Les 40 meilleurs principes TRIZ pour relever vos défis de conception

Pour les ingénieurs chargés de la conception des produits. Les 40 principes TRIZ sont les solutions pour résoudre le "Les contradictions de TRIZ"Le but de ce projet est d'aider à la résolution de problèmes de conception de produits ou de mettre en évidence d'autres approches lors de séances de réflexion sur la conception de produits.

Cet article se concentre sur les 40 principes triz à utiliser avec ou sans la méthodologie TRIZ.

Reportez-vous aux méthodes, conseils et outils TRIZ à la fin de cet article.

Les 40 principes de TRIZ

Comme il s'agit de traductions du russe - qui peuvent varier d'un livre à l'autre -, nous avons repris la terminologie la plus couramment utilisée, et nous avons regroupé les principes du triz par famille.

Remarque : nous avons ajouté des principes et des technologies complémentaires dans le chapitre suivant.

Notre sélection de principes d'un grand intérêt et fréquemment utilisés dans la conception de produits est surlignée en vert.

Assemblage différent

Cette famille regroupe tous les moyens d'assembler différemment les composants ou les pièces. A appliquer clairement lors des choix de conception.

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#1	Segmentation	Diviser un objet en parties indépendantes		C'est un bon moyen de résoudre un problème technique ou de se procurer un composant de l'étagère, mais cela peut entraîner une complexité et des coûts supplémentaires.
#2	Enlever	Séparer une partie ou une propriété gênante d'un objet, ou isoler la seule partie ou propriété nécessaire d'un objet.		peut être très efficace, mais l'intention du produit doit être claire pour pouvoir éventuellement couper dans les spécifications du produit.
#4	Asymétrie	Ne pas appliquer la force ou les charges de manière uniforme ou régulière.		Appliqué localement, il permet fréquemment de réduire la puissance et d'alléger la structure (moins d'exception et de fatigue).
#5	Fusionner	Regrouper des parties ou des éléments plus petits pour atteindre l'objectif principal.		Cela dépend du contexte et du volume : une pièce ou un composant dédié peut être plus rentable et plus efficace.
#7	Emboîtement	Vous vous souvenez du "Matrioshka", les poupées russes emboîtées en bois sculpté ?		La modularité, un gain en matière de stockage, de transport, variantes de produits …
#27	Intermédiaire	Ajouter une pièce ou une fonction intermédiaire dans l'assemblage		Pas l'approche la plus légère. Est-ce la seule solution ?

S'adapter aux utilisateurs ou au contexte

Cette catégorie regroupe l'ensemble des moyens permettant de modifier le produit ou le système par rapport à son environnement. La plupart du temps dans la phase de spécification plutôt que plus tard dans le bureau d'études.

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#3	Qualité locale	adapter le niveau de qualité au strict nécessaire, et uniquement à l'endroit voulu		"Surtraitement" dans les 7 les gaspillages du Lean mais pour la phase de conception
#6	Universalité	Donner d'autres usages à une pièce ou un produit existant		Ouvrir de nouveaux marchés à très faible effort et dans le respect de l'environnement. Pas exactement pour résoudre un problème de conception, mais en amont.
#22	Avantages et inconvénients	En diminuant, ajoutant ou augmentant le facteur nuisible, en faire une fonction bénéfique ou secondaire.
#23	Commentaires	Adapter l'actionneur au paramètre effectivement requis ; boucle de contrôle		Auto-nivellement & sans intervention de l'utilisateur.
#25	Libre-service	Faire en sorte que la pièce ou le produit remplisse d'autres fonctions, se régénère ou produise des déchets utilisables.		Lorsque c'est possible, une belle façon d'ajouter de la valeur
#26	Copie de	Remplacez les composants complexes et coûteux par des copies simples et légères, ou travaillez sur une image plutôt que sur l'objet coûteux lui-même.		(l'essence des analyses de la valeur, au cas où vous ne l'utiliseriez pas déjà)
#27	Consommables	Remplacer quelque chose de solide et coûteux par des pièces ou des composants consommables.		tenir compte des déchets, de l'environnement et des nouvelles réglementations. Il existe d'autres approches Lean

Les formes suivent les fonctions

C'est l'un des objectifs de ce site. Lire le billet correspondant sur Les formes suivent les fonctions (fff) : regroupe tous les moyens qui modifient la forme ou l'espace. Généralement, les solutions les plus simples, les plus fiables et les plus rentables.

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#8	Anti-poids	Utiliser le poids pour faire descendre les autres actionneurs		généralement le contrepoids dans un ascenseur
#14	Sphéroïdalité, courbure	Faire est rond
#17	Une autre dimension	a fait de la 2D ce qui est 1D, et de la 3D ce qui est 2D		Permet des opportunités (lacunes, espaces) dans la résolution.
#30	Mince et flexible	Rendre les structures lourdes fines, et éventuellement flexibles si le mouvement est nécessaire.		Consultez la bibliothèque de conception des astuces en plastique pour les charnières moulées ou les parois minces.

Le temps est l'essentiel

Famille regroupant toutes les fonctions des principes TRIZ liées au temps et à la nouvelle séquence.

Parce qu'elle n'est pas visible sur la planche à dessin, la résolution d'un problème technique par une nouvelle séquence chronométrée peut être négligée.

... mais attention à ne pas dégrader les expérience utilisateur avec des étapes plus longues ou supplémentaires

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#9	Anti-action préliminaire	Anticipez le préjudice avec une contre-action		ex : précharge des poutres en béton, avant la charge elle-même
#10	Action préliminaire	Exécuter à l'avance l'exigence ou le changement ou se préparer à l'avance
#11	Amortissement préalable	"Prévenir plutôt que guérir" avant qu'il ne soit trop tard		Qualité, Lean (...) mais pour le design ici
#13	Le contraire	Inverser le principe physique ou les parties les unes par rapport aux autres.		ex : sur un module Peltier, refroidir un côté au lieu de chauffer l'autre.
#20	Continuité de l'action utile	Ne pas arrêter le processus ou le mouvement		limiter les opérations et l'encours et utiliser l'inertie
#21	La précipitation	Effectuer l'action rapidement		Même logique que l'application de la force non uniforme énumérée précédemment, mais à temps, pour limiter l'effort, l'énergie ou le risque.
#34	Mise au rebut et récupération	Utiliser, jeter ou réutiliser plus tard		Respect de l'environnement et de la production

Propriétés physiques

TRIZ Principes liés aux propriétés mécaniques, physiques ou chimiques des matériaux ou de l'environnement.

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#12	Equipotentialité	Pour conserver l'énergie, limiter les changements de position dans un champ de potentiel		ne pas déplacer de métal dans un champ magnétique, ni soulever des pièces dans un champ de gravité
#15	Dynamique	Faire bouger des pièces ou des composants les uns par rapport aux autres
#16	Action partielle ou excessive	Réduisez ou augmentez légèrement certaines spécifications pour atteindre la zone de conformité.		Pareto : 20% fait le 80%. Ou est-ce que 95% suffit ?
#18	Vibration mécanique	Utilisez des vibrations plutôt que de grands mouvements		permet un effet très local, généralement plus efficace sur le plan énergétique
#19	Action périodique	Remplacer les actionneurs linéaires continus par des moyens rotatifs, pulsatoires ou répétitifs		lien avec le précédent, en fonction de l'ampleur
#28	Substitution mécanique	Remplacer Mécanique avec aimant ou l'électromagnétisme		Consultez notre article sur la conception avec des aimants
#29	Pneumatique et hydraulique	Remplacer le système mécanique par un système hydraulique		quelques contraintes, mais vaut chaque centime en cas d'adaptation, de flexibilité ou de longues distances
#31	Matériaux poreux	Concevoir avec des matériaux poreux (ou augmenter la micro ou macro porosité)		Plus léger. La CAO 3D et le frittage de poudre métallique sont utiles de nos jours.
#32	Changement de couleur	Changez la couleur, ou la transparence pour faciliter le processus. Indiquer l'information par un changement de couleur.		de nombreuses encres ou matériaux spéciaux sont disponibles, pour l'indication de la pression, de la température, de la densité, de l'humidité (...)
#33	Homogénéité	Deux pièces en interaction doivent avoir des matériaux identiques ou similaires.		... et si elle est réparée, être la même pièce !
#35	Modification des propriétés des matériaux	utiliser la modification des propriétés des matériaux : changement d'état physique, résistance, rigidité, texture, flexibilité ...		(couleur, longueur dans d'autres principes)
#36	Transition des phases	utiliser les conséquences de la transition de phase : absorption ou production de chaleur, changement de volume, changement de transparence ...
#37	Dilatation thermique	Utiliser l'expansion (ou la contraction) thermique du matériau pour appliquer une force.		Assemblages fixes ou temporaires. Utilisez également des bimétaux
#38	Oxydants forts	Atmosphère enrichie en O2 ou O3		Attention aux aspects d'inflammabilité et de corrosivité.
#39	Atmosphère inerte	Atmosphères réduites en O2 ou O3 pour geler certaines réactions chimiques		Le contraire de ce qui précède ; se référer au Triangle de feu
#40	Matériaux composites	Utiliser des matériaux composites		Briquet. Bien connu de nos jours, mais attention au vieillissement et à la répétabilité du processus.

La méthodologie TRIZ en bref

La matrice de contradiction et les principes TRIZ sont les outils fondamentaux de cette méthodologie, développée par l'inventeur et auteur de science-fiction soviétique Genrich Altshuller.

1 - Préparation du tableau des contradictions

Le tableau consiste à aligner les 39 paramètres d'ingénierie sur les fonctions du nouveau produit. En croisant ces paramètres dans la matrice, les concepteurs et les ingénieurs peuvent identifier des solutions potentielles qui pourraient ne pas être immédiatement évidentes, ce qui favorise la pensée innovante et la résolution efficace des problèmes.

Les 39 paramètres d'ingénierie

Les fonctions du produit

Se référer à d'autres articles de ce site pour définir les fonctions du produit pour l'utilisateur, à ne pas confondre avec les contraintes (ex : une norme légale obligatoire est une contrainte du point de vue de la conception du produit ... à moins que vous ne soyez le distributeur ou le revendeur de la norme). 

2 - Appliquer les 40 principes

La résolution des contradictions est l'étape cruciale de la résolution des problèmes. Le processus commence par l'identification de la contradiction spécifique, qui entre généralement dans l'une des deux catégories suivantes : technique ou physique.

• Il y a contradiction technique lorsque l'amélioration d'un aspect d'un système entraîne la détérioration d'un autre.
• Une contradiction physique implique des exigences contradictoires pour le même élément.

L'étape clé consiste à remplir le tableau avec un ou plusieurs des 40 principes énumérés ci-dessus dans chaque cellule.

Comme le tableau se compose probablement de plusieurs centaines de cellules, qui doivent être examinées en détail avec un esprit ouvert à des solutions créatives et nouvelles, le processus peut être très long. Certains logiciels sont utiles à cet égard, mais vous perdez la vue d'ensemble du tableau, les colonnes ou les lignes adjacentes qui peuvent être regroupées dans une solution commune.

Nous avons vu des recherches détaillées sur l'IA appliquée à TRIZ, sans qu'un outil soit disponible publiquement jusqu'à présent (voir recherche publique). papier ici)

Conseil : si le temps est un facteur, nous recommandons de se concentrer sur les contradictions clés et les fonctions de l'utilisateur, plutôt que de remplir superficiellement toutes les cellules. A conception à prix coûtant ou produit minimal viable L'approche peut aider à établir des priorités - voir d'autres articles sur ces méthodes -.

Cette approche systématique permet de transformer la contradiction en une opportunité créative, facilitant ainsi les percées innovantes.

Exemples de méthodologie de Triz

Un exemple classique de TRIZ en action est son application dans l'industrie automobile pour relever le défi de la réduction du poids des véhicules sans compromettre la sécurité. En appliquant les principes du TRIZ, les ingénieurs ont identifié l'utilisation de matériaux légers et très résistants, tels que les composites à base de fibres de carbone, qui ont permis une réduction substantielle du poids tout en préservant l'intégrité structurelle.

Un autre exemple peut être trouvé dans l'électronique, où le TRIZ a été utilisé pour améliorer l'autonomie des batteries des smartphones. En analysant et en surmontant des contradictions, telles que l'augmentation de la capacité de la batterie sans augmenter la taille du téléphone, les ingénieurs ont innové avec des processeurs économes en énergie et des optimisations logicielles. Ces exemples démontrent comment le TRIZ permet de réaliser des économies d'énergie systématiques. innovation en transformant les problèmes en opportunités de solutions inventives.

Les 9 nouveaux principes de l'innovation complémentaire dans le monde

Nous avons estimé que ces principes ou technologies complémentaires étaient absents de la liste initiale des 40 principes du TRIZ :

• • • standardiser : à la fois au sein de vos outils de production et de votre gamme de produits, mais aussi en utilisant des composants OEM et des composants du commerce (cela peut difficilement être le principe de résultat d'une recherche sur les brevets, la racine de la méthodologie TRIZ).
    • gaz ou liquide solidifié : exemple : pick-and-place utilisant l'humidité gelée de l'air pour prélever de petits composants. Quelques points communs avec les changements de #35-Propriétés matérielles
    • impact : pour obtenir des pics d'énergie soudains uniquement en cas de besoin, plutôt que d'augmenter la puissance moyenne (ex : dents mécaniques ou extracteur à rouleaux). Quelques points communs avec #21-Rushing Through
    • fluides non newtoniensLiquide lorsqu'il est immobile, il devient dur lorsqu'il reçoit de l'énergie, un coup ou un mouvement. Déjà utilisé dans l'industrie du fourrage. Avec une certaine similitude avec l'effet final, il peut également s'agir d'une poudre métallique qui se solidifie lorsqu'elle est exposée à un champ magnétique, comme dans les ferrofluides.
    • capillarité : faire monter le liquide plus haut ou aspirer ou rendre visible ou mélanger des liquides
    • osmose et osmose inversée : à travers une membrane poreuse pour séparer les éléments ultrafins
    • matériaux additifs: diverses technologies d'impression 3D, des résines et des matières fondues plastiques aux poudres métalliques frittées
    • aimants: pas seulement l'électromagnétisme mentionné dans la liste ; voir l'article consacré au design avec des aimants
    • ressortssoit linéaire ou concentrique. Pour déverser des mouvements ou des pics d'énergie, mais aussi pour stocker de l'énergie et la restituer ultérieurement (une des solutions de contradiction de TRIZ : "séparé dans le temps").

Ressources d'intérêt pour les principes TRIZ

Il existe de nombreuses vidéos sur les principes du TRIZ, mais dans celle-ci, Karen Gadd explique les concepts, l'objectif réel et le contexte, plutôt que d'énumérer les 40 principes. A vérifier

Une présentation avec des illustrations originales pour chacun des 40 principes :

TRIZ Principes - Théorie de la résolution inventive de problèmes de LogeshrajV