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Les 40 meilleurs principes TRIZ pour relever vos défis de conception

TRIZ Principes pour relever les défis de la 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 Triz - 01 segmentation 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. Triz - 02 retrait 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. Triz - 04 asymétrie 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. Triz - 05 fusion 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 ? Triz - 07 nesting 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 Triz - 24 intermédiaires 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 Triz - 03 qualité locale "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 Triz - 06 universalité

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. Triz - 22 avantages et inconvénients  
#23 Retour Adapter l'actionneur au paramètre effectivement requis ; boucle de contrôle Triz - 23 réactions 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. Triz - 25 en libre-service 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. Triz - 26 copies (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. Triz - 27 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 Triz - 08 anti-poids généralement le contrepoids dans un ascenseur
#14 Sphéroïdalité, courbure Faire est rond Triz - 14 courbures de sphéroïdalité  
#17 Une autre dimension a fait de la 2D ce qui est 1D, et de la 3D ce qui est 2D Triz - 17 une autre dimension 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. Triz - 30 mince et flexible 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 Triz - 09 actions préliminaires anti-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 Triz - 10 actions préliminaires  
#11 Amortissement préalable "Prévenir plutôt que guérir" avant qu'il ne soit trop tard Triz - 11 coussinets préalables Qualité, Lean (...) mais pour le design ici
#13 Le contraire Inverser le principe physique ou les parties les unes par rapport aux autres. Triz - 13 l'inverse ex : sur un Peltier module, refroidir un côté au lieu de chauffer l'autre
#20 Continuité de l'action utile Ne pas arrêter le processus ou le mouvement Triz - 20 ans de continuité de l'action utile limiter les opérations et l'encours et utiliser l'inertie
#21 La précipitation Effectuer l'action rapidement Triz - 21 passages en force 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 Triz - 34 rejet et récupération 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 Triz - 12 équipotentialité 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 Triz - 15 dynamiques  
#16 Action partielle ou excessive Réduisez ou augmentez légèrement certaines spécifications pour atteindre la zone de conformité.  Triz - 16 actions excessives ou partielles Pareto : 20% fait le 80%. Ou est-ce que 95% suffit ?
#18 Vibration mécanique Utilisez des vibrations plutôt que de grands mouvements Triz - 18 vibrations mécaniques 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 Triz - 19 actions périodiques lien avec le précédent, en fonction de l'ampleur
#28 Mécanique substitution Remplacer "Mécanique" par aimant ou l'électromagnétisme Triz - 28 substitution de mécanisme Consultez notre article sur la conception avec des aimants
#29 Pneumatique et hydraulique Remplacer le système mécanique par un système hydraulique Triz - 29 pneumatique 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) Triz - 31 mètres poreux Briquet. 3D GOUJAT & le frittage de poudres métalliques aide aujourd'hui
#32 Changement de couleur

Changez la couleur, ou la transparence pour faciliter le processus.

Indiquer l'information par un changement de couleur.

Triz - 32 changements de couleur many special inks or materials are available, for pression, temperature, density, humidity (…) indication
#33 Homogénéité Deux pièces en interaction doivent avoir des matériaux identiques ou similaires. Triz - 33 homogénéité ... 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 ... Triz - 35 modifications des propriétés des matériaux (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 ... Triz - 36 transition de phase  
#37 Dilatation thermique Utiliser l'expansion (ou la contraction) thermique du matériau pour appliquer une force. Triz - 37 expansion thermique Assemblages fixes ou temporaires. Utilisez également des bimétaux
#38 Oxydants forts Atmosphère enrichie en O2 ou O3 Triz - 38 oxydants puissants Attention aux aspects d'inflammabilité et de corrosivité.
#39 Atmosphère inerte Atmosphères réduites en O2 ou O3 pour geler certaines réactions chimiques Triz - 39 atmosphère inerte Le contraire de ce qui précède ; se référer au Triangle de feu
#40 Matériaux composites Utiliser des matériaux composites Triz - 40 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

Poids de l'objet en mouvement
Poids d'un objet immobile
Longueur de l'objet en mouvement
Longueur de l'objet immobile
Zone de l'objet en mouvement
Zone de l'objet immobile
Volume de l'objet en mouvement
Volume d'un objet immobile
Vitesse
La force
Tension, pression
Forme
Stabilité de l'objet
La force
Durabilité de l'objet en mouvement
Durabilité d'un objet immobile
Température
Luminosité
Énergie dépensée par l'objet en mouvement
Énergie dépensée par un objet immobile
Puissance
Gaspillage d'énergie
Gaspillage de substance
Perte d'informations
Perte de temps
Quantité de substance
Fiabilité
Précision de la mesure
Précision de la fabrication
Facteurs nuisibles agissant sur l'objet
Effets secondaires nocifs
Fabriquabilité
Facilité d'utilisation
Réparabilité
Adaptabilité
Complexité du dispositif
Complexité du contrôle
Niveau d'automatisation
Productivité

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 le domaine de l'électronique, où 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 montrent comment TRIZ permet une innovation systématique en transformant les problèmes en opportunités de solutions inventives.

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Sujets abordés : TRIZ, conception de produits, défis en matière de conception, résolution de problèmes, contradictions, segmentation, retrait, asymétrie, fusion, emboîtement, intermédiaire, qualité locale, universalité, assemblage, modularité, esprit Lean et traitement excessif.

Contexte historique

1950
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1950
1950
1955
1958
1960
1960
1960
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(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

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