. 3D CANALLA & el sinterizado de polvo metálico ayuda hoy en día
#32	Cambio de color	Cambia el color o la transparencia para facilitar el proceso. Indicar la información mediante un cambio de color.		many special inks or materials are available, for presión, temperature, density, humidity (…) indication
#33	Homogeneidad	Dos partes que interactúan deben tener materiales iguales o similares		... y si se arregla, ¡que sea la misma pieza!
#35	Cambios en las propiedades de los materiales	utilizar el cambio de las propiedades del material: cambio de estado físico, resistencia, rigidez, textura, flexibilidad...		(color, longitud en otros principios)
#36	Transición de fases	utilizar las consecuencias de la transición de fase: absorción o generación de calor, cambio de volumen, cambio de transparencia...
#37	Expansión térmica	Utilizar la expansión (o contracción) térmica del material para aplicar una fuerza		Montajes fijos o temporales. Utilice también los bimetales
#38	Oxidantes fuertes	Atmósfera enriquecida con O2 u O3		Tenga en cuenta los aspectos de inflamabilidad y corrosividad
#39	Atmósfera inerte	Atmósferas rebajadas de O2 u O3 para congelar algunas reacciones químicas		Lo contrario de lo anterior; consulte el Triángulo de Fuego
#40	Materiales compuestos	Utilizar materiales compuestos		Más ligero. Bien conocido hoy en día, pero hay que tener en cuenta el envejecimiento y la repetibilidad del proceso

La metodología TRIZ en pocas palabras

La matriz de contradicciones y los principios TRIZ son las herramientas fundamentales de esta metodología, desarrollada por el inventor soviético y escritor de ciencia ficción Genrich Altshuller.

1 - Preparación de la tabla de contradicciones

La tabla consiste en alinear los 39 parámetros de ingeniería frente a las funciones del nuevo producto. Al cruzar estos parámetros dentro de la matriz, los diseñadores e ingenieros pueden identificar posibles soluciones que podrían no ser inmediatamente obvias, fomentando el pensamiento innovador y la resolución eficiente de problemas.

Los 39 parámetros de ingeniería

Funciones del producto

Consulte otros artículos de este sitio para definir las funciones propias de los productos de usuario, que no deben confundirse con las restricciones (por ejemplo, una norma legal obligatoria es una restricción desde el punto de vista del diseño del producto... a menos que usted sea el distribuidor o revendedor de la norma). 

2 - Aplicación de los 40 principios

Abordar las contradicciones es el paso crucial en la resolución de problemas. El proceso comienza con la identificación de la contradicción concreta, que suele encuadrarse en una de estas dos categorías: técnica o física.

• Una contradicción técnica surge cuando la mejora de un aspecto de un sistema conlleva el deterioro de otro.
• Una contradicción física implica requisitos contradictorios para el mismo elemento.

Ahora, rellenar la tabla con uno o más de los 40 principios enumerados anteriormente en cada celda es el paso clave.

Como la tabla consta probablemente de varios cientos de celdas, que hay que revisar en detalle con la mente abierta a soluciones creativas y nuevas, el proceso puede ser muy largo. Algunos programas ayudan a ello, pero se pierde la visión global de la tabla, columnas o filas adyacentes que pueden agruparse en una solución común.

Hemos visto algunas investigaciones detalladas sobre la IA aplicada a TRIZ, sin que hasta ahora haya una herramienta disponible públicamente (véase la investigación pública papel aquí)

Consejo: si el tiempo es un factor, recomendamos centrarse en las contradicciones clave y en las funciones del usuario, en lugar de rellenar superficialmente todas las casillas. A diseño-coste o producto mínimo viable approche puede ayudar en esta priorización -ver otros posts para estos métodos-.

Este enfoque sistemático permite transformar la contradicción en una oportunidad creativa, facilitando avances innovadores.

Ejemplos de la metodología Triz

Un ejemplo clásico de TRIZ en acción es su aplicación en la industria del automóvil para afrontar el reto de reducir el peso de los vehículos sin comprometer la seguridad. Al emplear los principios de la TRIZ, los ingenieros identificaron el uso de materiales ligeros de alta resistencia, como los compuestos de fibra de carbono, que permitieron reducir sustancialmente el peso manteniendo la integridad estructural.

Otro ejemplo lo encontramos en la electrónica, donde TRIZ se ha utilizado para mejorar la duración de la batería de los smartphones. Analizando y superando contradicciones, como aumentar la capacidad de la batería sin aumentar el tamaño del teléfono, los ingenieros innovaron con procesadores de bajo consumo y optimizaciones de software. Estos ejemplos demuestran cómo TRIZ permite la innovación sistemática transformando los problemas en oportunidades para soluciones inventivas.