Strukturierte Methoden zur Innovation -TRIZ (1

1 Strukturierte Methoden zur Innovation – TRIZ (1) Erste Ausgabe - 2021 Alle Rechte vorbehalten ™ an Prof. Eng. Sylvio Silveira Santos Ehemaliger Professor am Polytechnischen Institut der Katholischen Universität von Minas Das Bild: Crew Dragon legt in der Internationalen Raumstation an. Gerais, Brasilien. Urheberrechte: SpaceX / NASA - Quelle: geekwire.com Adjunct Professor im Ruhestand am Institut für Informatik der PUC Minas. Mechaniker und Elektrotechniker, Strukturierte Methoden zur Innovation Bundesuniversität Minas Gerais, UFMG. TRIZ E-mail: [email protected] Prof. Ing. Sylvio Silveira Santos Ehemaliger Professor an der Universidade Católica de Minas Gerais Brasilien Copyright © 2021 S. S. Santos Alle Rechte vorbehalten – – http://mtriz-vc.com 2 TRIZ ist ein Akronym aus dem Russischen von Tеория pешения изобретательских задач, Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch, das als "Theorie der Lösung von erfindungsbezogenen Aufgaben" übersetzt werden kann. Innovation Logik ™ ist eine Marke von AULIVE, http://aulive.com/ 3 WIDMUNG Meiner Frau Lourdinha, von der ich immer Zuneigung und Verständnis empfing, für die Geduld, die sie endlose Stunden ertrug, in denen ich schriftlich unterhalten wurde. An meine Söhne Maria Silvia und Celso Henrique, deren Ausdruck von Zuneigung und Liebe mein Leben immer bejubelt hat. An meine Eltern und an meine Tante Esmeralda, die mich großgezogen hat und an die ich mich am lebhaftesten an die Kindheit erinnere. An meine Brüder und Schwestern, an José Henrique, Bruder und Freund aller Stunden, Ich widme diese Arbeit. Belo Horizonte, Dezember 2021. 4 Strukturierte Methoden zur Innovation Danksagungen Dieses Buch hat seinen Ursprung in der Inspiration mehrerer Autoren, denen ich sowohl für ihre ermutigenden Worte als auch für die Erlaubnis danke, einige spezifische Aspekte ihrer in den bibliographischen Quellen erwähnten Werke zu transkribieren. Ich möchte Simon Dewulf, CEO von AULIVE, danken, der beigetragen hat, neue Methoden in den Studien und Anwendungen der TRIZ zu schaffen, die mit aktuellen technologischen Entwicklungen kompatibel sind, und wem verdanke ich einige der in diesem Buch illustrierten Beispiele. Ich möchte Darrell Mann, Professor für systematische Innovation an der Buckingham University, Autor von Hands-On Systematic Innovation, dem ersten Buch, das ich als Professor an der Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais – Brasilien, über die TRIZ-Methodik gelesen habe, danken. Von Darrel Mann stammen unter anderem die Sequenzen, Übergänge und Begründungen von Innovationstrends, von denen ich einige hier in Form von Mindmaps veröffentliche. Abschließend möchte ich mich bei Prof. Dr. Sc. Techn. Michael Orloff, Gründer der Academy of Instrumental Modern TRIZ, Autor mehrerer Bücher zu den hier diskutierten Themen, insbesondere seiner jüngsten Arbeit "ABC-TRIZ, Introduction of Creative Design Thinking with Modern TRIZ Modeling". Ich bin den verschiedenen Spezialisten für Systematische Innovation zutiefst dankbar, deren Namen am Ende jedes Kapitels genannt werden und in deren Büchern, Internetadressen und Aufsätzen ich einige der im Buch erwähnten Ideen und Beispiele gefunden habe. Prof. Ing. Sylvio Silveira Santos. 5 Strukturierte Methoden zur Innovation Zusammenfassung 1. EINFÜHRUNG IN TRIZ 08 2. DAS SPEKTRUM DER VARIANTEN 22 3. ÜBERTRAGUNG VON PHYSIKALISCHEN EIGENSCHAFTEN 52 4. AUTOMATISIERUNG, ANTIZIPATION VON MASSNAHMEN UND SELBSTDIENST 74 5. CHEMISCHE UND PHYSIKALISCHE WIRKUNG DATENBANKEN 94 6. SYMBOLISCHE GLEICHUNGEN 114 7. ENTWICKLUNGSMUSTER IN VERBINDUNG MIT DIREKTER INNOVATION 125 8. ZUSTAND (PHYSIK KONDITION) UND DYNAMISIERUNG 135 9. PULSIEREN 157 10. ZERSPLITTERUNG (ODER FRAGMENTIERUNG) 179 11. OBERFLÄCHEN UND GEOMETRISCHE EVOLUTION 191 12. POROSITÄT 201 13. AUTOMATISIERUNG UND REDUZIERUNG DER MENSCHLICHEN BETEILIGUNG 208 14. FORMS, SYMMETRIES UND ASYMMETRIES 227 15. VERWENDUNG VON TRANSPARENZ 240 16. VERWENDUNG VON FARBEN 253 17. KOORDINIERTE MASSNAHMEN 265 18. FLEXIBILITÄT 276 19. VERWENDUNG DER SINNE 287 20. SPEKTRUM-INTEGRATION 293 21. GEGENSÄTZE SPEKTRUM 306 22. MÄRKTE 317 23. INFORMATIONEN 328 24. MEHR ÜBER SYMMETRIE, FORMEN UND ASYMMETRIE 340 25. FASERN 348 26. FLÜSSIGKEIT ZUM SPRÜHEN 361 27. FLÜSSIGKEIT BIS SCHAUM 370 6 Strukturierte Methoden für Innovation und systematische Kreativität “ Lassen Sie sich verwandeln, indem Sie Ihren Geist erneuern.” (*) “ Das Konzept des Evolutionspotentials kann als die Differenz zwischen den Grenzen jedes der Evolutionstrends und der relativen Reife des gegenwärtigen Systems in Bezug auf diese Trends definiert werden”. P.-A. Verhaegen, J. D’hondt, J. Vertommen, S. Dewulf, J. R. Duflou, “Relating Properties and Functions to TRIZ Trends” https://www.sciencedirect.com Ein oder mehrere Gelenke: Erhöhen Sie die Fähigkeit, Systemmerkmale zu ändern. Bild: Der Taga Kinderwagen kombiniert den klobigen Nutzen eines städtischen Dreirads mit der verdammt nützlichen Konvertierbarkeit eines Kinderwagens. So können Eltern jetzt in die Läden fahren, aussteigen, einen Quickie-Umbau durchführen und das Baby durch den Laden schieben, ohne den Schritt unterbrechen zu müssen. Verweise: http://www.redferret.net and http://www.moreinspiration.com (*) - Brief an die Römer 12: 2. Der lateinische Originaltext sagt: Transformamini renovatione mentis. Source: New Vulgate, Apostoli ad Romans Epistle Sancti Pauli, 12 (2). Zitiert von Michael Orloff in http://www.modern-triz-academy.com/. 7 Strukturierte Methoden für Innovation und Systematische Kreativität Dieses Buch zielt darauf ab, eine moderne Variante von TRIZ vorzustellen, die Theorie der erfinderischen Problemlösung, die aus den Pionierarbeiten des russischen Ingenieurs Genrich Altshuller um 1946 in der ehemaligen Sowjetunion abgeleitet und heute in verschiedenen Formen praktiziert wurde. Diese vereinfachte Methode, in einigen Artikeln als Innovation Logik oder gerichtete Variation bezeichnet, wird in 27 Kapiteln vorgestellt. Die Kapitel enthalten Abbildungen und Beispiele, die einige der in Innovation, Design und systematischer Kreativität verwendeten Methoden zeigen, wobei der interessierte Leser mit wenig Lernzeit innovative Lösungen für Produkte und Prozesse finden kann, wobei mehrere TRIZ-Konzepte angewendet werden, die dies erfordern würden, ansonsten umfangreiche theoretische Kenntnisse. Dieses Buch richtet sich an Anfänger, um sie zu motivieren, sich mit diesem so interessanten Thema wie der Entwicklung neuer Produkte und Verfahren nach modernen Innovationsmethoden zu befassen, die auf Selbstlernen ausgerichtet sind und Materialien abdecken, die für jedermann zugänglich sind, einschließlich Schüler, die mit der Sekundarschule beginnen. Wenn der Leser den Inhalt dieser Seiten studiert, wird er die Verwendung von Innovation Logic verstehen, einer leistungsstarken und zielgerichteten Vereinfachung der TRIZ, die heute von mehreren Branchen, Unternehmen und multinationalen Organisationen verwendet wird. Sylvio Silveira Santos Belo Horizonte, Dezember 2021. 8 KAPITEL 1 - EINFÜHRUNG IN TRIZ Inhalt: 1.1 GESCHICHTE 1.2 STANDARDISIERTE METHODEN ZUR LÖSUNG VON PROBLEMEN 1.3 DIE MATRIX DER WIDERSPRÜCHE 1.3.1 ANWENDUNGEN VON ALTSHULLER-METHODEN AUF ANDERE DISZIPLINEN 1.3.2 MODERNE TRIZ-ALTERNATIVEN 1.3.2.1 INNOVATION LOGIK 1.4 BEMERKUNGEN 1.5 VERWEISE 1.1 - GESCHICHTE Der Ingenieur, Erfinder und Schriftsteller Genrich Altshuller, der am 15.10.1926 in Taschkent, Usbekistan, UdSSR, geboren wurde und am 24.09.1998 in Petrosawodsk starb, ist der Autor von TRIZ, Theory of Inventive Problem Solving, dessen Akronym sich bezieht zum russischen Begriff "Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadach", eine strukturierte Methode für Innovation, Kreativität und Entwicklung von Produkten und Dienstleistungen, die in der ehemaligen Sowjetunion entwickelt und heute in mehreren Ländern weit verbreitet ist. Genrich Altshuller TRIZ gibt nicht vor, Innovation als exakte Wissenschaft zu betrachten, kommt diesem Ziel jedoch nahe und kann verschiedene Innovationsmethoden wie SIT, systematisches erfinderisches Denken, strukturiertes Brainstorming, Design Thinking, Open Innovation und andere abgeleitete kreative Methoden ergänzen oder können mit TRIZ verbunden werden, ohne ihre ursprünglichen Eigenschaften zu verlieren. 9 Schon in jungen Jahren hatte der sowjetische Ingenieur Genrich Altshuller 1 die Idee, dass Innovationen nicht nur für Eureka-Momente oder Genialitätsblitze gelten, obwohl dies auftreten kann. Seine zentrale Idee war, dass jeder, der diese Aufzeichnungen und strukturierten Werkzeuge verwendet, durch die Untersuchung von Patenten bestehender Produkte und Systeme und die Analyse der Widersprüche, die der Erfinder bei ihrer Erstellung überwunden hat, das in anderen Bereichen erworbene Wissen nutzen kann, um systematisch zu innovieren. Die Gründe, aus denen er sich vorstellte, dass die Erfindung oder Innovation von erfolgreichen und bereits verwendeten Methoden und Verfahren profitieren kann, könnten von der russischen historischen Tradition im Schachspiel beeinflusst worden sein, die als eine seiner Empfehlungen lautet, ein Spiel zu werden Experte, müssen Sie die Geheimnisse und Erfahrungen der großen Meister lernen. Um zu lernen, wie man Probleme technischer Art löst, begann Altshuller um 1946, Patente zu studieren, zusammen mit seinen Mitarbeitern auf etwa 40.000 Zusammenfassungen und Beschreibungen der darin enthaltenen Ideen zuzugreifen und diese zu prüfen und nach deren Katalogisierung nutzte die Ergebnisse als Subvention für die Entwicklung neuer Produkte und Verfahren. In den 1970er Jahren erweiterte Altshuller mit den Erfahrungen aus seinen Untersuchungen den Umfang seiner Ideen und schuf mehrere Heuristiken und Algorithmen, die die Grundlagen der TRIZ bildeten, wie wir sie heute kennen, als eine Reihe verschiedener Methoden zur Innovation oder neue Produkte oder Verfahren erfinden, wie die Contradiction Matrix, ARIZ - Algorithmus zur kreativen Problemlösung, Stofffelddiagramme (Su-Field) und verschiedene andere Kriterien, die zur methodischen Lösung von Problemen entwickelt wurden. Unter diesen Werkzeugen müssen wir strukturierte Analysen der Entwicklung eines Produkts oder Systems in Raum und Zeit durch die neun Fenster, Entwicklungstrends, Analogien und Verfahren hervorheben, die zu mehreren heute existierenden Varianten und Vereinfachungen von TRIZ geführt haben. Durch den Zugang zu spezialisierten Websites erreichte die Patentforschung heute einen Detaillierungsgrad, der für TRIZ-Fachleute von großer Relevanz ist. Sie berichteten über rechtliche Aspekte, die für ihre Arbeit erforderlich waren, und trugen zur Entwicklung neuartiger Ideen für strukturierte Innovationen und zur Aktualisierung vieler zuvor von Altshuller entwickelter Methoden bei. Mit technologischen Entwicklungen können Benutzer von TRIZ Patente in Sekundenbruchteilen in einem Universum von 120 Millionen Dokumenten konsultieren, was vor mehr als 50 Jahren undenkbar war. 10 1.2 - STANDARDISIERTE METHODEN ZUR LÖSUNG VON PROBLEMEN Die in den Inventive Standards und den 40 Erfinderische Prinzipien enthaltenen Standardlösungen, die Altshuler und seine Kollegen 1946 aus statistischen Studien und Untersuchungen von Patentdatenbanken erhalten hatten, waren die Quellen für eine Klassifizierung und Auswahl kreativer Prinzipien, die in einer Vielzahl von Patenten enthalten waren, Katalogtrends der Evolution im Zusammenhang mit der Analyse eines Produkts. Dies wurde durch die Kenntnis der physikalischen und chemischen Wirkungen zusätzlich zum gesunden Menschenverstand bestätigt. Diese Forschung ergab drei Hauptschlussfolgerungen: • Dass sich Probleme und Lösungen zwischen Industrie und Wissenschaft wiederholen. • dass sich die Muster der technischen Evolution auch wiederholen und, • Viele Innovationen haben wissenschaftliche Effekte außerhalb des Bereichs genutzt, in dem sie entwickelt wurden. In Übereinstimmung mit TRIZ können diese Regelmäßigkeiten erlernt und verwendet werden, um neue Produkte, Dienstleistungen und Verbesserungen für das zu schaffen, was bereits vorhanden ist, so dass sich der Praktiker an kraftvolle Denk- und Kreativitätsgewohnheiten gewöhnen kann. Die Tabelle der Widersprüche, die für die Methodik von zentraler Bedeutung ist, besteht aus einer Matrix von 39 Zeilen und 39 Spalten, die 1482 Arten kreativer Vorschläge zur Lösung der häufigsten Widersprüche bei der Lösung technischer Probleme entspricht. Wir müssen betonen, dass nicht alle technischen Probleme, die wir zu lösen versuchen, in den Bereich der Technik fallen. Viele Probleme, die TRIZ als kreative Probleme bezeichnet, haben einen inhärenten Widerspruch, der uns daran hindert, direkt zu einer technischen Lösung zu gelangen. Sie erfordern eine andere Behandlung, die durch Methoden und Prozesse erzielt wird, deren Lösung in den Prinzipien liegt, die in diesem Buch untersucht werden. In TRIZ wird empfohlen, nach der Lösung mit den ursprünglichen Standard-Kreativmethoden zu suchen, die im Pfad des oberen Teils von Abbildung 1.1 angegeben sind. Ausgehend von einem bestimmten zu lösenden Problem suchen wir nach Lösungen, die bereits zur Lösung derselben Art von Problem verwendet wurden, entweder unter Verwendung von Standardtabellen, basierend auf in Patentdatenbanken registrierten Erfahrungen, unter Verwendung der 40 Erfinderische Prinzipien von Altshuller oder unter Verwendung von Verfahrensalgorithmen wie ARIZ , 11 der Algorithmus zur erfinderischen Problemlösung. STANDARD PROZEDUREN: 4.1 - Altshullers Matrix 4.2 - Die 40 erfinderischen Prinzipien 4.3 - 76 Standards 4.4 - ARIZ 2. Abstraktion Start > 1. Spezifisches Problem 3. Typischer Problem widerspruch 4. Standard Prozeduren 5. Typische Lösung 6. Realisierung 7. Spezifische Lösung VERSUCH UND FEHLER: Vermeiden Sie den direkten Durchgang von 1 nach 7: Spezifisches Problem -> Spezifische Lösung Abb. 1.1 - Konzeptioneller erfinderischer Problemlösungsprozess in TRIZ, konzipiert von Altshuller und angegeben durch die Nummernfolge 1, 2, 3… 7, im Gegensatz zu anderen Methoden, wie in der traditionellen Technik oder unter Verwendung von Trial-and-Error-Methoden, Brainstorming usw., die direkt bestanden werden von 1 bis 7. (Zeichnung des Autors) Kürzlich haben TRIZ-Experten neue Bedingungen hinzugefügt, die in der Widersprüchlichkeitsmatrix nicht vorgesehen waren, um die ursprüngliche Methodik an den heutigen technologischen Fortschritt anzupassen. Es gibt viele Werke, die in dieser Richtung veröffentlicht wurden, und ein Artikel über diese Entwicklungen wurde in ResearchGate von Darrell Mann und Simon Dewulf veröffentlicht, „Updating the Contradiction Matrix“ 2, sowie mehrere Artikel, die von Prof. Michael Orloff 3, dem Gründer des Modern TRIZ Academy, Autor einer Modern TRIZ-Version der klassischen Werke von Altshuller und mehrerer herausragender Bücher und Artikel über TRIZ. Hier können wir auch vereinfachte Formen von TRIZ anführen, wie SIT - Systematic Inventive Thinking, das Mitte der neunziger Jahre in Israel entwickelt wurde. 12 Die Probleme, die durch die Überwindung von Widersprüchen in TRIZ gelöst werden, sind von der Art "kreativer oder erfinderischer Probleme", was bedeutet, dass sie kreativ sind, wenn es Lösungen für die angetroffenen Widersprüche gibt. In diesem Fall entspricht die Lösung einem strukturierten Prozess, im Gegensatz zu solchen, die durch Trial-and-Error-Methoden oder die Art von Problemlösungen, die beispielsweise im Engineering angewendet werden, wenn die Lösungen bekannten Prozessen folgen, erfolgen und Kompromisse zwischen den Variablen des Problems werden berücksichtigt. Oben in Abbildung 1.1 sind einige Standardverfahren aufgeführt, die in TRIZ verwendet werden und mit einem bestimmten Problem beginnen, gefolgt von seiner Abstraktion und durch Überwindung der Widersprüche und Verwendung der entsprechenden Tools zu einer bestimmten Lösung in der Nähe eines idealen Endergebnisses gelangen können. 1.3 – DIE MATRIX DER WIDERSPRÜCHE Die klassische Widersprüchlichkeitsmatrix hatte eine Struktur, die Innovationen in jedem Produkt oder Prozess zulässt oder vorschlägt, in denen Widersprüche zwischen den Variablen des Problems formuliert werden. In den Zellen der Zusammenflüsse zwischen Linien und Spalten befinden sich die erfinderischen (oder kreativen) Prinzipien von Altshuller. Bei der einfachen Problemlösung können wir das Matrixformat in Excel mithilfe eines Tablets oder Desktops oder durch Zugriff auf eine virtuelle Tabelle wie die Solid Creativity-Anwendung auf der TRIZ 40Seite unter verwenden http: //www.triz40. com. In den Einträgen im oberen Rechteck der Matrix befinden sich die zu verbessernden Parameter (z. B. [27] Durchführbarkeit) und im unteren Rechteck die unerwünschten Ergebnisse (z. B. [29] Präzision der Herstellung). Diese Konflikte oder Widersprüche führen zu erfinderischen Prinzipien, Indikatoren für kreative Lösungen zur Lösung des Konflikts (Widerspruch) am Ende der Tabelle: [32] Farbwechsel verwenden [9]; [1] Segmentierung oder Fragmentierung verwenden [1]; [11] Dämpfung, vorheriger Schutz [29]. 13 Klassische Altshuller Matrix Eng. Prof. S.S. Santos Parameter zur Verbesserung Unerwünschte Ergebnisse (Konflikte) Vorgeschlagene erfinderische Prinzipien: 11 Dämpfung, vorheriger Schutz [29] 32 Verwenden Sie Farbänderungen [9] 1 Verwenden Sie Segmentierung oder Fragmentierung [3] 1 - Wählen Sie den zu verbessernden Parameter und das angegebene Merkmal für die Lösung. 2 - Die Nummern der zu verwendenden kreativen Prinzipien werden oben angegeben. 3 - Die Zahlen in Klammern [x] geben die Häufigkeit der verwendeten Lösungen an. Abb. 1.2 – Die Altshuller Contradiction Matrix in Excel nach dem ursprünglichen klassischen Modell. Die in Abbildung 1.2 vorgeschlagenen Erfindungsprinzipien finden Sie auf der TRIZ 40-Homepage und werden im Folgenden beispielhaft dargestellt: [11] Dämpfung, Sicherheit durch frühzeitigen Schutz: 14 Bereiten Sie Notfallereignisse oder Maßnahmen im Voraus vor, um die geringe Zuverlässigkeit eines Objekts auszugleichen. • Beispiel: Ersatzfallschirm - Wenn der Hauptfallschirm ausfällt, dient der Reservefallschirm als vorheriger Schutz und kann einen tödlichen Unfall verhindern. Abb. 1.3 – Der BACKUP X Fallschirm der deutschen Firma U-TURN. www.u-turn.de/web/english/home Dies ist ein leichter Sicherheitsfallschirm, der für die Sinkrate und das stabile Flugverhalten von entscheidender Bedeutung ist. Effiziente Lufteinlässe - in Kombination mit der Vorspannung an der Basiskante durch schnelles Aufblasen kompensieren die Oberfläche beim Füllverhalten und bei der Öffnungszeit. Daher konnte das Reservekonzept die strengen Normen der EN- und LTF-zertifizierten Entwurfsgeschwindigkeit gemäß den LTF- und EN-Zertifizierungen bis zu einer Höchstgeschwindigkeit von 5,5 m pro Sekunde einhalten. Quelle: http://www.u-turn.de/web/english/home • Adaptive Steuerung in einem Fahrzeug, die aus Sicherheitsgründen die Lenkmanöver eines Fahrers vorwegnimmt. Das System ist in der Lage, einige Funktionen eines Fahrzeugs selbst auszuführen, wie z. Beschleunigen und Bremsen gemäß der vom Fahrer festgelegten Grenze über LI.D.A.R. (Light Detection And Ranging), ein Sensor zum Erkennen von Objekten. In einigen Fällen kann es den Fahrer auch anweisen oder ihm helfen, seine Richtung zu halten, aber die Kontrolle in riskanten Situationen erfordert die Anwesenheit eines Menschen beim Fahren des Fahrzeugs. 15 Abb. 1.4 - Illustration von LIDAR, RADAR und anderen Technologien, die in autonomen Fahrzeugen verwendet werden können, um Kollisionen während der Fahrt zu vermeiden. Quelle: https://www.next-mobility.de/der-status-quo-von-lidar-in-selbstfahrenden-autos-a-836047/ • Alternatives Druckluftsystem für Flugzeuginstrumente bei Stromausfall. [32] Verwenden Sie Farbwechsel: Ändern Sie die Farbe eines Objekts oder seiner äußeren Umgebung. • Verwenden Sie in einer fotografischen Dunkelkammer sicheres Licht. • Verwenden Sie zwei Farben für die Übertragung einer binär codierten Nachricht. Die Landung des Perseverance-Rovers der NASA auf dem Mars im Jezero-Krater am 18. Februar 2021 wurde in der Endphase durch einen zweifarbigen Fallschirm unterstützt, der eine in Binärsprache codierte Nachricht unter Verwendung des entsprechenden ASCII-Codes (American Standard Code for Information Exchange) übertrug zum Informationsaustausch. In konzentrischen Kreisen von Mitte zu Rand war die Botschaft ein Zitat des 26. Präsidenten der Vereinigten Staaten, Theodore Roosevelt, in seiner Rede: "Dare Mighty Things". Mehr unter: https://mars.nasa.gov/resources/25646/mars-decoder-ring/ Ändern Sie die Transparenz eines Objekts oder seiner externen Umgebung. • Verwenden Sie die Fotolithografie, um transparentes Material für die Halbleiterverarbeitung in eine feste Maske umzuwandeln. Wechseln Sie in ähnlicher Weise das Maskenmaterial für die Siebdruckverarbeitung von transparent zu undurchsichtig. 16 [1] Verwenden Sie Segmentierung oder Fragmentierung: • Teilen Sie ein Objekt in unabhängige Teile. Eine Rolltreppe ist ein gutes Beispiel. Die einzelnen Komponenten sind integriert und werden nacheinander von einem Traktionsmechanismus angetrieben, sodass die einzelnen kontinuierlich arbeiten. Wir können eine Rolltreppe mit mehreren ihrer mechanischen Komponenten in Bewegung sehen, die auf die Verbindung zugreift: https://www.youtube.com/watch?v=UTcPsBqsavk • Ersetzen Sie aufgehängte Fernsehbildschirme, indem Sie sie wie beim Embraer E-195 E2 an der Rückseite der Sitze installieren. Abb. 1.5 – Individuelle Übertragung von HD-Fernsehen auf der Rückseite der Sitze eines Embraer E195 E2. Quelle: https://www.embraercommercialaviation.com Auf dem Bild sehen wir die Embraer E195 E2-Kabine mit Optionen für die Wi-Fi-Internetverbindung und individuellen Bildschirmen für die Unterhaltung während des Fluges. • Ersetzen Sie einen großen LKW durch einen LKW und einen Anhänger. Diese Innovationsvorschläge sind weit verbreitet, aber wir finden sie in überraschenden Innovationen, wie in Abbildung 1.6, dem Terrafugia-Konzept eines segmentierten viertürigen Flugwagens, dargestellt. Nach Angaben des Unternehmens, "Der TF-X benötigt keinen Flughafen für Start und Landung und fährt auf allen Straßen und Autobahnen - was den Komfort eines echten Transports von Tür zu Tür bietet." 17 Abb. 1.6 – TF-2, die TerrafugiaKomponenten eines fliegenden Autos, eine Mischung ausfliegender Luft und Erdtransport. Wir können eine vollständige Simulation dieses interessanten Transportfahrzeugs in sehen https://www.youtube.com/watch?v=UqH 2qITitYM Source: https://terrafugia.com/ • Verwenden Sie eine Projektstrukturplan für ein großes Projekt. [1.1] Machen Sie ein Objekt leicht zu zerlegen: • Modulare Möbel • Schnelltrennfugen in Rohrleitungen. [1.2] Erhöhen Sie den Fragmentierungs- oder Segmentierungsgrad: • Ersetzen Sie Volltonschirme durch Jalousien. • Verwenden Sie Schweißpulver anstelle von Folie oder Stab, um eine bessere Durchdringung der Verbindung zu erzielen. Die Häufigkeit, mit der diese Prinzipien zur Lösung der bei der Problemanalyse aufgezeigten Konflikte verwendet wurden, ist in Abb. 1.2, Vorgeschlagene erfinderische Prinzipien, in eckigen Klammern angegeben. Referenz: mtriz-vc.com und http://www.triz40.com/TRIZ_GB.php Dieses klassische Modell von TRIZ und die entsprechenden Original-Widerspruchstabellen von Altshuller sind relevant und werden in diesem Buch verwendet. Die klassischen Innovationsprinzipien sind in der folgenden Tabelle aufgeführt: 18 Tabelle 1.1 – TRIZ: 40 Innovationsprinzipien von Altshuller 1. Segmentierung 21. Beeilen, überspringen oder springen 2. Trennung, Herausnehmen 22. Schaden in Nutzen umwandeln 3. Lokale Qualität 23. Feedback 4. Asymmetrie 24. Intermediär, Mediator 5. Zusammenschluss, Konsolidierung 25. Selbstbedienung 6. Universalität 26. Kopieren 7. Verschachtelte Puppe, Nisten, Matroschka 27. Verwendung billiger Einweg Objekte 8. Gewichtsausgleich, Gegengewicht 28. Mechanische Substitution 9. Vorläufige Gegenmaßnahme 29. Pneumatik und Hydraulik 10. Vorbereitende Maßnahme, vorherige Maßnahme 30. Verwendung von Dünnschichten und flexiblen Schalen 11. Vorherige Dämpfung, Frühe Dämpfung 31. Verwendung poröser Materialien 12. Äquipotentialität, auf demselben Level. 32. Change of Optical Properties or of Color 13. Inversion, umgekehrt 33. Homogenität 14. Krümmungszunahme, sphäroidal 34. Verwerfen und Wiederherstellen 15. Dynamische Teile, Dynamisierung 35. Parameteränderungen, Änderung physikalischer oder chemischer Zustände, Transformationseigenschaften 16. Teilweise oder übermäßige Maßnahmen, etwas 36. Phasenübergänge weniger tun 17. Dimensionsänderung 37. Wärmeausdehnung 18. Mechanische Vibration 38. Verwendung starker Oxidationsmittel, beschleunigte Oxidation 19. Periodische Aktion, Aktion innerhalb regelmäßiger 39. Inerte Atmosphäre oder Umgebung Intervalle 20. Kontinuität nützlicher Maßnahmen 40. Verbundwerkstoffe 1.3.1 - ANWENDUNGEN VON ALTSHULLER-METHODEN AUF ANDERE DISZIPLINEN Entsprechend den ursprünglichen Konzepten der TRIZ wurden auch in anderen Bereichen, für die sie ursprünglich nicht konzipiert waren, verschiedene standardisierte Methoden eingesetzt, wie z.B. Produktentwicklung, Administration, Total Quality Management, Six Sigma etc. 19 Beispiele für den Einsatz von TRIZ in anderen Bereichen finden sich in Darrell Manns 2004 erschienenem Buch "Hands on Systematic Innovation for Business and Management", das neue Tools wie "Perception Map" enthielt, die im Bereich der Wirtschaft anwendbar sind Verwaltung. Ausgehend von dem Konzept der Überwindung technischer Widersprüche wurde die Alshuller-Matrix nach einigen Anpassungen sogar in anderen Disziplinen eingesetzt, für die sie ursprünglich nicht konzipiert war, beispielsweise bei administrativen Problemen. Als Beispiel sei die von Matej Biberovic entwickelte Anwendung für Mobiltelefone mit AndroidBetriebssystem unter dem Namen TRIZ x QMS (Quality Management Systems) genannt. Abb. 1.7 - TRIZ x QMS, eine Anwendung, die aus einer TRIZ-Variante besteht, die für Total Quality Management gilt, in ihrer Version für das AndroidBetriebssystem. Links ein Beispiel aus dieser App, das eine Interpretation des Altshuller Innovationsprinzips #2 zeigt: „Teil ausschließen“, in diesem Fall mit Fokus auf Wertanalyse. https://play.google.com/store/apps/details?id=com. mj.triz 1.3.2 – MODERNE TRIZ Traditionelle und moderne Konzepte strukturierter Innovation können im TRIZ Journal, https://trizjournal.com/, einem freien Raum für Diskussionen und Präsentationen von Methoden oder neuen Konzepten zur Erlangung starker Erfahrungen und Fortschritte in der TRIZ-Methodik frei konsultiert warden. Kürzlich wurden von der ursprünglichen TRIZ abgeleitete Methoden von Unternehmen und Institutionen wie AULIVE, Modern TRIZ Academy, SitSite.com, Oxford Creative, Ideation International und anderen auf das Thema spezialisierten Organisationen entwickelt. In diesem Buch stellen wir eine vereinfachte Methodik für Anfänger vor, genannt Innovation Logic, die als Ausgangspunkt für zukünftige TRIZ-Studien dienen kann. 20 1.3.2.1 - INNOVATION LOGIK ™ Diese Methode, auch als DIrect VAriation oder DIVA bekannt, wurde von Simon Dewulf entwickelt und wird von seiner Firma AULIVE unter dem Namen Innovation Logik verwendet. Auf seine Zusammenfassung kann in seinem Patent und drei Artikeln zugegriffen werden, die im TRIZ Journal unter dem Titel veröffentlicht wurden "Innovation Logik - Solving Conflicts in TRIZ”, Teile 1, 2, 3 und wurde auch in der Arbeit zusammengefasst "Innovation Logik of Properties for New or Improved Function Product DNA - The Basis for Connect and Develop", in TRIZ Future Conference 2006 - Science Directed. Diese vereinfachte TRIZ-Version verwendet verschiedene Analogien und neue Konzepte für Innovationen in Bezug auf Sprachstrukturen, syntaktische Analysen, semantische Prozesse und andere Methoden zur Klassifizierung und Entdeckung neuer Produkte, Systeme und Prozesse. Unter anderem wird Software verwendet, um auf Patentdatenbanken zuzugreifen, auf die sonst mit den klassischen Instrumenten von TRIZ nicht zugegriffen werden kann, wobei der Schwerpunkt auf den Entwicklungstrends von Produkten und Systemen in Richtung eines idealen Endergebnisses liegt. Diese Trends werden in TRIZ als leicht zu erlernen angesehen, bevor Studien zu Standard (technische Widersprüche) und radikalen Widersprüchen (physikalische Widersprüche) unter Verwendung von ARIZ, dem Algorithmus zur erfinderischen Problemlösung, durchgeführt werden, der in diesem Einführungsbuch nicht berücksichtigt wird. 1.4 – BEMERKUNGEN (*) - IDEALITÄT EINES SYSTEMS "Das Gesetz der Idealität besagt, dass während der Entwicklung eines Systems (technisch oder organisatorisch) die Tendenz besteht, Kosten zu senken, Energie, Raum und Abmessungen zu reduzieren, effizienter, zuverlässiger, einfacher zu werden und die Bedürfnisse der Benutzer zu erfüllen, das heißt, den Grad der Idealität des Systems erhöhen. Das Konzept der Erhöhung des Idealitätsgrades ist entscheidend für die Vorhersage der Entwicklung von Systemen." Referenz: "Fundamentals of TRIZ. Part V - Ideality of a System ", NAVES, Helena, Research Gate, September 2014. 1.5 - VERWEISE 1. ALTSHULLER, Genrich, "And Suddenly the Inventor Appeared: TRIZ, the Theory of Inventive Problem Solving", 2nd Edition - Technical Innovation Center, Mass., 2001 - USA. 2. MANN, Darrel & DEWULF, Simon, "Updating the Contradiction Matrix", http://citeseerx.ist.psu.edu/. 21 3. ORLOFF, Michael A., Modern TRIZ, "A Practical Course with EASyTRIZ Technology", Ed. Springer, Berlin, Germany - 2012. 4. MANN, Darrel, "Hands on Systematic Innovation for Business and Management", Edward Gaskell Publishers (October 1, 2004). 5. DEWULF, Simon, "Innovation Logik of Properties for New or Improved Function product DNA," in "TRIZ Future Conference", 2006 (Science Direct).20080091671 A1, https://www.google.com/patents. 6. ZUSMAN, Allan, ZLOTIN, Boris & ZAINIEV, Gafur, "An Application of Directed Evolution ™" - The TRIZ Journal. 7. ARCISZEWSKI, Tomasz & ZLOTIN, Boris, "Ideation / TRIZ: Innovation Key to Competitive Advantage and Growth", at http://www.ideationtriz.com 8. RANTANEN, Kalevi & DOMB, Ellen, "Simplified TRIZ" - 2nd Edition, Auerbach Publications, 2008 - USA. 9. SAVRANSKY, Semyon D., "Engineering of Creativity - Introduction to TRIZ Methodology of Inventive Problem Solving" - CRC Press, 2000 - USA. 10. DE CARVALHO, Marco Aurélio, Product Innovation – “IDEATRIZ, uma aplicação da TRIZ / Inovação Sistemática na Ideação de Produtos” – Auf Portugiesisch, 2nd. Edition, Edgar Blucher Open Access Editors, 2017 – São Paulo. 10. HAUSER, Roland, “Foundations of Computational Linguistics”, 2nd. Edition, Springer, 2001 – Germany. 22 KAPITEL 2 - DAS SPEKTRUM DER VARIANTEN Inhalt: 2.1 20 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN ZUR LÖSUNG VON PROBLEMEN 2.2 INNOVATION LOGIK UND DAS SPEKTRUM DER VARIANTEN 2.3 VERWENDUNG VON LINGUISTISCHEN STRUKTUREN 2.4 AUTOMATISIERTE FORSCHUNGSMETHODEN 2.5 WIE DIE LOGIK DER INNOVATION FUNKTIONIERT 2.6 ENTWICKLUNGSTRENDS 2.7 TRENDS FÜR IDEALITÄT: DER SIGMA SMART AIR MANAGER 4.0 2.8 STOFF- UND FELDRESSOURCEN: SU-FIELDS 2.9 BEISPIELE FÜR DIE VERWENDUNG VON QUANTUM- UND PLASMAFELDERN 2.10 RAMAN SPEKTROSKOPIE UND ANWENDUNGEN 2.11 BEMERKUNGEN 2.12 VERWEISE Bild: Der Hyperloop ist ein Open-Source-Projekt, und das ursprüngliche Konzept wurde von Elon Musk in einer Serviette gezeichnet: https://www.tesla.com/sites/default/files/blog_images/hyperloop-alpha.pdf Konzeptkunst von Hyperloop-Innenwerken. Quelle: Camilo Sanchez Veröffentlicht gemäß Wikipedia Commons License. 23 2.1 - 20 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN ZUR LÖSUNG VON PROBLEMEN In diesem Kapitel stellen wir Innovation Logik vor, eine Version von TRIZ 1, 2, die 2010 mit dem INSEAD Innovator-Preis ausgezeichnet wurde und mit vereinfachten Methoden sowohl bei Produkten als auch bei Systemen innovativ sein kann. Die Methode, die ist als Logik der Innovation bezeichnet wird, und besteht aus einer Vereinfachung der klassischen TRIZ, die eine Liste von zwanzig universellen Eigenschaften der Evolution namens Spectrum verwendet, die aus den erfinderischen Prinzipien abgeleitet sind, auf die die Altshuller-Methodik hinweist und die zur Innovation oder Schaffung neuer Produkte und Systeme bestimmt sind. 1. Körperlicher Status 2. Pulsieren 20 Allgemeine Eigenschaften zur Lösung von Problemen 11. Flexibilität 12. Sinne 3. Zersplitterung 13. Integration 4. Oberfläche 14. Gegensätze 5. Porosität 15. Markt 6. Automatisierung 7. Form 16. Information 17. Symmetrie 8. Transparenz 18. Fasern 9. Farbe 10. Koordination 19. Von der Flüssigkeit zum Spray 20. Von der Flüssigkeit zum Schaum Abb. 2.1 - 20 Generische Eigenschaften zur Lösung von Problemen: Repräsentativer Bildvergleich der Innovations- und Evolutionseigenschaften von zwei unterschiedlichen Produkten in zwei Blautönen, die jeweils 24 durch drei Ebenen dargestellt werden, bezogen auf ihr Evolutionspotential. Quelle: AULIVE und CREAX, https://pt.slideshare.net Bei dieser Methode werden 20 generische Eigenschaften zur Lösung von Problemen katalogisiert, um die Klassifizierung des Auftretens verschiedener physikalischer, chemischer, geometrischer, dynamischer und systemischer Effekte in verschiedenen Produkten und Systemen zu erleichtern, deren Entwicklung den von der klassischen TRIZ oder der TRIZ festgelegten Prinzipien folgt verwandte Eigenschaften. In Abbildung 2.1 sind in der Mitte die generischen Eigenschaften von zwei verschiedenen Produkten dargestellt, in denen wir feststellen können, dass die Eigenschaft Nr. 19, die durch hellblaue und dunkelblaue Darstellungen ungenutzter Potenziale angezeigt wird, die Eigenschaft ist, die das größte Innovationspotenzial aufweist. Dies ist in den nicht besetzten weißen Segmenten in der Abbildung zu sehen. Auch die Eigenschaft Nummer 6 in Hellblau (Automatisierung) zeigt, dass in diesem Fall das Innovationspotenzial für eines der untersuchten Produkte (Hellblau) ausgeschöpft ist und bei dem anderen betrachteten Produkt (Dunkelblau) unerforscht bleibt. Die 20 entsprechenden Eigenschaften, SPECTRUM genannt, sind in den seitlichen Spalten von Abbildung 2.1 dargestellt. Zum Beispiel haben wir in Bezug auf zwei dieser oben dargestellten Eigenschaften: Nummer 5 - POROSITÄT: Eigenschaften: Fest, Hohl, Porös und Kapillar (Aktive Kapillarität): Eines der Produkte (Hellblau) hat die ersten beiden Ebenen, Fest und Hohl, belegt, aber in der letzten Ebene gibt es noch Raum für Innovationen Porös und Kapillar; im anderen Produkt (dunkelblau) sind alle diese Innovationsmöglichkeiten offen. So auch der Staat Nummer 8: • Nummer 8 - TRANSPARENZ: Eigenschaften: Opak, durchscheinend und halbtransparent (transparent aktiv). Die Innovationsmöglichkeiten des durch Hellblau gekennzeichneten Produkts sind die gleichen wie in Nummer 5. In einer detaillierten Studie können die Stufes, die die Evolutionseigenschaften eines Produkts darstellen, mehr als drei betragen, abhängig von den Details oder der Genauigkeit, die berücksichtigt werden oder erreicht werden sollen. Außerdem können die Eigenschaften des Spektrums je nach den Umständen mehr als 20 betragen. In Innovation Logik gibt es 20 generische Standardeigenschaften, die sich auf die Eigenschaften beziehen, die mit einem bestimmten Produkt oder Prozess namens Spectrum verbunden sind. Sie reichen für unsere 25 Studie aus und sind in Abbildung 2.1 dargestellt. Je nach dem betrachteten Problem können sie jedoch mehr sein. 1. Körperlicher Status: fest, flüssig / gasförmig, Feld. 2. Pulsation: Kontinuierliche Aktion, Resonanz, höhere Frequenzen. 3. Fragmentierung: Feste monolithische, segmentierte feste, feste Granulation. 4. Oberfläche: Glatte Oberfläche, 2D-Protuberanzen, 3D-Protuberanzen. 5. Porosität: fest, eine Öffnung, mehrere Löcher, Kapillarität. 6. Automatisierung: Menschliches Handling, Halbautomatisches Handling, Vollautomatisch. 7Form: flach, axiale Symmetrie, 3D-Integral. 8. Transparenz: Undurchsichtig, teilweise transparent, vollständig transparent. 9. Farbe: Keine Farbverwendung, Zweifarbenverwendung, Vollfarbspektrum. 10. Koordinierung von Aktionen: unkoordinierte Aktion, koordinierte Aktion, Aktion in Intervallen. 11. Flexibilität: Solide, mehrere Gelenke, volle Flexibilität. 12. Sinne: Ein Sinn, zwei Sinne, mehrere Sinne. 13. Integration: Monosystem, Bi-System, Poly-System. 14. Gegensätze: Ähnliche Komponenten, Komponente plus ihre negativen, unterschiedlichen Komponenten. 15. Markt: Produkt, Service, Erfahrung. 16. Informationen: Direkte Steuerung, Zwischensteuerung, intelligentes Feedback. 17. Symmetrie: Symmetrisches System, Teilsymmetrie, Integrale Asymmetrie. 18. Fasern: Homogenes Netz, 2D-Netz, aktive Elemente. 19. Sprühflüssigkeit: Flüssigkeit, segmentierte Flüssigkeit, Dampf (Nebel oder Spray). 20. Flüssigkeit zu Schaum: Flüssigkeit, Blasenflüssigkeit, Schaum. Dies sind nicht die einzigen möglichen Eigenschaften der Darstellung von Objekten oder Diensten durch das Potenzial der Evolution, die mit Hilfe eines Radardiagramms dargestellt werden können. 26 In dem Buch "The Toyota Product Development Systems" von James Morgan & Jeffrey Liker, Productive Press, NY, 2006, auf Seite 288, zum Studium der Türkanten eines Toyota-Fahrzeugs haben wir beispielsweise eine Tabelle wie unten gezeigt und das dazugehörige Radardiagramm. Die Analyse der Eigenschaften besteht aus 8 Stufen, die den Vordertüren der Fahrzeuge A und B gemäß der Tabelle entsprechen: VERGLEICH DER VORDEREN TÜRRAND Eigenschaften Fahrzeug A Fahrzeug B Eigenschaft A 0,5 0,3 Eigenschaft B 0,6 0,6 Eigenschaft C 0,1 0,2 Eigenschaft D 0,2 0,3 Eigenschaft E 0,8 0,5 Eigenschaft F 0,1 0,2 Eigenschaft G 0,4 0,3 Die Ränder für Entwurf Alternativen sind auf einer Achse der Matrix aufgeführt, während auf den anderen mehreren Zellen bestimmte Bewertungskriterien aufgeführt sind. Beispielsweise kann ein Ingenieur das Design A, B und C anhand der Kriterien Kosten, Gewicht, Haltbarkeit, Funktionalität und anderer Spektralelemente bewerten, die durch A, B, C, D usw Angegeben sind. Vergleich der Vordertürränder Vehicle A Vehicle B Property A 0,8 Property A 0,6 Property B 0,4 0,2 0 Property F Property C Property E Property D 27 Abb. 2.2 – Eigenschaften der Haustür von zwei Toyota-Fahrzeugen gemäß den zuvor erwähnten „ToyotaProduktentwicklungssystemen“ von James Morgan & Jeffrey Liker. 2.2 – INNOVATION LOGIC UND DAS SPEKTRUM DER VARIANTEN Die in Abbildung 2.1 beschriebenen Eigenschaften entsprechen dem, was üblicherweise als Variantenspektrum bezeichnet wird, und werden unter Berücksichtigung der allgemeinen Eigenschaften für die Problemlösung als universell angesehen. Wie wir in dieser Figur sehen können, ist jeder Art von Spektrum Variation eine symbolische Standarddarstellung zugeordnet, die sich auf drei Stufen der Evolutionstrends bezieht. Abhängig von dem untersuchten Produkt, wie in den Abbildungen 2.1 und 2.2 dargestellt, kann es in einfachen Fällen eine geringere Anzahl von Spektrums Eigenschaften als die in den Abbildungen gezeigten oder mehr als zwanzig geben, obwohl diese Anzahl für unsere Zwecke ausreicht. Ausnahmen werden bei Bedarf hervorgehoben. 2.3 – VERWENDUNG VON LINGUISTISCHEN STRUKTUREN Die Assoziation und Verwendung sprachlicher Strukturen mit Innovation ist neu und wurde von mehreren Autoren neben Dewulf verwendet, wie A. Berman und A. Shoham 3, 4, die das Thema im Journal of Academy of Management in einem veröffentlichten Artikel erörterten im 1. August 2019 mit dem Titel "Sprachstrukturen und Innovation: Ein Verhaltensansatz", wo sie sagen: “Nationale Innovationssysteme weisen ein hohes Maß an Varianz auf, das sich aus zahlreichen Faktoren ergibt, zu denen wirtschaftliche und rechtliche Strukturen, kulturelle Merkmale und die daraus resultierende Politik gehören. Wir stützen uns auf die Sapir-Whorf-Theorie der Sprachrelativität, „ein Prinzip, das darauf hindeutet, dass die Struktur einer Sprache das Weltbild oder die Wahrnehmung ihrer Sprecher beeinflusst“ (Linguistische Relativitätstheorie), um die Theorie der kommerziellen Innovation voranzutreiben. Dazu analysieren wir den Zusammenhang zwischen Sprachstrukturen und Innovationsleistung. Wir bewerten drei verschiedene sprachliche Kategorien (grammatikalische Geschlechtskennzeichnung, Verwendung von Zweitpersonenpronomen und Verwendung von Erstpersonen-Singularpronomen) und zeigen, dass die entsprechenden Sprachvariablen stark mit dem 28 Innovationsoutput und der Innovationsleistung verbunden sind.” Obwohl die Autoren grammatikalische und syntaktische Strukturen für kommerzielle Innovationen verwenden, ist die Verwendung sprachlicher Strukturen in Methoden im Zusammenhang mit Serviceoder Produktinnovationen neu, wie wir in diesem Buch sehen. Wir werden in Kapitel 8 mehr über Strukturelle Linguistik und Innovation Logik diskutieren. In der Innovation Logik (auch als direkte Variationsmethode bezeichnet) können die Trends der Evolution anhand sprachlicher Strukturen entdeckt werden, wobei "SUBSTANTIVE - Produkte - mit einer Vielzahl von ADJEKTIVEN assoziiert werden können - Variationen von Eigenschaften oder Qualitäten von Produkten - die unterschiedliche VERBS erzeugen - Funktionen "das heißt, das Ziel oder die Verwendung des Produkts - nach der Wahrnehmung des Forschers. Dieses Innovationsverfahren wurde von Simon Dewulf (DEWULF, Simon, Innovation Logik von Systemen und Prozessen, US-Patent Nr. 20080091671 A1) patentiert. Darin können wir lesen: 2.3.1 – INNOVATION LOGIK VON SYSTEMEN UND PROZESSEN Abstrakt “Computer Aided Innovation und computergestützte Methoden, Systeme und Schnittstellen werden beschrieben, um maschinenlesbare Datenrepositorys wie Wissensdatenbanken mit Textdokumenten zu analysieren und neue Produktspezifikationen zu generieren, diese Spezifikationen zu bewerten und neue Produktdesigns zu generieren und Produkte daraus. Die Integration von Innovationstools in die Sprachanalyse eines maschinenlesbaren Datenrepositorys wie einer Wissensdatenbank mit Textdokumenten wird beschrieben. Die Sprachanalyse des Datenrepositorys, z. B. Datenbanken, führt zu einer bestimmten Anzahl von, z. B. einer Liste von Eigenschaften eines Produkts, die als Eigenschaftsanweisungen bezeichnet werden, wobei Eigenschaften zu variieren sind, die mit einer bestimmten Anzahl verknüpft sind, z. B. einer Liste von Funktionen von Das Produkt heißt Funktionsanweisungen. Die Eigenschaftsanweisungen können erste Wortarten wie Adjektive oder Adjektivphrasen oder Adjektivanweisungen sein, die Definitionen der Eigenschaften eines Produkts sind. Die Funktionsanweisungen können zweite Wortarten wie Verben oder verbähnliche Phrasen oder Anweisungen sein, die Definitionen von Funktionen sind. Die Liste von Eigenschaftsanweisungen, optional mit den zugehörigen ersten Wortteilen, die mit den jeweiligen Funktionsanweisungen optional mit den zugehörigen zweiten Wortarten verknüpft sind, wird gespeichert, z. B. in einer neuen Datenbank von 29 indizierten Eigenschaftsanweisungen / Funktionsanweisungstupeln gebildet”. Insbesondere in dem im "The TRIZ Journal" veröffentlichten Artikel, in dem der erwähnte Autor über die Methode der direkten Variation und die Übertragung von Eigenschaften von Objekten für Innovationen spricht (https://triz-journal.com/product-dna- und-the-property-function-matrix /) versucht, sich an die Semantik einfacher Produkte zu halten, indem das Spektrum der Eigenschaften einer Zahnbürste analysiert, wird: "Zum Beispiel führt eine hohle Zahnbürste zu einer Variation entlang der sogenannten Porosität im Spektrum, die porös, schwammig oder kapillar sein kann. Andere Eigenschaften des Spektrums können Flexibilität, Geometrie, Symmetrie, Oberfläche, Zustand, Zeit, Farbe, Transparenz, Dichte, Größe, Information, Leitfähigkeit und Abhängigkeit umfassen. "Jedes dieser Spektralelemente weist Variationen auf, die als Eigenschaften bezeichnet werden." Ein weiteres Beispiel: "Die Eigenschaft des Spektrums" Oberfläche "kann Adjektive wie hervorstehend sein, mit einer kleinen Anzahl von Löchern gegraben, mit infinitesimalen (Nano), weichen Löchern gegraben. Oberfläche ist kein ADJEKTIV (Eigenschaft), aber " WEICH " ist. Eine begrenzte Anzahl oder eine definierte Anzahl von SUBSTANTIVEN (Produkten) kann durch eine bestimmte Anzahl von ADJEKTIVEN (Variationen) variiert werden, wodurch neue VERBS (Funktionen) bereitgestellt werden, mit denen wichtige Verbindungen zwischen diversifizierten Produkten hergestellt werden können. "(DEWULF, Simon, zitierte Arbeit). Wir werden in den folgenden Kapiteln mehr über diese Methode erfahren. 2.4 - AUTOMATISIERTE FORSCHUNGSMETHODEN Im Bereich der Unterstützung der Patentforschung, aus der wir gute Ideen extrahieren können, befindet sich die Spacenet-Website, die von der Europäischen Gemeinschaft unterhalten wird. Auf 120 Millionen Patente in jeder Sprache kann zugegriffen werden, um sich über bestimmte Ideen zu informieren, die bei der Entwicklung eines Produkts angewendet werden. Auf derselben Website können Sie Kurse belegen und Anweisungen erhalten, wie Sie ein Patentfachmann werden können, dessen Wissen wichtig ist, um neue Ideen in TRIZ zu entwickeln und zu nutzen. 30 Abb. 2.4 - Espacenet-Homepage, auf die unter zugegriffen werden kann https://worldwide.espacenet.com/ Die erhaltenen Informationen können nach Thema, Autor, spätestem Datum der Patentanmeldung, Dienstalter usw. klassifiziert werden. Darin können wir auch auf ein interessantes Diskussionsforum, Tutorials und verwandte Themen zugreifen, die für ein tieferes Verständnis des Themas von großem Nutzen sind. Weitere Informationen erhalten Sie im Pocket Guide unter documents.epo.org. Über diesen Link können wir auf den Espacenet-Bericht 2020 über die Entwicklung von Patenten in einem Jahr wachsender Besorgnis über die Covid-19-Pandemie zugreifen, der die große Anzahl der in diesem Jahr registrierten Patente widerspiegelt. 2.5 – WIE DIE LOGIK DER INNOVATION FUNKTIONIERT Für Diskussionen über Innovation Logik können wir zusätzlich zur Homepage von AULIVE die Website von Patent Inspiration, www.patentinspiration.com, und die kostenlose Datenbank desselben Unternehmens, moreinspiration.com, besuchen, in der Tausende von Produkten und Innovationen klassifiziert sind zu den hier Prinzipien diskutierten. Auch das Innovationsunternehmen CREAX, das sich der Forschung und kreativen Dienstleistungen widmet, verwendet dieselben Methoden mit geringfügigen Änderungen. 31 Abb. 2.5 – Visualisierungsbildschirm der Tools für Innovation am Standort von AULIVE in https://patentinspiration.com/ Für weitere Informationen nicht nur zu Patenten, sondern auch zu verwandten Themen empfehlen wir die Website des indischen Unternehmens Relecura, auf der wir Diskussionen über Business Intelligence, Management des intellektuellen Kapitals, mehrstufige Analyse von Taxonomien, Ermittlung der Stärken und Lücken von Finden Plan eines Unternehmensportfolios, angemessene Patentabdeckung und Empfehlungen für die Einlizenzierung oder den Erwerb von Patenten. Sie haben auch eine nützliche kostenlose Anwendung für Smartphones. Für seine Forschungen zu prädiktiver Modellierung und Intelligenz in im Internet verbreiteten Daten hat der Autor dieses Buches unter den bereits erwähnten Anwendungen Rapid Miner Studio verwendet, eine hervorragende Open-Source-Software für diesen Zweck: https://rapidminer.com/products/studio/. 2.6 - ENTWICKLUNGSTRENDS Die Bedeutung der Evolutionstrends in der TRIZ kann aus den Arbeiten mehrerer Autoren abgeleitet werden, von denen einige sich mit einer größeren Anzahl von evolutionären oder zusätzlichen Tendenzen befassen, wie beispielsweise Valeri Souchkovs Studien zur Evolution von Funktionalitäten in Produkten und Systemen: (http://trizrealworld.blogspot.com), bei der er 18 Evolutionsschritte, 11 Expansionsschritte und 7 Faltungsschritte entdeckte. 32 Hier beschränken wir uns auf die acht traditionell betrachteten Tendenzen. Dies sind die 8 Trends in der klassischen TRIZ, die Altshuller erstmals aufgezählt und als Linien für die Evolution technischer Systeme bezeichnet hat. Diese grundlegenden Trends werden in der Folge aufgezählt, die sich auf die Entwicklung verschiedener Produkte, Prozesse und Systeme beziehen und der Klarheit halber von Zersetzung begleitet werden. 2.6.1 - Prinzip der Steigerung der Idealität: Alle Systeme entwickeln sich im Laufe der Zeit weiter und bieten mehr Vorteile bei weniger Eingaben, Kosten und weniger Verlusten. Abb. 2.6 - Zunehmende Idealität: Entwicklung der Schlüssel in Hotels und Apartments. 2.6.2 – Entwicklungsstadien (S-Kurven): Systemverbesserungen folgen einem einheitlichen zeitlichen Muster. Im Allgemeinen beginnen sie mit langsamen Veränderungen nach ihrer Erfindung, gefolgt von schnellen Verbesserungen in ihrer Jugend, was zu einer nützlichen Funktion führt und die Verbesserungsraten im 33 reifen Alter innerhalb der Grenzen der Technologie verringert. Abb. 2.7 - S-Curve-Deskriptoren: Aktuelle technologische Reife eines Produkts, Netflix, im Vergleich zum bankrotten Blockbuster, der durch eine aufkommende Online-Technologie ersetzt wurde. Quelle: https://medium.com/ 2.6.3 - Wachsende Koordination von Systemen (oder ungleichmäßige Entwicklung von Komponenten): Die Komponenten von Systemen werden mit der Zeit koordinierter und weiterentwickelt. Beim Logistiktransport entwickeln sich verschiedene Teile von Produkten oder ganze Produkte mit unterschiedlichen Verbesserungsraten, wobei die Funktion erhalten bleibt, wie bei der Lieferungen durch den Einsatz von Drohnen für Gesundheitsprodukte und Pakete per Post. 34 Abb. 2.8 - 2017 hat das Startup Flytrex in der isländischen Hauptstadt Reykjavik eine kommerzielle Drohnenlieferroute eingerichtet. Bild: Hadas Bandel, Creative Commons Namensnennung-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International. Foto verwendet gemäß Wikipedia Commons License, https://en.wikipedia.org/wiki/Delivery_drone 2.6.4 - Zunehmende Systemautomatisierung (oder weniger menschliches Engagement): Systeme werden automatisierter und autarker. Abb. 2.9 - Ein UVD-Roboter, entwickelt von Blue Ocean Robotics, einem Gerät, das die für die Robotik typischen „klassischen“ mechatronischen Disziplinen mit dem Know-how von Medizin und Pharmazie kombiniert. In ZDnet.com von Greg Nichols für Robotics - 13. Februar 2020. Laut ZDnet.com hat „ein dänisches Unternehmen namens UVD Robots einen Desinfektionsroboter entwickelt, der UVD-Licht aussendet, das Coronavirus abtöten kann. Der Roboter fährt autonom in einem Krankenhaus (oder an anderen Orten, an denen sich das Virus möglicherweise ausbreiten könnte) herum 35 und sendet UVD-Licht mit einer keimtötenden Wirkung aus, die die DNA des Virus zerstört. Die Technologie hat sich bereits bei SARS- und MERS-Viren bewährt, die Ähnlichkeiten mit Corona aufweisen. “. „Der UVD-Roboter wird das Coronavirus abtöten, da er nachweislich gegen MERS CoV und MHV-A59 wirksam ist“, sagt UVD-Sprecherin Camilla Harkjær Frederiksen und fügt hinzu, dass jede Woche LKWLadungen Roboter verschifft werden. Das Unternehmen sieht auch Interesse in den USA, nicht nur in Krankenhäusern, sondern auch in Gefängnissen, Hotels und Flughäfen. „Es ist ideal für die Desinfektion großer Räumlichkeiten. Sie können große Gebiete kartieren und den UVD-Roboter im autonomen Modus desinfizieren lassen, um so Mitarbeiter und Gäste zu schützen “, sagte sie. In Innovation Logik ™ und TRIZ können wir in diesem Produkt auch den Entwicklungstrend zur Verwendung von Feldern, in diesem Fall die Verwendung von ultraviolettem Licht, identifizieren. 2.6.5 – Zunehmende Segmentierung und Verwendung von Feldern: Systeme werden stärker segmentiert und in immer kleinere Teile unterteilt, bis Feldeffekte möglich werden: https://gizmodo.com Abb. 2.10 - Segmentierung und Verwendung von Feldern - Darstellung von Teilen eines Schranks mit eingebetteten magnetischen Komponenten, die die Montage erleichtern sollen. Entworfen von Benjamin Vermeulen. MAG - Magnetic Assisted Geometry - IKEA Furniture, Schweden. Bemerkt von https://www.gizmodo.com.au 2.6.6 - Zunehmende Dynamik und größere Kontrollmöglichkeiten: Die Komponenten aller Systeme und Produkte arbeiten in der Regel integriert und zunehmend dynamisch, wodurch sie flexibler und variabler werden. Infolgedessen erfordern sie normalerweise eine größere Anpassung und Kontrolle. 36 Abb. 2.11 - Das Konzept des suspendierten Transportsystems der Skyway Company, Unibus, ein Beispiel für zunehmende Dynamik und größere Kontrollmöglichkeiten, ein niedrigerer Preis für das Installations- und Wartungstransportsystem im Vergleich zu Maglev, dargestellt in einem futuristischen Luftweg. Der Skyway ist ein in Weißrussland gegründetes Unternehmen, das von einem Bürokomplex in Minsk aus operierte und das futuristische Unibus-Transportsystem mit Schienenaufhängung entwickelte. Laut dem TRIZ-Spezialisten und Unternehmer Anatoly Yunitiskiy handelt es sich um ein im Vergleich zu anderen Technologien wie Maglev niedrigeres Preissystem, das in den kommenden Jahren eingesetzt werden soll. Mit Kreuzungen in schwebenden Linien, die in derselben Struktur verlaufen, ist das UnibusKonzept eine praktikable Lösung für den städtischen Nahverkehr, für deren Wirksamkeit eine äußerst computergesteuerte Steuerung erforderlich ist. Quelle: http://bluerevolutioncrowdfunding.crowdfundhq.com. Alle Systeme und Dienste, ob industriell, kommerziell oder professionell, werden zunehmend miteinander verbunden und integriert, wobei das Internet der Dinge (IoT) tiefgreifende Veränderungen in allen Bereichen der menschlichen Angelegenheiten bewirkt. Mehrere private Unternehmen und öffentliche Einrichtungen müssen sich an den Digitalisierungstrend anpassen, oder sie sind dazu verdammt, im Hintergrund zu verschwinden oder vergessen zu werden. 2.6.7 - Einfachheit-Komplexität-Einfachheit: 37 Im Allgemeinen folgen die meisten Systeme einem Trend, bei dem sie einfach beginnen, komplexer werden, wenn neue Komponenten integriert werden, und aufgrund der Integration ihrer Komponenten wieder einfach werden. Abb. 2.12 - Evolution von Produkten aus Einfachheit, Komplexität und Einfachheit wieder, auch ein Beispiel für Prinzip Nr. 1, Evolution für wachsende Idealität. Von: http://webframe.com.br 2.6.8 - Verbesserte Bedarfsanpassung (oder Anpassung aufgrund von Fehlausrichtung): Die Bedürfnisse entwickeln sich im Laufe der Zeit, und die Systeme werden stärker an die beabsichtigten Bedürfnisse angepasst, wodurch sie effizienter werden. (Referenz 1, TRIZ for Dummies). Abb. 2.13 - Energieeffizienzsiegel PROCEL in Brasilien. Sein Inhalt zeigt, dass in den meisten Ländern die Herstellung effizienterer Elektrogeräte heute in allen Industriebereichen in diesem Bereich eine Notwendigkeit ist. Hochenergetische Haushaltsprodukte wie Kühlschränke, Klimaanlagen und Fernseher gehören bereits zum täglichen Leben, um den Bedürfnissen der Verbraucher gerecht zu werden. Das Lesen des 38 obligatorischen Stempels der Verbrauchsspezifikationen kann heute in vielen Ländern vor dem Kauf eines Geräts oder Fahrzeugs erfolgen. Diese Tendenzen, die häufig der Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der elektrischen Energie bei Dienstleistungen oder Produkten sowie der Einhaltung der von den Regierungen auferlegten Gesetze und Verpflichtungen entsprechen, lassen auf einen irreversiblen Prozess schließen, der zahlreiche Konsequenzen hat, entweder bei der Planung neuer Innovationsmethoden oder als Ergänzung zu bereits laufenden Aktivitäten in Unternehmen, die sich mit Umweltschutz und gesetzlichen Vorschriften befassen. 2.7 – TRENDS FÜR IDEALITÄT: DER SIGMA SMART AIR MANAGER 4.0 Eines der Grundsätze von TRIZ ist, dass Produkte zu Idealität mit niedrigen Kosten und hoher Qualität mit reduzierten Umweltschäden und vereinfachter Bedienung und Handhabung tendieren sollten. Eine wichtige Tendenz zur Idealität kann durch die Umwandlung eines Produkts in eine Dienstleistung veranschaulicht werden, wie sie beispielsweise von Kaeser Kompressoren, einem Familienunternehmen und einem der weltweit führenden Hersteller und Anbieter von Druckluftprodukten und dienstleistungen, bereitgestellt wird. Das 1919 gegründete Unternehmen verfügt über zwei Fabriken in Deutschland und beschäftigt heute weltweit rund 7.000 Mitarbeiter. Neben der Herstellung von Industrieanlagen nutzt Kaeser das Industrie 4.0-Paradigma, um Kunden als Dienst mit Druckluft zu versorgen, wie wir aus seiner Veröffentlichung ersehen können: „Es gibt keine zwei Möglichkeiten, die vierte industrielle Revolution ist da. Unser 'Industrie 4.0'-Konzept ermöglicht es uns, physikalische Druckluftanlagen zu planen, zu implementieren, zu betreiben und zu optimieren, indem wir sie einzeln und digital als Dienstleistung bereitstellen. Wir bieten intelligente Druckluft mit mehr Effizienz als je zuvor “. In Bezug auf Innovation und Industrie 4.0-Standards hat der Übergang von dem, was als Produkt betrachtet werden kann, zum Dienstleistungsbereich in vielen Industriesektoren, gewerblichen oder privaten Aktivitäten stattgefunden. Wir können die Gegenwart als die radikalste Phase von Veränderungen in Geschäft, Produktionsprozessen und Gesundheitssystemen betrachten, nicht nur aufgrund des Fortschritts und der zunehmenden Digitalisierung, sondern auch aufgrund der Covid-Pandemie 19. Diese Veranstaltung hat dazu beigetragen, den physischen Zugang Kontakt der Menschen zu vielen Produkten oder Dienstleistungen durch Digitalisierung und Virtualisierung zu ersetzen. 39 Die Innovations- und Servicetransformation vieler Aktivitäten und Produkte durchdringt Industrie- und Handelssektoren, die bisher undenkbar waren, wie beispielsweise die Notwendigkeit, Krankenhäuser, Pflegeheime und staatliche Dienste kontinuierlich mit Sauerstoff zu versorgen. Man kann mit Sicherheit sagen, dass alle menschlichen Aktivitäten von der Pandemie betroffen sind und keine davon in Zukunft gleich sein wird. Wie die Firma Kaeser feststellt: „In hochflexiblen 'Industrie 4.0' - Produktionsumgebungen bieten intelligent vernetzte KaeserDruckluftsysteme zuverlässig die erforderlichen Druckluftmengen und -qualitäten, die für die Anforderungen jeder Anwendung erforderlich sind. Darüber hinaus werden potenzielle Probleme im Druckluftnetz unglaublich früh erkannt, sodass bestimmte Serviceanrufe arrangiert werden können, bevor überhaupt ein Fehler auftritt. Dies wird mit Echtzeitinformationen ermöglicht. Produktionseffizienz und Flexibilität können daher insgesamt gesteigert werden. “ Quelle: https://us.kaeser.com/about-us/about-kaeser/industry-4-0/ Abb. 2.14 - Tablet-Computer mit Programm und Befehlen für eine Installation von Sigma Air Manager 4.0 der deutschen Firma Kaeser, die kostenintensive Industrieanlagen und -geräte abgibt und Druckluft als Service gemäß Industrie 4.0Standards bereitstellt. Quelle: https://us.kaeser.com/about-us/about-kaeser/industry-4-0/ Der SIGMA AIR MANAGER 4.0 und seine vier Hauptvorteile: • Variable Einstellung der Druckluftregelung für maßgeschneiderte Serienproduktion. • Außergewöhnliche Effizienz durch kontinuierliche Echtzeitüberwachung und -optimierung. • Maximale Verfügbarkeit durch Ferndiagnose, vorausschauende Wartung und Verhinderung kritischer Zustände. 40 • Zukunftssicher dank verschiedener Schnittstellen, einfacher Updates und integriertem Energiemanagement gemäß ISO 50001. (Von: https://us.kaeser.com/about-us/about-kaeser/industry-4-0/ ) Um diesem Trend zu folgen, werden die Dienste durch Kommunikationsdienste vermittelt, die das Stufe von 4G oder 5G erreichen, und durch die kontinuierliche Digitalisierung von materiellen Produkten, eine Tatsache, die heute in verschiedenen Branchen wahrgenommen werden kann. 2.8 – STOFF- UND FELDRESSOURCEN: SU-FIELDS Eines der Grundkonzepte in TRIZ ist die sogenannte "Substanzfeld" -Darstellung (Su-Field), die Beziehungen zwischen zwei oder mehr Komponenten herstellt, die über ein FELD verbunden sind. Da wir eine große Anzahl von Komponenten haben, die in unterschiedlichen Situationen interagieren können, war es zur Verwendung dieser Darstellung in TRIZ erforderlich, die Bedeutung der bekannten Felder in der Physik zu erweitern und eine grafische Darstellung zur Anzeige der Wechselwirkungen einzuführen. Mit diesem Ziel erweiterte das Su-Field-Konzept den Anwendungsbereich der traditionellen Felder wie Gravitations-, elektrische, elektromagnetische, relativistische und Quantenfelder. Hier berücksichtigt das FIELD-Konzept in TRIZ die Auswirkungen verschiedener Arten physikalischer Effekte, wie z. B. mechanische, hydraulische / pneumatische, thermische, Druck-, elektrische, chemische, biologische, magnetische, schwache Kernanziehung, starke Kernanziehung, optische, akustische, olfaktorisch und verschiedene andere. (Mann, D. zitiert). Die von Savransky 7 erwähnten Hauptfelder in TRIZ sind: TABELLE 2.1 - FELDER IN TRIZ NACH SAVRANSKY Symbol Name Beispiele G Gravitation Schwere ME Mechanisch Druck, Trägheit, Zentrifugalkraft P Pneumatisch Hydrostatisch, hydrodynamisch H Hydraulisch Aerostatisch, aerodynamisch A Akustisch Schall, Ultraschall 41 T Thermal Wärmespeicherung, Wärmeleitung, Isolierung und Übertragung, Wärmeausdehnung, Bimetall Effekt C Chemisch Verbrennung, Oxidation, Reduktion, Lösung, Bindung, Umwandlung, Elektrolyse, exotherme und endotherme Reaktion E Elektrisch Elektrostatisch, induktiv, kapazitiv M Magnetisch Magnetostatik, ferromagnetisch O Optisch Licht (Infrarot, sichtbar, ultraviolett), Reflexion, Brechung, Beugung, Interferenz, Polarisation S Strahlung Röntgenstrahlen, nicht sichtbare elektromagnetische Wellen B Biologisch Fermentation, Zerfall, Radioaktiver Zerfall N Nuclear Strahlen von α-, β-, γ-Teilchen, Neutronen, Elektronen, Isotopen OL Olfaktorisch Gerüche (gut und schlecht), Gaslecks usw. (*) (*) Vom Autor angehängte Zeile Alle diese Felderweiterungen können bestätigt werden, wenn wir die Tendenz betrachten, die durch das Prinzip der wachsenden Koordination von Systemen (oder der ungleichmäßigen Entwicklung von Teilen) ausgedrückt wird, bei der sich Unterkomponenten eines Produkts oder Prozesses aufgrund der Überwindung von Widersprüchen entwickeln können System, oft aufgrund ihrer Verbindung durch Felder, unter Verwendung des Innovationsprinzips 28: Substitution der mechanischen Wechselwirkung durch Felder. 2.9 - BEISPIELE FÜR DIE VERWENDUNG VON QUANTUM- UND PLASMAFELDERN 2.9.1 – DIE IBM UND GOOGLE QUANTUM COMPUTER Das Quantenfeld wurde von Darrell Mann als letzte Stufe der Feldentwicklung in TRIZ in Bezug auf technische Produkte vermutet (*). Dies wurde durch die aktuelle Forschung zu Quantencomputern bestätigt, wie sie von einigen Unternehmen wie Google und IBM entwickelt wurden, was heute im Bereich der Informatik Realität ist. Der Quantencomputer von IBM, der durch die Benutzerregistrierung über das Internet experimentiert werden kann, ist ein Beispiel für das Vorhandensein des Quantenfelds in der Datenverarbeitung, das mithilfe der Evolutionstrends in TRIZ hätte vorhergesagt werden können. 42 Abb. 2.15.a und 2.15.b - Komponenten des IBM Quantum Computer, links als IBM Q Dilution Refrigerator und rechts als Google Quantum Computer bezeichnet, beide experimentelle Prototypen im Jahr 2020. Bild: https://www.zdnet.com (*) Das Quantenfeld wird hier nur in Bezug auf technische Produkte betrachtet, ausgenommen Konzepte in der Physik in Bezug auf Experimente in der Quantenphysik, Kernartefakte, die Hypothese der Existenz von Quantenuniversen usw. Referenz: https://www.research.ibm.com/ibm-q/. 2.9.2 - VERWENDUNG VON SCHWACHEN ODER FAST STATISCHEN FELDERN Einige Autoren von TRIZ schlagen vor, dass sich einige Systeme neben Quantenfeldern auch durch verdünnte oder quasistatische Felder entwickeln können, die seltener sind, aber auftreten können, wie sie im Hyperloop One-Konzept zu finden sind, das zukünftige geschlossene Rohrtransportsystem, das vom Unternehmer und Milliardär Elon Musk entwickelt wurde. 43 Abb. 2.16 - Bild des Hyperloop One, des Hochgeschwindigkeits Transportsystems, das nach einem erfolgreichen Test in der Wüste von Nevada, USA, Geschwindigkeiten von bis zu 650 Meilen pro Stunde in Pods erreichen kann, die durch Rohre mit außergewöhnlich niedrigem Luftdruck angetrieben werden. Quelle: https://www.bbc.com/ am 03. August 2017. 2.9.3 - LASER- UND PLASMAFELD ZUR ROSTREINIGUNG Die Verwendung von Lasern und Plasmafeldern sind die ultimativen Eigenschaften von Reinigungsinstrumenten, wie kürzlich in verschiedenen technischen Veröffentlichungen im Internet festgestellt wurde. Von diesen neuen Produkten für Industrieanlagen erwähnen wir den P-Laser QF-1000. Dieser Laser verletzt den Benutzer nicht und ist sicher. Abb. 2.17 - Laser zur Rostentfernung in Produkten oder Geräten der Metallindustrie. TREND: Evolution zum FELD mit Lasereinsatz in einem industriellen Instrument. „Wie seine starr montierten Gegenstücke ist das Handinstrument für industrielle Anwendungen gedacht, z. B. zum Vorbereiten von Metall für das Roboterschweißen oder zum Entfernen von Rückständen aus Fertigungsformen.“ Im Moment ist es furchtbar teuer, in der Größenordnung von 53.000,00 USD, und nur eine ausgewählte Kundenklasse kann es kaufen. Es ist zweifellos ein unglaubliches Instrument, wie auf YouTube zu sehen ist: https://www.youtube.com/watch?v=Q8q3DZB_l6M Im Portal der Espacenet Patent Database über diese Erfindung können wir lesen: Bibliographic data: CN203853677 (U) ― 2014-10-01 Portable all-direction laser rust removing instrument. 44 Page bookmark CN203853677 (U) - Portable all-direction laser rust removing instrument Inventor(s): LI LIANGCHUN; NIU ZHENGYI; XIA FUJUN; ZHENG DENGMING; SONG GUIFEI; LYU XIAOMING; WU HUILEI; ZHANG WENLIANG; GAO FEI; WANG LU + Applicant(s): Classification: INST OF ORDNANCE TECHNOLOGY THE GENERAL ARMAMENT D + International: B23K26/064; B23K26/36; B23K26/70 Cooperative: Application CN20142130167U 20140321 number: Priority CN20142130167U 20140321 number(s): Zusammenfassung von CN203853677 (U) Das Gebrauchsmuster offenbart ein tragbares Allrichtungs-Laserrostentfernungsinstrument, das ein Lasersystem, ein Lichtstrahlregelungssystem und eine leitende optische Faser umfasst, wobei das Lasersystem und das Lichtstrahlregelsystem durch die leitende optische Faser, den Laser, verbunden sind Das System umfasst ein Host-Maschinengehäuse, einen Laser, ein Bedienfeld und eine Ausgangslinse, das Host-Maschinengehäuse ist mit einem Rückengurt versehen, der Laser ist im Host-Maschinengehäuse positioniert, das entsprechende Ausgabeende des Bedienfelds ist damit verbunden eine Datenschnittstelle des Lasers, das Ausgangsende des Lasers ist mit der Ausgangslinse versehen, das Lichtstrahlregelsystem umfasst einen Lichtisolationskanal und eine Lichtformungssonde, der Lichtisolationskanal umfasst ein Lichtkanalgehäuse, das mit einem Griff und versehen ist eine Isolationshülse, die in dem Lichtkanalgehäuse angeordnet ist, wobei ein Ende des Lichtkanalgehäuses mit einem Klemmring versehen ist, das andere Ende des Lichtkanalgehäuses ist mit der Lichtformungssonde verbunden, und eine Strahlaufweitungs Linse, ein Abtastgalvanometer und ein Lichtsammelsystem sind nacheinander in der Lichtformungssonde von dem Teil angeordnet, an dem die Lichtformungssonde mit dem Lichtkanalgehäuse verbunden ist. Das tragbare All-Direction-Laser-Rostentfernungsinstrument hat 45 den Vorteil, dass die Struktur einfach ist, die Verwendung bequem ist, Sicherheit und Stabilität realisiert werden und die Feldbedienung bequem ist. Wir empfehlen, das Espacenet-Portal zu konsultieren, um Zugang zu ergänzenden Beschreibungen und Ansprüchen dieses Instruments zu erhalten, was heutzutage eine Tendenz ist. Der Großteil ist auf Chinesisch, aber Sie können leicht ins Deutsche übersetzen, indem Sie den Text und die gewünschte Sprache im Tooltip-Feld auswählen. Quelle: https://worldwide.espacenet.com 2.10 - RAMAN SPEKTROSKOPIE UND ANWENDUNGEN Heutzutage sind elektronische medizinische Instrumente in Bezug auf Automatisierung und Ausführung von Diensten erheblich gewachsen. Die Verwendung mehrerer medizinischer Instrumente zur Untersuchung der Eigenschaften FELD → IoT + Cloud + Web + Mobile ist heute ein Trend, ein gemeinsames Merkmal der Evolution der meisten traditionell bekannten Produkte, die ganz oder teilweise in virtuelle Systeme umgewandelt werden. I. Solide → II. Flüssigkeit oder Gas → III. Field Abb. 2.18 - Entwicklung Spektrum von Eigenschaften oder Funktionen nach ihrer physischen Verfassung (Zustand). Ein Beispiel für diese Verwendung ist der C8 MediSensors, ein Gerät mit einem konfokalen Mikroskop, das von einer Firma in San Jose, Kalifornien, entwickelt wurde und für ein nichtinvasives optisches Glukosemonitor-System für Menschen mit Diabetes entwickelt wurde. Dieses Produkt verwendet die Raman-Spektroskopie (*), um den Blutzucker nichtinvasiv zu analysieren und unter Verwendung eines hellen Lichts durch die Haut Änderungen der Glukosekonzentrationen im Rücklaufspektrum zu erfassen. Sobald der Sensor Kontakt mit der Haut hat, sendet er regelmäßig Messwerte über Bluetooth an ein Smartphone. Dies ermöglicht eine Blutzuckerkontrolle mit nahezu sofortigen Warnmeldungen, wenn der Glukosespiegel außerhalb der voreingestellten Parameter liegt. Es ist derzeit mit Telefonen kompatibel, auf denen das Android-Betriebssystem ausgeführt wird, und es wird erwartet, dass bald eine iOS-App verfügbar sein wird. (C8 MediSensors). 46 Abb. 2.19: C8 MediSensors Glukosemessgerät, das den Blutzuckerspiegel erkennt und die Daten an das AndroidBetriebssystem sendet. Eine Apple iOS-Version ist unterwegs. → Feld: Erhöhter Benutzerkomfort und Portabilität. Im: moreinspiration.com In der Wissensdatenbank der Website von Witec.de finden wir eine vollständige Studie und Arbeitsbeschreibung eines konfokalen Mikroskops, dem Vorläufer des C8 MediSensors Glucose Meter. Eine teilweise Transkription davon folgt: “Die konfokale Raman-Bildgebungstechnik kombiniert Raman-Spektroskopie mit einem konfokalen Mikroskop, indem die Informationen eines vollständigen Raman-Spektrums an jedem Bildpixel erfasst werden. Somit wird die räumliche Verteilung der chemischen Komponenten innerhalb der Probe erfasst und abgebildet. Hochauflösende konfokale Raman-Mikroskope erreichen eine laterale Auflösung an der Beugungsgrenze (~ λ / (2NA); typischerweise 250 - 300 nm für eine Anregungswellenlänge von 532 nm und ein Objektiv von 100 × 0,9 NA). Ein konfokaler Mikroskop Aufbau zeichnet sich außerdem durch eine hervorragende Tiefenauflösung (unter 1 µm) aus und ermöglicht die Erzeugung von 3D-Raman-Bildern und Tiefenprofilen”. 47 Abb. 2.20 - Konfokales Raman-Mikroskop: „Das Ziel der konfokalen Mikroskopie ist die Unterdrückung von Licht aus unscharfen Ebenen. Dies wird zum einen durch eine Punktbeleuchtung in der Brennebene und zum anderen durch eine Lochblende in der konjugierten Ebene des Erfassungsstrahlengangs realisiert. Aufgrund der Punktbeleuchtung und -erkennung werden jeweils nur Informationen von einem einzelnen Punkt bestimmt. Um ein Bild zu erzeugen, wird die Probe Punkt für Punkt und Zeile für Zeile gescannt”. Text und Bild: https://www.witec.de Die vollständige Beschreibung dieses Mikroskops mit dem konfokalen Raman-Mikroskop finden Sie auf der Seite von Witec.de unter dem Titel: What is Confocal Microscopy? Es folgt eine Beschreibung der Vorteile seiner Verwendung anstelle der herkömmlichen Weitfeldmikroskopie: „Die Vorteile der konfokalen Mikroskopie gegenüber der herkömmlichen Weitfeldmikroskopie sind eine verbesserte Auflösung in der lateralen Ebene, eine hohe Unterscheidungskraft in axialer Richtung, ein reduziertes Hintergrundsignal und die Möglichkeit, serielle optische Schnitte aus verschiedenen Fokusebenen zu sammeln, um Tiefenprofile zu erstellen oder 3D-Bilder”. Transkribiert von: https://www.witec.de/resources-and-education/knowledge-base/show/themicroscope/what-is-confocal-microscopy Die Patentschrift der Medisensoren ist eine tragbare Version dieses Mikroskop Typs für eine medizinische Anwendung, wie die Analyse in Google Patents anhand der Ausdrücke zeigt "Raman spectroscopy for noninvasive glucose measurements", wie im Patent beschrieben No. 83555767B2 Abstract: 48 “Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung der Raman-Spektroskopie zur quantitativen, nichtinvasiven transkutanen Messung von Blutanalysen wie Glucose. Raman-Spektroskopie wird verwendet, um die transkutane Glukose bei Patienten zu messen, deren Blutzuckerspiegel überwacht wurden. RamanSpektren wurden transkutan zusammen mit Glukose-Referenzwerten gesammelt, die durch StandardKapillarblutanalyse bereitgestellt wurden. Aus den Daten jedes Subjekts wurde eine partielle Kalibrierung der kleinsten Quadrate erstellt und unter Verwendung einer einmaligen Kreuzvalidierung validiert”. Abb. 2.21 - Der indische Physiker Chandrasekhara Venkata Raman (1888-1970), Entdecker des Effekts, der 1930 seinen Namen und den Nobelpreis für Physik erhielt, im Birla Industrial & Technological Museum in Indien. Quelle: Wikipedia. Bild veröffentlicht in Übereinstimmung mit der Creative Commons License. * HINWEIS: Die Raman-Spektroskopie ist eine hochauflösende photonische Technik, die in wenigen Sekunden chemische und strukturelle Informationen zu nahezu jedem Material, jeder organischen oder anorganischen Verbindung liefert und so deren Identifizierung ermöglicht. Dieses Phänomen wurde 1928 von Chandrasekhara Venkata Raman in Indien experimentell beobachtet und aus diesem Grund als Raman-Effekt bezeichnet. 49 F: Elektromagnetisches Feld S1: Geduldig S2: Ärzte und Krankenschwestern C8 Medi Sensoren verwenden: S2 wirkt mit dem elektromagnetischen Feld F auf S1 Abb. 2.22 - Elementare Su-Feld-Darstellung für eine einfache Interaktion eines Glukosemessgeräts mit dem elektromagnetischen Feld. Dies ist das häufigste Gebiet der Physik unter den verschiedenen Modalitäten von Feldern, die in TRIZ unter Verwendung von Eigenschaften von IoT + Cloud + Web + Mobile wie RamanSpektroskopie berücksichtigt werden. In Abbildung 2.22 haben wir die einfachere Darstellung einer Su-Feld-Beziehung zwischen einem Patienten und einem Arzt wie dem C8 MediSensors-Glukosemessgerät von Abbildung 2.20 unter Verwendung des elektromagnetischen Feldes. 2.11 – BEMERKUNGEN 2.11.1 – ANDERE ANWENDUNGEN DES RAMAN-EFFEKTS Der Raman-Effekt wird heute auch im Marsroboter Perseverance der NASA bei der Untersuchung von Lebensspuren in den Gesteinen des Jezero-Kraters mit der WATSON-Kamera (WATSON - Wide Angle Topographic Sensor for Operations and Engineering) mit extrem hoher Auflösung eingesetzt von Gesteinen und Sedimenten auf dem Mars, das Bohren und Gewinnen von Bohrkernen, die in Zukunft auf die Erde zurückgebracht werden sollen: „Der Imager arbeitet mit SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics & Chemicals) zusammen, das einen Autofokus und einen Contextual Imager (ACI) umfasst, die höchstauflösende Kamera des Rovers. SHERLOC verwendet einen Ultraviolett-Laser, um bestimmte Mineralien in Gestein und Sediment, während PIXL (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry), ebenfalls am Roboterarm, Röntgenstrahlen verwendet, um die chemische Zusammensetzung zu bestimmen.Diese Kameras haben in Zusammenarbeit mit WATSON geholfen, geologische Daten zu 50 erfassen – einschließlich der Anzeichen dafür Felsen auf dem Kraterboden – mit einer Präzision, die Wissenschaftler überrascht hat. 2.11.2 – SEMANTISCHES WEB: Die Verwendung des Semantic Web für Untersuchungen von Big Data Repositories (BIG DATA) war Gegenstand von Untersuchungen des W3C Internet Steering Committee, das ein Kriterium für die Verwendung des "Web of Documents" festgelegt hat in den Technologien, die das "Web of Data" unterstützen, das den Umgang mit Daten ermöglicht, wie es üblicherweise in Datenbanken erfolgt. Laut W3C, "Das ultimative Ziel des Web of Data ist es, Computern die Möglichkeit zu geben, nützlichere Dinge zu tun, und mit denen die Systementwicklung Netzwerkinteraktionen unterstützen kann." Der Begriff "Semantic Web" bezieht sich auf die Vision von W3C vom Connected Data Web, die es Menschen ermöglicht, Datenrepositorys im Web zu erstellen, wie dies auch einige Unternehmen heute tun, wie z. B. IBM, Microsoft, Apple und Amazon Vokabeln und Schreibregeln, damit diese Daten austauschbar miteinander arbeiten können. Die Verbindung zwischen der Diversifizierung von Daten und Repositorys ist mithilfe von Technologien und Sprachen wie RDF, SPARQL, OWL und SKOS möglich. Dies ist auch eines der Ziele der heute in den Direct Variation ™ -Methoden durchgeführten Forschung. Im Internet finden Sie mehrere kostenlose Anwendungen für die Forschung im Bereich Data Mining, insbesondere für die Klassifizierung von Dokumenten und das Auffinden von Mustern. Für einige kostenlose Anwendungen empfehlen wir das Buch von Dursun Dellen & Al, Referenz 12. 2.12 – VERWEISE 1. DEWULF, Simon, Innovation Logik of Systems and Processes, US Patent No. 20080091671 A1, www.google.com/patents 2. DEWULF, Simon, “Patent Data Driven Innovation Logic: Textual Pattern Exploration to Identify Innovation Logic Data“. In ResearchGate, September 2021. 3. BERMAN, Alexander & SHOHAN, Amir, Linguistic Structures and Innovation: A Behavioral Approach”, Temple University - Journal of the Academy of Management, 1st. of August of 1919. 4. BERMAN, Alexander, SHOHAN, & MUDAMBI, Ram, “Language Structure and Its Effects on Innovation” (AIB Insights Vol 17 No 4 (2017 Q4). 5. DEWULF, Simon. The TRIZ Journal, "The Property Function Matrix", https://triz-journal.com 6. MANN, Darrell, Hands on Systematic Innovation, IFR Press, 2nd. Edition, 2010 - England. 51 7. SAVRANSKY, Semyon D., "Engineering of Creativity - Introduction to TRIZ Methodology of Inventive Problem Solving" - CRC Press, 2000 - USA. 8. RANTANEN, Kalevi & DOMB, Ellen, "Simplified TRIZ" - 2nd Edition, Auerbach Publications, 2008 - USA. 9. ORLOFF, Michael A., "ABC TRIZ, Introduction to Creative Design Thinking with Modern TRIZ Modeling" Springer Int. Publishing Switzerland 2017. 10. LUDLLOW, Lella, https://www.forbes.com/sites/cognitiveworld 11. Hausser, Roland, Foundations of Computational Linguistics – Human-computer Communication in Natural Language – Ed. Springer, Second Edition, Revised and Extended – 1998, Berlin, Germany. 12 – DURSUN Delen, FAST Andrew & HILL Thomas, “Practical Text Mining and Statistical Analysis for NonStructured Text Data Applications, Academic Press, 20012, Oxford, UK. 52 KAPITEL 3 - ÜBERTRAGUNG VON PHYSIKALISCHEN EIGENSCHAFTEN Inhalt: 3.1 EINFÜHRUNG IN DIE ÜBERTRAGUNG VON PHYSIKALISCHEN EIGENSCHAFTEN 3.2 PHYSIKALISCHEN EIGENSCHAFTEN IN EINEM OBERFLÄCHEN SPEKTRUM 3.3 TRENDS DER ENTWICKLUNG IN TRIZ 3.4 BEISPIEL: SENSORISCHES BESTIMMUNGSFELD GEGEN SHARK-ANGRIFFE 3.5 ANDERE VERWENDUNGEN VON FELDERN 3.5.1 BEISPIEL - GASLECKEN 3.6 TRIZ EMPFEHLUNGEN 3.6.1 EIGENSCHAFTEN UND BEISPIELE IM ZUSAMMENHANG MIT DER NUTZUNG VON FELDERN 3.7 ZUSÄTZLICHE BEISPIELE 3.8 BEMERKUNGEN 3.9 VERWEISE Entwicklungstrend: → Von fest zu flüssig und zu Schaum oder Gas. Darstellung: Oben Ofen der indischen Firma OORJA, der Biomasse in Form von Pellets aus pflanzlichen Abfällen verwendet. 3.1 - EINFÜHRUNG IN DIE ÜBERTRAGUNG VON PHYSIKALISCHEN EIGENSCHAFTEN TRIZ verfügt über zahlreiche Techniken und Empfehlungen, die zu vereinfachten, aber nicht zuletzt effizienten Methoden geführt haben. Aufgrund seiner zahlreichen mehr oder weniger komplexen Werkzeuge kann man für ein erstes Lernen mit einfacheren Systemen arbeiten, die leicht zu verstehen sind, wie die, die wir studieren. In diesem Kapitel werden einige Aspekte im Zusammenhang mit der Übertragung von Eigenschaften behandelt, die auf unterschiedliche Objekte angewendet werden, wobei die identifizierten gemeinsamen 53 Funktionen erhalten bleiben. In dieser Studie können wir einige der Methoden der gerichteten Variation (Innovation Logik ™) überprüfen, die ursprünglich betrachtet wurden. In allen Versionen von TRIZ ist das Konzept der ANALOGIE die grundlegende Eigenschaft, die auf neue Erfindungen in Systemen, Produkten oder Dienstleistungen angewendet wird, und in den zu berücksichtigenden grundlegenden Operationen ist die Übertragung von Eigenschaften, die im Folgenden erörtert wird. 3.2 - PHYSIKALISCHEN EIGENSCHAFTEN IN EINEM OBERFLÄCHEN SPEKTRUM Um die Übertragung von Eigenschaften zu veranschaulichen, betrachten wir die dritte Ebene in der Evolutionssequenz von Abbildung 3.1, 3D-Protuberanzen, die auf verschiedene Objekte unseres täglichen Gebrauchs angewendet wird. I - Weiche Oberfläche → II - 2D Protuberanzen → III - 3D Protuberanzen Abb. 3.1 - Spektrum der Oberflächenentwicklung in Produkten nach Innovation Logik ™. Die Übertragung einer Funktion auf ein anderes Produkt in einer anderen Domäne ohne Verbindung zwischen diesen hilft uns, neue Dinge zu entdecken oder zu erstellen, die ausschließlich aus vorhandenen Lösungen in anderen Domänen abgeleitet sind, und sie ganz oder teilweise auf das andere Produkt zu übertragen. Ein Beispiel kann durch Untersuchen der Verbindung von Leitungsrohren gesehen werden. Vor einiger Zeit wurde zum Herstellen einer Verbindung zwischen zwei Rohren eine dritte Komponente, ein Ring, verwendet, der zuerst an einem Gewinde am Ende des ersten Rohrs befestigt wurde, und dann durch dieses wurde das zweite Rohr angebracht. Drei Komponenten für eine Naht? In mehreren technischen Anwendungen, wie z. B. PVC-Sanitärarmaturen, gibt es diese nicht mehr, aber es dauerte mehr als 30 Jahre, bis diese Idee aufgegeben und eine wirtschaftlichere Idee akzeptiert wurde, so Rantanen & Domb 9 54 Abb. 3.2 – Bei verschiedenen Produkten wird die gleiche Eigenschaft, Drehung wie bei einer Schraube, verwendet, um zwei Teile zu verbinden, eine männliche und eine weibliche Komponente. Der Besen ist ein Produkt der Firma Santa Maria, Brasilien. Bei verschiedenen Produkten wird dieselbe Eigenschaft verwendet, um zwei Teile zu verbinden. Referenz: T- RILL, https://t-drill.fi/ und Santa Maria Co., Brazilien. Die von T-DRILL, einem globalen Unternehmen mit Wurzeln in Finnland, hergestellten Rohre verwenden diese vereinfachte Lösung, um zwei Rohre zu verbinden, die bereits mit den werkseitig eingebauten Gewinden geliefert werden, ohne dass ein Ring oder ein drittes Stück erforderlich ist Verbindung. Die Übertragung von Eigenschaften macht den Unterschied und behält die Funktion bei: Links in Abbildung 3.2 sehen wir, dass das Einfügen eines Threads für die direkte Verbindung einen dritten Teil unnötig macht. Die Rohre und das Braun haben keine Verbindung zwischen ihnen, außer diesem Gewinde für die direkte Verbindung. (Aus "Simplified TRIZ (9) and AULIVE"). Die gleiche Eigenschaft kann in Polypropylen Röhrchen für die Landwirtschaft gefunden werden, wie in Abbildung 3.3 dargestellt. Beachten Sie die Verwendung verschiedener Materialien, Kupfer und Polypropylen, um die Teile zu verbinden. 55 Abb. 3.3 - Bei Polypropylen röhren für Landwirtschaft und Gartenbau sind durch das Innengewinde keine externen Teile für den Anschluss erforderlich. Referenz: http://www.plasticpprpipe.com 3.3 – TRENDS DER ENTWICKLUNG IN TRIZ Diese Trends, statische, kinematische und dynamische Gesetze, sind einfach, und Altshuller nominierte sie als „Gesetze der Evolution technischer Systeme“. Vergleichen Sie die als nächstes angegebene Mind MapKlassifizierung mit dem in Abbildung 3.5 in verkleinertem Format gezeigten Spektrum. Abb. 3.4 - Statische, kinematische und dynamische Gesetze in der klassischen TRIZ. (Mind Map vom Autor). Die drei Aspekte dieser Trends, die sich auf 1. statische Gesetze (fest), 2. kinematische Gesetze (flüssig oder gasförmig) und 3. dynamische Gesetze (Feld) beziehen, bilden ein Paradigma für das Verständnis der 56 Bedeutung der Darstellungen der Evolution von das Spektrum, das der Variablen STATE entspricht, wie in Abbildung 3.5 dargestellt: I. Fest (Statisch) → II. Flüssigkeit oder Gas (Kinematisch) → III. Feld (Dynamisch) Abb. 3.5 - Spektrum der Eigenschaften oder Funktionen nach ihrem physikalischen Zustand in der Innovation Logik und mit den Gesetzen der Evolutionstrends von Altshuller (Evolutionsgesetze). Karen Gadd gibt in TRIZ for Engineers 1 einen ausführlichen Bericht über diese Evolutionsgesetze und ihre jeweiligen Bedeutungen, nämlich: 1. Wachsende Idealität 2. Verbesserung bestehender Vorteile 3. Ständige Steigerung in dem neuen Profitieren 4. Reduzierung von Schäden und / oder Verlusten 5. Kostensenkung 6. Stadien der Aufwärtsentwicklung (S-Kurven) 7. Nachverfolgung der aktuellen S-Kurve 8. Springe zur oberen Aufwärtskurve 9. Zunehmende Segmentierung und Feldnutzung 10. Segmentierung von Objekten und Systemen 11. Oberflächen Segmentierung 12. Raumsegmentierung 13. Maßnahmen, die die Segmentierung und Aufteilung im Allgemeinen begünstigen. 14. Ungleichmäßige Entwicklung von Teilen und Komponenten 15. Entwicklung von Subsystemen 16. Evolution von Systemen 57 17. Evolution von Supersystemen 18. Eignung und Unzulänglichkeit 19. Geometrische Entwicklung (Linie) 20. Geometrische Entwicklung (Ebene) 21. Geometrische Entwicklung (Volumen) 22. Koordinierung der Maßnahmen 23. Verkürzung der Energiefluss Wege 24. Reduzierung menschlicher Eingriffe 24.1 - Auf Subsystem Ebene 24.2 - Auf System Ebene 24.3 - Auf der Ebene des Supersystems 25. Zyklus Einfachheit zu Komplexität zu Einfachheit 26. Mono für bipolar (ähnlich) 27. Mono für bipolar (unähnlich) 28. Übergang zum Supersystem 29. Rückzug oder Beseitigung von Exzessen 30. Zunehmende Dynamik und Steuerbarkeit (zunehmende Automatisierung und immer einfachere Schnittstellen). 31. Zunahme der Anzahl der Staaten 32. Flexibilität erhöhen 33. Kontrollierbarkeit erhöhen Diese detaillierteren Trends können als Hilfsmittel dienen, um Innovation und Kreativität anzuregen. Durch seine Verwendung werden auch die Ergebnisse von Brainstorming-Sitzungen und unstrukturierten Methoden zur Generierung neuer Ideen maximiert. 58 Die Beispiele, die wir unten ausgewählt haben, sollen neue Ideen anregen, und andere Produkte oder Varianten können diese Fälle in Synergie mit anderen kreativen Methoden verwenden. 3.4 – BEISPIEL: SENSORISCHES FELD GEGEN SHARK-ANGRIFFE Wie wir in Kapitel 2, Tabelle 2.1 gesehen haben, gehen die Felder in TRIZ über das hinaus, was wir in der Physik gewohnt sind, einschließlich der Felder in Bezug auf Gerüche, Sehvermögen und das sensorische System im Allgemeinen. Dieses erweiterte Konzept von Objektinteraktionen, auf das durch das sogenannte SU-FIELD (SUbstance - FIELD-Beziehungen) hingewiesen wird, wird in TRIZ durch das Innovationsprinzip 28 umrahmt, das empfiehlt, eine mechanische Systeminteraktion durch Verwendung von Feldern zu ersetzen. Das folgende Beispiel ist ein sensorisches Abschreckungssystem gegen Hai-Angriffe, das von der südafrikanischen Regierung entwickelt wurde und für verschiedene Wassersportaktivitäten wie Schwimmen oder Surfen verwendet werden soll. Diese Erfindung wurde 20 Jahre lang entwickelt und verwendet eine patentierte Technologie, die aus zwei Elektroden besteht, die beim Eintauchen ein starkes dreidimensionales elektrisches Feld erzeugen. Wenn ein Hai nur wenige Meter vom Benutzer entfernt ist, führen starke elektrische Impulse, die vom Gerät abgegeben werden, dazu, dass der Hai sichere, aber unerträgliche Krämpfe in seinen empfindlichen elektromagnetischen Empfänger erfährt und diese wegdrückt. Die Reichweite des Signals beträgt etwa einen Radius von 1.000 Metern um den Detektor. Abb. 3.6 - Hai-Abschreckung Technologie unter Verwendung von Feldern. Zweck: Fügen Sie sensorische Informationen hinzu, um einen Hai-Angriff abzuwehren. Quelle: https://sharkshield.com Eigenschaft: Evolution zum Feld, Stufe III: Dynamischer Zustand. Auch hier haben wir die Altshuller chen Evolutionsgesetze technischer Systeme, wie zuvor gesehen wurde. Ein Kampf gegen Haie entspricht in Abbildung 3.4 dem Punkt C.3 - Dynamische Gesetze: Erhöhung der 59 Dynamik, Kontrollmöglichkeit und Ersatz menschlicher Eingriffe neben der Entwicklung zu Feldern in der Innovation Logik, Abbildung 3.5. Um zu verhindern, dass der Hai lernt, die Signale loszuwerden und anzugreifen, kann das Gerät so programmiert werden, dass es automatisch (Prinzip der Innovation Nr. 25, Selbstbedienung) die Form und Frequenz des ausgesendeten Signals ändert, unabhängig von der Benutzeraktion. Dies ist ein abnehmbares Produkt mit vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten und Aktivitäten auf dem Meer, das auch die Prinzipien der Innovation Nr. [2], „Trennung“ (das Produkt ist vom Skatboard abnehmbar), Prinzip Nr. [10], „Vorläufig“ erfüllt Gegenwirkung (vorherige Maßnahme, im Voraus durchführen) “und Prinzip Nr. [28],„ Mechanische Interaktionssubstitution “(Verwendung von Feldern), der TRIZ 40-Innovationsprinzipien. Es folgt eine kurze Beschreibung dieses patentierten Produkts: HINWEIS ZUM PATENT US2012031343A1 - BESCHREIBUNG DES PRODUKTS Die südafrikanische Regierung entwickelte und brachte ein Gerät namens Shark Shield auf den Markt. Ich habe auf der Website des Unternehmens unter http://www.sharkshield.com/Content/Technology zitiert, die hiermit als Referenz aufgenommen wird: „Raubhaie haben kleine, mit Gel gefüllte Säcke, die als Ampulle von Lorenzini “ (*) auf ihren Schnauzen bekannt sind. Sie verwenden diese Nahbereichssensoren beim Füttern oder Suchen nach Nahrung. Shark Shield ist eine dreidimensionale elektrische Wellenform, die ein unangenehmes Gefühl erzeugt, das sich auf die „Ampullen von Lorenzini“ des Hais auswirkt. Wenn sich der Hai der elektrischen Wellenform nähert (etwa 8 Meter Durchmesser), erfährt er nicht schädliche, aber unkontrollierbare Muskelkrämpfe, die dazu führen, dass er aus dem Gebiet flieht. Das Feld wird von zwei Elektroden von der Einheit projiziert, die ein elliptisches Feld erzeugen, das den Benutzer umgibt. Beide Elektroden müssen in das Wasser eingetaucht sein, damit das Feld erzeugt werden kann. Die Elektrodenkonfiguration hängt vom Modell der Shark Shield-Einheit ab. Je näher der Hai am Shark Shield-Feld ist, desto mehr Krämpfe treten in den Schnauzen der Haie auf. Das wird unerträglich und der Hai dreht sich dann weg und kehrt normalerweise nicht zurück. “ Referenz: https://patents.google.com 60 Abb. 3.7 - Ampullen von Lorenzini: Elektrorezeptoren, die einigen Fischarten, insbesondere Haien, helfen, elektrische Felder im Wasser zu erfassen. Sehen Sie mehr in: https://www.youtube.com Es gibt andere Varianten derselben Idee, beispielsweise ein tragbares Gerät wie ein Gewehr, das beim Schwimmen mit der Hand getragen werden kann, oder eine einstellbare Installation für ein Boot, mit der Besitzer und ihre Gäste ohne Gefahr im Meer schwimmen können eines Angriffs. Abb. 3.8 - Ocean Guardian SPEAR, HaiAbschreckung aus erster Hand der Welt, hergestellt von Ocean Guardian Company. Quelle: https://www.divein2scuba.com/ocean-guardianespear.html 3.5 – ANDERE VERWENDUNGEN VON FELDERN Wir können einige Beispiele für andere Entwicklungstrends in der TRIZ auswählen, und einige spezifische Verwendungen von Feldern entsprechen auch historischen Erfindungen, wie die Verwendung von Methangasdetektoren in Kohlengruben und Abwassersystemen. Die folgenden Feldanwendungen sind in fast allen Studien der TRIZ häufig zitiert: • • Fügen Sie Erdgas einen schlechten Geruch hinzu, um Benutzer auf das Auftreten von Leck aufmerksam zu machen. • Ersetzen Sie eine physische Barriere durch eine akustische Barriere (für Tiere hörbar, für Menschen unhörbar). 3.5.1 - BEISPIEL - GASLECKEN Ein häufiger Trick zum Erkennen von Gaslecks in Haushalten besteht darin, Erdgas einen schlechten Geruch hinzuzufügen, um die Benutzer auf Leck aufmerksam zu machen. Dies ist jedoch nicht immer effizient, da wir nicht immer eine Person in der Nähe des Lecks haben, die den Geruch spürt oder erkennt. 61 Daher sind automatische Detektoren eine Möglichkeit, Gaslecks in Privathaushalten sowie in gewerblichen Einrichtungen und Branchen zu melden. "Die meisten Arten von Erdgas in einem Haus stammen aus Methan oder sind mit Methan verwandt, geruchlos und leicht entflammbar. Gasunternehmen fügen dem Erdgas häufig eine Verbindung auf Schwefelbasis hinzu, um die Identifizierung des Lecks durch den Geruch zu erleichtern. Andere Maßnahmen sollten jedoch getroffen werden Es ist daher wichtig, dass die Gasdetektoren sorgfältig ausgewählt und an einem geeigneten Ort professionell installiert werden." Referenz: http://www.manutencaoesuprimentos.com.br Mittlerweile gibt es viele kostengünstige Sensoren zur Überwachung von Gaslecks sowohl in Privathaushalten als auch in gewerblichen Einrichtungen wie Restaurants, Clubs, Supermärkten usw. Einige teurere, standardisierte Geräte finden sich in Industrieanlagen, in denen Gaslecks immer gefährlich sind, da die menschlichen Sinne bestimmte geruchlose und gefährliche Gase wie Kohlenmonoxid oder Schwefelwasserstoff, die in diesen Einrichtungen auftreten können, nicht erkennen können. Die Ursprünge dieser Gasdetektoren gehen auf die Sicherheitssysteme in Kohlengruben zurück, die 1815 von Sir Humphry Davy, einem britischen Chemiker, erfunden wurden und größtenteils vom elektrokatalytischen Typ sind. Abb. 3.9 - Beispiel eines preisgünstigen Haushalts Detektors zur Erkennung von Gaslecks. Referenz: manutencaoesuprimentos.com.br → Entwicklungsstand: III – Feld. Laut Diego Vanderlei Guerreiro in der MSC-Arbeit am Department of Electronics der Federal University of Paraná, "Automated Residential System Controlled Via Web", "Fast alle modernen, kostengünstigen Sensoren sind elektrokatalytisch. Sie bestehen aus einem Sensor, der oft als" Perle "," Pellistor "oder" Siegistor "bezeichnet wird. Die letzten beiden Namen werden für kommerzielle Geräte registriert. Sie bestehen aus einer Spule aus elektrisch beheiztem Platindraht, der 62 zuerst mit einer Keramikbasis wie Aluminiumoxid und dann mit einer äußeren Endbeschichtung des auf einem Thorium Substrat dispergierten Palladium- oder Rhodiumkatalysators bedeckt ist. “ Es ist wichtig zu beachten, dass Industriegas Leck Detektoren eine elektromagnetische Störfestigkeit aufweisen müssen, da in diesen Einrichtungen häufig verschiedene elektromagnetische Felder vorhanden sind (*). Elektronische Gasdetektoren arbeiten mit geringer Energie und sind störungsanfällig in Umgebungen, in denen elektrische Hochleistungsgeräte wie Motoren, Wechselrichter, Transformatoren usw. ebenfalls die Funktion dieser sensiblen Instrumente beeinträchtigen können und damit der Detektor keine Störfaktoren aufweist Ablesen und / oder Alarmieren durch induzierte elektrische Ladungen muss ein angemessener Schutz gemäß den aktuellen nationalen oder internationalen Normen (Norm NBR 14570 in Brasilien) gewährleistet sein.. Reference: http://www.zell.com.br. Eine kürzlich durchgeführte Spacenet-Patentumfrage ergab am 26.12.2021 insgesamt 22.919 Ergebnisse für die Begriffe " Remote gas detector on the internet " (ohne Anführungszeichen). Diese Daten bestätigen die Behauptung, dass die neueste Entwicklung dieser Sensoren die Verwendung der Fernsteuerung über das Web als IoT, "Internet of Things", ist. Fernerkundung ist ein reichhaltiges Segment für Innovationen mit zahlreichen Möglichkeiten zur Herstellung und Vermarktung verschiedener Detektortypen in mehreren Anwendungen, und es gibt nur wenige Unternehmen, die in diesem Sektor mit IoT-Kommunikationstechnologien tätig sind. Andere Anwendungen des STATE-Spektrums umfassen: • Scannen oder Tippen von digitalen Fingerabdrücken / Netzhaut usw. anstelle eines Schlüssels. • Sprachwahl aktiviert, in modernen Mobiltelefonen und in neuen Fahrzeugmodellen vorhanden. 3.6 – TRIZ EMPFEHLUNGEN • Verwenden Sie elektrische, magnetische oder elektromagnetische Felder, um mit dem Objekt zu interagieren: o Um zwei Pulver zu mischen, verwenden Sie eines positiv und das andere mit negativen elektrostatischen Ladungen. o Verwenden Sie elektrostatischen Niederschlag, um Partikel vom Luftstrom zu trennen. 63 o Verbessern Sie die Effizienz des Farbspritzens, indem Sie die Farbtropfen und das zu lackierende Objekt mit entgegengesetzten elektrischen Ladungen aufladen. o In einem Fotokopierer wird die Metallplatte elektrisch geladen und das zu reproduzierende Bild oder Dokument wird darauf projiziert, wobei die schwarzen Punkte das daran haftende Pulver anziehen. o Verwenden Sie Magnet lager. o Verwenden Sie Schalter, die durch ein Magnetfeld aktiviert werden (Relais und Kontakte). 3.6.1 - EIGENSCHAFTEN UND BEISPIELE IM ZUSAMMENHANG MIT DER NUTZUNG VON FELDERN 3.6.1.1 - STATIONÄRE FELDER NACH BEWEGUNGSFELDERN ERSETZEN; FELDER, DIE NICHT VON STRUKTURIERTEN FELDERN STRUKTURIERT SIND • STRUKTURIERTE FELDER: Rundfunkantennen werden häufig in GPS, Mobiltelefonen, Walkie-Talks, FM-Radios und anderen Kommunikationsgeräten verwendet und strahlen mit gleicher Leistung in alle Richtungen senkrecht zu einer Achse. Wir verwenden derzeit Antennen mit einer detaillierten Struktur zur Richtungssteuerung von Strahlungsmustern und sind im Allgemeinen Hochleistungsantennen, die nach bestimmten Richtungen strahlen und Störungen durch unerwünschte Quellen reduzieren. • BEWEGUNGSFELDER: Magnetresonanzbild (MRT), das starke Magnetfelder und Radiowellen in Bewegung verwendet, um die Diagnose anhand von Bildern der physiologischen Prozesse und der Anatomie des Körpers zu erleichtern. Abb. 3.10 – Siemens MAGNETOM AERA 1.5 T für MRT mit mehr als 10.000 Installationen weltweit. Physikalische Felder in Bewegung → Referenz: https://integritymed.com 3.6.1.2 - VERWENDUNG VON FELDERN IN VERBINDUNG MIT AKTIVIERTEN PARTIKELN. (z. B. FERROMAGNETISCHE PARTIKEL) 64 • FERROMAGNETISMUS: Um die Wärmeabsorption besser kontrollieren zu können, erhitzen Sie eine Substanz, die ferromagnetisches Material enthält, mithilfe verschiedener Magnetfelder. Wenn die Temperatur den Curie-Punkt überschreitet, wird das Material paramagnetisch und nimmt keine Wärme mehr auf. • RHEOLOGISCHER EFFEKT: Der magnetorheologische Effekt wird verwendet, um die Viskosität einer Flüssigkeit zu ändern. Es kann durch die Verwendung von ferromagnetischen Partikeln und einem variablen Magnetfeld erhalten werden. • KATALYSATOREN: Ferromagnetische Katalysatoren. • FERROFLUIDE: Verwenden Sie für bestimmte Anwendungen, z. B. zum Schmieren schwer zugänglicher Stellen, magnetische Ferrofluide - zum Beispiel. Magnatec Oil - haftet auf zu schmierenden Oberflächen. Laut Castrol, einem der Unternehmen, das diese Art von Öl herstellt, wurden MAGNATEC A5 5W-30 und Castrol MAGNATEC 5W-40 A3 / B4-Öl hergestellt, das "intelligente Moleküle" enthält, die an den kritischen Teilen des Motors haften und den Verschleiß drastisch reduzieren Teile". 3.7 - ZUSÄTZLICHE BEISPIELE 3.7.1 - MONTIEREN SIE SICH MÖBEL VON IKEA Wie wir in Kapitel 2 Abschnitt 2.6 gesehen haben, hat das schwedische Unternehmen IKEA Stühle und Schränke entwickelt, die vom Käufer vollständig montiert werden können. Diese werden als "Mount yourself Flat Pack Series" bezeichnet und variieren nicht nach Regionen, um sowohl die Produktionsprozesse als auch die zu optimieren Treffen Sie Kunden bei der Zusammenstellung der verschiedenen Produkte, die das Unternehmen in einem Land herstellt, in dem es oder seine Franchisenehmer tätig sind. In diesen Halterungen ziehen sich interne Magnete mit entgegengesetzten Polaritäten an, wenn sie von den Kunden an den entsprechenden Verbindungsstellen angefahren werden. Diese in Möbelbaugruppen ungewöhnliche Verwendung von FIELD zeigt die Vorteile von Innovationen durch die Verwendung von Magneten in bestimmten Produkten, eine Option, die geprüft werden muss, wenn die Handhabung verbessert werden soll. Dies ist eine Innovation, durch die der niederländische Designer Benjamin Vermeulen seine ursprüngliche Idee in ein von IKEA patentiertes, erfinderisches Produkt verwandelte. Dies ist eine interessante Neuerung, aber es gibt einen schwerwiegenden Nachteil: Das Vorhandensein von Magnetfeldern in den so entworfenen Möbeln kann bei Schrittmachen Trägern aufgrund von 65 Interferenzen und Veränderungen, die durch das Magnetfeld an den Herzimplantaten hervorgerufen werden, lebensbedrohlich sein. Benutzer von Metallprothesen sollten diese Art von Möbeln auch nicht verwenden. Abb. 3.11 - Magnetische Verbindungen mit der Bezeichnung „MAG“ (Magnetic Assisted Geometry) - zum Zusammenbau von Möbeln durch den Kunden. Firma: IKEA (Flat Pack Series, entworfen von Benjamin Vermeulen). Referenz: https://www.core77.com/ → Klassifikation: III - Feld Zweck: Unterstützung des Benutzers bei der Montage von Teilen. Es gibt mehrere Beispiele, die dieser Tendenz folgen, dementsprechend sind die von Karen Gadd, Punkt 3.2, angeführten Evolutionsgesetze in Bezug auf die Nummer 24, Reduzierung menschlicher Eingriffe unter Verwendung magnetisch unterstützter Geometrie und anderer Geräte, wie sie zur zellulären Fixierung in Fahrzeugpaneelen verwendet werden, magnetisiert Schraubendreher usw. 3.7.2 - OORJA ÖKOLOGISCHER OFEN Das indische Unternehmen OORJA stellt diesen Ofen her, bei dem Biomasse in Form von Pellets aus pflanzlichen Abfällen verwendet wird, die beim Verbrennen in den Brennöfen ihrer Herstellung weder Rauch erzeugen noch die Umwelt verschmutzen. Das Unternehmen ist im Bereich der erneuerbaren Energien tätig, einschließlich der Herstellung von Brennstoffzellen für Automobil- und Industrieanwendungen. Nach Angaben des Unternehmens, "Der Brennstoff für Oorjas Kochöfen wird aus landwirtschaftlichen Abfällen wie Bagasse, Erdnussschalen oder Baumwollstängeln hergestellt. Es wird zu Pellets hoher Dichte gepresst und in Säcken von fünf, zehn oder fünfzehn kg verkauft. Der Oorja-Ofen verbrennt diese Pellets mithilfe eines innovativen 66 Vergasungsverfahrens effizienter. “ Mahesh Yagnaraman, Koordinator des Bereichs im Unternehmen, sagt: "Unser Ofen ist ein großartiges Beispiel dafür, wie Produkte zusammen mit dem Verbraucher hergestellt werden können, anstatt sie nur als Ergebnis unserer Belegschaft zu verkaufen." Diese letzte Aussage findet sich nicht nur unter den Grundlagen der Innovation in TRIZ, sondern ist auch ein Grundprinzip im Design Thinking, bei dem die Bedürfnisse des Kunden Vorrang haben. Abb. 3.12 - Ofen der indischen Firma OORJA, der Biomasse in Form von Pellets aus pflanzlichen Abfällen verwendet. → Rangfolge: Spektrum STAAT, Stufe II, Anzeige der gleichzeitigen Koexistenz von Flüssigkeit und Gas. In diesem Beispiel wird der Zwischenzustand von Abbildung 3.5 in den Evolutionstrends verwendet, in dem zwei Zustände, Flüssigkeit und Gas, Stufe II, nebeneinander existieren. Laut OORJA hat dieser Ofen mit zwei Dritteln der indischen Bevölkerung zu tun, die in Dörfern leben, und es wird geschätzt, dass 75% für ihren Lebensunterhalt in Regionen, die weit entfernt von Stromnetzen liegen, von der Landwirtschaft abhängig sind. Der Schwerpunkt von ORJA liegt auf der produktiven Nutzung erneuerbarer Energien sowie auf der Stromerzeugung für Haushalte mit niedrigem Einkommen in den Dörfern in Indien, die im Allgemeinen subventioniert wird, damit alle Einwohner davon profitieren können. Referenz: http://www.oorjasolutions.org/. 3.7.3 - MAGNETLAGER TRIZ-Empfehlung: Verwenden Sie elektrische, magnetische und elektromagnetische Felder, um mit dem Objekt zu interagieren. Magnetlager sind in vielen Maschinentypen unverzichtbar und tragen häufig ein rotierendes Objekt oder eine rotierende Welle. 67 Aufgrund der hohen Kosten sind häufig sorgfältige Untersuchungen der Vor- und Nachteile seiner Verwendung erforderlich. Abb. 3.13 - Strukturelles Schneiden eines Magnetlagers mit seinen Bestandteilen. Referenz: Industrial Mechanics. Evolution → Feld – Einstufung III Vor- und Nachteile der Verwendung von Magnetlagern: 1. Positive Aspekte: • Altshuller-Innovationsprinzip, Nr. 25 - Selbstbedienung: Keine Schmierung erforderlich, um Zeitverschwendung zu vermeiden. • Fetten Sie die Umgebung nicht ein und die Wartung wird reduziert. • Sie sind berührungslos, da die Magnetkraft verwendet wird, um das Objekt zu stützen, im Gegensatz zur Tendenz des Kontakts zweier Oberflächen. • Die magnetischen Eigenschaften der verwendeten Materialien sind sehr widerstandsfähig oder unempfindlich gegen Temperatur-, Druck- und Chemikalienänderungen. Daher können sie in sehr empfindlichen Anwendungen und unter extremen Bedingungen eingesetzt werden. 2. Negative Aspekte: • Ihre Kosten sind im Vergleich zu herkömmlichen Modell Lagern viel höher. • Komplexität erfordert technische Fähigkeiten und Fachkenntnisse, um sie zu installieren, für die nicht alle Personen qualifiziert sind. 68 3. Technische Überlegungen zum Betrieb: Die in Magnetlagern verwendete Magnetkraft kann je nach Feldbildung in zwei Kategorien unterteilt werden: Reluktanzkraft und Lorentzkraft. (*) Die magnetische Reluktanzkraft ergibt sich aus einem Permeabilitätsunterschied zwischen zwei Materialien, während die Lorentzkraft aus der Bewegung von Ladungen in einem Magnetfeld resultiert. Das aktive Magnetlager und das Permanentmagnetlager verwenden beide die Reluktanz kraft, da sie in Verbindung mit dem ferromagnetischen Material kommen. 3.7.4 - VERWENDUNG DER MAGNETORHEOLOGISCHEN WIRKUNG TRIZ-Empfehlung: Verwenden Sie ferromagnetische Partikel und ein variables Magnetfeld, um die Viskosität einer Flüssigkeit zu ändern. Dieses Beispiel zeigt, dass zwei verschiedene Zustände je nach den Umständen ihrer Verwendung im selben Produkt nebeneinander existieren können: Magnetorheologische Flüssigkeiten bestehen aus einem Öl mit magnetisierbaren Mikropartikeln in Suspension. Unter normalen Bedingungen ist das Fluid eine Flüssigkeit mit einer Viskosität wie die eines Schmieröls von Kraftfahrzeugmotoren. Wenn das Liquid der Wirkung eines Magnetfeldes ausgesetzt wird, wird es mit seiner veränderten Viskosität mit magnetisierbaren Partikeln innerhalb von Millisekunden praktisch fest. Und sobald es sich versteift, kann der Quasi-Feststoff in den flüssigen Zustand zurückkehren, sobald das Magnetfeld entfernt wird. Der Grad der Flüssigkeitsänderung hängt von der Stärke des angelegten Magnetfelds ab. 69 Abb. 3.14 - Dämpfer zum Ausgleich von Erdbeben mit rheologischer Flüssigkeit für Gebäude mit einer Länge von 1 m. Länge und Gewicht 250 kg. Referenz: https://pdfs.semanticscholar.org  → Repräsentation in der Innovation Logik: Die beiden Zustände können aufgrund der physikalischen Zustände der rheologischen Flüssigkeit koexistieren. Evolution: Simultane Koexistenz: Bedingte Beziehungen je nach Art der Arbeit. Jüngste innovative Anwendungen des magnetorheologischen Effekts sind intelligente Dämpfer, Rückkopplungen in Fly-by-Wire-Steuerungssystemen von Flugzeugen, pneumatische Steuerung, seismische Dämpfung und sogar in der Zahnprothetik. 3.8 – BEMERKUNGEN 3.8.1 - TRIZ und Zwangstheorie Die Zwangstheorie, (Theory of Constraints - TOC) hat an einigen Stellen einen Zusammenhang mit TRIZ. Von Eliyahu M. Goldratt in seinem Buch "The Goal" (11) von 1984 vorgestellt, wurde die Publizität und Führung hinter diesen Ideen hauptsächlich von Dr. Goldratt durch Bücher, Seminare und Workshops 70 ausgeübt. TOC soll Unternehmen dabei helfen, ihre Ziele kontinuierlich zu erreichen. Es basiert auf einer Reihe von Grundprinzipien (Axiomen), einigen einfachen Prozessen (strategische Fragen, Fokusstufen, Wirkung-Ursache-Wirkung) und logischen Werkzeugen (dem Prozess des Denkens), die durch logische Ableitung in bestimmten Bereichen wie Finanzen anwendbar sind Logistik, Projektmanagement, Personalmanagement, Strategie, Vertrieb, Marketing und Produktion. (*) EMI, Elektromagnetische Energie, ist die Energie, die eine unerwünschte Reaktion auf Geräte hervorruft und durch Funken in Motorbürsten, Leistungsschaltkreisen, induktiven und ohmschen Lastantrieben, Relaisantrieben, Schlüsseln, Leistungsschaltern, Leuchtstofflampen, Heizungen und Fahrzeugzündungen erzeugt werden kann, atmosphärische Entladungen und sogar elektrostatische Entladungen zwischen Personen und Geräten, Mikrowellengeräten, Mobilkommunikationsgeräten usw. All dies kann zu Änderungen wie Überspannung, Überspannungen, Transienten usw führen und die Auswirkungen in einem Kommunikationsnetzwerk können Auswirkungen haben. Dies ist in Branchen und Fabriken weit verbreitet, in denen EMI aufgrund des vermehrten Einsatzes von Maschinen (z. B. Schweißmaschinen), Motoren (CCMs) sowie Digital- und Computernetzwerken in der Nähe dieser Bereiche sehr häufig sind. Referenz: http://www.smar.com 3.9 – VERWEISE 1. GADD, Karen, TRIZ for Engineers, Ed. Wiley, 2011- UK. 2. MANN, Darrell, Hands on Systematic Innovation, IFR Press, 2nd. Edition, 2010 - England. 3. DEWULF, Simon, The Talent of the Product, The TRIZ Journal, June 10th, 2015. 4. KEELEY, Larry, Ten Types of Innovation - The Discipline of Creating Breakthroughs - Publisher DVS, SP, 2015. 5. OSTERWALDER, Alexander & PIGNEUR, Yves, Business Model Generation – Inovação em Modelos de Negócios, Ed. Alta Books, Rio de Janeiro, 2011. 6. AULIVE, Innovation Genetics. 7. ORLOFF, Michael A., "Modern TRIZ, A Practical Course with EASyTRIZ Technology", Ed. Springer, Berlin, Germany - 2012.RANTANEN, Kalevi & DOMB, Ellen, “Simplified TRIZ”- 2nd Edition, Auerbach Publications, 2008, USA. 71 8. DE BONO, Edward, Lateral Thinking – A Textbook on Creativity, Ed. Penguin Books, England, 1990. 9. SAVRANSKY, Semyon D., “Engineering of Creativity – Introduction to TRIZ Methodology of Inventive Problem Solving” – CRC Press, 2000 – USA. 10. GOLDRATT, Eliyahu & COX, Jeff, “The Goal: A Process of Ongoing Improvement” - Revised 3rd Edition, USA. 72 KAPITEL 4 - AUTOMATISIERUNG, ANTIZIPATION VON MASSNAHMEN UND SELBSTDIENST Inhalt: 4.1 DAS POST-IT: EINE UNBEABSICHTIGTE ENTDECKUNG 4.2 BEISPIELE FÜR HANDLUNGS VORAUSSETZUNG, PRINZIP NUMMER [10] IN TRIZ 4.2.1 ARBEITSSICHERHEIT: HANDLUNGSVORAUSSETZUNG IN EINEM RUSTIKALISCHEN INSTRUMENT 4.2.2 PATENT FÜR EINE HALBAUTOMATISCHE SISAL GINNER MASCHINE 4.3 PRINZIPIEN IM ZUSAMMENHANG MIT IDEALITÄTSTRENDS 4.4 MOLOK-BEHÄLTER: TRASH AUTOCOMPACTION-SCHNITTSTELLE 4.5 WENN WIRTSCHAFT UND INNOVATION ZUSAMMENGEHEN 4.6 FAZIT 4.7 ANMERKUNGEN 4.8 VERWEISE Bild - Campingzelt Quechua Decathlon, Pop-Up-Typ, für drei Personen, dessen herausragendes Merkmal das sofortige automatische Öffnen ist (zwei Sekunden). Referenz: https://www.decathlon.com.br 4 – ZIELSETZUNG Untersuchung von Produkten und Systemen, die den Prinzipien der Automatisierung, Antizipation von Maßnahmen und Selbstbedienung unter Berücksichtigung von Feedback und Informationen folgen. Die Darstellung in Abbildung 4.1 entspricht dem Spektrum, das den Trend zur Automatisierung veranschaulicht: Vom menschlichen Umgang zum → Halbautomatisches Handling zum → Komplett automatisch Abb. 4.1 - Entwicklungstrends vom Umgang mit Menschen zu einem vollautomatischen System in der 73 Innovation Logik. Feedback und Informationen beginnen auf Stufe II und können auf Stufe III in einer Vielzahl von Objekten und Systemen erkannt werden, z. B. in den in diesem Kapitel behandelten Produkten. 4.1 – DAS POST-IT: EINE UNBEABSICHTIGTE ENTDECKUNG Manchmal muss ein billiges Produkt, das zufällig entdeckt wurde, auf eine Anwendung warten. Unter einfachen innovativen Lösungen, die die erfinderischen Prinzipien nutzen, können wir die Erfindung von Post-it als Überwindung von Widersprüchen zitieren, etwas, das an der Grenze zwischen Paste und nicht Paste liegt, eine Entdeckung, die Arthur Fry von 3M Company das Recht gab, dazuzugehören in die National Inventors Hall of Fame. Abb. 4.2 - Arthur Fry, Erfinder von Post-it, Beispiel für vorläufige Maßnahmen in TRIZ. Bild: Public Domain, in https://pt.wikipedia.org/wiki/Art_Fry In Post-it können wir die folgenden erfinderischen Prinzipien hervorheben: • Prinzip [3] - Lokale Qualität. • Prinzip [4] - Symmetrieänderung (Asymmetrie): Nur auf einer Seite kleben • Prinzip [6] - Multifunktionalität: Produkt für verschiedene Verwendungszwecke wie Haftnotizen, Brainstorming-Sitzungen usw. • Prinzip [10] - Antizipation der Aktion (Voraktion, Voraussichtliche Vorbereitung): Das Material wird bereits mit vorbereitetem Klebstoff geliefert. • Prinzip [27] - Günstige Einwegartikel. Als Haftklebstoff für die Haftung wurde dieses Produkt Jahre zuvor von einem anderen 3MWissenschaftler, Spencer Silver, einem leitenden Chemiker in den auf weiche Klebstoffe spezialisierten 74 Central Research Labs von 3M, entwickelt, der damit zwei Oberflächen mit dünnen Acrylkugeln nur tangential klebte Punkte, nachdem er auch ein Spray entwickelt hatte, das 1968 für diesen Zweck verwendet werden sollte. Als Arthur Fry, ein weiterer 3M-Mitarbeiter, 1974 an einem Seminar teilnahm, stand er vor der Herausforderung, einige Änderungen an einer Musikpartitur festzuhalten. Er benutzte den weichen Kleber, ohne das Original zu zerstören, und ein Papier für Anmerkungen und mit geringer Haftung wurde angeeignet. Einige Tage später verwandelte Arthur Fry die Idee des Silver in einen kommerziellen Erfolg. Zum Teil durch Forschung und zum Teil durch Zufall führte die Schwelle zwischen Paste-and-Not-Paste zur brillanten Erfindung des Post-it, eines der meistverkauften 3M-Produkte. Diese Erfindung, die jahrelang ein Rätsel blieb, bis sie mehrere Anwendungen wie kurze Anmerkungen, Brainstorming-Sitzungen usw. hatte, ist ein Beispiel für abduktives Denken (**), das häufig im Design Thinking verwendet wird. Die Schaffung des Post-it brachte Arthur Fry einen Platz unter den brillanten Erfindern der amerikanischen Geschichte ein. Schauen wir uns zwei weitere Beispiele an, die in Bezug auf Innovation dem Prinzip von Nummer 10, Antizipation von Maßnahmen oder Vorbereitung, entsprechen: Das erste ist ein handgefertigtes Produkt und das zweite eine industrielle Kreissäge. 4.2 - BEISPIELE FÜR HANDLUNGS VORAUSSETZUNG, PRINZIP NUMMER [10] IN TRIZ 4.2.1 – ARBEITSSICHERHEIT: HANDLUNGSVORAUSSETZUNG IN EINEM RUSTIKALISCHEN INSTRUMENT Kompressor rollen und Kreissägen sind unterschiedliche Instrumente, haben jedoch gemeinsam, dass sie gefährlich zu bedienen sind und ihren Bedienern ein hohes Unfallrisiko bieten, was häufig auf den Verlust von Fingern und Händen der mit ihnen arbeitenden Personen zurückzuführen ist. Gefährliche Instrumente wie Sisal Ginners in Brasilien, sind für Verstümmelungen bei Tausenden von Betreibern verantwortlich, die durch ein Instrument verursacht werden, das sich seit den 1940 er Jahren nicht weiterentwickelt hat. In einigen Familien von Conceição do Coité, Bahia, arbeiten ein oder mehrere Opfer, die ihre Finger verloren haben, auch nach ihrer Opfergabe weiter an der Sisalernte, da sie keine Alternativen zum Überleben haben. In dieser Region arbeiten bescheidene Menschen Tag und Nacht unter prekären Bedingungen, wo 75 die von den Sisalverdünnern verstümmelten bereits mehr als 2.000 sind, ein Problem der industriellen Sicherheit, das jedoch in erster Linie sozialer Natur ist. Unser erstes Beispiel für die Antizipation von Maßnahmen ist eine rustikale und natürliche Lösung, eine Abdeckung, die an die Walzen dieser Kompressoren angepasst werden soll, ein sehr einfaches Instrument, das von Embrapa, einer landwirtschaftlichen Regierungsbehörde in Brasilien, entwickelt wurde. Es gilt als Sicherheitsschutzvorrichtung, die speziell für den Einsatz im Nordosten Brasiliens in Gebieten entwickelt wurde, in denen keine wirtschaftlichen Ressourcen zur Verfügung stehen, um Probleme der Arbeitssicherheit von Sisalarbeitern zu lösen. Obwohl es eine prekäre Lösung für ein rudimentäres Instrument ist, ist es eine praktische Lösung, die angesichts der Region, in der es entwickelt wurde, auch ihre Vorzüge hat. SISAL GINNERS BEISPIEL Abb. 4.3 - Lage der Stadt Conceição do Coité im brasilianischen Bundesstaat Bahia, deren überwiegende Mehrheit der Bevölkerung in der Sisalindustrie tätig ist. Die Zahl der von Unfällen betroffenen Arbeitnehmer ist eine der höchsten der Welt. Referenz: g1.globo.com Embrapa hat Unternehmer und Unternehmen ermutigt, Sicherheitssysteme für diese Entkörner zu entwickeln, und wie aus dem folgenden halbautomatischen Sisal-Gusher-Patent hervorgeht, wurde an der Aufforderung teilgenommen. 76 Abb. 4.4 - Von Embrapa entwickelter SisalGinner mit der Schutzhülle aus Holz, die in einem Ort in Paraiba, Brasilien, verwendet wird. Referenz: http://www.agencia.cnptia.embrapa.br 4.2.2 – PATENT FÜR EINE HALBAUTOMATISCHE SISAL GINNER MASCHINE Patent eines halbautomatischen Sisalverdünners, der von einer Gruppe von fünf brasilianischen Erfindern unter der Leitung von Armando Sá Ribeiro konzipiert und am 27.09.2011 unter der Registernummer MU 9000309-8 U8 veröffentlicht wurde. Eine teilweise Darstellung und Beschreibung sind unten wiedergegeben: 77 Abb. 4.5 - Patent Darstellung einer industriellen halbautomatischen SisalEntkörnungsmaschine. Referenz: https://www.escavador.com BESCHREIBUNG: SEMI-AUTOMATISCHE SISAL GINNER MASCHINE Ein Gebrauchsmusterpatent einer Extraktionsmaschine, die halbautomatisch unter Verwendung eines Fahrgestells (01) arbeitet, das aus Metallprofilen und einem Mobilitätssystem besteht und an dem der Motor (02), ein Aufschlusssystem und ein Beschickungssystem angebracht sind, das aufgebaut ist durch eine Achse (08), die über das Umkehr- / Umkehrsystem (10) das Drehmoment vom Motor an die Vorschubrolle (11) liefert, wobei eine Gummiförderrolle (12) gegen die Federvorschubrolle (13) mit einem Anschlag angetrieben wird (14) an einem Ende und am anderen Ende eine Stütz- und Antriebsstruktur (15), die eine Längsbewegung der Gummiwalze relativ zu den Stützsäulen (09) ermöglicht. Beim Betrieb dieses Systems legt der Bediener ein Blatt in den Umkehraktuator ein, der auf das Umkehrsystem einwirkt und das System veranlasst, das Blatt aufzunehmen. Am Ende des Hubs trifft die Hand auf den Aktuator, der bewirkt, dass das Blatt aus dem Inneren der Maschine ausgeworfen wird. Wenn das Blatt vollständig verlassen ist, dreht der Bediener das Blatt, um den Vorgang des Aufschlusses des Blattes zu beenden. " https://www.escavador.com 78 Das Prinzip Nr. 10 in der TRIZ in Bezug auf vorläufige Maßnahmen und Antizipationseigenschaften ist eine der am häufigsten verwendeten Sicherheitseigenschaften, die in gefährlichen Industrieanlagen zu finden sind, von den einfachsten bis zu den komplexesten, bei denen Komfort und Sicherheit wesentliche Eigenschaften und Betriebsanforderungen darstellen: a) Vorherige notwendige (teilweise oder vollständige) Änderung eines Objekts. 10. Vorbereitende Maßnahme b) Bereiten Sie Objekte im Voraus vor, damit sie von der besten Position aus zum Einsatz kommen und ohne Zeitverlust verfügbar sind. Bemerkung: Durch die Übertragung von Eigenschaften, eine der Säulen von TRIZ und unter Berücksichtigung des Sicherheitsschutzes, ist die Antizipation of Action, der Metallhandschuh, der von Metzgern verwendet wird, normalerweise in der rechten Hand, eine ausgezeichnete Lösung, die als sichere Ergänzung in verwendet werden kann der Fall von Sisalarbeitern. Ein vollständiger Schutz für den gesamten Arm, wie in Abbildung 4.6 dargestellt, ist eine einfache Vorsichtsmaßnahme, mit der mehrere Arbeitsunfälle vermieden werden können. Wir müssen beachten, dass solche Handschuhe, die in vorbeugenden Situationen verwendet werden, für die Arbeit mit einer Vielzahl gefährlicher Aktivitäten verwendet werden können und nicht nur von Tischlern und Kreissägenbedienern verwendet werden können, sondern auch von Personen, die Metallbearbeitungsmaschinen und -abfälle bedienen. Abb. 4.6 - Fünf-Finger-Sicherheitshandschuh aus Stahlgitter, der bis zur Schulter des Benutzers reicht, aus Edelstahl-Chrom-Nickel, mit verstellbarem Verschluss durch Metallklammern und einem Befestigungsgurt um den Körper. Quelle: https://www.conserluvas.com.br Wenn die Standardhandschuhe von Metzgern zu kurz sind, sind flexible Metallhandschuhe, die bis zu den Schultern des Arbeiters reichen, eine kostengünstige Lösung, um in ähnlichen Fällen die Sicherheit zu erhöhen. 79 4.3 – PRINZIPIEN IM ZUSAMMENHANG MIT IDEALITÄTSTRENDS (1) Die Antizipation von Maßnahmen und Automatisierung kann bei der Gestaltung vieler Produkte, Dienstleistungen und Aktivitäten wahrgenommen werden und bietet die folgenden Vorteile: a) WENIGER SCHÄDEN ODER VERLETZUNGEN Zu den wichtigsten Aspekten bei Konsumgütern zählen diejenigen, die sich auf ihre Verwendbarkeit, weniger Umweltschäden sowie wirtschaftliche und soziale Aspekte beziehen. Obwohl die Kosten ein wichtiger zu berücksichtigender Faktor sind, untersuchen die Menschen auch, ob das Produkt, das sie kaufen, sicher ist, ob es Menschen und Tieren schaden kann, gesundheitsschädliche Elemente in seiner Zusammensetzung, Haltbarkeit und Qualität enthält. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass wir ein Produkt heute als ein Beziehungssystem betrachten müssen, um zu verhindern, dass es von Wettbewerbern durch Reverse Engineering oder weniger ausgefeilte Methoden kopiert wird. Als Beispiel können wir einige Nike-Sneaker nennen, die Prozessoren enthalten, die in der Lage sind, die Schritte des Benutzers, die zurückgelegten Wege, die Auswertung der Daten zu körperlicher Anstrengung, Kalorienverlust usw. zu zählen, damit diese Informationen weitergegeben werden das Internet. Auf diese Weise wird es schwierig, das Produkt nachzuahmen. b) MEHR KOMFORT Gibt es Gründe, warum dieses oder jenes Produkt gekauft werden sollte? Welche Alternativen bietet der Markt hinsichtlich Kosten, Zahlungsart, guter Qualität gegenüber Konkurrenzprodukten, Lieferzeiten und Transportkosten? c) ZUGÄNGLICHKEIT ODER ERGONOMIE Diese dritte Perspektive der Wertschöpfung besteht darin, wie wir mit dem Produkt, seiner Benutzerfreundlichkeit oder Ergonomie interagieren können. Das erste, was die Leute wissen wollen, ist, ob es einfach zu bedienen, angenehm, sicher und leistungsfähig ist. 80 Können wir ein Produkt wie ein Sofa verbessern, billiger machen oder es auch als Bett verwenden? Könnten wir eine Couch mit Schubladen zur Aufbewahrung von Bettwäsche verwenden? Selbstorganisation ist ein wichtiges Merkmal vieler heute kommerzialisierter Produkte. Betrachten wir ein Beispiel für die vollständige Automatisierung eines Zeltes, das ohne Automatisierungsmerkmale von einer Person, die auf einer Exkursion Schutz suchen möchte, lange Zeit in Anspruch nehmen würde. 4.3.1 - ZUGÄNGLICHKEIT UND SELBSTMONTAGE EINES CAMPINGZELTES Das Quechua-Campingzelt, dessen Image in der Einleitung dieses Kapitels zu sehen war, ist Vorreiter in Sachen Montagefreundlichkeit, nachdem es den Slogan "Die einfache Montage in zwei Sekunden" übernommen hat. Abb. 4.7 - Campingzelt Quechua, Modell "Pop-Up", vollautomatisch zum Öffnen und Schließen. Quelle: http://tente.quechua.com Es ist ein Modell der Zeitreihe "Pop-Up", das zum Öffnen keine Schnittstelle benötigt: Werfen Sie es einfach hoch, das sich beim Herunterfallen automatisch öffnet, wenn es auf den Boden fällt. Wir können auf YouTube sehen, wie man dieses Zelt ohne Anstrengung öffnet und schließt: https://www.youtube.com/watch?v=o1MHuwLBcwE Zum Schließen wird nur das Seil an der Seite des Zeltes gezogen und es wird sich leicht verbiegen: Es sind buchstäblich 2 Sekunden zum Öffnen und 15 Sekunden zum Schließen. Um die Eigenschaften dieses Zeltes in "Familiengröße" zu sehen, klicken Sie auf diesen Link: Family. Für Patente auf dieses Produkt besuchen Sie bitte Google Patents unter: https://patents.google.com/patent/JP4857277B2 81 Abb. 4.8 - Erstes von fünf veranschaulichenden Bildern des Quechua-Zeltpatents JP2007540668A (aktiv am 03.03.2021) gemäß dem angegebenen Link. 4.3.2 – SEMI-AUTOMATISCHE FALTGARAGE Analog dazu werden die gleichen Prinzipien in größeren Zelten wie einer Auto- oder Motorradgarage verwendet, wie wir in Abbildung 4.9 sehen können, die ein halbautomatisches Carportzelt zeigt. Abb. 4.9 - Halbautomatischer hydraulischer zusammenklappbarer Carport-Parkplatz der Marke AISHIFA, hergestellt in China. Quelle: Ebay7.com→ Trend: Halbautomatisches Handling, Ebene II 4.3.3 - AUTOMATISCHES ZELT FÜR MÜGENSCHUTZ Das beschriebene Quechua-Zelt, das im Allgemeinen außerhalb des Hauses und auf dem Feld verwendet werden soll, ist nicht das einzige Produkt, das denselben oder einen ähnlichen Mechanismus verwenden kann, um sofort aufgeblasen und einsatzbereit zu sein. In Anbetracht der Übertragung von Eigenschaften in TRIZ können wir mehrere patentierte Produkte identifizieren, die dieselben Prinzipien anwenden, wie das Zelt in den Abbildungen 4.10.a und 4.10.b, eine Erfindung, die in Schlafzimmern für den nächtlichen Insektenschutz installiert werden soll. 82 Das Zelt verfügt auch über einen automatischen Mechanismus zum Öffnen und kann nach einem erholsamen Schlaf leicht geschlossen und aufbewahrt werden. Dies ist auch ein Zelt, das für Regionen geeignet ist, in denen die Ausbreitung von Mücken im Sommer endemisch ist, wie ein Strandurlaub oder ein Aufenthalt auf dem Land, und das problemlos im Kofferraum eines Autos transportiert werden kann. https://www.jumia.co.ke. Abbildungen 4.10.a und 4.10.b - Übertragung von Eigenschaften: Selbstöffnendes Mückenschutzzelt, das von allen Altersgruppen genutzt werden kann. Es ist ein Produkt wie das vorherige Quechua-Zelt und besteht aus Polyester, wobei auch Edelstahldraht für eine starre Struktur verwendet wird. Sehen Sie mehr in https://www.jumia.co.ke. 4.3.4 - GOODYEAR AUTO AUFBLASBARER REIFEN Betrachten Sie den Fall einer kritischen Lösung für die Autoreparatur, die für den Goodyear-Reifen gilt und einfacher zu untersuchen ist, indem Sie das Werkzeug und das Objekt (Reifenstraße) von allen anderen Komponenten eines Lastwagens wie elektronischen Systemen trennen, Lichter usw., die den Zustand des Reifens in der Fahrerkabine anzeigen. Die Isolierung eines Objekts ist manchmal erforderlich, wie in diesem Beispiel, um das System für das Studium einfacher zu machen. "Das Wartungssystem wird vom Reifen selbst angetrieben, wenn er die Straße hinunterrollt", sagt JeanClaude Kihn, technischer Leiter von Goodyear, in der Zeitschrift Popular Mechanics veröffentlichten 83 Bericht (https://www.popularmechanics.com/cars/a7342/how-it-works-self-inflating-tire/). Der Prozess umfasst 4 Schritte, wie im Bericht beschrieben: 1. Einlass: Luft, die in den Einlass eintritt, füllt ein kleines Hochdruckrohr, das die Felge umgibt. 2. Big Push: Luft wird durch Bodendruck auf einen niedrigen Reifen durch den Schlauch gedrückt. 3. Aufpumpen: Der Reifendruck normalisiert sich wieder, wenn Luft durch das Auslassventil gefüllt wird. 4. Entlüftung: Überschüssige Luft entweicht durch die Einlassöffnung. Abb. 4.11 - Goodyear-Reifen, der sich selbst füllt und seinen eigenen Druck reguliert, indem er die Luft ansaugt, während sich das Fahrzeug bewegt. Referenz.: https://gizmodo.com Eigenschaft: Vollautomatischer Griff. Diese Innovation zur Reduzierung der Verschleißkosten von leeren und nicht kalibrierten Reifen steht derzeit nur Unternehmen zur Verfügung, die Flotten von Fahrzeugen wie Lastkraftwagen und Bussen besitzen. Die Betriebskosten der Flotte könnten erheblich gesenkt werden, wodurch ein vorzeitiger Reifenverschleiß vermieden wird. Ein ähnliches Verfahren wurde zum automatischen Befüllen eines Fahrradreifens verwendet: Abb. 4.12 - Aktion in Intervallen: Erstellen Sie ein System, das Autokorrekturen durchführen kann. Die obige Symbologie ist die gleiche, die bei der Klassifizierung von Twenty Properties verwendet wird, um Probleme in der Innovation Logik ™ zu lösen. Auch vollautomatischer Griff. 84 In Abbildung 4.12.a selbstaufpumpender Fahrradreifen des Erfinders Benjamin Krempel, dessen Patentbeschreibung unten angegeben ist: "Luft wird aus der Atmosphäre durch ein Einwegventil abgezogen, das auf dem Ventil Schaft sitzt. Anstatt direkt zum Innenrohr zu gelangen, tritt die Luft jedoch in ein Ende des Rohrpumpenmechanismus ein, der entlang des Außenrohrs verläuft Umfang des Hauptschlauchs. Wenn der Reifen gegen den Boden rollt, wird der Pumpmechanismus komprimiert, wodurch Luft in den Schlauch gepresst wird. Das Fehlen von Luft im Pumpmechanismus erzeugt einen Vakuumeffekt, der mehr Luft durch das Ventil anzieht." Referenz: moreinspiration.com Diese beiden Fälle veranschaulichen anschaulich einige Fragen, die wir uns stellen müssen, wenn wir mit ähnlichen Situationen konfrontiert sind, in denen etwas Neues aus Vorhandenem geschaffen werden muss, um eine erfolgreiche Innovation zu erzielen: • Was ist die Benutzeroberfläche? Können wir es einfacher, angenehmer und ein verbessertes Design machen? • Was kann eine bessere Erfahrung für den Benutzer sein? Nach den Prinzipien von TRIZ geht idealerweise die Schnittstelle auf null und das System auf AUTO: Autoreparatur, Selbstregulierung, Autopilot, Autoschmierung, Selbstreinigung, Selbstkoordination, Auto-etwas, wie Automatik und Remote-Reifenfüllung. Moderne LCD-Digitaldruckmesser, bei denen Sie jederzeit den Reifendruck voreinstellen und den Reifen aufpumpen können, haben sich durchgesetzt. Die meisten nutzen zum Aufladen den fahrzeugeigenen USB-Anschluss, der mehreren Innovationsprinzipien entspricht. Diese Geräte liegen zwischen der oben beispielhaft beschriebenen vollständigen Automatisierung und dem mühsamen Gang zu einer Reifenwerkstatt oder Tankstelle, um den Reifen aufzufüllen oder zu reparieren. Eine weitere traditionelle Innovation in diesem Bereich sind die Runflat Bridgestone-Reifen für BMWFahrzeuge, die bei einer Reifenpanne die Undichtigkeit automatisch beheben und das Fahrzeug rund 120 km bis zur nächsten Werkstatt fahren lassen. 85 Abbildung 4.12.b: Modernes tragbares Gerät zum Aufpumpen und Kalibrieren von Reifen, das zum Aufladen einen USB-Anschluss verwendet. Referenz: https://foreveroutlet.com.br ÜBUNG: Führen Sie eine Schreibtisch Recherche durch und beschreiben Sie zwei verschiedene Methoden, um einen Reifen während der Fahrt automatisch aufzupumpen. 4.4 – MOLOK-BEHÄLTER: TRASH AUTOCOMPACTION-SCHNITTSTELLE Das Geschäft von Molok ist die Entwicklung von Containern, die für die Müllsammlung teilweise in den Boden eingetaucht werden, wie in Abbildung 4.13 gezeigt, wenn nur 40% des Containers zu sehen sind, ohne dass die Sicht und die Installation die Umwelt beeinträchtigen. Diese Container folgen dem von TRIZ empfohlenen Prinzip der Selbstbedienung, bei dem die Schwerkraft die Arbeit erledigt. Die Erfindung folgt auch der Empfehlung, dass wir den Raum (in diesem Fall 3D) um das Objekt als verfügbare Variable sorgfältig analysieren müssen. Abb. 4.13 – Aufbau eines Molok-Containers. Automatischer Abfallgriff, http://www.tecnologistica.com.br Das Unternehmen Molok wurde 1990 in den USA gegründet und später mit Niederlassungen in 86 mehreren Ländern, darunter Brasilien, ausgebaut. Dies ist auch ein Beispiel, über das Rantanen & Domb in Simplified TRIZ auf Seite 2 berichtet haben. Der Müll wird im Container deponiert und die Schwerkraft sorgt für seine Verdichtung ohne menschliches Eingreifen unter den von TRIZ, empfohlenen Selbstwirksamkeits- und Selbstreinigungsbedingungen. Abb. 4.14.a und 4.14.b - Container für städtischen Müll der Firma Molok, die der Umwelt nicht schaden. Bei der Gestaltung dieses Produktes wurden die verwendeten Ressourcen in seiner Nähe gewonnen, wobei der Widerspruch hinsichtlich der Sichtbarkeit des Containers aufgelöst wurde, erreicht durch die Nutzung der im Untergrund verfügbaren Raumressourcen. Das Innere des Behälters ist mit biologisch abbaubarem Material bedeckt, das im gefüllten Zustand die Entsorgung von Abfällen durch ein mit einer Winde ausgestattetes Förderfahrzeug ermöglicht. Im Allgemeinen werden Bereiche in der Nähe des Standorts landschaftlich gestaltet, und in der Nähe des Depots wird aufgrund der niedrigeren Temperaturen, bei denen sich die Trümmer ablagern, wenn sie durch Schwerkraft tiefer in den Behälter eindringen, kein Geruch ausgeatmet. In einer Analyse nach klassischer TRIZ wurden in diesem Produkt die folgenden Prinzipien für Innovation verwendet: EIGENSCHAFT EMPFEHLUNG 3. Lokale Qualität a) Ändern Sie die Struktur des Objekts (die äußere Umgebung, äußere Einflüsse) von derselben zu einer anderen. b) Verschiedene Teile eines Objekts haben unterschiedliche Funktionen. c) Jedes Objekt sollte unter Bedingungen existieren, die seinen Funktionen am besten entsprechen. 87 d) Übergang von ähnlicher zu einer anderen Struktur, damit jedes Teil seine Funktion unter den besten Bedingungen erfüllen kann. 17. Dimensionalität Änderung, a) Ein Objekt wird so geformt, dass es sich bewegen kann oder wird Übergang in eine andere nicht nur linear, sondern auch zweidimensional, also auf einer Dimension Fläche, platziert. Es ist auch möglich, den Übergang von einer Fläche in einen dreidimensionalen Raum zu verbessern. b) Bauen Sie auf mehreren Etagen; kippen oder drehen Sie das Objekt auf die Seite; die Rückseite des betreffenden Einwegraums verwenden. c) Optische Strahlen, die auf einen benachbarten Raum oder die Rückseite des gegenwärtigen Raums treffen. 25. Selbstbedienung c) Das Objekt bedient sich mit Hilfs- und Reparaturfunktionen (I); d) Abfall (Energie, Material) wiederverwenden. 7. Verschachtelte Puppe (Verkapselung, "Matroschka") e) Ein Objekt befindet sich in einem anderen Objekt, das sich auch in einem anderen befindet, usw. f) Ein Objekt läuft durch einen Hohlraum in einem anderen Objekt. 20. Kontinuität nützlicher a) Eliminieren Sie Leerlaufzeiten und Unterbrechungen, damit alle Maßnahmen Teile eines Objekts mit voller Kapazität funktionieren (II). 28. Mechanische a) Ersetzen statischer Felder durch dynamische Felder, von Wechselwirkung Substitution zeitlich festen zu flexiblen Feldern, von unstrukturierten Feldern (Verwendung von Feldern) zu Feldern mit einer bestimmten Struktur. (III) (I) Selbstbedienung: Der Schmutz wird durch die Schwerkraftwirkung tiefer in den Behälter eingelagert. (II) Die Materialverdichtung erfolgt automatisch ohne menschliches Eingreifen, kontinuierlich und ohne Unterbrechung, bis eine vollständige Kompression erreicht ist. (III) Hier wurde das Gravitationsfeld verwendet, eine kostengünstige Ressource, die überall und mit spezifischer Struktur vorhanden ist. 4.5 – WENN WIRTSCHAFT UND INNOVATION ZUSAMMENGEHEN 88 Wirtschaftliche Innovation ist in vielen Branchen wichtig. Oft wird der Trend zu weniger übernommen, Mehrwert durch reduzierten Aufwand bei Beibehaltung der Funktionalität geschaffen. Viele Menschen bevorzugen es, Qualität zu einem niedrigeren Preis zu opfern. Aber wenn es um Konsumgüter und Dienstleistungen geht, ist ein niedriger Preis nicht immer eine bequeme Wahl. Wie bereits erwähnt, können andere Faktoren auf dem Spiel stehen, wie die Garantiebedingungen, die Ratenzahlung, ob das Produkt dem Benutzer, der Umwelt schaden kann und ob es ökologisch korrekt ist. Beispiele für erfolgreiche Unternehmen im Dienstleistungs- oder Einzelhandel sind eine Garantie für ein gutes Produkt, aber auch Zahlungen durch Leasing oder gemessene Nutzung können die Kaufentscheidung beeinflussen. In vielen Ländern gibt es Dienstleistungen in Bezug auf die private Miete eines neuen Autos, die jeden Monat oder jedes Jahr bezahlt werden können, ohne dass eine Lizenzgebühr an die Regierung gezahlt werden muss, eine Versicherungspolice abgeschlossen werden muss und die Kosten für die Fahrzeugwartung anfallen können unter der Verantwortung des Vermieters. Viele Leute bevorzugen preiswerte oder völlig kostenlose Produkte, und im Bereich Computersoftware sind Präferenzen in Bezug auf freie Software wie Microsoft Windows 10 für Heimanwender und die werkseitig auf jedem Standard-PC installiert sind, ein wichtiges Merkmal, das es zu berücksichtigen gilt. Mit mehreren Softwareangeboten, die das Hauptprodukt ergänzen, ohne Gebühren zu erheben, tragen Anwendungen wie Microsoft Skype und das Visual Studio-Programm, die beide kostenlos für die Nutzung durch Unternehmen kostenlos sind, zu einem positiven Windows-Erlebnis bei. Hier können wir auch das Betriebssystem Linux erwähnen, Open Source und ohne dass Gebühren oder Lizenzen für die Nutzung gezahlt werden müssen, ein hervorragendes System, das eher von OpenSource-Liebhabern verwendet wird. 89 Abb. 4.15 - Die Wochenzeitschrift Pampulha, herausgegeben von Sempre Editora. Dies ist eine kostenlose Zeitung, die sonntags im Umlauf ist und die Vertriebslogistik ihres älteren Bruders „O TEMPO“ nutzt, um den Vertrieb in mehr als 400 Städten des brasilianischen Bundesstaates Minas Gerais zu finanzieren. Als maximal vorstellbarer Wert wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Trends sind kostenlose Wochenzeitungen, die am Ende der Woche in Bus- oder U-Bahn-Stationen verteilt werden, üblich. In Belo Horizonte, Brasilien, wurde die von Werbetreibenden finanzierte Zeitung Pampulha mehr als zwanzig Jahre lang jeden Samstag kostenlos zu Hause verteilt. In einigen Computeranwendungen, dem bekannten Antivirus AVAST, kann eine Klausel im Kaufvertrag der Basissoftware durch Hinzufügen eines sogenannten Add-Ons geändert werden und der Kunde kann dann dazu gebracht werden, mehr für das Produkt zu bezahlen oder Service, was später in ihre Bedürfnisse integriert werden kann, zum Beispiel wie man verhindern kann, dass die IP (Internetadresse) des Benutzers öffentlich bekannt wird. Diese Art von Add-on ist auch bei Reisen von bestimmten Fluggesellschaften üblich, die für erhöhten Sitzkomfort, bevorzugten Standort oder eine zusätzliche Mahlzeit während des Fluges Gebühren erheben. Für einen breiten Umfang ihrer Dienstleistungen ist eine zusätzliche Zahlung erforderlich. Idealerweise gehen die Kosten für Produkte und Prozesse, die teilweise kostenlos angeboten werden, wie Open-Source-Computerprogramme oder als Anwendungen wie Acrobat Reader, die kostenlos zum Lesen von PDFs sind, aber Gebühren für andere Dienste, wie Microsoft Word. Maximaler Mehrwert wird durch wirtschaftliche Innovation und kostenlose Geschäftsmodelle wie die Metro-Zeitung (METROpolitan) geschaffen, die in 23 Ländern zirkuliert und 18 Millionen Leser erreicht! 90 Erinnern wir uns an einen anderen Fall, in dem für das Unternehmen belastende Kosten an die Kunden weitergegeben werden, den des IKEA-Möbelherstellers, den wir bereits in Kapitel 3 besprochen haben, der immer niedrigere Preise als Wettbewerber anbieten kann. Bei all diesen Dienstleistungen oder Produkten fallen die Kosten idealerweise auf das Produkt oder Verfahren, das teilweise kostenlos angeboten wird, beispielsweise als Open-SourceComputerprogramme oder als Anwendungen zur Katalogisierung von Innovationen, was die Patentrecherche erleichtert.“ (2) Wir müssen hervorheben, dass die europäische Patentanmeldungswebsite Espacenet.com ungefähr dasselbe tut, ohne dass der Benutzer bezahlen muss. Mit der Möglichkeit, Patentaufzeichnungen in jede Sprache zu übersetzen, ermöglicht die Site die sofortige Untersuchung ihrer riesigen Patentdatenbank, aber bei bestimmten angebotenen Dienstleistungen wie Kursen und spezifischen Schulungen müssen die Benutzer bezahlen. 4.6 – FAZIT Kurz gesagt, erinnern wir uns an das, was wir über die IDEALE LÖSUNG gesagt haben: "Idealerweise geht die Schnittstelle auf null, und das System geht auf AUTO: Autoreparatur, Selbstmontage, Selbstregulierung, Autopilot, selbstschmierend, selbstreinigend, selbstkoordinierend." Ein Beispiel für diese ideale Lösung ist das oben in Punkt 4.7 zitierte Patent von Goodyear. In den Evolution Eigenschaften SPEKTRUM erkennen wir die Tendenz zur Automatisierung: Vom menschlichen Umgang zum → halbautomatischen Umgang zum →vollautomatischen Abbildung 4.16 – Evolutionstrends von der menschlichen Handhabung zur Vollautomatik. Das ultimative Beispiel für Selbstbedienung durch Softwarenutzung war die kürzliche Landung der NASA-Raumsonde Perseverance auf dem Mars, die ohne Echtzeitbefehl alle automatischen Einsätze ihrer Landung auf Marsboden nach einer Reihe komplexer Manöver ohne menschliches Eingreifen. 4.7 – ANMERKUNGEN 91 (*) „Radioaktivität wurde im 19. Jahrhundert 1896 vom französischen Physiker Antoine Henri Becquerel entdeckt. Nach mehreren Studien (und an einem bewölkten Tag!) lagerte Becquerel einen Uranstein zusammen mit einer Fotoplatte in einer Schublade erkannte, dass die fotografische Platte vom Stein befleckt war, und schloss daraus, dass Strahlung keine Lichtwirkung ist, sondern die strahlungsemittierende Eigenschaft einiger Elemente, wie zum Beispiel Uran." Quelle: http://www.mast.br (**) ... "Das Problem zur Lösung gefunden" - Diese Art von Verfahren ist typisch für Design Thinking. Es ist der Gebrauch von ABDUKTIVEM Denken, auf der Suche nach einem Problem, um die Lösung, die Sie haben, anzupassen. Seine Logik ist die Umkehrung des INDUKTIVEN Denkens, das in den meisten Fällen bei der Suche nach einer Lösung eines Problems üblich ist, was hauptsächlich in der Geometrie, Algebra und hier in TRIZ. 4.8 – VERWEISE 1. CREAX, Innovation Genetics – Kreativität für Innovation: Trainingspublikation. https://slideplayer.com/slide/6953475/ 2. RANTANEN, Kalevi & DOMB, Ellen, Simplified TRIZ, Auerbach Publication, 2nd. Ed., 2008, USA. 3. DIVA, Innovation Logik, in http://www.triz-journal.com 4. AULIVE, consulting firm of Simon Dewulf, www.aulive.com 5. AULIVE, 846 of the Best Websites on the Web About Creativity and Innovation. 6. DEWULF, Simon, “Innovation Logik: Variation of Properties for New or Improved Functions, A Base for Connect and Develop”. 7. MANN, Darrell, Hands on Systematic Innovation, IFR Press, 2nd. Ed. England, 2007. 8. CAMERON, Gordon: TRIZICS, Teach Yourself TRIZ - How to Invent and Solve “Impossible Technical Problems Systematically”, Ed. Create Space 2010, USA. 9. ORLOFF, Michael, Modern TRIZ, A Practical Course with EASyTRIZ Technology, Ed. Springer, 2012, Berlin, Germany. 10. ORLOFF, Michael, ABC-TRIZ - Introduction to Creative Design Thinking with Modern TRIZ Modeling, Ed. Springer, 2017, Berlin, Germany. 92 11. NOBREGA, Clemente & LIMA, Adriano, “Não Precisa Ser Um Gênio”, Veröffentlicht von Época & Negócios, 2010. 12. The TRIZ Journal – Contradiction Matrix and the 40 Principles. 13. Wikipedia: Transschriften gem Creative Commons. 93 KAPITEL 5 – CHEMISCHE UND PHYSIKALISCHE WIRKUNG DATENBANKEN Inhalt 5.1 EINFÜHRUNG 5.2 UNTERSUCHUNG ÜBER EIGENSCHAFTEN EINES OBJEKTS 5.2.1 ACHT SPEKTRUM-EIGENSCHAFTEN FÜR EIN GLAS 5.2.2 IN BESTIMMTEN FÄLLEN IST ES BESSER NICHT ZU HABEN 5.3 ACHT SPEKTRUM-EIGENSCHAFTEN FÜR EIN GLAS, DARGESTELLT IN TABELLE 5.3 DURCH DIE DNA-VARIATION 5.3.1 IN BESTIMMTEN FÄLLEN IST ES BESSER NICHT ZU HABEN 5.4 BEMERKUNGEN 5.4.1 LUMIFY: TRAGBARES ULTRASCHALLGERÄT, DAS IN EINEM HANDY FUNKTIONIERT 5.4.2 ENTWICKLUNG VON SCHEIBENREINIGER FÜR AUTOS, BOOTE, FLUGZEUGE USW. 5.4.3 FAHRRAD- UND MOTORRADHELME: UNSICHTBARER SCHUTZ 5.4.4 ENTFERNEN VON SCHMUTZ UND ERHALTEN SAUBERER KLEIDUNG OHNE WASCHMITTEL 5.4.5 SANYO WASCHMASCHINE, DIE KEIN SEIFENPULVER VERWENDET 5.4.6 DOLFI WASCHMASCHINE 5.5 VERWEISE Bild: Annäherung an Idealität: GE Ultrasound, ein tragbares medizinisches Gerät, das neue Möglichkeiten und Mobilität für Innovationen in der medizinischen Diagnostik schafft. Ref. http://www3.gehealthcare.com.au 5 – ZIELE 94 In diesem Kapitel werden wir Beispiele für die Produktentwicklung in Bezug auf verschiedene Ansätze zur Idealität sehen und lernen, wie man eine Untersuchung zur Lösung eines Problems unter Verwendung einer Datenbank von Creative Effects durchführt. 5.1 – EINFÜHRUNG Eine klassische Übung in TRIZ, die an einem Ort empfohlen wird, an dem ein Dutzend Menschen zum Brainstorming versammelt sind, besteht darin, ein Glas Wasser auf den Tisch zu stellen und zu fragen, auf wie viele Arten es möglich ist, das Glas zu leeren, ohne es zu berühren oder zu bewegen Tabelle. In einer begrenzten Gruppe wie dieser können nach etwa fünf Minuten zwölf bis zwanzig Vorschläge erscheinen. Mit ziemlicher Sicherheit werden die angegebenen Lösungen von unseren täglichen Gewohnheiten bei der Lösung von Problemen inspiriert sein, und es kann sogar vorkommen, dass jemand vorschlägt, darauf zu warten, dass das Wasser nach einigen Tagen verdunstet. Nach Karen Gadd, in "TRIZ for Engineers''' 1, S. 33, "Die Lösungen variieren je nach technischer Ausbildung oder Schulung der Teilnehmer: Biologen werden an Pflanzen und Tiere denken, um das Problem zu lösen, Ingenieure werden an externe Kräfte und Felder and so weiter." Höchstwahrscheinlich beziehen sich die vorgeschlagenen Lösungen auf die VERDAMPFUNG oder HEIZUNG der Flüssigkeit, werden jedoch durch das oberflächliche Wissen oder die Annahmen der Teilnehmer über das untersuchte Problem begrenzt. Die in TRIZ verwendete Lösung ist anders: Sie basiert auf der Untersuchung des freien und uneingeschränkten globalen Wissens, das in den Datenbanken für physikalische und chemische Effekte verfügbar ist, die mit Altshuller durch Patentstudien katalogisiert wurden. Online-Registrierungen und Anfragen an Patentdatenbankdienste wie Google oder Espacenet zur Lösung solcher Probleme können heute auf 120 Millionen patentierter Produkte zugreifen, eine phänomenale Quelle kreativer Ideen, die zu Altshuller Zeiten nicht existierte. (*) 5.2 – UNTERSUCHUNG ÜBER EIGENSCHAFTEN EINES OBJEKTS Zurück zu unserer Ausgangsfrage zu einem Glas Wasser auf dem Tisch: "Wie können wir das Wasser aus dem Glas entfernen, ohne das Glas zu berühren oder den Tisch zu bewegen?" 95 Bereiten Sie es richtig vor, damit die Abfrage klarer und in eine einfachere, strukturiertere und allgemeinere Frage umformuliert werden muss: Frage: "Welche Funktion wollen wir"? Antwort: „Eine Flüssigkeit bewegen“. Kurz gesagt: (Funktion) → Wie können wir eine Flüssigkeit bewegen? So einfach wie möglich und ohne Kenntnisse über Business Intelligence oder Data Mining und nur auf Datenbanken zu physikalischen und chemischen Effekten im Internet wie www.productioninspiration.com/ oder dem Learning Center von Oxford Creative, https://www. triz.co.uk/triz-effects-database finden wir eine ziemlich große Anzahl von Verfahren, um eine Flüssigkeit zu bewegen, weit über alle Brainstorming-Ideen hinaus, etwa 100 Effekte, die nur auf diesen Fall anwendbar sind! In der englischen Oxford Creativity Effects Database zum Beispiel mit der Abfrage „How can we move a liquid?“ (Wie können wir eine Flüssigkeit bewegen?) fanden wir 133 Vorschläge zu diesem Problem: • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Absorption (physical) Acoustic Cavitation Acoustic Radiation Pressure Adsorption Advection Aerosol Angular Momentum Angular Momentum Conservation Ant bubble Archimedes' Principle (Buoyancy) Barus Effect Bernoulli Effect Boiling Boundary Layer Brownian Motion Bubble Capillary Action Capillary Condensation Capillary Evaporation Capillary Pressure Capillary Wave Effect Cavitation Centrifugal Force Coanda Effect Coffee Ring Effect Colloid Compression • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Entrainment • Entropic Explosion • Evaporation • Explosion • Faraday Wave • Ferromagnetism • Flow Separation • Fluid Hammer • Flutter • Force • Forced Convection • Free Convection • Gel • Gravitation • Gravitational Convection (non- • heat) • Harmonic Oscillator • Hydraulic Jump • Hydrodynamic Cavitation • Impact Force • Inertia • Ionization • Jet • Kármán Vortex Street • Kaye Effect • Kelvin-Helmholtz Instability • Leidenfrost Effect • Lorentz Force • Lotus Leaf Effect • Ostwald Ripening Pascal's Law Permeation Photophoresis Piezoelectric Effect Porosity Pressure Gradient Rayleigh-Bénard Convection Rayleigh-Taylor Instability Reaction (physics) Resonance Reverse Diffusion Reverse Osmosis Richtmyer-Meshkov Instability Shock Wave Solvation Sorption Sound Stokes Drift Suction Super cavitation Superfluidity Surface Acoustic Wave Surface Tension Temperature Gradient Thermal Contraction Thermal Expansion Thermo-capillary Convection Thermomechanical Effect 96 • • • • • • • • • • • • • • • • Conic Capillary Effect • Conservation of Momentum • Convection • Converse Piezoelectric Effect• Coriolis Force • Darwin Drift • Diamagnetism • Diffusion • Displacement • Ekman layer • Elasticity • Electric Field • Electro-Osmosis • Electro hydrodynamics • Electrolysis • Electrostatic Induction Electrostatics Electrowetting Magnetic Field Magnetism Magnetoelastic Effects Magnetohydrodynamic Effect Magnetostriction Magnus Effect Marangoni Effect Mechanical Force Mechanocaloric Effect Mixed Convection Moment of Inertia Negative Thermal Expansion Nuclear Fission Onnes Effect Opto-hydraulic Effect Osmosis • • • • • • • • • • • • • • • Thermophoresis Thixotropy Tidal Force Transpiration Turbulence Ultrasonic Capillary Effect Ultrasonic Vibration Vacuum Vapor Pressure Venturi Effect Vibration Vortex Ring Weissenberg Effect Wetting Win Tabelle 5.1 – Auszug aus einer Abfrage in der Datenbank des Learning Center of Oxford Creative zum Thema „How to move a liquid“ (Wie bewegt man eine Flüssigkeit). Alle diese Funktionen beziehen sich auf „Wie man eine Flüssigkeit bewegt“. Um dieses oder ein anderes Problem der gleichen Art zu lösen, ist kein phänomenales Wissen auf diesem Gebiet erforderlich: Die Lösungen finden sich unter den zahlreichen Hinweisen, die auf das globale Wissen zugreifen, das in Datenbanken im Web mit solchen Informationen präsentiert wird. BEISPIEL: Sehen wir uns an, was der Marangoni Effekt ist, indem Sie auf den Link in der Tabelle klicken: (Auf Englisch) Marangoni Effect (or Gibbs-Marangoni effect): “The presence of a gradient in surface tension will naturally cause the liquid to flow away from regions of low surface tension. The surface tension gradient can be caused by concentration gradient or by a temperature gradient (surface tension is a function of temperature)”. Auf Deutsch können wir übersetzen: Marangoni-Effekt (oder Gibbs-Marangoni-Effekt): „Das Vorhandensein eines Gradienten der Oberflächenspannung führt auf natürliche Weise dazu, dass die Flüssigkeit aus Bereichen mit niedriger Oberflächenspannung wegfließt. Der Oberflächenspannungsgradient kann durch einen Konzentrationsgradienten oder durch einen Temperaturgradienten verursacht werden (Oberflächenspannung ist eine Funktion der Temperatur)“. In der dritten Spalte der Tabelle finden wir weitere Details zu diesem Effekt: (Auf Englisch) 97 “Since a liquid with high surface tension pulls more strongly on the surrounding liquid than one with low surface tension, the presence of a gradient in surface tension causes the liquid to flow away from regions of low surface tension. The surface tension gradient can be caused by concentration gradient - ethanol concentration, in the case of 'tears of wine' - or by a temperature gradient. (Surface tension is a function of temperature.)” Auf Deutsch können wir übersetzen: „Da eine Flüssigkeit mit hoher Oberflächenspannung stärker an der umgebenden Flüssigkeit anzieht als eine mit niedriger Oberflächenspannung, führt das Vorhandensein eines Oberflächenspannungsgradienten dazu, dass die Flüssigkeit aus Bereichen mit niedriger Oberflächenspannung wegfließt. Der Oberflächenspannungsgradient kann durch einen Konzentrationsgradienten - Ethanolkonzentration bei Weintränen - oder durch einen Temperaturgradienten verursacht werden. (Die Oberflächenspannung ist eine Funktion der Temperatur.)“ Referenz.: Oxford Creative Database Der Marangoni-Effekt wird in der Weinindustrie und im handwerklichen Bären verwendet, und im letzten Fall wird Ethylenglykol extern verwendet und aus den Biertanks isoliert. Diese Verbindungen gelten als Frostschutzmittel und ermöglichen es den Tanks, die vom Brauer gewünschte Temperatur zu erreichen. 5.2.1 - ETHYLENGLYKOL, EINE GEFÄHRLICHE STOFF Beim Brauen von Bieren, die Ethylenglykol verwenden, um die Gärtanks des Produkts zu kühlen, müssen immer äußerste Vorsichts-, Sicherheits- und Überwachungsmaßnahmen getroffen werden. Bei einem tragischen Kontaminationsunfall in jüngster Zeit hat die Zivilpolizei von Minas Gerais, Brasilien, am 06.09.2020 elf Personen wegen Körperverletzung, Mordes und Vergiftung angeklagt, wenn Craft Beer von der Firma Backer kontaminiert wurde. Die polizeilichen Ermittlungen ergaben, dass ein Leck in einem Tank entgegen den Sicherheitshinweisen des Geräteherstellers zu einer Kontamination der Biere mit Mono- und Diethylenglykol, Giftstoffen zur Produktkühlung, führte. Mehrere Verbraucher, die das Bier Belorizontina tranken, die Marke, die die 98 Untersuchung eingeleitet hatte und Diethylenglykol enthielt, wurden getötet oder haben für den Rest ihres Lebens dauerhafte Gesundheitsschäden erlitten. Bei diesem tragischen Unfall, bei dem die Biere im 2. Stock von Abbildung 5.1 kontaminiert wurden, erlitten 29 Verbraucher eine schwere Krankheitsverletzung mit Nephron-Neural-Syndrom und 7 Menschen starben. Abb. 5.1 – Diagramm, das eine Handwerksanlage und die isolierten Tanks zum Kühlen von handwerklich hergestelltem Bier zeigt, ein Beispiel für die Nutzung des Gibbs-Marangoni-Effekts. Ethylenglykol muss perfekt aus dem zu kühlenden Bier isoliert werden, da seine Verunreinigung mit minimalen Anteilen dieses Kältemittels und seine Einnahme die Gesundheit des Menschen töten oder irreversibel schädigen können. Quelle: https://www.glycolcoolingsystems.co.uk/how-it-works/ Was wir hier als Ergebnis des Zugriffs auf chemische und physikalische Datenbanken im Internet beschreiben, gilt für andere Fälle, in denen wir bei Bedarf ohne Kosten tiefer eintauchen können. Auch bei Recherchen außerhalb des Internets finden sich in TRIZ-Büchern und -Autoren Listen zu physikalischen und chemischen Effekten sowie Energietransformationstabellen und diverse andere Effekte. Siehe zum Beispiel in SAVRANSKY, D. Semyon, Engineering of Creativity 2, Appendix III. 5.2.2 – EIGENSCHAFTEN EINER TASSE AUS GLAS 99 Was ist im Fall eines Bechers unter Berücksichtigung der Domäne EIGENSCHAFTEN ein Becher zum Trinken? Es kann etwas sein, das eine zylindrische Form hat, eine Symmetrie um eine vertikale Achse hat und eine Flüssigkeit zum Trinken enthalten kann, zusätzlich dazu, dass es aus einem bestimmten Material und einer bestimmten Größe besteht. Unter seinen Verwendungen und Eigenschaften können wir Verben wie trinken, servieren, waschen, brechen, Flüssigkeiten aufnehmen usw. erkennen, die helfen können, unsere Ausgangsfrage zu beantworten, aber strukturiertere Eigenschaften erscheinen, wenn wir die FUNKTIONEN des Objekts betrachten. um das Problem zu lösen. Zurück zu unserer Ausgangsfrage "Welche Funktion wollen wir?" und wenn das Glas Wasser enthält, können wir zusätzlich zu dieser Art von Beratung Überlegungen zu anderen Eigenschaften eines Glases hinzufügen, um bei der Lösung des Problems zu helfen. Daher würde unsere Auflistung sowohl EIGENSCHAFTEN, die durch ADJEKTIVE ausgedrückt werden, als auch FUNKTIONEN, die durch VERBEN ausgedrückt werden, enthalten. Wir werden also die folgenden Eigenschaften in Bezug auf eine Tasse Glas haben: TABELLE 5.2 – EIGENSCHAFTEN EINES GLAS EIGENSCHAFTEN (ADJEKTIVE) FUNKTIONEN (VERBEN) Hohl Enthalten Konisch Sich engagieren Zerbrechlich Zerbrechen an Starr Form behalten Gerundet Behalten Raue (Oberfläche) In der Hand befestigen Durchsichtig Um anzuzeigen Abgeflacht (unten) Stehen Tabelle 5.2 - Einige EIGENSCHAFTEN und FUNKTIONEN im Zusammenhang mit einem Glas gemäß der Innovation Logik. Basierend auf diesen Eigenschaften können wir tiefer gehen und über Eigenschaften und allgemeinere Funktionen im Vergleich zu den abstrakten Funktionen in unserem Produkt oder Prozess nachdenken. Nachdem wir sie aufgelistet haben, können wir zur Datenbank der physikalischen und chemischen Effekte 100 zurückkehren, um alle Alternativen zu unserer aktuellen Lösung zu bewerten. Warum ist es wichtig, über die Funktion nachzudenken und nicht nur über die aktuelle Lösung? Die Antwort besteht darin, die größte Anzahl von FUNKTIONEN durch ein minimales System und, wenn möglich, ein sichereres Produkt und niedrigere Kosten zu erreichen 6. TABELLE 5.3 – ACHT SPEKTRUM-EIGENSCHAFTEN FÜR EINE TASSE GLAS 1. Flexibilität: 2. Integration: 3. Oberfläche: 4. Porosität: Spektrum Level: Spektrum Level: Spektrum Level: 1 - Solide 1 - Monosystem 1 - Glatt 5. Automatisierung: 6. Form: 7.Transparenz: 8. Farbe: Spektrum Level: Spektrum Level: Spektrum Level: Spektrum Level: 1 - Menschlich 2 - Axiale Symmetrie 3 - Gesamt 1 - Keine Farbe Spektrum Level: 2 - Durchgesickern Schauen wir uns an, wie diese acht Eigenschaften eines gewöhnlichen Glases (Fett gedruckt) in der Tabelle 5.3 dargestellt sind und der Darstellung in Abbildung 5.3 entsprechen. Als erstes ist die Art der strukturierten Darstellung hervorzuheben, eine Vereinfachung der übermäßigen Anzahl von Immobilien in TRIZ. Die Entwicklung jeder Eigenschaft wird anhand von drei und nur drei Ebenen (oder Variationen) des Spektrums dargestellt. Wenn wir die Eigenschaften in Abbildung 2.1 betrachten, haben wir zum Beispiel Punkt 9. Farbe und die Variationen: 1 – Keine Farbe, unter den anderen beiden Eigenschaften: 2 – Binäre Verwendung von Farbe und 3 – Volles Farbspektrum. Die klaren Bereiche zwischen den Kreisen in Abbildung 2.1 stellen das Innovationspotenzial dar, zum Beispiel können wir in Item 9 ein zweifarbiges Glas haben, Spektrum Item 9, "Binary use of Color", das auf die zweite Ebene davon geht. Neben dem oben beschriebenen Erforschen der Eigenschaften eines Objekts können wir einen größeren Fokus mit unserem Bemühen, Neues zu erschaffen, verbinden. Dies geschieht mit einem Mesh, in dem wir das Innovationspotenzial eines Produkts betrachten, das als "TALENT OF THE PRODUCT" (TALENT DES PRODUKTS) bezeichnet wird, also was es kann it. (AULIVE) Für dieses Verfahren platzieren wir in der Mitte der Darstellung das betreffende PRODUKT X. Wir können mit Excel ein Radardiagramm erstellen, in dem das Bild gleichmäßig aufgeteilt ist. 101 Jede Trennung von einem Slice zum anderen repräsentiert eine Eigenschaft. Die Gesamtheit dieser Eigenschaften, das TALENT DES PRODUKTS, entspricht allem, was sich auf seine Verwendung bezieht. Überall dort, wo die Sechskant Linie einen der Radien der Darstellung schneidet, gibt es einen Punkt, der den Zustand der betreffenden Immobilie in drei, fünf oder mehr Ebenen anzeigt zeigt an. Leere Bereiche kennzeichnen Eigenschaften, die mit den Innovationspotenzialen des Objekts X verbunden sind, hier beispielhaft durch ein GLAS. Die inneren Punkte des Radardiagramms bezüglich des Eigenschaftsspektrums für ein Glas sind in Punkt 5.1.1 beschrieben. 5.3 - ACHT SPEKTRUM-EIGENSCHAFTEN FÜR EIN GLAS, DARGESTELLT IN TABELLE 5.3 DURCH DIE DNAVARIATION Die DNA des Produkts ist eine Eigenschaft, basierend auf den 60 Möglichkeiten der 20 unterschiedlichen Spektrums Variationen in der Innovation Logik, die von einem anderen Produkt, das sie verwendet, übertragen oder vererbt werden können. Dieses Konzept ist auch mit dem Innovationspotenzial verbunden, in Übereinstimmung mit den Evolutionssequenzen, die in den verschiedenen Kapiteln dieses Buches untersucht wurden. Eigenschaft Gewicht 1. Flexibilität 1 2. Integrierung 1 3. Oberfläche 1 4. Porosität 2 5. 1 Automatisierung Eigenschaften des Spektrums für ein Glas 8. Color 7. Transparency 6. Form 2 7. Transparenz 3 8. Farbe 1 1. Flexibility 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 2. Integration 3. Surface 6. Form 4. Porosity 5. Automation Produkt DNA Innovationspotenzial Abb. 5.2 - Oben in Excel die acht Eigenschaften des Spektrums für ein Glas und seine Variationen mit jeweils drei Qualitäten, da VARIATIONEN nach DNA. Referenz: AULIVE. Das Innovationspotenzial ist ein wichtiges Konzept, das auch von Darrell Mann ausführlich untersucht wurde. Für eine vollständige Erklärung der Methode konsultieren Sie bitte sein Buch "Hands on 102 Systematic Innovation" oder seinen Artikel, geschrieben von Adrian Cole, "Connecting Real IP Value to Business Strategy". Darin zeigen die Autoren, wie man Patentdatenbanken untersucht und ein schrittweises Radardiagramm erstellt, wie in Tabelle 5.2 gezeigt. Betrachten Sie zur visuellen Veranschaulichung dieses Konzepts die Eigenschaft POROSITÄT und ihr Spektrum in Abbildung 5.3, Ebene 2, Ein Loch, bezogen auf ein Glas: I – Solide III – Mehrere Löcher II – Ein Loch Abb. 5.3 – Darstellung der evolutionären Eigenschaften von POROSITY im Eigenschaftsspektrum. Bezüglich POROSITY PROPERTY haben wir eine bekannte Analogie, die russische Puppe Matryoshka. Dies ist eine Eigenschaft, die sich auf Passen Sie an, Eingeschlossen sein, Sammeln, Einkapseln usw. bezieht. Das Klassifizierungsverfahren für andere Produkte, die die Eigenschaft POROSITÄT verwenden, folgt demselben Spektrum, das den TALENTEN DES PRODUKTS entspricht. Dies zeigt eine Betrachtung der verschiedenen unten aufgeführten Produkte, ausgewählt nach den in Bild 5.3 angegebenen Eigenschaften und den jeweiligen schwarz hervorgehobenen Funktionen. Abb. 5.4 – Egg Sofa, ein Einlochprodukt, das auch bei Nichtgebrauch geschlossen werden kann. Funktion: Zum Ausruhen und zum Schließen nach Gebrauch. Objekt: Wohnmöbel mit einem Loch, Ebene II. Abb. 5.5 - Milwaukee Werkzeugkasten-Säge-Kit. Funktion: Zum Aufbewahren, Anpassen und Platzsparend. Eigenschaft: Box mit mehreren Löchern, Ebene III. 103 Abb. 5.6 – Teleskopleiter Funktion: Für die Lagerung, um die Speicherkapazität zu verbessern. Grundstück: Mehrere Löcher, Matryoshka. Ebene III. Referenz: tbdavies.co.uk Abb. 5.7 – Pfanne, Mehrzweck-Dampfgarer Funktion: Kochen. Eigenschaft: Mehrere Löcher, um Dampf abzulassen, Ebene III Abbildungen 5.4 bis 5.7 – Von einem Loch zu mehreren Löchern: Eigenschaften, deren Funktion es ist, etwas hineinzulassen, Dinge in den Löchern zu transportieren, die Größe zu reduzieren, die Speicherkapazität zu verbessern usw. 5.3.1 – IN BESTIMMTEN FÄLLEN IST ES BESSER NICHT ZU HABEN 1 Abb. 5.8 – Keine Schlüssel: Digitalschloss Kradler KL 1000. Eigenschaften: Geheimcode, keine Schlüssel, BluetoothVerbindung. Referenz: https://dornob.com 104 Abb. 5.9 – Keine Schnürsenkel (Klettverschluss). Referenz: https://www.taquilla.com.br Abb. 5.10 – Kein Auftakt: In den 40 Innovationsprinzipien haben wir gefunden: a) Prinzip 2. Trennung (Herausnehmen). b) Prinzip 3. Lokale Qualität. c) Prinzip 10. Vorbereitende Maßnahmen, tun Sie es im Voraus. d) Prinzip 15. Dynamische Teile, Dynamisierung: Ring und Hand bilden ein dynamisches System. Abb. 5.11 – Funkmaus. Kein Kabel (Bluetooth) Referenz: https://www.dhgate.com Abbildungen 5.8 bis 5.11 - Oft ist das Fehlen einer der Komponenten eines Produkts wichtiger als ihr Vorhandensein 2. „Der ideale Bolzen ist also kein Bolzen, also etwas, das dazu dient, zwei Gegenstände sicher zu halten. „Der ideale Schlüssel zum Öffnen ist kein Schlüssel, sondern etwas, das mit einem Passwort oder einer ID verbunden ist und einen sicheren Zugang ermöglicht. Der ideale Flaschenöffner ist nicht der Flaschenöffner, sondern ein in das Produkt integrierter Ring, mit dessen Hilfe man sich einfach drehen lässt den Deckel zu öffnen.“ 105 „Der ideale Stift ist nicht der Standard-Kugelschreiber, sondern der mit einer speziellen Stahlkugelspitze, mit der Sie schreiben können und die nie austrocknet. Das ideale Geld ist nicht der Stimmzettel, sondern die Kreditkarte oder der Gutschein. Die ideale Qualitätskontrollabteilung ist keine Qualitätskontrollabteilung, aber exzellente Qualität wird durch Total Quality Management und Lean Manufacturing erreicht." (Innovation Logik ™, AULIVE). 5.4 – FALLSTUDIEN 5.4.1 – LUMIFY: TRAGBARES ULTRASCHALLGERÄT, DAS IN EINEM HANDY FUNKTIONIERT Die Idealität von Produkten und Systemen ist ein unumkehrbarer Trend, der auch in der Miniaturisierung vieler Geräte vorhanden ist, die nach Beseitigung der Überschüsse für neue Anwendungen und mit größerer Mobilität verfügbar werden, wie im Fall der eingeführten tragbaren Ultraschallsysteme von Philips und GE Healthcare. Sie sind ähnlich, aber es gibt einen grundlegenden Unterschied zwischen ihnen. Wie in vielen Bereichen und in verschiedenen Branchen, in denen die Produktfunktion durch Software aktiviert wird, nutzt das tragbare Ultraschallsystem von Philips Lumify diese Funktion voll aus und bietet eine einfache Bedienung mit einer Software für das Android-Betriebssystem, die im Play Store durch eine monatliche Unterschrift verkauft. Dies ist bei dem teureren Produkt von GE nicht der Fall. Wir können hervorheben, dass der Unterschied zwischen ihnen darin besteht, dass GE auf Hardware und Miniaturisierung Wert gelegt hat, was in der Tat außergewöhnlich ist, und Philips es vorgezogen hat, den tragbaren Ultraschall in einen Dienst zu verwandeln, der das Mobiltelefon des Benutzers entsprechend dem Trend nutzt zunehmender Virtualisierung und Idealität, im Einklang mit der Abfolge IoT plus Cloud, Web und Mobile. Abb. 5.12 – Tragbares Philips Ultraschallgerät Lumify, das die Installation einer als Dienst gemieteten Software erfordert, die aus dem Play Store für Mobiltelefone und Tablets mit Android-Betriebssystem heruntergeladen werden kann. Der Wandler in der Abbildung links ist eine Hardware, die separat erworben werden muss. 106 Lumify wird nicht als isoliertes Produkt verkauft, sondern folgt dem aktuellen Trend, die Produktinnovation als System zu betrachten, und kommt auch in Altshullers Empfehlung „Am besten nicht haben, solange die Funktion erhalten bleibt“ zum Ausdruck. Über das Internet kann dieses Produkt zu einem Preis von 199,00 USD pro Monat gemietet werden. Ein Schallkopf, das weiße Stück links im Bild, muss von Phillips erworben werden, wenn Lumify im Internet erworben wird. Die Anwendung kann im Google Play Store heruntergeladen werden unter: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.philips.hc.ultrasound.lumify. In Innovation Logik besteht das Ziel dieses Instruments darin, die Verwendung mehrerer Funktionen für die Diagnose zu ermöglichen, indem die Integrationseigenschaft mit Feedback verwendet wird, die dem Level III des Spektrums entspricht: Abb. 5.13 - Evolution mit Feedback, Level III. Funktionen: Hardwarevereinfachung, niedrigerer Preis, einfachere Diagnose und Portabilität. Dies ist auch ein Beispiel für die Trends zur Produkt Digitalisierung und Virtualisierung von Objekten und Systemen, eine heute unumkehrbare Tendenz. Referenz: https://www.usa.philips.com 5.4.2 - ENTWICKLUNG VON SCHEIBENREINIGER FÜR AUTOS, BOOTE, FLUGZEUGE USW. Scheibenwischer haben einen langen Weg zurückgelegt, seit sie von Mary Anderson, einer amerikanischen Produktentwicklerin, auf einer Reise nach New York erfunden wurden. Der starke Regen während der Fahrt machte ihr klar, dass ein Gerät benötigt wird, das verhindert, dass die Fahrer bei schlechtem Wetter die Frontscheiben des Autos herunterkurbeln müssen, um die Straße zu sehen. Am 1903 patentierte sie eine Scheibenwischer Vorrichtung, die aus einer Schwinge bestand, die mit einem Gummiblatt verbunden war und über einen Hebel im Inneren des Autos betätigt wurde. Bis 1916 war diese Erfindung in fast jedem Automobil zum Standard geworden und das Innovationspotenzial dieser Geräte, ob in Fahrzeugen, Booten, Zügen und Flugzeugen, zieht immer noch Designer, Ingenieure und Erfinder an. 107 Abb. 5.14 - Wenn es auf McLaren ankommt, werden die Autos der Zukunft keine Scheibenwischer haben. Funktion: Höhere Effizienz des Reinigungsprozesses. → Trend: Evolution zur Nutzung des physikalischen Feldes (Ultraschall). Die Zahl der Patente für Scheibenwischer hört nicht auf zu wachsen und eine Google-Patentsuche am 03.04.2021 ergab insgesamt 33.000 Patente dieses Instruments. Die Robert Bosch GmbH war zu diesem Zeitpunkt mit 6,2 % aller Patente in diesem Bereich führend bei der Zahl der Erfindungen, gefolgt von der Bosch GmbH Robert mit 3,5 %, General Motors mit 3,1 % und der Trico Products Corporation mit 4,2 % der weltweiten Gesamtzahl. Könnten wir uns vorstellen, keinen physischen Scheibenwischer zu verwenden, und uns zu etwas anderem zu entwickeln, indem wir einen physikalischen Effekt (Ultraschallfeld) nutzen? „Der ideale Wischer wäre in diesem Fall kein Scheibenwischer, sondern etwas, mit dem wir die Straße sehen können.“ 2 In Bezug auf dieses Projekt von McLaren berichtete die Website Wonderfulengineering.com kürzlich, dass ihr Team entschieden hat, dass es an der Zeit ist, die aktuelle Technologie des Scheibenwischers durch etwas Futuristischeres zu ersetzen. (https://wonderfulengineering.com/future-cars-wont-needwindshield-wipers/) „Das zum Konzern gehörende Unternehmen Surrey ersetzt den herkömmlichen Scheibenwischer durch ein Ultraschall-Hochfrequenzfeld“, heißt es in der Mitteilung. 108 Die Idee ist an die Militärtechnik von Kampfjets angelehnt, die verhindert, dass sich Partikel auf der Oberfläche der Frontscheibe ansammeln und dadurch die Sicht erhalten bleibt. McLaren führt seine Forschungen heimlich durch und gibt keine Details über die Technologie oder wie sie in seinen zukünftigen Autos implementiert wird, und erklärt, dass es Konkurrenten nicht erlauben wird, Geheimnisse aus der neuen Technologie zu stehlen." 5.4.3 – FAHRRAD- UND MOTORRADHELME: UNSICHTBARER SCHUTZ I. Solide → II. Flüssigkeit oder Gas → III. Physische Eigenschaft: Feld Abb. 5.15 - Ein Beispiel für die Verwendung von Level II, Flüssigkeit oder Gas, im Evolutionsspektrum Das schwedische Unternehmen hovding.com hat einen Helm für Fahrrad- und Motorradfahrer entwickelt, der einigen Funktionsprinzipien eines Autoairbags folgt. Es ist auch versteckt, was den Eindruck erweckt, dass der Erfinder mit der Übertragung von Eigenschaften das Prinzip der TRIZ anwenden wollte, das besagt, dass oft das Fehlen eines Bestandteils eines Produkts wichtiger ist als sein Vorhandensein. In einigen Ländern werden jedoch Erfindungen, bei denen die Gesetzgebung die Verwendung von sichtbaren Helmen für Motorradfahrer, einen im Kragen eines Kleidungsstücks versteckten Schutzhelm vorschreibt, nach den geltenden Vorschriften der Verkehrsgesetzgebung nicht akzeptiert. Es ist auch für Radfahrer ein hervorragender Schutz vor Kopfverletzungen. Der Evolutionstrend für dieses Produkt ist in der Abbildung dargestellt: Abb. 5.16 – Hövding-Helm Funktion: Sicherheit Komfort: Fügen Sie die Möglichkeit hinzu, bei Bedarf aufgeblasen zu werden. → Trend: Stufe II – Flüssigkeit oder Gas Referenz: https://www.businessinsider.com/ 109 Abb. 5.17 - Radfahrer-Airbag der schwedischen Firma Hövding, der den Helm durch einen tragbaren versteckten Airbag ersetzte. Referenz: http://www.hovding.com/how_hovding_works Wir können weitere Fälle untersuchen, wie man ein traditionelles physisches Medium vorteilhafterweise durch ein anderes, praktischeres oder bequemeres ersetzen kann, zum Beispiel Headsets, die Bluetooth in Verbindung mit Smartphones verwenden, um Musik zu hören. 5.4.4 - ENTFERNEN VON SCHMUTZ UND ERHALTEN SAUBERER KLEIDUNG OHNE WASCHMITTEL Wenn wir über die Scheibenreinigung sprechen, erinnern wir uns an die verschiedenen Arten der Schmutzentfernung oder an Reinigungsprozesse im Allgemeinen und die Veränderungen und Innovationen in diesem Bereich. Eine Umfrage auf der Website von Production Inspiration hat es uns ermöglicht, die meisten der unten aufgeführten Reinigungsverfahren zu finden. TABELLE 5.4 – PHYSIKALISCHE PROZESSE ZUR REINIGUNG Desorption (Oberfläche Freigabe) Ultraschall Ultraschall-Längsschwingung Akustische Kavitation Friktion Kryolyse (Kälte Zerstörung) Akustische Vibration Photooxidation Kavitation Hydraulischer Opto-Effekt Erosion durch Jet Elektrische Explosion Elektroerosion Thermische Zerstörung Thermische oder Stoßdesorption Ionenstrahl 110 Verdampfung durch Laser Zersetzung Oxi-Reduktionsreaktionen Elektrorheologische Wirkung Hydrodynamische Kavitation Bürsten Kleben durch Laser Elektrolyse Wir können auf jede dieser Eigenschaften tiefer eingehen, mit einer bestimmten Bedeutung, die sich dementsprechend auf einen physikalischen oder chemischen Prozess bezieht, zum Beispiel: Desorption (Substantiv) 1. PHYSIK: Das Austreiben eines adsorbierten od, absorbierten Stoffes 2. CHEMIE: Das Entweichen adsorbierter Gase Welche Informationen könnte diese Tabelle über die hier vorgestellte Methodik in Bezug auf Waschmaschinen geben, deren einziger Zweck darin besteht, saubere Kleidung zu erhalten? 5.4.5 – SANYO WASCHMASCHINE, DIE KEIN SEIFENPULVER VERWENDET SANYO hat eine automatische akustische Waschmaschine entwickelt, die sich von allen uns bekannten Waschmaschinen unterscheidet, da sie kein Seifenpulver verwendet. Können wir uns saubere Kleidung ohne Waschmittel vorstellen? Verschwindet das Seifenpulverrisiko durch die Weiterentwicklung der Waschmaschinen? Zumindest war es das Ziel von SANYO und vielen anderen konkurrierenden Unternehmen, das Produkt benutzerfreundlicher und wirtschaftlicher zu machen. In diesem Fall wird das Seifenpulver nach einer neuen Technologie ausgegeben (siehe Tabelle oben, Physikalische Verfahren zur Reinigung), da der Kunde nur wissen möchte, dass seine Kleidung sauber ist. Die ideale Seife ist also kein Seifenpulver ... (Kundensicht). "Das Ideale ... (Ihr Produkt) ist die Verweigerung davon (Ihr Produkt), aber damit die FUNKTION bleibt!" (AULIVE). (Siehe den Begriff der Idealität eines technischen Systems im Anfangskapitel). Die ideale Seife ist also kein Seifenpulver ... (Kundensicht). Das Ideale ... (Ihr Produkt) ist die Verweigerung davon (Ihres Produkts), wenn die FUNKTION bestehen bleibt. 111 Die folgende Abbildung 5.18 (Darrell Mann & Daniel Cole, „Connecting Real IP Value to Business Strategy“) zeigt die Entwicklung des Prozesses, saubere Kleidung zu bekommen, und die Position in den Evolutionstrends, in denen sowohl SANYO („Clean-clothes without Waschmittel“), sowie andere Unternehmen wie LG und Dolfi, sowohl in Richtung des idealen Endergebnisses als auch (IFR, Ideal Final Result). IDEALES ENDGÜLTIGES ERGEBNIS, IFR MITTELFRISTIG SAUBERE KLEIDUNG OHNE: 1. Dry-cleaning HEUTE GEBRAUCHT: 1. Waschmittel 2. Waschmittel 2. Textiles 3. Wasser 3. Maschine 4. Maschine (DOLFI) 1.Kleidung reinigt sich selbst (oder „nicht schmutzig werden“) 2. ERREICHEN SIE DIE FUNKTION MIT NULL KOSTEN ODER SCHADEN Abb. 5.18 - Evolutionstrends einer Waschmaschine unter Berücksichtigung ihrer Inhaltsstoffe (Übernommen von MANN, Darrell & COLE, Daniel, https://www.ijosi.org/index.php/IJOSI/article/view/22/289). In dem Artikel erklären die Autoren: „Der Hauptpunkt hier ist, dass die Entwicklung des Systems, wie der Bild veranschaulicht, konvergent ist, und in einer konvergenten Welt gibt es unvermeidliche Verlierer.“ Darüber hinaus gibt es bei der Wahl zwischen Waschmittel, Maschine oder einem Textil (an dem der Schmutz nicht haften kann) eine Hierarchie mit Textilien an der Spitze, dann Maschinen und Waschmittel. Eine Waschmaschine, die Kleidung ohne Waschmittel reinigt, kann sogar die beste Waschmittelmaschine verdrängen, die sich in diesem Fall nicht durchsetzen würde. Wir dürfen nicht vergessen, dass 112 Bedrohungen für eine bestimmte Branche, wie so oft, von außen kommen. Abb. 5.19 - Sanyo Akustik Waschmaschine, die kein Seifenpulver verwendet und Ozon (Trioxygen, O3) verwendet. → Trend: Evolution zu einem physikalischen Feld. Funktion: Machen Sie das Produkt einfacher zu bedienen, wirtschaftlicher und umweltfreundlicher. Referenz http://www.moreinspiration.com/ Die oben gezeigte SANYO-Innovation, die oben in der Abbildung „Saubere Kleidung ohne Waschmittel“ zu finden ist, stammt aus dem Jahr 2006 und war die erste Waschmaschine, die Ozon nutzte, um Bakterien und Gerüche aus der Kleidung zu entfernen. Nach dem Refrain, dass es am besten ist, es nicht zu haben, sehen wir in Abbildung 5.18 unten den Hinweis „Saubere Kleidung ohne Maschine“. Diese Lösung wurde bei der Entwicklung der winzigen, voll tragbaren Waschmaschine von Dolfi gewählt, die sich wie andere Produkte zum idealen Endergebnis in Bezug auf Kosten und Handhabung entwickelt hat (IFR, Ideal Final Result). 5.4.6 – DOLFI WASCHMASCHINE Diese tragbare Waschmaschine wurde von André Fangueiro, dem Gründer der niederländischen Firma Studio Lata, entworfen, der sich mit Ingenieuren der Schweizer Firma MPI Ultrasonic und der neuen Firma Dolfi zusammengetan hat, um ihre interessante Innovation mit Ultraschall auf den Markt zu bringen: Egal wie, versuchen Sie, die Funktion zu erhalten! 113 Abb. 5.20 – Dolfi Waschmaschine, die in die Handfläche passt. Referenz: http://www.dolfi.co/ Um mehr über einige praktikable Alternativen in der Waschmaschinenkonstruktion zu erfahren, empfehlen wir den Artikel "Wie effektiv sind alternative Waschmethoden?" ("How Effective Are Alternative Ways of Laundry Washing?") von Anke Kruschwitz, Aline Augsburg und Rainer Stamminger. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass laut TRIZ die Evolution aller technischen Systeme zu einer Lösung tendiert, bei der DAS IDEALE IST NICHT HABEN, solange ... DIE FUNKTION BLEIBT! 5.5 – VERWEISE 1. GADD, Karen, “TRIZ for Engineers – Enabling Inventive Problem Solving”, Ed. Wiley, 2011. 2. SAVRANSKY, D. Semyon, Engineering of Creativity – Introduction to TRIZ Methodology of Inventive Problem Solving, CRC Press, USA, 2000. 3. DIVA, Innovation Logik, http://www.triz-journal.com/archives/2005/09/07-01.pdf 4. AULIVE, consulting firm of Simon Dewulf, www.aulive.com 5. AULIVE, 846 of the Best Websites on the Web About Creativity and Innovation. 6. DEWULF, Simon, “Innovation Logik: Variation of Properties for New or Improved Functions, A Base for Connect and Develop”. 7. MANN, Darrell, Hands-On Systematic Innovation, IFR Press, 2nd. Edition, England, 2007. 8. CAMERON, Gordon: TRIZICS, Teach Yourself TRIZ - How to Invent and Solve “Impossible Technical Problems Systematically”, Ed. Create Space 2010, USA. 9. ORLOFF, Michael, Modern TRIZ, A Practical Course with EASyTRIZ Technology, Ed. Springer, 2012, Berlin, Germany. 10. “Não Precisa Ser Um Gênio”, Artikel veröffentlicht von Clemente Nóbrega und Adriano Lima in Revista Época & Negócios, 2010. 11. The TRIZ Journal – The Contradiction Matrix and the 40 Principles for Innovation 12. RANTANEN, Kalevi & DOMB, Ellen, Simplified TRIZ, Auerbach Veröffentlichung, 2a Ed., 2008, USA. 13. Wikipedia: VERWEISE und Transkriptionen nach den Prinzipien von Creative Commons. 114 KAPITEL 6 – SYMBOLISCHE GLEICHUNGEN Inhalt: 6.1 IDEALITÄT UND SYMBOLISCHE GLEICHUNGEN 6.2 TREND ZUR IDEALITÄT: PARKEN DES AUTOS MIT EINEM VIRTUELLEN TICKET 6.3 GORE-TEX, WASSERDICHTER MANTEL, DER POREN ZUM ATMEN HAT 6.4 ÜBUNGEN 6.5 FALLSTUDIE: COCA-COLA IN EISFLASCHEN 6.6 EMPFOHLENE DESK-FORSCHUNG 6.7 VERWEISE Bild: Unter den 50 Innovationen, die in der Veröffentlichung www.yachtingmonthly.com vom November 2015 hervorgehoben wurden, machten die Verwendung von wasserdurchlässigem Material und die schweißtreibenden Eigenschaften Gore-Tex-Mäntel zu den Innovationen, die heute im Wassersport am häufigsten verwendet werden. 6.1 – IDEALITÄT UND SYMBOLISCHE GLEICHUNGEN In TRIZ werden zwei symbolische Gleichungen verwendet, um die Evolutionseigenschaften von Produkten und Prozessen zu analysieren. Die erste entspricht der Tendenz zur IDEALITÄT und die zweite bezieht sich auf den WERT. Die symbolischen Gleichungen, die sich auf diese Eigenschaften beziehen, werden in diesem Kapitel besprochen. 115 A) TENDENZ ZUR IDEALITÄT Die beiden folgenden symbolischen Ausdrücke wurden ursprünglich von Genrich Altshuller vorgeschlagen und ihre Entwicklung bis heute hat zu einer Aktualisierung und einem besseren Verständnis ihrer Grundprinzipien geführt. Die erste Gleichung bezieht sich auf den TREND FOR IDEALITY, die Tendenz zur Evolution, der jedes Produkt während seiner Nutzungsdauer unterliegt. Dieser Trend besteht aus einer Beziehung zwischen variablen Parametern, die für ein industrielles oder handwerkliches Produkt relevant sind, die seine VORTEILE (BENEFITS) berücksichtigt, in einem umgekehrten Verhältnis zu KOSTEN (COSTS) und PROBLEMEN (PROBLEMS): IDEALITY = (BENEFITS) / [ (COSTS) + (PROBLEMS) ] (1) In dieser symbolischen Gleichung können wir sehen, dass die Reduzierung der KOSTEN und PROBLEME mit der Erhöhung der VORTEILE zu einer Erhöhung der IDEALEN des Produkts führt, ein irreversibler Trend. B ) WERT (VALUE) IDEALITÄT wird manchmal auch durch eine andere Beziehung ausgedrückt, die ebenfalls symbolischen Charakter hat, die WERTGLEICHUNG (VALUE EQUATION): VALUE = Ip – (P + I + C) (2) Wo: [Ip] – Leistungssteigerung, [P] – Probleme [I] – Schnittstelle [C] – Kosten • Leistungssteigerung [Ip]: Erhöhte Leistung durch Hinzufügen neuer Funktionen • Weniger Probleme [P]: Reduzierung schädlicher Wirkungen • Bessere Schnittstelle [I]: Höhere Benutzerfreundlichkeit • Kosten [C]: Wirtschaftlicher Diese symbolischen Ausdrücke wurden geschaffen, um synthetisch einige der Hauptvariablen darzustellen, die in jeder Innovation, in einem neuen Produkt vorhanden sind, das greifbar sein kann oder nicht, wie Dienstleistungen in einem Restaurant oder eine Software in einer mobilen Anwendung. 116 Wir können Gleichung (2) besser verstehen, wenn wir ein einfaches Objekt wie das Glas betrachten, dessen Variablen bereits berücksichtigt wurden. Dies sind Eigenschaften, die in der Wertgleichung enthalten sind und die zu vielen Produkten mit ähnlichen Eigenschaften führen können: TABELLE 6.1. O – BETRIEB (AKTION) P – PROBLEME * I - SCHNITTSTELLE C – COST Isolation Unzerbrechlich Guter Fang Billiger Enthält Flüssigkeit Licht selbstreinigend Haltbarer Einfacher Zugriff Einfaches Recycling Einfache Anpassung an Stauräume Niedrige Recyclingkosten Bewegen Sie die Flüssigkeit Stabile Basis Ermöglicht es Ihnen, Geringe Kosten und den Füllstand der einfache Reinigung enthaltenen Flüssigkeit zu sehen Transparent Keine Oberfläche Zinn In der Verpackung verstellbar Reinigt den Inhalt Automatisch spülmaschinenfest Ergonomischer Rand, der die Lippen nicht verletzt Behalten Sie den Inhalt unverändert bei Flüssigkeit verdunstet nicht Taktile Anzeige der Flüssigkeitstemperatur Einfach zu säubern Enthaltene Flüssigkeit wird nicht kontaminiert Zerbricht nicht so leicht Niedrige Transportkosten Tabelle 6.1 – Elemente der „WERTGLEICHUNG“ für ein Glas. * Unter Problemen verstehen wir eine Eigenschaft, die sich darauf bezieht, sie zu vermeiden und die Qualitäten des Produkts zu erhalten. Je weniger Probleme, desto besser (5). 6.2 – TREND ZUR IDEALITÄT: PARKEN DES AUTOS MIT EINEM VIRTUELLEN TICKET Der Trend for Ideality ist in den meisten Fällen da, wo die Schnittstelle eines greifbaren physischen Produkts durch eine Software ersetzt werden kann, die auf Android und iOS läuft, wie die hier beschriebene Parkanwendung. Bekannte Fälle sind die Ribbon-Ticket-Blöcke für die Nutzung auf den öffentlichen Parkplätzen in den wichtigsten Hauptstädten Brasiliens. Sie wurden vor kurzem durch das virtuelle Ticket ersetzt, das darauf 117 abzielt, Papierverschwendung zu vermeiden, Betrug zu verhindern und den Benutzern mehr Komfort zu bieten, die durch das Herunterladen der Anwendung und die Registrierung ihrer Daten, ihres Fahrzeugscheins usw. nicht mehr gehen müssen zum Kiosk, um das Ticket zu kaufen. VORTEILE sind höhere, niedrigere Kosten und weniger Ärger für die Fahrer. Abb. 6.1 – Digitale Anwendung für Mobiltelefone zum Parken auf öffentlichen Plätzen in Belo Horizonte, Brasilien, kürzlich implantiert. Bild - Rathaus von Belo Horizonte: Belo Horizonte City Hall Der Fahrer kann die Credits im Voraus oder zum Zeitpunkt der Nutzung mit Kreditkarte, Lastschrift oder Bankeinzug erwerben. Die Optionen können je nach verwendeter Anwendung variieren. Der Wert für Belo Horizonte beträgt 4,40 R $ pro Stunde mit einem kostenlosen Bonus von 30 Minuten und für São Paulo 5,00 R $ pro Stunde oder 45,00 R $ für den Kauf von zehn Credits. 6.3 – GORE-TEX, WASSERDICHTER MANTEL, DER POREN ZUM ATMEN HAT Die drei verschiedenen Arten von Gore-Tex-Geweben, Gore-Tex Pro, Gore-Tex Active und Gore-Tex, wurden nach Angaben des Unternehmens, das die Rechte an diesem Produkt besitzt, so konzipiert und hergestellt, dass sie bei extremer und längerer Nutzung maximale Robustheit aufweisen, perfekt für Wickel, die bei Aerobic-Übungen oder für alltägliche Aktivitäten getragen werden. Abb. 6.2 - Gore-Tex-Gewebe in drei Varianten, je nach Bestimmungsort: Gore-Tex Pro, Gore-Tex Active und Gore-Tex Clothing. Das Foto ist mit freundlicher Genehmigung von L. Gore Associates, Inc. 118 Die Kleidung ist wind-, wasserdicht und kältebeständig und deckt ein breites Einsatzspektrum ab, das von der Freizeit bis zur Ausübung beruflicher Aktivitäten bis hin zum Tragen von Militäruniformen reicht. Abb. 6.3 - Gore-Tex, idealer Stoff für sportliche Aktivitäten, egal ob an Land oder auf See. Referenz: W._L._Gore &_Associates Gore-Tex-Gewebe werden bei TRIZ aufgrund des breiten Einsatzspektrums, der geringen Kosten und des hohen Nutzens immer als eine der größten Erfindungen der heutigen Zeit nahe der Idealität zitiert. Seine Wertgleichung ist ein Hinweis auf die führende Position dieses Unternehmens unter den globalen Wettbewerbern im Bereich Sportbekleidung: WERT = Ip – (P + I + C): Mit Ip: Leistungssteigerung, P: Probleme, I: Schnittstelle, C: Kosten Der Wert ist großartig, da die Kleiderleistung höher ist, nur wenige Probleme verursacht werden, einschließlich der Schnittstelle, und die Kosten sind nicht exorbitant. Referenz: http://www.yachtingmonthly.com. 6.4 – ÜBUNGEN Im Folgenden finden Sie eine Reihe von Produkten, von denen einige mehr und andere weniger verkaufen. Kreisen Sie die Werte von Produkten ein, von denen Sie glauben, dass sie sich besser verkaufen. Beachten Sie, dass je nach Version manchmal mehr als ein Wert in Bezug auf dasselbe Produkt angeboten wird. Zum Beispiel verkauft AUDI Leistung in seinen Autos und verkauft Schnittstellen oder Design in seinen Modellen. ÜBUNG 6.4.1 – PHYSIKALISCHE TASTATUR FÜR IPAD Dies ist eine physische Tastatur, die das Erfinderprinzip Nr. 13 von TRIZ verwendet, das empfiehlt, die Aktion umzukehren, um ein Problem zu lösen ("Umgekehrt": Unsichtbare Bluetooth-Verbindung durch 119 eine physische Kabelverbindung ersetzt). Hier wurde die Original-Tastatur des iPads durch eine physisch per Kabel verbundene Tastatur ersetzt, die je nach Eingabe komfortabler ist. Kommentieren Sie unter den Variablen der Wertgleichung, die jedem Produkt zugeordnet sind, jede der vorhandenen Variablen variables. ÜBUNG 6.4.1 – Verkabelte iPad-Tastatur Abb. 6.4 – Physische Tastatur für 9,7Zoll-iPad – Pro – Eine kabelgebundene Tastatur von Belkin für iPad mit Ständer. Es gibt mehrere Tastaturmodelle für das iPad, darunter Apple Original, andere mit Bluetooth-Verbindung usw. Die Belkin-Tastatur in der Abbildung ist anders und hat eine physische Verbindung. Untersuchen Sie seine Bequemlichkeit im Gegensatz zu den Originaltastaturen, die Bluetooth verwenden. Wertgleichung: WERTE = Ip – (P + I + C) ÜBUNG 6.4.2 – LASER RASIERER Abb. 6.5 - Auf den ersten Blick sieht der Skrp Razor aus wie ein herkömmlicher Rasierer. Die Klinge wird von einem kleinen Laser angetrieben, der Haare schneidet, ohne die Haut zu reizen oder zu beschädigen. Analysieren Sie dieses Produkt gemäß den Variablen der Wertgleichung: WERTE = Ip – (P + I + C) Hinweis 1: Kann diese neue Technologie herkömmliche Rasierer mit Laser ersetzen? Denken Sie daran, dass dieser Rasierer in der Nähe Ihrer Augen betrieben werden sollte. Kann es die Ansichten der Benutzer beschädigen? Wie kann dieses Risiko vermieden werden? Anmerkung 2: Die NASA hat einen Elektrorasierer entwickelt, der weder Wasser noch Seife verwendet, der bereits in Brasilien vermarktet wird. Sehen Sie mehr in High-Tech-News: Novidades High Tech. 120 ÜBUNG 6.4.3 – DRUCKER FÜR FRAUEN NÄGEL LACKIEREN Abb. 6.6 - Nagellack Drucker: Nägel mit Kleidung kombinieren – eine Mode, die heute attraktiv und anspruchsvoll ist. Besprechen Sie die Variablen der Wertgleichung in Bezug auf dieses Produkt. http://www.zhauns.co.za WERTE = Ip – (P + I + C) ÜBUNG 6.4.4 – HEFTER OHNE KLAMMERN Diese interessante Innovation wird weltweit verkauft und ermöglicht das Heften von bis zu vier Blatt Papier ohne Heftklammern. Nach der Maxime von TRIZ, dass es am besten ist zu haben nichts, diese Idee ist ein großer kommerzieller Erfolg für Privathaushalte, kleine Büros und Studenten. Abb. 6.7 – Ein Hefter, der keine Heftklammern verwendet. Bewerten Sie dieses Produkt gemäß den vier Variablen der Wertgleichung: WERTE = Ip – (P + I + C) HANDLUNGSKOORDINATION - Eigenschaft: Effizienz in koordinierten Maßnahmen, Stufe II. Gemäß der Symbologie, die sich auf das Evolutionsspektrum bezieht, entwickelte sich dieses Produkt gemäß der Sequenz: →I → II → III I – Keine koordinierte Aktion, II – Koordinierte Aktion, III – Aktion während der Intervalle. In vielen Schulen wird bei den schriftlichen Prüfungen immer noch derselbe Prozess manuell ohne Heftklammern verwendet. Das Papier ist oben zerrissen, mit zwei kurzen und parallelen Schnitten, bei denen das "Ohr" zwischen ihnen gefaltet wird, um die Blätter zu verbinden, damit sie sich nicht vermischen oder in der Lehrermappe verloren gehen! Diese Innovation verwendet denselben Prozess, in einer klaren Übertragung von Eigenschaften, ohne jeden Unterschied. 121 ABSCHLIEßEND: Wie in diesen Übungen zu sehen ist: „Jedes Produkt hat alle vier Elemente. Die Berücksichtigung dieser vier Innovationsfaktoren ist ein effizienter Weg, um an die Bewertung des Produkts heranzugehen. Eine Innovation kann kostspieliger sein, wenn sie beispielsweise den gebotenen Mehrwert rechtfertigt, die Marke bestimmter Produkte oder ein Fünf-Sterne-Hotel“. (AULIVE). Wir können feststellen, dass die drei Werte Langlebigkeit, Komfort und Effizienz ein Element der Nachhaltigkeit darstellen. Die Haltbarkeit ist auch mit dem Produktlebenszyklus verbunden, mit Schäden, die direkt oder indirekt mit der Umwelt und dem Kunden zusammenhängen. Die Schnittstelle wird oft mit sozialer Innovation in Verbindung gebracht. Es besteht aus der sozialen Interaktion des Produkts oder Prozesses mit dem Kunden, einer der Ausgangspunkte für die Anwendung der Methode des „Design Thinking“. Schließlich geht es bei den Kosten um Effizienz, die letzte Komponente der Nachhaltigkeit. Die vier hervorzuhebenden Punkte sind: • PERFORMANCE Das Produkt muss effizienter, mit einer guten Schnittstelle und einfacher zu bedienen sein. Es muss sicher zu bedienen und leicht zu handhaben sein, ohne anderen Personen oder der Umwelt Schaden zuzufügen. • LANGLEBIGKEIT, SICHERHEIT, RECYCLING Das Produkt sollte langlebig, sicher, umweltfreundlich und möglichst nach Gebrauch recycelbar sein. • KOMFORT, MENSCHLICHE SCHNITTSTELLE Es soll auch einfacher zu bedienen sein mit einer angenehmen und einfach zu bedienenden Oberfläche, sicher und wenn möglich selbstreparierbar oder automatisierbar. • EFFIZIENZ UND PREIS Wenn wir an das Produkt denken, das sich zu einem idealen Ergebnis entwickeln könnte, könnte es dann Spaß machen, es zu verwenden? Könnte eine Form des Produkts zur freien Verwendung sein, ohne seine wesentlichen Eigenschaften zu verlieren? Im Ausdruck WERT = Ip – (P + I + C) können die Variablen rechts vom Minuszeichen – je nach Innovation Logik des Produkts oder der Dienstleistung nach oben oder unten variieren. 122 In dem, was als Beispiel gezeigt wurde, können wir mehr Wert mit besserer Leistung zu geringeren Kosten oder weniger Schäden und besserer Benutzeroberfläche, Benutzerfreundlichkeit usw. erzielen. Oft entwickeln sich bestimmte Produkte im Laufe der Zeit in den wichtigsten Aspekten, müssen zuerst funktionieren, eine grundlegende Leistung haben, also müssen sie immer gut funktionieren, nicht versagen, in der Schnittstelle arbeiten, mit guter Leistung, langlebig und einfach zu bedienen sein. Und wir können immer noch auf Preis- oder Kostenunterschiede reagieren. Aus IDEAL-Sicht gehen die Kosten für ein Produkt oder einen Prozess auf NULL. Idealerweise kann das Unternehmen der „Blue Ocean Strategy“ von W. Chan Kim und Renée Mauborgne von INSEAD folgen, wo es am besten ist, nicht zu konkurrieren, sondern einen Marktraum zu schaffen, in dem niemand mit Ihnen konkurrieren kann. Oder wie Spotify günstige monatliche Zahlungen verlangen und Musik im Internet günstig für Millionen von Kunden verkaufen, ein tolles Schnäppchen. 6.5 – FALLSTUDIE: COCA-COLA IN EISFLASCHEN Lassen Sie uns zum Abschluss dieses Kapitels einige Fragen betrachten, die wir zu einer kürzlich erfolgten Promotion von Coca-Cola stellen können. Das Unternehmen wurde von den damaligen Behörden häufig zu Problemen der öffentlichen Gesundheit befragt, die das Unternehmen möglicherweise dafür verantwortlich machen könnten, an heißen und sonnigen Tagen an brasilianischen Stränden Halsschmerzen bei Kindern zu verursachen. Die Aktion fand während des Karnevals 2015 statt, als Coca-Cola im Sommer an mehreren Stränden an der Küste von São Paulo das Erlebnis des Trinkens einer Coca-Cola in Eisflaschen in der Kampagne "Drinking an Ice Coca- Cola mit Freunden". Die Absicht war, den Verbrauchern die kalte Flüssigkeit vom 24. Januar bis 17. Februar (Karneval) bei Coca-Cola Verdes Ventos, in Eingang 8 von Maresias und an den Stränden von Santos, Guarujá, Caraguatatuba und Ubatuba zu garantieren. In der Hauptstadt São Paulo fand die Aktion in den Parks von Ibirapuera und Villa Lobos statt. Die Flasche war umweltfreundlich, da sie von selbst schmolz. Die Verpackung hatte noch ein Etikett, um zu verhindern, dass die Hände der Verbraucher durch Festhalten oder Abrutschen aus der Hand frieren. Referenz: Adnews.com.br. Können Sie in diesem Fall die Bedeutung jeder Variablen der Wertgleichung erklären, WERT = Ip – (P + I + C)? Wir wissen, dass Coca-Cola Zero als leichtes, zuckerfreies Produkt vermarktet wird. Dies verursacht weniger gesundheitliche Schäden. 123 Wenn Zucker jedoch die teuerste Zutat einer normalen Cola sind, wäre es für das Unternehmen billiger, sie ohne Zucker zu machen. "Ja wirklich?" Und der künstliche Süßstoff zählt nicht? Wenn wir uns also ansehen, wie ein Produkt hergestellt wird, sollten wir uns fragen: „Für wen ist es gedacht? Was sind potenzielle Kunden? Hat das Produkt etwas mit der Umwelt zu tun? Entsprechen die bei der Produktherstellung verwendeten Komponenten den staatlichen Gesundheitsstandards? Werden die Kosten des Unternehmens bei seiner Herstellung steigen? Welche Auswirkungen hat dies im Fall von Coca-Cola auf den Zuckerlieferanten? Welche Konsequenzen ergeben sich für die Landwirte, da sie produktive Zuckerrohrfelder und große Flächen zum Pflanzen brauchen?" In einer solchen Untersuchung hat oft die Produktlebenszyklusanalyse ihren Platz. Die Flasche schmilzt von selbst und verschmutzt den Strand nicht, hat aber den Nachteil, dass sie bei Kindern und bei Erwachsenen Halsschmerzen verursachen kann. Abb. 6.8 - Coca-Cola in einer Eisfläche am Strand der Küste von Santos, Brasilien, im Sommer 2015, um zu zeigen, dass "das Beste nicht zu haben" (die Flasche) ist. 6.6 – EMPFOHLENE DESK-FORSCHUNG Die Innovation von Coca-Cola ist für den Einsatz an sehr heißen Tagen gedacht und kann sowohl an Stränden als auch in Sommerresorts, an Orten mit hohen Temperaturen, verwendet werden. Suchen Sie auf der Espacenet-Website nach einem Patent für Thermoflaschen und analysieren Sie ihre Eigenschaften, um ein Getränk warm zu halten, und untersuchen Sie die Möglichkeit, dass sie eine Batterie und eine USB-Standardstromversorgung hat. Diese Flasche sollte das Getränk länger als 24 Stunden warm halten. Beschreiben Sie die Flasche, falls sie bereits existiert, oder entwickeln Sie Ihr eigenes Produkt, indem Sie die von TRIZ und der Logik der Innovation vorgeschlagenen Eigenschaften verwenden. 6.7 – VERWEISE 1. INNOVATION GENETICS – CREAX, in https://slideplayer.com/slide/6953475/ 124 2. AULIVE, https://www.aulive.com/en/ 3. DIVA, Innovation Logik, http://www.triz-journal.com/archives/2005/09/07-01.pdf 4. DEWULF, Simon, “Innovation Logik: Variation of Properties for New or Improved Functions, A Base for Connect and Develop”. 5. MANN, Darrel, Hands on Systematic Innovation, IFR Press, 2nd. Edition, England, 2007. 6. ORLOFF, Michael, Modern TRIZ, A Practical Course with EASyTRIZ Technology, Ed. Springer, 2012, Berlin, Germany. 7. GADD, Karen, “TRIZ for Engineers – Enabling Inventive Problem Solving”, Ed. Wiley. 8. RANTANEN, Kalevi & DOMB, Ellen, Simplified TRIZ, Auerbach Pub. 2nd. Ed., 2008, USA. 125 KAPITEL 7 – ENTWICKLUNGSMUSTER IN VERBINDUNG MIT DIREKTER INNOVATION Inhalt: 7.1 ENTWICKLUNGSMUSTER UND DIE SPEKTRUMMERKMALE 7.2 DIE ZWANZIG EVOLUTION TRENDS DES SPEKTRUMS 7.3 KLASSIFIZIERUNG VON INNOVATIONEN NACH BRANCHENART 7.4 BEISPIELE FÜR INNOVATIONEN MIT DER NUTZUNG VON SPEKTRUM-EIGENSCHAFTEN 7.5 VERWEISE 7.6 ANHANG: LINKS ZU EINIGEN SPEKTRUM-EIGENSCHAFTEN IN INNOVATION LOGIK ™ Bild: Mobiltelefon für Senioren, ein minimalistisches System mit einer physischen Tastatur, die größer als normal und einfacher zu bedienen ist. Das Modell, das den Bildschirm eines alten Mobiltelefons reproduziert, verfügt über eine Reihe von Innovationen, die in modernen Mobiltelefonen von heute vorhanden sind. 7 . 1 – ENTWICKLUNGSMUSTER UND SPEKTRUM MERKMALE. Zu den wichtigsten Elementen, die in die hier betrachtete Methode eingeführt werden, gehören die Eigenschaften des Spektrums, wobei eine reduzierte Anzahl von Evolutionstrends eine vereinfachte Klassifizierung von Innovationen ermöglicht, wie wir in diesem Kapitel sehen werden. 126 7. 2 - DIE ZWANZIG EVOLUTION TRENDS DES SPEKTRUMS Mit dem Ziel, viele Innovationen, die auf den Markt kommen, besser zu verstehen und die bisher beschriebenen Prinzipien zu festigen, werden wir die Spektren der 20 Merkmale der Innovation LogikMuster zusammenfassen, die auf beliebige Produkte angewendet werden können, wie z die hier beschriebenen. Die Symbole, die die Eigenschaften von Produkten darstellen, sind nützliche Notationen, die visuell ausdrucksstark sind, um Trends aufzuzeigen, ein wichtiges visuelles Werkzeug für Innovation, das sich merken kann. Diese Eigenschaften können bei Bedarf mehr als 20 betragen, aber wir werden unsere Untersuchung auf diese Zahl beschränken. Diese Variationen drücken leicht assimilier bare Konzepte aus und stellen eine adäquate Darstellung für insgesamt 60 Evolutionseigenschaften des Spektrums dar, wobei Evolutionstrends von Produkten, Systemen, Dienstleistungen, Marken usw. entsprechend ihren physikalischen Zustandsvariationen berücksichtigt werden. Es sind die gleichen 20 Darstellungen, die auf der Website moreinspiration.com verwendet werden, deren 4961 Innovationen heute, 06.07.2021, katalogisiert sind, sortiert nach den Branchen, zu denen sie gehören: 1 – SPEKTRUM: ZUSTAND (Physik) I. Solide → II. Flüssigkeit oder Gas → III. Physisches Feld 2 – SPEKTRUM: PULSIEREN I – Kontinuierliche Aktion → II – Pulsieren → III – Resonanz und höhere Frequenzen 3 – SPEKTRUM: ZERSPLITTERUNG 127 I – Monolithischer Festkörper → II – Segmentierter Volumenkörper → III – Feste Körnigkeit 4 – SPEKTRUM: OBERFLÄCHE I – Glatte Oberfläche → II – 2D-Vorsprünge → III – 3D-Vorsprünge 5 – SPECTRUM: POROSITY I – Solide II – Geöffnet 2D → → III – Mehrere Löcher 6 – SPEKTRUM: AUTOMATISIERUNG I - Menschlicher Umgang → II - Halbautomatisch → II – Vollständige automatische Handhabung 7 – SPEKTRUM: FORMAT oder STRUKTUR → I - Flugzeug II – Axiale Symmetrie → III – Integrales 3D 8 – SPEKTRUM: TRANSPAREZ I - Solide → II - Teilweise transparent → III - Transparent 9 – SPEKTRUM: FARBE I – Keine Verwendung von Farbe → II – Doppelte Verwendung von Farbe → III – Gesamtheit des Farbspektrums 10 – SPEKTRUM: KOORDINIERUNG 128 I – Unkoordinierte Aktion → II – Koordinierte Aktion → III – Aktion in Intervallen 11 – SPEKTRUM: FLEXIBILITÄT I – Solide → II – Mehrere Gelenke → III – Vollständige Flexibilität 12 – SPEKTRUM: SINNE I - Ein Sinn II – Zwei Sinne → → III – Mehrere Sinne 13 – SPEKTRUM: INTEGRATION (MEHRERE VERWENDUNGEN, DUALE VERWENDUNG) I – Mono-System → II - Duales System → III - Polysystem, Mehrfachsystem 14 – SPEKTRUM: GEGENZÄTZLICHE EIGENSCHAFTEN I – Ähnliche Komponenten → II – Komponente + ihr Negativ → III – Verschiedene Komponenten 15 – SPEKTRUM: MARKT I – Produkt II – Bedienung III – Erfahrung 16 – SPEKTRUM: INFORMATION I – Direkte Kontrolle → II – Kontrolle mit Vermittler → 17 – SPEKTRUM: SYMMETRIE III – Intelligentes Feedback 129 I – Symmetrisches System → II – Teilsymmetrisch → III - Asymmetrie 18 – SPEKTRUM: FASERN I – Homogenes Blatt → II – 2D-Netz → III – Aktive Elemente 19 – SPEKTRUM: FLÜSSIGKEIT ZUM SPRÜHEN → I - Flüssigkeit II – Segmentierte Flüssigkeit → III – Dampf, Nebel oder Spray 20 – SPEKTRUM: VON FLÜSSIGKEIT ZUM SCHAUM I – Flüssigkeit → II – Flüssigkeit mit Blasen → III – Schaum Als nächstes haben wir die Entfaltung und Klassifizierung nach dem Evolutionsspektrum einiger Innovationen, nach der Art der Industrien, zu denen sie gehören. Wir werden uns nur drei Beispiele ansehen, und der Leser kann die gesamte Liste auf der Website More Inspiration einsehen. 7.3 – KLASSIFIZIERUNG EINIGER INNOVATIONEN NACH BRANCHENART Dies sind mehrere Beispiele für Innovationen, die von der Website veröffentlicht wurden More Inspiration, und wir empfehlen dem Leser einen Blick auf die folgenden sechs Beispiele je nach Art der INDUSTRIE, die durch Klicken auf die angegebenen Links aufgerufen werden können: • advertising (118) • lighting (196) • aerospace (111) • machines & engines (129) • agriculture (38) • materials (538) Hinweis: Zum Zeitpunkt der Zusammenstellung dieser Auflistung, 07.11.2021, waren 4961 Innovationen registriert bei http://www.moreinspiration.com/. Für weitere Beispiele und Informationen empfehlen wir den Zugriff auf diese Homepage. 130 7.4 – BEISPIELE FÜR INNOVATIONEN MIT SPEKTRUM-EIGENSCHAFTEN Die zwanzig Eigenschaften des Evolutionsspektrums mit drei Variationsstufen in jeder Eigenschaft reichen für eine Klassifizierung der meisten Innovationen aus, bei denen viele Produkte nach Eigenschaften und Trends der Evolution analysiert werden können, um Innovationen zu ermöglichen dort die Ähnlichkeit von Funktionen in verschiedenen Anwendungsbereichen nutzen. 7.4.1 – INTERPRETATION DER SYMBOLE UND ENTWICKLUNG DER EIGENSCHAFTEN 7.4.2 – BEISPIEL EINER PATENTIERTEN ZAHNBÜRSTE Nehmen wir zur Veranschaulichung das Beispiel einer patentierten Zahnbürste, deren Haupteigenschaft INTEGRATION darin besteht, von mehreren Personen kontaminationsfrei verwendet werden zu können: 13 – SPEKTRUM: INTEGRATION (MEHRFACHNUTZUNG, DUAL NUTZUNG) I – Mono-System → II - Bi-System → III – Poly-System Abb. 7.1 – Integration Spektrum von drei Nutzungsarten eines Objekts. Könnte eine Zahnbürste von mehreren Personen ohne Kontamination verwendet werden? Wäre dies nicht gegen die persönlichen Hygienestandards? Unglaublich erweise wurde eine Innovation in Bezug auf Level III - Poly-System geschaffen, die sich auf das obige Spektrum bezieht! In einer Kickstarter-Crowdfunding-Kampagne soll diese ungewöhnliche elektrische Zahnbürste namens GlareSmile die Zähne in nur 10 Sekunden gründlich reinigen. Die Werkzeugbürste ist über USB oder Solar aufladbar. Eine UV-LED ist Teil dieser Werkzeugbürste zum Abtöten von Keimen und ist so konzipiert, dass sie sich nach dem Ausschalten von GlareSmile für kurze Zeit automatisch einschaltet. Referenz: KickStarter.com. 131 Abb. 7.2 - Innovation im Zusammenhang mit einer Zahnbürste, die verspricht, die Zähne in weniger als 10 Sekunden zu reinigen. Zerlegbar, kann von mehreren Personen verwendet werden. Einstufung: 13 - SPEKTRUM: INTEGRATION Verwenden Sie → Poly-System, Level III. Referenz: http://www.moreinspiration.com und KickStarter.com 7.4.3 - SMARTPHONE MIT 3D-TASTEN FÜR SICHTBEHINDERTE PERSONEN Betrachten wir die Eigenschaften von SURFACES, deren Variationen auf der Website More Inspiration am 27.04.2019 entsprachen: Smooth Property: 10; 2D-Vorsprünge: 89; 3D-Vorsprünge: 51. Insgesamt: 150 Produkte. Wir betrachten zwei interessante und entwickelte Produkte für Blinde (2D Protrusions). SPEKTRUM: OBERFLÄCHE - Eigenschaften: I – Glatte Oberfläche → II - 2D-Vorsprünge → III – 3D-Vorsprünge 132 Abb. 7.3 – Spektrum Darstellung der SURFACE evolution. Taktile Geräte, die im Allgemeinen dazu dienen, den Menschen das Leben durch komfortablere Schnittstellen zu erleichtern, entsprachen zum Zeitpunkt dieser Umfrage, 20.04.2021, 135.828 Patenten zum Begriff "Tactility" (ohne Anführungszeichen) in Google Patents. Das Mobiltelefon von Abbildung 7.3, das für sehbehinderte Benutzer entwickelt wurde, verfügt über eine Braille-Tastatur, um Texte einzugeben und Nachrichten von anderen Mobiltelefonen zu empfangen, was möglicherweise üblich ist. Dies ist eine offensichtliche Innovation, an die jedoch bis vor kurzem nicht gedacht wurde. Abb. 7.4 - Toshiba-Handy mit hervorstehender BrailleTastatur für Sehbehinderte. Ranking: → Level III: 3D Vorsprünge Zweck: Das Leben der sehbehinderten Menschen zu erleichtern und ihnen die Interaktion mit dem Tastsinn zu ermöglichen, um Anrufe zu tätigen und Nachrichten zu empfangen. Toshiba zielte mit seiner Entwicklung darauf ab, die Einschränkung von Sehbehinderten zu reduzieren, die sich mit modernen Mobiltelefonen unwohl fühlen, da sie sich hauptsächlich auf Ästhetik, Funktionen und virtuelle Tastaturen konzentrieren, ohne an die Benutzerfreundlichkeit für eine Person zu denken, die nicht sehen kann. In der Tactility wurde die Tastatur mit Braille-Zeichen und den an den häufigsten verwendeten Funktionen entwickelt, um die Schwierigkeiten bei der Verwendung eines Mobiltelefons für Sehbehinderte zu verringern. Die Unterseite des Telefons hat einen Ring wie eine Halskette, mit dem es um den Hals gehängt werden kann, damit es nicht vergessen wird oder leicht verloren geht. Referenz: http://www.tuvie.com. 133 7.4.4 – RUBIK CUBE FÜR BEHINDERTE PERSONEN Der Zweck dieses Zauberwürfels in 3D besteht darin, die Textur seiner Wahrnehmung zu verändern und ihn mit mehr Sinnen interagieren zu lassen, da er sich im Allgemeinen an Menschen ohne Sehvermögen richtet. Es kann auch zum Erlernen von Braille verwendet werden. Abb. 7.5 – Mit Braille-Gravur auf ihren Gesichtern ist dieses Puzzle für Sehbehinderte gedacht. Rangfolge: 3D Vorsprünge Dies ist eine Einführung, die darauf abzielt, mehr Märkte für ein als "Ware" angesehenes Produkt zu finden, für das bis vor kurzem angenommen wurde, dass Innovationen in dieser Art von Produkt selten sind. Es sollte beachtet werden, dass diese Verwendung in vielen Produkten weit verbreitet ist, der bekannteste ist der Braille-Code auf Pillendosen und anderen Medikamenten, Aufzugstastaturen, eine triviale Entwicklung des Oberflächenspektrums zu 3D, eine Notwendigkeit in unserer Zeit necessity. In einer Mitteilung von CNN vom 24.04.2019 wurde mitgeteilt, dass die LEGO Company in dieser Linie eine neue Produktlinie namens LEGO Braille Bricks für behinderte Kinder auf den Markt bringen wird und dass mehrere Produkte dieser neuen Linie von Lernspielen in Planung sind. Die Dorina Nowill Foundation for the Blind mit Sitz in Brasilien hat die Ziegel im Jahr 2017 vorgeschlagen. Referenz: http://fundacaodorina.org.br/en/ 134 Abb. 7.6 – Die Lego Braille Bricks für Kinder wurden kürzlich angekündigt, damit sehbehinderte Kinder die Brailleschrift "spielerisch und fesselnd" lernen können. Referenz: CNN Trend: 3D Vorsprünge 7.5 – VERWEISE 1. DEWULF, Simon, “Innovation Logik: Variation of Properties for New or Improved Functions, A Base for Connect and Develop”. 2. AULIVE, 846 of the Best Websites on the Web About Creativity and Innovation 3. TUVIE, Design of the Future. 4. Site More Inspiration, of Aulive. 5. Modern TRIZ Academy home page, http://www.modern-triz-academy.com/ 7.6 - HINWEIS: Im Folgenden haben wir sechs Links, die auf die Eigenschaften von Spektrum in Innovation Logik verweisen. Die interessierten Leser können den Links für eine vollständige Auflistung dieser Spektrumeigenschaften folgen. Letzter Zugriff am 12.06.2021. • • • 2D protrusions (51) 3D mesh with active elements (49) 3D protrusions (89) • • • medium duration (2) medium size (12) mesh structure (56) 135 KAPITEL 8 – ZUSTAND (Physik Kondition) UND DYNAMISIERUNG Inhalt: 8.1 ZIELE 8.2 DYNAMISIERUNG UND EVOLUTIONSTRENDS: DETAILS 8.3 ANMERKUNGEN ZUR INNOVATION LOGIK ™ 8.4 PRODUKTTYPEN, DIE DURCH INNOVATION LOGIK ™ ANALYSIERT WERDEN KÖNNEN 8.5 EIGENSCHAFT: SPEKTRUM ZUSTAND 8.6 ERWEITERUNG DES KONZEPTS DER DYNAMISIERUNG 8.7 BEISPIEL: SOLAR IMPULSE II – MIT SOLARENERGIE UM DIE ERDE FLIEGEN 8.8 WEITERE BEISPIELE 8.9 VERWEISE Bild: MAGLEV, Magnetschwebebahn für die Fahrt auf Hochgeschwindigkeitsstrecken, Beispiel DYNAMISIERUNG (Folge der vollen Nutzung von FIELD, Level III, oben auf der Seite. Referenz: http://www.faculty.rsu.edu 8.1 – ZIELE In diesem Kapitel untersuchen wir das erste von zwanzig Spektren der Innovation Logik gemäß Variationen von STATE. In den meisten Fällen hat diese Eigenschaft eine starke Übereinstimmung mit DYNAMISIERUNG in TRIZ. 136 Dies ist eine der wichtigsten Eigenschaften, die in den in diesem und den nächsten Kapiteln gezeigten Methoden erkannt werden können. Referenz: https://www.researchgate.net/ und https://www.osaka-gu.ac.jp Dadurch werden wir unsere Studie auf mehrere Produkte ausdehnen, die aus diesen beiden Perspektiven vorgeschlagen werden, und durch die DNA-Analyse des Produkts, wie von Innovation Logik vorgeschlagen. Mit dem Spektrum-Konzept wird auch ein Vergleich mit DNAs anderer Produkte durchgeführt. Wir können erwähnen: Vergleich von DYNAMISIERUNG nach Darrell Mann (A) und Innovation Logik (B): (A) TREND In Übereinstimmung mit Mann: 1. Starres System → 2. System mit Gelenken → 3. Vollständig flexibles System → 4. Fluide oder pneumatische Systeme → 5. Feldbasierte Systeme. [I] (B) SPEKTRUM 1: DYNAMSIERUNG nach Innovation Logik (S. Dewulf): I. Solide → II. Flüssigkeit oder Gas → III. Feld (Physik) Abb. 8.1 - Spektrum von Eigenschaften oder Funktionen entsprechend der DYNAMISIERUNG, im Einklang mit dem physikalischen Zustand in der Innovation Logik und im Gegensatz zu den von D. Mann aufgezeigten Evolutionstendenzen. Die Trends werden in beiden Fällen von links nach rechts betrachtet. 8.2 – DYNAMISIERUNG UND EVOLUTIONSTRENDS: EINZELHEITEN Die sich entwickelnden Eigenschaften der technischen Systeme, die nach der Prüfung von Hunderten von Patenten von Altshuller, Shapiro und seinen Anhängern etabliert wurden, führten zu mehreren strukturierten Methoden bei der Anwendung von TRIZ, alle leicht verständlich sind. In den hier zu sehenden Fällen kann ein Fluss von links nach rechts Hinweise auf Systemtransformationen nach bestimmten Eigenschaften, die für nützliche Aktionen angezeigt werden, unter denen wir neue Funktionen entdecken können: Zweck 1 → Funktion 2 → Verhalten 3 → Struktur 4 → Teilsystem 5 → Element 6 → Operation 7 Wir können die Bedeutung der Elemente wie folgt erklären: 137 1. Zweck: etwas, was jemand mit einer Handlung beabsichtigt, zu bewirken, zu erreichen [Beweggrund und] Ziel einer Handlung 2. Funktion: Tätigkeit; das Arbeiten (z. B. eines Organs) 3. Verhalten: (von Empfindungen o. Ä.) zurückgehalten, unterdrückt und daher für andere kaum merklich 4. Struktur: Anordnung der Teile eines Ganzen zueinander; gegliederter Aufbau, innere Gliederung 5. Teilsystem: Bereich innerhalb eines Systems, der selbst Merkmale eines Systems 6. Element: Grundbestandteil, Komponente ein wesentliches Element 7. Operation: Operation wissenschaftlich kontrollierbares Verfahren; nach bestimmten Grundsätzen vorgenommene Prozedur. In Mann (1) hat die Sequenz DYNAMISIERUNG mehrere Evolutionssprünge oder Abstufungen. Wir können die Stufe Nummer 2 in der Sequenz [I], „System von Immobil zu gelenkig“, veranschaulichen, wo wir die folgende Begründung für die Verwendung dieser Eigenschaft finden können: DYNAMISIERUNG: • System von Immobil zu gelenkig: o Falten, um kompakter zu machen. o Manövrierfähigkeit o Um die Position Flexibilität zu erhöhen. o Mechanische 2-Wege-Umschaltung. o Physikalische Widersprüche lösen (Bsp.: Breit und Schmal). o Variabler Deflektor zB Klappe beim Umschalten, Vorrichtung, die verwendet wird, um die Höhe zu ändern oder das Abbremsen eines Flugzeugs bei der Landung zu unterstützen. o Verbundteile (zB steife und flexible Teile). o Schadenschutz o Selbstrollende Rücksitze in einem Theater ÜBUNG I: Mehrere andere Eigenschaften existieren, wie zuvor in [I] angegeben wurde. Wir laden Sie ein, die Gründe für jeden der Sprünge zu finden. Für weitere Informationen konsultieren Sie bitte die Ref. 1. 138 8.3 – ANMERKUNGEN ZU INNOVATION LOGIK ™ UND SPRACHLICHEN STRUKTUREN In Innovation Logik liegt die Originalität der Methode unter einem radikalen Perspektivwechsel in ihrer Integration in die sprachliche Struktur, in der SUBSTANTIVES (Produkte) einer diversifizierten Anzahl von ADJEKTIVEN (Variationen der Eigenschaften oder Qualitäten der Produkte) zugeordnet werden können generieren von VERBS (Funktionen), d. h. den Bestimmungsort oder die Verwendung des Produkts gemäß der Wahrnehmung des Forschers. Diese Beziehungen werden auf das übertragen, was konventionell SPECTRUM genannt wird, dessen Variationen (ADJEKTIVE) sich auf Flexibilität, Geometrie, Symmetrie, Oberfläche, Zustand, Zeit, Farbe, Transparenzdichte, Größe, Information, Leitfähigkeit, Abhängigkeit beziehen können. Jedes dieser Spektrale Elemente hat Variationen, die "EIGENSCHAFTEN" genannt werden (1). Als Beispiel können wir die Eigenschaft des OBERFLÄCHE Spektrums nehmen, die Adjektive wie hervorstehend, ausgehöhlt, hohl (Unendliche Löcher, Nano), glatt enthalten kann. OBERFLÄCHE ist kein ADJEKTIV (Eigenschaft), aber das Wort "WEICH" ist. (1) Eine begrenzte Anzahl oder eine bestimmte Anzahl von SUBSTANTIVEN (PRODUKTEN) kann durch eine bestimmte Anzahl von ADJEKTIVEN variiert werden, um neue VERBEN (FUNKTIONEN) bereitzustellen. In der hier betrachteten strukturierten Methode können wir durch diese Verbindung mit der Sprache neue Forschungsprozesse basierend auf syntaktischer Analyse, Semantik, Analogien und Evolutionsmustern durch automatisierte Methoden einführen (*). Diese Tatsache hängt mit der strukturellen Linguistik zusammen, die von Noam Chomsky entwickelt wurde, dem bekannten amerikanischen Linguisten und Autor der generativen Grammatiktheorie, der eine Form der strukturierten Darstellung neulateinischer, englischer und germanischer Sprachen etablierte, bei der die Zerlegung eines Satzes in seine Hauptbestandteile (syntaktische Analyse oder "Parsing") durch Computer wurde alltäglich. Das Beispiel für die Dekodierung eines englischen Satzes nach Chomskys strukturierter Methode ist in Abbildung 8.2 dargestellt. Im oberen Teil des Graphen haben wir die Syntagma Nominal (SN) und Verbal (SV), aus denen der komplette Satz gemäß seiner syntaktischen Analyse generiert werden kann, wie am Fuß der Abbildung zu sehen. 139 Aus dem Obigen können wir allgemein die Art und Weise verstehen, in der die syntaktische Struktur eines Satzes an seiner Automatisierung unter Verwendung eines Computers zur Entzifferung und Interpretation durch ein Parsing-Programm steht. Abb. 8.2 – Charakteristisches Diagramm des Parsens eines englischen Satzes nach der Strukturelle Grammatik, konzipiert von dem Linguisten Noam Chomsky. Quelle: https://stackoverflow.com/questions/4972571/tool-for-drawing-parse-trees (05/08/2019) Die Interpretation des semantischen Inhalts beliebiger im Internet gesammelter Datenmengen, etwa in Social-Data-Conversation (Big Data), ist nur einen Schritt von den hier untersuchten Evolutionstrends mit Hilfe rechnerischer Methoden entfernt. Diese Details sind sicherlich Dewulf aufgefallen, der sie verwendet hat, um die Methode der direkten Variation (Innovation Logik) zu entwickeln, einschließlich der Klassifizierung jeder Innovation in Bezug auf FUNKTIONEN und EIGENSCHAFTEN auf diesem Weg. Beispiele für die Klassifikation sowie praktische Informationen zu den in diesem Kapitel besprochenen Verfahren finden Sie auf der Webseite Patent Inspiration. 8.4 - BEISPIELE FÜR DIE ANWENDUNG DER INNOVATION LOGIK Die Innovation Logik befasst sich mit mehreren Arten von Produkten, auch solchen, die als immaterielle oder virtuelle Produkte gelten und ein breites Anwendungsspektrum abdecken. Im Bereich der strukturierten Innovationsprozesse bleiben die Methoden der TRIZ unverändert und die neuen Methoden dienen als zeitgemäße Ergänzung dazu. 8.5 – PHYSIKALISCHES KONZEPT: SPEKTRUM "FELD" 140 Der Evolutionstrend "FELD" beschreibt den physikalischen Zustand der in einem Produkt verwendeten Eigenschaften oder Funktionen beim Übergang zu technologisch fortgeschritteneren Stadien: Die Sequenz beginnt im festen Zustand, geht durch den gasförmigen oder flüssigen Zustand und endet im Feldzustand. Der aktuelle Fortschritt in Telekommunikation, Energie und Verkehr hat eine enorme Anzahl von Innovationen und Entdeckungen hervorgebracht, die diesem Trend folgen. Die meisten praktischen Anwendungen sind auf Level III, FELD, angesiedelt, insbesondere durch die Nutzung des elektromagnetischen Feldes. Auch wenn dies trivial erscheinen mag, ist dieser Aspekt hervorzuheben, da in der TRIZ und daraus abgeleiteten Methoden das Feldkonzept über das in der Physik traditionell betrachtete hinausgeht. Unter FELD (Substance-Field) kann jede in einem System vorhandene Energieform oder Wechselwirkung verstanden werden, die als verbindendes Element die Wechselwirkung von mindestens zwei Stoffen miteinander ermöglicht. Wie bereits erwähnt, kann sich dieser Zusammenhang beispielsweise auf den Geruch eines Gases beziehen, der unsere Sinne beeinträchtigt, eine gängige Form der Felddeutung in der TRIZ. I. Solide → II. Flüssigkeit oder Gas → III. Feld Reproduktion von Abb. 8.1, Eigenschaften Spektrum nach dem physikalischen Zustand in der Innovation Logik. 8.6 – ERWEITERUNG DES KONZEPTS DER DYNAMISIERUNG Wir können uns daran erinnern, dass das Spektrum STATE ursächlich mit den Potentialen der Evolution in der klassischen TRIZ zusammenhängt, die als Evolutionsgesetze technischer Systeme bezeichnet werden. Die drei Aspekte dieser Gesetze, die sich auf Statik, Kinematik und Dynamik beziehen, bilden einen guten Ausgangspunkt, um die Bedeutung der Darstellungen der Evolution, die durch die Dynamisierung in TRIZ ausgedrückt werden, sowie in Bezug auf das Spektrum der Innovation Logik, insbesondere die Eigenschaften der Zustandsvariablenentwicklung. Wie wir in Kapitel 3, Abbildung 3.4 - Statische, kinematische und dynamische Gesetze in der klassischen TRIZ gesehen haben und aus einem Artikel von Nikolay Shpakovsky im TRIZ Journal, „Abstract of Book Evolution Trees“, werden wir zum leichteren Verständnis die genannte Figur. Es ist: 141 Abb. 8.3: Wiederholung der Figur von Statischer, kinematische und dynamische Gesetze in der klassischen TRIZ. (Mind Map vom Autor) DEFINITION: DYNAMISIERUNG ist ein irreversibler Trend in den meisten Systemen, die eine INTEGRITÄT zwischen ihren Komponenten benötigen, um synchron zu funktionieren. Laut Savransky (4) erfordert diese Eigenschaft in einem technischen System oder technologischen Prozess sechs grundlegende Subsysteme, um richtig zu funktionieren: 1. Arbeitssystem 2. Energiequelle (Eingang) 3. Motor (Antriebssystem) 4. Controller (Steuerungssystem) 5. Übertragungssystem 6. Schutzgehäuse Die folgende Abbildung, die sich auf ein technologisches System bezieht, zeigt die Beziehung zwischen diesen Komponenten gemäß der Vision der TRIZ. Im Diagramm sind die Komponenten von RICHTUNG, ÜBERTRAGUNG und ARBEIT dargestellt, in denen wir hatte: 1. Energiequelle 2. Fahrsystem 3. Übertragungssystem 4. Arbeitssystem 5. Kontrollsystem 6: Kontrolliertes Objekt. 7. Materialherkunft 142 1. Energiequelle 2. Fahrsystem 3. Ubertragungssystem Energiequelle 4. Arbeitenssystem 6. Kontollierts object 5. Kontrollssystem 7. Materialherkunft Abb. 8.3 - Elementare Architektur technologischer Systeme nach TRIZ. Quelle: Noel Leon, Prof. Dr., [email protected]. Als Beispiel können wir die Hauptkomponenten einer Aluminium-Soda Dose betrachten: Ring, Niete des Rings, Dosenhals, Körper, Boden der Dose usw., dargestellt in Abbildung 8.4. Um eine sinnvolle Funktion (neben der Aufbewahrung des Getränks) zu realisieren, müssen wir die Komponenten berücksichtigen, mit denen wir mit der Dose interagieren und die beim Öffnen als dynamische Verbindung interpretiert werden können, die diese sechs Grundsysteme integriert. Eine Analyse der Wechselwirkung erlaubt die Erklärung der beteiligten Komponenten, die: 1. Betriebsinstrument: Die Hand des Benutzers im Nietring. 2. Energiequelle: Kohlendioxidgas, CO2. 3. Motor: Der Gasdruck im Behälter. 4. Steuerung: Die Abdeckung, die über den bereits erwähnten Ring aktiviert wird. 5. Transmission: Körper, Hals und Seitenwände der Aluminiumdose. 6. 6. Abdecken oder einwickeln: Volle Dose: Seite, Deckel und Boden. 143 Abb. 8.4 – Grundkomponenten einer Getränkedose, die im Moment des Öffnens als dynamisches System interpretiert werden können. Referenz: http://www.madehow.com Manchmal wird in einem dynamischen System die Standardarchitektur von bestimmten Produkten nicht vollständig befolgt. In einem Elektrofahrzeug zum Beispiel existiert die Kardanwelle nicht und die Zugkraft wird direkt auf jedes der vier Räder ausgeübt. Die Nichtexistenz des bekannten Getriebe Systems zeigt sich im Tabby EVO, einem Projekt von Open Motors, einem Kleinwagen mit einem Elektromotor in jedem Rad., https://www.openmotors.co/projects/. 144 Abb. 8.5 – TABBY EVO 2 Version, eine Hardware-Open-Source-Plattform für Elektrofahrzeuge. Kostenlos nutzbar, das Projekt steht allen zur Verfügung. https://www.openmotors.co. Savransky, (S. 117, Referenz 4), betont, dass es in Subsystemen jedes technischen Objekts Elemente gibt, die unter bestimmten Bedingungen zur Idealität neigen, wie in der unten betrachteten Sequenz (I), deren Wirkung in eine einzige Richtung erfolgt oder seltener in beide Richtungen. Energieträger folgen heute in der Regel den Nutzungen der letzten fünfzig Jahrzehnte unter Berücksichtigung individueller Trends in der Entwicklung von Rohstoffen, fossilen Brennstoffen, Staudämmen, Elektro- und Atomenergie. In jüngerer Zeit werden saubere Quellen wie Sonnen- und Windenergie genutzt, um die Umwelt zu schonen und den CO2-Fußabdruck zu reduzieren. Da der Begriff Energie sehr weit gefasst ist, einschließlich des elektromagnetischen Spektrums, werden hier beide Energieformen betrachtet. 1. Solide → 2. Gas → 3. Feld → 4. Plasma (I) Diese Reihenfolge lässt sich anhand der Entwicklung der genutzten Energieträger im Laufe der Jahre belegen. Eine detailliertere Sequenz ist: 1. Kohle → 2. Ölderivate oder Alkohol → 3. Methangas → 4. Elektrische Energie → 5. Solarenergie → 6. Atomenergie → 7. Brennstoffzellen (Wasserstoff, H2) → 8. Plasma (II) Dieser Verlauf muss jedoch nicht unbedingt in der angegebenen Reihenfolge erfolgen, sondern passt im Allgemeinen perfekt zur technologischen Entwicklung. Der Einsatz von Wasserstoff zum Antrieb von Fahrzeugen steht in der 7. Stufe der Sequenz, mit dem Einsatz der Verbrennungszelle (Wasserstoff, H2). Die 8. Position, die Plasma-Eigenschaft, liegt in Form von Ionen vor, die in den meisten Fällen durch die Verwendung von Xenon gewonnen werden, und fungiert als starker Treibstoff, der Sonden und Satelliten, die in den tiefen interstellaren Raum geschickt werden. 145 In einer Veröffentlichung der NASA über die heute vielversprechendste Technologie für Satellitenmissionen von langer Dauer informiert die staatliche amerikanische Agentur (08/05/2019): NASA - Ionenantrieb: Wie funktioniert ein Ionen Strahlruder? “Ionentriebwerke werden für eine Vielzahl von Missionen entwickelt – vom Halten von Kommunikationssatelliten in der richtigen Position (Station Keeping) bis hin zum Antreiben von Raumfahrzeugen durch unser Sonnensystem. Diese Triebwerke haben hohe spezifische Impulse – das Verhältnis von Schub zu Treibstoffverbrauch, sodass sie für eine bestimmte Mission deutlich weniger Treibstoff benötigen als bei einem chemischen Antrieb. Der Ionenantrieb gilt sogar als Missionsermöglichung für einige Fälle, in denen nicht genügend chemischer Treibstoff auf dem Raumfahrzeug mitgeführt werden kann, um die gewünschte Mission zu erfüllen”. “Ein Ionentriebwerk ionisiert Treibmittel, indem es Elektronen hinzufügt oder entfernt, um Ionen zu erzeugen. Die meisten Triebwerke ionisieren Treibmittel durch Elektronenbeschuss: Ein hochenergetisches Elektron (negative Ladung) kollidiert mit einem Treibmittelatom (neutrale Ladung), wobei Elektronen aus dem Treibmittelatom freigesetzt werden und ein positiv geladenes Ion entsteht. Das erzeugte Gas besteht aus positiven Ionen und negativen Elektronen in Anteilen, die zu keiner elektrischen Gesamtladung führen. Dies wird als Plasma bezeichnet. Plasma hat einige der Eigenschaften eines Gases, wird jedoch durch elektrische und magnetische Felder beeinflusst. Häufige Beispiele sind Blitze und die Substanz in Leuchtstofflampen”. https://www.nasa.gov/centers/glenn/about/fs21grc.html Abb. 8.6 - Hall-Effekt-Triebwerke beschleunigen Ionen mittels eines elektrischen Potentials zwischen einer zylindrischen Anode und einem negativ geladenen Plasma, das die Kathode bildet. Der Großteil des 146 Treibmittels (typischerweise Xenon) wird in der Nähe der Anode eingeführt, wo es ionisiert, und zur Kathode strömt; Ionen beschleunigen auf ihn und durch ihn hindurch und nehmen beim Verlassen Elektronen auf, um den Strahl zu neutralisieren und das Triebwerk mit hoher Geschwindigkeit zu verlassen. Quelle: Wikipedia Commons License, Schema einer elektrischen Antriebsvorrichtung mit Hall-EffektTriebwerk. Dies ist ein Querschnitt einer radialsymmetrischen Vorrichtung. Bild von Finlay McWalter Basierend auf Datei: WMF Hall Thruster.png von David Staack. TOYOTA MIRAI, MIT WASSERSTOFF ANGETRIEBEN Die Brennstoffzelle, deren physikalische Wirkung den 7. Platz in der obigen Reihenfolge (7. Brennstoffzellen - Wasserstoff, H2) einnimmt, ist eine wichtige Innovation bei der Nutzung sauberer Energie im Automobilbereich und darf als Antriebsmittel nicht nur in dieser Branche, sondern auch in Gabelstaplern, Booten und sogar in Tablets und Computern. Auch ein gängiger Treibstoff für Raketenantrieb, Energiegewinnung und Trinkwasser an Bord von Raumschiffen sind unter anderem Beispiele für den Einsatz von Brennstoffzellen. Abb. 8.7 – Das Mirai-Chassis von Toyota, dessen Brennstoffzellen-Stack von zwei Wasserstofftanks (gelb) angetrieben wird. Der von Toyota hergestellte Prius ist ein Hybridfahrzeug, das einen Benzinmotor und einen weiteren Elektromotor (Hybrid Synergy Drive) verwendet, ohne dass er an eine Steckdose angeschlossen werden muss. 147 In diesem Fall wird es gleichzeitig in den Levels 2 und 4 der obigen Sequenz positioniert, ohne Level 3 zu durchlaufen, Methan (Gas). Als Beweis für die Richtigkeit der Initiative von Toyota mit der Einführung seiner revolutionären Limousine haben renommierte Organisationen und Forschungsinstitute erklärt, dass die Brennstoffzellentechnologie ausgereift genug ist, um in mehreren Industriebereichen erfolgreich eingesetzt zu werden, wie aus dem vom Institute of Technical veröffentlichten Artikel hervorgeht Thermodynamik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt at https://www.dlr.de, "Hydrogen as the Fuel of the Future, Production, Purification, Storage." Abb. 8.8 – Toyota Mirai, Limousine mit Wasserstoff Verbrennungszelle, H2. Nicht nur in den genannten Bereichen verändern Brennstoffzellen das Energiegeschäft. Mit Wasserstoff betriebene Gabelstapler, eine nachhaltige Alternative für ihren Betrieb, werden nun von mehreren Unternehmen eingesetzt, um von der Öl- oder Gasnutzung zu saubereren und umweltfreundlicheren Technologien überzugehen, gemäß der zuvor gezeigten Reihenfolge, Position 7. Brennstoffzellen (Wasserstoff, H2). In den USA verwendet Coca-Cola Wasserstoff-Gabelstapler in seiner 250,00 Quadratmeter großen Anlage im Abfüll- und Distributionszentrum in San Leandro, Kalifornien. Laut Air Liquide, dem Unternehmen, das den Service implementiert hat, stellen die „Wasserstoff-Brennstoffzellen-betriebenen Gabelstapler ein Segment des Wasserstoffenergiemarktes dar. Diese Fahrzeugtypen sind praktisch frei von Treibhausgasemissionen. Der Einsatz dieser Fahrzeuge kann Coca-Cola helfen, jährlich 1,6 Millionen Kilowattstunden Strom einzusparen, indem die mit herkömmlichen Blei-Säure-Batterien verbundene Infrastruktur beseitigt wird”. Quelle: EHA, European Hydrogen and Fuel Cell Association, https://www.h2euro.org and https://www.airliquide.com/ (08/05/2019). 148 8.7 - SOLAR IMPULSE II – EINE REISE UM DEN GLOBUS MIT SOLARENERGIE Das Flugzeug Solar Impulse II, das ohne Treibstoff um die Welt flog, bestätigt die Genauigkeit der zuvor gezeigten Sequenz (II), bei der die Nutzung von Sonnenenergie (Level 5) in einem epischen Flug um den Globus darauf abzielte, auf sich aufmerksam zu machen die Umweltprobleme von heute, in einer Reise, die aufgrund ihres Pioniercharakters doppelte Aufmerksamkeit erregen kann. Zahlreiche multinationale Unternehmen haben die Initiative finanziert. Covestro, ein Startup aus dem deutschen Unternehmen Bayer, war für den Bau des Solar Impulse Messestandes verantwortlich. Obwohl die durchgehende Flügelgröße des Flugzeugs größer ist als die einer Boeing 747, wurden Materialien für die Verwendung in ihm und in der Kabinenstruktur entwickelt, die leicht ist und im leeren Zustand mit einer Hand angehoben werden kann. Die Bayer-Tochter, die Isolierschäume herstellt, hat ein speziell entwickeltes Material entwickelt, ein transparentes Polycarbonat, mit dem die Batterien isoliert werden. Die Flugzeugtüren und das Cockpitglas wurden durch ein leichteres, grundsätzlich lichtdurchlässiges Bauteil, eine Polyurethanschale, ersetzt. Abb. 8.9 – Sonnenenergie im Flugzeug nutzen: Solar Impulse II. → Evolution Eigenschaft: FELD Eigenschaften: Energiewirtschaft, Umweltschutz und didaktische Erfahrung. Quelle: https://www.portal-energia.com Der Flug ist jetzt vorbei, aber einige dieser Technologien, die für die Solar Impulse entwickelt wurden, werden weiter existieren. 149 Neuigkeiten zu den neuesten Lufttransportfahrzeugen, die eine Mischung aus Elektro- und Solarenergie für den Einsatz in überfüllten Städten verwenden, empfehlen wir, den Link der brasilianischen Agentur https://agenciabrasil.ebc.com.br zu konsultieren unter dem Titel: "Brasiliens Jet-Hersteller Embraer stellt Prototyp eines elektrisch fliegenden Autos vor." Das Projekt mit dem Namen EVE "Embraers eVTOL-Projekt über zehn Propeller, acht horizontale und zwei vertikale, und sieht aus wie eine große Drohne, ist aber für den Transport von Passagieren konzipiert. Zunächst soll das Fahrzeug von einem Piloten geführt werden, das Projekt soll aber in Zukunft einen komplett autonomen Flug beinhalten." https://www.youtube.com/watch?v=iV4oUt3R1_s 8.8 – WEITERE BEISPIELE Betrachtet man die in Diagramm 8.1 gezeigte Abfolge, den Übergang von Fluid/Pneumatik zu Feld (5), können wir uns daran erinnern, dass sie auch der TRIZ-Empfehlung Nr. 28 folgt, mechanische Eigenschaften durch sensorische Felder zu ersetzen. Schauen wir uns einige Beispiele für patentierte Systeme an, die das dritte Element von Sequenz I, Feld verwenden: 1. Festkörper → 2. Gas → 3. Feld → 4. Plasma. 8.8.1 – BEISPIEL 1: Ersetzen Sie einen physischen Zaun zum Einsperren eines Hundes durch einen akustischen "Zaun", dessen Geräusch für das Tier hörbar ist. Es gibt verschiedene Systeme auf dem Markt, um Hunde innerhalb bestimmter Grenzen zu halten, die durch diese Art von elektronischem Zaun auferlegt werden. Die meisten von ihnen bestehen aus einem Sender, der irgendwo vom Haus entfernt bleiben kann, und einem Empfänger, der in eine Leine eingebaut ist, die um den Hals des Hundes gebunden wird. Der Hund muss trainiert werden, innerhalb bestimmter Grenzen des Zauns zu bleiben, der beim Passieren der Empfänger an der Leine ein Signal aussendet, das das Tier hören und befolgen kann, wenn es trainiert wird. Die Signalpegel können in der Intensität variieren, je nachdem, ob der Hund innerhalb der Grenzen des virtuellen Zauns gehalten werden soll. Einige Systeme verwenden einen Draht unter dem Boden, der ein Signal an das Halsband senden kann, 150 falls die Grenzen des Zauns überschritten werden. Das nachfolgende Patent, das von Google Patents transkribiert wurde, ist nur ein Beispiel für eine Untersuchung, die wir für den Ausdruck "elektrischer Hundezaun" durchgeführt haben, die 3.190 Ergebnisse für diese Art von Innovation lieferte. Letzter Zugriff im Jahr 03/04/2021. Abb. 8.10 Patent für einen elektrischen Hundezaun links und ein kommerzielles Produkt rechts: https://www.sureguard.com.au PATENTBESCHREIBUNG Elektronisches Haustier Rückhaltesystem mit verbessertem Sender mit konstanter Felderzeugung – Patent US 20060112901 A1 ZUSAMMENFASSUNG Ein elektronisches System zum Einschließen oder Einschließen von Tieren, das einen Sender enthält, der ein geregeltes Signal über eine Begrenzungsantenne aus einem vergrabenen Draht erzeugt. Das geregelte Signal erzeugt ein Feldsignal einer vorbestimmten Breite unabhängig von der Länge des Drahtes, der verwendet wird, um die Begrenzungsantenne zu definieren. Das Feldsignal wird von einem von einem Hund getragenen Empfänger empfangen. Wenn der Hund dem Feldsignal zu nahe kommt, erzeugt der Empfänger einen Strom, der über ein Paar Sonden fließt, die die Haut des Hundes berühren, um dem Hund einen Schock zu versetzen. Dies stellt eine Form des Trainings dar, um dem Hund beizubringen, eine elektrifizierte Grenze zu respektieren, die durch den vergrabenen Draht gebildet wird. Es wird auch ein System zum Schutz eines Senders in einem Tierhaftsystem gegen Blitzeinschläge bereitgestellt. Quelle: https://www.google.com/patents/US20060112901. 151 Im folgenden Diagramm 8.2 haben wir in den in Diagramm 8.1 aufgezeigten Übergängen einen zusätzlichen Punkt, Nummer 7, hinzugefügt, nämlich „Mechanische Mittel durch sensorische Mittel ersetzen“, wie in der Abbildung zu sehen ist: Mindmap 8.3 - Eigenschaft DYNAMISIERUNG, die Entwicklung von FLUID/PNEUMATIC zu FIELD zeigt, die zu einem kommerziellen Produkt für den elektronischen Hundezaun führte. (Zeichnung des Autors). Die zweite Empfehlung: B) Verwenden Sie magnetische oder elektromagnetische Felder, um mit dem Objekt zu interagieren. 8.8.2 – BEISPIEL 2: ELEKTROSTATISCHE TRENNUNG Die elektrostatische Trennung ist ein Verfahren, bei dem elektrostatische Ladungen verwendet werden, um Partikel von zerkleinertem Material zu trennen. Heutzutage gibt es viel Elektronikschrott, wie zum Beispiel Leiterplatten und andere Materialien, die Kupfer und andere Metalle, einschließlich Gold, enthalten. Wir können Geräte wie die unten gezeigte verwenden, um diese Materialien zu trennen und sie nach dem Recycling kommerziell zu verwenden. Als industrielles Verfahren zur Abscheidung großer Mengen an Partikel Material wird die elektrostatische Abscheidung am häufigsten im Erzsortierprozess eingesetzt. 152 Dieser Prozess kann helfen, wertvolles Erzmaterial zu entfernen, oder es kann helfen, Fremdstoffe zu entfernen, um eine Substanz zu reinigen. Es ist eine Anwendung von großem Nutzen für Unternehmer, die an Öko-Innovation und sauberen Technologien interessiert sind. (http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/) Abb. 8.11 - Großer elektrostatischer Separator für Elektronikabfälle. Der Kunststoff kann vom Altmetall, Kupfer und anderen Legierungen getrennt und recycelt werden. Referenz: http://www.ifesystem.se/ Stufe III im Evolutionsspektrum von Abbildung 8.1, FELD → 8.8.3 – BEISPIEL 3: Wechsel von statischen Feldern zu mobilen Feldern, von unstrukturierten Feldern zu Feldern mit Struktur. Sowohl in den USA als auch in Europa laufen mehrere Projekte und Experimente zum Einsatz elektromagnetischer Induktions-Energieübertragungssysteme im Individual- oder Sammelverkehr in Großstädten. Eines der erfolgreichsten war das Primove-Projekt, das von der Canadian Bombardier Company entwickelt wurde und in Mannheim, Deutschland, eingesetzt und getestet wird, wobei ein von gekoppelten Geräten erzeugtes Magnetfeld verwendet wird. Dieses Traktionssystem verwendet zwei Komponenten: ein primäres Element unter dem Asphalt und in der Fahrstrecke eines Fahrzeugs und einen sekundären Empfänger, der im Boden des Fahrzeugs installiert ist und als Empfänger unter dem Auto, Bus oder dem Fahrzeug fungiert Zug ggf., wenn er über das Primärelement fährt oder darauf abgestellt wird. Dies ist eine Innovation im Bereich der urbanen Mobilität, insbesondere im Sammelverkehr von 153 Großstädten, die neben wirtschaftlichen Vorteilen auch optische und ökologische Anforderungen erfüllt, die bei Elektrobussen und -bahnen auf den Einsatz von Oberleitungen zur Stromversorgung in Hängenetzen. Der Verzicht auf Freileitungen und Kabel entspricht neben den ästhetischen Aspekten urbaner Straßen auch dem von Altshuller aufgestellten Leitsatz: "Das System ist besser, wenn es kein System gibt!". Abb. 8.12 – Vielversprechende Zukunft: WPT oder Wireless Power Transfer (oder IPT, Induction Power Transfer) bezieht sich auf die elektromagnetische Induktionsleistungsübertragung zum Bewegen von Autos, Zügen und Bussen in Großstädten oder auf Autobahnen. Innovation in der Feld Anwendung. Referenz: www.inovacaotecnologica.com.br Abbildung 8.12 ist eine funktionierende Illustration des WPT. Ein Magnetfeld, das vom im Boden eingebauten Primärkreis (Sender) erzeugt wird, induziert einen Strom in der unter der Sammelschiene montierten Sekundärspule (Empfänger). Für eine optimale Leistungsübertragung bei Resonanzfrequenz müssen die Sende- und Empfangsspulen genau positioniert und mit den Beschränkungen der Bereichsgröße ausgerichtet werden, um Verluste zu begrenzen. Ein geschlossener Kreislauf ist erforderlich, um den magnetischen Fluss einzudämmen und Magnetfeldemissionen zu vermeiden. Diese geschlossene Schleife würde nachteilige Betriebseffekte des Kupplungssystems vermeiden. Das Prinzip der IPT-Induktionsleistungsübertragung, die eine Untermenge des WPT ist, tritt auf, wenn eine Stromquelle in der in die Startbahn eingebetteten Primärspule einen elektrischen Wechselstrom erzeugt, wie die Primärspule eines Transformators, der wiederum erzeugt ein veränderliches Magnetfeld als Funktion der Zeit. 154 Abb. 8.13 – Grundschema des magnetisch-induktiven drahtlosen Stromversorgungssystems WiTricity, ein Prinzip, das 2007 vom MIT-Forscherteam unter der Leitung von Marin Soljačić demonstriert wurde. Oben ist die vom MIT entdeckte Prozessvariante, bei der die Schaltkreise Kupferspulen sind, die mit ihrer internen Kapazität (punktierte Kondensatoren) bei 10 Megahertz in Resonanz treten. Die vom Sender in den Resonator eingekoppelte Energie gelangt über kleine Spulen, die auch als Impedanz dienen, auf der Seite des Gleichrichters zum Empfänger. Die MIT-Forscher glauben, einen neuen Weg entdeckt zu haben, um drahtlose Energie mithilfe von Resonanztunneln aus nicht strahlender elektromagnetischer Energie zu übertragen. In allen bestehenden Systemen induziert das variable Magnetfeld einen elektrischen Strom (der ein Magnetfeld erzeugt) in den Wicklungen des unter dem Bus Boden montierten Sekundärmagneten. Der Wechselstrom (AC) wird durch Gleichrichtung in einem Wechselrichter in Gleichstrom (DC) umgewandelt, um die Batterie des Fahrzeugs aufzuladen. Das wiederaufladbare Energiespeichersystem des Fahrzeugs kann auch einen Ultrakondensator zur Ergänzung der Batterie enthalten, da ersterer schneller geladen oder entladen werden kann. Wenn ein Hochfrequenz-(RF)-Magnetfeld des Senders mit der Frequenz des Empfängers übereinstimmt, wird der IPT als "Magnetresonanz" bezeichnet. Abb. 8.14 – Schematische Darstellung der Energieübertragung durch magnetisch-induktive Funk Stromversorgung in einem Bus. Quelle: Drahtlose Energieübertragung für Elektrofahrzeuge, von Nam P. Suh & Dong Ho Cho, https://link.springer.com In einem Transformator sind die Primär- und Sekundärspulen durch einen Magnetkern - normalerweise Eisen oder Ferrit - verbunden, der den magnetischen Fluss hält. Beim IPT erfolgt die magnetische 155 Kopplung der primären Senderinfrastruktur und des sekundären Empfängers durch einen Luftraum unter Verwendung elektromagnetischer Strahlung (EMR) zur Energieübertragung. Die Belastung erfolgt durch magnetische Induktion mit hohem Wirkungsgrad gemäß Auslegungsdaten. ENERGIEÜBERTRAGUNGSSYSTEM – BOMBARDIER PRIMOVE PATENT Nachfolgend finden Sie eine Zusammenfassung des Bombardier Primove-Äquivalent Patents, das die gleichen Prinzipien verwendet: US 8292052 B2: ZUSAMMENFASSUNG DES PATENTS Ein kontaktloses Energieübertragungssystem für ein mobiles Asset wird vorgestellt. Das System umfasst eine Primärschleife, die benachbart zu einem Ort angeordnet ist, der mit einer Stromquelle verbunden ist. Eine sekundäre Empfangsspule ist an der mobilen Anlage angeordnet und mit einem Fahrmotor gekoppelt, um Leistung von der primären Schleife zu empfangen. Das Energieübertragungssystem umfasst ferner ein feldfokussierendes Element, das ein Magnetfeld von der Primärschleife auf die sekundäre Empfangsspule fokussieren kann, wobei das feldfokussierende Element eine nichtlineare Stromverteilung aufweist. Mehr Details: Nummer der Veröffentlichung: US8292052 B2 Typ: Zugegeben Auftragsnummer: US 12/822,232 Erscheinungsdatum: 23. Oktober 2012 Datum der Einzahlung: 24. Juni 2010 Prioritätsdatum: 24. Juni 2010 Auch veröffentlicht als: US20110315496, WO2011163106A2,WO2011163106A3 Erfinder: Adnan Kutubuddin Bohori und Andere. Patentzitate: USPTO, Espacenet. KURZBESCHREIBUNG – Technische Evolution: Übergang von Level I direkt zu Level III: SPEKTRUM: Zustand III – Feld Eigenschaften: I - Fest → II – Flüssig/Gas → III - FELD: Zur Verbesserung der Ladungsübertragung oder von Energie. 156 8.9 –VERWEISE 1. MANN, Darrel, Hands-On Systematic Innovation, IFR Press, 2nd. Edition, England, 2007. 2. DEWULF, Simon, “Innovation Logic: Variation of Properties for New or Improved Functions, A Base for Connect and Develop”. 3. DELEN, Dursun, & Al., “Practical Text Mining”, Ed. AP Elsevier, 2012, London. 4. GADD, Karen TRIZ for Engineers – Enabling Inventive Problem Solving, Ed. Wiley, 2011, London. 5. SAVRANSKY, Semyon D., Engineering of Creativity, CRC Press, 2000 – USA. 6. Site moreinspiration.com 7. LEON, Noel, Trends and Patterns of Evolution for Product Innovation, The TRIZ Journal, 01-10-2006. 8. CAMERON, Gordon: TRIZICS, Teach Yourself TRIZ - How to Invent and Solve “Impossible “Technical Problems Systematically, Ed. Create Space 2010, USA. 9. Primove Tecnology, True e-mobility”, in primove.bombardier.com/ 10. Is the Internet of Automobiles the next big thing? In https://www.transit.dot.gov/ 11. Wikipedia: VERWEISE und Zeugnisse nach den Grundsätzen der Creative Commons 157 KAPITEL 9 – PULSIEREN 9.3 ANWENDUNGEN IM MEDIZINISCHEN UND ZAHNMEDIZINISCHEN BEREICH 9.4 VIELFÄLTIGE VERWENDUNG VON RESONANZ 9.5 KORRESPONDENZEN MIT PHYSIKALISCHEN EIGENSCHAFTEN IN TRIZ 9.6 ABS-BREMSEN – PULSIERENDE WIRKUNG BEIM AUTOMOBIL BREMSEN 9.7 RESONANZ KOMPENSATION IN PRÄDIALEN EINRICHTUNGEN 9.8 ANDERE ANWENDUNGEN 9.9 RESONANZ UND PULSIERENDE WIRKUNG IN VERDICHTUNGSGERÄTEN 9.10 VERWENDUNG VON PULSE UND FEEDBACK IM TENNIS FÜR BLINDEN 9.11 VERWEISE UND BIBLIOGRAFIE Bild: Gebäude der Citicorp in Manhattan, Baujahr 1977, das wegen der Gefahr von Schwingungen durch seitliche Winde nach seiner Errichtung einen Stoßdämpfer von 400 Tonnen im Inneren verbaut hat. Das Projekt stammt vom Architekten Hugh Asher Stubbins Jr., gebürtig aus Cambridge, Massachusetts, USA (11, 1912 07, 2006). Referenz: www.nytimes.com 9.1 – EINFÜHRUNG In TRIZ werden mechanische Schwingungen mit dem Kreativen Prinzip von Nr. 16 von Altshuller in Verbindung gebracht, das zur Überwindung von Problemen empfiehlt, ein Objekt in Schwingung zu 158 versetzen, zu vibrieren und in bestimmten Situationen die Schwingungsfrequenz zu erhöhen oder die Resonanz des Objekts zu nutzen. In diesem Kapitel werden wir die Entsprechung dieser Eigenschaften mit Lösungen sehen, die durch die von uns betrachteten Methoden angezeigt werden. PULSIEREN eines Objekts bezieht sich auf eine kontinuierliche Aktion, die gemäß einer bestimmten Häufigkeit mit oder ohne Intervalle ausgeführt wird. In der Spektralsequenz beginnt die Trendlinie von einer kontinuierlichen Aktion, die in Pulsation übergehen kann und sich schließlich je nach Situation zum Einsatz von Resonanz entwickelt. Im Allgemeinen sind mechanische Aktionen am schwierigsten zu kontrollieren, und TRIZ empfiehlt häufig, auf Felder am anderen Ende des Spektrums umzusteigen, wo Aktionen leichter kontrolliert werden können. Pulsieren und Resonanz können als zu einer evolutionären Sequenz namens Rhythmuskoordination gehörend betrachtet werden. Es gibt keine Unterschiede zwischen den beiden Konzepten, die durch die von D. Mann und Dewulf betrachteten, Sequenzen aufgezeigt werden: [I] Mann: 1. Kontinuierliche Aktion → 2. Periodische Aktion → 3. Verwendung von Resonanz → 4. Wanderwellen. [II] Dewulf: Spektrum: PULSIEREN I – Kontinuierliche Aktion → II – Pulsieren → III – Resonanz und höhere Frequenzen Abb. 9.1 – Angefangen von kontinuierlichen Aktionen über Pulsieren bis hin zu höheren Frequenzen in Innovation Logik. Im klassischen TRIZ-Modell wird das Pulsieren oder die Aktion bei höchsten Frequenzen durch die Prinzipien 18 und 19 behandelt, die die bestimmenden Ursachen dieses Phänomens in makroskopischer Hinsicht in Bezug auf mechanische Schwingungen betrachten, die ein Objekt in Schwingung bringen können. 159 Wir wissen, dass viele Systeme mehrere und unterschiedliche Resonanzfrequenzen haben und dass dieses Phänomen bei allen Arten von Schwingungen auftritt: mechanisch (akustisch), elektromagnetisch, Quantenwellenfunktionen, Laser usw. Resonanzsysteme können verwendet werden, um Schwingungen einer bestimmten Frequenz zu erzeugen oder komplexe Frequenzen zu erhalten, die eine Überlagerung vieler Frequenzen enthalten. Im Allgemeinen besteht das Ziel des erhaltenen Pulsationseffekts darin, die Effizienz eines bereits bestehenden Effekts zu erhöhen, was ihn nützlich und zu unseren Gunsten macht, denn wenn wir die schädlichen Auswirkungen wie Brücken und Gebäude analysieren, wäre jede Art von Resonanz schädlich, und das ist nicht was auch immer passiert. Ein Prinzip in der TRIZ, das vorschlägt, die schädliche Wirkung auf unsere Seite zu stellen ("Umgekehrt", Grundsatz Nummer 13 der Innovationsprinzipien von Altshuller) ist eine Eigenschaft, die in manchen Resonanzfällen genutzt werden kann, wie die folgenden Beispiele anschaulich zeigen. Die Nutzung dieser Eigenschaft ist vorteilhaft bei der Reinigung von Betonwänden, dem Zertrümmern von Gehwegen oder Asphalt mittels Druckhämmern, der Reinigung von Flaschen und Behältern, der Entfernung von Schalentieren und unerwünschten, an Schiffsrümpfen anhaftenden Materialien. Bei Musikinstrumenten wie Violine oder Cello ist Resonanz eine der wichtigsten Eigenschaften, ohne die sie nicht funktionieren könnten. Abb. 9.2 - Beim Reinigen von Schiffsrümpfen können gepulste und resonierende Wasserstrahlen helfen. Eigenschaft: Pulsieren, Ebene II in der Spektrum Entwicklung, nützliche Eigenschaft in Reinigungsprozessen. Wenn die Eigenschaft PULSIEREN vorhanden ist, müssen wir die Möglichkeit im Auge behalten, RHYTHMUS KOORDINATION zu verwenden, einen daraus abgeleiteten zentralen Begriff, der mit Vorteil auf mehrere Systeme angewendet werden kann. 160 Die folgende Mindmap dieses Autors wurde von D. Mann inspiriert, der eine Liste abgeleiteter Eigenschaften von RHYTHMUS KOORDINATION konzipierte: Bild: Mindmap des Autors von Rhythm Koordination. Karte inspiriert von Darrell Mann 1. 9.2 – KURZE GESCHICHTE DER GENERATOREN UND LEISTUNGSVERSTÄRKER Die Geschichte von Frequenzgeneratoren für den Einsatz in medizinischen oder Kommunikationsinstrumenten ist umfangreich. Im Bereich der Mikrowellen haben wir eine Weiterentwicklung der Ventile der fünfziger Jahre, Klystron und Magnetron. Das Magnetron Ventil ist eine alte Erfindung und wurde vom amerikanischen Elektroingenieur Albert Hull entwickelt, um den elektronischen Fluss in Dioden durch den Betrieb eines gesteuerten Magnetfelds zu steuern. In Mikrowellen verwendet, ist es zu einem hochstandardisierten Komfort geworden, der heute in fast jedem Haushalt vorhanden ist. In Abbildung 9.3 unten, die den Bereich des Frequenzspektrums zeigt, verwendet TRIZ Schwingungen, die bei vielen physikalischen Phänomenen vorkommen, die meisten davon im niedrigen Frequenzbereich 161 liegen und für unsere Sinne wahrnehmbar sind, was für die meisten Haushaltsanwendungen geeignet ist. Eine Analyse der gesamten Ausdehnung des elektromagnetischen Spektrums, wie in Abb. 9.3, zeigt den Wirkungsbereich der in Haushaltsgeräten vorhandenen Mikrowellen kurz nach dem Ende der frequenzmodulierten (FM) Grenze, einer heute üblichen Anwendung. Abb. 9.3: Frequenzbereich. Beachten Sie die Position der Mikrowellen im Spektrum. Quelle: http://www.thecelebritypix.com/ Nach den Standards der technischen Entwicklung und des Wissensfortschritts über das zunehmende Frequenzspektrum in England wurde zur Zeit des Zweiten Weltkriegs das Klystron-Ventil entwickelt, und die vollständige Kenntnis seiner Funktionsweise führte zur Entdeckung des Radars. Die nächsten elektronischen Fortschritte, wie zum Beispiel mehrere Systeme, die auf Radar-Fortschritten und Li.D.A.R (Light Detection And Ranging) basieren, sind ein fruchtbarer Boden für die Konzeption friedlicher Anwendungen und Kriegstechnologie. Die Klystron-Röhre ist ein Leistungsverstärker, bei dem die Modulation des Signals für Video und Radar bei Frequenzen bis zu 3500 MHz erfolgt. In diesem Ventil wird die Geschwindigkeit der Elektronen periodischen Schwingungen unterworfen, so dass die Elektronen auf ihrem Weg von der Kathode zur Anode zwei Gitterpaare oder Resonanzhohlräume durchlaufen, dabei Energie aufnehmen und so das Ventil als Verstärkerelement wirken lassen. In Magnetresonanzgeräten, die in der Medizin verwendet werden, werden Bilder im UHF-Bereich, Stufe III des Spektrums von Abbildung 9.1, im Schwingungsbereich von Atomkristallen erhalten. 162 Die Bilder in diesen teuren Geräten werden durch die Konjugation eines komplexen Satzes von Instrumenten erhalten, die die Wechselwirkung mit Wasserstoffatomen in ferromagnetischen Materialien nutzen, die in Resonanz sind. Zur Erzeugung von Bildern werden Computer so programmiert, dass sie die erfassten Signale mit FourierTransformationen und Spektralanalyse analysieren, Methoden aus dem Bereich der Angewandten Mathematik. Einer der Vorteile von Magnetresonanzgeräten ist, dass sie keine ionisierende Strahlung verwenden, die sich links vom elektromagnetischen Spektrum befindet, aber einen Nachteil haben: Patienten mit metallischen Prothesen oder Herzschrittmachern können sich nicht einer Magnetresonanztomographie unterziehen. In letzter Zeit können neue Versionen von Herzschrittmachern die Verwendung von Resonanzgeräten bei diagnostischen Untersuchungen unterstützen, aber sie sind teurer als die gängigsten Herzprothesen auf dem Markt. 9.3 - ANWENDUNGEN IM MEDIZINISCHEN UND ZAHNMEDIZINISCHEN BEREICH Es gibt viele Beispiele für die Nützlichkeit von Puls und Resonanz im medizinischen und zahnmedizinischen Bereich. In der Medizin beispielsweise sind nichtinvasive klinische Methoden, wie Instrumente zum Abbau von Nierensteinen von Patienten, üblich. In der Zahnheilkunde verwenden empfindliche Instrumente Ultraschall, um Zahnstein durch Anwendung von Resonanz mit einer geeigneten Frequenz zu entfernen, die den Zahnschmelz nicht schädigt. Diese kostengünstige Elektronik ist normalerweise mit einem piezoelektrischen Wandler gekoppelt, der unter dem Einfluss eines an seine Elektroden angelegten Wechselstroms konjugierte Schwingbewegungen auf das Handstück überträgt, das Frequenzen im Bereich von 29 KHz bis 32 KHz erreichen kann und Vibrationen erzeugt in der Längsebene, ohne Trauma, ohne Angriff auf den Zahnschmelz und ohne Wärmeentwicklung (Referenz: Med-Sign, http://www.med-sinal.com.br/). Generell nehmen alte Geräte zur Erzeugung von Pulsfrequenzen zur Zahnsteinentfernung viel Platz in den Zahnarztpraxen ein. Ein tragbares Gerät in Stiftgröße zur Umgehung dieses Problems wurde von Walter Dürr und Mathias Müller, Deutschland, unter der Registrierungsnummer US4032803A patentiert. Das tragbare Gerät 163 befindet sich in einem kleinen Röhrchen, in das das für die Schwingungen verantwortliche piezoelektrische Element eingebettet ist. Laut dem Patent können "optimale Bedingungen für Frequenz, Eingangsleistung, Ausgangsleistung und Schwingungsamplitude durch die Verwendung von keramischen Materialien wie Bleizirkonattitanat oder Bariumtitanat erreicht werden." Das Folgende ist eine Zusammenfassung dieses Patents: “Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen und Aufbringen von Ultraschallschwingungen, insbesondere für den dentalen, medizinischen oder kosmetischen Gebrauch, mit einem piezoelektrischen Schwingelement, das in einem länglichen Handwerkzeug enthalten ist und mit einem Ultraschallschwingung ausbreitenden Stab schwingungsmäßig verbunden ist, der sich aus dem Ende des Handwerkzeugs und einem Generator, der elektrische Schwingungen erzeugt, um das piezoelektrische Schwingelement anzuregen." https://patents.google.com/patent/US4032803A/en Abb. 9.4 - Tragbares Gerät zur Entfernung von Zahnstein, entwickelt von den Direktoren des Labors der Dürr Dental AG in Deutschland und beschrieben im genannten Patent. Die Firmenseite ist erreichbar unter https://www.duerrdental.com/en/home/ → Eigenschaft: Resonanz und höhere Frequenzen, Stufe III 9.4 – VIELFÄLTIGE VERWENDUNG VON RESONANZ Es sei darauf hingewiesen, dass im strukturierten Diagramm der Pulse-Effekt-Evolution sowie in der von Mann aufgezeigten Sequenz die teuersten und fortschrittlichsten Geräte der Medizin jenseits der Evolutionsstufe III arbeiten, wie dies bei der Magnetresonanz der Fall ist Bildaufnahmegerät. 164 9.5 – BEISPIELE In der klassischen TRIZ, veröffentlicht in Kapitel 1, entspricht ein PULSIERENDES OBJEKT den Einträgen in der Tabelle der schöpferischen Prinzipien von Altshuller der Zahlen 18 – Mechanische Schwingung und 19 – Periodische Aktion: PRINZIP 18. MECHANISCHE VIBRATION: a) Versuchen Sie, ein Objekt Vibrieren zu bringen. b) Wenn Schwingungen auftreten, erhöhen Sie die Frequenz auf Ultraschall. c) Verwenden Sie nach Möglichkeit Resonanzfrequenz, um Energie zu sparen. d) Ersetzen Sie mechanische Schwingungen durch piezoelektrische Schwingungen. e) Verwenden Sie Ultraschallschwingungen in Verbindung mit einem elektromagnetischen Feld. Vergleichen Sie aus Gründen der Übersichtlichkeit diese Eigenschaften mit Diagramm 9.1 am Anfang dieses Kapitels über die Rhythmuskoordination. 9.5.1 - BEISPIEL: PULSATION IM MULTIPROCESSING LEBENSMITTEL GERÄTEN Auf der Ebene der einfachsten und alltäglichsten Dinge wie der Lebensmittelzubereitung bedeutet die Verwendung von Pulsation nicht, dass diese Geräte ohne technologische Raffinesse entwickelt wurden. Wenn es um Lebensmittel-Multiprozessoren geht, bei denen mechanische Vibrationen und Zentrifugalbewegungen kombiniert werden, zeichnen sich einige durch Geräte mit verbesserter Entwicklung und ausgefeilter Technologie aus, wie dieser Kenwood-Multiprozessor. Eines der Prinzipien von TRIZ empfiehlt aus Bequemlichkeitsgründen, einem Objekt mehr Funktionen hinzuzufügen, um seine Verwendung in Bereichen zu optimieren, die denen, für die es ursprünglich gedacht war, wie dem Schweizer Taschenmesser. Diesem Trend folgend haben die Hersteller vielen Küchengeräten neue Funktionen hinzugefügt, wie dem traditionellen Elektromesser, Küchensets von Suzuki und diversen anderen Marken, die Elektromixer, Elektromesser und Mixer in einem Produkt vereinen. 165 Abb. 9.5 - Durch die Zusammenführung von Funktionen in einem elektronischen Küchengerät, mit sechs Schneidrädern und einem Mixer, der pulsieren und vibrieren kann, ist dieser Kenwood Food-Mikroprozessor das "Schweizer Taschenmesser" von Hausfrauen und Restaurantköchen. Es kann mischen, schneiden, pürieren oder reiben, alles in einer einzigen 2Gallonen-Schüssel. → PULSIEREN, Ebene II im Innovation Logik Spektrum PRINZIP 19 - REGELMÄSSIGE ODER PULSATILE AKTION Folgende Empfehlungen werden gegeben: • Ersetzen Sie eine kontinuierliche Aktion durch eine periodische oder pulsierende Aktion. • Wenn die Aktion bereits periodisch ist, ändern Sie ihre Frequenz, wie es normalerweise von einer Krankenwagensirene oder einem Polizeiauto gemacht wird, deren Ton auf eine oszillierende Frequenz umgeschaltet wird. • Verwenden Sie Pausen zwischen den Impulsen, um zusätzliche Aktionen einfügen. • Verwenden Sie Frequenzmodulation, um Informationen anstelle von Codesegmenten zu übertragen. • Verwenden Sie elektromagnetische und Ultraschallschwingungen zusammen. Altshuller identifizierte auch unter den 40 Prinzipien für Innovation die zunehmende Häufigkeit bei der Lösung technischer Probleme, was zu ihrer Einstufung auf den siebten Platz für periodische Einwirkung und auf den achten Platz für mechanische Schwingungen führte. Wir stellen fest, dass diese sich wiederholenden Vorschläge die Syntheseleistung der Innovation LogikBewertung demonstrieren, die mit nur drei Aktionen, die durch das Pulsspektrum repräsentiert werden, die oben gezeigten TRIZ-Innovationsprinzipien Nr. 18 und 19 abdeckt. Die Firma Oxford Creative erinnert auch an die folgenden Anwendungsbeispiele für die Prinzipien 18 und 19, von denen einige bereits zitiert wurden: • Werkzeug: Drucklufthammer, für den Einsatz im Bauwesen Konstruktion. 166 • Verwendung von Vibrationen zum Entfernen von Blasen und Hohlräumen aus verschüttetem Beton. Verwendung elektrostatischer Katalysatoren: Erhöhen Sie die Wirkung eines Katalysators, indem Sie ihn bei seiner Resonanzfrequenz in Schwingung versetzen. 9.5.2 - BEISPIEL: VERDICHTUNG VON VERSCHÜTTETEM BETON Nach den Erfahrungen im Tiefbau ist die Verdichtung des Betons mit mechanischen Mitteln für mittlere und große Arbeiten nur zulässig. Es gibt eine sehr große Vielfalt an Formen der mechanischen Verdichtung des Betons, deren Wahl im Wesentlichen von der Bauart und der Ausführung der Arbeiten abhängt. Einige dieser Verfahren gelten als besonders, wie zum Beispiel das Vakuumbetonieren. Abb. 9.6 - Mechanische Verfahren zur Verdichtung von Beton durch mechanische Vibrationen werden im Gegensatz zu manuellen Verfahren hauptsächlich im Tiefbau verwendet. Bildliche und technische Überlegungen: http://construfacilrj.com.br/ Spektrum: Pulsation – Ebene II → Verdichtung von Beton - Die am häufigsten verwendeten Verfahren sind vom Typ: • Tauchvibrator: Am häufigsten wird der sogenannte Nadelvibrator verwendet. Die Schwingung wird durch das Eintauchen einer Sonde auf den Beton übertragen, an deren Ende eine Nadel befestigt ist. Die Nadel sollte im Abstand von ca. 40 cm senkrecht zur Masse genagelt werden, was normalerweise dem Aktionsradius des Vibrators entspricht. Die Rüttelzeit variiert je nach Beton und kann an jeder Stelle zwischen 5 und 30 Sekunden betragen. Die Vibration sollte in Schichten mit einem maximalen Dicken von 40 bis 50 cm erfolgen, wobei darauf zu achten ist, dass bereits dicht gepackte Schichten nicht vibriert und nicht an Stellen in der Nähe von Formteilen und Betoneinschlüssen (weniger als 10 cm) vibriert. 167 • Externer Vibrator: Dies ist ein Vibrator, der an den Formen des Behälters befestigt wird. Seine Wirkung entspricht bei richtiger Anwendung dem Nadelvibrator. Seine Hauptanwendung liegt in der Vorfertigungsindustrie, wie z. B. bei großen Betonfertigteilen, da es sich um eine arbeitsintensive Ausrüstung handelt. • Vibrationstisch: Dies sind Tische, auf denen die zu verdichtenden Betonteile platziert werden. Sie werden im Allgemeinen in kleinen und mittleren Fertigteilindustrien verwendet, um Blöcke, Platten, Walzdraht, kleine Balken usw. • Zentrifugation: Es ist ein spezielleres Verfahren der Verdichtung, das bei Fertigteilen mit kreisförmigem Querschnitt wie Rohren, Stangen und Pfählen verwendet wird. Die Wirkung der Zentrifugation besteht darin, das scheinbare Gewicht des Betons gegen die Schalungswände zu erhöhen. Die schwereren Elemente werden nach außen geworfen und hinterlassen eine hohe Zementkonzentration im Inneren. 9.5.3 - BEISPIEL: ZERSTÖRUNGSFREIE ERKENNUNG INNERER FRAKTUREN ODER DEFEKTE DURCH ULTRASCHALL Die Grenzen der Hörfrequenz des menschlichen Ohrs können bestimmte Veränderungen in der Ausbreitung und Reflexion von Schallwellen beim Durchgang durch Gegenstände mit inneren Herstellungsfehlern, die von unseren Sinnen nicht wahrgenommen werden, übersehen. Abb. 9.7 - Apparate Baker Hughes, GE-Tochter im Bereich Industrieausrüstung, die Ultraschall für zerstörungsfreie Prüfungen verwendet. Inspektions- und zerstörungsfreie Prüfgeräte wie in Abbildung 9.7 können die Erkennung von Fehlern, Brüchen, Unstetigkeiten usw. in mehreren Produkten ermöglichen, eine Anwendung von Prinzip 18 – Mechanische Schwingungen, TRIZ, Punkt B) Erhöhen Sie die Frequenz (bis zum Ultraschall) Reichweite). 168 Laut ANDREUCCI, Ricardo, Professor an der Fakultät für Technologie – FATEC, São Paulo: "So wie eine Schallwelle beim Auftreffen auf einen Bildschirm reflektiert wird, wird die Vibration oder Ultraschallwelle beim Durchqueren eines elastischen Mediums auf die gleiche Weise reflektiert, da sie eine Diskontinuität oder einen internen Fehler in diesem betrachteten Medium beeinflusst. Durch spezielle Geräte haben wir die Reflexionen aus dem Inneren des untersuchten Teils erfasst, die Unstetigkeiten lokalisiert und interpretiert." (ebah.com.br) In São Paulo hat das Rathaus, wie die Zeitung O Globo berichtet, mit Ultraschall Fehler in der Struktur entdeckt, um das Viadukt wieder aufzubauen, das auf die Nebenfahrbahn Marginal Pinheiros gefallen ist. 9.5.4 - BEISPIEL: FLASCHENSANITIERUNG UND HYGIENISIERUNG DURCH RESONANZFREQUENZ Dieses Beispiel ist ein Patent eines Desinfektionsverfahrens für gebrauchte Flaschen, erfunden von Thomas Wolters, einem US-Bürger, dessen Anmelder PEPSICO INC war. Resonanzfrequenz Flaschenhygiene Lesezeichen für Quelle: Espacenet US2010098597 (A1) - Desinfektion von Flaschen mit Resonanzfrequenz Seite Erfinder: WOLTERS THOMAS S [US] + Antragsteller: PEPSICO INC [US] + Einstufung: - International: B06B1/00; B08B7/04 - Kooperative: Anmeldenummer: B08B7/026; B08B9/28 US20090647088 20091224 Globales Dossier Prioritätsnummern: US20090647088 20091224; US20050182126 20050715 169 Auch veröffentlicht AR054558 (A1) AU2006202942 (A1) BRPI0602799 (A) CA2551470 (A1) CN1903455 (A) more als: Zusammenfassung von US2010098597 (A1) Translate this text into Tooltip. German System und Verfahren zum Reinigen eines Behälters, der durch Innenwände definiert ist, einschließlich Bereitstellen eines Behälters, Ausrichten des Behälters, so dass die Öffnung am untersten ist und sich nach unten öffnet, und Erzeugen von Resonanzschwingungen im Behälter mit einer vorbestimmten Frequenz und einem ausreichenden EnergieStufe um alle losen Feststoffpartikel von den Innenwänden des Behälters zu entfernen, die jedoch kein EnergieStufe haben, das die strukturelle Integrität des Behälters beeinträchtigt, und die Resonanzschwingung innerhalb des Behältergehäuses für eine ausreichende Zeit aufrechtzuerhalten, um alle losen Feststoffpartikel aus dem Inneren zu entfernen Wände des Behälters. Das System kann eine Resonanzkammer in Form einer Ummantelung und Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte umfassen und kann auch einen Desinfektionsschritt umfassen, in dem die Behälter weiter desinfiziert werden, um alle organischen Verunreinigungen inaktiv zu machen. 9.5.5 - WEITERE BEISPIELE 1) Verwenden Sie piezoelektrische Vibratoren anstelle von mechanischen Vibratoren. • Quarzkristall Oszillator in hochpräzisen Uhren. • Verwenden Sie piezoelektrische Vibratoren, um die Zerstäubung der Flüssigkeit aus den Sprühdüsen zu verbessern. • Optischer Phasenmodulator. 2) Nutzung von kombinierten Ultraschall- und elektromagnetischen Feld Schwingungen • Mischen von Legierungen in den Induktionsöfen. • Sonochemie: Anwendungen von Ultraschall in der Lebensmittelindustrie. (http://www.journals.elsevier.com/ultrasonics-sonochemistry/). • Ultraschall Schnelle Trocknung von Filmen - Kombination aus Ultraschall und Wärmequelle. 170 PRINZIP 19 – REGELMÄSSIGE MASSNAHMEN: ERGÄNZENDE BEISPIELE (EINIGE WURDEN VORHER KOMMENTIERT) • Verwenden Sie anstelle einer kontinuierlichen Aktion periodische oder pulsierende Aktionen. • Pulsierende Bohrhammer üben bei gegebenem Gewicht viel mehr Kraft aus als einzelne Schläge. • Ersetzen Sie zum Alarmieren eine Dauersirene durch einen effizienteren pulsierenden Ton. • Intermittierende Fahrradbeleuchtung macht den Radfahrer für den Fahrer besser sichtbar. Beispiel: Revolights, https://revolights.com/. • Die Vakuumansaugung verbessert die Schmutzaufnahme Leistung. • Wasserstrahlschneiden bei der Bearbeitung von automatisierten Roboter Fabriken. 9.6 - AUTO-ABS - PULSIERENDER EFFEKT BEIM BREMSENA) Sehr schnelle gepulste Aktion Antiblockier-Bremssystem (ABS) Das ABS-Bremssteuergerät weiß, dass eine extrem schnelle Bremsbeschleunigung nicht möglich ist, und reduziert den Druck auf diese Bremse, bis es eine Beschleunigung erkennt, und erhöht dann den Druck, bis es eine neue Verzögerung erkennt. Dies kann mit einer erstaunlich schnellen Frequenz passieren, bevor sich der Reifen signifikant verschieben kann. Das Ergebnis ist, dass der Reifen beim Bremsen in der gleichen Beziehung zum Auto verlangsamt und die Bremsen die Reifen zu nahe an der Stelle halten, an der sie zu bremsen beginnen. Dadurch erhält das System maximale Bremsleistung. Abb. 9.8 - Schema einer ABS-Bremsanlage Quelle: ideiasedicas.com 171 Einige ABS-Bremssysteme können mit bis zu 15 Zyklen pro Sekunde arbeiten! http://carros.hsw.uol.com.br/freios-abs.htm B) Wenn eine Aktion bereits periodisch ist, ändern Sie die Leistung der Aktion oder die Periode der Frequenz. • Verbessern der Lichtstärke Sichtbarkeit oder Hören von einer gepulsten Sirene mit der Änderung der Amplitude und Frequenz. • Punkte und Striche in Morsecode-Übertragungen. • Verwenden Sie AM, FM, PWM (Pulsweitenmodulation), um Informationen in der Telekommunikation und Spezialeffekte bei der Tonerzeugung zu übertragen. C) Verwenden Sie Pausen zwischen Aktionen, um eine andere Aktion auszuführen. • Reinigen Sie Haushaltsfilter, indem Sie sie bei Nichtgebrauch spülen. • Inkjet printer, which cleans heads between passages. • Durchdrehen der Bürsten zwischen den Saugimpulsen im Staubsauger. • Multiplex-Übertragung mehrerer und gleichzeitiger Gespräche über dieselbe Telefonleitung oder denselben Kanal. • Verwendung von intermittierenden Energiespeicher Mitteln – zum Beispiel Verwendung einer regenerativen Bremse in einigen Fahrzeugen zum Aufladen der Batterie usw. (Angepasst von © Oxford Creativity https://www.triz.co.uk) 9.7 - RESONANZ KOMPENSATION IN PRÄDIALEN EINRICHTUNGEN Häufig ist bei der Verwendung von Resonanz darauf zu achten, dass eine Kopplung oder Verstärkung mit Eigenfrequenzen, die beispielsweise bei der Frequenz des Windes auftreten können, vermieden wird. Tatsächlich, so Prof. José Pedro Donoso vom Physikalischen Institut der Universität São Carlos SP: „Alle mechanischen Strukturen haben eine oder mehrere Eigenschwingungsfrequenzen. Wenn die Struktur einer periodischen äußeren Kraft ausgesetzt wird, deren Frequenz mit frequency einer der Eigenfrequenzen erreicht die Amplitude der Schwingung hohe Werte, die zum Zusammenbruch der Struktur führen können. Dieses Phänomen wird als Resonanz bezeichnet." Jeder Student der Physik oder des Bauingenieurwesens hatte sicherlich die Möglichkeit, sich ein YouTubeVideo anzusehen, das aus verschiedenen Blickwinkeln die Zerstörung der Tacoma Narrows-Hängebrücke 1940 im US-Bundesstaat Washington zeigt, die bei Winden von mehr als 65 km / h schwankte. 172 Die Kabel, die die Brücke tragen, hielten den Resonanzfrequenzen, denen sie ausgesetzt war, nicht stand und brachen zusammen und zerstörten sie. Das Pulsation Phänomen hat jedoch vielfältige industrielle Anwendungen und kann für nützliche Zwecke genutzt werden. In bestimmten Fällen, bei Ingenieurprojekten, bei denen Resonanzen auftreten, wie z. B. bei Brücken und Gebäuden, müssen Resonanzen unbedingt vermieden werden. Die Resonanz kann durch Pulsationen mit niedriger Frequenz entstehen, die außergewöhnlich starke Kräfte erzeugen und dazu führen, dass viele Systeme nichtlineare Schwingungen aufweisen, die in der Lage sind, Tragstrukturen in Gebäuden, Brücken, Leitungen usw. abrupt zu brechen und sie zu zerstören. Ein Beispiel dafür, wie zerstörerisch niedrige Frequenzen bestimmter Winde sein können, ist der Fall des Citicorp-Gebäudes in Manhattan, das in den Abbildungen 9.11 und 9.12 unten gezeigt wird. Dieses Gebäude wurde von dem Architekten Hugh Stubbins entworfen, aber das größte Verdienst seiner Konstruktion hatte sein Bauingenieur William Le Messurier. Das Gebäude ruht auf einer einzigen zentralen Säule, da bei seiner Planung versucht wurde, den Tempel der lutherischen Kirche St. Peter zu erhalten, der aufgrund einer Vereinbarung zwischen dem Citicorp und der Kirche nicht abgerissen und unter dem Gebäude erhalten wurde. Aus diesem Grund wurde das Gebäude in erhöhter Lage gebaut und obwohl es als sicher galt, wurde einige Jahre später erkannt, dass seitliche Winde, die es erreichten, niederfrequente Schwingungen verursachen konnten, die es zum Einsturz bringen konnten. Am ursprünglichen Projekt wurden Sicherheitskorrekturen vorgenommen, und der Ingenieur William Le Messurier musste einen Schwingungsdämpfer konstruieren, der die Auswirkungen niedrigerer Windfrequenzen im Gebäude neutralisiert. 173 Abb. 9.9 und 9.10 - Auf der rechten Seite das Citicorp-Gebäude in Manhattan, das 1977 erbaut wurde und von Säulen rund um die St. Peter's Lutheran Church in der Lexington Ave. 601, NY 10022, USA, getragen wird. Zur Stabilisierung des Gebäudes wurde oben in einem leeren Raum ein Trägheitsmassenausgleichsdämpfer platziert. Dieser wesentliche Teil der Stabilisierungsausrüstung wiegt 400 Tonnen (350 Tonnen). Der Dämpfer, dargestellt in Abb. 9.9, links, wurde entwickelt, um das Gleichgewicht der Bewegungen aufgrund des Windes auf dem Gebäude zu neutralisieren und die daraus resultierenden Bewegungen, um bis zu 50% zu reduzieren. Das Citigroup Center war der erste Wolkenkratzer in den USA mit einem abgestimmten Massendämpfer. Der Stoßdämpfer wurde gemäß den Messurier-Spezifikationen gebaut, hat wertvolle Leben gerettet und dazu beigetragen, einen Vermögenswert von unschätzbarem Handelswert zu erhalten. Beachten Sie, dass diese Lösung nicht in den Vorschlägen von Nummer 18, Mechanische Vibration, oder Nummer 19, TRIZ Periodic Action enthalten ist, aber sie kann als technische (schädliche) Möglichkeit in Level III des Spektrums in Innovation Logik ™, Resonanz und eingerahmt werden Höhere Frequenzen. In diesem Fall wird anscheinend keine Lösung gezeigt, aber sie existiert im Bereich Engineering und das Problem ist gelöst. Greifen wir über eine semantische Recherche auf die Patentdatenbanken im Internet zu, finden wir zahlreiche Patente, die mit der Lösung solcher Probleme verbunden sind. (1) Erinnern wir uns an die erste Abbildung dieses Kapitels, in der die Pulsationseigenschaft als mittlere Stufe des Spektrums dargestellt ist, und sehen wir uns an, was wir über die Eliminierung unerwünschter Resonanzeffekte aufgrund ihres Vorhandenseins sagen können. PULSIEREN I – Kontinuierliche Aktion → II – Pulsieren → III – Resonanz und höhere Frequenzen Reproduktion von Abb. 9.1 - Von kontinuierlicher Aktion zu gepulster Aktion und von dieser zu Resonanz. 174 9.8 – ANDERE ANWENDUNGEN Nachteile pulsierender Aktionen in Hydrauliksystemen waren Gegenstand mehrerer Patente, von denen viele zu bestehenden Produkten auf dem Markt führten. Impulsdämpfer gehören allgemein zum Bereich der hydraulischen und pneumatischen Steuerungen. Sie können im Einlass oder Auslass von Pumpen platziert werden, um Vibrationen, Undichtigkeiten, Kavitation und Wasserschläge in Rohrleitungen zu vermeiden. Impulspuffer sind im Allgemeinen "Vorrichtungen zur Linearisierung des Förderstroms in Situationen, in denen der pulsierende Förderstrom der Pumpen oder andere nicht lineare Transferprozesse nicht akzeptiert werden können". Mit dem Pulsationsdämpfer ist der Förderstrom in einer Rohrleitung praktisch kontinuierlich, wie bei der Verdrängung von Flüssigkeiten durch Kreiselpumpen. (http://www.bomax.com.br). Einige Produkte, wie das italienische Unternehmen Debem, verwenden pneumatische Antriebe mit Membranen, um Pulsationen zu absorbieren. Sie sind Stoßdämpfer von großer Robustheit, die aus einem pneumatischen Antrieb bestehen, der mit einer verschleißfesten Membran verbunden ist. Das System besteht aus zwei Kameras, eine in Kontakt mit der transportierten Flüssigkeit, die sich ausdehnt und die andere, durch eine Membran getrennt, die Druckluft enthält, um die Druckwellen zu absorbieren und den Durchfluss zu regulieren. Quelle: Equaflux Pulsation Dampeners. Wenn Pulsation zu Resonanzen, Kavitation und schädlichen Nebenwirkungen an Geräten und Systemen führt, werden Geräte wie Abbildung 9.11 häufig so verwendet, dass die Pulsation linearisiert und / oder eliminiert wird. Die Neutralisierung dieser schädlichen Wirkungen erfolgt durch Maßnahmen, die in der Lage sind, identische Frequenzen in entgegengesetzten Phasen zur schädlichen Wirkung anzuwenden und sie zu beseitigen, wie es im Fall des Citicorp-Gebäudes in Manhattan. 175 Abb. 9.11 - Schwingungsdämpfer von Equaflux. In der Abbildung haben wir: A - Erweiterung Öffnung. B1 - Luftseitige Membran. B2 - Membran auf der Flüssigkeit Seite. C - Automatisches pneumatisches Ventil. D - Luftkompressionskammer. Spektrum: → Pulsation, Niveau II, zur Beseitigung unerwünschter Resonanzen. Als gängige Beispiele in Bezug auf Niveau III in Abbildung 9.1 können wir die Verwendung von Drucklufthämmern und -bohrern erwähnen, die durch pulsierende Aktionen häufig beim Entfernen von Asphalt oder bei der Wiederherstellung sowie beim Entfernen von Wänden und im Materialbau verwendet werden Feststoffe usw. 9.9 – RESONANZ UND PULSIEREN AKTION IN VERDICHTUNGSGERÄTEN Einige abgeflachte Drucklufthämmer arbeiten mit gepulster Luft bei einer festen Frequenz und sind im Allgemeinen schwerer als die oben genannten Geräte. Diese Hämmer sind in verschiedenen Variationen erhältlich und können mit mechanischen Armen gekoppelt werden, um die Fußabdrücke des Bedieners zu erleichtern und seine Ermüdung zu reduzieren, um die Vibrationen des Unterbaus zu neutralisieren oder zu reduzieren (Abbildungen 9.12 und 9.13). Einige dieser hydraulischen Geräte sind wie Waschmaschinen und können mehr Kraft ausüben als mechanische Geräte derselben Größe (Domb & Rantanen, erwähnte Referenz). Häufig werden hydraulische Verdichtungssysteme an spezielle Kraftfahrzeuge für schwere Erdbewegungsoder Asphaltumbauarbeiten gekoppelt. Aus der Sicht erfolgreicher Industrieanlagen und mit Evolutions Potential (Talent des Produkts) können wir zwei Beispiele nennen. Der erste ist der Honda 68-Benzinmotor-Bodenverdichter und der zweite ist der Kawashima SoloVerdichter PC 900 | 7PS, auch mit Benzin betrieben. 176 Abb. 9.12 und 9.13 - Bodenverdichter in Industriequalität, vertrieben von Honda und Kawashima, mit niederfrequenter Pulsation. Eigenschaft: Grad III, Niederfrequenz Resonanz Zweck: Impuls durch Resonanz → Erhöhte Verdichtung Effizienz. Resonanz, Niveau III, in der repräsentativen Symbolik nach Innovation Logik. 9.10 - VERWENDUNG VON PULSE UND FEEDBACK IM TENNIS FÜR BLINDEN - HAPTISCHE SCHUHE Ein Sneaker wurde speziell für Sehbehinderte entwickelt. Es ist mit einer integrierten Platine LilyPad Arduino, Bluetooth, GPS und einem Vibrationssystem ausgestattet, die zusammenarbeiten, um blinde Menschen an ihr Ziel zu führen. Sobald der Nutzer sein Ziel auf Google Maps in das Smartphone eingibt und mit einem Assistenten für künstliche Intelligenz spricht, kommuniziert das Telefon über Bluetooth mit einer in der Ferse des Sneakers eingebauten Platine. Danach verbindet sich das Telefon mit dem Empfänger der vier Vibrationen des Schuhs, so dass der Benutzer durch sie geführt werden kann: Vibrationen auf der linken Seite zeigen an, dass der Benutzer nach links abbiegen sollte und die Vibrationen auf der Vorderseite erinnern ihn daran, nach vorne zu gehen, usw. 177 Abb. 9.14 und 9.15 - Sneaker für Blinde: Haptic Shoes. Referenz: moreinspiration.com Ein Näherungssensor an der Vorderseite des Sneakers kann den Benutzer auf Hindernisse in einer Entfernung von drei Metern aufmerksam machen, sodass Blinde von Gefahren fernbleiben. Die integrierten Leiterplatten dieses Unternehmens werden sowohl für Apple-Betriebssysteme als auch für Windows und Android hergestellt. Zahlreiche Produkte verwenden heutzutage Bluetooth zur Kommunikation, wie zum Beispiel Regenschirme, die sich vom Handy aus öffnen und schließen und die den Besitzer auch warnen können, wenn sie vergessen werden. Abb. 9.16 - LilyPad Arduino Integrierte Leiterplatten für Apple iOS System. 178 Abb. 9.17 - Tennis mit integrierter Platine LilyPad Arduino für Sehbehinderte. Diese Innovation ist ein offenes System und wurde nach zwei Kriterien klassifiziert: PULS und INTELLIGENTES FEEDBACK. → Pulsation Stufe II und Intelligentes Feedback, Stufe III 9.11 – VERWEISE 1. MANN, Darrell, Hands-On Systematic Innovation, 2nd. Edition, 2010 England. 2. MANN, Darrell, https://www.researchgate.net/publication/267918193_EvolutionaryPotential_in_Technical_and_Business_Systems 3. PAREDES, Miguel Moura, “Utilização de Amortecedores de Massas Sintonizadas no Controle de Estruturas”, https://repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/59514/1/000129395.pdf, Universidade do Porto, 2008. 4. ORLOFF, Michael, Modern TRIZ, “A Practical Course with EASyTRIZ Technology”, Ed. Springer, 2012, Berlin, Germany. 5. AULIVE.com, Patent Inspiration, www.patentinspiration.com 6. “Não Precisa Ser Um Gênio”, C. Nóbrega & A. Lima, Época & Negócios, 2010. 7. The TRIZ Journal – Widerspruchsmatrix 179 KAPITEL 10 – ZERSPLITTERUNG (ODER FRAGMENTIERUNG) Inhalt: 10.1 EINFÜHRUNG IN DIE FRAGMENTIERUNG 10.2 BEMERKUNGEN ZUR SEGMENTIERUNG IN TRIZ 10.3 BEISPIELE 10.4 BIBLIOGRAFIE UND VERWEISE Beispiel für die Segmentierung: Tablett zum Servieren am Tisch, dessen Hauptfunktionen die Trennung von Lebensmitteln, Energieeinsparung und Komfort sind. 10.1 – EINFÜHRUNG IN DIE FRAGMENTIERUNG Wir leben zwischen Objekten, in denen segmentierte Teile autonome Aktionen haben, aber das gehört oft zu höheren Systemen, in denen das Ganze mehr ist als die einfache Summe der Teile. Die Fragmentierung von Produkten ist ursächlich mit Innovation verbunden, weil die ungleiche Entwicklung der Teile zum Auftreten von Widersprüchen führt, deren Überwindung es erfordert, dass Verbesserungen und Innovationen in bestimmten Komponenten vorgenommen werden, um ihre Funktionsweise in Bezug auf das Ganze zu harmonisieren, auf das sie integrieren. Betrachten wir einige Merkmale der Produkt- und Systemfragmentierung in Darrell Manns Konzeption in TRIZ und in Innovation Logik. Für Mann ist FRAGMENTATION mit dem verbunden, was er OBJEKTSEGMENTIERUNG nennt, deren Evolution eine breite Sequenz mit neun Schritten umfasst: 1. Monolithischer Festkörper → 2. Segmentierter Festkörper → 3. Segmentierte Partikel → 4. Von Partikeln zu Flüssigkeiten →5. Segmentierte Flüssigkeiten (Schaum, Aerosol) → 6. Gas → 7. Von Plasma zu → 8. Feld → 9. Vakuum [I] 180 Die Eigenschaft OBJECT SEGMENTATION in TRIZ bezieht sich darauf, mit weniger mehr zu erreichen. Beispiele sind in Kraftübertragungssystemen, Förderbändern, chemischen Reinigungsmitteln usw. I – Festkörper monolithisch → II – Segmentierter Festkörper → III – Festkörper Granularität Abb. 10.2 – Die Eigenschaft der SEGMENTIERUNG in der Innovation Logik, die die Produktentwicklung in Richtung einer zunehmenden Fragmentierung darstellt, eine große Vereinfachung in Bezug auf die Reihenfolge [I]. In der TRIZ entspricht die Eigenschaft der FRAGMENTATION oder SEGMENTATION in den 40 Innovationsprinzipien von Altshuller der ersten Position in der Tabelle, Nr. 1. 10.2 – BEMERKUNGEN ZUR SEGMENTIERUNG IN TRIZ Betrachtet man die Mind Map10.1 zur SEGMENTIERUNG, sollten wir darauf hinweisen, dass diese Eigenschaft oft ein intuitives Prinzip ist, das in allen Tätigkeitsbereichen üblich ist, einschließlich Kapiteln von Büchern, Romanen, Fernsehserien und Streaming-Filmen, die, wenn sie nicht verwendet würden, nicht verwendet würden in der Lage, die Aufmerksamkeit der Menschen für lange Zeit zu behalten. Von dieser Art der Segmentierung wollen wir hier allerdings nicht sprechen, sondern von verblüffend einfachen Objekten wie Haushaltsgeräten, bei denen diese Eigenschaft nach den Methoden der TRIZ angewendet wird. 10.3 – BEISPIELE Unser erstes Beispiel bezieht sich auf ein segmentiertes Tablett, das in Kantinen, Restaurants und Hausfrauen für Komfort und Bequemlichkeit verwendet wird. Fragmentierung ist ein reiches Feld für Innovationen, wo Erfindungsreichtum, gepaart mit standardisierten Methoden, von der Gestaltung von Utensilien für die Zubereitung von Speisen, Rezepten, Schulmahlzeiten für Kinder und Serviergeschirr präsent ist. 181 Im segmentierten Kochgeschirr können bei annähernd gleichen Garzeiten unterschiedliche Speisen gleichzeitig gegart werden, was Zeit und Energie spart. Auch in bestimmten Verpackungen zur Unterbringung von Lebensmitteln und kleinen Snacks ist die Segmentierung weit verbreitet. Abb. 10.3.a - Segmentierte Vorratsbehälter für Lebensmittel von Novelis. Spektrum: Segmentierter Festkörper, Stufe II. → Energie und Zeit sparen. Abb. 10.3.b - Pfanne mit Innenunterteilung Quelle: moreinspiration.com Ein Patent für eine Bratpfanne mag in Bezug auf Arbeit und Kosten für die Registrierung wertlos erscheinen, aber sicherlich wird ein Unternehmen, das daran denkt, es herzustellen, eine Lizenz des Erfinders benötigen, um dies zu tun. Im Jahr 2007 meldete Catherine Sullivan, wohnhaft in Chicago, Illinois, USA, das unten gezeigte Patent an, das die Nummer US867086 A erhielt, für eine Pfanne mit drei Unterteilungen, ein ziemlich einfaches Produkt, das an einigen unten transkribierten Details erkennbar ist: “Diese Erfindung bezieht sich auf einen Aufsatz für eine gewöhnliche Bratpfanne und hat die Art einer Reihe von Trennwänden, die eine Anzahl von Fächern innerhalb der Pfanne bilden, damit eine Anzahl verschiedener Waren darin ohne Mischen gegart werden können”. 182 Referenz: https://www.google.com/patents/US867086 Abb. 10.4 - Pfanne mit drei Abteilungen. Kochgeräte müssen nicht kompliziert sein, aber sie sollten auf die Bedürfnisse der Menschen ausgerichtet sein, wie zum Beispiel drei Spiegeleier gleichzeitig zubereiten und getrennt zu halten. → Segmentierter Festkörper. Ziele: Praktisch und zeitsparend. Hier einige Empfehlungen für Innovationen, die als Lehre dienen können: 1. Innovationen beziehen sich nicht unbedingt auf komplizierte, zu komplexe Produkte. 2. Wir können uns oft vorstellen, dass sich schon jemand Gedanken über unsere Idee gemacht hat und wir denken, dass wir kaum Chancen haben, unsere Idee patentiert zu sehen. 3. Wichtig ist, bereits Vorhandenes zu recherchieren und durch die Übertragung von Eigenschaften eine Variante zu schaffen, bei der TRIZ und Innovation Logik helfen können. 4. Die einfachsten Produkte gehören zu den, die sich am meisten verkaufen, wenn sie einmal hergestellt und auf den Markt gebracht wurden. 5. Im Allgemeinen sollte eine Prestigemarke hinter Ihrem Produkt stehen. 6. Haushaltsgeräte sind einfach zu konzipieren und können der Keim für ein Startup sein, das im Laufe der Zeit zu einem großen Unternehmen werden kann. Das globale Unternehmen OXO Good Grips (https://www.oxo.com/) wurde so klein geboren, als Sam Farber sah, wie seine Frau mit Mühe Äpfel schälte, weil sie an Arthritis litt. Sam dachte, er könnte einen besseren Schäler herstellen als den, den sie benutzte, mit einem Metallgriff, der genau die Form hatte, die er am besten greifen konnte. 183 Als er das Ausmaß des Problems erkannte, suchte Sam eine Designfirma, Smart Design, NY, auf und brachte basierend auf den Prinzipien des Universal Designs im April 1990 seine Produktlinie OXO Good Grips auf den Markt, die heute mehr als 850 Produkte im Ganzen vermarktet Welt. Abb. 10.5 - Mehrere Produkte der OXO Good Grips Linie, die sich durch Ergonomie und Benutzerfreundlichkeit auszeichnen. Diese Geschichte wird von Larry Keeleys Buch „Ten Types of Innovation: The Discipline of Building Breakthroughs“ erzählt, herausgegeben von Wiley im April 2013, USA. Abb. 10.6 - OXO-Küchenprodukte-Stand in einem Geschäft für Haushaltsgeräte in São Paulo, in Shopping Iguatemi. Foto des Autors. Dezember 2018 Die sieben Prinzipien des Universal Designs, auf die Sam Farber zurückgegriffen hat, sind: 1. Ausgewogene und harmonische Nutzung durch alle Nutzer. 2. Flexibilität im Einsatz, auch für Rechts- und Linkshänder. 3. Einfache und intuitive Bedienung. 4. Auffällige Informationen. 184 5. Fehlertoleranz. 6. Geringe körperliche Anstrengung. 7. Angemessene Abmessungen und Platz für Zugang und Nutzung. Ein weiteres Beispiel in der gleichen Zeile wie die Abbildungen 10.2 und 10.3 betrifft einen Edelstahlbehälter mit einem Boden, der als Kocher dient, und einem oberen Teil mit drei Unterteilungen, in dem die zu servierenden Speisen platziert werden. Das ganze Set kann an den Tisch gebracht werden. Es ist ein Elite-Markenprodukt, das in den USA hergestellt wird. Keinen Schmutz zu produzieren ist der große Unterschied dieses Produkts und da die Speisen bereits zubereitet sind, können sie warmgehalten werden. An kalten Orten, an denen die servierten Speisen schnell an Wärme verlieren, ist dies eine Notwendigkeit, auf die die Hausfrauen immer aufmerksam sein werden. Abb. 10.7 - Geschirrhalter, mit Herd im Boden. Spektrum: Segmentierter Volumenkörper, Ebene II. → In Innovation Logik - Zweck dieses Produkts: Energie und Zeit sparen. Die gezeigten Ideen sind ganz einfach. Durch Analogie zur DNA kann man sich mit der Übertragung von Eigenschaften andere Haushaltsutensilien oder völlig andere Produkte vorstellen, die mit FRAGMENTATION arbeiten und Lösungen schaffen, die in dieselbe Kategorie der Herstellung passen. INNOVATIONEN BEI COCA-COLA In den Bereichen Nahrungsmittel und Getränke, die heute die meisten Patentanmeldungen verzeichnen, wurde das Prinzip der Segmentierung intuitiv praktiziert, aber in den letzten Jahren als sorgfältig untersuchter Faktor in der Welle von Werbekampagnen wie Coca-Cola, akzentuiert die ihre traditionelle Dose in einer Kampagne "Für Teilen und Freundschaft" in zwei gleiche Hälften teilte, wie Sie in diesem YouTube-Video sehen können: https://www.youtube.com/watch?v=SLLR9VR2-7w 185 Abb. 10.8 – Eine Dose Coca-Cola, die gedreht und in zwei Teile geteilt werden kann, eine triviale, aber unerwartete Verwendung in diesem Produkt nach dem SEGMENTIERUNG-Prinzip in einer kürzlich durchgeführten Werbekampagne. → Niveau II – Segmentierter Volumenkörper. Das Teilen des Glücks war eine der Schlüsselbotschaften, die Coca-Cola in dieser Werbekampagne vermitteln wollte, als es den Verbrauchern Getränkedosen zur Verfügung stellte, die sich in zwei Hälften teilen ließen, sodass zwei Personen getrennt trinken konnten, aber gleichzeitig zusammenblieben. Die Kampagne namens Sharing Can wurde in Zusammenarbeit mit der Agentur Ogilvy & Mather's realisiert. Laut der Website des Fast Company-Magazins hat sie versucht zu zeigen, dass Coca-Cola nicht nur sein bekanntestes Produkt verkauft, sondern auch einen Weg vermarktet, um den Austausch von "Glück" unter den Menschen zu erleichtern, was Ideen von Unternehmerschaft. Hinweis: Was ist mit dem Namen und der Erfindung von Coca-Cola: Coca-Cola wurde um 1886 in den USA von John Pemberton, einem Apotheker, erfunden. In den ersten 17 Jahren nach der Markteinführung enthielten die Inhaltsstoffe das Medikament Kokain (aus Kokapflanzen gewonnen) und Koffein aus Kolanüssen. Referenz: DK Penguin Random House, “Pocket Genius Inventions”, www.dk.com. 186 FRAGMENTIERUNG IN EINER SCHOKOLADENPACKUNG Dieses Schokoladenpaket für Pralinen wurde für einen Wettbewerb des Restaurants America in São Paulo kreiert, um seinen Kunden Schokoladenschachteln zur Feier seines 25-jährigen Bestehens zu schenken. Abb. 10.9 – Fragmentierter Karton zum Falten von unregelmäßigen Teilen einer Pralinenschachtel, geschaffen für ein Erinnerungsgeschenk zum 25-jährigen Bestehen des Restaurants América in São Paulo. Designerin: Karina Rodrigues, http://www.studentshow.com Die Kreation der Schachteln hat der Designerin Karina Rodrigues aus São Paulo viel Arbeit abverlangt Einzigartigkeit seiner Form und seines Stils. POLENGHI-KÄSE Dies ist ein Beispiel, das neben anderen aus der ursprünglichen Arbeit von Altshuller abgeleiteten Methoden auch die Kreativitätsanforderungen der SIT-Methodik Systematic Inventive Thinking, die in Kapitel 1 zitiert wird, erfüllt. 187 → Segmentiertes Produkt Abb. 10.10 – Polenghi-Schmelzkäse, Beispiel für SEGMENTIERUNG mit ERHALTUNG der Eigenschaften des Originalprodukts. Andere gängige Beispiele in TRIZ: Teile ein Objekt in unabhängige Teile: • Bei einer Fahrtreppe besteht das gesamte System aus segmentierten Stahlblechen gleicher Abmessungen, die auf Rädern transportiert und in ein Antriebsgetriebe eingepasst werden. Ein Motor auf dem Oberdeck treibt die Zahnräder an, die die Stufen mit konstanter, anhaltender Geschwindigkeit transportieren. Dynamische Systeme wie dieses mit Segmentierung und Integration finden sich auch bei Fahrrädern, Motorrädern und Förderbändern im Allgemeinen. • Ein einzelner Schraubenschlüssel mit einem Satz identischer einstellbarer Stifte ist für die Verwendung mit verschiedenen Arten und Größen von Muttern und Schrauben bestimmt. Beispiel - Der Gator Grip Universalschlüssel: „Die Stifte übertragen beim Drehen die Kraft auf die Außenwand, wodurch sie gegeneinandergedrückt werden. Dadurch kann keine so große Kraft entstehen, die die Stifte verbiegen könnte“. Referenz: http://www.universalschluessel.at ILLUSTRATION: GATOR GRIP, UNIVERSAL SEGMENTIERTES WERKZEUG Der Gator Grip ist ein universelles Werkzeug, das mit Hilfe von TRIZ entwickelt wurde und an mehr als 1000 Stück unterschiedlichen Formats passt. Die Universalität dieses Instruments hat dazu geführt, dass es sich von herkömmlichen Instrumenten unterscheidet, die auch zum Anziehen oder Lösen von Schrauben, Muttern und allen Arten von Instrumenten bestimmt sind, deren Funktion darin besteht, zu befestigen oder zu greifen. 188 Abb. 10.11 - Gator Grip, ein Beispiel für ein universelles Werkzeug, dass das TRIZSegmentierungsprinzip nutzt. Ebene II – Beispiel für segmentierten Volumenkörper http://www.gator-grip.eu/ • Mehrere Kolben in einem Verbrennungsmotor. • Trennung durch Zentrifugation und Dichte verschiedener Bestandteile in einem chemischen Prozesstank. Machen Sie ein Objekt einfach zu montieren oder zu demontieren. • Schnelle Demontage von Fahrrad, Sattel, Lenker, Laufrädern usw. • Schnelles Trennen der Gelenke im System. • Außen- und Innengewindeanschlüsse zum Anschluss von Hydraulikleitungen, zwei statt drei Komponenten an der Verbindungsstelle. • Schulsammler mit einfach zu öffnenden Clips zum Entfernen von Seiten. • Erhöhen Sie den Fragmentierungs- oder Segmentierungsgrad. • Verwendung mehrerer leicht zu montierender und zu demontieren der Steuerflächen. Beispiel: Gillette Mach III Rasierer. • Radwechsel an Formel-1-Autos beim Boxenstopp. ALLGEMEINES DES SEGMENTIERUNG KONZEPTS Die Tendenz zur Segmentierung ist allgemein. Kalevi Rantanen und Ellen Domb (3) weisen auf die Tendenz zur Segmentierung bei Brandbekämpfungsmethoden hin, bei denen die Verwendung von feuchtem Nebel, der nichts anderes ist als das Versprühen von Wasser in mikroskopisch kleinen Tröpfchen, effizienter ist als das Wasser zum Löschen des Feuers, mit der Bequemlichkeit, Möbel und Gegenstände, die nicht von den Flammen erreicht wurden, durch die Kraft des Wassers nicht zu beschädigen oder zu zerstören. 189 Die maximale Aufteilung erreicht in diesem Fall durch die Installation von Sprinklern in Gebäuden, die unter hohem Druck betrieben werden, so dass das Wasser in Form von Nebel austritt, in dem die Segmentierung deutlich wird. BEISPIEL: SEGMENTIERTE SOFAS Diese Art von segmentierten Sofas bietet viele Optionen für den Komfort. Einige rollen teilweise, mit einem höheren Abschnitt, um den Kopf beim Liegen zu stützen, oder zum Aufrollen, um den Boden zu lagern oder zu reinigen. Andere haben im Wesentlichen eine Reihe von Kissen, die nacheinander mit einem zentralen Zylinder zur Kopf- und Schulterstütze verbunden sind. Auf der anderen Seite können segmentierte Sofas wie in Abbildung 10.12 sinnvoll sein, um sich beispielsweise in kleinen Wohnungen an die Umgebung und den verfügbaren Platz anzupassen, was sie flexibler und einfacher zu verwenden macht als andere Arten von Sofas. Abb. 10.12 - Segmentierte Sofas von Unternehmen Lider, Gizmodo.com und Kibisi.com II – Segmentierter Festkörper. BEISPIEL: SEGMENTIERTE TASCHEN FÜR DEN EINKAUF IM SUPERMARKT Die vierfarbigen Einkaufstaschen-Kits für den schweren Lebensmitteleinkauf erfüllen die Prinzipien der SEGMENTATION und MATRIOSHKA (Verkapselung) und sind so konzipiert, dass sie sich für einfachen Transport und Lagerung zusammenfalten lassen. 190 Abb. 10.13 - Für den voluminösen Einkauf im Supermarkt hat dieses Taschen-Set seinen Platz: Die Außenseiten, wenn die Taschen leer sind, laufen in Form eines Rucksacks zusammen, was den Transport erleichtert. Referenz: https://www.americanas.com.br 10. 4 – VERWEISE 1. MANN, Darrell, Hands-On Systematic Innovation, 2nd. Edition, 2010 England. 2. AULIVE.com, in Patent Inspiration, www.patentinspiration.com 3. RANTANEN, Kalevi & DOMB, Ellen, “Simplified TRIZ – New Problem Solving for Engineers and Manufacturing Professionals, 2nd. Edition, Auerbach Publications, NY, 2008. 4. KEELEY, Larry, “Ten Types of Innovation: The Discipline of Building Breakthroughs”, edited by Wiley in April 2013, USA 5. “What is Universal Design”, Universal Design, http://universaldesign.ie/What-is-UniversalDesign/The-7-Principles/ 6. STEWART, Martha, Martha's Old-Fashioned Coke® Float, in http://www.marthastewart.com 7. AULIVE, “Abstract Thinking for Concrete Solutions” – Design for Disassemble, Modularity and Dematerialization, in http://pt.slideshare.net. 191 KAPITEL 11 – OBERFLÄCHEN UND GEOMETRISCHE EVOLUTION Inhalt: 11.1 OBERFLÄCHEN UND GEOMETRISCHE EVOLUTION 11.2 GRUNDLEGENDES KONZEPT 11.3 BEISPIELE FÜR INNOVATIONEN RUND UM OBERFLÄCHEN 11.4 BEDEUTUNG SOZIALER NETZWERKE FÜR DIE INNOVATION 11.5 BEISPIELE 11.6 NEUE MÄRKTE, NEUE MÖGLICHKEITEN - INTEGRATION MIT DEM INTERNET 11.7 VOLUMETRISCHE OPTIMIERUNG UND KONDITIONIERUNG VON PRODUKTEN IN BEHÄLTERN 11.8 VERWEISE GEOMETRISCHE EVOLUTION - Ein 3D-Drucker muss nicht nur kleine Objekte drucken (bauen). Je nach Größe kann dieser Druckertyp alles bauen, auch Häuser. Referenz: "House printing, crawling, concrete-eating demo robots point to automated jobsites of the future". Em: https://www.equipmentworld.com 11.1 – OBERFLÄCHEN UND GEOMETRISCHE EVOLUTION In diesem Kapitel werden wir die Eigenschaften von Flächen diskutieren, die drei Varianten entsprechen: Weiche 2D-Flächen, Flächen mit 2D-Vorsprüngen und 3D-Flächen. Sie sind einer unendlichen Anzahl von Objekten und Systemen gemeinsam, aber wir werden unser Studium auf gewöhnliche Objekte beschränken, wie Kraftstofftanks, aerodynamische Strukturen, Möbel, 192 Autoscheinwerfer, Computertastaturen, Flugzeugklappen usw., Quellen unseres gemeinsamen Tages Erfahrungen. (*) Auch wenn sie mit bekannten Eigenschaften trivial sind, interessiert uns hier die Dynamik der Transformationen und die Möglichkeit der Übertragung von Eigenschaften zwischen ihnen. Betrachten wir zunächst die Variationstendenzen in Oberflächen und katalogisiert in Form von GEOMETRISCHE EVOLUTION von Mann in Litt. (1). Es gibt vier Übergänge: 1. Flache Struktur bis → 2. 3D-Struktur bis → 3. Struktur mit axialer Symmetrie zu → 4. Komplette 3DStruktur. Mann weist darauf hin, dass es viele Innovationsmöglichkeiten beim Übergang von 2D zu 3D gibt. Zu nennen sind hier die neuen Standards der sogenannten Industrie 4.0 mit dem Aufkommen von 3DDruckern, die mit der zunehmenden Digitalisierung von Objekten und Systemen, und dem Aufkommen von 5G viele Tätigkeitsfelder revolutionieren Kommunikation Technologien. Abb. 11.1 - Tronxy X1 Desktop 3D-Drucker, einer der vielen kostengünstigen 3D-Drucker, die auf dem Markt verkauft werden. In Innovation Logik™ haben wir die folgenden SURFACE SPECTRUM-Komponenten: I – Glatte Oberfläche → II - Protuberanz 2D → III - Protuberanz 3D Abb. 11.2 – Übergang einer glatten Oberfläche in 2D und 3D mit Erhebungen. 193 Bei der Herstellung eines Produkts die 3D-Drucker in einer Form von "Eindruck", der durch Hinzufügen bestimmter Materialien funktioniert, die auf den Kopf des Druckers geleitet werden: "Es ist ein Prozess der Erstellung von Objekten aus dreidimensionalen digitalen Modellen. Zu den additiven Fertigungstechnologien gehören Laserfusion, Vakuumguss und Spritzguss. Laser Fusion ist ein digitaler additiver Fertigungsprozess, der konzentrierte Laserenergie verwendet, um Staub in Eisenteilen zu reinigen oder Metallpulver zu 3D-Objekten zu verschmelzen. Es handelt sich um eine aufstrebende Fertigungstechnologie mit Präsenz in den Bereichen Medizin (Orthopädie), Luft- und Raumfahrt sowie in den Bereichen Hochtechnologie und Elektronik. " (Wikipedia). 11.2 – GRUNDKONZEPTE Das Spektrum der Oberflächenvariationen wurde in den strukturierten Methoden für Innovation sowohl in TRIZ als auch in Innovation Logik intensiv erforscht. Eine Umfrage, die am 05.03.2021 unter http://www.moreinspiration.com zu Produkten durchgeführt wurde, die das OBERFLÄCHE (SURFACE) Spectrum in den drei oben genannten Evolutionsstaaten nutzten, beschuldigte 576 Innovationen. Darrell Mann zeigt in seinem Artikel "Obvious / Non-Obvious Paradox" in einem Diagramm die Trends von TRIZ Evolution for SURFACES und führt die Übergänge von Abbildung 11.2 nach der Sequenz weiter aus detail: 1. Glatte Oberfläche → 2. Oberfläche mit Erhebungen → 3. Rauhe Oberfläche 3D → 4. Raue Oberfläche 3D mit aktiven Elementen (I) Bei genauerer Analyse können wir feststellen, dass diese Abfolge unzählige Innovationen und interessante Erfindungen hervorbringt, weil unsere Intuition im Versuch, Neues zu schaffen, nur an die erste Ebene, SURFACE, aber so viele Möglichkeiten gewöhnt ist für Innovation werden in den folgenden Ebenen positioniert, wobei der Schwerpunkt auf 2D- und 3D-Vorsprüngen liegt. Diese Oberflächen können passiv oder mit aktiven Elementen sein, eine Lösung, die häufig auftritt, wenn versucht wird, in verschiedenen Bereichen das ideale Produkt in TRIZ zu erreichen, wie z. in Brennstoffzellen bis hin zu Transportreduktionselektrokatalysatoren usw. (Mehr dazu in “Sponge makes novel catalyst for fuel cells”, in Materials Today). In Brainstorming-Sitzungen oder Diskussionen, die sich auf Innovation konzentrieren, ist eine allgemein in Betracht gezogene Reihenfolge: 194 Gebrauchsgüter → Produkt → Dienstleistung (Erfahrung (*)) → Transformation (II) (*) Erfahrung: Vijay Kumar stellt in seinem Buch "101 Design Methods" (2) fest, dass jedes Unternehmen, das mit seinen Produkten innovativ sein und führen will, vier Prinzipien befolgen sollte: 1. Entwickeln Sie Innovationen rund um Erfahrungen. 2. Denken Sie an Innovationen als Systeme. 3. Kultivieren Sie eine Innovationskultur im Unternehmen. 4. Führen Sie einen disziplinierten Innovationsprozess ein. Sie alle sind wichtig, wenn Sie eine Innovation lancieren. Wenn Sie an etwas Neues denken, stellt das Prinzip der Nummer 1 „Entwicklung von Innovationen rund um Erfahrungen“ die Benutzererfahrung an erste Stelle, was offensichtlich erscheint, aber nicht immer übernommen wird. Wie viele Unternehmen haben bereits neue Produkte auf den Markt gebracht und mussten diese zurückziehen, weil sie nicht genügend Käufer fanden? 11.3 - BEISPIELE FÜR INNOVATIONEN UND ERFAHRUNGEN RUND UM OBERFLÄCHEN 11.3.1 – INNOVATIONEN IN EINEM RUBIK CUBE Wie kann man in Bezug auf ein Produkt innovativ sein, das als Ware angesehen werden kann? Betrachten Sie Rubik's Cube, ein zu bekanntes, patentiertes und als Ware angesehenes Artefakt, auf dem man sich keine Innovation vorstellen konnte. Das ist eine falsche Annahme, da auf diesem Puzzle viele Innovationen und Patente verzeichnet sind, wie wir es bisher bei einer Version des Würfels mit Braille-Beschriftung für behinderte Personen gesehen haben. Eine Untersuchung, die am 03.05.2021 auf der Google Patents-Website durchgeführt wurde, ergab 2.773 Ergebnisse. Hat Soziales Netzwerk (Social Networking) etwas mit Rubik's Cube zu tun? 195 Abb. 11.3 - Original Rubik's Cube patent named "A Spatial Logical Toy", awarded on 03/29/1983 to Erno Rubik of the Polytechnic Institute of Budapest, Romania. Um diesen Punkt besser zu verstehen, betrachten Sie das ursprüngliche Rubik's Cube-Patent, US06289192, das "Spatial Logical Toy", das am 29.03.1983 an Erno Rubik vom Polytechnischen Institut von Budapest, Rumänien, erteilt wurde. In seinem Patent können wir lesen: Räumliches logisches Spielzeug Auszug: „Ein räumlich logisches Spielzeug wird aus insgesamt achtzehn Spielelementen gebildet, von denen zwei Sätze von acht identischen Spielelementen zwei Verbindungselemente vorgesehen sind. Die Elemente der beiden Sätze haben Nockenelemente mit Hohlräumen mit sphärischen konvexen oder konkaven Oberflächen dazwischen. Die Elemente werden mit Hilfe der Nocken und der zwei verbleibenden zentral positionierten, im Wesentlichen identischen Verbindungselemente verbunden, die jeweils einen Tförmigen Querschnitt aufweisen, und wenn das Spielzeug zusammengebaut die Form eines regelmäßigen oder unregelmäßigen Körpers hat. Die Fixierung erfolgt durch eine einzige Schraube, die durch Bohrungen in den Verbindungselementen führt. Auf diese Weise können die die Seitenflächen des räumlichen logischen Spielzeugs bildenden Spielzeugelemente entlang der Raumachsen gedreht werden und durch die Bereitstellung mehrerer Variationsmöglichkeiten ist das Spielzeug gut geeignet, logische Denkaktivitäten anzuregen“. 196 Es ist interessant, in den Google-Patenten die Neuerungen des Originalprodukts und die darin eingeführten Modifikationen zu untersuchen. Sie reichen vom Einsatz von Robotik und Chemie bis hin zur Augmented Reality durch soziale Netzwerke, die das Innovationspotenzial von Produkten demonstrieren, die als immun gegen jegliche Art von Verbesserungen gelten. Das zeigt das nachfolgend beschriebene Patent, das sich auf soziale Netzwerke konzentriert und Innovationschancen nach IoT, Internet of Things nutzt: 11.4 - BEDEUTUNG SOZIALER NETZWERKE FÜR DIE INNOVATION Produkte mit hohem Usability-Index haben gute Chancen, in soziale Netzwerke aufgenommen zu werden. Dies zeigt das folgende Patent, in dem der Rubik's Cube in einem Netzwerk zur Verfügung gestellt wurde, eine Erfindung von JIE SU, die eine von JavaScript mit Big Data entwickelte Cloud-Anwendung nutzt. Schauen wir uns die Beschreibung dieses Patents an, wiedergegeben von Espacenet: SUMMARY CN108287716 Zusammenfassung auf Englisch: “The invention provides a big data cloud Rubik's cube operation system. The big data cloud Rubik's cube operation system is a group buying tool working for social flow realization based on WeChat development. After simple setting, a merchant can build a group buying activity on WeChat, a client with business concluded already automatically and voluntarily forwards an activity link to form an add-on item group. The merchant quickly seizes flow of a mobile terminal while obtaining more orders. The system mainly adopts a .NET technology and a traditional mature WebFrom technology in combination with a mature design mode and a solving method to be merged with a team to automatically encapsulate WebFrom. Multi-layer structural design is adopted, the design makes pages completely separated from the content, an original WebFrom server control is secondarily encapsulated, so that under the condition of not changing original UI, a pattern is very easily changed, the pages displayed on equipment of essentially different types are developed, openly or automatically developed JQuery plug-ins are adopted at many places, and by using the mature JQuery plug-ins, the compatibility of the system in the aspect of JavaScript is fully guaranteed.” Referenz: https://worldwide.espacenet.com Heute gibt es viele 3D-Versionen von Rubik Cube für Android, ein Zeichen dafür, dass die Virtualisierung von Objekten, die für die Benutzerinteraktion über das Internet bestimmt sind, ein unumkehrbarer Trend ist. 11.5 – BEISPIELE 197 11.5.1 - 3D-PROTUBERANCES: BRAILLE IN KÄLTEMITTELDOSEN Abb. 11.4 - Coca-Cola-Dosen mit Brailleschrift. Diese Dosen wurden eingeführt, um nicht nur eine Produktverpackungsvariante zu schaffen, sondern auch einen Kommunikationskanal für sehbehinderte Verbraucher zu etablieren. Das hat Coca-Cola mit der Kampagne beabsichtigt, bei der Dosen mit Braille-Aufschrift die Fabrik verlassen, eine unterhaltsame und nützliche Möglichkeit, das Interesse am Produkt zu wecken und den Umsatz zu steigern und ein differenziertes Publikum anzusprechen. → Oberfläche Spektrum Level III: Protuberanzen. 11.5.2 - BEISPIEL FÜR TENNIS ZUR VERWENDUNG AUF JEDEM GELÄNDE Dies ist laut Reebok das „erste Tennis-für-jeden-Terrain“. Es wurde entwickelt, um mit Ihrem eigenen Gehen Schlamm, Schnee, Gras und Sand zu entfernen, die an Ihrer Tennissohle haften. Die je nach Unternehmen unterschiedlichen Modelle wurden so konzipiert, dass sich der Fuß geschützt anfühlt und mit einer Technologie ausgestattet, die es den Sneakers ermöglicht, leicht zu sein und vor allem eine adäquate Sohle zu haben. Die von Reebok haben ovale Schlösser, die eine größere Traktion bei Anstiegen und Abfahrten garantieren und sie sicherer machen. All Terrain Thrill, wie Reebok das Produkt und seine Varianten nennt, verfügt außerdem über eine Technologie namens Rock Guard, die die Fußsohle schützt – auch wenn es mal springen muss. Die Ferse enthält eine weitere Technologie, die den Aufprall des Fußes auf den Boden reduziert und eine gute Dämpfung gewährleistet cushion. (Quelle: https://nit.pt) 198 Dies ist ein interessantes Produkt, aber Reebok hat es noch nicht in die Benutzererfahrung integriert wie der Nike-Konkurrent, der im Sportartikelgeschäft einige "Schritte" voraus ist, einschließlich der Benutzererfahrung im Produkt mit Bluetooth-Sensoren. III – 3D Vorsprünge Abb. 11.5 - Reebok Traction Tennis mit 3D PROTUBERANZEN. Die Anwendung hier hat sich zu Level III entwickelt, "3D-Protrusionen", d. h. Protrusions oder 3DProtuberanzen: Eigenschaftsentwicklung: Von glatter Oberfläche zu →2D-Vorsprüngen zu → 3D-Vorsprüngen Quelle: http://gizmodo.com 11.6 - NEUE MÄRKTE, NEUE MÖGLICHKEITEN - INTEGRATION MIT DEM INTERNET Zu Beginn dieses Kapitels haben wir unter Vijay Kumars Empfehlungen für den Erfolg jeder Innovation in "101 Design Methods" (1) die Notwendigkeit erwähnt, "um Erfahrungen herum zu innovieren", was eine Option sein kann, wenn das Unternehmen versucht, mit seinen Produkten, wie es von NIKE gemacht wurde. Einige Wirtschaftsanalysten wie Joseph Ruiz ("SoLoMo Best Practices - Nike Case Study") erweitern diese Empfehlungen durch das Akronym SOLOMO (So → Social, Lo → Local, Mo →Mobility), dass die Notwendigkeit zum Ausdruck bringt, zu berücksichtigen, dass Verbraucher Hyper verbunden, informiert und haben die Macht, Entscheidungen zu treffen. 199 Zu diesem Zweck hat Nike sein Geschäft beschleunigt erweitert und mehrere Komplimente für seine Sportprodukte eingeführt, in klarer Neuorientierung der Integration über Software: “Das Hardware-Team von Nike für Digital Sport konzentrierte sich auf Bereiche wie Industriedesign; Fertigungsbetriebe; elektrisches und mechanisches Hardware-Engineering und Software-Interface-Design. Zu den Produkten gehörten auch die Nike+ Sportwatch und andere, eher periphere sportspezifische Initiativen”. 11.6.1 - TRENDS BEI SPORTUHREN Hier können wir auch die SportWatch GPS TomTom erwähnen, eine innovative Uhr, die wie Nike das Benutzererlebnis auch mit anderen Produkten integriert. Es wurde vom gleichen Hersteller hergestellt und wurde entwickelt, um das Relief seiner Formen und Bedienelemente mit einer für das Auge angenehmen Oberfläche und 3D-Struktur visuell darzustellen. Wie Fabio Namiuti (http://www.fabionamiuti.com/corrida/analiseniketomtom.htm), Sportproduktanalyst, erklärt, hat diese Uhr "Trainings- und Rennüberwachungsfähigkeiten und ist mit einem globalen Ortungssystem für Outdoor-Aktivitäten ausgestattet”. “Alternativ ist es über einen Sensor mit Turnschuhen derselben Marke kompatibel, die IndoorSatellitenortung (z. B. Laufbandtraining) oder Punkte mit schwachem Signal (z. B. in Parks mit vielen Bäumen) ersetzen können.". Zusätzliche Software für die Verbindung mit dem Internet kann von Nike + Connect heruntergeladen werden, verfügbar unter nikeplus.com/downloads. Abb. 11.6 - Uhr Nike+ SportWatch GPS TomTom 200 Auf dem Armband und dem schönen Zifferblatt dieser Uhr sind Projektionen zu sehen, die den Prinzipien des zuvor erwähnten Akronyms SOLOMO (So → Social, Lo → Local, Mo → Mobility) folgen und GPS und andere Nike-Systeme in die sportlichen Praktiken des Benutzers integrieren. (1) 11.7 - OPTIMIERUNG VON KONDITIONIERUNGSPRODUKTEN IN BEHÄLTERN Behälter können, weil sie ein standardisiertes verfügbares Volumen haben, so programmiert werden, dass ihr Inhalt mit Hilfe von Software optimal platziert werden kann. Die CubeMaster Online-Anwendung von Logen ist webbasiert und ermöglicht Ihnen die Optimierung der Ladungen sowie die Erstellung eines idealen Plans für den Transport von Kisten, Paletten und Fahrzeugen mit Teams, die in Gebieten arbeiten, die weit von der Matrix entfernt sind oder an den Standorten des Unternehmens arbeiten. Abb. 11.7 - Bilder der Anwendung Logen Solutions, die auf jeder Plattform läuft, innovative Software zur Unterstützung der Lagerung von Produkten in Containern. Klassifizierung: Virtuelle Nutzung von 3D-Elementen, Level III des Oberflächen Spektrums. 11.8 – VERWEISE 1. MANN, Darrell, Hands on Systematic Innovation, IFR Press, 2nd. Edition, 2010 – England. 2. KUMAR, Vijay, 101 Design Methods – A Structured Approach for Driving Innovation in Your Organization, Ed. Wiley, 2013, USA. 3. DEWULF, Simon, The Talent of the Product, The TRIZ Journal, June 10th, 2015. 4. ORLOFF, Michael A., Modern TRIZ, A Practical Course in EASyTRIZ Technology, Ed. Springer, Berlin, Germany – 2012 5. DE BONO, Edward, Lateral Thinking – A TextBook on Creativity, Ed. Penguin Books, England, 1990. 201 KAPITEL 12 – POROSITÄT Inhalt: 12.1 ZIELE 12.2 POROSITÄT UND RAUM SEGMENTIERUNG IN TRIZ 12.3 BEISPIELE 12.4 VERWEISE Intelligente Medikamente - Im Bild ein injizierbarer Schwamm mit 250 Mikrometer Durchmesser zur Krebs- und Diabeteskontrolle, entwickelt von Dr. Zhen Gu vom Department of Biomedical Engineering der University of North Carolina in Chapel Hill, CA, zusammen mit Dr. Daniel Anderson, Professor für Chemieingenieurwesen am Department of Integrated Research on Cancer am MIT und Forscher am Department of Anesthesiology des Boston Children's Hospital, USA. Es handelt sich um eine technologische Entwicklung, die mit der POROSITY-Eigenschaft in TRIZ verbunden ist und die Genauigkeit der Klassifikation der Innovation Logik bestätigt, die mehrere Anwendungen umfasst, von den einfachsten bis zu den komplexesten, wie wir in diesem Kapitel sehen werden. 12.1 – ZIELE Die Eigenschaften der Evolutionsmuster der POROSITÄT in der TRIZ und ihre Verbindungen mit anderen Methoden zu untersuchen. 202 Porosität ist eine der Eigenschaften, die in TRIZ für viele Produkte relevant sind, seien es Medikamente, wie oben gezeigt, oder Komponenten, Verpackungen, Industrieanlagen usw. Wir können uns etwas Poröses wie einen Abguss vorstellen, um etwas in einer einfachen Schachtel zu halten, oder ein Objekt mit mehreren Löchern, das Eigenschaften wie Lüften, Durchlassen, Filtern usw. hat. Abbildung 12.1 unten zeigt diese Eigenschaft in der Evolution Logic ™, wobei der letzte Schritt zahlreiche Anwendungen in Medizin, Chemie, Architektur, Ingenieurwesen und anderen Bereichen hat. SPEKTRUM: POROSITÄT I – Solide → II – Ein Loch III – Mehrere Löcher → Abb. 12.1 – Evolution Eigenschaft von POROSITY gemäß Innovation Logik ™ 12.2 – POROSITÄT UND RAUMSEGMENTIERUNG IN TRIZ Darrell Mann (1) schlägt in Hands-On Systematic Innovation die Abfolge von Transformationen für diese Eigenschaft vor, die er Raumsegmentierung nennt, die wie folgt lautet: Monolithischer Festkörper Mit einem Loch Mit mehreren Löchern Poröse oder kapillare Struktur Poröse Struktur mit aktiven Elementen Abb. 12.2 - Die drei ersten Eigenschaften in dieser Sequenz liegen im Porositätsspektrum der Innovation Logik, Abbildung 12.1, und die vollständige Sequenz ist die von Mann. Zu den Beispielen, die dieser Autor für das Grundstück SEGMENTATION angeführt hat, gehören Ziegel, Müsli- und Schokoriegel, Schuhsohlen, Kleidung, Reifen usw., um nur einige Produkte zu nennen. Die in der Reihenfolge angezeigten Übergänge erfolgen von links nach rechts und selten in umgekehrter Richtung. Oft können Sprünge zwischen den Ebenen auftreten. Die Sequenz, die wir bisher gesehen haben, stellt wichtige Veränderungen dar, und wir können darauf aufmerksam machen, dass heute neue Entdeckungen bei Polymeren und Metallen in Form von Schaumstoffen zu unzähligen Erfindungen führen, Verbesserungen, die so unterschiedliche Bereiche wie die Medizin, Maschinenbau oder im Industriebereich. 203 In einem früheren Kapitel haben wir den Fall der Solar Impulse II-Flugzeugkabine erwähnt, die aus extrem leichten porösen Materialien gebaut wurde, über die in dem Artikel in berichtet wurde, https://www.aerospace-technology.com. 12.3 – BEISPIELE 12.3.1 – PERFORIERTE STAHLRÜSTUNG Eine Art perforierter Stahl, bekannt als Super-Bainit, eine plattenartige Mikrostruktur, die sich in Stählen bei Temperaturen von 125–550 °C bildet, bietet die doppelte Leistung der herkömmlichen Panzerung ohne Perforationen und hat eine höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Aufprall von Kugeln als die normale Rüstung. Abb. 12.3 – Perforierter Bainit-Stahl zur Panzerungsverstärkung, zweimal widerstandsfähiger gegen Kugeleinschläge als ein ungelochtes normales Stahlblech. Mehrere Löcher → Zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen Kugeleinschläge. Nach Angaben von https://www.ploughshareinnovations.com/, einem Unternehmen, das im Bereich der Verteidigungs- und Sicherheitstechnologien von Weltrang tätig ist, hatte diese Entwicklung das Ziel, durch das Hinzufügen von Löchern „eine große Anzahl von Kanten zu schaffen, die den Weg stören“ von einfallenden Projektilen, wodurch ihre Wirksamkeit erheblich reduziert, wird“. 12.3.2 - INJIZIERBARER SCHWAMM ZUR BEKÄMPFUNG VON KREBS UND DIABETES Die Bereiche der Medizin, die injizierbare Produkte verwenden, haben stark vom Auftreten aktiver Komponenten mit submikrometrischen Abmessungen wie Schwämmen profitiert, die zur Behandlung oder Diagnose verschiedener Krankheiten in den Blutkreislauf von Patienten injiziert werden können, indem verlängerte Medikamente dieser Komponenten im Körper freisetzen, wie hierin beschrieben. In der TRIZ steht die dieser Technik entsprechende Eigenschaft im Zusammenhang mit dem von Mann zu Beginn dieses Kapitels aufgezeigten Evolutionstrend, dessen Abfolge die Möglichkeit aufzeigt, die 204 Eigenschaften poröser Strukturen mit aktiven Elementen zu nutzen, um Substanzen und Medikamente in die Behandlung zu leiten verschiedener klinischer Manifestationen und Pathologien. Gemäß dieser Eigenschaft, die wir in Innovation Logik ™ als "Talent des Produkts" bezeichnen, dh indem sie aktive Elemente passieren oder Medikamente antreiben, tragen Schwämme "intelligente" Kerne, die zur Behandlung von Diabetes Insulin enthalten. Diese Schwämme, die sich als Reaktion auf den Blutzuckerspiegel ausdehnen und zusammenziehen, um bei Bedarf Insulin freizusetzen, geben einen Einblick in eine neue Art der Behandlung, die vielversprechende Aussichten bietet. Bei anderen pathologischen Manifestationen, wie einigen Krebsarten, ermöglichen diese Schwämme das Einführen anderer Medikamente: "Wir wollten die Funktion von Betazellen in der Gesundheit nachahmen, Pankreaszellen, die Insulin produzieren und ihre Freisetzung in einen gesunden Körper kontrollieren", sagt Dr. Zhen Gu. "Aber was wir finden, ist auch vielversprechend für die Bereitstellung intelligenter Medikamente zur Behandlung". von Krebs oder anderen Krankheiten." Die Forscher schufen eine kugelförmige Matrix wie den Chitosan-Schwamm, ein Material, das in Garnelenschalen und Krabben vorkommt. Über diese Matrix verteilt sind sehr winzige Kapseln aus einem porösen Polymer, das die Enzyme Glucoseoxidase oder Katalase enthält. Der schwammartige Kern mit einem Durchmesser von etwa 250 Mikrometern, der einem Patienten injiziert werden kann, enthält ein Reservoir, das das Insulin enthält. Die Aussichten für diese Behandlung sind gut, wie die FDA, Food and Drug Administration der Vereinigten Staaten, berichtet: "Die Food and Drug Administration (FDA) hat eine neue Behandlung für Typ-2-Diabetes zugelassen. Es handelt sich um ein injizierbares Medikament, das zu einer neuen Medikamentenklasse namens GLP-1 gehört und die Bauchspeicheldrüse dazu anregt, nach den Mahlzeiten größere Mengen Insulin zu produzieren." Abb. 12.4 – Diagnostische Tests für Diabetes können zu neuen Behandlungen führen, wie der Einführung von „intelligenten“ porösen Schwämmen, die im Blutkreislauf des Patienten zirkulieren und Insulin enthalten. 205 → Technologie und Eigenschaften: 3D-Netze mit aktiven Elementen, die eine Kontrolle der Interaktion mit dem Körper und eine Verbesserung des Gesundheitszustands des Patienten ermöglichen. "Das Medikament Dulaglutide, das unter dem Handelsnamen Trulicity verkauft wird, wird von Eli Lily and Co. hergestellt. Die Zulassung der Behandlung basierte auf sechs Studien mit 3.342 Personen, die zeigten, dass eine Injektion des Medikaments pro Woche zusammen mit sportlicher Betätigung durchgeführt wurde" und richtige Ernährung hilft, den Blutzuckerspiegel von Diabetikern zu kontrollieren." Quelle: https://veja.abril.com.br/saude/ and https://www.sciencedaily.com 12.3.3 - HAUS KÜHLEN OHNE STROM ODER KLIMAANLAGE Nach historischen Berichten verwendeten die Ägypter vor etwa zweitausend Jahren v. Chr. spezielle Keramiktöpfe, um kaltes Bier zu trinken, nach einer Methode, die noch heute in den Häusern üblich ist, die noch Krüge oder Moringas verwenden. Im Fall der Ägypter, die selbst in einer Region mit warmem Wetter und spärlichem Regen lebten, stellten sie das Bier, von Beobachtung und Erfahrung mitgerissen, kühl und ließen es am Fenster oder im Freien im Schatten stehen. Die Kühlung erfolgt, da der Ton ein poröses Material ist: Wenn ein Teil des inneren Inhalts des Gefäßes nach außen gelangt, verdampfen seine Moleküle unter der Einwirkung des Windes und entziehen der Flüssigkeit im Inneren Wärme. Dieser für die Kühlung des Bieres verantwortliche Effekt ist als Joule / Thomson bekannt, der durch die kontinuierliche Verdunstung der Flüssigkeit an den Außenwänden des Glases dazu führt, dass das Getränk im Inneren auf eine Temperatursenkung gebracht wird. Es ist das gleiche Prinzip, das den in Abbildung 12.5 dargestellten Prozess erklärt, der zum Kühlen und Belüften eines Wohngebäudes oder eines Teils davon bestimmt ist. 206 Dabei handelte es sich um ein poröses Material in Form eines Ziegels, das in einem 3D-Drucker gewonnen wurde. Mit diesen Ziegeln könnte die Umgebung eines Hauses kühler sein, ohne Ventilatoren und Klimaanlage zu verwenden, was zur Energieeinsparung beiträgt. Wie von den Autoren der Erfindung erklärt, „Verdunstungskühlung ist eine Technik, die seit Jahrtausenden verwendet wird, um Räume ohne Strom oder spezielle Geräte zu kühlen.“ Tatsächlich funktioniert sie wie ein poröser Behälter, wie ein TerrakottaTopf, etwas Wasser und eine kleine Brise. Die Designer Ronald Rael und Virginia San Fratello möchten die Idee der Verdunstungskühlung in die Gegenwart bringen, indem sie Wände mit einem porösen, in 3D gedruckten Ziegelstein verwenden, der ein Zuhause ohne Klimaanlage kühlen kann. Abb. 12.5 – Poröses Material in 3D, mit dem Sie Wände bauen können, die dazu beitragen, das Innere einer Wohnung ohne Klimaanlage oder Strom zu kühlen. Quelle: https://dornob.com → Spektrum: Porosität, Level III, Objekt mit mehreren Löchern. 12.4 – VERWEISE 1. MANN, Darrell, Hands on Systematic Innovation, IFR Press, 2nd. Edition, 2010 – England. 2. ORLOFF, Michael, Modern TRIZ – A Practical Course with EASyTRIZ Technology, Ed. Springer, Berlin – Germany, 2012. 207 3. ORLOFF, Michael, ABC-TRIZ, Introduction to Creative Design Thinking with Modern TRIZ Modeling, Springer, Berlin – Germany, 2017. 4. DEWULF, Simon, “Product DNA and the Property Function Matrix”, http://www.triz-journal.com 5. NOEL, Leon, Trends, and patterns of evolution for product innovation, The TRIZ Journal 6. Science Daily, https://www.sciencedaily.com/releases/2013/07/130717105934.htm 208 KAPITEL 13 – AUTOMATISIERUNG UND REDUZIERUNG DER MENSCHLICHEN BETEILIGUNG Inhalt: 13.1 ZIELE 13.2 SPEKTRUM-ENTWICKLUNG IN DER INNOVATION LOGIK ™ 13.3 DIE WACHSENDE TENDENZ DER DIGITALISIERUNG 13.4 VIRTUELLE ASSISTENTEN FÜR DIE VERPACKUNG IN DER FORTGESCHRITTENEN ROBOTIK 13.5 SKYTENDER, AUTOMATISCHER FLUGZEUG SPENDER 13.6 SEGWAY, AUTOMATISIERUNG NACH DEM PRINZIP DES INVERTEN PENDELS 13.7 KURU TOGA MECHANISCHER BLEISTIFT 13.8 VIRTUELLE EINKÄUFE IN EINER METRO-STATION 13.9 BLOOMFRAME: ERWEITERUNG EINES BALKONS PER KNOPFDRUCK 13.10 AUTOMATISCHER REGENSCHIRM MIT FERNBEDIENUNG 13.11 ÜBUNG 13.12 VERWEISE Bild - Disruptive Automatisierung: Ocado verbindet 1.100 Roboter zur Verwaltung des Zentrallagers seiner umfangreichen Produktpalette mit einem automatisierten System über 4G-Funknetzwerk und ist führend in der Lagerautomatisierung. Quelle: https://home.bt.com 13.1 - ZIELE: Untersuchung der Merkmale der Automatisierung und Reduzierung der menschlichen Beteiligung Human. 209 In dem Buch „Hands-on Systematic Innovation“ (1) finden wir zwei Evolutionssequenzen für die AUTOMATION, deren Ziele unter anderem KONTROLLIERBARKEIT und REDUZIERUNG DES MENSCHLICHEN BETEILIGUNG sind. Sehen wir uns jeden in der Fortsetzung an. A) STEUERBARKEIT 1. Direkte Kontrolle 2. Zwischenhandlung 3. Aktion mit Feedback 4. Intelligente Struktur DIAGRAM 13.1 – TRENDS DER EVOLUTION IN DER AUTOMATISIERUNG VON MANN (1) Automatisierung ist eine gemeinsame Eigenschaft aller Systeme, aber Self-Service oder selbstreparaturfähige Produkte folgen der TRIZ-Empfehlung "es ist am besten, kein System zu haben" (Altshuller). Im Automobilbereich können wir den Selbstreparaturreifen erwähnen, der in den neuesten Volvo- und BMW-Fahrzeugen verwendet wird. Automatisierung führt häufig zu Kostensenkungen, insbesondere wenn die menschliche Anwesenheit entfällt und durch automatisierte Systeme ersetzt wird. Auf den Parkplätzen von Einkaufszentren sehen wir beispielsweise keine Boxen mehr, die von Mitarbeitern bedient werden, um Kundenzahlungen entgegenzunehmen. Die Terminals sind vollautomatisch. In diesem Fall ist es am besten, keine… Mitarbeiter zu haben! B) REDUZIERUNG DER MENSCHLICHEN BETEILIGUNG Eine von Darrell Mann in seinem Buch (1) gegebene Sequenz ist die folgende: 1. Mensch → 2. Mensch + Werkzeug → 3. Mensch + angetriebenes Werkzeug → 4. Mensch + halbautomatisches Werkzeug → 5. Mensch + automatisiertes Werkzeug → 6. Automatisiertes Werkzeug. Im folgenden Diagramm sehen wir eine klare Erklärung für diesen Trend: 210 DIAGRAMM 13.2 - REDUZIERUNG DER MENSCHLICHEN BETEILIGUNG (1) Hinweis: Mind Map des Autors. „Reduzierung der menschlichen Beteiligung“: Auf der Karte im Zentrum ein Fanuc-Industrieroboter, der das Lichtbogenschweißen einfacher und sicherer macht. Quelle: https://www.fanucamerica.com/ 13.2 – SPEKTRUM-ENTWICKLUNG IN DER INNOVATION LOGIK ™ Abb. 13.1 - In der Logik der Innovation, kompakt und abgekürzt, beziehen sich die Eigenschaften auf AUTOMATION, unter Berücksichtigung der Verbesserungen des Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human Machine Interface) und der Reduzierung der menschlichen Beteiligung human: Menschliche Handhabung → Halbautomatische Handhabung → Vollautomatisch. 13.3 – WACHSENDE PRÄSENZ DIGITALER SYSTEME Automatisierung ist eine der bekanntesten Eigenschaften von allen und wird heute zunehmend verwendet, da sie in den meisten menschlichen Aktivitäten und Produktionsprozessen vorhanden ist. 211 Vor 40 Jahren erfolgte die Automatisierung und Steuerung, egal in welcher Anwendung, mit großen Digitalrechnern wie dem IBM 1130 in Universitäten oder mit analogen Rechnern zur Analyse der beteiligten Systemvariablen. Komplexe Tätigkeiten, wie beispielsweise die Automatisierung großer Industrieanlagen, Stahl- oder Ölwerke, wurden über Leitstellen abgewickelt, deren Rückgrat das SCADA-System, kurz für Supervisory Control and Data Acquisition Systems, war. Diese Systeme werden heute noch verwendet, ihre Komplexität wurde jedoch durch Miniaturisierung elektronischer Komponenten, höhere Genauigkeit bei der Erfassung und Übertragung von Informationen, effiziente Analog-Digital-Sensoren und -Wandler, reduzierte Fehlermargen (verbessertes Signal-RauschVerhältnis) reduziert und neue Versionen von Netzwerk- und Übertragungsprotokollen. In vielen dieser Systeme hing die vollständige Automatisierung oft von menschlichen Eingriffen ab, die nun angesichts des Aufkommens der sogenannten Industrie 4.0, entsprechend der vierten industriellen Revolution, mit globaler Systemkommunikation, dem Einsatz von Cloud Computing, reduziert werden und das Internet der Dinge. Abb. 13.2 - Die Automatisierung industrieller Anlagen durch die SCADA-Methodik, mit der Miniaturisierung von Anlagen, wurde in den letzten Jahren hinsichtlich der Komplexität reduziert. Referenz: https://inductiveautomation.com Die Herstellung fast aller Produkte, die wir heute kaufen, hat die Automatisierung als wichtigstes Merkmal. Wie Elon Musk, Gründer und CEO von TESLA, über das Tesla Model 3, sein wichtigstes Automobilprodukt, sagte: „Das Model 3 ist kein Auto, sondern ein ‚ausgereifter Computer auf Rädern“. 212 Angesichts des technologischen Stufes, das ein 17-Zoll-Tablet auf dem Model-3-Panel umfasst, ist der obige Kommentar beispielhaft für die Veränderungen, die in der Automobilindustrie stattgefunden haben. https://www.iam-media.com Abb. 13.3 - Tesla Model 3, bei dem sowohl das Design als auch die Herstellung vollständig robotisiert sind. Teilautomatisierung Level II. www.tesla.com Bei diesem Fahrzeug sind alle Design- und Herstellung Patente "Open Source". 13.3.1 – INTERNET VON AUTOS, IoA Abb. 13.4 - Stufen der technologischen Evolution bei autonomen Fahrzeugen, entsprechend den "Trends of Evolution" in TRIZ in Richtung Idealität. Quele: Timing the Market for Autonomous Vehicles. Michael Dempsey, Aug. 7, 2016. In TRIZ wird diese Eigenschaft als Dynamisierung bezeichnet und umfasst Bereiche wie Steuerungstechnik, Automatisierung, Televerarbeitung und künstliche Intelligenz (KI), einschließlich aller Aspekte des halbautomatischen Fahrverhaltens, eines der Merkmale mehrerer heute angekündigter Konzeptfahrzeuge. Dies ist eine Entwicklung implizit in den in Abbildung 13.5 angedeuteten Übergängen, die die gängigsten 213 Technologien im Automobilbereich darstellen können, in Bezug auf einen neueren IoT-Unterbereich, das „Internet of Automotive Vehicles“ oder Internet of Autos, IoA ( Industrie 4.0), wo Künstliche Intelligenz (AI) vorherrscht. Abb. 13.5 - Taxonomie die hierarchische Kategorien von Technologien und Evolutionsmustern im IoA zeigt, Abkürzung für das Internet of Autos. Hinweis: Diese Nummern können sich zum Erscheinungsdatum dieses Buches geändert haben. Hunderte von Innovationen, die in diesem Bereich stattgefunden haben, ermöglichen Nutzern von Connected Cars bereits die Durchführung von Diagnosen, die volle Unterstützung des Fahrers durch Portier "Concierge" (*) und die Verbesserung der Fahrfähigkeit und Intelligenz ihrer Fahrzeuge. Ein Bericht auf der Website https://www.iam-media.com zeigt eine aktualisierte Taxonomie dieser Fortschritte in Bezug auf die aktivsten Unternehmen der Branche. Technologies developed in the field of autonomous vehicles today include AI, radar, cameras and lidar, among others (Light Detection and Ranging). 214 Laut IAM-Newsletter ähnelt das aktuelle Automotive-Ökosystem zunehmend dem von Smartphones, einschließlich neuer Features und Funktionen, die für Software-Updates über das Internet an Fahrzeuge geliefert werden können. Die Zahl der in letzter Zeit in diesem Sektor angemeldeten Patente ist enorm. In Abbildung 13.5 geben die Zahlen die Gesamtzahl der Patente an, die sich entwickelnde Methoden für autonome und vernetzte Fahrzeuge verwenden, die in den letzten 10 Jahren veröffentlicht wurden. In: https://www.iam-media.com. Um die Genese dieser Evolution besser zu verstehen, können wir in Rantanen & Domb (vereinfachte TRIZ (1), S. 103) mehrere ENTWICKLUNGSMUSTER konsultieren, die ein geeignetes Instrument darstellen, um das Ideale Endergebnis durch konkrete Lösungen zu erreichen, ohne dass Analyse von Widersprüchen. Laut diesen Autoren gibt es fünf Muster der Evolution, nämlich: 1. Ungleichmäßige Entwicklung der Komponenten und der Eigenschaften des Systems. 2. Übergang auf die Makroebene oder Einbindung von Komponenten in das größere oder übergeordnete System. 3. Übergang zur Mikroebene oder Segmentierung des Systems in kleinere Teile. 4. Erhöhte Interaktionen zwischen Systemen und ihren Komponenten. 5. Expansion und Faltung, d. h. Evolution durch Ausschluss, Vereinfachung oder Einführung neuer Elemente in das System. Die aufgezeigte Entwicklung und andere Variablen wie Expansion, Faltung usw. korrespondieren direkt mit der in Abbildung 13.1 dargestellten AUTOMATION, die: 1. Von vollständig MENSCHLICHER Handhabung zu → 2. HALBAUTOMATISCHER Handhabung zu → 3. VOLLAUTOMATISCHER. 215 Abb. 13.6 - Evolutionstrends für die industrielle Automatisierung vom 18. Jahrhundert bis heute, mit Industrie 4.0, Merkmal der vollautomatischen Handhabung, die intelligente Produktion mit IoT, Cloud-Technologien und Big Data integriert. Referenz: http://coe-iot.com/industry-4-0/ Es sei daran erinnert, dass die Automatisierung auf höchstem Stufe, die vollautomatische Handhabung oder fast dies, nicht nur im Versprechen des Handlings von teilautonomen Fahrzeugen für die nahe Zukunft stattfindet, sondern auch in der Herstellung von Fahrzeugen aller Art, wie in Tesla-Fabriken oder in der BMW i4-Fabrik in Leipzig, Deutschland. Abb. 13.7 – Konzept Design des vollelektrischen BMW i4, der 2023 auf den Markt kommen soll, um mit Tesla und anderen Elektrofahrzeugmarken zu konkurrieren. Quelle: CAR and DRIVER, 2021. 13.4 - VIRTUELLER ASSISTENT FÜR VERPACKUNGEN MIT FORTGESCHRITTENER ROBOTIK Beispiele sind in diesem Bereich unerschöpflich, insbesondere in der Verpackung und Auftragsabwicklung. Im Lebensmittelgeschäft Ocado in Andover, Großbritannien, werden 65.000 Bestellungen pro Woche von Einzelhandelsprodukten, die von seinen Kunden gekauft werden, durch fortschrittliche Robotik ohne menschliches Zutun verpackt. Was Sie in dieser modernen Einrichtung sehen, in der Robotik und 4G-Technologie dominieren, ist ein Vorgeschmack auf das, was wir in den nächsten Jahrzehnten in einer Vielzahl von Branchen und Aktivitäten sehen werden. 216 Abb. 13.8.a - Roboter zur Auswahl und Auftragsabwicklung von Kunden in der automatisierten Installation von Ocado. https://www.youtube.com/watch?v=4DKrcpa8Z_E Die Unterbringung von Zehn- oder sogar Tausenden von Produkten in Versandbehältern und die Auftragsabwicklung, wie wir in Kapitel 11 gesehen haben, erfordern eine Automatisierung auf höchstem Stufe, um die Produktauswahl zu optimieren, damit der Service schnell ist und Verzögerungen bei der Lieferung von Bestellungen verhindert werden, insbesondere wenn sie es sind verderbliche Gegenstände. Genau das passiert bei Ocado. Wie in Abbildung 13.8.a zu sehen ist, haben die Roboter die Form von rechteckigen Boxen mit insgesamt 1.100 Einheiten, die nach einem 4G-Funkprotokoll arbeiten. Die Robotic Container wissen, wann sie leer sind und wann und wie sie nach Waren suchen müssen, um jeden Kundenwunsch zu erfüllen. Sie fahren mit hoher Geschwindigkeit und wissen, wann sie anhalten müssen und sammeln Kundenbestellungen in einem horizontalen Netz von der Größe von drei Fußballfeldern ein und kreuzen sich ohne Kollision. 217 Abb. 13.8.b - Präsentation der integrierten Automatisierungstechnik von Ocado, "The Ocado Smart Platform", auf der 1.100 Roboterbehälter unablässig arbeiten, um Kundenaufträge zu liefern. Das Unternehmen behauptet, dass sein Kommunikationsprotokoll „den weltweit ersten Einsatz des 4GSpektrums für die Automatisierung von Lagerhäusern darstellt und eine zehnmalige Verbindung pro Sekunde für jeden der 1.100 Roaming-Roboter in der Installation sicherstellt – die alle in einem Umkreis arbeiten von 150 Metern." "Einen Roboter zu bauen kann eine relativ einfache Aufgabe sein, aber einen Schwarm von Tausenden von Robotern zu schaffen und sicherzustellen, dass sie in einer Zehntelsekunde miteinander kommunizieren können, ist etwas ganz anderes", sagt Ocado. Das Unternehmen sagt auch, dass es „eng mit Cambridge Consultants zusammenarbeiten wird, um ein innovatives System zu entwickeln, das die modernen Prinzipien der drahtlosen Kommunikation nutzt, aber mit Zutaten, die sich an seine spezifische Umgebung anpassen. Da das Protokoll im offenen Lizenzspektrum funktioniert, kann es auch sein“ jederzeit und überall auf der Welt bereitgestellt werden", sagte Adam Green, Ocados Wireless-Teamleiter. „Darüber hinaus kann das Funkprotokoll für andere IoT-Anwendungen wiederverwendet werden, die reduzierte Kommunikationsverzögerungen zwischen vielen Geräten erfordern: Fahrzeug-zu-FahrzeugKonnektivität für Smart Cars, Flugsicherungssysteme oder große Industrieanlagen.“ Referenz: https://www.youtube.com 13.5 - SKYTENDER, AUTOMATISCHER FLUGZEUG WAGEN-DRINKS-SPENDER Die Schwierigkeiten von Flugbegleitern beim Fliegen von Flugzeugen, die Passagiere bedienen möchten, sind weit verbreitet. Einige Unternehmen haben die Option von Snacks, die während des Fluges kostenlos serviert werden, abgeschafft und für Artikel auf einer abwechslungsreicheren Speisekarte berechnet, was den Service sogar verbessert hat, da die berechneten Preise nicht übertrieben sind. Wir haben immer festgestellt, dass die Kinderwagen, die zum Transport von Getränken verwendet wurden, neben der Vernachlässigung der Modernität der aktuellen Jets auf Inlandsflügen mehrerer Fluggesellschaften, schwierig zu handhaben sind, weil sich die Borddienste nicht weiterentwickelt haben 218 und bis heute wurde ausschließlich in Handarbeit hergestellt. In der Zwischenzeit ist jedoch kürzlich durch die deutsche Firma AIR-Eltec eine erfinderische Lösung aufgetaucht, die in der Lage ist, den Transport von Getränken und die Bedienung der Passagiere zu erleichtern, wie unten erläutert. Abb. 13.9 - Reproduktion einer der Figuren des SkytenderPatents, Referenz-Nr. US20150266580A1, von den Erfindern Thomas M. Lee und Fred M. Reed erteilt am 24.09.2015. Das vollständige Dokument kann eingesehen werden unter https://patents.google.com/patent/US20150266580A1/en?q=skytender. Die von AIR-Eltec vorgestellte Lösung soll die Probleme, die sich aus der Nutzung dieser alten Trolleys ergeben, durch einen kompakten Getränkeautomaten lösen. Wir können im Patentregister nachlesen: “Hierin beschriebene Ausführungsformen der Erfindung stellen Systeme und Verfahren zum Liefern von Quellgetränk-Verbrauchsmaterialien in einer leicht zugänglichen, entfernbaren und austauschbaren Form bereit. Zum Beispiel werden Quellgetränk-Verbrauchsmaterialien in einem Wagen bereitgestellt, der Schnittstellenverbindungen mit einer Ausgabeeinheit aufweist. Die Verteilereinheit kann in einer Flugzeugküche montiert werden. Wenn sich der Wagen in seiner Ankerstation relativ zur Ausgabeeinheit befindet, wird eine Verbindung zwischen den Quellgetränkeverbrauchsmaterialien und der Ausgabeeinheit hergestellt. " Laut Wall Street Insanity „kann Skytender automatisch 18 verschiedene Getränke zubereiten, ohne dass zusätzliche menschliche Eingriffe erforderlich sind. „Durch die Fähigkeit des Spenders, Getränke aus vorverpackten Sirupen zu mischen, müssen Fluggesellschaften keine Getränkebehälter mehr in einzelnen Kartons oder Dosen vorhalten oder Wasserbehälter und Kaffeemaschinen in der Küche des Flugzeugs aufbewahren“, betont das Unternehmen. 219 Abb. 13.10 – Getränkespender für Flugzeuge, hergestellt von der deutschen Firma AIR-Eltec → Evolution zum Level II – Skytender, Getränkeautomat mit halbautomatischem Handling. Jeder Skytender trägt 30 Liter Wasser mit sich, was bedeutet, dass Flugbegleiter nach dem Boarding nicht häufig in die Flugzeugküche zurückkehren müssen, um im Bordservice zu tanken und verbrauchte Getränke nachzuladen. Abb. 13.11 – Das gleiche ältere Patent des Getränkespenders, bereits in einigen Details mit Zustimmung seiner Erfinder geändert. Das Patent von Skytender wurde von seinen Erfindern an die Firma Mag Aerospace Industries, LlC verkauft, wobei das Originalprodukt einige Neuerungen erhielt und unter der Nummer US 2015/0266580 A1 neu registriert wurde. Dieses zweite Patent kann heruntergeladen werden von https://patentimages.storage.googleapis.com. Am 2. Februar 1998 wurde MAG Aerospace Industries von Zodiac SA übernommen. 220 13.5.1 – ÜBUNG In Abbildung 13.11 sehen wir dieses Patent mit einigen Neuerungen. Wir empfehlen, das vollständige beschreibende PDF derselben zu konsultieren: a) Vergleichen Sie als Übung das Produkt mit dem vorherigen Patent. b) Stellen Sie sich eine andere Möglichkeit vor, Passagiere zu unterstützen, die die während des Fluges an Bord verteilten Getränke- und Snackwagen eliminieren würde. 13.6 - SEGWAY, FEEDBACK-AUTOMATION UND DAS PRINZIP DES INVERTED PENDULUMS Segway Ninebot, das in seiner Kapitalgesellschaft Unternehmen wie Xiaomi, Sequoia und Intel hat, hat vom Wachstum des in den Vereinigten Staaten vermarkteten persönlichen Transportfahrzeugs profitiert, das den Segway herstellt, der häufig für die Vertreibung der Polizei an Orten mit öffentlichem Zugang verwendet wird wie Einkaufszentren, in denen Mobilität und Überwachung unerlässlich sind. Aus Sicht dieser Erfindung und der Übertragung von Eigenschaften entspricht dieses Produkt in bestimmten Aspekten dem Prinzip des umgekehrten Pendels, das seit langem im Metronom, einem Musikinstrument zur Rhythmusbegleitung in der musikalischen Ausführung, verwendet wird. Abb. 13.12 – Segway, eine praktikable Anwendung des Inverted Pendulum-Prinzips entsprechend Inversion und Automatisierung in TRIZ. Auf dem Foto benutzt die Polizei in Stockholm, Schweden, den Segway für Patrouillen. 13.7 – KURU TOGA MECHANISCHER BLEISTIFT Wie bei der Totalautomatisierung ist auch bei einfachen Instrumenten der Trend zur Teilautomatisierung mit weniger menschlichem Engagement präsent, wie man am Kuru Toga-Bleistift von Mitsubishi erkennen kann. 221 Abb. 13.13 - Dieser Druckbleistift hat einen Mechanismus, der den Graphit jedes Mal dreht, wenn Sie einen Knopf auf seiner Abdeckung drücken. Auf diese Weise wird der Bleistift bei der Rotation des Graphits immer spitz. Halbautomatisches Handling, Evolutionsgrad II der Innovation Logik ™. Im Internet finden wir eine Beschreibung dieses Bleistifts: "Der Kuru Toga ist treffend benannt, weil er zwei Wörter aus der japanischen Sprache nimmt und sie zusammenführt. "Kuru" (ク ル) ist eine Lautmalerei für etwas Drehendes oder Rotierendes, und "toga" ( ト ガ) stammt aus dem Verb " togaru" (と が る), was bedeutet, sich zu verjüngen, um scharf zu werden. Der Name beschwört ein Bild von etwas herauf, das sich ständig zu einem genauen Punkt dreht, und genau das tut der Kuru Toga. "Quelle: http://www.jetpens.com. 13.8 – EINKAUFEN IN EINER U-BAHNSTATION In einem aktuellen Beispiel für die Durchdringung von Mobiltelefonen für diejenigen, die keine Zeit haben, in den Supermarkt zu gehen, und für die Bequemlichkeit der Kunden, eröffnete ein Startup in São Paulo virtuelle Geschäfte für Smartphone-Nutzer unterwegs. „Das Unternehmen installierte virtuelle Gondeln – im Wesentlichen Tafeln mit Produktbildern – an den Stationen Butantã und Faria Lima der Linie 4 der U-Bahn von São Paulo. Um den Kauf zu tätigen, installieren Sie einfach die Mercode-App (für Android und iOS) und richten Sie, wenn aktiviert, die Kamera auf die Artikel, die, falls ausgewählt, nach Hause geliefert werden. In den Schaufenstern dieser U-BahnStationen werden den Käufern mehr als 500 Artikel angeboten, darunter Lebensmittel, Haushaltsgeräte, Bürobedarf und Hygieneartikel. 222 Nach Angaben der Macher wurden solche Experimente in der Vergangenheit durchgeführt. In der neuen Phase gibt es einen wichtigen Unterschied: Die Lieferung der Produkte erfolgt durch einen Partnerhändler.“ Das ist eine gute Idee, das spart Zeit und man kann auch Milch, Reis, Obst und sogar Schulranzen kaufen. Abb. 13.14 – Mercode: weniger menschliche Beteiligung beim Lebensmitteleinkauf. Kategorie: Halbautomatisches Handling, Grad II der Evolution: → In diesen zunehmend virtuellen automatisierten Systemen ist eine vorherige Registrierung per Smartphone notwendig. Das gleiche passiert bei der Buchung von Unterkünften über den Airbnb-Service, der Reservierung von Restauranttischen, der Anmietung von Autos oder dem Erwerb einer Lizenz zum Parken des Fahrzeugs an öffentlichen Orten. Referenz: https://tecnoblog.net/176537/mercode-supermercado-virtual-metro/ 13.9 – BLOOMFRAME: EIN BALKON, DER MIT EINEM KNOPFDRUCK ERWEITERT WERDEN KANN Abb. 13.15 – Im Tiefbau und in der Architektur wird die automatische Verwandlung vom normalen Fenster zum Balkon auf Knopfdruck in einem von der französischen Firma Bloomframe patentierten Produkt Wirklichkeit. 223 Bloomframe ® ist ein innovatives Fenster, das sich per Knopfdruck in einen Balkon verwandelt. Der Hersteller, das weltweit im Design von Aluminiumfassaden, -fenstern und -türen tätige amerikanische Unternehmen Kawneer, ist für die Entwicklung, Herstellung und den internationalen Vertrieb dieser Balkonart verantwortlich und arbeitet derzeit an der Endkonstruktion des Produkts und seine Varianten. Der Antrieb ist vollautomatisch, Stufe III. Wir können auch die Anwendung des Prinzips Nr. 7 der 40 Prinzipien für Innovation von Altshuller, Matroschka oder Nested Doll sehen. Zweck: Komfort, Praktikabilität und Vergrößerung des verfügbaren Platzes. 13.10 – SMARTPHONE-GESTEUERTER REGENSCHIRM In Abbildung 13.16 unten sehen wir ein Dach der Marke Haz, bei dem Kontrollierbarkeit und Reduzierung der menschlichen Beteiligung an der Innovation Logik verwendet wurden, was zu dem beschriebenen Produkt führte product. Abb. 13.16 – Regenschirm der Marke HAZ, gesteuert vom Handy. → Automatisierungsgrad III: Vollautomatische Handhabung Dies ist ein automatischer Regenschirm, der vom Mobiltelefon über Bluetooth gesteuert wird. Koppeln Sie es einfach mit Ihrem Smartphone, um mit einem Knopfdruck zu öffnen oder zu schließen. Bei der Kommunikation mit Ihnen per Handy informiert es Sie über Google Maps über Ihren letzten Standort, falls dieser irgendwo vergessen wurde. Eine Begleitanwendung bietet Informationen zum Wetter und Erinnerungen für Ihren aktuellen Standort. Untersuchung der Entwicklung von Regenschirmen durch Analyse der Häufigkeit von Adjektiven in ihrer Patentbeschreibung und Übertragung des Ergebnisses in ein Radardiagramm gemäß Evolution Potentials, P.-A. Verhaegen und andere bestätigten, dass es in dem resultierenden Diagramm 224 unerforschte Ebenen für Innovationen gibt: Kontrollierbarkeit mit zwei verfügbaren Ebenen und Reduzierung der menschlichen Beteiligung mit drei Ebenen. Nach Ansicht dieser Autoren sind Eigenschaften wie das Nichttrocknen oder Sammeln von Wasser in einem Regenschirm oder die Verwendung eines schnell trocknenden Gewebes immer noch eine Innovation, für die es noch kein Patent gibt. Darüber hinaus gibt es noch Innovationsspielräume gemäß den Evolutionseigenschaften in der Objektsegmentierung und der verstärkten Nutzung der Sinne. Um im Regenschirm innovativ zu sein, wie z. B. schnell trocknend, empfehlen wir, einige Fälle in der Natur (Mimicry) zu untersuchen, wie das Vorhandensein von Öl biologischen Ursprungs in den Federn von Enten und Vögeln wie dem Ringeisvogel (Megaceryle torquata), dass nach dem Tauchen, um Fische zu bekommen, immer trocken sind. Tabelle der berücksichtigten Werte Physikalische Eigenschaft Kontrollierbarkeit Reduzierung der menschlichen Beteiligung Verstärkter Einsatz der Sinne Von Mono zu Bi-Poly (mehrere) Geometrische Entwicklung (volumetrisch) Geometrische Entwicklung (linear) Objektsegmentierung Dynamisierung Medien 3 2,1 2 2,5 3,8 3,8 1,2 3 Maximal 3 2,5 2 1,2 2,8 225 Evolution Potential Regenschirme Media Dynamization Object Segmentation Maximum Controlabillity 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Geometric Evolution (Linear) Reduction of Human Involvement Increased Use of Senses From Mono to Bi-Poly (Several) Geometric Evolution (Volumetric) Abb. 13.17 – Diagramm des Evolution Potentials für einen Regenschirm nach TRIZ und Innovation Logik. Referenz: “Relating Properties and Functions from Patents to TRIZ Trends.” Autoren: P.-A. Verhaegen, J. D’hondt, J. Vertommen, S. Dewulf, J. R. Duflou, Centre for Industrial Management, Dept. Mechanical Engineering, K.U. Leuven, Belgium 2AULIVE N.V., Ieper, Belgium. 13.11 – ÜBUNG 1. Einige Regenschirme öffnen sich auf Knopfdruck von selbst, mit voller Automatisierung. Suchen Sie im Internet nach drei Schirmmarken und fassen Sie kurz deren Patente, Automatisierungsmechanismen, Innovationen, Hersteller und, wenn möglich, einen anderen Schirm zusammen, der eine andere Art von Fernbedienung verwendet, als der HAZ-Schirm. 2. Betrachten Sie die Möglichkeit, einen sofort trockenen Regenschirm durch die Verwendung der Nachahmung der Natur unter Berücksichtigung von Vögeln und Pflanzen zu erfinden 13.12 – VERWEISE 226 1. MANN, Darrell, Hands on Systematic Innovation, IFR Press, 2nd. Edition, 2010 – England. 2. DEWULF, Simon, “Product DNA and the Property Function Matrix”, http://www.trizjournal.com/product-dna-and-the-property-function-matrix/ 3. NOEL, Leon, Trends, and patterns of evolution for product innovation, in https://triz-journal.com/trends-patterns-evolution-product-innovation/ 4. ORLOFF, Michael, Modern TRIZ – A Practical Course with EASyTRIZ Technology, Ed. Springer, Berlin – Germany, 2012. 5. IAM Media, “Is the Internet of Automobiles the next big thing?” Published in www.iam-media.com 13.12 – HINWEIS: (*) Concierge ist ein französischer Begriff, der in Hotels verwendet wird, um Gäste bei der Erfüllung ihrer Bedürfnisse zu unterstützen. Sein Einsatz hat sich inzwischen auf andere Geschäftsfelder und Aktivitäten ausgeweitet, wie zum Beispiel bei Hochseekreuzfahrten etc. Im Automobilbereich wird es von bestimmten Fahrzeugmarken angeboten, um den Fahrer in Notfällen zu unterstützen. 227 KAPITEL 14 – FORMS, SYMMETRIES UND ASYMMETRIES Inhalt: 14.1 ZIELE 14.2 EINFÜHRUNG 14.3 ÜBERLEGUNGEN UND BEISPIELE 14.3.1 ASYMMETRIE ZUR VERMEIDUNG VON FEHLER 14.3.2 ASYMMETRISCHES FLUGZEUG 14.3.3 HUSQVARNA ASYMMETRIC GRASS CUTTER 14.3.4 ASYMMETRISCHER WEINKELLER 14.3.5 GETRÄNKE TRANSPORTTASCHE FÜR FAHRRÄDER 14.3.6 WEITERE BEISPIELE FÜR ASYMMETRIE 14.4 VERWEISE Bild: Reaper Coastal Husqvarna Modell 345FR Asymmetrien sind bei Mähmaschinen wichtig, um radiale Hin- und Herbewegungen entlang der Taille des Bedieners auszugleichen. Quelle: http://www.husqvarna.com. Asymmetrien in der Natur sind weit verbreitet, und bei bestimmten Tieren, wie Krabben, hat die Entwicklung asymmetrischer Gliedmaßen verschiedene Zwecke, vor allem die Abwehr von Raubtieren. In vielen Fällen lässt sich TRIZ von der Natur inspirieren, wie wir bereits gesehen haben. 14.1 – ZIELE 228 Untersuchung der Eigenschaften des FORM-(oder FORMAT) - Spektrums, insbesondere der Eigenschaft der Asymmetrie, die mehreren Innovationsprinzipien in TRIZ entspricht, darunter Segmentierung, Trennung, Krümmungszunahme, andere Dimension, poröse Materialien, Homogenität, Verbundmaterialien, usw., unter anderen 40 Prinzipien, deren Aufzählung müßig wäre. 14.2 – EINFÜHRUNG Im Universum der Formen liegen viele erfinderische Prinzipien. Axialsymmetrie beispielsweise ist in fast allen Mobil- und Transportgeräten vorhanden, bei denen die Aerodynamik die Reibung reduzieren kann, die durch den Verschiebungswiderstand von Luft oder Wasser verursacht wird. Das Fehlen von Symmetrie in einer bestimmten Richtung ermöglicht jedoch auch die Entstehung interessanter Innovationen, wie wir in diesem Kapitel sehen werden. Darrell Mann weist in seinem Buch Hands-on Systematic Innovation (1) auf die „Trends for Evolution“ hin, die zu den äußeren Eigenschaften von Objekten gemäß der Reihenfolge passen: 1. Integralsymmetrisches System → 2. Asymmetrie in 1 D → 3. Angepasste 2D Asymmetrie --> 4. Asymmetrie in 3D angepasst. Lassen Sie uns sehen, wie diese Trends in der Praxis Anwendung finden. DIAGRAMM 14.1 - WACHSTUM DER ASYMMETRIE (1) 229 Hinweis: Mindmap des Autors (*) Poka Yoke ist eine Methode zum Entwerfen einer fehlersicheren Benutzeroberfläche, indem ihre geometrischen Eigenschaften entsprechend geändert werden, wodurch Asymmetrien in das Produkt eingeführt werden. Sein Schöpfer, Shigeo Shingo, der in den 1950er Jahren mit Taichi Ohno an der Einführung von Toyota Lean Manufacturing arbeitete, war Pionier auf diesem Gebiet und gewann Auszeichnungen in Japan, den Vereinigten Staaten und Europa. Die Methode wird exemplarisch in Punkt 14.3 weiter analysiert. (**) Nocke (Substantiv): bei bestimmten Mechanismen, wie bei mechanischen Uhren, ein Teil einer teilweise kreisförmigen Form oder einer anderen geeigneten Kontur, der in einer kreisförmigen Bewegung rotiert oder oszilliert, den anderen Teil (allgemein als Mitnehmer bezeichnet) übertragend, der getragen oder befestigt ist dazu eine wohlbestimmte Hin- und Herbewegung. Referenz: Google Schauen wir uns die Trends für die Evolution in der Innovation Logik ™: 230 I - Ebene → II - Axiale Symmetrie → III - 3D Integral Abb. 14.1.a – Symmetrie- und Dimensionen Entwicklung gemäß Innovation Logik. I – Symmetrisches System → II – Partielle Symmetrie → III – Asymmetrie Abb. 14.1.b – Evolution von Symmetrie zu Asymmetrie in der Innovation Logik. As an observation we must point that it would seem that by putting the SPECTRUM of SHAPE in Innovation Logik ™ with only three degrees of evolution we would have failed to consider "Variations of Form" present in the concept of "Asymmetric Forms "," Surface Variations " and Asymmetry Adjustments. Dies geschieht jedoch nicht, da unter den 20 Eigenschaften des Spektrums, die wir untersuchen, Raum für die Analyse dieser anderen Variationen in der Klassifikation relativ zu den generischen Eigenschaften für die Problemlösung vorhanden ist. In diesem Kapitel werden wir einige Eigenschaften der Evolution untersuchen, die sich auf FORM und die in einigen Produkten vorhandenen ASYMMETRIEEN beziehen. 14.3 – ÜBERLEGUNGEN UND BEISPIELE In der TRIZ liegt eine Erfindung oft nicht in der Symmetrie, sondern genau in ihrem Gegenteil, der Asymmetrie, „Umgekehrt“. In mehreren Ländern führte die Regierungsgesetzgebung aus Sicherheitsgründen eine Asymmetrie in Steckern und Steckdosen ein. Brasilien folgte der Regel, die aufgrund der Globalisierung dazu führte, dass viele importierte Produkte nicht nur den Gesetzen ihrer Herkunftsländer entsprachen, sondern auch mit lokalen Steckern kompatibel waren: Das Gesetz Nr. 12.119 vom 16. Dezember 2009 schreibt vor auf alle Hersteller, die Geräte oder Erweiterungen vertreiben oder herstellen, um die in diesem Gesetz festgelegten Erdungs- und Sicherheitsstandards einzuhalten. 14.3.1 - ASYMMETRIE ZUR VERMEIDUNG VON FEHLER Einer der renommiertesten Erfinder Japans, Shigeo Shingo, der an den ersten Tagen bei Toyota mit Taiichi 231 Ohno zusammenarbeitete, war Vorreiter bei der Verwendung von Asymmetrien in vielen Produkten, um sie sowohl im industriellen als auch im häuslichen Bereich immun gegen Fehler zu machen. Es war seine Erfindung zum Beispiel, dass Disketten, die heute noch in einigen Computerhardware verwendet werden, eine 45-Grad-Abschrägung hatten, um zu verhindern, dass Benutzer sie verkehrt herum in das Lesegerät stecken: Die Abschrägung selbst drückte einen Mechanismus, der das Einführen der Diskette. Das Fehlen des abgeschrägten Abschnitts auf dem falschen Weg zum Einführen der Scheibe löste den Mechanismus nicht aus und dichtete somit den Einlass ab. Dies verhinderte ernsthafte Probleme für das Wartungspersonal, das Zeit damit verschwendete, eine "erstickte" und wahrscheinlich beschädigte Diskette zu entfernen. Shingos andere Erfindungen sind in der sogenannten Poka-Yoke-Sicherheitsmethode, die von Toyota verwendet wird, um Defekte in der Fahrzeugproduktionslinie zu verhindern: Während der Produktion auftretende Defekte lösten einen Sensor aus und stoppten die Montagelinie, bis das Problem behoben war. Poka-Yoke ist eine Methode, die Teil des Toyota-Produktionssystems ist und sich auf das Prinzip der "Nicht-Kosten" bezieht, das gleiche Prinzip der TRIZ in Bezug auf die Tendenz zur Idealität oder NullKosten. Dies ist ein umfangreiches Thema, bei dem Sicherheitssysteme, die durch Asymmetrie gekennzeichnet sind, eine grundlegende Rolle spielen. Abb. 14.2 – Computerdiskette, die am oberen Scheitelpunkt eine 45Grad-Fase zeigt, die den Benutzer zwingt, sie in der richtigen Position in das Lesegerät einzulegen, patentierte Erfindung von Shigeo Shingo, Beispiel für radikale Asymmetrie. Das gleiche Prinzip findet sich in Chips für Handys, Computerspeicher und CPUs wieder, die sich nur unter Beachtung der Polarität der Anschlüsse, Stecker und Buchse, in die Buchse mit ihren Hunderten von Pins stecken lassen. 232 Asymmetrie in architektonischen Designs, in Mischern von Zementwagen mit hoher Kapazität, Küchenkuchenmischern und Schnellkochtopfdeckeln sind einige Beispiele, bei denen diese Eigenschaft eine große Rolle spielt. Asymmetrie ist auch in der Turbine von Boeing 787-Flugzeugen vorhanden, die mehr Passagiere befördern und daher schwerer sind. In Übereinstimmung mit der Luftfahrtgesetzgebung müssen diese Turbinen während der Landung einen gewissen Abstand zum Boden einhalten, weshalb sie oval sind, mit Abflachung in der Basis. Wir werden dieses Beispiel am Ende sehen. 14.3.2 - ASYMMETRISCHES FLUGZEUG ASYMMETRIE kann ein wichtiger Faktor für Erfindungen sein, wenn man den Evolutionsgrad in 3D betrachtet, wie das nächste Beispiel zeigt. Es ist ein im Zweiten Weltkrieg von Deutschland eingesetztes Flugzeug mit asymmetrischen Tragflächen, das links eine Beobachtungskabine enthält, die vom Drehfeld des Propellers entfernt ist, was die Sicht stören könnte, und am Heck eine asymmetrische Komponente zum Ausgleichen compensate das Ungleichgewicht der Struktur rechts. Aus dem Diagramm in 14.1 können wir sehen, dass die Asymmetrie in 3D auf die einfache Bedienung ausgerichtet war, da im Fall eines Aufklärungsflugzeugs das freie Sichtfeld eine spezielle Kabine erforderte, die auf der linken Seite des Flügels platziert wurde. Abb. 14.3 – Deutsches Aufklärungsflugzeug aus dem 2. Weltkrieg, Modell Blohm & Voss BV-141 → und 3D Asymmetrie. Ziel: Einfache Bedienung. Referenz: http://www.diseno-art.com 14.3.3 - HUSQVARNA ASYMMETRISCHER GRASSCHNEIDER Es handelt sich um eine Maschine, die für schnelle und schwere Arbeiten in großen Flächen von Buschwerk und Farmen entwickelt wurde und zum Schneiden von hohem Gras bestimmt ist. 233 Im Gegensatz zu einem Rasenmäher, der im Allgemeinen symmetrisch ist, folgt das Gerät den Bewegungen, die im Allgemeinen von einer Sense ausgeführt werden, auf denen es analog basiert, und passt sich der Taille des Bedieners an. Die linke Seite des Lenkers dient als Stütze und Bewegung des Instruments und die rechte Seite enthält die Steuertasten zum Einschalten, Steuern der Geschwindigkeit und Ausschalten. Diese Maschine ist leicht und muss während des Betriebs um die Hüfte des Bedieners getragen werden. Beim Mähen des Grases muss er sich wiederholende radiale Halbmondbewegungen ausführen. Dies ist ein Prinzip, das auch in Hochleistungs-Wachsmaschinen verwendet werden kann, aber unseres Wissens wurde es nie verwendet oder patentiert (Produkt-DNA, Eigenschaftsübertragung in Direkter Variation). Abb. 14.4 – Asymmetrischer Grasschneider Husqvarna 345FR. → und Asymmetrie in 3D. http://www.husqvarna.com/br/ 14.3.4 – ASYMMETRISCHER WEINKELLER Das unten abgebildete Weingut kann für seine einzelnen Komponenten als 3D-Symmetrieprodukt klassifiziert werden. Im montierten Zustand kann es sich jedoch asymmetrisch entwickeln, vorausgesetzt, der Schwerpunkt liegt immer innerhalb seiner Auflagerfläche. Da es sich um ein modular weiterentwickeltes Produkt handelt, wird es in der Regel asymmetrisch montiert, je nach Benutzerfreundlichkeit convenience. Dieses Weingut ist ein interessantes Produkt, dessen Anfangspreis nicht hoch ist, da es das in den USA für 19,95 US-Dollar vermarktete Basisset ist. Das System ist modular aufgebaut und kann durch Aggregation neuer Komponenten wachsen, deren Farben variieren können. Es wurde von der Firma PopGadjet.net erstellt, gegründet und geleitet nur von Frauen. Quelle: MoreInspiration.com 234 Abb. 14.5 - Modularer unkonventioneller Keller, der nur in den einzelnen Modulen axiale und transversale Symmetrien aufweist. Produkt in der 3D-Kategorie. → 3D-Symmetrie in einzelnen Modulen und Asymmetrie im montierten Zustand. ÜBUNG I Durch eine Recherche zu dem, was aufgedeckt wurde, können wir fragen: 1. Was sind die Prinzipien der Innovation Logik unter Berücksichtigung der Produkt-DNA, die im Weingut von Abbildung 14.5 verwendet wird, die bei der Gestaltung eines Büroregals verwendet werden könnten? 2. Welche TRIZ-Prinzipien mögen den Erfinder bei der Entwicklung des Kits dieser Kellerei aus den zwanzig Spectrum-Eigenschaften bei Innovation Logik geleitet haben? 14.3.5 – GETRÄNKE TRANSPORTTASCHE FÜR FAHRRÄDER Einsatz von 3D-Symmetrie: Ein praktisches Paket zur Begleitung von Radfahrern auf der Durchreise. Die Verpackung dieses Getränkehalters, dessen Halte- und Verschlussband aus Klettverschluss besteht, ist sehr widerstandsfähig und aus einem Material gefertigt, das die Temperatur der Getränke über lange Zeit konstant hält. Das Produkt kann bis zu sechs Flaschen in Standardgröße tragen. Hersteller: http://www.firebox.com. 235 Abb. 14.6 - Symmetrie Nutzung bei zweiseitig verteilter Belastung eines Fahrradrahmens, um das Gleichgewicht des Radfahrers nicht zu stören. Evolution: Produkt mit axialer Symmetrie, Level II. In der TRIZ ist es immer sinnvoll zu untersuchen, ob durch den Einsatz von ASYMMETRIE bei der Entwicklung eines Produktes patentfähige Produkte entstehen können, also unter Verwendung einer Eigenschaft im Zusammenhang mit dem Erfindungsprinzip von Nummer 4 „Shift of Symmetry“ und der von Nummer 13, "Eine andere Möglichkeit, es umzukehren"("Umgekehrt."). Dieses Prinzip, das sich auf die Verwendung von Ungleichmäßigkeiten, insbesondere im geometrischen Sinne, bezieht, ist eine gute Inspirationsquelle für neue Produkte, deren erfinderische Prinzipien auch in Zeit, Raum oder beidem auftreten könnten occur. 14.3.6 - WEITERE BEISPIELE FÜR ASYMMETRIE Angesichts der Bedeutung von ASYMMETRIES lassen Sie uns einige weitere Beispiele betrachten. Dies ist ein Thema, das ursächlich mit FORMAT . zusammenhängt. Nach dem TRIZ-Erfindungsprinzip Nummer 4 ist es oft möglich, innovativ zu sein, indem die Form eines Objekts oder Systems von symmetrisch zu asymmetrisch geändert wird. Wenn ein Objekt asymmetrisch ist, erhöhen Sie seinen Asymmetriegrad (Altshuller). Ein gängiges Beispiel für Asymmetrie und das Demonstrieren der Nützlichkeit dieser Eigenschaft ist in den Viertaktmotoren vieler Kraftfahrzeuge vorhanden: die Nockenwelle oder Ventilnockenwelle, um das Öffnen der Ventile in einem Verbrennungsmotor zu regulieren, indem sie eine Drehbewegung von der Kurbelwelle in vertikaler Hin- und Herbewegung der Einlassventile. 236 Abb. 14.7 – Ventilsteuerwelle eines Verbrennungsmotors eines Volkswagen-Fahrzeugs. → und 3D Asymmetrie (volumetrisch). Bei einigen Schnellkochtöpfen, wie dem unten gezeigten Eirilar, passt der asymmetrische Deckel erst nach einer vorsichtigen Bewegung, die die radiale Richtung seiner größten Achse begleitet. Als Beispiel für eine asymmetrische Oberfläche funktioniert dieser Kunstgriff auch als Poke Yoke. Der ovale Deckel hat eine einzigartige Längsposition zum Einstellen und Schließen der Pfanne, die sie vollständig abdichtet, eine wesentliche Voraussetzung, um sie zum Feuer zu bringen und so schwere Unfälle zu vermeiden. Beim Schließen der Pfanne ist bereits ein Sicherungsring am Kabel ausgerichtet, um den Deckel an der Unterseite unter leichtem Druck mittels einer gespannten Klinge zu sichern. Das obere Kabel wird nach der Befestigung leicht nach unten gebogen, gespannt, wie in der Abbildung gezeigt. Eine kleine Stütze bildet den Gleichgewichtspunkt der ausgeübten mechanischen Belastung. Das Sicherheitsventil in roter Farbe befindet sich an der Seite des Deckels, auch in asymmetrischer Position aufgrund der bauartbedingten Bedingungen, um bei Überdruck im Inneren ein freies Entweichen des Kocherinhalts zu ermöglichen. Diese Art der Armatur ist in mehreren Geräten vorhanden und hat nur einen Grund: Sicherheit. Bei vielen Autos sitzt beispielsweise die Öffnung des Benzintanks im geschlossenen Zustand nur in einer Position fest, wodurch Benzin- oder Gaslecks nach außen vermieden werden. 237 Abb. 14.8 – Schnellkochtopf, bei dem der Deckel asymmetrisch ist und oval ist, um eine einzigartige Passform und eine perfekte Abdichtung für die Sicherheit beim Schließen zu bieten. Eigenschaft: Planare Asymmetrie des Deckels. BOEING 737 OVAL TURBINEN Die Schutzhülle der Boeing-Turbinen der Serie 737 400, wie man sie auf jedem Landeplatz von Flughäfen sieht, ist ein Beispiel für die Anwendung des erfinderischen Prinzips der Asymmetrie. Abb. 14.9 – Verwendung von Asymmetrie auf der ovalen Turbinen Abdeckung der Boeing 737 400, ein Format, das gewählt wurde, um einen Aufprall auf den Boden während der Landung zu vermeiden. → Asymmetrie in 3D Das größere und schwerere Triebwerk der 400er-Baureihe benötigte diese ovale Abdeckung schließlich, denn wenn sie kreisrund wäre, würde sie bei der Landung die Mindestanforderungen an die Höhe des Gleises im Verhältnis zum Boden am Flughafen nicht erfüllen. Die Turbinenabdeckung wurde nach den von TRIZ angegebenen Methoden neu konstruiert. Internationale Gesetze verlangen in Flugzeugen bei der Landung eine Mindest Turbine Höhe über dem Boden. Symmetrie ist jedoch entsprechend dem vertikalen Durchmesser am Turbineneintritt vorhanden. In der TRIZ entspricht dies dem Prinzip Nr. 14, "Zunahme der Krümmung", das in diesem Fall keine Zunahme, sondern eine Veränderung zu einer ovalen Schicht ist, das Gegenteil von Stufe II einer Achsensymmetrie. Eine ähnliche Lösung findet sich im Lenkrad von Formel-1-Autos und einigen 238 Fahrzeugen, bei denen das Lenkrad nicht kreisförmig ist und dessen gerader Teil der Basis ein Anstoßen an die Beine des Fahrers verhindert, eine Lösung, die auch in Cockpits vorhanden ist von Flugzeugen. Alle diese Fälle der Unfallverhütung, sei es aufgrund von Sicherheitsanforderungen oder der Benutzerfreundlichkeit, können unter Berücksichtigung des Grundsatzes Nr. 10 von Altshuller berücksichtigt werden: Prinzip 10 – Vorbereitende Maßnahmen: Das Gerät muss eine teilweise oder vollständige Änderung seiner Geometrie erfahren, damit es Abweichungen vom vorgesehenen Verwendungszweck erkennen kann. Bereiten Sie die Objekte so vor, dass sie zum Beispiel vom günstigsten Standort und ohne Zeitverlust verwendet werden können: • Packungen mit Tee, Keksen, Süßigkeiten, die mit einem kleinen Schnitt geliefert werden, um das Öffnen zu erleichtern. • Dichtungen, die bereits mit Klebstoff geliefert werden, können sofort verwendet werden, ohne dass etwas Zusätzliches verwendet wird. • Perforierte Ecken von persönlichen Terminplanern und Kalendern, deren Blätter bereits punktiert sind, so dass beim Hervorheben der Lochung das abzurufende Blatt bereits markiert ist, um das Öffnen des Kalenders zum aktuellen Datum ohne Verwendung eines Lesezeichens zu erleichtern. • Umschläge für Bankautomaten für Scheck- oder Bargeldeinzahlungen mit einer faltbaren Klappe mit Kleber zum Verschließen. • Klebebänder aller Art. • Post-it TM -Klebeblock zur Verwendung in kollaborativen oder Brainstorming-Meetings. • Öffnungsgriff in Dosen von Erfrischungsgetränken und anderen Produkten, die in Stahl- oder Aluminiumdosen verpackt sind, deren vorbestimmter Schnitt im Deckel das Öffnen erleichtert. Unten sehen Sie ein Beispiel für eine Sardinen Dose mit einer werkseitig voreingestellten Schneidelinie, die Preliminary Action konfiguriert, um das Öffnen zu erleichtern. Abb. 14.10 – Vorbereitende Maßnahme: Auf dem Dosendeckel erleichtert eine voreingestellte Schnittlinie das Öffnen, wodurch die Verwendung eines externen Öffners entfällt, ein heute übliches Merkmal mehrerer Haushaltsprodukte. Referenz: https://gauchazh.clicrbs.com.br 239 ÜBUNG II Stellen Sie auf der Grundlage des bisher Gesehenen den Zusammenhang zwischen der in diesem Kapitel besprochenen Spektrumform und den geltenden TRIZ-Erfindungsprinzipien her. Nennen Sie drei Beispiele mit jeder dieser Methoden, Innovation Logik ™ und TRIZ. 14.4 – VERWEISE 1. MANN, Darrell, Hands on Systematic Innovation, IFR Press, 2nd. Edition, 2010 – England. 2. GADD, Karen, “TRIZ for Engineers”, Ed. Wiley, United Kingdom, 2001. 3. ORLOFF, Michael, Modern TRIZ, A Practical Course with EASyTRIZ Technology, Ed. Springer, 2012, Berlin, Germany 4. ORLOFF, Michael, ABC-TRIZ, Introduction to Creative Design Thinking with Modern TRIZ Modeling, Springer, Berlin – Germany, 2017. 5. AULIVE.com, Website Patent Inspiration, www.patentinspiration.com 6. NÓBREGA, Clemente & LIMA, Adriano, “Não Precisa Ser Um Gênio”, Wirtschaftsmagazin Época & Negócios, 2010. 240 KAPITEL 15 – VERWENDUNG VON TRANSPARENZ Inhalt: 15.1 ZIELE 15.2 EINFÜHRUNG 15.3 TRANSPARENZ-ENTWICKLUNG NACH TRIZ 15.4 BEISPIELE 15.5 FÜNF EBENEN DER INVENTIVITÄT IN DER TRIZ 15.6 ÜBUNGEN 15.7 VERWEISE Litracon – Innovation in der Architektur: Wände aus lichtdurchlässigem Beton, Evolution gemäß den in diesem Kapitel vorgestellten Sequenzen. 15.1 - ZIELE – Untersuchung der Eigenschaften des TRANSPARENZ-Spektrums in der Innovation Logik und ihrer Verbindungen mit TRIZ. Eigenschaftsentwicklung (Spektrum): Das Durchschauen von Objekten erhöht oft deren Effizienz. 241 I – Opak → II - Teilweise transparent → III - Volltransparent Abb. 15.1 – Evolution: Eigenschaft der Transparenz, die vielen Gegenständen des täglichen Gebrauchs gemeinsam ist. 15.2 – EINFÜHRUNG Transparenz ist eine wichtige Eigenschaft bei TRIZ, ebenso wie in der Logik der Innovation. Das Durchschauen von Objekten oder das Sehen, ohne aus Datenschutzgründen gesehen zu werden, sind heute Sicherheitsstrategien. Wir können die Änderungen der optischen oder farblichen Eigenschaften den Elementen der Sequenz in Abbildung 15.1 oben ohne größere Änderungen zuordnen. In TRIZ, in der Tabelle der Widersprüche von Altshuller, am Zusammenfluss von Zeile 12, Form, mit Spalte 18, Intensität der Beleuchtung (Helligkeit), ist der Innovationsvorschlag: 32. „Änderung optischer oder farblicher Eigenschaften“. Dies wird unserer Analyse der 20 Evolutionsmodalitäten des Eigenschaftsspektrums in der Innovation Logik mehr Spielraum im Vergleich zu den von Altshuller aufgestellten Prinzipien verschaffen. Kontrollierte Transparenz ist eine Eigenschaft, die bei vielen Fahrzeug- und Wohnungsfenstern, Duschkabinen, Hauseingängen, Tankstellenkästen und zahlreichen anderen Anwendungen im Zusammenhang mit Sicherheits- oder Schutzmaßnahmen, einschließlich der Verwendung spezieller teiltransparenter Folien, häufig verwendet wird. Die Verwendung von Transparenzen durch Architekten und Designer, bei denen die meisten von ihnen die Verwendung von Winkeln und Perspektiven des Lichteinfalls in ihren Projekten suchen, ist ein wichtiger Faktor im Hinblick auf die permanente Suche nach Licht als wichtige architektonische Ergänzung im Entwurf considered von Gebäuden und Gärten. Seine Sequenz in TRIZ folgt einem ähnlichen Muster, das in Direct Variation übernommen wurde, das ist: Opake Konstruktion → 2. Teiltransparent → 3. Transparent → 4. Transparent mit aktiven Elementen. Diese Sequenz zeigt uns, dass für viele Produkte die Suche nach gradueller Transparenz ihrem evolutionären Muster entspricht und ihre Eigenschaften in Abbildung 15.3 unten zusammengefasst sind. 242 15.3 – TRANSPARENZ-ENTWICKLUNG NACH TRIZ (1) Hinweis: Mind Map des Autors. 15.3.1 - BEISPIELE: NUTZUNG VON TRANSPARENZ AUF DER TOURISTISCHEN INSEL FERNANDO DE NORONHA, BRASILIEN, UND IM RAUM. An mehreren Orten der Welt ermöglichen Boote mit Glasboden die Beobachtung von Fischen und Meerestieren, eine weitere Attraktion an touristischen Orten wie Fernando de Noronha, einer geschützten Insel im Nordosten Brasiliens, eine Innovation, die heute allgemein genutzt wird. 243 Abb. 15.2.a – Glasfenster im Boden von Booten, die es ermöglichen, Fische und Meerestiere in Fernando de Noronha zu sehen, gemäß Abbildung 15.3. Quelle: https://regateio.com.br Im Weltraum war der kürzliche Start von vier touristischen Abenteurern in der Raumkapsel Inspiration 4, die die Erde drei Tage lang in einer Höhe von 350 Meilen umkreiste, die Leistung von SpaceX, dem Unternehmer und Millionär Ellon Musk, am 15.09. 2021. Abb. 15.2.b – Das Crew DragonRaumschiff Fenster von SpaceX, in dem vier Weltraumtouristen einen privilegierten Blick auf die Erde hatten. Quelle: Spacex.com Weltraumtouristen hatten durch ein transparentes Oberlicht einen atemberaubenden Blick auf die Erde im Weltraum, blieben für den angegebenen Zeitraum im Orbit und kehrten wie geplant mit einer präzisen Landung auf See zurück. Was können wir über diese Immobilie in ungewöhnlichen Verwendungen sagen? Wie bereits erwähnt, kann der Zugang zu einem Universum von 120 Millionen Dokumenten auf der Espacenet-Website https://www.epo.org der Weg sein. Wir können Espacenet verwenden für: • Suchen und finden Sie Patentveröffentlichungen. • Übersetzen Sie Patentdokumente. 244 • Überwachen Sie den Fortschritt neuer Technologien. • Finden Sie Lösungen für technische Probleme. • Sehen Sie, was Wettbewerber entwickeln. Es ist nicht verwunderlich, dass so viele gute Ideen darauf warten, von Experten oder zukünftigen Erfindern beraten zu werden. TRIZ employs several concepts that, although created a long time ago, in addition to a plethora of methods and novel ideas, are opening new frontiers for structured innovation tuned with the advances of technology. The continuation of this TRIZ evolution cycle has not yet ended. Darrell Mann, editor of The TRIZ Journal, as well as Prof. Michael Orloff of the Berlin Technical Institute and founder of the Modern TRIZ Academy have been working tirelessly to advance, update and disseminate the methodology. 15.4 - BEISPIELE BEISPIEL 15.4.1 – Transparenz Stufe III in der Innovation Logik: Produktauftritt und Sichtbarkeit verbessern. Einige Unternehmen, die Produkte für die Verwendung in Damentoiletten verkaufen, wickeln sie normalerweise in transparentes Glas ein, was ihnen ein angenehmeres, verbessertes Aussehen und eine größere kommerzielle Attraktivität verleiht, abgesehen von der Ausgabe des auf die Flasche geklebten Papiers, dessen Gebrauchsanweisung auf der Seite gelesen werden kann Rückseite des Produkts. Zum Beispiel können wir das Herbal Essences Shampoo von Procter & Gamble wählen, das in Abbildung 15.3 dargestellt ist, ein Produkt, bei dem Transparenz sehr gut zu einer der Eigenschaften passt, die viele Menschen bei einem Shampoo bevorzugen: Transparenz. 245 Abb. 15.3 – Transparenz und Raffinesse in einem Gucci Bamboo Toilettenwasser. Parfümbehälter verwenden im Allgemeinen Transparenzen in ihren Flaschen, normalerweise aus Kristall, was die Möglichkeit bietet, Raffinesse und Schönheit zu demonstrieren. → Stufe III, vollständig transparent. Im Lebensmittelbereich verwendet der in Brasilien vermarktete Süßstoff auf Sucralose-Basis eine transparente Flasche in Tropfenform. Die geschwungene Form des Behälters fungiert als Linse, durch die auf der gegenüberliegenden Flaschenwand die winzige Flasche mit Anwendungsempfehlungen, Kalorienindizes etc. abgelesen werden kann, die sonst die Kleinbuchstaben nicht lesen könnten. In dieser Flasche sind unter den 40 TRIZ-Innovationsprinzipien die von Nr. 3, Lokale Qualität und Nr. 32, Veränderungen der optischen Eigenschaften des Objekts (Transparenz) leicht zu erkennen. BEISPIEL 15.4.2 – TRANSPARENTES SOLARPANEL Ein Forscherteam der Michigan State University in den USA hat einen vollständig transparenten lumineszierenden Solarkonzentrator entwickelt. Während die meisten traditionellen Sonnenkollektoren Energie aus dem Sonnenlicht mit undurchsichtigen Siliziumzellen sammeln, um sie durch den photovoltaischen Effekt in Elektrizität umzuwandeln, versuchen die neuen Sonnenkollektoren, das Sonnenlicht auf eine winzige seitliche thermische Maschine zu fokussieren, die Elektrizität erzeugt. Bei dieser Technologie absorbieren spezielle Kanäle aus geeignetem Material bestimmte Wellenlängen des Sonnenlichts, das auf Photovoltaik-Solarzellen gelenkt wird, die an den Seiten des Panels angebracht sind. Quelle: Gizmodo.com. 246 Abb. 15.4 - Transparentes Solarpanel, revolutionäre Technologie, entwickelt an der Michigan State University, USA. Als Solarpanel ist dies eine außergewöhnliche Innovation, Level III, Totally Transparent, in einem Labor geboren und belegt den 5. Platz in der Klassifizierung der Kreativität von Altshuller, was weniger als 4% der unten klassifizierten und detaillierten Entdeckungen entspricht. 15.5 – FÜNF EBENEN VON ERFINDEN / KREATIVITÄT IN TRIZ Altshuller ordnete in seinen Arbeiten die Innovationen in fünf Stufen ein und ordnete sie entsprechend ihrer Häufigkeit des Auftretens in mehreren von ihm untersuchten Patenten und Erfindungen prozentual zu. Wie von GADD, Karen, in „TRIZ for Engineers – Enabling Inventive Problem Solving“ (2) hervorgehoben, lässt sich die Altshuller-Klassifikation nach dem Schwierigkeitsgrad der Problemlösung und ihren Lösungen in fünf Stufen ausdrücken: 1. Einfache Lösungen - Vorhandenes Wissen nutzen, naheliegende Lösung: 32% der Lösungen. 2. Kleine Verbesserungen – Lösungen, die innerhalb oder außerhalb eines Unternehmens vorhanden sein können, durch das Studium ähnlicher Lösungen in ähnlichen Bereichen, wie z. B. eine Lebensmittelindustrie, die Lösungen untersucht, die von Wettbewerbern in demselben Bereich verwendet werden: 45% der Lösungen. 3. Signifikante Verbesserungen - Lösungen, die bestehenden Produkten entsprechen, die aber durch eine Verbesserung gegenüber Wettbewerbern gehoben werden können. Im Allgemeinen verwenden sie die Analogie zu anderen Lösungen in verschiedenen Tätigkeitsfeldern. Als Beispiel haben wir die in einem vorherigen Kapitel erwähnte Kreissäge SawStop, die in der Lage ist, die Aktion des Bedieners zu antizipieren und die Bewegung der Säge zu unterbrechen, um Verletzungen der Hände des Bedieners im Falle eines Unfalls zu vermeiden: 18% 247 4. Neue Konzepte - Neue Lösungen für bestehende Probleme durch den Einsatz neuer Materialien. Dabei überwiegt die Unterstützung großer Forschungslabore und Universitäten, die nur etwa 4% der neuen Konzepte ausmachen. 5. Wissenschaftliche Entdeckungen - Dies sind im Allgemeinen solche, die durch wissenschaftliche Untersuchungen durchgeführt wurden und die einen großen Einfluss auf das Gebiet haben, in dem sie auftreten können. Altshuller schrieb ihnen nur 4% aller Innovationen zu, aber ihre Wirkung kann in vielen Bereichen und menschlichen Aktivitäten außergewöhnlich sein. Als Beispiel haben wir die Entdeckung des Transistors durch J. Bardeen und W. Brattain, der sich in den heute existierenden integrierten Schaltkreisen entwickelt hat und zu tiefgreifenden Verhaltensänderungen in der heutigen Gesellschaft führt. Bezogen auf die in Abbildung 15.6 gezeigte neue Solarenergieumwandlungstechnik, deren Solarpanel sich noch in der Versuchsphase befindet, gilt Stufe 4 der Klassifikation von Altshuller. Die anfängliche Idee wurde mit hervorragenden experimentellen Ergebnissen in ein reales Produkt umgesetzt. Diesbezüglich erklärte der forschungsleitende Erfinder Prof. Dr. Richard Lunt: "Wenn man bedenkt, dass die in diesem Produkt verwendeten Materialien kein Licht im sichtbaren Spektrum absorbieren oder emittieren, sind sie für das menschliche Auge außergewöhnlich transparent." Mit dieser neuen Technologie wird die Industrie also bald völlig transparent Glas für Fenster von Gebäuden oder Wohnungen herstellen, die Strom erzeugen können. Andere Anwendungen wären Handy-Bildschirme, die das Telefon bei Sonneneinstrahlung aufladen können, in Windschutzscheiben von Autos, die bereits Batterien zum Antrieb verwenden und die die neue Technologie als zusätzliche Energiequelle nutzen können, um eine größere Autonomie zu gewährleisten. Klassifikation: Erfindung, die die vollständige Ausbeutung der natürlichen Ressourcen ermöglicht. Totale Transparenz, Grad III im Innovation Logik ™ -Spektrum. BEISPIEL 15.5.1 – TRANSPARENTE MASKE FÜR KLINISCHE ANWENDUNGEN Im Gegensatz zu blickdichten Masken, die das Gesicht teilweise verdecken und die Kommunikation zwischen Menschen beeinträchtigen, zielen diese Masken auf Transparenz im weitesten Sinne ab: Undurchsichtige Masken, die im Einzelhandel für Berufstätige, Geschäftsleute oder jeden Bürger verkauft werden, können zum Verlust des normalen Aussehens führen und bestimmte 248 Persönlichkeitsmerkmale, die es im Allgemeinen schwierig machen, ein Vertrauensverhältnis zu potenziellen Kunden, Mitarbeitern, Patienten und sogar jedem aufzubauen. Diese Maske ist heute üblich und kann gegen die Übertragung von Covid-19 verwendet werden, aber einige Gesundheitsbehörden haben ihr Veto eingelegt, da dies zu Zweifeln führen kann, ob die Person eine Schutzmaske trägt oder nicht. Abb. 15.5 – Transparenz: Eine Krankenschwester, die Masclear verwendet. Quelle: Prosperity Network. → Totale Transparenz, Stufe III der Innovation Logik. Prosperity Network Inc. versuchte, die Probleme des Kommunikationsverlusts mit Kunden zu lösen, indem diese Maske entwickelt wurde, um die oben genannten Nachteile zu beseitigen und gleichzeitig die Vorteile traditioneller Masken, die wir kennen, beizubehalten. Die Masclear wurde als transparente Maske entwickelt, die die Abwehrkraft der gängigen Masken beibehält und gleichzeitig das Gesicht des Trägers sichtbar macht. Eigenschaftsentwicklung: Dies ist ein Beispiel für ein erstaunlich einfaches patentiertes Produkt, bei dem die direkte natürliche Entwicklung von Level I - Opak zu Level III - Transparent stattfindet. Sowohl in der TRIZ als auch in einer ihrer vereinfachten Formen, bekannt unter dem Akronym SIT, Systematic Inventive Thinking, kann das Entfernen von Überschüssen oder Details aus einem Produkt oft zu effizienteren und kostengünstigeren Lösungen in Bezug auf Produktion und Marketing führen. BEISPIEL 15.5.2 – ENTWICKLUNG DER TRANSPARENTEN MASKE FÜR ANDERE KLINISCHE ANWENDUNGEN Ein Patent auf die Weiterentwicklung dieser Art von Einwegmasken für den klinischen und chirurgischen Gebrauch, die es ermöglichen, klinische Sonden und andere ähnliche Geräte aufzunehmen und Infektionen zu verhindern, wurde laut der Website am 08.08.2018 hinterlegt https://worldwide.espacenet.com: 249 Patent No. WO2018140841 (A1) Ergebnis auswählen in Espacenet.com, https://worldwide.espacenet.com/beta: 1. TRANSPARENTE OPERATIONSMASKE FÜR PATIENTEN WO2018140841A1 • 2018-08-02 • PATWARDHAN RAVISH [US] Früheste Priorität: 27.01.2017 • Früheste Veröffentlichung: 02.08.2018 Prioritäten US201762451653P·2017-01-27 Anwendung US2018015622W·2018-01-27 Publikation: TRANSPARENTE OPERATIONSMASKE FÜR PATIENTEN Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer vom Patienten zu tragenden transparenten Gesichtsmaske, um eine wirksame Barriere zu schaffen, die die eigene oronasale Flora des Patienten vor einer Kontamination des Operationsfeldes und damit einer Infektionsgefahr schützt; diese Maske kann transparent, beschlagfrei und aus semipermeablen Materialien hergestellt sein, mit der Fähigkeit, Fenster (z. B. für die Einführung eines Endotrachealtubus, Aufrechterhaltung einer Abdichtung zwischen Tubus und Maske) und Hülle(n) einzuschließen. (zB zur Platzierung des Intubationsspatels) und/oder anderen Instrumenten unter Beibehaltung der Qualitäten dieser sterilen oder sauberen Barriere. Die transparente Natur dieser Maske könnte eine Intubation ermöglichen, die entweder direkt visuell oder in Verbindung mit einer Faseroptik oder unter Verwendung einer Kamera visualisiert wird. Diese Maske kann zum Einmalgebrauch wegwerfbar sein und kann in sterilen oder sauberen Umgebungen für medizinische und andere Zwecke transportiert werden. Patent WO2018140841A1·2018-08-02 Abb. 15.6 – Ein weiteres Patent, das auf fast die gleichen Verwendungszwecke wie Masclear abzielt, ClearMask, wobei die Erteilung der Lizenz zum Zeitpunkt dieses Schreibens, 05.04.2019, noch aussteht. Sehen in www.theclearmask.com → Totale Transparenz, Level III der Innovation Logik. Wie wir oben sehen können, betonen die ClearMask-Entwickler auch die Vorteile der visuellen 250 Kommunikation und Hygiene für das Produkt in der Phase der Patentanmeldung, aber es schützt die Augen nicht und ist nur ein teilweiser Gesichtsschutz. BEISPIEL 15.5.3 – MASKE, DIE COVID-19 ERKENNT Laut Nachrichten, die am 29.06.2021 von Zeitungen und dem Exame-Magazin veröffentlicht wurden, haben Forscher von Harvard und MIT eine Maske entwickelt, die erkennen kann, ob der Benutzer mit dem Covid-19-Virus infiziert, ist: „Forscher der Harvard University und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) entwickeln eine Schutzmaske, die erkennen soll, ob eine Person mit dem neuen Coronavirus infiziert ist. Immer wenn die infizierte Person hustet, niest oder atmet, geht ein fluoreszierendes Licht an.” Quelle: Zeitschrift Exame, am 29.06.2021. BEISPIEL 15.5.4 – KÜHLSCHRANK MIT TRANSPARENTER TÜR, INSTALLIERT AN DER KÜCHENWAND Dieser Kühlschrank mit transparenter Tür ist eine kürzliche Einführung der Unternehmen Sub-Zero & Wolf International, die in dekorierten Küchen arbeiten, die nach den Vorlieben der Käufer hergestellt werden. In diesem Bereich ist die neue Generation von integrierten Kühlschränken dieses Unternehmens ein weiteres Beispiel für diese Reihe von Geräten, die Level III des Direct Variation Spectrum nutzen. Diese Kühlschränke sind interessant, einige befinden sich noch in der Demonstrationsphase und andere sind bereits auf dem brasilianischen Markt erhältlich, wie die kürzlich eingeführte kundenspezifische Linie in Abbildung 15.6. Abb. 15.7 – Einbaukühlschränke, hergestellt von Sub-Zero & Wolf International, mit transparenter Tür. 251 Laut Sub-Zero haben die integrierten Produkte keine sichtbaren Scharniere oder Gitter, sodass Kühlmodule und Kühlschränke in ihrer Umgebung nicht von anderen Schränken und Schubladen zu unterscheiden sind. BEISPIEL 15.5.5 – LITRACON: LICHTDURCHLÄSSIGE BETONWAND Transparente Formen sind in der Natur selten, außer in Mineralien wie Kristallen und in marinen Coelenteraten. Unter den künstlichen Objekten, wie sie in der modernen Architektur verwendet werden, ist jedoch der durchscheinende Beton, genannt Litracon, das auffälligste, ein kreatives Produkt, das schwer vorstellbar erscheint, aber wenn die Lösung einmal bekannt ist, ist sie erstaunlich einfach. Diese ursprüngliche Idee des lichtdurchlässigen Betons ist umstritten, wurde 1999 von einigen dem Architekten Bill Price zugeschrieben und vom ungarischen Architekten Ron Losonczi in die Praxis umgesetzt. Abb. 15.8 – Litracon lichtdurchlässige Betonwand. Mehr in http://litracon.hu/en Einordnung in Innovation Logik: Stufe II, teilweise transparent. „Diese Art von Beton besteht aus Lichtleitfasern, die sich über die gesamte Dicke erstrecken, sodass diese Blöcke und Platten das Licht effektiv von Seite zu Seite übertragen können. Farben und Lichter bleiben von Ende zu Ende bemerkenswert kohärent, aber mit einer natürlichen Variation und die Fasern können Licht aus einer Entfernung von mehr als 1,5 Metern übertragen.“ http://litracon.hu/en Wir könnten uns alle Arten von Kunst sowie funktionale Anwendungen für diese neue und verbesserte konkrete Form vorstellen. 252 Ziele: Verbesserung der Ästhetik und der natürlichen Beleuchtung der Umgebung sowie Gewährleistung geringerer Wärmeverluste bei geringeren Kosten und längerer Lebensdauer. Andere Beispiele für lichtdurchlässige Wände mit anderen Materialien finden sich in vielen Umgebungen, die sie zu dekorativen Zwecken verwenden. 15.6– ÜBUNGEN 15.6.1 – FORSCHUNG ÜBER DIE MASKE, DIE COVID 19 ERKENNEN KANN. Durch die bereits in TRIZ und in Innovation Logik bekannten Konzepte und unter Verwendung der Besonderheiten der DNA des Produkts eine Recherche, über die von Harvard und MIT entwickelte Maske durchführen, die in Punkt 15.5.3 beschrieben ist – Eine Maske, die Covid 19 erkennen kann. Führen Sie eine Suche durch in einer Patentdatenbank, um Details zur Erfindung zu finden. 15.6.2 – FORSCHUNG AUF BASIS VON PATENTDATEN ZU LITRACON Suchen Sie auf der Patentseite von Google oder der World Intellectual Property Organization in den Patentakten nach dem Beispiel der Litracon lichtdurchlässige Betonwand und transkribieren Sie den Vorschlag des Erfinders. Wenn Sie das entsprechende Patent nicht finden, versuchen Sie den Grund zu begründen. 15.7 – VERWEISE 1. MANN, Darrel, Hands on Systematic Innovation, IFR Consultants Ltd., 2nd. Edition, 2010, England. 1. GADD, Karen, TRIZ for Engineers - Enabling Inventive Problems Solving, Ed. John Willey, 2011, Singapore. 2. SANTOS, Sylvio Silveira, “TRIZ e DNA do Produto: Uma Metodologia Estruturada Para Inovar”, veröffentlicht in Academia.edu, Juni 2015. 3. DEWULF, Simon, Directed Variation of properties for new or improved function product DNA – A base for connect and develop, TRIZ Future Conference Proceedings, Elsevier, Engineering Procedia, 2006. 4. The World of Food Ingredients Magazine, CNS Media BV, “The Top 10 Trends: Clear Label and Convenience for Foodies Lead”, DEC. 2014, USA. 15.6 – ANMERKUNG (*): Der Silizium-Germanium-Transistor wurde 1947 in den Bell Telephone Laboratories von John Bardeen und Walter H. Brattain erfunden und erstmals am 23. Dezember 1948 von John Bardeen, Walter H. Brattain und William Bradford Shockley demonstriert 1956 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Quelle: https://pt.wikipedia.org 253 KAPITEL 16 – VERWENDUNG VON FARBEN Inhalt: 16.1 EINFÜHRUNG 16.2 SPEKTRUM: FARBE 16.3 VERWENDUNG VON FARBEN IN ARCHITEKTUR UND DEKOR 16.4 IM LEBENSMITTEL, EIN OFFENES FELD FÜR INNOVATIONEN 16.5 BERATUNG PATENTDATENBANKEN 16.6 KAFFEE: INNOVATIONEN, BEI DENEN DIE FARBE DER TASSE DEN GESCHMACK BEEINFLUSSEN KANN 16.7 WEITERE BEISPIELE FÜR INNOVATIONEN, DIE DIE EIGENSCHAFT VON SPECTRUM, COLOR NUTZEN 16.8 SPEZIALZIEGEL UND AUFKLEBER FÜR WÄNDE 16.9 FORSCHUNG AUF BASIS VON PATENTDATEN 16.10 VERWEISE Intensiver Einsatz von Farben: Anordnung der Firma Totalfit.com.br, die eine Kombination von Früchten, Ölen, Säften, Gewürzen und Gemüse zeigt, in Korrelation mit der Gesundheit. ZIELE: Anwendungen im Farbspektrum in TRIZ und Innovation Logik studieren. 16.1 - EINFÜHRUNG Die Abfolge der Farben weist in ihrer Entwicklung drei oder mehr Grade auf: 1. Keine Farbverwendung (Monochrom) → 2. Binäre Farbverwendung →3. Verwendung des sichtbaren Spektrums → 4. Verwendung des Vollfarbspektrums (Infrarot und Ultraviolett). Farben sind eine der wichtigsten Eigenschaften des Lebens, und das gesamte Sehspektrum des Menschen kann sich vom Spektrum verschiedener Tiere, Vögel usw. unterscheiden. Selbst beim Experimentieren mit Hunden ist es schwierig zu sagen, welche Farben sie sehen, etwas anders als unsere Wahrnehmung. 254 Aus kaufmännischer Sicht ist Farbe eine der wichtigsten Eigenschaften, insbesondere im Lebensmittelund Getränkebereich. Es gibt sogenannte kräftige oder heiße Farben, wie sie in Ampeln verwendet werden, Warnschilder wie Gelb und Rot. Auf Fotografien von Obst und Gemüse sind fast immer kräftige und lebendige Farben vorhanden, die im Allgemeinen für die Augen und den Geschmack der Verbraucher ansprechend sind. Zweifarbige Farben sind im Allgemeinen eng mit ästhetischen Dekorationen verbunden, die in bestimmten Symbolen wie Yin und Yang, in der Formel-1-Flagge, in Logos usw. verwendet werden. 16.2 – SPEKTRUM: FARBE I – Keine Verwendung von Farbe → II – Zweifache Verwendung von Farbe → III - Volles Farbspektrum Abb. 16.1 - Kreativität bei der Verwendung von Farben kann zu Innovationen von großem kommerziellem Wert führen. 255 DIAGRAMM 16.1 – INNOVATION IN UNERWARTETER WEISE DURCH VERWENDUNG VON FARBEN Hinweis: Mindmap des Autors 16.3 – VERWENDUNG VON FARBEN IN ARCHITEKTUR UND DEKOR Der monochrome Einsatz von Transparentfolien, insbesondere Grün, liegt im Trend. Es weckt Gefühle des Umweltschutzes, was heute wichtig ist, wie im Beispiel unten gezeigt. Cave Geisse, ein Weingut in Caxias do Sul in Pinto Bandeira, Santa Catarina, nutzte das Grün seiner Weinflaschen und nutzte sie nicht nur, um die Marke der von ihm produzierten Weine zu stärken, sondern auch um die Räume zu dekorieren, in denen Verkostungen und Getränke werden serviert. Anwendungen in Architektur und Dekoration, bei denen Farbe als Ressource angesehen wird, beziehen sich oft auf das Streben nach Ästhetik und Balance mit der Natur. 256 Abb. 16.2 - Schwarz und Grün: Doppelte Verwendung von Wandfarbe, dekoriert mit Weinflaschen von Cave Geisse in Caxias do Sul, Brasilien, ein Element mit schöner dekorativer Wirkung in einem seiner Verkostungsräume. Foto: Celso Biagioni Santos, https://www.linkedin.com/in/biagioni/ 16.4 – IM LEBENSMITTEL, EIN OFFENES FELD FÜR INNOVATIONEN In 10 Schritten zu einer gesunden Ernährung zeigt die Website Totalfit.com.br eine Reihe von Empfehlungen, was wir in unseren Mahlzeiten essen sollten, und rät uns, uns an leichtere Gerichte zu gewöhnen, die frei von fetthaltigen Lebensmitteln sind und auf eine gute Gesundheit abzielen gute Laune. Um die Bedeutung von Innovationsprozessen und -methoden in diesem Bereich einzuschätzen, haben wir in einer einfachen Google-Suche den Begriff „Innovation im Lebensmittelbereich“ verwendet. Die Anwendung hat am 29.06.2021 845 Ergebnisse (0,21 Sekunden) zurückgegeben. Wir können fragen, in welchen Aspekten Innovationen in Lebensmitteln vorhanden sein könnten, die nach neuesten Informationen zu den Bereichen mit einer der höchsten derzeit registrierten Patentraten gehören. Es ist nicht nötig, weit zu gehen, um zu antworten. Das Online-Magazin Food Ingredients Brazil, eine Publikation, die sich auf Lebensmittelinnovationen und produkte nach dem "Clear Label"-Standard spezialisiert hat, berichtete in ihrer Ausgabe vom 25. Juni 2015, dass das Unternehmen Naturex ein globales Netzwerk von Laboratorien zur Förderung von Innovationen im Lebensmittelsektor geschaffen hat. Dieses Labor, das als SPRING Lab bekannt ist, leitet sich aus dem Ausdruck „Sharing PRoduct INGenuity Laboratory“ ab. Dieses Labor ist mit dem Naturex-Netzwerk verbunden und beabsichtigt, Einfallsreichtum 257 und erfinderische Prinzipien im Lebensmittelbereich mit Unternehmen zu teilen, die an vertraulichen Projekten interessiert sind. Ziel ist es, Innovation und Co-Creation neuer Lebensmittel- und Getränkeprodukte zu fördern und mit maßgeschneiderten Lösungen spezifische Innovationsprobleme im Bereich Reformkost anzugehen. Eine der vielversprechendsten Methoden für Innovationen im Lebensmittelsektor, an der Verbraucher beteiligt sind, ist heute Design Thinking, oder besser, Design for Services. Die hier vorgestellte Methodik ist jedoch für strukturierte Prozessanalysen sehr praktisch, im Vergleich zu Design Thinking, einer viel weniger strukturierten Methode. In bestimmten Fällen können beide Methoden gemeinsam oder als Ergänzung zueinander verwendet werden. Abb. 16.2 – Totalfit.com.br, Verwendung von Farben in einer Anordnung im Zusammenhang mit der Gesundheit. Heute ist die Zahl der Unternehmen, die sich ausschließlich der Innovation und Vermarktung gesunder Lebensmittel widmen, gewachsen, ganz zu schweigen von der großen Anzahl neuer Veröffentlichungen, Zeitschriften, exklusiven Büchern und Blogs mit Nachrichten zu Themen rund um das Wohlbefinden und ausgewogener Futtermittel, Felder, die viele Möglichkeiten bieten, innovative Produkte zu patentieren und neue Erfahrungen und Entdeckungen zu realisieren. 16.5 – BERATUNG PATENTDATENBANKEN. Für die Analyse im Lebensmittel- und Getränkesektor haben wir eine andere Umgebung als bisher für Patentanalysen genutzt, wie Google Patents und Espacenet. Mit diesem Ziel haben wir auf die Software Patent Inspiration auf der Website von AULIVE zugegriffen, indem wir die Wörter "FOOD and DRINKS" bei einer Suche nach in den letzten 5 Jahren erteilten Patenten verwendet haben. 258 Diese Schnellsuche ergab 6.165 Patente in diesem Zeitraum und 33 erteilte Patente in diesem Jahr. (Forschung durchgeführt am 05.05.2019). In einer Kaffee-Umfrage, die am 05.05.2019 auf derselben Website durchgeführt wurde, ergaben sich für "Coffee" 183.618 Patente. Angesichts dieses Ergebnisses können wir beurteilen, inwiefern das Interesse der Unternehmen an der Patentierung von Produkten in Lebensmitteln und insbesondere in Bezug auf Kaffee, das uns gewohnte Getränk, ist. 16.6 – KAFFEE: DIE FARBE DER TASSE KANN DEN GESCHMACK BEEINFLUSSEN Kaffee hat seit jeher großer Aufmerksamkeit aus der Sicht von Innovationen erhalten, wie zum Beispiel die Nespresso-Maschinen von Nestlé, die einem bekannten Geschäftsmodell basierend auf billigen Maschinen und teuren Kartuschen folgen, was vor etwa 10 Jahren die große Neuheit war und die heute zahlreiche Konkurrenten haben. Laut der Website https://www.ecycle.com.br „kamen Mitte des Jahres 2000 Kaffeekapseln in Brasilien an und allein im Jahr 2015 wurden mehr als 7000 Tonnen dieser kleinen Packungen verkauft“, von denen nur ein kleiner Teil wird recycelt. Nestlé, das in diesem Bereich absolut führend war, steht nun im Wettbewerb mit anderen Herstellern und Kaffeeröstern wie der Kaffeemaschine Pylon, die in Zusammenarbeit mit Terracycle, dem Spezialisten für Kapselrecycling, dessen Sammelkunden die Kunststoffkapseln durch recycelbare Aluminiumkapseln ersetzten, Innovationen durchführten noch nicht daran gewöhnt. Dies ist zweifellos ein Novum, das sogar den Zusammenbruch des Geschäftsmodells von Nestlé erzwingt, bei dem gleichzeitig Unternehmen Kaffeekapseln zu niedrigeren Preisen anbieten. Quellen: revistacafeicultura.com.br und terracycle.com.br Abb. 16.3 – Kaffee Pilão in Kapseln, die mit der NespressoMaschine von Nestle kompatibel sind, wird zum halben Preis verkauft. 259 In Brasilien konkurrieren fast 100 neue oder bereits traditionelle Unternehmen auf dem Kaffeemarkt mit dem Kapselsystem von Nestlé, das Marktanteile verloren hat. Diese Konkurrenten entstanden in weniger als fünf Jahren. Schätzungen zufolge wurden in Brasilien bis 2019 insgesamt 16.000 Tonnen Kaffeekapseln vermarktet. Nespresso achtete auf die Konkurrenz und begann, seine Produkte auch in Aluminiumkapseln zu vermarkten, die in seinen Werken in Barueri, São Paulo, recycelt werden können. 16.6.1 – DIE FARBE DER TASSE KANN DEN KAFFEEGESCHMACK BEEINFLUSSEN Wissenschaftler und Experten in Australien haben den Einfluss der Kaffeetassenfarbe auf den Geschmack untersucht und festgestellt, dass Kaffee in weißen Tassen bitterer schmeckt als in blauen oder klaren Tassen. Wissenschaftler haben erkannt, dass die Tassenfarbe die Kaffeebewertung durch die Menschen beeinflusst, und erkannten, dass Kaffee, der in klaren oder blauen Tassen schmeckte, aufgrund des Kontrasts zwischen der Farbe der Tasse und dem Kaffee darin weniger bitter war. Diese variable Intensitätswahrnehmung schwankt zwischen mehr und weniger bitter, d.h. die weiße Tasse kann den Geschmack und die Intensität des Kaffees beeinflussen, was vermutlich auf den Kontrast zwischen der weißen und braunen Farbe zurückzuführen ist. "Das Ergebnis der Untersuchung hat gezeigt, dass die Farbe der Tasse von den Menschen, die den Kaffee servieren, berücksichtigt werden muss und ein multisensorisches Erlebnis auslösen kann." Quelle: http://mitsuialimentos.com 16.7 – WEITERE BEISPIELE FÜR INNOVATIONEN, DIE DIE FARBEIGENSCHAFT DES SPEKTRUMS BENUTZEN BEISPIEL I - KERZEN MIT FLAMMEN IN VERSCHIEDENEN FARBEN Dies ist eine einfache dekorative Innovation, eine interessante Alternative zu den orangefarbenen Kerzen, die bei den festlichsten Anlässen verwendet werden. „Flammen können Romantik suggerieren, wenn sie blau sind, leidenschaftlich, wenn sie rot, gelb für traditionelle oder konservative Menschen sind, und zu Heiterkeit inspirieren, wenn sie grün und geheimnisvoll sind. Referenz http://www.apartmenttherapy.com 260 Abb. 16.4 – Links, Kerzen mit bunten Flammen; rechts Gartenfackeln. Innovation: III – Fünf Farben des Farbspektrums. Eigenschaftsentwicklung: Level III - Vollspektrum → Verbesserung des ästhetischen Erscheinungsbildes. Das Geheimnis dieser farbenfrohen Flammenkerzen liegt in den speziellen Ölen auf Paraffinbasis, die in Rot, Blau, Lila, Gelb oder Grün brennen. Interessant ist die unerwartete Wirkung dieser Öle, die den Flammen unterschiedliche Farben verleihen. Diese Firma hat auch eine Art Fackeln für Gärten entwickelt, die auf dem gleichen Prinzip basiert. Man kann sich vorstellen, welche Auswirkungen diese Fackeln bei jeder nächtlichen Veranstaltung im Freien haben können. Jeder Ölbrenner kostet knapp 40 Dollar und liefert genug Öl um 50 Stunden lang zu brennen. ANMERKUNG: Diese Kerzen sind gefährlich für Kinder oder Allergiker, da sie in ihrer Zusammensetzung mehrere chemische Stoffe enthalten, die beim Verbrennen in geschlossenen Räumen gesundheitsschädlich sind. BEISPIEL II – LICHTEMITTIERENDE DIODE-DUSCHEN IN DREI FARBEN Der Nobelpreis für Physik des Jahres 2014 wurde am 7. Oktober desselben Jahres an die Erfinder der blauen Leuchtdioden (LEDs) verliehen. Diese Erfindung ermöglichte die Entstehung zahlreicher Patente und neuer Produkte, die LEDs verwenden, und mit diesen neuen Entdeckungen wurde das Trio der Farben des Lichtspektrums für LEDs, Rot, Gelb und Blau, das mit dem menschlichen chromatischen Sehen kompatibel ist, geschlossen. Heutzutage erleben wir mit der Vergrößerung des Farbspektrums durch LEDs für Rot, Gelb, Grün, Blau und Weiß das Aufkommen innovativer Low-Cost-Produkte, die immer vielfältigere Lichteffekte nutzen. Dies ist der Fall bei der elektrischen Dusche von Abbildung 9.3 unten, die zu angemessen niedrigen Preisen vermarktet wird. Derzeit gibt es Dutzende von Patenten für LED-Duschen. 261 Abb. 16.4 – Duschen und -Armaturen sind in Bau- und Dekorationsgeschäften sowie im elektronischen Handel im Internet zu gängigen Gebrauchsgegenständen geworden. Eines dieser Patente ist das in China neu entwickelte und patentierte Produkt „A self-generation LED, Lighting Shower Head“, das in den USA die Nummer 202129159 U erhielt. Brasilianische Unternehmen, die Waschbecken und Badezimmer verkaufen, wie Santorini Metals, haben auch ihre Produkte auf den Markt gebracht, die durch Farbe auf die Wassertemperatur hinweisen, um neue Verbraucher für ihre Produkte. BEISPIEL III – FARBIGE GLASZIEGEL In mehreren Architekturprojekten wurden in den 1960er und 1970er Jahren transparente weiße Glasbausteine als wichtige bauliche und dekorative Elemente in die Architektur von Gebäuden und Wohnungen eingebaut. Sie erlaubten nicht nur geschlossene Bereiche und Treppenspannweiten zu beleuchten, sondern dienten auch als tragende Elemente in Wänden und Innenräumen. Ziegel und Glasfliesen haben viele positive Eigenschaften und gelten als ein Merkmal, das oft die herkömmliche Beleuchtung ersetzt, indem sie das Licht vorbeigehen lässt. Heute, in einem ästhetischen Evolutionsprozess, verbinden die LED-Glasbausteine die beiden Elemente in einer dekorativen und seltenen Schönheit und ermöglichen eine architektonische Neuinterpretation der verschiedenen Rollen der alten Glasbausteine in neuen Umgebungen new. 262 Abb. 16.5 – Ziegelwände mit grünen LEDs. II – Hellgrüne und dunkelgrüne Farben in einem Element: zweifarbige Verwendung Variante: Bi-System → Schönen visuellen oder konzeptionellen Kontrast hinzufügen. Referenz: Red Dot Design Award – Product Design Im Automotive-Bereich werden LEDs in verschiedenen Farben, sowohl innen in Fahrzeugverkleidungen als auch außen für die Tagbeleuchtung und Signalisierung mit unterschiedlichen Farbnuancen eingesetzt, um für mehr Komfort und Sicherheit beim Fahren zu sorgen. In Haushaltsgeräten wie Laternen, Lampen und vielen anderen Gegenständen ist ihre Verwendung in bestehende Produkte weit verbreitet und eine gute Gelegenheit für die Gestaltung neuer Produkte, Innovationen und Patente patent. 16.8 - SPEZIALZIEGEL UND AUFKLEBER FÜR WÄNDE Spezialfliesen, deren Design historische Ursprünge in der portugiesischen und kolonialen Architektur hat, sind heute in mehreren Ländern gebräuchlich und verleihen sowohl im Innen- als auch im Außenbereich, wie in Küchenwänden und sogar an den Fassaden einiger Häuser, eine neue Ästhetik. Dies ist eine Art handgemachter Bodenbelag auf Zementbasis, der in Böden und Wänden verwendet wird und seinen Höhepunkt zwischen dem Ende des 19. und der Mitte des 20. Jahrhunderts erreichte. Über diese Art von Fliese, auch als "hydraulische Fliese" bekannt, berichtet die Wikipedia, dass: „Die hydraulische Fliese oder der hydraulische Boden wurde als Alternative zu Marmor oder als Keramik präsentiert, die nicht gekocht werden musste. Ab den 1960er Jahren ersetzte das Auftauchen anderer Materialien allmählich die hydraulischen Böden durch weniger aufwendige und profitablere Elemente.“ „Hydraulische Fliesen haben ihren Ursprung Ende des letzten Jahrhunderts in Südeuropa. Sie verbreiteten sich schnell in den Mittelmeerländern und wurden auch im viktorianischen England und Russland wegen ihrer Beständigkeit und dekorativen Qualitäten beliebt. Bis heute werden sie nacheinander produziert eine, und die Art und Weise, wie sie hergestellt werden, bleibt für mehr als ein Jahrhundert gleich.". (https://pt.wikipedia.org). 263 Diese Fliesen sind meist sehr bunt und teuer, aber dafür gibt es günstige Alternativen, wie das unten beschriebene Produkt, das aus Klebepapier besteht und zwei TRIZ-Kreativprinzipien verwendet, die der Nummern 10 bzw. 30: Prinzip 10 – Vorbereitende Maßnahmen, Antizipation von Maßnahmen: Führen Sie, bevor notwendig, Änderungen an einem Objekt oder System (ganz oder teilweise) durch. Ordnen Sie Objekte neu an, damit sie so schnell wie möglich am geeigneten Ort agieren können, ohne Zeit und Material zu verschwenden. Prinzip 30 - "Verwenden Sie flexible Hüllen und dünne Filme anstelle von dreidimensionalen Strukturen: Isolieren Sie ein Objekt oder System von der äußeren Umgebung durch flexible Hüllen und dünne Filme." (Rantanen & Domb, S. 136 und 158). Die Imitationen von hydraulischen Fliesen sind zusätzlich zur Klebebasis an der Unterseite, die durch eine Folie isoliert ist, die bei der Verlegung entfernt wird (Prinzip 30), auch mit einer Schutzfolie bedeckt, um Kratzer zu vermeiden und eine höhere Haltbarkeit und Schönheit zu gewährleisten. Diese selbstklebenden Imitationen von hydraulischen Fliesen haben einige Vorteile, wie einfache Verlegung, Preis und Motivvielfalt, als exklusive Dekoration für Tavernen oder Bars je nach Tätigkeitsbereich. Die Haltbarkeit ist angemessen und spezifische Themen wie Vintage, Bier und andere Variationen sind leicht zu finden, da sie in Kits mit 12 oder 24 Einheiten mit vorgegebenen Schnitten vermarktet werden, die ihre Installation erleichtern. Der Nachteil ist, dass sie nicht auf Böden verwendet werden können, auf denen sie leicht zerkratzt werden. 264 Abb. 16.6 – Aufkleber, die links hydraulische Fliesen imitieren und eine exklusive Getränkedekoration für Tavernen oder Bars, in denen das Thema Bier ist. Stufe III – Gesamtfarbspektrum. Nach Angaben des Unternehmens, das diese Lösung vermarktet, muss die Wand, die diese Art von Dekoration erhalten soll, glatt sein, eine normale Voraussetzung für die Anwendung einer der beiden Arten von Fliesen, egal ob Keramik oder nicht. Tatsächlich ist es eine Tapete, die hydraulische Fliesen perfekt imitiert. Quelle: https://www.elo7.com.br/lista/adesivos-de-parede-azulejo 16.11 – VERWEISE 1. MANN, Darrell, Hands on Systematic Innovation, Second Edition, Lazarus Press, England, 2010. 2. ORLOFF, Michael, Modern TRIZ, A Practical Course with EASyTRIZ Technology, Ed. Springer, 2012, Berlin, Germany 3. AULIVE.com, site Patent Inspiration, www.patentinspiration.com 4. The TRIZ Journal – Contradiction Matrix. 5. AULIVE, Simon Dewulf Consulting Company. 6. DIVA, Innovation Logik, https://triz-journal.com/ 7. GADD, Karen, “TRIZ for Engineers – Enabling Inventive Problem Solving”, Ed. John Wiley, 2011. 265 KAPITEL 17 – KOORDINIERTE MASSNAHMEN Inhalt: 17.1 EINFÜHRUNG 17.2 SPECTRUM: KOORDINIERTE MASSNAHMEN 17.3 NEUN FENSTER 17.4 KOORDINIERTE MASSNAHMEN, FEEDBACK UND INFORMATIONEN 17.5 BEISPIEL: REVOLIGHTS PATENT FÜR FAHRRAD SICHERHEIT 17.6 BEMERKUNGEN 17.7 VERWEISE Bild: Intensiver Farbeinsatz und abgestimmte Aktionen für sicheres Fahren bei Nacht: Fahrrad mit eingebautem Revolight-Sicherheitslicht. 17.1 – ZIELE Dieses Kapitel stellt die Aktionskoordinierung vor, eine Eigenschaft, die in mehreren Produkten vorhanden ist, unter Berücksichtigung der Evolutionstrends, die auf mehrere Systeme in Innovation Logik und TRIZ anwendbar sind. 17.2 - SPEKTRUM: AKTIONSKOORDINATION Eigenschaft: Effizienz in koordinierten Aktionen. → → I – Unkoordinierte Aktion; II – Koordinierte Aktion; III – Aktion während der Pausen 266 Abb. 17.1 – Aktionskoordination: Geräte, die sich wiederholend arbeiten, können von Warneffekten profitieren. 17.3 - EINFÜHRUNG The Logic of Innovation verwendet einige etablierte TRIZ-Verfahren, wie die Neun-Fenster-Darstellung eines Problems oder Produkts in der Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft. Es ist eine sehr effiziente Möglichkeit, die Entwicklung eines Produkts oder Systems in Zeit und Raum darzustellen und kann sogar eine Darstellung anderer Methoden zur Innovation umfassen, wie z. B. die SCAMPER-Methode, ein Akronym, das sich auf die wesentlichen Konzepte der Technik bezieht: Ersatz (Substitute), Kombinieren (Combine), Anpassen (Adapt), Modifizieren (Modify), Vorschlagen (Put to Use) (neue Anwendungen oder Verwendungen), Eliminieren (Eliminate) und Reorganisieren (Reverse). 17.3.1 – NEUN FENSTER Abb. 17.2 – Neun Fenster in TRIZ. Quelle: CREAX https://www.slideshare.net/webmarketeer/crea x-pres-oct-2010-nx-power-lite In der Abbildung handelt es sich bei den Variationen um einen Baum in der Mitte des Diagramms, entsprechend dem, was er heute ist, aber jedes Produkt kann berücksichtigt werden. Die zeitlichen und räumlichen Schwankungen werden in Übereinstimmung mit dem untersuchten Produkt berücksichtigt: • Horizontal haben wir die ZEIT-Achse, dh die Eigenschaften VERGANGENE, GEGENWÄRTIGE und ZUKÜNFTIGE Veränderungen, die ein Produkt während seiner Entwicklung erleidet. 267 • In der Vertikalen steht die SPACE-Achse, die das SUBSYSTEM, das SYSTEM und das SUPER-SYSTEM in Bezug auf das betrachtete Produkt darstellt representing. Die Darstellung der Neun Fenster kann auf verschiedene Weise vergrößert werden, entweder durch Hinzufügen weiterer Eigenschaften in den Zellen, wie im Anhang zu sehen ist, oder durch Hinzufügen neuer Dimensionen zur Darstellung. Durch Verkapselung (Matroschka in TRIZ) kann man seine Verwendung sogar erweitern und in seine Zellen andere Methodologien einpassen, wie das erwähnte S.C.A.M.P.E.R und S.W.O.T. (Stärken, Schwächen, Chancen und Risiken). Weitere Informationen zur Methode finden Sie im Artikel von Mann im TRIZ Journal, System Operator Tutorial: https://triz-journal.com/system-operator-tutorial-1-9-windows-world/. Eines der Ziele der Neun-Fenster-Darstellung ist der Abbau der psychologischen Trägheit, einer der Funktionalitäten des menschlichen Gehirns und der menschlichen Intelligenz, bei der der Grad der Kreativität gering und der Grad der Automatismen hoch ist. Die Neun-Fenster-Darstellung steht in klarer Verbindung mit dem Konzept von Trends of Evolution in TRIZ. Die psychologische Trägheit kann im Verhalten der Menschen so stark sein, dass sie oft dazu beiträgt, den Fortschritt eines Unternehmens in Bezug auf die Schaffung neuer Ideen im Unternehmen und Geschäftsmöglichkeiten zu behindern. Das Konzept der Neun Fenster von Dewulf ermöglicht eine erweiterte Sicht auf jedes Produkt, wie in seinem in Innovation Management veröffentlichten Artikel zu sehen ist, in dem diese Darstellung im allgemeinsten Sinne und in Details auf ein Surfbrett angewendet wird. Sehen in https://innovationmanagement.se/2014/05/06/6-easy-steps-to-innovate-any-product/. 17.4 – AKTIONSKOORDINATION, FEEDBACK UND INFORMATIONEN In der TRIZ gehört KOORDINATION nicht direkt zu den 40 Prinzipien der Tabelle der Widersprüche, und das Prinzip, das sich ihr nähert, ist das von Nr. 19, das sich auf Periodische Aktionen bezieht. Eine Verbindung zwischen den beiden Methoden TRIZ und Innovation Logik lässt sich jedoch herstellen, indem man die drei in 17.2 genannten Eigenschaften berücksichtigt, um das Problem zu lösen. Die Berücksichtigung der genannten Eigenschaften führt zu folgenden Empfehlungen: • Wenn es sich um eine kontinuierliche Aktion handelt und keine Hinweise zur Lösung des Problems erhalten werden, verwenden Sie eine periodische oder pulsierende Aktion. Beispiel: In einem Garten ist beim Gießen der Pflanzen ein pulsierender Wasserstrahl (Ariete- 268 Schlag) effizienter als ein kontinuierlicher Strahl. • Wenn eine Aktion bereits periodisch ist und trotzdem nichts erreicht wird, ändern Sie die Größe der Periode oder ihre Häufigkeit; Beispiel: Bei einer Herz-Lungen-Wiederbelebung ist es zum Beispiel notwendig, einige kurze Intervalle zwischen der Kompression/Dekompression des Brustkorbs der Person abzuwarten, mit dem Ziel, den myokardialen Repolarisationskurven des Herzens wieder einen normalen Arbeitszustand zu ermöglichente. • Schließlich, wenn es sich um „Aktion während Intervallen“ (III) handelt, verwenden Sie Pausen zwischen den Aktionen, um eine andere Aktion auszuführen, um das Problem zu lösen. Beispiel: Im Toyota-Produktionssystem, auch Lean Manufacture genannt, ermöglicht die Methodik SMED, Single Minute Exchange of Die, beispielsweise den Austausch eines in Betrieb befindlichen Werkzeugs gegen ein anderes mit einer anderen Ausführungsaufgabe, wobei alle Operationen in einem Intervall von einer Minute ausgeführt werden oder weniger. Nach dem Wechsel des Werkzeugs kann ein neuer Vorgang mit anderen Eigenschaften und Vorgängen als der vorherige beginnen, wodurch die Produktionslinie flexibler und effizienter wird. Diese Aktionen mögen in der Logik der Innovation unterstützt werden, aber in den allermeisten technischen und administrativen Systemen, die eine KOORDINIERUNG erfordern, ist der Begriff des FEEDBACK, der für die Stabilität des Systems verantwortlich ist, ebenso wichtig wie die Präsenz von SINERGY unter seinen Komponenten. BEZIEHUNG ZWISCHEN KOORDINATION, FEEDBACK und INFORMATION: Eigenschaft: Steuerung mit und ohne Feedback. I - Direct Control; II - Control by Intermediate; Level III - Smart Feedback Abb. 17.3 – Spektrum-INFORMATIONEN in der Innovations Logik ™. FEEDBACK ist ein Konzept im Bereich der Instrumentierung und Steuerung oder Servomechanismen, aber es ist in vielen Wissensgebieten vorhanden, insbesondere in biologischen Systemen, die mit dynamischem Gleichgewicht (Homöostase) ausgestattet sind (3), in denen die Rückkopplung in den meisten Fällen negativ ist, mit dem Ziel der Koordination und Balance des Systems 269 In TRIZ ist das Smart-Feedback-Prinzip in einem allgemeineren Diagramm dargestellt, das technische Systeme darstellt, dass etwas breiter ist als ein System, das nur Feedback hat, sich auf die Muster der Evolution bezieht und eine bessere Steuerung des Systems ermöglicht. Das Funktionieren eines Systems mit intelligentem Feedback erfordert ein gewisses Maß an „Intelligenz“ und dass die Differenz der in das System eintretenden Variablen und des zum Eingang zurückgegebenen Feedbacks mit denselben physikalischen Eigenschaften abgezogen werden muss, und ihre Differenz am Eingang muss auf null gehen. Dies wird als intelligentes Feedback bezeichnet, das zur Stabilität des Systems führt. Im Gegensatz dazu, wenn das Rückkopplungssignal oder die Variable am Eingang positiv ist, werden die Eingangs- und Rückkopplungsvariable summiert, und das gesamte System wird verschlechtert, ist instabil und verliert die Steuerbarkeit, anfällig für einen katastrophalen Ausfall. Die TRENDS OF EVOLUTION IN TECHNOLOGY in der folgenden Karte erinnern an die von Altshuller aufgezeigten Eigenschaften, wie wir in der Fortsetzung zeigen. Generell können wir unter dem Gesichtspunkt der im Diagramm dargestellten Technologietrends neben anderen Eigenschaften feststellen, dass jedes System, das eine auch einfache Dynamik für eine einfachere Interaktion zwischen Menschen und Objekt enthält, sicherlich eine bessere Steuerbarkeit aufweisen wird. 270 Abb. 17.4 – Trends der Evolution in Technologie Systemen Hinweis: Mindmap des Autors. Lassen Sie uns tiefer in den Fall der Getränkedose eintauchen, die, wenn eine Person versucht, sie zu öffnen, ein System ist, das aus einer Quelle (menschlicher Hand) und einem Objekt (der Dose) besteht. Dies wurde bereits in einem früheren Kapitel untersucht und wie wir gesehen haben: a) Unter menschlicher Beteiligung, indem ein Finger auf den Griff gelegt wird, um die Dose zu öffnen, entsteht ein dynamisches System, bei dem die Energiequelle am Eingang durch die muskuläre Aktion der Hand am Ring bereitgestellt wird, das Antriebssystem, das besteht aus consists das Aufreißen des Metallsiegels mit einem vorab definierten Schnitt (Altshuller Invention Principle No. 10, Preliminary Action); b) Das Übertragungssystem, das aus der zylindrischen Wand der Dose besteht, die die mechanischen Spannungen leitet und unterstützt und dem hydraulischen Zugsystem - Prinzip Nr. 24 der TRIZ, Mittelstufe (Mediator); c) Kraftstoff, der das System speist, das dem Arbeitssystem entspricht; Dies ist Kohlendioxid, das beim Öffnen der Dose Expansion erzeugt und in die Luft verdampft (oder verschluckt wird) - Prinzip 36, Phasenübergang, und d) Die Systemleistung, das Kältemittel selbst, das getrunken oder in ein Glas gegossen wird. Diese Interpretation findet sich in jedem Mechanismus, der es uns, einmal in seinen allgemeinen Linien verstanden, ermöglicht, andere Systeme mit denselben Eigenschaften auf der Grundlage derselben Prinzipien zu analysieren. Obwohl diese ANMERKUNGEN nicht für Verwaltungssysteme oder Geschäftsprozessoptimierung gedacht sind, können sie auf ähnliche Weise dargestellt werden. Synergie und Koordination sowie Feedback sind Konzepte, die in diesen Systemen ständig diskutiert und berücksichtigt werden: Aus Sicht eines dynamischen Unternehmens, das die tägliche Entwicklung von Geschäftsprozessen verfolgt, heißt es, das einzig Beständige ist Wandel, ein Widerspruch in sich, der aber in seinem Wesen wahr ist. 17.5 – BEISPIEL: REVOLIGHTS PATENT FÜR FAHRRAD SICHERHEIT Betrachten Sie Revolights, ein Sicherheits Beleuchtungssysteme für nachts fahrende Fahrräder: ein Beispiel für ein Produkt mit intelligentem Feedback (Mensch-Maschine-System). 271 III – Aktion während der Intervalle Abb. 17.5 – Oben: Fahrräder, die nachts mit Revolight sicher gefahren werden. Dieses System verwendet Light Emission Diode (LED), eine der wichtigsten Beleuchtungstechnologien, die sich in den letzten Jahren entwickelt hat. In diesem Produkt wurden die doppelten LED-Ringe namens City Revolight entwickelt, um die Sicherheit von Radfahrern bei Nacht zu verbessern. Das Produkt wurde mit der Möglichkeit entwickelt, beidseitig mittels Befestigungsringen aus Leichtmetall an der Felge eines Fahrradlaufrads befestigt zu werden, durch ein Sensorsystem gesteuert und mittels eines Magneten in Gabelform montiert zu werden und enthält ein integrierter Beschleunigungsmesser, der Geschwindigkeit und Richtung auswerten kann. Dadurch gehen die Vorderradleuchten nur an, wenn das Rad ausgerichtet ist. Revolights-Produkte sind in den USA und in anderen Ländern durch Patente geschützt. Die sechs Hauptpatente für diese Produkte, die sich die ursprüngliche Idee des Einsatzes von Leuchtdioden (LEDs) zunutze machen, um weitere nützliche Erfindungen, insbesondere in der urbanen Mobilität, zu schaffen, sind: US2017267302, US8337060 B1, US8545068 B2, US8851719 B2, USD685509 S1 und USD708372 S1. Die Erfinder sind die Amerikaner Frankovich John Kent und Duggan Bryan. Und wie könnte sich diese Erfindung weiterentwickeln, indem andere Produkte verwendet werden, die Sicherheit beim Reisen in der Nacht benötigen? 272 Die Antwort liegt in den acht von diesen Autoren angemeldeten Patenten, wie Sie auf der EspacenetWebsite sehen können. Dort finden wir acht Patente dieser Erfinder, darunter ein Patent, das von derselben oben zitierten Erfindung abgeleitet ist und die, wie von der Eigentumsübertragung vorgeschlagen, auf einen Rollstuhl für behinderte Menschen angewendet wird, damit Rollstühle nachts im Umlauf sind! Nachfolgend finden Sie eine Zusammenfassung des ersten dieser Patente, die im Espacenet registriert sind: Patent US2017267302 Ausgewähltes Ergebnis 1. FAHRRADBELEUCHTUNG SYSTEME UND -METHODEN US2017267302A1 • 2017-09-21 • REVOLIGHTS INC [US] Früheste Priorität: 2011-07-15 • Früheste Veröffentlichung: 2016-06-09 Abstrakt FAHRRADBELEUCHTUNG SYSTEME UND -METHODEN Es werden Systeme und Verfahren zum Bereitstellen einer angemessenen Beleuchtung und Sicht für ein Fahrrad offenbart. Es wird auch ein Beleuchtungssystem offenbart, das einen Beleuchtungsring umfasst, der konfiguriert ist, um an ein Rad gekoppelt zu werden. Der Beleuchtungsring ist so konfiguriert, dass er gleichzeitig Licht nach vorne und zur Seite eines Vorderrads projiziert und Licht nach hinten und zur Seite eines Hinterrads projiziert. Der Beleuchtungsring kann an dem Fahrradrad montiert oder in dieses integriert sein. Es werden auch Verfahren zum Steuern von Lichtquellen auf dem Beleuchtungsring offenbart. Das Beleuchtungssystem kann ein Induktormodul 5320 zum Versorgen von Lichtern des Beleuchtungsrings umfassen. https://worldwide.espacenet.com 273 Abb. 17.6 - Bild des patentierten Revolight, das ein Fahrrad mit einigen Referenznummern zeigt, die Details der Erfindung anzeigen Es ist die erste Zeichnung von 54 anderen, die in der Patentbeschreibung zu finden sind, wie in der Referenz angegeben. Aktuell bieten die LEDs jeweils 35 Lumen und ermöglichen so eine Warnsignalisierung und Ausleuchtung der Strecke. Extradünne Akkus, 350 Gramm pro Rad, können über USB-Ports geladen werden. Die Akkulaufzeit beträgt ca. 4 Stunden. Das System ist vollständig wasserdicht und diebstahlsicher. Es entspricht auch den internationalen Standards für Fahrzeugbeleuchtung und funktioniert mit jeder Art von Reifen und Bremsen. Eigenschaftsentwicklung: Koordinationsebene III, Aktion in Intervallen: Hinzufügen einer neuen Funktion oder Integration mit einer anderen bestehenden Funktion (Prinzip 6 der Altshuller-Tabelle der 40 erfinderischen Prinzipien). 17.5.1 – ÜBUNG Stellen Sie sich ein anderes Sicherheitssystem vor, das von jemandem verwendet wird, der nachts ein Fahrrad oder ein Motorrad fährt, aber am Helm des Benutzers befestigt wird. Suchen Sie im Internet und in Patentbanken nach Systemen, die für diese Art von Schutz entwickelt wurden. Versuchen Sie, etwas Praktikables und originelles zu erfinden, um die Sicherheit der Benutzer in diesem Fall zu verbessern. 17.6 – BEMERKUNGEN (1) SWOT - Englisches Akronym für Strengths, Weaknesses, Opportunities und Threats. 274 Die SWOT-Analyse ist ein Werkzeug zur Durchführung von Szenarioanalysen (oder Umfeldanalysen) und dient als Grundlage für das Management und die strategische Planung eines Unternehmens oder Unternehmens, kann jedoch aufgrund ihrer Einfachheit für jede Art von Szenarioanalyse verwendet werden, von der Erstellung eines Blogs bis zum Management eines multinationalen Unternehmens. „Die SWOT-Analyse ist ein einfaches System, um die strategische Position des Unternehmens im jeweiligen Umfeld zu lokalisieren oder zu überprüfen. Die Technik wird Albert Humphrey zugeschrieben, der in den 1960er und 1970er Jahren ein Forschungsprojekt an der Stanford University leitete und dabei Daten des Fortune-Magazins über die 500 größten multinationalen Unternehmen verwendete, die in diesen zwei Jahrzehnten tätig waren“. (Wikipedia). (2) MCDA - "TRIZ and Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA) MCDA ist ein bestehendes Konzept in der 6-Sigma-Methodik. Es gibt starke Hinweise darauf, dass die Entwicklung erfinderischer Methoden gemeinsam, TRIZ / MCDA, in Zukunft auftreten kann. Siehe in diesem Zusammenhang Domb, E., 'Using TRIZ in a Six Sigma Environment', Vortrag beim TRIZCON - 2001 Meeting in Wood & Hills, CA, März 2001. (3) HOMÖOSTASE (HOMEOSTASIS) Ist die Eigenschaft eines offenen Systems, insbesondere in Bezug auf Lebewesen, seine innere Umgebung regulieren zu können, um einen stabilen Zustand durch mehrfache Anpassungen des dynamischen Gleichgewichts, gesteuert durch miteinander verbundene Regulationsmechanismen, aufrechtzuerhalten. Die fehlende Kontrolle über diesen Gleichgewichtszustand beim Menschen, bei dem diese Rückkopplungsbeziehung unterbrochen ist, kann für viele Krankheiten verantwortlich sein, wie beispielsweise die Parkinson-Krankheit, bei der der Rückkopplungsmechanismus der peripheren Nerven unterbrochen und die propriozeptive Aktivität beeinträchtigt ist und zu Schwingungen von den oberen Gliedmaßen. Der Begriff Homöostase wurde 1932 von Walter Cannon aus den griechischen Begriffen geschaffen homeo, "similar" und "equal", stasis, "static". 17.7 – VERWEISE 1. MANN, Darrell, Hands on Systematic Innovation, 2nd Ed., Lazarus Press, England, 2010. 275 2. ORLOFF, Michael, Modern TRIZ, A Practical Course with EASyTRIZ Technology, Ed. Springer, 2012, Berlin, Germany 3. AULIVE.com, Patent Inspiration, www.patentinspiration.com 4. The TRIZ Journal – A Matriz de Contradições e os 40 Princípios. 5. AULIVE, Simon Dewulf Beratungsunternehmen, www.aulive.com. 6. DIVA, Directed Variation, https://triz-journal.com/product-dna-and-the-property-functionmatrix/ 7. GADD, Karen, “TRIZ for Engineers – Enabling Inventive Problem Solving”, Ed. John Willey, 2011. 276 KAPITEL 18 – FLEXIBILITÄT Inhalt: 18.1 EINFÜHRUNG 18.2 ZIELE 18.3 EVOLUTIONSTRENDS 18.4 VERSCHIEDENE BEISPIELE FÜR DEN EINSATZ VON FLEXIBILITÄT 18.5 VERWEISE Bild: Zuckerrohrvollernter mit hoher Flexibilität der Marke Santal Tandem, hergestellt vom gleichnamigen Unternehmen, das heute zum transnationalen Konzern AGCO gehört, einem nordamerikanischen Industriekonglomerat und einem der weltweit größten Hersteller von Landmaschinen. Referenz: http://www.lexicarbrasil.com.br/agco/ 18.1 - EINFÜHRUNG Dieses Kapitel bietet einen Überblick über den Einsatz von Flexibilität in verschiedenen Produkten, wobei Evolutionstrends beobachtet werden, die sowohl für Subsysteme als auch für komplette Systeme gelten. Flexible Systeme, deren bekanntestes Beispiel das berühmte Schweizer Taschenmesser ist, ist ein Produkt, das in vielen Bereichen als Inspiration für Flexibilität verwendet wurde, von der einfachen 277 kleinen Zange, die von Technikern in der Elektroreparatur verwendet wird, bis hin zu komplexen Mehrzweckmaschinen. Im Bereich Agribusiness präsentieren zahlreiche Unternehmen jedes Jahr Instrumente, Traktoren, Erntemaschinen und Sämaschinen mit hoher Flexibilität und Multitasking-Ausrüstung für den Einsatz in landwirtschaftlichen Betrieben und öffentlichen Wartungsdiensten. AGCO sticht unter ihnen mit einer breit gefächerten Palette von Großgeräten hervor, die genügend Flexibilität bieten, um die Anforderungen des Marktes zu erfüllen. Seine Fabriken in Brasilien befinden sich in Canoas (RS), wo es Produktionsstätten hat, sowie in Santa Rosa (RS), Moji das Cruzes (SP), Ribeirão Preto (SP) und Ibirubá (RS). Die Evolutionsgeschichte von AGCO ist zu sehen in http://fendt.com.br. 18.2 - ZIELE – Untersuchung der Eigenschaften des Spektrums FLEXIBILITÄT in der Innovation Logik und Verbindungen mit TRIZ. FLEXIBILITÄT hat in der Innovation Logik drei Evolution Grade: Eigenschaft: Flexible Handhabungsschnittstellen oder flexiblere und anpassungsfähigere Instrumente. → → I – Solid; II – Mehrere Gelenke; III – Volle oder vollständige Flexibilität Abb. 18.1 – Evolution der Immobilienflexibilität. Wir können über das hier dargestellte hinausgehen, indem wir den Feldeffekt nach der dargestellten Volle Flexibilität platzieren. Evolution der Immobilienflexibilität. Wir können über das hier dargestellte hinausgehen, indem wir den Feldeffekt nach der dargestellten Volle Flexibilität platzieren. Laut Mann ist dies ein neuer Trend, der die Entdeckung neuer Produkte wie thermochrome Materialien, elektrochrome, bestimmte Polymere und Legierungen mit Gedächtnis usw. beinhaltet. 278 ABB. 18.2 - TRANSFORMATIONEN IN SMARTE MATERIALIEN (1) Abb. 18.2 - Betrachtet man die Evolutionsstufe aus Punkt C der Karte, Evolution "Von der Zweiwege- zur vollständig adaptiven Phase", können wir sehen, dass diese Eigenschaft auf das in diesem Kapitel in Abbildung 18.6 dargestellte Fahrradsattelprojekt angewendet wurde - BioFloat Cantitoe Road. Hinweis: Mind Map des Autors. 18.3 – EVOLUTIONSTRENDS Das Evolutionspotential nach P.-A. Verhaegen & Al., kann als Differenz zwischen den Grenzen jedes der Evolutionstrends im Verhältnis zum Reifegrad des aktuellen Systems in Bezug auf diese Trends definiert werden (1). Das gleiche gilt für die drei generischen Elemente, die für die Trends im Spektrum der Innovation Logik repräsentativ sind und auf die meisten der hier untersuchten Produkte anwendbar sind. 279 Im Allgemeinen erfolgt der Evolutionssinn im Allgemeinen von links nach rechts unter Berücksichtigung von Parametern des Produkts wie Funktionalität, Kosten, Ergonomie, Schnittstelle usw. Selten kommt eine Involution von rechts nach links vor, aber dies geschah mit der jüngsten Einführung von Mobiltelefonen mit einer besseren Benutzerfreundlichkeit für ältere und behinderte Menschen, die Schwierigkeiten haben, moderne Smartphones mit Touchscreens zu verwenden, eine Marktnot, die wir schon lange wahrgenommen hatten vor. Abb. 18.3 – Bei Produkten zur Verwendung durch bestimmte Verbraucher ist die Entwicklung nicht immer garantiert. Mobiltelefone für ältere Menschen, die beispielsweise Marktnischen erschließen, zeigen eine Involutionsentwicklung, im Gegensatz zu den Trends, die die Mind Map in Abbildung 18.2 zeigt. 18.4 - VERSCHIEDENE BEISPIELE FÜR DEN EINSATZ VON FLEXIBILITÄT 18.4.1 - MOBILITÄT UND FUNKTIONALITÄT BEI FAHRRADSÄTTELN Die Beschwerden, die durch Fahrradsättel verursacht werden, können die Gesundheit von Radfahrern beiderlei Geschlechts aufgrund ihrer fortgesetzten Nutzung beeinträchtigen, mit Übergewicht bei Männern, nach einem kürzlich veröffentlichten Artikel von The New York Times. In einigen Ländern haben Gesundheitsbehörden, die sich der Problematik bewusst sind, die Bevölkerung diesbezüglich gewarnt, aber es bleibt noch viel zu tun, um die Verbraucheröffentlichkeit, die Hersteller aufzuklären oder neue Funktionalitäten, Materialien, Design und innovative Projekte in diesem Bereich zu entdecken. Gesundheitsprobleme, die sich aus der fortgesetzten Nutzung von Fahrradsätteln ergeben, werden von vielen Menschen oft nicht bemerkt, vielleicht weil Meinungen über die Vorteile des fortgesetzten Radfahrens häufiger sind. Aufgrund dieser Unannehmlichkeiten wurde viel über Fahrradsättel geforscht, um deren Ergonomie zu verbessern, ein ständiger Grund für Beschwerden, da sie im Allgemeinen nicht die bequemsten sind. 280 Abb. 18.3 – Zona Extrema Brazil Zona Extrema hat sich zum Ziel gesetzt, Kreativität zu nutzen, um die Einstellung der Menschen zu Fahrrädern und ihren Vorteilen und Risiken zu ändern. In einem im TRIZ Journal (2) veröffentlichten Artikel analysierte Darrell Mann die technischen Aspekte, die dem Design eines Fahrradsattels innewohnen, wobei wir einige Widersprüche aufzählen konnten, die zu mehreren patentierten Lösungen geführt haben, die auf mehr Flexibilität und Komfort bei der Verwendung abzielen. Bei der Untersuchung des Fahrradsattels im Hinblick auf seine Design- und Nutzungseigenschaften können wir Designalternativen unter Berücksichtigung mehrerer Gesichtspunkte untersuchen. Sie lassen sich in zwei widersprüchlichen Eigenschaften zusammenfassen: • Der Sitz soll bequem sein, in diesem Fall sollte er breit genug sein, oder • Es sollte schmal sein, um mehr Bewegungsfreiheit zu ermöglichen. Wenn wir uns die Matrix der Widersprüche ansehen, können wir folgende Überlegungen anstellen: • Was wir im Vergleich zum Sattel versuchen zu verbessern, ist die LÄNGE (oder BREITE) eines STATIONÄREN GEGENSTANDS, und was SCHLECHTER wird, wenn wir versuchen, die BREITE zu verbessern, ist genau die Form des Sitzes (Mann, Artikel zitiert). • Für technische Widersprüche vom Typ LENGTH / SHAPE empfiehlt die Altshuller Classic Matrix (4): o Um den Prozess oder Vorgang umzukehren („Umgekehrt“) o Um die Krümmung zu erhöhen o Dynamische Teile einführen und o Ziehen Sie eine Form der Anpassung in Betracht (verschachtelte Puppe) Falls der Vorgang umgekehrt wird, gibt es Vorschlag: I) „Machen Sie die beweglichen Teile fest und die feststehenden Teile beweglich.” (1) 281 Und für die Dynamik Teile empfiehlt TRIZ: II) „Teilen Sie ein Objekt in Teile, die sich relativ zueinander bewegen können“ und „Wenn ein Objekt starr oder unflexibel ist, machen Sie es beweglich oder anpassungsfähig." (2) Diese Vorschläge wurden in den folgenden patentierten Beispielen verwendet: 18.4.2 – BEISPIEL: LÖSUNG VON ABS SPORTS Die ABS Sports-Lösung in den USA folgte exakt den von TRIZ vorgeschlagenen Prinzipien, was zu einem Fahrradsattel führte, der den Anforderungen der Gesundheitsbehörden entspricht und vom Hersteller patentiert wurde. Dieses didaktische Beispiel aus der TRIZ-Perspektive von D. Mann (2) zeigt die Teilung des Sattels in der Mitte mit zwei Teilen, die bei Betätigung der Pedale unabhängig voneinander bewegt werden können, wie in Abbildung 18.4 dargestellt. → Level II – Flexibilitätskonzept in Verbindung mit dem Vorhandensein mehrerer Gelenke. Abb. 18.4 – Linke, geteilte Fahrradsitze, patentiert von ABS Sports in den USA - Quelle: Darrell Mann, zitierter Artikel, TRIZ Journal 2 Ein Patent für diesen Sattel, Nr. 4,387,925, wurde am 14.06.1983 an Joel A. Barker, West St. Paul, Minn. und Jeffrey Birch, Charlotte, N.C., USA, erteilt. Dieses Patent folgt genau den Empfehlungen (1) und (2) oben und bezieht sich direkt auf die Evolutionsmuster der Stufen II – Mehrere Gelenke und III – Volle Flexibilität, Eigenschaften, die wir untersuchen: 282 Abb. 18.5 – Patent Illustration für einen segmentierten Sattel, Nr. 4,387,925, erteilt am 14. Juni 1983 an Joel A. Barker, West St. Paul, Minn. und Jeffrey Birch, Charlotte, N.C., USA. 18.4.3 – BEISPIEL II: VOLLSTÄNDIGE FLEXIBILITÄT DES SATTELS MIT PIVOTING Die von mehreren Unternehmen entwickelten Produkte, die darauf abzielen, die oben genannten Widersprüche zu lösen und das Treten angenehmer und stressfreier zu machen, haben einige von ihnen dazu gebracht, Sättel mit Luftfederung, Gasstoßdämpfern und anderen Lösungen zu erforschen, deren Zweck es ist, die Reibung zu begrenzen und die Sprünge des Radfahrers. Ein Prototyp namens BioFloat fungiert als Stoßdämpfer, ermöglicht aber auch die Bewegung des Sitzes, indem er dem Becken des Radfahrers folgt, anstatt es zu drücken. Dieses Produkt, das sich noch im Test befindet, besteht aus einem Kohlefaserrohr (der Sitzfläche), das mit einer Spitze bedeckt ist, die mit Klemmen am Rahmen befestigt wird - was ihn zu einem normalen Sattel macht. Seine Vorderseite ermöglicht es, sowohl nach unten als auch zur Seite zu schwingen und die Bewegungen des Radfahrers zu begleiten. Der Rest der Sitzfläche "schwebt" darüber. Diese Lösung unter Berücksichtigung des Technischen Kontrasts des oben genannten LENGTH / SHAPETyps gemäß der Altshuller-Matrix besteht darin, dynamische Teile einzuführen und der Empfehlung zu folgen: "Wenn ein Objekt starr oder unflexibel ist, machen Sie es mobil oder anpassungsfähig", eine Empfehlung, die gehorcht auch dem in Abbildung 17.1 aufgezeigten Evolutionstrend. 283 Abb. 18.6 – BioFloat, vollflexibler Sattel, Lösung, die die Ästhetik des traditionellen Sitzes optisch nicht verändert. → Evolutionsstufe III: Totale Flexibilität. Bei diesem Produkt werden Elastomere verwendet, um die Dinge an Ort und Stelle zu halten, sind jedoch flexibel genug, um Vibrationen vom Boden zu eliminieren, während die Neigung des Sattels sowohl nach oben und unten (Pitch) als auch nach links und frei beweglich bleibt rechts (Yaw). Dadurch kann er sich entsprechend dem Druck des Radfahrers an seinem Ende bewegen, wodurch Druckstellen und Reibung minimiert werden. Quellen: Gizmag and Moreinspiration.com und die Firma Cantitoe Road, die das Produkt konzipiert und derzeit testet. Schließlich müssen wir darauf hinweisen, dass es unzählige Innovationen und Patente gibt, die versuchen, die Probleme der fortgesetzten Nutzung von Fahrrädern und ihren traditionellen Sätteln zu lösen. Am 16.02.2019 ergab eine Google Patents-Suche mit dem Begriff Fahrradsitz 130.760 Patente (Fahrrad, Sitz oder beides). Unter den 1000 relevantesten nach dem Spektrum FLEXIBILITÄT ist das Unternehmen Shimano einer der führenden (https://patents.google.com/?q=bycicles&q=seat), gefolgt von Trek Bicycle Corporation und GT Bicycles, Inc., alle mit 1,3 % der Gesamtpatente. 18.4.4 - BEISPIEL III - TRANSFORMATIONEN IN MESSGERÄTEN In den vorangegangenen Kapiteln haben wir Beispiele für Messgeräte und Meter gesehen, die die Entwicklung von Instrumenten zur Messung von Längen oder Entfernungen (Ingenieur- oder Architektenregeln) darstellen. Ursprünglich war das Messgerät solide. Danach begann es, gelenkige Segmente (Fragmentierung) zu haben und derzeit verwenden einige Produkte Laser (Feld), um Entfernungen in einer geraden Linie zu messen measure. 284 Abb. 18.7 – Beispiel für ein Instrument, das die Möglichkeit der Füllstand- und Längenmessung in einem Stück integriert. Level III – Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit bei Messungen. Als Beispiel für die Vielseitigkeit und Vielfältigkeit von Produkten in diesem Bereich zeigt Abbildung 18.7 oben die Multifunktions-Lasermessung der LV-04-Serie, LED-Stufe + Lineal + Band – Rot + Silber (3 x AG13) – hergestellt in China. (USPTO 201030525966.X). Oftmals führt die Dualität der Eigenschaften einer Innovation dazu, dass sie in mehr als einer Eigenschaft im Spektrum der Innovation Logik klassifiziert wird. Das gleiche gilt unter Berücksichtigung der evolutionären Eigenschaften von TRIZ. Dies ist bei dem unten abgebildeten Produkt der Fall, das eine klare Entwicklung bei Entfernungsmesssystemen mit Laser zeigt. Die Entwicklung begann mit dem starren Lineal, das von Schneidern verwendet wird, und entwickelte sich zum bilateralen Abstandsmesssystem in Abbildung 18.8. Laut der Website geeky-gadgets.com unternimmt das Gerät die notwendigen Schritte, indem es zwei Laserlichtimpulse aus zwei Quellen in entgegengesetzte Richtungen abfeuert und misst die Zeit, die jeder Impuls benötigt, um zu den im Produkt integrierten Sensoren zurückzukehren. Da sich das Licht mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, kann der VH-80 sofort die Entfernung zwischen ihm und den Zielen mit hoher Präzision berechnen. 285 Abb. 18.8 - Magpie VH-80, bilaterales System zur sofortigen Entfernungsmessung mit Laser, auch Beispiel für Flexibilität nach TRIZ. 18.4.5 - BEISPIEL IV: JUMPSEAT, EIN SITZ MIT ORIGINAL DESIGN Im folgenden Bild haben wir den "JumpSeat" für den Einsatz in engen Räumen, Auditorien usw. Dieser revolutionäre Sitz hat das Ziel, Material zu sparen und den Platzbedarf zu minimieren. Abb. 18.9 - JumpSeat, Sitz mit minimalem Platzbedarf. Level II – Mehrere Gelenke Entwicklung der physikalischen Eigenschaften: Innovation Logik, Level II – Segmentation: Ein oder mehrere Gelenke → Verbesserung der Lagerkapazität und mehr Platz für den Personenverkehr bei Nichtgebrauch. Das Ziel der Designer dieses Sitzes war es, die Kapazität der Umgebung, in der er installiert ist, zu erhöhen. Stahl und Sperrholz bilden das Rückgrat der Sitzschaukelstruktur, die bei Nichtgebrauch gesammelt werden kann und weniger als 100 mm dick ist. Durch seine kompakte Bauweise können viele Personen in einem Auditorium nur minimalen Platz einnehmen. Das schlanke und elegante Profil dieses Sitzes ist auf sehr effiziente Weise gelöst und die Details wurden so vereinfacht, dass bei der Installation keine Werkzeuge benötigt werden. Dadurch können die Sitze lokal montiert werden. 286 Die Sitzmöbel sind materialtreu und für ein modernes Auditorium geeignet, zudem lassen sie sich leicht demontieren, reparieren und reinigen. Mehr sehen in http://www.ziba.com/#/work/jumpseat/ 18.5 – VERWEISE 1. MANN, Darrell, Hands on Systematic Innovation, Second Edition, Lazarus Press, England, 2010. 2. MANN, Darrel, Case Studies in TRIZ: “A Comfortable Bicycle Seat”, The TRIZ Journal, Ed. December 1980. 3. Startseite www.mtriz-vc,com, des Autors dieses Buches. 287 KAPITEL 19 – VERWENDUNG DER SINNE Inhalt: 19.1 ZIEL 19.2 DAS SPEKTRUM DER SINNE 19.3 EINFÜHRUNG 19.4 BEISPIELE 19.5 VERWEISE Bild: Tee Verpackung, von der Designerin Lauren Meader. Referenz: http://laurenm.blogs.splitcoaststampers.com (Juli 2021). 19.1 – ZIEL: ANALYSE DES SPEKTRUMS DER SINNE Dieses Kapitel präsentiert eine Vision des Gebrauchs menschlicher SINNE, diskutiert die Eigenschaften von Produkten, die das Verlangen nach Konsum durch die Aktivierung unserer Sinne wecken sollen, und berücksichtigt die anwendbaren Evolutionstrends. Die Eigenschaft SENSES hat drei Evolutionsstufen in der Innovation Logik und ist eine der Eigenschaften, die Mensch und Tier betreffen. Einige Experten geben sogar zu, dass einige Pflanzen, wie zum Beispiel Fleischfresser, mit Sinnen ausgestattet sind, aber wir werden sie hier nicht einschließen. Bei Tieren ist die Einbeziehung jedoch notwendig, da der Markt für Heimtierprodukte, ob Hunde, 288 Katzen oder Vögel, Nutztiere im Allgemeinen, Amphibien und andere Tiere besondere Bedürfnisse haben, von denen wir einige nicht wahrnehmen können. Mehrere dieser Produkte haben das Innovationsrätsel bereits bestanden oder werden noch durchlaufen. Darrell Mann verwendet den Begriff VAKOG, um sich auf die fünf menschlichen Sinne zu beziehen, die in der TRIZ von Bedeutung sind: VISION, AUDITORY, KINESTHETIC, OLFACTORY und GUSTATORY 1 . Diese fünf Richtungen folgen einer nicht starren Abfolge und Sprünge können an jedem Punkt in ihnen auftreten: 1. Vision → 2. Auditory → 3. Kinesthetic → 4. Olfactory → 5. Gustatory (Geschmack). (I) In der Mindmap 19.1 haben wir einige Beispiele für diese Eigenschaft: MINDMAP 19.1 – STIMULATION DES LEBENSMITTEL SINNES BEISPIELE Abb. 19.1 – Vom Autor erstellte Mindmap, die einige Eigenschaften im Zusammenhang mit den menschlichen Sinnen in Lebensmitteln zeigt. 289 Die Bilder von Lebensmitteln und ihren jeweiligen Verpackungen sind eine Möglichkeit, die Sinne des Kunden beim Besuch eines Supermarkts zu stimulieren. 19.2 – DAS SINNE-SPEKTRUM Fragen: Welcher der menschlichen Sinne ist der schärfste? Gaumen, Berührung, Riechen, Sehen oder Hören? → I – Ein Sinn → II – Zwei Sinne III – Mehrere Sinne Abb. 19.2 - Eigenschaften in Bezug auf Produkte, die die Sinneswahrnehmung nutzen. 19.3 – EINFÜHRUNG "Ein Bild sagt mehr als tausend Worte", sagt ein Sprichwort. Für die meisten Menschen ist das Sehen der mit Abstand wichtigste Sinn des Menschen. Aber es sind nicht nur die Präsenz und die Kombination von fünf Sinnen, die bei vielen Produkten Innovationen inspiriert haben, die unsere Aufgaben im Kontakt mit Dingen und Objekten erleichtern: manchmal hat das Fehlen eines davon, wie Sehen oder Hören oder beides, führte auch zu vielen Innovationen, etwa für Menschen mit Behinderungen. Aus dieser Perspektive untersuchen die Menschen den breiten Kontext von Patentdatenbanken, wenn sie Innovationen und die Entwicklung neuer Produkte anstreben und Zeit und Talent in Anwendungen investieren, die die fünf Sinne oder nur wenige nutzen. Schauen wir uns einige Beispiele für Innovationen an, die darauf abzielen, unsere Wahrnehmung für einige Produkte zu akzentuieren, indem wir unsere Sinne maximal nutzen, wenn es um Innovationen bei Verpackungen und Lebensmitteln geht. 19.4 – BEISPIELE 19.4.1 - BEISPIEL I Optisch ansprechend verpackt. Es ist davon auszugehen, dass mit künstlichen Essenzen eine Packung Bananen- oder Erdbeernektar wie in der Abbildung mit dem charakteristischen Duft imprägniert werden kann und 290 das Format analog zu den Früchten den Tast-, Seh- und Geruchssinn beeinflusst, so dass diese Innovation, wie viele, die im Lebensmittelbereich vorkommen, in die Stufe III der Innovation Logik eingeordnet werden: Viele Sinne. Abb. 19.3 – Verpackungen des japanischen Designers Naoto Fukasawa für Bananen- und Erdbeernektar. → Spektrum: Drei Sinne (visuell, riechen und taktisch), Level III. Referenz: https://beachpackagingdesign.com Die Inhaltserkennung kann vom Kunden selbst dann erfolgen, wenn er weit vom Regal entfernt ist. Die Aktivierung der Sinne erfolgt unmittelbar, nicht nur optisch, sondern beim Anfassen des Produkts erzeugen Form und Geruch der Verpackung auch ein haptisches Gefühl, das wirklich an eine Erdbeere erinnert. 19.4.2 - BEISPIEL II Ein weiteres interessantes Beispiel für Lebensmittel ist die Verpackung von Quick Kiwi-Gelee, die von außergewöhnlicher Schönheit ist und darauf abzielt, die Sinne des Kunden zu schärfen. Es gibt vier verschiedene Teile, die zusammen mit ihrem Inhalt ein Produkt von großer visueller und kommerzieller Attraktivität in den Regalen von Lebensmittelsupermärkten bilde. Referenz: http://packagingworld.blogspot.com 291 Abb. 19.4 – Bestandteile der Verpackung von Marmelade Quick Kiwi. → Klassifikation: Ein Sinn (Visuell), Level I 19.4.3 – BEISPIEL III Verpackungen für Fruchtsäfte mit ähnlichem Design wie die vorherigen, aber mit einem visuellen Aufruf an die bereits geschnittene Frucht und ihr inneres Erscheinungsbild, nicht für ihr Äußeres. Dieses Design stammt von der australischen Designstudentin Yunyeen Yong. Referenz: http://lovelypackage.com Abb. 19.5 - Verpackung für Fruchtsäfte des australischen Designers Y. Yong, optisch sehr ansprechend. Einstufung: Stufe I Äußere optische Erscheinung 292 19.4.4 - BEISPIEL IV Abb. 19.6 – Obst Verpackung von Designerin Y. Young, die visuelle Attraktivität ist wie beim Vorgänger und ruhiges Original. http://lovelypackage.com/student-work-yunyeen-yong. 19.4.5 – BEISPIEL V Es könnte eine Schachtel für Pralinen sein ... oder zum Verpacken anderer Produkte. Aber das Wichtigste ist, die Sinne zu schärfen und die Neugier auf das, was drin ist! Klassifikation: → Zwei Sinne: Berührung und Sehen. Abb. 19.7 – Verpackung entworfen von Lauren Meader. Referenz: http://laurenm.blogs.splitcoaststampers.com 293 Die Geschenkpakete der Designerin Lauren Meader sollen unsere Sinne und unsere Neugier schärfen. In Bezug auf Feinheit der Formen und Erfindungsreichtum aus handwerklicher Sicht sind seltene Beispiele für Sensibilität und Design. 19.4.6 – BEISPIEL VI: UNKONVENTIONELLES POPCORN Pub-Corn ist das erste in den USA erhältliche Popcorn mit Biergeschmack und Aromen verschiedener Cocktails. Es ist ein alkoholfreies Popcorn in den Geschmacksrichtungen Bier, Irish Cream und Pinecone, ein süßer Cocktail aus Kokos und Ananas. Abb. 19.8 - Popcorn mit Biergeschmack. http://www.pub-corn.com/index.php. III – Mehrere Sinne: Sehen, Schmecken und Riechen. Zweck: Ein Gefühl von unterschiedlichem und ungewöhnlichem Geschmack zu erzeugen. 19.5 – VERWEISE 1. MANN, Darrell, Hands on Systematic Innovation, 2nd. Ed., Lazarus Press, England, 2010. 2. ORLOFF, Michael, Modern TRIZ, A Practical Course with EASyTRIZ Technology, Ed. Springer, 2012, Berlin, Germany 3. AULIVE.com, site Patent Inspiration, www.patentinspiration.com 4. AULIVE, in www.aulive.com. 5. DIVA, Directed Variation, https://triz-journal.com/product-dna-and-the-property-functionmatrix/ 6. GADD, Karen, “TRIZ for Engineers – Enabling Inventive Problem Solving”, Ed. John Wiley, 2011, United Kingdom. 294 KAPITEL 20 – SPEKTRUM INTEGRATION Inhalt: 20.1 ZIELE 20.2 ÄHNLICHE UND UNÄHNLICHE ENTWICKLUNG VON SYSTEMEN. 20.3 DIE EIGENSCHAFT DER INTEGRATION EVOLUTION 20.4 FLUGZEUGTURBINEN, MAXIMALE INTEGRATION AUF GERINGEM RAUM 20.5 INTEGRIEREN VON WINDBLATTLOSEN TURBINEN FÜR DIE ENERGIEERZEUGUNG 20.6 INTEGRATION IN TRIZ 20.7 RICHTUNG DER EVOLUTION 20.8 BEISPIELE 20.9 VERWEISE Google Glass, ein Beta-Projekt, das mehrere Systeme miteinander integrieren sollte, wurde aber wegen gesundheitlicher Risiken für die Nutzer eingestellt. Referenz: The Google Glass epic fail: What happened? Dieses Kapitel zeigt die Verwendung der Eigenschaft INTEGRATION. Darin untersuchen wir Produkte mit verschiedenen Technologien gemäß Evolution Trends and Integration, anwendbar auf Systeme und deren Komponenten. 20.1 – ZIELE: Um die Eigenschaften der Spectrum INTEGRATION und ihre Verbindungen mit TRIZ zu studieren. SPEKTRUM: INTEGRATION (Mehrfachnutzung, Doppelnutzung) → I – Mono-System → II - Bi-System III – Poly-System 295 Abb. 20.1 - Entwicklung des Integration Spektrum. 20.2 – MEHR ÜBER SYSTEM EVOLUTION Die Eigenschaft von INTEGRATION in TRIZ tritt im Allgemeinen durch diverse Transformationssequenzen auf, da wir separate integrierte Komponenten oder ähnliche Komponenten betrachten. Im Allgemeinen kann er jedoch durch die Sequenz ausgedrückt werden 1: 1. Mono-system → 2. Bi-System → 3. Tri-System → 4. Poly-System (I) 20.3 - INTEGRATION EIGENSCHAFTEN Ziehen Sie die Integration von dissimilar-Komponenten in ein Polysystem in Betracht, wenn die Aggregation verschiedener Komponenten in einem einzigen Produkt erfolgt. Abb. 20.2 – Victorinox Swiss Kneife, Beispiel für PolySystem, Integration unterschiedlicher Komponenten zur Erhöhung der Funktionalität in einem einzigen Objekt, gemäß der Klassifizierung in (I). Referenz: https://www.victorinox.com Wir haben viele Systeme, die diesem Trend folgen und das ist ein universelles Merkmal in allen Tätigkeitsbereichen. Manche Produkte sind sofort erkennbar, wie das berühmte Schweizer Taschenmesser in Abbildung 20.2 und seine Imitationen. 20.4 – BEISPIEL FÜR INTEGRIERTE SYSTEME IN DER SAUBEREN ENERGIEERZEUGUNG Betrachten Sie zum besseren Verständnis der Klassifizierung eine Windkraftanlage, die dem ersten Fall der Integration ähnlicher Komponenten entspricht. 296 Hier haben wir ein TRI-SYSTEM, entsprechend Punkt (c) der Folge 20.1 rechts, bestehend aus der Integration von drei gleichen Objekten. Abb. 20.3 - Tri-System: Aus wirtschaftlicher und integrierter Erzeugungssystem-Sicht haben Windkraftanlagen nur drei Blätter, deren Zweck es ist, maximale Effizienz bei niedrigen Bau- und Wartungskosten zu erreichen. Quelle: https://www.engenhariacivil.com Windenergieanlagen haben in der Regel drei Blätter, da dies die Herstellung von Anlagen mit einer größeren Anzahl von Blättern nachweislich nicht wirtschaftlich kompensiert. Es gibt vierblättrige Windkraftanlagen, aber der Materialaufwand und die vernachlässigbare Ertragssteigerung überwiegen die Herstellungskosten nicht. Bei den beiden Blättern macht sich auch der Materialaufwand nicht wett, da die Propeller größer sein sollten, um die gleiche Leistung einer Dreiblatt-Turbine zu erhalten. Andererseits kann eine Turbine je nach zu erzeugender Energie und Einsatzgebiet viele Schaufeln haben, wie es in den Wasserkraft-Verstromungsanlagen oder in der Luftfahrt vorkommt, so Fall 4 unter Bezugnahme auf Integrated Poly Systems. 20.4 - FLUGZEUGTURBINEN, MAXIMALE INTEGRATION AUF GERINGEM RAUM Jet-Luftturbinen haben viele Blätter, deren Anzahl je nach Leistung der Turbine, dem zum Anheben des Flugzeugs erforderlichen Schub und seiner Autonomie variiert. Konstruktionsprinzipien dieser Triebwerke stellen ein faszinierendes Gebiet der Luftfahrttechnik dar und werden hier nicht dargestellt. Das angegebene Beispiel ist nur eines der maximalen Integration für die Energieerzeugung auf kleinem Raum unter Verwendung mehrerer ähnlicher Objekte, d. h. ihrer Schaufeln. 297 Abb. 20.4 – Querschnitt der integrierten Teile einer zweiflügeligen Flugzeugturbine Struktur mit den Turbinenschaufeln, Abschnitt Nummer 7 in der Abbildung. Quelle: https://en.wikipedia.org/wiki/Components_of_jet_engines In Abbildung 20.4 haben wir ein „Diagramm eines typischen Gasturbinen-Strahltriebwerks. Die Luft wird beim Eintritt in das Triebwerk von den Lüfterschaufeln komprimiert und im Verbrennungsabschnitt mit Kraftstoff vermischt und verbrannt. Die heißen Abgase sorgen für Vortrieb und drehen die Turbinen, die die Laufschaufeln des Verdichters antreiben. 1. Einlass 2. Niederdruckverdichtung 3. Hochdruckverdichtung 4. Verbrennung 5. Abgas 6. Heißer Abschnitt 7. Turbinen Nieder- und Hochdruck 8. Brennkammern 9. Kalter Abschnitt 10. Lufteinlass”. Quelle: https://en.wikipedia.org/wiki/Components_of_jet_engines Vorläufer moderner Turbinen finden sich in der Antike, die auf archimedes Schraube (287-212 v. Chr.) zurückgeht, die bereits im 1. Jahrhundert vor Christus entdeckt hatte, wie man sie verwendet, um Materialien in Rohren, Wasserhöhe, Körnern und anderen Zwecken mit rotierenden Klingen zu transportieren. 298 Abb. 20.5 - Leonardo da Vinci Helix Schraube, Weiterentwicklung der Archimedes Schraube, Flugmaschinenkonzept als Vorläufervision des Hubschraubers. Sie gilt als eine der schönsten von Leonardo entworfenen Maschinen. So ikonisch wie Leonardo da Vincis früheres Design vor mehr als einem halben Jahrhundert ist der Ingenuity Hubschrauber, der am 18. Februar 2021 von der NASA bei der Raumsonde Perseverance auf dem Mars gestartet wurde. Dieser ca. 1 kg Helikopter wurde auf der Unterseite des Raumschiffs Perseverance transportiert. Seine experimentellen Flüge waren erfolgreich, und die Kamera, die es trägt, nahm Aufnahmen des Marspanoramas mit der gleichen Pixelauflösung wie eine Handykamera auf. Dieser komplexe Gerätesatz inmitten der Forschungsarbeiten der NASA auf dem Roten Planeten kann in jeder Hinsicht als Beispiel für die Integration angesehen werden, die die Weltraumforschung zu einem der faszinierendsten wissenschaftlichen Themen der heutigen Zeit gemacht hat. Abb 20.6 – Ingenuity Helikopter, der jetzt Bilder vom Mars-Gelände macht und zu einem besseren Verständnis der Geomorphologie des Roten Planeten beiträgt. Quelle: NASA JPL Caltech: https://commons.wikimedia.org Veröffentlicht gemäß Wikipedia Commons License. 20.5 – INTEGRATION EINER BLADELOSEN TURBINENANLAGE ZUR ENERGIEERZEUGUNG Eine Ausnahme bilden schaufellose Turbinen. Vor kurzem wurden sie jedoch in einem Projekt von Turbinen namens „Vortex Bladeless“ verwendet, die in vertikaler Position arbeiten. Dem Wind ausgesetzt, bilden sich Wirbel, die die Struktur um eine zentrale Achse schwingen und mit den seitlichen Kräften des 299 Windes in Resonanz treten, um Energie zu erzeugen, daher ihre Bezeichnung. Das Hauptmerkmal dieser spiralförmigen Turbinen ohne Flügel besteht darin, dass sie einen Propeller wie eine Schneckenschraube haben, der den Turbinenmast von der Basis bis zur Spitze umwälzt und zur Energieerzeugung nutzt dieser Turbinentyp Resonanzen, die diese unerwünschten umwandeln physikalische Wirkung in wohltuende Wirkung: ein Monosystem entsprechend dem AltshullerInnovationsprinzip Nr. 22, das empfiehlt „Schaden in Nutzen verwandeln“ (Blessing in Disguise). Abb. 20.7 - Rotorblattlose Spiralturbinen ohne Rotorblätter, die den Bereich der Windenergieerzeugung revolutionieren können. Projekt gefördert von der Europäischen Union Horizon 2020 Forschung und Innovation. Source: https://vortexbladeless.com/technology-design Alle diese Turbinentypen sind Teil der in (I) sowie in Abbildung 20.8 unten dargestellten Sequenz, die sich auf die drei Evolutionsgrade in der Innovation Logik bezieht: SPEKTRUM: INTEGRATION (Mehrfachnutzung, Doppelnutzung) → I – Mono System → II - Bi-System III – Poly-System Abb. 20.8 - Entwicklung des Integration Spektrum. 300 Diese Arten von Evolution treten häufig auf, da sie in der Lage sind, die traditionelle Verwendung zu erweitern, für die diversifizierte Produkte bestimmt sind, von denen viele noch in der Entwicklung und in der Erprobung sind. 20.6 – INTEGRATION IN TRIZ, TRANSPARENZ UND SAVRANSKY-POSTULATEN 2 Bei der Analyse dieser Art der Spektrum Evolution in Innovation Logik denkt man schnell an die Verwendung von Bifokalbrillen, Bi-Systemen, die den Komfort des Sehens von Nahem oder Fernem in derselben Brille oder des Farbwechsels integrieren der Linse durch den Einfall der Sonne. Betrachtet man die hier streng definierten Evolutionskonzepte, so können wir sehen, dass in jedem Moment innovative Geräte mit Zustandsvariationen entstehen. Änderungen bestimmter Eigenschaften optischer Geräte stellen einen Innovation Standard dar, der in TRIZ, Principles of Innovation, Nummer 32 katalogisiert ist (KALEVI, Rantanen & DOMB, Ellen, Referenz 16): " Änderungen der optischen Eigenschaften: Homogenität, Entsorgung und Verwertung Prinzip 32: Änderungen der optischen Eigenschaften: Ändern Sie die Farbe oder Transparenz eines Objekts oder seiner äußeren Umgebung." Transparenz kann sowohl bei Produkten und Gegenständen als auch bei Dienstleistungen auftreten. Transparenz im Geschäft ist beispielsweise eine Notwendigkeit und Qualität, die alle Unternehmen besitzen müssen, um in den neuen und anspruchsvollen Märkten des 21 Jahrhunderts agieren zu können. Auf der anderen Seite ist das Integrationsprinzip einer dieser Begriffe, deren Charakterisierung bei der strukturierten Innovation schwierig genau festzulegen ist, so dass auf der Website MoreInspiration.com viele differenzierte Produkte, die INTEGRATION erreichen können, mit Symbolen erscheinen, die für charakteristisch sind andere Modalitäten des Spektrums. Puristisch auf einem so vielfältigen Gebiet wie dem Umgang mit Innovationen zu sein, wäre natürlich sinnlose Anmaßung, aber da wir einen didaktischen Ansatz verfolgen, der es uns ermöglicht, schnell ans Ziel zu kommen, werden wir mit unseren auf die jeweiligen Spektren beschränkten Beispielen fortfahren Kapitel, um zu vermeiden, dass wir uns in unnötige Ausnahmen oder Erklärungen stürzen. Die Postulate und die Folgerung der TRIZ Technical Evolution nach Savransky 2 führen zu der folgenden Folgerung, deren Gültigkeit für die meisten menschlichen Bedürfnisse gilt: 301 " Sowohl die Quantität und Qualität der menschlichen Bedürfnisse als auch die Anforderungen an den Menschen steigen mit der Zeit " - SAVRANSKY, Engineering of Creativity, Seite 97. Ihm zufolge gehört der erste Teil dieser Aussage (Quantität) zum Bereich der Wirtschaftspolitik und der zweite Teil (Qualität) zum Bereich der Sozialwissenschaften (*). (*) Genauer gesagt auf Total Quality Management, TQM oder „Quality Function Deployment“ (QFD). In der TRIZ steht die Evolution technischer Systeme im Zusammenhang mit der Tatsache, dass im Laufe der Zeit etwas passieren muss, was uns zu den folgenden Postulaten führt: • Jede Technik und jedes Subsystem haben ihre eigene Evolutionszeit. • Jede Technik, die aus mehreren Subsystemen besteht, hat einige Zeitskalen, die während der technischen Entwicklung vorhanden sind. Folgerungen: • Korollar I – Die ungleichmäßige Entwicklung von Subsystemen führt zu Widersprüchen innerhalb dieser Technik. • • Korollar II - Jedes technische System kann als logisch geordnetes Set interpretiert werden, gekoppelt, verbunden mit einer ENERGIEQUELLE (oder EINGANG) und / oder einer MASCHINE und einem AUSGANG. Wie wir bereits gesehen haben, hat das technische System normalerweise ein GETRIEBE, ein KONTROLL-UNTERSYSTEM und eine WICKEL ODER ABDECKUNG. Das System ist nicht betriebsfähig, wenn eine dieser wichtigen Komponenten des Subsystems fehlt oder nicht einwandfrei funktioniert. Diese Folgerung ist in TRIZ als BEDINGUNG der VOLLSTÄNDIGKEIT oder SYSTEM INTEGRITÄT bekannt. • Folgerung III – Diese Folgerung betrifft die TRANSFER- (oder TRANSPARENZ-)Regel von ENERGIE / SUBSTANZ / INFORMATION in TRIZ. • • Folgerung IV – Jede technische Lösung, die CONTROL erfordert, sollte in der Lage sein, Informationen zwischen den Komponenten des Systems zu übertragen. Diese Tatsache, die in einem vorherigen Kapitel diskutiert wurde, gilt sowohl für Systeme als auch für Teilsysteme, und oft hat die ungleichmäßige Entwicklung eines Teilsystems eine theoretisch unendliche Zeit, um eine Reaktion auszusenden, sei es ein Drehmoment oder eine Information. Für jedes technische System wird es immer ein Minimum an Kontrollmöglichkeiten geben, und dieses Konzept ist nützlich, um die TECHNISCHE EVOLUTION und die INTEGRATION VON KOMPONENTEN gemäß den Schritten zu verstehen, die im SPEKTRUM von Abbildung 20.8 dargestellt sind. 302 20.7 - RICHTUNG DER EVOLUTION Gemäß den Angaben in Abbildung 20.8 entspricht die dargestellte Sequenz den Prinzipien, die von Yuri P. Salamatov, TRIZ-Experte 3 eingeführt wurden, der auf gewisse Besonderheiten beim Übergang von einem einfachen System zu Super- oder Polysystemen hingewiesen hat, das ist, ein System der vorherigen Ebene, das, um ein höheres Stufe zu erreichen, KONFLIKTE UND TECHNISCHE WIDERSPRÜCHE auf dem Weg überwunden hat. Laut diesem Autor führt die Duplizierung des Mono-Initial-Systems zu einem Bi-System oder, bei mehr als zwei beteiligten Systemen, zu einem Poly-System, zu einer Spectrum-III-Bedingung. Laut Salamatov wird die Integration nicht nur zwischen identischen (homogenen) Systemen berichtet, sondern auch zwischen Systemen mit leicht unterschiedlichen Eigenschaften, die sogar unterschiedlich funktionieren können, durch Funktionen, die ihren Hauptfunktionen entgegengesetzt sind, wie auch von Darrell Mann hervorgehoben und an dem Anfang dieses Kapitels. Neue Bi-System- oder Poly-System-Eigenschaften entstehen, wenn sich die Technik zu einem wachsenden Unterschied zwischen den Bestandteilen des Produkts oder Systems entwickelt. Manchmal entwickeln sich diese Systeme mit vollem Erfolg, aber sie können auch versagen. Dies ist der Fall bei der Google-Brille, die zur Beta kam und deren Forschung vor kurzem eingestellt wurde, nicht wegen der Grenzen der verfügbaren Technologie, da viele Komponenten bereits zu Beginn des Projekts existierten, sondern wegen der Gefahr einer Sehbehinderung für seine Benutzer, wie Phorie (*), ein ernstes Gesundheitsproblem aufgrund der gleichzeitigen Fokussierung auf zwei verschiedene Objekte, was zu einer Augenfehlfunktion führt. 20.8 – BEISPIELE 20.8.1 – GOOGLE AR GLASSES, DEREN ENTWICKLUNG IN DER BETA PHASE EINGESTELLT WURDE Ursprünglich war dieses im April 2012 angekündigte Design für den mehrfachen Einsatz durch erweiterte Realität in futuristischen Brillen gedacht und wurde 2017 entwickelt und verfeinert. 2018 wurde das Projekt eingestellt. Das System, das als Schnittstelle zwischen Smartphone und Internet fungieren sollte und Videoanrufe ermöglichen sollte, war sprachgesteuert und umfasste eine Kamera, ein Mikrofon, Eye-Tracking-Sensoren usw., wurde einigen Mitgliedern das Google zur Verfügung gestellt Community "Glass Explorers" zum ungefähren Preis eines Laptops. 303 Abb. 20.9 - Google "Glass Project" Stufe III – Poly-System Der ursprüngliche Zweck des Systems bestand darin, als Schnittstelle zwischen dem Smartphone und dem Internet zu fungieren und sollte Videoanrufe ermöglichen, die sprachgesteuert waren, einschließlich Kamera, Mikrofon, Eye-Tracking-Sensoren usw. Es wurde einigen Mitgliedern der zur Verfügung gestellt Google-Community "Glass Explorers" zum ungefähren Preis eines Laptops vor Abbruch des Projekts. Mit den Erfahrungen aus dem Google Glass-Projekt begann das Unternehmen mit der Entwicklung einer intelligenten Kontaktlinse, die zur Bestimmung des Blutzuckerspiegels bei Diabetikern verwendet werden kann. Abb. 20.10 - Die intelligente Kontaktlinse von Google, in der Forschungsphase, die für Diabetiker zur Messung des Blutzuckerspiegels gedacht ist. "Google X hat sein nächstes Produkt vorgestellt: intelligente Kontaktlinsen. Die erste Linse dieses Typs, die sich an Diabetiker richtet, misst jede Sekunde den Glukosespiegel aus den Tränen, die beim Blinzeln über das Auge laufen, und überträgt diese drahtlosen Daten an ein nahes gelegenes Gerät. Google sagt nicht welches Gerät, aber vermutlich könnte es ein Smartphone sein. " Angepasst von: www.extremetech.com 304 Diese Kontaktlinse ist ein Beispiel für die Integration verschiedener Technologien unter Verwendung von Festkörperelektronik, wie in der Abbildung gezeigt. Dieses Produkt hat unter seinen Forschern einen renommierten Nanotechnologie-Experten im biologischen Bereich, Babak Parvis. 20.8.2 – EVENA MEDICAL: SICHERHEITSANWENDUNGEN BEI DER BLUTENTNAHME UND ÄHNLICHEN INTERVENTIONEN INTEGRATION (Mehrfachnutzung, Doppelnutzung) ist auch eines der Ziele des kalifornischen Silicon Valley-Unternehmens EVENA MEDICAL, das ein Produkt für den medizinischen Bereich, insbesondere Pflegepersonal, Krankenhauspersonal und Gesundheitsunternehmen, auf den Markt gebracht hat. Diese Innovation wird vom Markt im medizinischen Bereich weitgehend akzeptiert, insbesondere in Krankenhäusern, Unternehmen und Labors, die Blutproben von Patienten zur Untersuchung entnehmen: Evena Medical Brillen wurden entwickelt, um die Venen und Arterien von Patienten auf nicht-invasive Weise zu betrachten und die Anwendung zu erleichtern von Injektionen, Serum und anderen ähnlichen Eingriffen, und deren Anwendung auch auf andere Bereiche der Medizin ausgeweitet werden kann. Insbesondere können wir Anwendungen wie die Überwachung von Operationen verschiedener Art, Anwendungen bei Untersuchungen von Gefäßen und Venen in den unteren Gliedmaßen von Patienten mit Thrombose, Venenentzündung, Varizen und anderen klinischen Manifestationen erwähnen, die häufiger vorkommen und mit komplexeren und teureren Geräten untersucht werden wie Ultraschall, den nicht alle Krankenhäuser installiert haben. Diese neue Technologie vermeidet interne Blutverschüttungen, einschließlich subkutaner violetter Flecken bei Patienten, die Beschwerden und ein schlechtes visuelles Aussehen der Haut verursachen. Das Produkt wurde in Zusammenarbeit mit dem Hersteller von Epson-Druckern entwickelt und ist nach den Worten des Unternehmens „eine der ersten Anwendungen kommerziell erhältlicher intelligenter medizinischer Brillen auf globaler Ebene“, vor Wettbewerbern. Die bewährte vaskuläre Bildgebungstechnologie dieser Brille ermöglicht klare Bilder von gescannten Inhalten im Sichtfeld einer Krankenschwester und verbindet die Welt der digitalen Echtzeittechnologie mit der physischen Welt medizinischer Anwendungen, die traditionell ohne nicht-invasive Präzisionsinstrumente ohne Gebrauch sind von ionisierender oder Ultraschallstrahlung. 305 Abb. 20.11 - Evena Medical Schutzbrille, die es einer Krankenschwester ermöglicht, Venen durch die Haut des Patienten zu sehen, was die Gefäßbildgebung, Blutentnahme und ähnliche Anwendungen in Krankenhäusern und kleinen privaten Kliniken erleichtert. Stufe II – Bi-System Jedes mit dem Gerät aufgenommene Bild hat den Vorteil, dass es aufgezeichnet werden kann, was bei der Erstellung von medizinischen Berichten über die Patienten hilft, bei denen die Technologie anwendbar ist. Aufgrund dieser doppelten Verwendung, Vision und Dokumentation haben wir dieses Produkt in INTEGRATION Bi-System, Grad II eingestuft. Quelle: EVENA.com 20.8.3 – SOLARFASERN Dieses Beispiel unterscheidet sich von den vorherigen, da es im Bereich der Anwendung von Kleidung für mehrere Zwecke liegt. Es ist erwähnenswert, dass das Projekt hier nicht nur wegen des innovativen Aspekts des Produkts genannt wird, sondern weil es aus einer Veranstaltung für Innovation „Ideen, die darauf warten, zu passieren“ (Ideas Waiting to Happen) hervorgegangen ist. Die Idee dahinter liegt in einer innovativen Verwendung von Solarfasern, die darin besteht, flexible Photovoltaikfasern zu verwenden, die Sonnenenergie in elektrische Energie umwandeln, die in die Stoffe des täglichen Gebrauchs eingearbeitet werden kann. Eigenschaft: Zur Verwendung in textilen Kleidungsstücken mit dem zusätzlichen Vorteil, einen nützlichen elektrischen Strom erzeugen zu können. Das Solarfaser-Projekt wurde am 12. Mai 2013 während der oben genannten Veranstaltung (Ideas Waiting to Happen), einer Initiative von "http://neffa.nl/portfolio" konzipiert, die sich auf die "Creative Cities Amsterdam Area" bezieht, die laut an die Projektträger umfasst Dutzende von Innovationsprojekten. 306 Zu den zahlreichen Anwendungen zählen heute das Aufladen von Smartphones, ausgeklügelten Kameras und in Zukunft in Kleidungsstücken für Besucher von Mond und Mars! Abb. 20.12 - Bluse und Rucksack, hergestellt aus Solarfaser. Eigenschaftsentwicklung: DNA Level III (Variante: Mehrfachnutzung) → Stufe III – Poly-System 20.9 – VERWEISE 1. MANN, Darrell, Hands on Systematic Innovation, Second Edition, Lazarus Press, England, 2010. 2. SAVRANSKY, Semyon D., “Engineering of Creativity – Introduction to TRIZ Methodology of Inventive Problem Solving”, CRC Press, 2000, USA. 3. SALAMATOV, Yuri P., “TRIZ, the Right Solution at the Right Time”, Insytec, Hattem, 1999. 20.10 – ANMERKUNG (*) PHORIA: Normalerweise bewegen sich die beiden Augäpfel gleichzeitig, sodass das Gehirn ein verschmolzenes und dreidimensionales Bild erstellt, da jedes Auge einen etwas anderen Blickwinkel hat. Die Phorie tritt auf, wenn ein oder mehrere Augenmuskeln ungleichmäßig beansprucht werden oder die Funktion des Augenmuskels aufgrund einer äußeren Anomalie, beispielsweise in den Muskeln, erfolgt. Dies schränkt die Beweglichkeit des Auges ein. Da es sich um eine praktisch nicht wahrnehmbare Abweichung handelt, ist ein regelmäßiger Besuch beim Augenarzt schon in jungen Jahren unerlässlich, damit die Diagnose rechtzeitig für die Anwendung einer spezifischen Behandlung gestellt werden kann. Referenz https://www.eotica.com.br/foria 307 KAPITEL 21 – GEGENSÄTZE KOMPONENTEN 21.1 ZIELE 21.2 GEGENSÄTZE SPEKTRUM 21.3 EINFÜHRUNG 21.4 BEISPIELE 21.5 BEMERKUNGEN 21.6 VERWEISE Bild - Gegensätze Komponenten: Die Sicherheit von Hochgeschwindigkeitsrädern hängt von Beschleunigung und Tangentialgeschwindigkeit in Kurven ab, aber auch vom Bremssystem und dem Geschick des Fahrers, wo Mensch-Maschine-Beziehungen durch Gegenkräfte dynamisch ausgeglichen werden müssen. Quelle: g1.globo.com 21.1 - ZIELE: Untersuchung der Eigenschaften des INVERSION-Spektrums in INNOVATION LOGIK und Verbindungen mit TRIZ. Die in diesem Kapitel erwähnten Beispiele stammen wie der Rest des Buches aus verschiedenen Wissensgebieten und der Sekundärforschung. 308 21.2 – GEGENSÄTZE KOMPONENTEN (Mehrfachnutzung, Doppelnutzung) Entwicklung der physikalischen Eigenschaften: Dies ist das Prinzip, das in Innovation Logik drei Evolutionsgrade hat, gezeigt in Abbildung 21.1: I – Ähnliche Komponenten → II – Komponente + ihr Negativ → III – Unterschiedliche Komponenten Abbildung 21.1 - Entwicklung ähnlicher Komponenten, Gegensätze und Asymmetrien 21.3 – EINFÜHRUNG Es ist interessant, die Syntheseleistung der obigen Klassifikation zu bemerken, bei der dieses Spektrum zu mehreren TRIZ-Erfindungsprinzipien führen kann, wie zum Beispiel Prinzip 2, TRENNUNG (SEPARATION), und das von Nummer 32, ÄNDERUNGEN DER OPTISCHEN EIGENSCHAFTEN, ÄNDERN DER FARBE des Produkts. Änderungen der Parameter sind ebenfalls üblich, mit dem nachfolgenden Vorschlag für die ÄNDERUNG DER PHYSIKALISCHEN EIGENSCHAFTEN, empfohlen nach dem Grundsatz von Nummer 25, und dem Grundsatz 40, der die Verwendung von VERBUNDMATERIALIEN vorschlägt. So kann die Problemlösung und Einbindung in innovative Produkte aus der hier betrachteten Sicht zu einer Vielzahl von reichen und kreativen Lösungen führen, da es sich in den meisten Fällen um eine Anwendung des Prinzips der Koexistenz der Gegensätze handelt, Dialektik, "Eine Dialogmethode, deren Fokus auf der Gegenüberstellung und Widersprüchlichkeit von Ideen liegt, die zu anderen kreativen Ideen führen", deren wörtliche Übersetzung "Weg zwischen Ideen" bedeutet. (*) Indem er den Widerspruch als eines der Grundprinzipien der TRIZ betrachtet, bezieht sich Altshuller Tabelle der Widersprüche nicht nur in der materialistischen Dialektik, sondern auch in der antiken griechischen Philosophie, vom vorsokratischen griechischen Philosophen Zeno von Elea bis zu Aristoteles, Sokrates und Plato. Wenn in einem System widersprüchliche Eigenschaften untersucht werden, kann das gleichzeitige Nebeneinander technischer Faktoren Widersprüche aufdecken, Spannungen, die als Hamlet-Dilemma „Sein oder Nichtsein“ bekannt sind, deren Lösung zu Innovationen führen kann. 21.3.1 – ZWEI GEGENSEITIGE UND KONFLIGIERENDE EIGENSCHAFTEN SIND IM GLEICHEN OBJEKT VORHANDEN, DIE, WENN GELÖST, ZU NEUEN UND UNERWARTETEN INNOVATIONEN FÜHREN KÖNNEN 309 Dies sind die PHYSIKALISCHEN WIDERSPRÜCHE (von einigen modernen Autoren wie Michael Orloff 4 auch RADICAL CONTRADICTIONS genannt), die der Diagonale der Tabelle in der Altshuller-Tabelle (leere Zellen) entsprechen. In diesem Fall wird innerhalb der Zellen keine Lösung empfohlen, da sie leer sind, und die Lösung muss außerhalb der Matrix gesucht werden: eine Sache mit zwei gegensätzlichen Eigenschaften, die in bestimmten Fällen koexistieren müssen, oder eine Lösung außerhalb des Systems. Hier kommen das Talent und die Inspiration des Designers, seine Vorstellungskraft und sein Wissen über das betrachtete Thema zum Tragen. Beispielsweise, a) KAFFEE sollte HEISS sein, um angenehm zu trinken und b) KAFFEE sollte KALT sein, um ein Verbrennen der Zunge und des Mundes zu vermeiden. Diese gleichzeitigen Eigenschaften, HEISS (HOT) und KALT (COLD), sind offensichtlich physikalisch unmöglich, ein PHYSIKALISCHER (oder RADIKAL) Widerspruch, und es ist nicht möglich, mit der AltshullerMatrix eine Lösung zu finden: die leeren Einträge sind PHYSIKALISCHE WIDERSPRÜCHE. Um PHYSIKALISCHE WIDERSPRÜCHE (RADICAL CONTRADICTIONS) zu lösen, müssen wir das Problem untersuchen und versuchen, den Konflikt der Bedingungen in einer der Ressourcen zu beseitigen: a) Zeitliche Trennung von Konflikten: Akteure und Bedingungen für nur eine der vorgestellten Alternativen. b) Trennung von Konflikten im Raum. c) Trennung von Struktur Konflikten. d) Trennung von Konflikten in Material und/oder Energie. 4 So können wir uns etwas außerhalb des Systems vorstellen, um das Problem zu lösen und in kurzer Zeit einen VERMITTLER zu verwenden: a) Eine naheliegende Lösung war, eine Serviette, um die Tasse Kaffee zu wickeln, aber nicht jeder hat eine Serviette in der Nähe oder zur Hand. b) Die zweite Lösung beststand darin, einen Suppenlöffel in die Tasse zu legen, a die Temperatur des Getränkes einfacher zu senken. Beachten Sie, dass diese Lösungen von außerhalb des Systems zu geringen oder keinen Kosten für den Verbraucher kamen und als LÖSUNGEN IM WELTRAUM betrachtet, werden können. Hier gibt es keine interne Lösung des Problems, es wurde außerhalb des Systems gesucht: Wir können uns an die Eisflasche erinnern und wie man sie in den Händen hält, wie wir es im Coca-Cola-Einglas-Beispiel gesehen haben. 310 Auf jeden Fall erfordert es ein gewisses Maß an Einfallsreichtum, anstatt die Widerspruchstabelle zu konsultieren. M. Orloff schlägt für die Lösung physikalischer Widersprüche vor, den Meta-Algorithmus des Erfindens, MAI T-R-I-Z, zu verwenden, wobei die Buchstaben des Wortes TRIZ als Erinnerung an den Prozess des Erfindens und was in diesem Fall zu tun ist fungieren: • T (Targeting): Zielen auf Analyse der Problemlage und Trends setzen. • R (Reducing): Reduzieren Sie das Problem auf die einfachere Situation, um beispielsweise die beteiligten Komponenten oder Teile als Werkzeug und Objekt zu isolieren. • I (Inventing): Entspricht der Schaffung einer Lösung oder einer guten Idee, die das Problem lösen kann. • Z (Zoom): Machen Sie wie eine Kamera eine detaillierte Untersuchung der Idee in verschiedenen Maßstäben, um die Wirksamkeit der Idee zu bewerten. Referenz: Orloff, M. – ABC TRIZ: Book 1 – How to Learn to Invent. 5 TECHNISCHE KONFLIKTE (oder STANDARD KONFLIKTE für einige Autoren): Hier, wie wir in Kapitel 1 gesehen haben, müssen wir die Zeilen und Spalten der Altshuller's Table konsultieren, wo es 39 x 39 Einträge gibt, um zu sagen: Horizontal → um ein System zu verbessern, Vertikal → Um ein System zu verschlechtern. Sie sind technische Widersprüche und liefern die Vorschläge, die in den Zellen des Zusammenflusses der Zeilen und Spalten zu finden sind, die als PRINZIPIEN FÜR INNOVATION bezeichnet werden, Vorschläge zur Lösung des Problems. In diesem Buch zeigen wir zwei Wege auf, um ein Problem zu lösen, bei dem technische Widersprüche vorhanden sind: a) Zugriff auf die Webseite TRIZ 40 im Internet und Eintragung mit den berücksichtigten Widersprüchen. Auf derselben Seite finden wir die Empfehlungen zur Lösung des Problems: http://www.triz40.com/TRIZ_GB.php b) Um eine vollständige Tabelle der Widersprüche auswählen, die im TRIZ Journal zu finden ist, drucken Sie sie aus und verwenden Sie sie offline: https://triz-journal.com/39-featuresaltshullers-contradiction-matrix/. 21.4 – BEISPIELE FÜR INNOVATION LOGIK 21.4.1 – KOMPONENTE UND IHR NEGATIV BEI DER DEKORATION VON INNEN UND GESCHLOSSENEN RÄUMEN 311 Kehren wir zur Innovation Logik zurück und betrachten einige Beispiele gegensätzlicher Eigenschaften eines Systems. In einem Haus oder einer Wohnung ist der sinnvolle Einsatz der Kombination gegensätzlicher Elemente wie Weiß und Schwarz neutrale Lösungen, die sich leicht mit jedem Ort im Haus kombinieren lassen. Abb. 21.2 – Gegenteile: Komponente plus ihr Negativ. → In dieser Dekoration inspirieren die beiden gegenüberliegenden Gesichter Energie, Gleichgewicht und Einheit, die auch in der chinesischen Symbolik von Yin und Yang präsent sind. Vielleicht hat die ausdrucksstarke Koexistenz-Metapher der Gegensätze, "Komponente plus ihr Negatives", ausgedrückt in der Einheit der Symbole Yin (Dunkelheit) und Yang (Klarheit), den Autor des Bildes beeinflusst, das in der Dekoration von Abbildung 21.2 verwendet wurde, in der wir können Energien in Opposition und Einheit wahrnehmen, in einem Kontrapunkt von Kräften, den der Künstler sicherlich in seinem Werk auszudrücken versucht haben wird. 21.4.2 – DURCHLÄSSIGES GLAS Dieses Produkt ist ein ständiger Bedarf von Architekten, Designern, Dekorateuren und Ingenieuren, wenn Privatsphäre in eine Richtung benötigt wird. Auf den ersten Blick scheint es ein einfaches Produkt zu sein. Dies ist jedoch eine zeitgemäße technische Entwicklung für die heutige Zeit, denn die Anwendungsvielfalt geht über den Einsatz in Gebäuden hinaus und umfasst auch Anwendungen wie zum Beispiel in Autofenstern für die Sicherheit von Fahrern und Beifahrern, wenn diese nach draußen sehen und gleichzeitig aus Sicherheitsgründen nicht gesehen werden wollen. BEISPIEL I – UNIDIREKTIONALES LICHTGLAS, DAS GLEICHZEITIG EINE PHOTOVOLTAIKPLATTE IST. Heutzutage findet man im Handel Gläser für Fassaden von Gebäuden oder Wohnungen, die in eine Richtung lichtdurchlässig und in die andere gespiegelt sind, der photovoltaische Strom erzeugen können. 312 Dies ist der Fall bei dem von der Firma Onyx Solar angekündigten Fassadenglas, das für das in Abbildung 21.3 gezeigte Produkt feststellt: "Die Photovoltaik-Vorhangfassade bietet eine multifunktionale Lösung, die nicht nur saubere und kostenlose Energie vor Ort erzeugt, sondern auch natürliches Licht bietet und gleichzeitig den Sonnenschutz bietet, wodurch die Wirkung von intensivem Licht gefiltert und so verhindert wird, dass Infrarot- und UV-Strahlung die Überhitzung des Gebäudeinneren verursacht”. Ein solches Glas verwendet in der TRIZ die folgenden Empfehlungen, deren Details nicht erforderlich sind, da sie selbsterklärend sind: 3. Lokale Qualität. 4. Symmetrie Änderung (Asymmetrie): Filmbeschichtung auf einer Seite und nicht auf der anderen. 6. Multifunktionalität 24. Zwischen: Licht Blockierendes Glas und Zwischenmedium zur Energieerzeugung. 30. Flexible Schichten und dünne Filme: Spezialglas mit reflektierendem Film. 32. Veränderung der optischen Eigenschaften des Normalglases. 35. Änderung von Parametern (Transformationseigenschaften). 40. Komposit Materialien. Wenn wir uns die Eigenschaften dieses Glases genauer ansehen, werden wir in Bezug auf diese verschiedenen Eigenschaften feststellen, dass seine Multifunktionalität neben den unbestreitbaren ästhetischen Vorteilen, die sich aus seiner Verwendung ergeben, auch die Erzeugung von Solarstrom, die Verbesserung der thermischer Komfort und andere daraus resultierende Vorteile, wie die Erhaltung von Möbeln, Utensilien und sogar des Bodens im Inneren der Immobilie. 313 Abb. 21.3 - Durchscheinendes Glas in eine Richtung und gespiegelt in die andere, das zusammen mit den Vorteilen der Privatsphäre immer noch Solarstrom erzeugen kann. Referenz https://www.onyxsolar.com Physikalische Eigenschaft: → Verschiedene Funktionen im selben Produkt. BEISPIEL II – VERWENDUNG VON TRANSLUZENTEM GLAS IN ARCHITEKTURPROJEKTEN In der Kategorie Architektur ging der Deutsche Designpreis 2016 an den Architekten Barozzi Veiga aus dem gleichnamigen spanischen Studio, der das Konzerthausgebäude in Polen entworfen hat. Bei diesem schönen Projekt, das eine Fläche von 13.000 Quadratmetern einnimmt, wurde das transluzente Glas an der gesamten Fassade und den Dächern des Gebäudes verwendet. Das Gebäude sieht von oben in der Landschaft aus wie eine Krone aus Eis. Das Gebäude verfügt über ein Auditorium für 1000 Zuschauer, einen kleineren Saal für Kameramusik mit einer Kapazität von 200 Personen und mehrere Räume für Konferenzen und Kunstausstellungen. Um mehr über dieses Projekt zu erfahren, rufen Sie diesen Link auf: http://www.dezeen.com. Unten sind Bilder des Konzertsaals: 314 Abb. 21.4 – Bilder des Gebäudes für Symphoniekonzerte in Polen, ein Projekt, bei dem großflächiges durchscheinendes Glas in der gesamten Außenverkleidung des Gebäudes verwendet wird. Dabei hängt das Maß an Ideenreichtum und Kreativität von zahlreichen Faktoren ab, wie der geografischen Lage des Gebäudes, der Helligkeit und Sonneneinstrahlung am Tag, seinem Bestimmungsort und verschiedenen anderen technischen und dekorativen Details. Der Kontrast zwischen Gegensätzen wird nachts sichtbar, in dem die Helligkeit des Gebäudes mit dem dunklen Hintergrund des Himmels kontrastiert. Architekt: Barozzi Veiga, Spanien. Aus Sicht der Innovation Logik ordnet die Methode diese Arbeit in die Verwendung des transluzenten Glases, des Bauteils und seines Negativs ein, Level II. BEISPIEL III – KOMPONENTE UND IHR NEGATIV: LIKÖR HAUSGEMACHTE BONBONS Kirschlikör Schokoladen sind eines der Dinge, die die Menschen am meisten lieben und die immer ein Ziel für Begierden sind, wenn wir einen Ort besuchen, an dem sie angeboten werden. 315 Die industrielle Produktion dieses Produkts ist komplex, aber es ist ziemlich einfach, es zu Hause herzustellen. Mit den in diesem Buch besprochenen Prinzipien können wir Vorschläge für ein hausgemachtes Bonbon mit Likör im Inneren erhalten, basierend auf der Auflösung des physikalischen Widerspruchs, der aus der Existenz zweier gegensätzlicher Eigenschaften resultiert, ein binäres Modell (zwei Komponenten), das inkompatible Anforderungen für zwei widerspiegelt verschiedene funktionale Eigenschaften (Faktoren) des Objekts. 4 Der physikalische Gegensatz zwischen heiß und sehr kalt, ein radikaler Widerspruch, kann im Lichte der folgenden TRIZ-Erfindungsprinzipien analysiert werden: • Prinzip 2. Äquipotentialität: Elemente oder physikalische Eigenschaften auf das gleiche Niveau bringen. • Prinzip 35. Parameteränderungen (Transformation von Eigenschaften). • 36. Prinzip Phasenübergang. Verwenden Sie in diesem Fall einfach die kreative Lösung des Prinzips Nr. 2: Harmonie der Gegensätze durch den Einsatz von Äquipotentialität, bei der die Eigenschaften von heiß und kalt gleichzeitig im Endprodukt vorhanden sind. Das Verfahren ist wie folgt: 1. Den Likör zusammen mit den Kirschen in Eisform, in Würfel oder Kugeln mit je einem Zahnstocher hineingeben und einfrieren lassen. 2. Nachdem der Likör gefroren ist, in einer nicht zu großen Pfanne zwei oder drei Tafeln Schokolade zum Feuer bringen und schmelzen. 3. Wenn der Likör gefroren ist, entfernen Sie die Eiswürfel nacheinander und tauchen Sie jede Likörkugel in das heiße Schokoladenbad. Das Likör Bonbon mit dem erstarrten Schokoladenüberzug ist servierfertig! Hier haben wir, zusätzlich zu Prinzip 2. Äquipotentialität, die Level-II-Spezifikation, die Komponente + ihr Negativ, verwendet, um ein neues Produkt zu schaffen. Das Rezept ist fertig! Die verwendeten Funktionen, Lösungsansätze und die Übertragung von Eigenschaften können als auf andere Produkte übertragen wahrgenommen werden, wie zum Beispiel ein bekanntes Eis: McDonald’s McDip. 316 Abb. 21.5 – Mac-Dip-Eis mit Schokoladenüberzug: Unvereinbarkeit gegensätzlicher Eigenschaften in einem Bestseller-Produkt. → Gegenteile: Komponente plus ihr Negativ. An einem MacDonald's-Kiosk holt sich der Kellner bei der Bestellung dieser mit Schokolade überzogenen Eistüte zuerst das Eis aus dem Spender und schlingt es spiralförmig in die Tüte. Gießen Sie dann sofort die heiße geschmolzene Schokolade darüber und bedecken Sie sie vollständig. Alles in weniger als einer Minute kein Problem: Sehr kalt und heiß wurden im Endprodukt kombiniert, indem diese beiden Unvereinbarkeiten und gegensätzlichen physikalischen Eigenschaften in Einklang gebracht wurden. Ergebnis: ein ideales Produkt, abgeleitet aus der Auflösung eines radikalen Widerspruchs in der Struktur, wie von TRIZ empfohlen: „Unter bestimmten Bedingungen haben einige Elemente des Systems die X-Eigenschaft, während andere Elemente die Nicht-X-Eigenschaft haben“. EXAMPLE IV – ÜBERLAGERUNGSVERBINDER Das Startup Infinite USB hat einen USB-Anschluss entwickelt, der beim Einstecken immer die Möglichkeit eröffnet, einen anderen USB an der Rückseite des vorherigen anzuschließen, dessen Anzahl nur auf aufeinanderfolgende Energieverluste beschränkt ist. Die Anschlüsse sind farbcodiert, sowohl als eine Form der Kategorisierung als auch als Hilfestellung für den Benutzer bei den komplementären Elementen, die mit dem Einfügepunkt, normalerweise einer Laptoptür, verbunden sind. Die Anschlüsse sind farblich unterschiedlich da einer männlich und der andere weiblich ist, obwohl sie ähnlich sind. Level III – Verschiedene Komponenten Abb. 21.6 – Aufeinanderfolgender Steckverbinder des Startups Infinite USB. Quelle: https://www.kickstarter.com/projects/668098663/infiniteusb-one-usb-port-unlimited-devices 317 Die Ähnlichkeit mit sogenannten Andockpuppen (Matroschka) der russischen Folklore ist kein Zufall, das Prinzip Nummer 7 der Altshuller 40 Prinzipien der Innovation. Dieser innovative USB-Anschluss zeigt, dass dort, wo wir es am wenigsten erwarten, eine Innovation oder Variante (DNA) des Produkts entstehen kann. Weitere Informationen unter http://geekbeat.tv/infiniteusb-provides-infinite-usb/. Evolution der physikalischen Eigenschaften: Level III, „Verschiedene Komponenten, die ähnliche Funktionen ausführen können. Die Stecker, sowohl männlich als auch weiblich, weisen Unterschiede und Asymmetrien auf (Verbesserung der Verbindung). 21.5 – ANMERKUNG (*) „Dialektik ist die Geschichte der Widersprüche. Sie entspricht im Deutschen dem Begriff aufheben, was Verdrängung und gleichzeitig Aufrechterhaltung des Verdrängten bedeutet. Das Verdrängte oder Verneinte bleibt im Ganzen. “(Wikipedia). 21.6 – VERWEISE 1. ALTSHULLER, Genrich, “And Suddenly the Inventor Appeared: TRIZ, the Theory of Inventive Problem Solving” – 1996. Translated from Russian by Lev Shulyak, Inventor, Engineer and TRIZ specialist. 2. REIS, Elizabete Rodrigues, “Criação da Forma – Ambiguidade e Dialética”, Access in 09/07/2015. 3. DEWULF, Simon & MANN, Darrell, “TRIZ Companion”, CREAX Press, 2002, Belgium. 4. ORLOFF, Michael, “Modern TRIZ, A Practical Course with EASyTRIZ Technology”, Ed. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2012, Germany. 318 KAPITEL 22 – SPEKTRUM: MÄRKTE Inhalt: 22.1 ZIELE 22.2 EINFÜHRUNG 22.3 BEISPIELE 22.3.1 BELEUCHTUNGSDESIGN 22.3.2 INTERAKTIVE INNOVATION 22.3.3 INTERAKTIVE BELEUCHTUNG 22.3.4 VISUELLES ERLEBNIS DURCH TRANSPARENTE LED-FENSTER 22.3.5 PIZZABOX MIT SPIELELEMENTEN FÜR KINDER 22.4 VERWEISE Bild: Heineken Glass Room, eine Leistung des Designers Muti Randolph für eine HeinekenPromotion in Curitiba. Im: www.mutirandolph.com 22.1 – ZIELE – Untersuchung der Eigenschaften des Marktspektrums in TRIZ und Innovation Logik ™. In diesem Kapitel werden wir die Verwendung des MARKET-Spektrums untersuchen. Darin werden wir einige Merkmale von Produkten untersuchen, die versuchen, sich durch attraktive Motive in Situationen des täglichen Lebens der Menschen auszudrücken. 319 Evolution: Erfahrung und Benutzerfreundlichkeit der Produkte I – Produkt → II – Service III → Erfahrung Abb. 22.1 - Merkmale der Entwicklung des Spektrums im Zusammenhang mit MARKETING und das aufgrund der Erfahrung und Benutzerfreundlichkeit von Produkten oft erweitert wird. 22.2 – EINFÜHRUNG Diese Eigenschaft ist vielleicht diejenige, die sowohl in der TRIZ als auch in Innovation Logik die größte Anzahl von Produkten abdeckt, da in einer Gesellschaft wie der unseren alles, was künstlich hergestellt wird, das Ergebnis einer Erfindung ist, auf einer Verbesserung des Vorhandenen beruht, inspiriert von Analogien oder Ergebnis der Beobachtung und in einigen Fällen in der Nachahmung der Natur. Jede Innovation, um nützlich zu sein, ist für den Markt bestimmt und geht durch das Sieb der Verbrauchererfahrung oder des Komforts. Produkte und Dienstleistungen sind nach der hier entwickelten Methodik oft auf die Bedürfnisse des Einzelnen oder der Gesellschaft zugeschnitten, seien es Lebensmittel, Verbrauchsmaterialien oder nicht, deren Akzeptanz von mehreren Faktoren abhängt, wie z zur Idealität usw. Fragen Sie sich: In welchen Aspekten kann die TRIZ oder die Innovation Logik nützlich sein, damit diese zu erfindenden Standardverfahren zu wertvollen Produkten für den Markt, Dienstleistungen oder Erfahrungen führen? Betrachten wir einige Antworten unter Berücksichtigung der Eigenschaft von Market Evolution aus Sicht eines TRIZ-Experten, Darrell Mann (1). ENTWICKLUNG UND MARKTTRENDS MIT BEISPIELEN: Betrachten wir die Trends und einige beteiligte Eigenschaften: 1. Ware → Bsp. Stahl, Öl, Gas usw. 2. Produkte → Flugzeuge, Waschmaschinen, Kühlschränke usw 320 3. Dienstleistungen → Fast Food, saubere Kleidung, Lieferungen aller Art von Bestellungen, Arbeitsverträge usw. 4. Erfahrung → Probefahrt von Fahrzeugen, Sport- oder Freizeitaktivitäten usw. 5. Transformation → Fernstudium, Telemedizin, Unternehmensuniversität ABBILDUNG 22.1 – MARKTENTWICKLUNG NACH MANN (1) Hinweis: Mindmap des Autors. Inspiriert von Ideen und Vorschlägen von Darrell Mann (1). 321 Was heute eine gewünschte Innovation ist, kann morgen zur Ware werden. Der Bedarf des Kunden wie eine Klimaanlage in einem Auto ist attraktiv, wird aber heute als normal angesehen und hat keine Auswirkungen mehr auf die Käufer, aber wenn sie fehlt, wird sie sofort als obligatorisch berechnet. Diese Bedürfnisse können mit den hier vorgestellten Methoden nicht immer beschrieben werden, und wir müssen oft auf Design Thinking zurückgreifen, um herauszufinden, was sie wollen. Diesen Anforderungen gerecht zu werden ist nicht immer einfach und viele Tools, wie die, die wir hier sehen, sind so strukturiert, dass sie Designern und Unternehmern bei der Entwicklung ihrer Produkte helfen. Die Kundenzufriedenheit in Bezug auf die Leistung kann analysiert werden, indem dem Produkt von seinem Design und seiner Konzeption Qualität hinzugefügt wird, noch bevor es hergestellt oder zum Verkauf angeboten wird. Eine der strukturierten Modalitäten hierfür ist neben Design Thinking das QFD, Quality Function Deployment, eine Reihe von voneinander abhängigen Matrizen, um die Qualität eines Produkts oder Prozesses entsprechend den Präferenzen des Kunden zu analysieren. Die Methode wurde in den 1960er Jahren von Yoji Akao in Japan entwickelt und ist heute weit verbreitet. Sie können QFD über das Internet in Hunderten von Tutorials lernen, und eines der interessantesten ist in http://www.webducate.net. Schauen wir uns einige Beispiele für die MARKT-Klassifizierung nach TRIZ und Innovation Logik an. 22.3 – BEISPIELE 22.3.1 – BELEUCHTUNGSDESIGN Um die Sinne zu stimulieren und das Erlebnis der Messebesucher zu verbessern, hat der Designer Muti Randolph, der unter seinen Arbeiten das Nachtclubprojekt D-Edge in São Paulo und eine Installation beim Coachella Music Festival hat, kürzlich den Heineken Showroom in der Stadt Curitiba, Brasilien. Einer der Höhepunkte dieser Arbeit war die Verwendung der grünen Farbe, die für die LanghalsBierflaschen des Unternehmens charakteristisch ist. Dieses Projekt versuchte, ein unvergessliches Erlebnis im Erdgeschoss des Museums Oscar Niemeyer zu reproduzieren, dass alle aus Glas besteht und normalerweise Veranstaltungen der Musik, Kunst und Gastronomie beherbergt. 322 Abb. 22.3 - Arbeit des Designers Muti Randolph für die Heineken-Veranstaltung in Curitiba gemäß dem Innovationsanreizprogramm des Unternehmens. Quelle: Heineken Glass Room, Curitiba, Brazilien. Einstufung: Spektrum MARKET – Level III: Stimulus zur Erfahrung Bernardo Spielmann, Direktor der Marke Heineken und des Sponsorings des Unternehmens, wollte mit diesem Projekt ein einzigartiges Erlebnis bieten und den Kunden durch Innovation die Marke näherbringen. „Curitiba ist für Heineken besonders wichtig“, so Spielmann, „deshalb haben wir uns entschieden, die Stadt zu ehren und sie zu einem der Hauptquartiere unserer neuen globalen Kampagne „Open Your World“ zu machen. Die Hauptstadt von Paraná ist zeitgemäß, innovativ und pulsierend, also haben wir uns entschieden um es mit einem Event auf seinem Höhepunkt zu präsentieren. " Klicken Sie auf den Link und sehen Sie sich alle Projekte von Muti Randolph an: www.mutirandolph.com 22.3.2 - INTERAKTIVE INNOVATION Innovationen im Sinne von MARKET betrachten die Evolution in drei Ebenen, nämlich Produkt, Service und Erfahrung. Aus der Sicht der letzteren, ERFAHRUNG, könnten die anderen Spektren dieser Klassifikation fast alle zur Veranschaulichung herangezogen werden. 323 Abb. 22.4 - Eines der Panels der Interactive Innovation Exhibition, die 2015 in São Paulo, Brasilien, stattfand. Einordnung: Markt, Anregung zum Erleben. Die obige Abbildung zeigt eines der Panels, das für die interaktive Erfahrung der Teilnehmer einer kostenlosen Veranstaltung im Ibirapuera Park in São Paulo gedacht ist und zeigt, wie Interactive Innovation unsere Sinne und Erfahrungen schärfen kann. Laut den Sponsoren konzentrierten sich die Werbeabsichten der Veranstaltung auf die Tatsache, dass "Innovation unsere Sinne verändert hat: LED-Leuchten, Projektionen, innovative akustische Erlebnisse, Texturen und Materialien, die es ermöglichen, aus allem, was wir gesehen haben, unterschiedliche Räume zu bauen und die die Welt anders anfühlen lassen. " Solche Werbeaktionen sollen auch die Aufmerksamkeit der interessierten Öffentlichkeit auf die Innovationen lenken, die sich allgemein auf den Verbrauchermarkt beziehen. Abb. 22.5 – Farben der brasilianischen Flagge im Eingangsraum einer von Casa Cor gesponserten Ausstellungsveranstaltung über Architektur und Dekoration, die im Oktober 2019 in Belo Horizonte, MG, Brasilien, stattfand (Foto des Autors). Die ausdrucksstarke Verwendung von Farben bei Werbeveranstaltungen, insbesondere in der Dekoration, wie in den Abbildungen 22.3, 22.4, 22.5 und 22.6.a, b, dargestellt, entspricht den Bemühungen des Veranstalters, den ästhetischen Bedürfnissen und Gefühlen der Besucher gerecht zu werden und das "Beste verfügbare" oder ihre " höchstwahrscheinlich" Erfahrungen, ermutigt durch starke visuelle Reize. 324 22.3.3 - INTERAKTIVE BELEUCHTUNG Die Firma Lightspace Corporation aus Massachusetts, USA, hat eine Technologie entwickelt, mit der jeder Boden oder jede Wand als riesiger interaktiver Touchscreen gebaut werden kann. Dies ist eine interessante und natürliche Lösung für Nachtclubs, die auch in vielen Bereichen Anwendung findet, darunter Familienunterhaltungszentren, Themenparks, Modenschauen, Sonderveranstaltungen, Bühnen- und Tonbeleuchtung, Architekturbeleuchtung und Vitrinen design und Inneneinrichtungen sowie anspruchsvolle Geschäfte. Eine Google Patents-Recherche zu Produkten mit derselben Bestimmung, von der interaktiven Seite und ähnlichen dekorativen Verwendungen ausgesehen, ergab, dass derzeit am 12.05.2019 mehr als 20 Patente erteilt wurden, die dieses dekorative Motiv betrachten, das neben dem angenehmen visuellen Aspekt, nutzt auch Information Feedback, entsprechend dem Nummer Spektrum 16 in Innovation Logik™. Die Eignung des Produktes für Level III der Erfahrung zeigt uns auch, dass das SENSES-Spektrum bei Geräten und Dienstleistungen überwiegt, wo der Refrain lautet "Je interaktiver diese Produkte sind, desto besser". In den folgenden Bildern ist links die Skizze einer Einheit oder eines Moduls des patentierten Produkts der oben genannten Firma und rechts die Verwendung in einem Nachtclub auf der Tanzfläche. Abb. 22.6.a – Interaktive Lichtblöcke, deren visuelles Feedback zum Rhythmus auf einer Tanzfläche hinzugefügt werden kann. Nützlich als dekoratives Element in Böden oder Wänden, wurde das Patent der Lightspace Corporation aus Massachusetts, USA, im August 2008 erteilt. Das auf polysensorische interaktive Technologien spezialisierte Unternehmen Vimage aus Italien hat ein interaktives Lichtbodenkonzept entwickelt, das darauf abzielt, ein Erlebnis von visuellen und akustischen 325 Effekten zu bieten, dass die Sensibilität der Menschen für diese Effekte erhöht, genannt „Next Screen Interactive Wall“, wie in Abbildung 22.6.b zu sehen ist. Abb. 22.6.b – Das interaktive Schaufenster von Vimage, eine Innovation in Bezug auf Interaktivität und Lichteffekte in Geschäften. → Spektrum MARKT, Level III, Erfahrung Dieses Unternehmen ist eines von vielen, das kürzlich auf dem Weltmarkt gegründet wurde und mit Innovationen in Marketing und emotionaler Kommunikation arbeitet. Abb. 22.7 - Emotionale Erfahrung und Beteiligung, neue visuelle Reize für Interaktivität im Web, öffentliche Räume und Innenräume, eine Spezialität des italienischen Unternehmens Vimage.it. 22.3.4 – VISUELLES ERLEBNIS DURCH TRANSPARENT LED-SCHAUKÄSTEN Das Aufkommen von LEDs (Light Emission Diode), die drei Grundfarben des Lichtspektrums verwenden, ermöglichte die Weiterentwicklung der LED-Technologie für Fernseher und Displays mit vielfältigen Anwendungen, mit der Erzeugung von Bildern in allen Farben des sichtbaren Spektrums. 326 Damit verbreiteten sich in den wichtigsten Einkaufszentren der Großstädte Fenster mit transparenten Gläsern, deren Bilder wie von einem riesigen Fernseher erzeugt wurden, wie in Abbildung 22.8 zu sehen ist. Abb. 22.8 – Einzelhandelswerbung mit transparentem LED-Bildschirm. Quelle: YIPLED intelligente transparente LED-Anzeige, https://www.ydea.group/transparent-led-display/ → Produktstufe III – Visuelle Erfahrung In der Dekoration, als struktureller Teil eines Projekts, verleihen die neuen transparenten Fenster verschiedenen Arten von Geschäften und Umgebungen einen Hauch von Modernität und gutem Geschmack. Diese neuen Produkte sind aufgrund der Entwicklung der LED-Technologie, Fernseher und Spezialbrillen heute vielversprechende neue Medien, die in Flughäfen, Tagungsräumen, Hotels, Geschäften, U-BahnStationen und anderen Umgebungen installiert werden können und neue Anwendungen in der Architektur und Dekoration in verschiedenen Umgebungen. Mit diesen LED-Screens lassen sich wirkungsvolle Bilder programmieren und dynamisch verändern und revolutionieren die Bereiche Design und Propaganda in vielen Einrichtungen weltweit, wie die Abbildungen zeigen. Weitere Informationen zur Technologie finden Sie unter: https://zero-in.com/transparent-lcd-screens-transforming-digital-displays/ 327 Klassifizierung: GESAMTE VERWENDUNG DER FARBEN VON SPEKTRUM, Level III der visuellen und ästhetischen ERFAHRUNG. Evolution der physikalischen Eigenschaften: Dual Use → Variante: Bi-System → Fügen Sie einen schönen visuellen oder konzeptionellen Kontrast hinzu. 22.4 – VERWEISE 1. MANN, Darrell, Hands on Systematic Innovation, Second Edition, Lazarus Press, England, 2010. 2. ALTSHULLER, Genrich, And Suddenly the Inventor Appeared: TRIZ, the Theory of Inventive Problem Solving” – May 1996. Übersetzt aus dem Russischen von Lev Shulyak, Erfinder, Ingenieur und TRIZSpezialist. 3. REIS, Elizabete Rodrigues, “Criação da Forma – Ambiguidade e Dialética”, Zugang in 07/09/2015. 4. DEWULF, Simon & MANN, Darrell, “TRIZ Companion”, CREAX Press, 2002, Belgium. 328 KAPITEL 23 – SPEKTRUM: INFORMATIONEN Inhalt: 23.1 ZIELE 23.2 ENTWICKLUNGSMUSTER MIT FEEDBACK UND INFORMATIONEN 23.3 ACHT ALTSHULLER EVOLUTION-MUSTER UND IHRE BEZIEHUNG ZUR PRODUKT-DNA 23.4 BEISPIEL: KONTROLLE DER REIFEFRÜCHTE DURCH SENSOR-FEEDBACK 23.5 ÜBERPRÜFUNG DER 20 GENERISCHEN EIGENSCHAFTEN ZUR LÖSUNG VON PROBLEMEN 23.6 SCHOKOLADEN: DIE IMMOBILIEN-FUNKTIONS-MATRIX UND DIE ÜBERTRAGUNG VON EIGENSCHAFTEN. 23.7 KONTROLLE MIT UND OHNE FEEDBACK: WEITERE BEISPIELE 23.8 INNOVATION LOGIK UND SEMANTISCHE EIGENSCHAFTEN 23.9 FAZIT 23.10 VERWEISE Bild: Sensoren zur Erkennung des Verrottens von Obst, Fleisch und Gemüse sind neu in brasilianischen Supermärkten und Küchen. Diese Erfindung der Firma C2Sense ist eine Art künstliche Nase, die das Vorhandensein von Ethylen, biogenem Amin und Kohlendioxid in verrottenden Lebensmitteln erkennt. (canaltech.com.br) 329 23.1 - ZIELE Dieses Kapitel präsentiert eine Vision der Nutzung von physikalischen Eigenschaften im Zusammenhang mit INFORMATIONEN, die heute in allen Bereichen unseres täglichen Lebens präsent sind. Allein dieses Spektrum würde aufgrund seiner großen Anwendbarkeit heutzutage viele Module verdienen. Entspricht der Information-Eigenschaft in Position 16 des Innovation Logik ™ -Modells, gezeigt in Abbildung 23.1.a Eigenschaft: Kontrolle ohne und mit Feedback I - Direkte Steuerung → II - Steuerung durch Zwischenstufe → III - Intelligentes Feedback Abb. 23.1 – Arten der Kontrolle Darstellung. 23.2 - ENTWICKLUNGSMUSTER MIT FEEDBACK UND INFORMATIONEN Bei Betrachtungen zu diesem Muster wird die Bezeichnung KONTROLLIERBARKEIT verwendet, die INTELLIGENT FEEDBACK entspricht, wie in Stufe III der Evolutionstrends in Abbildung 23.1 angegeben. Es gibt keine Möglichkeit der Steuerung eines Systems ohne die Verwendung einer negativen Rückkopplung vom Ausgang zum Eingang des Systems. Ein Block namens Transducer, normalerweise ein Equalizer-Gerät, ermöglicht die Umwandlung des Signalausgangs in die gleiche physikalische Natur und wie der Eingang. Diese beiden Signale werden bei negativer Rückkopplung subtrahiert oder bei positiver Summe summiert. In jedem Fall geht der ERROR, der der Intensität des Referenzeingangssignals (gewünscht) abzüglich des Rückkopplungssignals entspricht, gegen Null, wenn das System regelbar sein und in den Gleichgewichtszustand (Steady State) übergehen soll. Ist das System empfänglich für negative Rückkopplungen, wird die Suche nach dem Gleichgewichtszustand bei einer biologischen Struktur als Homöostase bezeichnet. Referenzeingang (Gewünscht) Steuersignal Sensor / Wandler Fehler Kontrolliertes Regler Objekt oder Anlage Feedback Ausgang 330 Abb. 23.2 - Klassisches Steuerungssystem mit Feedback am unteren Ende der Schleife. Der Fehler ist die Differenz zwischen dem Eingabewert minus dem Ausgabewert, der in denselben Maßeinheiten angegeben werden muss. Bei Rückkopplung muss das System, um im stationären Zustand zu sein, diese Differenz aufweisen, den Fehler, der gegen Null tendiert. Mit den Konzepten der Kontrollmöglichkeit und des Feedbacks, die stark verbunden sind, sehen wir uns an, was in der TRIZ über KONTROLLBARKEIT gesagt werden kann. 1 Abb. 23.3– Mindmap des Autors, die die Kontrollierbarkeit zeigt vgl. Mann. In Kapitel 4 haben wir gezeigt, wie Intelligent Feedback, Punkt 3, bei selbstreparierenden Systemen wie dem Goodyear-Reifen funktionieren kann. Mit der Entwicklung der Mikroprozessoren wurden Lösungen dieser Art häufiger, da dies ein ständig für Innovationen offener Bereich ist. 23.3 – DIE ACHT ALTSHULLER EVOLUTION-MUSTER UND DIE BEZIEHUNG ZUR PRODUKT-DNA An dieser Stelle können wir das Originalwerk von Genrich Altshuller mit dem Titel Trends and Lines of Evolution of the Technical Systems betrachten, das in der Tat als Ergebnis der Tendenzen zur Idealität betrachtet werden kann, die in der folgenden Mindmap präsentiert werden. 331 Abb. 23.4 – Evolutionstrends ursprünglich von Altshuller ernannt. Mindmap vom Autor. HINWEIS: Die S-Kurve, die in Kapitel 2 in einer Zeichnung von Michael S. Slocum erwähnt wurde, ist hier links von der Abbildung in 2 gezeigt: Stufen der Aufwärtsentwicklung (S-Kurven). Die Kurve hat 4 Stufen: Kindheit, Jugend, Reife und Alter, entsprechend den Lebensphasen eines Produktes oder Verfahrens, nach Grundsätzen, die in den verwaltungs- und wirtschaftswissenschaftlichen Disziplinen und in allen Bereichen menschlichen Handelns festgelegt sind. Diese Prinzipien können als wirksames Hilfsmittel zur Förderung von Innovation und Kreativität dienen, da ihre Anwendung die Maximierung der Ergebnisse von Brainstorming-Sitzungen und anderen Methoden zur Generierung neuer Ideen in Unternehmen gewährleistet. 332 Die in unserer Arbeit ausgewählten Beispiele und Trends sind nur anregend und sollen den Innovationsforscher oder -wissenschaftler zu wesentlichen Merkmalen führen und so die Suche nach neuen Lösungen oder Trends in neuen oder bestehenden Produkten vereinfachen. In der Innovation Logik sind diese Trends der sogenannten DNA durch Eigenschaftsvariation oder Spektrum gewichen, bei der Variation einer EIGENSCHAFT, die analog zu neuen Funktionen oder verbesserten Funktionen in verschiedenen Produkten mit den gleichen Eigenschaften des Originalprodukts führen kann. TABELLE 23.1 – DIE 20 EIGENSCHAFTEN DES DNA-MODELLS 1. Zustand 11. Flexibilität 2. Gepulste Aktion 12. Sinne 3. Zersplitterung 13. Integration 4. Oberfläche 14. Gegensätze 5. Porosität 15. Markt 6. Automatisierung 16. Information 7. Gestalten, Formen 17. Symmetrie 8. Transparenz 18. Fasern 9. Farbe 19. Nebelflüssigkeit 10. Koordinierung 20. Schaumflüssigkeit Diese Liste enthielt Trends und Bezeichnungen, die fast alles abdecken können, was in Bezug auf die Variabilität der Produkteigenschaften den Verbrauchermarkt erreichen kann, einschließlich der Nummer 15, die den Merkmalen des MARKTES selbst entspricht. Betrachten Sie zum Beispiel den Trend von Nummer 16, der sich auf INFORMATION bezieht, die unten wiedergegeben wird, in den drei Varianten des SPEKTRUM. 16. SPEKTRUM: INFORMATION Eigenschaft: Steuerung ohne und mit Feedback I - Direkte Steuerung, II → Steuerung durch Zwischenstufe → III - Intelligentes Feedback 333 Abb. 23.5 - Reproduktion des Spektrums für INFORMATION. In diesem Fall können wir überprüfen, ob die dargestellten Kontrollmodalitäten in gewisser Weise alles abdecken, was wir brauchen, um die Durchführung der Aktion bei jeder Art von Kontrolle, ob direkt oder nicht, zu gewährleisten. Wir können viele Beispiele für die Verwendung der Eigenschaften von INFORMATION anführen, insbesondere zu Control mit oder ohne Feedback. In diesem Kapitel möchten wir seine Verwendung bei der Lebensmittel Exposition als wichtige EIGENSCHAFTSFUNKTION-Anwendung hervorheben. 23.4 - BEISPIEL: KONTROLLE DER REIFEN FRÜCHTE DURCH SENSOR-FEEDBACK Abb. 23.6 – Rechts Reifungssensor in einer Verpackung zur Erkennung verderblicher Früchte mit Emission von Ethylen, Anwendung des Informationsspektrums auf Level III: Feedback geben. Referenz: Fatima Mustafa & Silvana Andreescu, Research Gate-Artikel, “Chemical and Biological Sensors for Food-Quality Monitoring and Smart Packaging Dies ist eine interessante Innovation, die Supermarktmanager ansprechen dürfte, insbesondere diejenigen, die im Obst- und Gemüsesektor tätig sind. Ein an der Verpackung des Produkts angebrachter Sensor kann auf der Gondel auf dem Display die Reifung von Obst und bestimmtem Gemüse wie Tomaten anzeigen, ein guter Indikator dafür, was in kleinen Verpackungen getan werden kann. Die Sensoren wurden entwickelt, um bestimmte Phänomene zu erkennen, wie beispielsweise die von reifen Früchten abgegebenen Gase, deren Temperatur, Farbe oder andere Eigenschaften, eine Anwendung, die sich heute verbreitet. 334 Die Erklärung liegt darin, dass reife Früchte C2H4, Ethylen, ausstoßen, ein Gas, das von kostengünstigen Sensoren erfasst werden kann und dessen Abmessungen jetzt auf wenige Quadratmillimeter reduziert sind, bis sie in die Verpackungen integriert werden können. Auf der Website der Brasilianischen Gesellschaft für Chemie von Rio de Janeiro, SBQ Rio, können wir in der Publikation News of Science die folgenden Informationen über die Neuheit lesen: " Die Technologie fügt sich in ein Konzept ein, das als E-Nose oder elektronische Nase definiert ist, ein Gerät, das flüchtige Substanzen in der Gasphase durch elektronische Sensoren erkennen kann." Für weitere technische Informationen empfehlen wir den Artikel "Ist es reif”? veröffentlicht in: Carbon nanotube-based ethylene sensor establishes fruit ripeness. 23.5 - ÜBERPRÜFUNG DER GRUNDKONZEPTE DER 20 GENERISCHEN EIGENSCHAFTEN ZUR LÖSUNG VON PROBLEMEN Wir betonen, wie wichtig es ist, die besprochenen Eigenschaften gut zu kennen, und schlagen eine erneute Überprüfung des Diagramms von Kapitel 2 vor, das sich auf die Generische Eigenschaften zur Lösung von Problemen in Innovation Logik bezieht. Eine Abfrage des Diagramms zeigt uns, dass ein einzelnes Merkmal des Spektrums, zum Beispiel FLEXIBILITÄT, Eigenschafts-Nr. 11, wurde in SOLIDE Flexibilität, Verwendung von MEHRERE GELENKE und VOLL FLEXIBEL unterteilt. Ein einziges Merkmal des SPEKTRUMs einer bestimmten Immobilie kann auf verschiedene Produkte hinweisen, die keinen anderen Zusammenhang haben als die durch das Spektrum aufgezeigten Qualitäten. Laut dem Autor der Methode, "Der grundlegende Punkt der Direkten Variation (Innovation Logik) ist, dass die EIGENSCHAFT eines Produkts einer FUNKTION dafür entspricht. Die Summe all dieser Eigenschaften wird als TALENT des PRODUKTS bezeichnet, d. h. was es kann oder worauf es hindeutet. " (Dewulf). In der Eigenschaft POROSITÄT, Punkt 5 von Tabelle 23.1, haben wir die Eigenschaft eines Produkts oder etwas mit LÖCHERN. Diese Eigenschaft, wenn sie in einem bestimmten Produkt vorhanden ist, zeigt, dass es das "TALENT" hat, ENTHALTEN, ISOLIEREN, ERHÖHEN, GEWICHT REDUZIEREN, SUBSTANZ PASSIEREN, FILTERN, HALTEN, ABSORBIEREN usw. Diese Eigenschaft ist zum Beispiel genau das, was von einem Weinkeller verlangt wird, dessen Formate variieren können, der aber Löcher im oben genannten Sinne aufweisen muss. 335 „Wenn das „TALENT“ des untersuchten Produkts nicht den vom Kunden gewünschten Funktionen entspricht, müssen die Eigenschaften geändert werden“. (2) Abb. 23.7 - Beispiel für einen Weinkeller, in dem drei Eigenschaften oder "Produkt Talente" vorhanden sind: FORM: Geöffnet, Solidität und Tragbarkeit. Betrachten Sie Halten oder GREIFEN als von der Anforderung: Die Eigenschaft GLATT (WEICH) sollte über das SPEKTRUM variieren, was zu der Eigenschaft HALTEN führt. Alternativ kann die LINEAR-Eigenschaft über das FORM-Spektrum variieren, da ein dreidimensionales Objekt im Allgemeinen leichter zu halten ist.“ ( DEWULF, Simon, Directed Variation ®, the Talent of the Product ). Wie können wir nach Prüfung dieser Angaben die EIGENTUMSÜBERTRAGUNG DURCH DIE VERWENDUNG EINER FUNKTION unter Berücksichtigung der PRODUKT-DNA richtig anwenden? Schauen wir uns eine Fallstudie an: 23.6 - INDUSTRIELLE HERSTELLUNG VON SCHOKOLADE MIT LUFTBLASEN Als ein Beispiel für die Bedeutung der Belüftung für die Blasenbildung in Schokoladen für den Verkauf und unter Berücksichtigung der Produkt-DNA in Innovation Logik haben wir mehrere Patente über den Umgang mit geschmolzener Schokolade und deren Verfestigung gefunden, mit der Absicht, sie beim Schmelzen zu stabilisieren, um ungeordnetes Wachstum, unregelmäßige Riesenblasen, Brüche usw. auf dem Weg zu einem kommerziellen Produkt zu verhindern. Der Bereich der belüfteten Schokoladen mit Micro Bubbles für verbesserte Stabilität ist ein wichtiger Herstellungsprozess in Zeiten knapper finanzieller und materieller Ressourcen. Dem Verbraucher den Eindruck einer größeren Größe zu erwecken und gleichzeitig den Preis ähnlicher Riegel mit weniger Materialverbrauch zu halten, ist ein wichtiges Ziel, das das wissenschaftliche Interesse vieler Unternehmen geweckt hat. Verschiedene physikalische Eigenschaften, die in diesem Buch im Zusammenhang mit der Innovation Logik betrachtet wurden, sind in ihrer industriellen Prozessherstellung vorhanden. 336 Abb 23.8: Schokolade mit Luftblasen. Bild: https://www.dreamstime.com/photosimages/aerated-chocolate.html Suche in https://worldwide.espacenet.com über “Aerated Chocolate” in 09/08/2021, wir haben 3,67 Ergebnisse gefunden, was zeigt, dass dies ein interessantes Thema für die Forschung ist. In Innovation Logik entspricht es der Übergangseigenschaft Zahlen 16 und 20, die wir in Kapitel 2 gesehen haben: Zwei Eigenschaften: I - Intelligentes Feedback und II - Von der Flüssigkeit zum Schaum und als Handelsprodukt fest. I) II) Sequenz II: → → → Flüssigkeit → Flüssigkeit mit Blasen → Schaum → Solide Bild: Evolution, gemäß der Innovation Logik, des industriellen Herstellungsprozesses von Schokolade mit Blasen, um den festen Zustand des Endprodukts zu erreichen. 2011 veröffentlichte Josélio Vieira, Leitender Forschungswissenschaftler der Nestlé-Produkttechnologie, einen Artikel auf newfoodmagazine.com (https://www.newfoodmagazine.com/article/5415/chocolateaeration-art-or-science/) unter dem Titel „Schokolade mit Blasen: Kunst oder Wissenschaft?“ woraus wir die folgende Beobachtung transkribieren: „Der Einschluss von Blasen in Schokolade führt zu einem Schaum, in dem das Gas in der kontinuierlichen Fettphase von hauptsächlich Kakaobutter dispergiert ist, die auch Zucker-, Kakao- und Milchpulverpartikel enthält. Die Belüftung ermöglicht Schokoladenprodukten ein geringes Gewicht im Verhältnis zum Volumen, wodurch die Kalorien in einer Portion (wenn auch nicht nach Gewicht) reduziert werden. Es verleiht dem Endprodukt auch eine einzigartige Textur. Eine große Auswahl an verschiedenen kohlensäurehaltigen Schokoladenprodukten ist weltweit zu finden.“ 337 Es ist offensichtlich ein Gebiet von großem kommerziellem Interesse, wenn man die Zahl der Patente für technische Lösungen und Inhaltsstoffe wie Tenside und belüftende Fette betrachtet, um die Belüftung von Produkten auf Fettbasis zu erhöhen. Diese Tatsache veranschaulicht das große Know-how, das in der Branche entwickelt wurde. Dieser Artikel zeigt auch, wie wichtig es für die Belüftung von Schokolade ist, Kohlendioxid oder Stickstoff zu verwenden, um die Bildung von Blasen zu verbessern, einschließlich der Regulierung ihrer Größe. Abbildung 23.8.b: Kohlensäurehaltige Schokolade mit a) Kohlendioxid und b) Stickstoff Quelle: Joselio Vieira, 2011, Nestlé-Produkttechnologie, Newfoodmagazine.com Zusamenfassend: a) Die Überprüfung der Zusammenfassung, Beschreibung und Ansprüche der Patente in Bezug auf jedes untersuchte Produkt ist für den Erfolg der Altshuller-Methode und der Innovation Logik ™. b) In Innovation Logik werden die innovativen Lösungen erhalten, indem versucht wird, in verwandten Bereichen einige Unterschiede in den Eigenschaften zu finden, bei denen ÄHNLICHE FUNKTIONEN (die sich nicht ändern) mit unterschiedlichen Eigenschaften verwendet werden. c) „LÖSUNGEN ÄNDERN, ABER FUNKTIONEN BLEIBEN GLEICH“, lautet das zentrale Dogma der TRIZ. (MANN, Darrell, Hands on Systematic Innovation). 23.6.1 - SCHOKOLADE UND LEBENSMITTEL PAARUNG Die Schokoladenindustrie ist reich an Innovationen. Eine Untersuchung der Beteiligung von Schokolade in der Lebensmittelindustrie kann uns ermöglichen, neue Grenzen für Unternehmungen und Innovationen zu öffnen, wobei wir wichtige Faktoren der Produktivität, Formen und Aromen berücksichtigen müssen. 338 Was die vielfältigen Formen und Geschmacksrichtungen der Schokolade angeht, nutzt die Industrie die Vielfalt der Geschmacks- und Differenzierungsmerkmale, um sie mit anderen Lebensmitteln wie Spargel zu kombinieren, was zu neuen Produkten führt, die patentiert werden können. Neben Substanzen, die beeinflussbar und konditionierend sind die Funktion des Gehirns, einige der chemischen Bestandteile der Schokolade sind in anderen Lebensmitteln enthalten, was ihre Kombination und Anpassung an den Gaumen ermöglicht. Da die FEEDBACK-Eigenschaft mit Nahrungsmitteln verknüpft ist, die mit der Sättigung des Hungers verbunden sind, ist das Beispiel hier relevant. Wir können andere Produkte mit einigen der Schokoladenkomponenten in der Formel (Eigenschaft → Funktion) auswählen, um neue Geschmackskombinationen zu erstellen. Wir empfehlen einen Besuch auf der Website von Bernard Larousse für weitere Informationen über Food Pairing und das Interview dieses erfahrenen Food Pairing-Experten, der sagt, dass zwei Lebensmittel, die Komponenten mit ähnlicher chemischer Zusammensetzung enthalten, vom Gaumen akzeptiert werden und sie kombiniert werden können. Im Internet gibt es zahlreiche Seiten zu diesem interessanten Thema. Eine Adresse einer der umfassendsten Behandlungen des Themas ist in https://www.foodpairing.com/en/home. 23.7 - EIN HINWEIS ZUR INNOVATION LOGIK: SYNTAKTISCHE REGELN UND SEMANTISCHE EIGENSCHAFTEN Zusammenfassend ist das Hauptmerkmal der hier vorgestellten Methode die Betrachtung der ProduktDNA mit Hilfe geeigneter Software zur Recherche von Patentinformationsdatenbanken. Dies ist eine Aufgabe der Grundlagenforschung, die heute im Zusammenhang mit strukturierten Methoden für Innovation eingesetzt wird. Referenz: https://dspace.lib.cranfield.ac.uk. Wir können in wenigen Zeilen verstehen, wie die Integration von Innovationswerkzeugen, Sprache und Produkt-DNA möglich ist, auch ohne eine Vertiefung in die umfangreichen Konzepte von Bereichen wie dem Semantic Web. Da die Anzahl der SUBSTANTIVE (PRODUKTE) begrenzt und in endlicher Zahl ist, können diese direkt mit VERBEN → FUNKTIONEN in Beziehung gesetzt werden, wobei der Forscher nur auf diese Korrelationen achten muss. 339 Basierend auf dem zentralen Leitsatz der TRIZ, dass sich die Lösungen ändern, die Funktionen aber gleich bleiben, um etwas Neues zu schaffen oder Bestehendes zu perfektionieren, haben wir nach Simon Dewulf, Autor der Methode, zwei Wege: a) Wählen Sie eine EIGENSCHAFT des PRODUKTS und erkunden Sie dann die VARIATIONEN im SPEKTRUM, die NEUE FUNKTIONEN anzeigen, die zu NEUEN PRODUKTEN führen können oder: b) Wählen Sie die GEWÜNSCHTE FUNKTION, erkunden Sie die VARIATIONEN DER VERFÜGBAREN EIGENSCHAFTEN, die aus den VERSCHIEDENEN Spektren extrahiert wurden, die für diese FUNKTION von Nutzen sein können, und erstellen Sie das NEUE PRODUKT. Aufgrund des erwähnten zentralen Dogmas der TRIZ ist Punkt b) oben am meisten indiziert. 23.8 – FAZIT Die hier vorgestellte Methode und der Einsatz strukturierter Werkzeuge, einschließlich gemeinsamer Aktivitäten in Patentdatenbanken im Internet, können hervorragende Ergebnisse für jeden liefern, der sich tiefer mit dieser Methodik und ihren Anwendungen für systematische Innovation auseinandersetzen möchte. 23.9 – VERWEISE 1. DEWULF, Simon, Directed variation of properties for new or improved function product DNA – A base for connect and develop, TRIZ Future Conference, Elsevier, Engineering Procedia, 2006. 2. MANN, Darrel, Hands on Systematic Innovation, IFR Consultants Ltd., 2nd Edition, 2010, England. 3. SANTOS, S. Silveira, “TRIZ e DNA do Produto: Uma Metodologia Estruturada Para Inovar”, published in Academia.edu, June, 2015. 4. GADD, Karen, TRIZ for Engineers - Enabling Inventive Problems Solving, Ed. John Willey, 2011, Singapura. 5. The World of Food Ingredients Magazine, CNS Media BV, “The Top 10 Trends: Clear Label and Convenience for Foodies Lead”, December 2014, USA. 340 KAPITEL 24 – MEHR ÜBER SYMMETRIE, FORMEN UND ASYMMETRIE Inhalt: 24.1 ZIELE 24.2 EINLEITUNG 24.3 BEISPIELE 24.3.1 ASYMMETRIE, UM DIE EINFACHERE VERWENDUNG EINES TOPF ODER BEHÄLTERS ZU GEWÄHRLEISTEN 24.3.2 CHINESISCHE ASYMETRISCHE BEHÄLTER 24.3.3 BESCHRÄNKUNGEN DES VERFÜGBAREN PLATZES ÜBERWINDEN 24.3.4 ARBEITEN MIT UNREGELMÄSSIGEN FORMATBEHÄLTERN 24.3.5 VERWENDUNG VON ASYMMETRIEN BEI DER REINIGUNG VON BEHÄLTERN UND ANDEREN ZWECKEN 24.3.6 ASYMMETRIE UND LOGISTIK IN PAKETEN 24.3.7 SYMMETRIE UND ASYMMETRIE BEI REIFEN 24.3.8 ASYMETRIE IN STECKER 24.3.9 FAHRZEUGBAUGRUPPE 24.4 VERWEISE Symmetrische Schwenktüren verleihen modernen Umgebungen einen Hauch von Schönheit und Ausgewogenheit. http://www.iklohoustonhomebuilders.com 341 Wie wir in Kapitel 14 gesehen haben, sind Symmetrie und ihr Gegenteil, die Asymmetrie, wichtige Eigenschaften in TRIZ. 24.1 - ZIELE: Erweiterung der Untersuchung der Eigenschaften des SYMMETRIE-Spektrums in der Innovation Logic ™ und der Verbindungen mit TRIZ als Ergänzung zu dem, was in Kapitel 14 ASYMMETRIE gesehen wurde. Eigenschaft: Mit Schwerpunkt auf symmetrischen Produkten und auch ergänzt durch neue Asymmetrie-Beispiele. I – Symmetrisches System II – Partielle Symmetrie III - Asymmetrie Abb. 24.1 – Von Symmetrie zu Asymmetrie. 24.2 – EINFÜRUNG Die Klassifizierung der Evolution durch das Spektrum von Abbildung 24.1 zeigt, dass diese in der Evolution vieler Produkte vorhandenen Zustände mit dem Prinzip der Nummer 4 der 8 Evolutionstrends in der TRIZ, der nicht einheitlichen Evolution der Teile, korrelieren: Acht Evolutionstrends in TRIZ: 1. Wachsende Idealität. 2. Entwicklung in Etappen (S-Kurven). 3. Reduzierung des menschlichen Engagements. 4. Ungleichmäßige Entwicklung der Teile. 5. Einfachheit → Erhöhte Komplexität → Größere Einfachheit. 6. Zunehmende Segmentierung. 7. Steigerung von Dynamik und Kontrolle. 8. Übereinstimmung und Nichtübereinstimmung. Unter den 40 Innovationsprinzipien haben wir in den vorherigen Kapiteln das Kreativprinzip Nr. 4 gesehen, das sich direkt auf ASYMMETRIE bezieht, mit drei Empfehlungen: A) Wenn ein Objekt oder System symmetrisch ist oder Symmetrieelemente enthält, führen Sie Asymmetrien ein. B) Ändern Sie die Form eines Objekts oder Systems, um externen Asymmetrien (z. B. ergonomischen Merkmalen) gerecht zu werden. 342 C) Wenn ein Objekt oder System bereits asymmetrisch ist, erhöhen Sie den Asymmetriegrad. Quelle: MANN, Darrell, “Hands-on Systematic Innovation”, Seite 216. (1) In dieser Hinsicht werden in TRIZ die ungleichmäßige Entwicklung von Teilen und Asymmetrie kombiniert, was darauf hindeutet, dass Innovation in vielen Komponenten und Unterkomponenten stattfinden kann, die ein System integrieren. In Innovation Logic ™ sind die 20 Prinzipien synthetischer und beziehen sich auf eine mögliche Evolution zwischen den drei katalogisierten Typen, die auftreten oder nicht auftreten können. 24.3 – BEISPIELE 24.3.1 – ASYMMETRIE, UM DIE EINFACHERE VERWENDUNG EINES TOPF ODER BEHÄLTERS ZU GEWÄHRLEISTEN Innovation bezieht sich oft auf verblüffend einfache Dinge, die nicht komplex sein müssen. Einige Hersteller von Lebensmittelverpackungen versuchen im Allgemeinen, den Menschen das Leben zu erleichtern, indem sie Glasbehältern eine asymmetrische Form geben und folgen damit dem TRIZ-Prinzip Nr. 4, Symmetrie in Asymmetrie ändern, falls erforderlich. Vasen, Wasserkocher, Thermoflaschen und andere Haushaltsutensilien sind gängige Beispiele für Objekte mit Asymmetrien. Bei bestimmten Behältern, wie dem Geleeglas von Abbildung 24.2, ist die Asymmetrie interessant und wurde in einer Präsentation des Herstellers der VersaFlow-Verpackung mit Sitz in Düsseldorf erwähnt. Die Asymmetrie wurde sehr gut durchdacht, wobei die gewünschten Verbraucherpräferenzen, in einer Flasche präsent zu sein. Referenz: http://www.o-i.com 343 Abb. 24.2 – Asymmetrie in einem Glas Gelee der Firma O-I, klassifiziert in Level III: Methode: Aulive In diesem Fall bemerkt man schnell den Herstellungsaufwand des Behälters, dessen Tülle neben dem Gewinde zum Verschrauben des Deckels einen höheren erhöhten Rand hat, wo sich der Überlauf befindet. Der Rohstoffverbrauch ist in diesem Fall höher, da sowohl das Glas als auch der Deckel eine höhere Höhe benötigen. Auf der positiven Seite ist die Verpackung eine zusätzliche Attraktion für den Verbraucher, und viele von ihnen werden sie für die spätere Lagerung anderer Lebensmittel wie Marmeladen oder Gelees aufbewahren. Betrachten wir dieses Produkt im Lichte der 40 Kreativprinzipien von Altshuller, stechen folgende Prinzipien heraus: • Prinzip Nr. 3 - Lokale Qualität: Die Düse und die Form des Verschlusses wurden sorgfältig entworfen, um eine differenzierte Flasche zu bilden. • Grundsatz Nr. 4 – Symmetrieänderung (Asymmetrie): asymmetrische Düse mit Geleeausguss und: • Grundsatz Nr. 6 – Multifunktionalität (Universalität): Der Behälter kann wiederverwendet und für verschiedene Zwecke oder Funktionen verwendet werden. 24.3.2 – CHINESISCHE ASYMMETRISCHE BEHÄLTER Aus China kommt der Vorschlag von bunten asymmetrischen Behältern, um Reis, Bohnen, Zucker, Mehl und andere Kochzutaten aufzubewahren. Diese Lebensmittel, die fast täglich verwendet werden und 344 deren Menge vor der Zubereitung abgemessen werden muss, können, wenn sie in diesen Behältern aufbewahrt werden, davon profitieren, dass sie bereits mit einem dafür verwendeten Deckel geliefert werden. Abb. 24.3 – Asymmetrische Vorratstöpfe für Reis oder Bohnen, bei denen der Deckel auch als Messgerät verwendet werden kann. Asymmetrie, Level III Entspricht in der TRIZ unter den 40 Kreativ Prinzipien der Nummer 3, "Lokale Qualität". 24.3.3 - BESCHRÄNKUNGEN DES VERFÜGBAREN PLATZES ÜBERWINDEN Symmetrien und Asymmetrien sind Formen, die für die Verwendung in Behältern geeignet sind, die zur Lagerung verderblicher Produkte bestimmt sind. Bei Kühlschränken ist die Rechteck- oder Längsform selbst aus Platzgründen wichtig, aber bei der Höhe stoßen wir oft an die Grenzen des freien Platzes zwischen den Regalen. Die Nutzung des zur Verfügung stehenden Raumes ist eine wichtige Ressource in der TRIZ. Es ist ein guter Bereich für Innovationen und unter Verwendung des Innovationsprinzips Nr. 7 Matroschka könnten wir uns die Herstellung von Vorratsbehältern für Lebensmittel nach dieser Empfehlung vorstellen, aber den Innenraum des Objekts wie ein Akkordeon zu verwenden, ist auch wichtig. Im folgenden Beispiel wird der zur Verfügung stehende Platz durch das Aufklappen des Behälters für die Speisenaufbewahrung, den Rückstoß und die Selbstversiegelung generiert. Der Behälter kann vertikal in sich aufgenommen werden und schafft so Platz für andere übereinander stapelbare Behälter (Abb. 24.4). Ref.: Progressive International Co. Sammeln und Nisten sind in vielen Produkten wie diesem zu beobachten, auf Antennen, Klappschirmen usw. Inspiriert von Tieren wie Schildkröten, Gürteltieren, Weich- und Schalentieren, deren Verhalten wir leicht beobachten können, können wir viele Innovationen in ganz anderen Bereichen schaffen. 345 Die folgende Abbildung veranschaulicht den innovativen Container des genannten Unternehmens. Abb. 24.4 – Einziehbare Behälter (Matrioshka) können im Kühlschrank Platz für andere Gegenstände schaffen. Eine Demonstration der Operation ist in https://www.youtube.com In einem ganz anderen Kontext (Lösungen ändern sich, aber die Funktion bleibt) nutzen auch die Müllcontainer der Firma Molok die vorhandene Geometrie, wo sie aufgestellt werden können, in diesem Fall der Keller, ein Beispiel für die Nutzung vorhandener Ressourcen bereits im vorherigen Kapitel erwähnt: Abb. 24.5 – Müllcontainer der Firma Molok nutzen den verfügbaren Raum (unterirdisch) für Innovationen. Etwa 35% des Containers sind sichtbar. Quelle: https://www.molok.com/. Zusätzlich zu den oben genannten Prinzipien erforscht diese Innovation das Nummer-3-Prinzip (Local Quality, Symmetry, Blending and Multifunctionity) unter den 40 erfinderischen Prinzipien von Altshuller, die hier und beispielsweise in einer bekannten Symmetrie in zu sehen sind Reifen. 24.3.4 – ARBEITEN MIT UNREGELMÄSSIGEN FORMAT BEHÄLTERN Aus industrieller Sicht ist es nicht immer einfach, mit Flaschen normaler Größe von Erfrischungsgetränken in der Produktionslinie zu arbeiten, und stellen Sie sich vor, wie schwierig es sein muss, mit einer automatisierten Linie mit unregelmäßig geformten Flaschen zu arbeiten. 346 Das deutsche Unternehmen SMF (http://www.smfgmbh.com/) produziert und vertreibt vollautomatische Anlagen zur Handhabung von PET-Flaschen aller Art, egal ob symmetrische oder asymmetrische Flaschen für Getränke, Reinigungs- oder Desinfektionsmittel. Für asymmetrische Flaschen verwendet das Unternehmen eine modulare Ergänzungsbaugruppe namens BAO - Bottle Axial Orientation Module, die zur Verwendung in die Flaschenhandhabungs- und aufbereitungsgeräte eingebaut werden kann. Das Modul kann Flaschen führen, die einen Mischer verlassen, wo sie beliebig positioniert werden können, dann axial ausgerichtet und bereit sind, mit den Zutaten gefüllt zu werden, wie in Abbildung 24.7 dargestellt. Abb. 24.6 – Asymmetrische Flaschen können automatisch ausgerichtet und das Handling mit Hilfe intelligenter Software unterstützt werden. Klassifizierung: Level III, Asymmetrie. 24.3.5 - ANDERE ASYMMETRIE IN KUNSTSTOFF UND FLEXIBLE BEHÄLTER Unregelmäßig geformte Flaschen mit Rillen, die wir mit einer Hand greifen können, sind bei Reinigungsmitteln üblich, deren Verpackung fast immer asymmetrisch ist. In Brasilien sticht Embagel in São Paulo als Lieferant von Tuben für Manipulationsapotheken, pharmazeutische Labore und Kosmetikindustrie. 347 Abb. 24.7 – Weiche Verpackungen mit Symmetrien in der Frontalperspektive, die jedoch im Gebrauch unregelmäßige Formate annehmen können, werden in verschiedenen Farben und Größen von der Firma Embagel in São Paulo vermarktet. Kleine Kunststoffbehälter können in Level II von Abbildung 24.1 als teilweise symmetrisch klassifiziert werden und bilden einen reichen Bereich für Innovationen. In der Abbildung oben zeigen wir einige dieser Produkte, die von Embagel hergestellt oder importiert wurden, aus mehr als 2000 verfügbaren Artikeln. Verpackungen, die, wie erwähnt, ursprünglich für diversifizierte Industrien bestimmt waren, gingen auch in den Lebensmittelbereich und werden heute zum Verpacken von Joghurt, Käse, Quark usw. verwendet. Zu diesem Trend tragen die niedrigen Herstellungskosten, die Akzeptanz des Drucks der Firmenmarke, der Gebrauchsanweisungen usw. sowie der einfache Transport und die Verteilung an die Lebensmittelindustrie und Wiederverkäufer bei. 24.3.6 – FAHRZEUGASYMMETRIE Wenn wir von Asymmetrie bei Kraftfahrzeugen sprechen, denken wir normalerweise an die deutschen Beiwagenmotorräder, die im Zweiten Weltkrieg verwendet wurden. Heutzutage, vielleicht um die Nachfrage altmodischer Sammler und Nostalgiker zu befriedigen, haben einige Unternehmen wieder Seitenwagen-Motorräder hergestellt und Modelle wie das deutsche BMW R71-Motorrad aus dem Zweiten Weltkrieg wiederbelebt. 348 Abb. 24.8 – Motorrad mit "Beiwagen", heutzutage eine Rarität, deren Nachbildungen jedoch bei Sammlern alter Fahrzeuge sehr gefragt sind. Evolution: Stufe III – Asymmetrie: Um die Form eines Objekts zu ändern, um bestimmte Sicherheits- oder Arbeitsanforderungen zu erfüllen. Laut http://motociclismoba.blogspot.com.br war der M72 eine Kopie des Modells des BMW R71, das von der Armee von Adolf Hitler verwendet wurde und vor dem Krieg auf Wunsch von Joseph Stalin in Produktion ging. Insgesamt 9.799 Motorradmodelle halfen später der russischen Armee während der Auseinandersetzungen, um die Deutschen zu besiegen. Das Modell M72 hat eine grüne Farbe. Zur Standardausstattung der "Seitenwagen"-Version gehören eine Schaufel, ein Reserverad und eine Maschinenpistolenhalterung. Wir können dieses Beispiel als Übung zur Innovation nehmen. In einer Internetumfrage finden wir mehrere neuere Fahrräder, die das Konzept des "Beiwagens" wieder einführen und versuchen, das alte Modell fortzusetzen oder andere Verwendungen für dieses interessante Fortbewegungsmittel zu etablieren. Wir empfehlen Ihnen, diese Recherche durchzuführen und die Ergebnisse zu notieren. 24.4 – VERWEISE 1. MANN, Darrell, “Hands-on Systematic Innovation”, Ed. Lazarus Press, 2nd. Edition, 2010 – England. 2. SAVRANSKY, Semyon, “Engineering of Creativity – Introduction to TRIZ Methodology of Inventive Problem Solving”, CRC Press, 2000, USA. 3. SALAMATOV, Yuri P., “TRIZ, the Right Solution at the Right time”, Insytec, Hattem, 1999. 4. RANTANEN, Kalevi & DOMB, Helen, “Simplified TRIZ – New Problems Solving Applications for Engineers and Manufacturing Professionals”, 2nd. Edition, Auerbach Publications, Taylor and Francis Group, 2008 – USA. 5. P.-A. Verhaegen, J. D’hondt, J. Vertommen, S. Dewulf, J. R. Duflou, “Relating properties and functions from patents to TRIZ trends”, veröffentlicht in Science Direct. 349 KAPITEL 25 – FASERN Inhalt: 25.1 ZIELE 25.2 SPORTBEKLEIDUNG 25.2.1 DAS DURCHLÄSSIGE GORE-TEX-GEWEBE 25.2.2 LUFTBLASEN IN KUNSTSTOFFEN FÜR VERPACKUNGEN 25.2.3 ALTERNATIVE ZUR LAGERUNG VON WASSERSTOFF 25.3 WEITERE BEISPIELE 25.3.1 AEROGEL 25.3.2 AKTIVES GEWEBE 25.4 BEMERKUNGEN 25.5 VERWEISE Gore-TEX, durchlässiges Gewebe aus aktiven Fasern, eines der in diesem Kapitel untersuchten Produkte, das eine Vision der Nutzung der Eigenschaft im Zusammenhang mit FASERN darstellt und einige Produkte analysiert, die im täglichen Leben der Menschen nach TRIZ und INNOVATION gebräuchlich sind LOGIK. 25.1 – ZIELE Untersuchung der Anwendung von Fasern in verschiedenen Bereichen, von der industriellen Bekleidungsherstellung bis hin zur Verwendung von persönlichen Hemden. Auch der Einsatz von Schwämmen und Fasern bei der Wasserstoffspeicherung zur sauberen Energieerzeugung wird in Betracht gezogen. 350 Eigenschaft: Einfaches homogenes unidirektionales Netz, bei dem eine Sequenz an ein 2D-Netz und dann an aktive 3D-Netze übergeht. I - Homogene Textur → II - 2D Textur → III – Textur mit aktiven Elementen Abb. 25.1 - Entwicklung der homogenen Eigenschaft eines Objekts, das ein 2D-Texturnetz durchläuft und eine Matrix oder ein Fasernetzwerk aus aktiven Elementen erreicht. TRIZ geht nicht speziell auf die Fasereigenschaft ein. Von den 40 Prinzipien für Innovation stechen jedoch zwei in Bezug auf diese Eigenschaft hervor, nämlich Poröse Materialien und Verbundmaterialien. Beide haben eine direkte Verbindung zu Fasern und ihre evolutionären Aspekte sind in Abbildung 25.1 dargestellt. Kreatives Prinzip Nr. 31 von TRIZ - Poröse Materialien: • Stellen Sie ein poröses Material her oder fügen Sie poröse Elemente hinzu (Einlagen, Beschichtungen usw.). Wenn ein Objekt bereits porös ist, verwenden Sie die Poren, um eine nützliche Substanz oder Funktion einzuführen. Stoffe, die in Kleidung aus Mikrofasern verwendet werden, können Schweiß durchlassen, verhindern jedoch das Eindringen von Wasser. 25.2 – OUTERWEAR UND MÄNTEL 25.2.1 – DAS DURCHLÄSSIGE GORE-TEX-GEWEBE "Gore-Tex ist das Markenzeichen, mit dem dieses Gewebe im Volksmund bekannt ist, eine Art spezielles" Membran "Textilgewebe". Es wird häufig bei der Herstellung von Bekleidung für Outdoor-Aktivitäten verwendet. Sein Hauptvorteil ist, dass es leicht ist, kombiniert mit einer hohen Undurchlässigkeit, die vor den Auswirkungen von Wasser, Wind und Kälte schützt und eine effiziente Atmung ermöglicht, die den Abtransport von 351 Feuchtigkeit aus dem Körper, die durch körperliche Bewegung entsteht, erleichtert. Diese Bedingungen machen es zu einem Material, das in Kleidungsstücken für Outdoor-Sportarten und insbesondere für Bergsteiger verwendet werden kann.“ (Wikipedia) Abb. 25.2 - "Intelligent" elektronische Fasern wurden nicht nur in Kleidung, sondern auch in medizinischen Instrumenten, strategischen Jets, Drohnen und Robotik verwendet. highpants.net/ Diese Fasern machen das Gewebe nach der Bildung wasserundurchlässig und lassen den Schweiß an die Außenseite des Kleidungsstücks gelangen. Der Hersteller Gore & Associates ist in mehreren Ländern als permanent mit Innovation verbundenes Unternehmen tätig. Der Name stammt von der Gore-Tex-Marke des Herstellers WL Gore & Associates, einem der ersten Anbieter dieser Stoffart, und wird im Volksmund verwendet, um alle Kleidungsstücke aus ähnlichen Stoffen zu entwerfen, auch wenn sie nicht genau gleich sind. Andere Hersteller haben eigene eingetragene gleichwertige Marken. Dieses Gewebe wird auch in der Gefäßchirurgie verwendet, um arterielles oder venöses Gewebe erfolgreich zu ersetzen. In der Luftfahrt wird es als Kabelbeschichtung verwendet, da es ein viel geringeres herkömmliches Kunststoffisolationsgewicht hat. Samsung hat es auf seinem Mobiltelefon S7 (2016) verwendet und die Membran in das Mikrofon und den Lautsprecher integriert. Der Ursprung des Gore-Tex wurde in einem Artikel von Steven Kurutz, einem Reporter im Style Department der New York Time, in der Ausgabe vom 25. September 2020 unter dem Titel Robert Gore, Inventor of Gore-Tex, Is Dead at 83. „Robert Gore, ein Chemieingenieur, dessen Laborexperimente mit einem Polymer unwissentlich zur Erfindung von Gore-Tex führten, dem vielseitigen, wasserdichten Material, das in Skijacken, Aorten- 352 Stentgrafts und Raumanzügen verwendet wird, starb am 17. September in seinem Ferienhaus in Cecil County, Md. Er war 83 Jahre alt“. https://www.nytimes.com/2020/09/25/science/ Abb. 25.3 - Gore-Tex Handschuhe für Hochsicherheits Aktivitäten und strikte Isolation nach außen. Referenz: https://www.bergfreunde.de/basislager/g ore-tex/ In Abbildung 25.3 zeigt der Abschnitt einen Gore-Text-Handschuh für besondere Einsätze in rauen Klimazonen oder Umgebungen, wie sie beispielsweise bei Hochgebirgsexpeditionen auftreten, die festen Halt und perfekte Isolation erfordern. Abb. 25.4 - Timberland-Marke der Linie "Trail Force Sapphire Alamo", die GORE-TEX-Gewebe verwendet. 25.2.2 - LUFTBLASEN IN KUNSTSTOFFEN FÜR VERPACKUNGEN Das übliche Hinzufügen von Luftblasen (eine kostenlose Ressource) zu bestimmten laminierten Kunststoffen ist eine bekannte Verwendung zum Schutz von Verpackungen. Diese Platten, die ursprünglich zum Schutz von Besteck in Verpackungen entwickelt wurden, wurden immer anspruchsvoller und haben sich so entwickelt, dass sie die Form des zu schützenden Objekts annehmen. 353 Abb. 25.5 - Allgemeine Anwendung von Luftpolsterfolie Material nach TRIZ-Prinzip 31, das sich auf poröse Materialien und deren Verwendung bezieht. Auch Styropor, nichts anderes als Polystyrol in Schaumstoffen, macht die Luft zu einem seiner Bestandteile. "Polystyrol oder Styropor, ist ein synthetisches aromatisches Polymer, das aus Styrol monomer hergestellt wird, einer Flüssigkeit, die aus der petrochemischen Industrie stammt. Das Polystyrol kann starr oder geschäumt sein, aber im Allgemeinen ist das in seiner Form weiß, hart In Anbetracht seines Gewichts ist es ein billiges Harz und wird häufig als wirksame Barriere gegen Sauerstoff und Wasserdampf verwendet, da es einen relativ niedrigen Schmelzpunkt hat. Polystyrol ist einer der an den weitesten verbreiteten Kunststoffen der Welt und produziert jährlich Millionen Tonnen davon. Es kann von Natur aus transparent sein, wird aber normalerweise mit Farbstoffen gefärbt und wird oft als Schutzverpackung verwendet. (Info Escola). 25.2.3 – SPEICHERN VON WASSERSTOFF IN FASERN Es gibt immer noch wenige Nutzfahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb, die Wasserstoff verwenden, der als Kraftstoff in Strom umgewandelt wird und Wasserdampf im Abgas ausstößt, und diese vielversprechende, leistungsstarke und saubere Technologie könnte in den kommenden Jahren einen großen Unterschied machen. WASSERSTOFFSPEICHERUNG IN FASERN Die gebräuchlichste Modalität der Wasserstoffspeicherung für den Automobilantrieb besteht darin, sie in flüssiger Form in Hochdruck-Kohlefasertanks wie im Toyota Mirai zu verwenden. Im Falle eines Unfalls ist reiner Wasserstoff jedoch sehr gefährlich und kann leicht explodieren, wenn er so gespeichert wird. 354 Ein weiterer negativer physikalischer Aspekt ist, dass Wasserstoff auch Korrosion und Brüche in Metallen verursachen kann, die in verschiedenen Teilen von Automobilen vorhanden sind. Aufgrund der Schwierigkeit, Wasserstoff in Hochdrucktanks zu speichern, wurde eine Speicherlösung in Schwämmen erforscht, die Wasserstoff in ihren Fasern aufnehmen können. Dabei handelt es sich um eine Art Wasserstoffspeicherung, die sich in den letzten Jahren weiterentwickelt hat und voraussetzungen für ihre sichere Speicher- und Transportkapazität bietet. Abb. 25.6 – Vorausschauend auf die Zukunft: "Elektrofahrzeuge mit Wasserstoff-Brennstoffzellen haben im Vergleich zu ihren batteriebetriebenen Äquivalenten noch viel zu tun. Aber die Verbesserungen in der Wasserstofftechnologie sind schnell. Die neueste Entwicklung kommt durch die National Laboratories of Sandia zu uns und beinhaltet ein neues schwammiges Material mit ungewöhnlichen Eigenschaften: die Verwendung von Schwämmen, um Wasserstoff in ihren Lücken zu speichern, wie in TRIZ vorgeschlagen. Lesen Sie mehr in: https://www.triplepundit.com/story/2017/scientists-invent-hydrogen-sucking-spongefuel-cell-evs/19381 355 Abb. 25.7 - Schematische Darstellung des Funktionsprinzips einer Brennstoffzelle Quelle: TU GRAZ: GRAZ UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, Home - TU Graz Die Verwendung von Schwämmen und Fasern, die mit bestimmten metallischen Hydriden imprägniert sind, die Wasserstoff zurückhalten, kann eine Sicherheitsmöglichkeit bei der Handhabung sein, wenn sie für die Lagerung bestimmt sind. In diesem Fall erfolgt die Speicherung von Wasserstoff mittels metallischer Hydride oder Nitrite (Stickstoffionen, N3), die als Nano-Stützrohre und Nano-Carbonfasern, Glasmikrosphären und bestimmte Polymere (Kunststoffe) verwendet werden, die ihre sichere Lagerung bei niedrigen Drücken ermöglichen. (<10 Bar) ". http://www.ap2h2.pt/index.php (*) Nitrite und Graphen, eine neu entdeckte Substanz, können die Grundlage für die Entwicklung sauberer Energiequellen der Zukunft beschleunigen. In Brennstoffzellen kann Graphen als Katalysator für Wasserstoff in der Luft verwendet werden, der Protonen in Brennstoffzellenreaktionen leitet, um die Energie zu erzeugen, die in einer Automobilanwendung unverzichtbar ist. (*) Nitrite sind binäre Verbindungen, die Stickstoff und ein Metall verwenden. 356 Quelle: “Graphene models and nano-scale characterization technologies for fuel cell vehicle electrodes”, Yong Li und Andere, veröffentlicht in Science Direct, 2014. Abb. 25.8 - Nitrite und Graphen bildende aktive Elementnetze können als Katalysatoren für positive Ionen (Protonen) von Membranen in Wasserstoffzellen wirken und die Effizienz und Haltbarkeit dieser Zellen erhöhen. Struktur mit aktiven Elementen Faserspektrum Level III. Die Anzahl der Eigenschaften dieses Elements ist vielfältig. Wir können auch die ökologische Effizienz wie die Reduzierung der Toxizität, die Rückgewinnung von Materialien und die Nachhaltigkeit von Ressourcen in einer erweiterten Interpretation des Prinzips Nummer 24 in TRIZ, Mediator, berücksichtigen. 25.3 – WEITERE BEISPIELE 25.3.1 – AEROGEL Die Aerogele gehören zu den leichtesten existierenden festen Materialien. Sie werden hergestellt, indem die flüssige Komponente eines Gels durch ein Gas ersetzt wird, wodurch seine Dichte extrem niedrig wird und sogar der Spitzname "gefrorener Rauch" erhalten wird. (1) 357 Abb. 25.9 – Aerogel oder „gefrorener Rauch“ (Quelle: Infoescola.com) → III – Mesh 3D mit aktiven Elementen. Vor kurzem haben Forscher eine Art Aerogel entwickelt, das von den Füßen bestimmter Insekten inspiriert ist, die auf der Wasseroberfläche laufen. Das Material ist so leicht, dass ein Boot aus 454 Gramm Aerogel etwa 454 kg Fracht transportieren könnte. Das Aerogel wurde von einem Team der Technischen Universität Helsinki in Finnland entwickelt und enthält kleine Fasern, sogenannte Nanofasern, die aus pflanzlicher Zellulose gewonnen werden. Abb. 25.10 – Natur als Inspiration: Bestimmte Arten von Eidechsen und einige Insekten mit mit Luftblasen bedeckten Füßen, die auf Wasser laufen können, haben einige Formen von Aerogelen inspiriert. Fasern: 3D-Mesh mit aktiven Elementen: Erhöht die Schwimmfähigkeit. Das Vorhandensein der Fasern ermöglicht es dem Aerogel, nach den gleichen Prinzipien zu schweben, die von verschiedenen Insektenarten und kleinen Tieren, die auf dem Wasser laufen können, angewendet werden, wobei die Füße mit winzigen Haaren und Fasern bedeckt sind, die Luftblasen zurückhalten und so helfen, ihr Gewicht zu verteilen durch Wasser und vermeidet ein Aufbrechen der Oberflächenspannung. Einmal vermarktet, könnte Aerogel in Militärrobotern, Drohnen, Sensoren zur Erkennung von Umweltverschmutzung, Wasserspielzeug oder Strandschwimmern Verwendung finden. Da es große Mengen Öl aufnehmen kann, eignet es sich für die Reinigung von Ölverschmutzungen auf See. Referenz: http://www.gizmag.com 25.3.2 – HEMDEN AUS AKTIVEN STOFFEN In letzter Zeit wird immer mehr Kleidung mit aktiven Stoffen angeboten, einige für den täglichen Gebrauch und andere für besondere Anlässe. 358 Aktive Stoffe werden häufig von Asphaltarbeitern auf Straßen, Verkehrswachen oder Rettungskräften verwendet, die helle Kleidungsstücke benötigen, die Licht emittieren oder reflektieren können, egal ob vom Stoff selbst oder nicht. Aktive Gewebe, die mit Substanzen entwickelt wurden, die aufgrund von Temperaturänderungen ihre Farbe ändern können, verwenden eine als Thermochromie bekannte Eigenschaft und haben zusammen mit Asbest Hinweise auf die Zusammensetzung der Kleidung von Arbeitern, die in der Nähe von Schmelzöfen in Gießereien arbeiten. Es gibt zwei Arten: Stoffe mit Flüssigkristallen und Gewebe, die mit Farbstoffen behandelt werden. Hemden und andere Kleidungsstücke, die ihre Farbe ändern können, werden derzeit von mehreren Unternehmen hergestellt, darunter das American Seatle T-Shirt, das die Herstellungsrechte von Generra (Hypercolor T-Shirts) erworben hat, einem Unternehmen, das das Verfahren patentiert hat. HINWEIS: HERSTELLUNGSPRINZIP Der Farbwechsel von Hypercolor Hemden basiert auf der Kombination zweier Farben: der Farbe des gefärbten Stoffes, die konstant bleibt, und der Farbe des Chrombegriffs Farbstoff. Tröpfchen der Farbstoffmischung, auch chromatischer Begriff genannt, werden in transparente Mikrokapseln mit einem Durchmesser von wenigen Mikrometern eingebracht, die an den Fasern des Gewebes befestigt sind. Die Kapseln werden dann in thermochrome Tröpfchen umgewandelt, die tatsächlich eine Mischung aus verschiedenen Chemikalien und einem in Dodecanol gelösten Ammoniumsalz als Lösungsmittel sind. Zusammen gehen diese Reaktionspartner als Reaktion auf Temperaturänderungen eine reversible chemische Reaktion ein, die zu Farbänderungen in der Kleidung führt. Level I – Homogen – Shirt mit Fasern in einem Level II – Elastische Level III – Wechselbluse 359 Nur Richtung. Baumwollbluse mit Fasern in 2 mit aktiven Elementen, mit 3- Richtungen. dimensionalen Fasern. Abb. 25.11 - Hemden aus aktiven Stoffen von drei verschiedenen Firmen. In dieser Figur sind die Evolutionsgrade des FIBERS-Spektrums gezeigt. Der rechte Pullover, der seine Farbe mit der Temperatur ändert, wird derzeit von der amerikanischen Firma Seatle T-Shirt, Nachfolger von Generra, N.Y., hergestellt. 25.4 – BEMERKUNGEN (1) AEROGEL - Aerogel ist ein aus einem Gel gewonnener fester, poröser Kunststoff, bei dem die flüssige Komponente des Gels durch Gas ersetzt wird. Das Ergebnis ist ein Feststoff mit extrem niedriger Dichte und Wärmeleitfähigkeit. Aufgrund seiner Eigenschaften wird es auch "gefrorener Rauch", "feste Luft" oder "blauer Rauch" genannt, hauptsächlich wegen seiner durchscheinenden Natur und der Art und Weise, wie sich das Licht durch das Material ausbreitet, obwohl es bei Berührung an expandiertes Polystyrol (Styropor) erinnert. Dieses Material wurde erstmals 1931 von Samuel Stephens Kistler als Ergebnis einer Herausforderung mit einem Freund entwickelt, um zu sehen, wer die flüssigen Gelees durch Gas ersetzen könnte, ohne eine Kontraktion oder eine Abnahme zu verursachen. Aerogel wird hergestellt, indem die flüssige Komponente durch überkritisches Trocknen aus einem Gel extrahiert wird. Dadurch kann die Flüssigkeit langsam getrocknet werden, ohne dass die feste Gelmatrix zusammenbricht, wie dies beim herkömmlichen Verdampfungsprozess der Fall wäre. Die ersten Aerogele wurden aus Kieselgel hergestellt. Die neuesten Designs von Kistler basieren auf Aluminiumoxid, Chromoxid und Zinndioxid. Carbon-Aerogele wurden Ende der 1980er Jahre entwickelt. Die Aerogele sind eine ausgezeichnete Wärmedämmung, da sie zwei der drei Formen der Wärmeübertragung (durch Konvektion und Leitung) vollständig aufheben können und nicht nur die Strahlung isolieren können. Sie sind gute Isolatoren, weil sie fast ausschließlich aus Gas bestehen und die Gase die Wärme schlecht leiten. Kieselsäure-Aerogel eignet sich besonders gut als Wärmedämmung, da Kieselsäure die Wärme schlecht leitet. Ein metallisches Aerogel ist dagegen weniger effektiv bei der Wärmeisolierung. Aerogele sind gute Konvektionshemmer, weil die Luft nicht durch ihre Gitter zirkulieren kann, aber sie können die Strahlung nicht isolieren, weil die Infrarotstrahlung, die Wärme übertragen kann, durch ihre 360 Struktur dringen kann. (Quelle: http://www.infoescola.com/materiais/aerogel/). 25.5 – VERWEISE 1. ORLOFF, Michael, “Modern TRIZ, A Practical Course with EASyTRIZ Technology”, Ed. Springer, 2012, Berlin, Germany 2. AULIVE.com, site Patent Inspiration, www.patentinspiration.com 3. GADD, Karen, “TRIZ for Engineers – Enabling Inventive Problem Solving”, Ed. John Wiley, 2011. 361 KAPITEL 26 – FLÜSSIGKEIT ZUM SPRÜHEN Inhalt: 26.1 ZIELE 26.2 EINLEITUNG 26.3 BEISPIELE FÜR DIE ENTWICKLUNG VON FLÜSSIGKEITEN ZUM SPRAY 26.3.1 SPRINKLER ZUM FEUERLÖSCHEN, EINEN WIDERSPRUCH IN TRIZ . ÜBERWINDEN 26.3.2 IN GÄRTEN VERWENDETE SPRINKLER 26.4 FALLSTUDIE: AGROSMART 26.6 NEBELDUSCHE 26.7 KLEID AM KÖRPER ANZUGEBEN 26.8 ENTWICKLUNG ZUM KLEBERSPENDER 26.9 BEMERKUNGEN 26.10 VERWEISE Bild: Farbige Fasern der Firma Fabrican, die ein Verfahren zur Herstellung von Stoffen durch Sprühstrahl patentiert haben. 362 Dieses Kapitel bietet einen Überblick auf den Übergang von FLÜSSIG zu MIST oder SPRAY gemäß TRIZ und Innovation Logik, wobei einige Produkte analysiert werden, die im täglichen Leben der Menschen gebräuchlich sind. 26.1 – ZIELE: Untersuchung der Eigenschaften des FLÜSSIG-SCHAUM-Spektrums in Innovation Logik und Verbindungen zu TRIZ. Innovation Logic Evolution: Von Deodorants bis hin zu Wandfarben und anderen gängigen Produkten ist die Welt der Sprays differenziert und voller Innovationsmöglichkeiten. → I- Flüssig → II - Segmentierte Flüssigkeit III - Dampf, Nebel, Schaum oder Spray Abb. 26.1 - Von Flüssigkeit zu Nebel: Deodorants, Insektizide, Farben und andere erstaunlich einfache kommerzielle Produkte, die Spray verwenden, sind gängige Beispiele für diesen Trend. 26.2 – EINFÜHRUNG Viele TRIZ-Experten sind sich einig, dass praktisch alle Methoden, Algorithmen und Verfahren der Methodik von Genrich Altshuller nichts anderes als Heuristiken sind, also Verfahren, die kreatives Denken objektiver und gezielter lenken können als einfaches Brainstorming. Viele der hier diskutierten Evolutionstrends und Lösungen sind durch die Inspiration und den Einfallsreichtum der Menschen entstanden, aber viele stammen aus Methoden, die zum TRIZ-Kontext gehören oder abgeleiteten Methoden, aus Patentuntersuchungen, Laborforschung, Instituten, Universitäten und Industriezentren. Professor Michael Orloff von der Technischen Universität Berlin und Gründer der Modern TRIZ Academy sagt, dass die TRIZ darauf abzielt, in den Menschen eine neue Sichtweise der Welt zu schaffen, Probleme zu analysieren und sie effizient und effektiv zu lösen: „Die Entwicklung der Zivilisation in unserer Zeit wird technogener und technokratischer. Technische Artefakte selbst werden vielfältiger und komplexer. Die Schaffung neuer Ideen für die Entwicklung von Techniken und Technologien erfordert effektiveres Denken. Das neue Denken muss noch intensiver werden. Aber vor allem sollte kreatives Denken konstruktiver sein. Eine neue kreative Technologie des effektiven Denkens ist erforderlich, um Motivation mit objektivem Wissen und Talent mit dem systematischen Management erfinderischer Prozesse zu verbinden.“ Referenz: http://www.modern-triz-academy.com/triz.html 363 Ein effektives, effizientes und intensives Denken hat die Suche nach Innovation auf der Grundlage dieser Prinzipien unterstützt. 26.3 – VON FLÜSSIGKEIT ZUM SPRAY EVOLUTION: BEISPIELE In TRIZ sind evolutionäre Tendenzen in einer Vielzahl von Anwendungen präsent, wahrnehmbar und zugänglich für Menschen, die sie durch das schrittweise Kennenlernen ihrer Methoden in vielen Veranstaltungen und Installationen sofort erkennen. Es ist seit langem bekannt, dass die wirksamste vorbeugende Maßnahme bei der Brandbekämpfung in Gebäuden die Installation von Sprinklern an den Decken der Flure ist, die Wasserdampf und andere Substanzen in Form von Nebel oder Nebel zur Brandbekämpfung abgeben können. Die TRIZ kann uns die Quellen nennen, in denen diese Form des Brandschutzes Inspiration gesucht hat, wie wir weiter unten sehen werden. 26.3.1 –SPRINKLER BEI DER FEUERBEKÄMPFUNG, ÜBERWINDEN EINES WIDERSPRÜLS IN TRIZ „Bei der Brandbekämpfung werden wir immer Wasser brauchen und andererseits auch nicht. Dies ist ein Widerspruch in der TRIZ – viel Wasser, wenig Wasser – der sich daraus ergibt, dass Wasser Feuer bekämpft, aber auch Dokumente, Möbel und Installationen außer Kraft setzt, die nicht von nahen Flammen getroffen wurden und erhalten werden müssen“ (2). Dies ist ein Widerspruch, der in der TRIZ der Stufe III des Spektrums von Abbildung 26.1 entspricht. Seine Lösung, die ein Beispiel für den Übergang von Flüssigkeit in Nebel ist, liegt in der Verwendung von Sprinklern für das Feuer. In diesem Fall ist der Nebel effizienter und vorteilhafter als der Wasserstrahl aus Löschschläuchen, da Sprinkler als "ständige Brandwächter" angesehen werden können, die automatisch mit Sensoren arbeiten, die die Register unter Druck öffnen, wenn die lokale Temperatur über 65 ° C steigt Grad. Die Feuerwehrindustrie ist ständig auf der Suche nach Neuheiten in diesem Bereich, da der Brandschutz in vielen Ländern dieses Produkt in öffentlichen Gebäuden und Wohngebäuden obligatorisch macht. Die folgende Abbildung zeigt einen „Sprinkler“ und einen Rauchmelder für die Deckenmontage. Laut der Unternehmenswebsite Excomer, die mit Feuerwehranlagen arbeitet, "Der Sprinkler ist eine Weiterentwicklung des Rauchmelders, weil er diesen Mechanismus für seinen Betrieb verwendet, aber er wird auch durch die Temperaturregelung ausgelöst. Zusammen bilden Rauchmelder und Sprinkler ein hocheffizientes System, wenn eine erhöhte Temperatur vorhanden ist oder die Gefahr droht der Ausbreitung eines Feuers durch Rauch“. 364 Abb. 26.2 - Ein Sprinkler und ein Rauchmelder. Sie werden normalerweise an der Decke und nahe beieinander installiert. → Einstufung: Stufe III Figure 26.2 – Sprinkler und Rauchmelder, Referenz: http://www.antincendiosames.com Im oben dargestellten Fall erkennt der Sprinkler das Vorhandensein eines Feuers, wenn die Umgebungstemperatur über 60 Grad Celsius steigt und kann in Verbindung mit dem sichereren und von Feuerwehren empfohlenen Rauchmelder arbeiten. Rauch kann optisch oder durch physikalische Prozesse (Ionisation) erkannt werden und Rauchmelder können beide Methoden verwenden. Idealerweise sollte der Sprinkler auch ein Rauchmelder sein, eine zum Patent angemeldete Innovation. Eine Google-Patentrecherche ergab, dass es Anfang 2019 1.150.742 angemeldete Patente für Sprinkler und deren Komponenten gab. 26.3.2 – IN GÄRTEN VERWENDETE SPRINKLER Es gibt auch Sprinkler für Gärten, die auf größere Wassereinsparungen abzielen und sich vollständig automatisieren lassen, über die Fernbedienung per Handy, was wir bereits beim Einsatz von IoT in der Agrarindustrie gezeigt haben. Heutzutage, wenn in Gärten oder auf Plantagen Wasser gespart werden muss, tun rotierende Sprühdüsen auch Pflanzen gut, beschädigen deren Blätter oder Früchte nicht und sind aus diesem Grund weit verbreitet. 365 Abb. 26.3 – Ein Sprinkler für den Garten, ein Produkt, das wir leicht im Internet finden können. → Nebel, Stufe III 26.4 – FALLSTUDIE: AGROSMART Agrosmart is the Brazilian company that drew attention to plans to expand the company to Latin America and Africa in 2017. Reference Infomoney refers to a recent innovation in the field of plant watering: http://www.infomoney.com.br. Abb. 26.4 – Anwendung der Firma Agrosmart zur Kontrolle von Plantagen durch IoT. Wir haben dies in einem vorherigen Kapitel gesehen, wenn wir "Internet of Things" gesprochen haben. Klassifizierung: IoT, ferngesteuert mit Nebel oder Spray. → Level II und III Nach Angaben des Unternehmens überwachen in Plantagen installierte Sensoren mehr als 10 Umweltvariablen, die für jede Fraktion der angebauten Pflanzen spezifisch sind. Alle Daten werden im Feld gesammelt und automatisch über das Internet an Leitstellen gesendet. In großen Gebieten werden Drohnen auch eingesetzt, um spezifische Probleme zu untersuchen, die auf Plantagen auftreten können, als zusätzliches Werkzeug neben anderen, die bereits zum Alltag vieler Unternehmen gehören. 366 Abb. 26.5 - Der Einsatz von Drohnen beim Versprühen von Insektiziden in ausgedehnten Plantagen oder in der Lage, genaue Filmaufnahmen durchzuführen, bietet der Agrarindustrie neue Perspektiven für Überwachung und Wachstum. 26.5 – NEBELDUSCHE Ein ungewöhnliches Anwendungsbeispiel für Nebel, das durch die Übertragung von Eigenschaften aus der Dampfsaunaumgebung auf den häuslichen Gebrauch inspiriert werden könnte, ist die Nebeldusche von Abbildung 26.6. Hier hilft eine solche vom Start-up Nebia entwickelte Dusche neben einem wohltuenden Bad, das an das berühmte Haman erinnert, ein Dampfbad, das in der Türkei genutzt wird, wo Wassersparen ein tägliches Bedürfnis ist. Abb. 26.6- Duschmarke Nebia, entworfen vom gleichnamigen Startup. → Nebel, Stufe III 367 Die Grundidee dieser einzigartigen Dusche ist die Aufteilung des Wassers in Tröpfchen, im Gegensatz zur typischen Methode der Wasserversorgung aus gewöhnlichen Duschen. „Die Originalversion kostete in den USA etwa 500 Dollar. Einige Jahre später hat sich Nebia mit dem renommierten Wasserhahnhersteller Moen zusammengetan, um eine viel zugänglichere Version für 199 US-Dollar zu erhalten. (Auf Kickstarter können Sie es derzeit für einen Rabatt von 40 US-Dollar vorbestellen)“. Referenz: https://www.wired.com/review/nebia-by-moen-showerhead/. Nach Angaben des Unternehmens: "Dies ist anders als bei jeder Dusche, die Sie je erlebt haben. Die H2MICRO ™ -Technologie zerstäubt Wasser in Millionen von Tröpfchen, um eine 10-mal größere Oberfläche als bei einer normalen Dusche zu schaffen. Mehr Wasser kommt mit Ihrem Körper in Kontakt und hinterlässt ein sauberes und hydratisiertes Hautgefühl." Quellen: http://hiconsumption.com/2015/08/nebia-shower/ und https://nebia.com/ Abb. 26.7 und 26.8 - Dusche Nebia und Komponenten, Level III des Spektrums von LIQUID bis FOG. 26.6 – EINSTELLBARE KLEIDUNG SPRAY Fabrican ist ein Spray in einem Kanister, entworfen von Dr. Manoel Torres und entwickelt im Department of Chemical Engineering des Imperial College, London. Es besteht aus unter Druck stehenden flüssigen Baumwollfasern, die sich bei Kontakt mit dem Körper zu einer an die Haut anpassbaren Kleidung verfestigen. Es ermöglicht nicht nur die Gestaltung anpassbarer Kleidungsformen, sondern kann auch leicht entfernt werden, wenn eine Person sich ausziehen muss. Darüber hinaus ermöglicht die Technologie das Einfügen weiterer Elemente, die diffus verwendet werden können, wie z. B. Parfums. Um andere Anwendungen wie medizinische Anwendungen, Feuchttücher und Polster für Möbel und Autos zu erforschen, gründete Dr. Torres seine eigene Firma, Fabrican Ltd. 368 Abb. 26.9 - Einfacher anzubringen: Kleidung, die am Körper haftet, eine einzigartige Idee. Innovation Logik Spektrum: III – Nebel oder Spray. Diese Erfindung kann sogar zur Schaffung eines neuen Antiseptikums oder Analgetikums zusammen mit dem Verband auf Fasern führen, die nicht an der Wunde kleben, alles vollständig sterilisiert. Man kann sogar ein Band darüber legen, um mehr Schutz zu bieten, und die Schicht direkt in Kontakt mit einer offenen Wunde für eine heilende Wirkung. Es kann auch zum Bau von dekorativen Paneelen verwendet werden, wie rechts gezeigt. Wir glauben, dass wenige Menschen bereit sein werden, diese Kleidungsstücke im Alltag zu tragen, aber die Erfahrungen gelten für die Entwicklung anderen daraus abgeleiteten Produkten. Weitere Informationen: Fabrican Ltd., London - Fashionable Technology Research Consortium - Visionäre Einblicke in die Epidermis-Technologie. Andere Referenzen: https://www.engadget.com/de-2010-11-18-fabrican-kleidung-aus-der-spruhdoseauf-dem-laufsteg.html 26.7 – KLEBESPENDER EVOLUTION I - Flüssigkeit: Gummiarabikum, ein einfacher Kleber für Haushalt und Schule. II – Holzleim, eine Flüssigkeit, III - Sprühkleber, zum die in zwei separaten Tuben Verkleben von Oberflächen. verkauft wird und deren Inhalt Da es im Spray ist, vereinfacht bei Kontakt fest wird. es die Klebearbeit. Abb. 26.10 - Drei Klebstofftypen gemäß der Evolution Sequenz des LIQUID TO MIST-Spektrums. 369 Dies ist ein einfaches Industrieprodukt, das jedoch nicht nur nach der Art des Klebstoffs, sondern auch in Abhängigkeit von den im Produkt enthaltenen Komponenten und der verwendeten Formel eine progressive Entwicklung und Differenzierung erfahren hat. Schularbeiten, Holz, Gummi und andere Anwendungen, die wenig Klebstoff verbrauchen, verwenden einfache Verpackungen, die in Design und Farben attraktiv sind. In Mauerwerk und Architektur werden zum Verkleben von Dielen und anderen Böden größere Mengen Leim für diese Zwecke in Gallonen verkauft, die große Mengen erreichen können. Abbildung 26.12 zeigt die drei Klebstofftypen, die jeder der spektralen Eigenschaften von Abbildung 26.1 am Anfang dieses Kapitels entsprechen. 26.8 - VERWEISE 1. ORLOFF, Michael, Modern TRIZ, A Practical Course with EASyTRIZ Technology, Ed. Springer, 2012, Berlin, Germany. 2. RANTANEN, Kalevi & DOMB, Ellen, “Simplified TRIZ – New Problem Solving for Engineers and Manufacturing Professionals, 2nd. Edition, Auechbach Publications, Boca Raton, USA, 2008. 3. AULIVE.com, site Patent Inspiration, in www.patentinspiration.com 4. The TRIZ Journal – The Contradiction Matrix and the 40 Principles. 5. AULIVE, Simon Dewulf´s Center for Innovation. 6. DIVA, Directed Variation, https://triz-journal.com/product-dna-and-the-property-function-matrix/ 7. GADD, Karen, “TRIZ for Engineers – Enabling Inventive Problem Solving”, Ed. John Wiley, 2011. 370 KAPITEL 27 – FLÜSSIGKEIT BIS SCHAUM Inhalt: 27.1 ZIELE 27.2 EINLEITUNG 27.3 BEISPIELE 27.3.1 SPEZIELLE BRANDBEKÄMPFUNGSFAHRZEUGE, DIE SCHAUM VERWENDEN KÖNNEN 27.4 SCHLACKE IN INDUSTRIEÖFEN 27.5 SEIFE, EIN PRODUKT, DAS IN EINER DER DREI STUFEN SEIN KANN 27.5.1 PORTABILITÄT, EINE INNOVATION BEI SEIFENSPENDERN 27.6 L'OCCITANE FEUCHTIGKEITSÖLE 27.7 POLYPROPYLENSCHAUM FÜR BESCHICHTUNGEN UND PLATTEN 27.8 SCHÄUME UND CHANTILLY CREME: TRANSFORMATIONEN IM LEBENSMITTELBEREICH 27.9 VERWEISE Bild: L'OCCITANE Spezialöle, die beim Baden zu wohligen Schäumen werden, ein Sonderfall der Abfolge der drei Phasen des Spektrums, die in diesem Kapitel betrachtet werden. http://br.loccitaneaubresil.com 27.1 – ZIELE Untersuchung der Entwicklung der Spektrum Eigenschaften von LIQUID zu FOAM in Innovation Logik und Verbindungen mit TRIZ und berprüfen Sie die 20 Spektrumeigenschaften 27.2 – EINLEITUNG 371 Die Forschung in großen Labors hat die Technologie auf die Entwicklung neuer Materialien mit geringer Dichte, geringem Gewicht und hoher Haltbarkeit für eine Vielzahl von Anwendungen konzentriert. Von der Weltraumforschung bis hin zu Bereichen wie der Brandbekämpfung in Raffinerien und Ölanlagen wurde die Verwendung von wässrigem Film oder Schaum, bekannt als AFFF, erfolgreich eingesetzt, da die Fluorverbindungen in seiner Formel dazu beitragen, die Feuerlöschfähigkeit zu erhöhen. Dieses Thema ist relativ neu und die Verwendung dieser Schäume, oft in Form von Trockenchemikalienpulver, ist aufgrund von Umweltschäden noch recht umstritten. Wenn jedoch die Umwelt oder das Leben von Menschen auf dem Spiel stehen, kann die Verbrennung großer Ölmengen weitreichendere Schäden verursachen als die von Löschschäumen. Hier haben wir ein Dilema, einen Widerspruch, für den die TRIZ Lösungen finden kann, indem sie aktuelle Tabellen wie die neuen Versionen von Darrell Mann & Simon Dewulf im Research Gate unter dem Titel "Updating the Contradiction Matrix" verwendet. SPEKTRUM: VON FLÜSSIGKEIT ZUM SCHAUM Evolution: Evolution: Wenden wir uns dem letzten Muster der Abbildung unten zu: Schaumstoffe stehen im Mittelpunkt neuer Technologien sowohl für Verpackungen als auch für die Brandbekämpfung. Mit einer Vielzahl von Anwendungen können sie Ausgangspunkt für zahlreiche industrielle und praktische Lösungen sein, die in mehreren Innovationsfeldern hervorzuheben sind. I – Flüssig → II – Flüssigkeit mit Blasen → III – Schaum Abb. 27.1 - Entwicklung von reiner Flüssigkeit zu Blasen und schließlich zu Schaum 27.3 – BEISPIELE 27.3.1 – SPEZIELLE BRANDBEKÄMPFUNG FAHRZEUGE, DIE SCHAUM VERWENDEN KÖNNEN Magirus, ein Unternehmen mit Sitz im deutschen ULM, das über die Firma IVECO eine Niederlassung in Brasilien hat, ist seit vielen Jahren in einer Marktnische, der Brandbekämpfung, tätig. 372 Dieses Unternehmen ist in den wichtigsten Städten der Welt weit verbreitet und hat in unserem Land kürzlich ein effizientes Feuerwehrfahrzeug für den Einsatz auf Flughäfen entwickelt, das spezialisierten Feuerwehren hilft, schnell und effizient auf Notfälle zu reagieren. Abb. 27.2 - Dragon Series Truck von Magirus, der bei der Brandbekämpfung mit Spray, Wasser, Schaum oder Pulver arbeiten kann. → Schaum, Stufe III im Evolutionsspektrum Star im Portfolio der Feuerwehrprodukte auf Flughäfen sind nach eigenen Angaben die Spezialfahrzeuge der DRAGON-Baureihe, die in drei Basismodellen erhältlich sind: DRAGON X4, DRAGON X6 und SUPERDRAGON X8. Dem Bericht zufolge „ist das Einzigartige an dem Fahrzeug, dass es schnell auf einen Unfall reagieren kann, indem es Wasser, Schaum oder Pulver schleudert und mehr als 9.000 Liter Wasser pro Minute über eine Entfernung von bis zu 100 Metern pumpt, alles mit einer Geschwindigkeit bis 70 km/h“. In Absprache mit Google Patents über die Verwendung von Schaum in der Brandbekämpfung fand es am 10.11.2021 unter dem Begriff "Foam for Firelöschung" (Foam for fire extinguishing ) 137.420 Patente gegen Feuer, was sich als hochaktiver Bereich der Forschung und Entwicklung erwies von neuen Produkten. Eines dieser Patente, "On Board Vehicle Fire Protection System", das erste seiner Art auf der Liste, zeigt die Bedeutung der Verwendung von Schaum zum Löschen von Bränden, bei denen das Gerät an Bord von Flugzeugen, Zügen und anderen Passagierfahrzeugen installiert werden kann": 373 BEZEICHNUNG: US Patent No. US3465827A, USA, by Murray R. Levy M. Shinbaum and John Strance: OF ARICA Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Brandschutzausrüstung und insbesondere auf ein bordeigenes Brandschutzsystem aus hochexpandierendem Schaum und ein lebenserhaltendes System für Flugzeuge. Abb. 27.3 – Registered patent image for a foam injection system on board passenger vehicles, published in Google Patents. Zugang in 05/15/2019. → Schaum, Stufe III Referenz: https://patents.google.com Obwohl die hier beschriebene Erfindung für ein Verkehrsflugzeug mit einem ausgedehnten Passagierkabinenbereich konzipiert wurde, hat sie viel breitere Anwendungen und kann gleichermaßen nützlich sein, beispielsweise in Zügen, Bussen, Schiffen oder zum Schutz von Personen auf engstem Raum ". 27.4 – HOCHOFENSCHLACKE Die Hochofenschlacke ist ein "erstarrter" Schaum, der zu den Produkten passt, die nach dem Spektrum von Abbildung 27.1 klassifiziert sind. 374 Laut Prof. Prof. John M. Vanderley von der School of Civil Engineering der USP, São Paulo, verlässt die Schlacke den Hochofen in Form einer viskosen Flüssigkeit mit einer Temperatur zwischen 1350 ° C und 1500 ° C mit 1700 KJ / kg Wärmeenergie. Bei langsamer Abkühlung geht diese Energie an die Atmosphäre verloren und wird durch die Kristallisation der Flüssigkeit abgegeben, wobei Schaum und Kristalle wie Merwinit, Melilit, Dicalciumsilikat, Diopsid (in sauren Schlacken) und andere Nebenprodukte entstehen. Im kristallinen Zustand hat die Schlacke kein Agglomerationsvermögen und wird in diesem Fall als Zuschlagstoff für Beton, Pflaster und Gleisschotter verwendet. In Bereichen und Böden, in denen das Gewicht ein zu vermeidender Faktor ist und aus Gründen der Sicherheit der Bauwerke Materialeinsparungen erforderlich sind, füllt der Schlackeschlamm Leerräume sehr gut aus und lässt eine dünne Zement- oder Wärmedecke darauf sitzen, so dass die Veredelung durch das Verlegen von Fliesen oder Bodenbelägen erfolgen kann. Da es sich um ein Produkt handelt, das, wenn es bestimmungsgemäß entsorgt wird, dazu neigt, die Umwelt zu verschmutzen, hat die Bauindustrie diesen Schlamm mit großem Erfolg für die Herstellung von Ziegeln verwendet. (Referenz 1). Der Einsatz von Schlackeschlämmen im Hochbau findet täglich neue Anwendungen und wichtige Materialien können genutzt werden, um neue Anwendungen und Innovationen zu entwickeln, die patentiert werden können. Seine zahlreichen Anwendungen reichen von der Verwendung in Böden und Beschichtungen, Ziegeln, Fliesen bis hin zu Gebrauchs- und Dekorationskeramik. 27.5 – SEIFE, EIN PRODUKT, DAS IN EINER DER DREI STUFEN SEIN KANN Betrachtet man die drei Eigenschaften des Spektrums, FLÜSSIG, FLÜSSIG MIT BLASEN und SCHAUM, die sich auf ein einziges Produkt beziehen, fällt mir als unmittelbarstes Beispiel die Seife ein, die in diesen drei Zuständen vorkommen kann. Vielleicht ist die Seife in Form von Schaum, die aus Spendern in öffentlichen Toiletten gewonnen wird, die wirtschaftlichste von den dreien, da der Schaum beim Händewaschen den Eindruck eines größeren Volumens als das der Flüssigseife hat, was visuell ermöglicht, dass die Benutzer mit der Seifenmenge in den Händen zufrieden sein, was sicherlich auch seine psychologische Seite zu berücksichtigen hat. 375 Auch der Bereich Reinigungsmittel, Waschmittel und Spezialseifen ist ein Feld, das in TRIZ und Innovation Logik erforscht werden kann und viele Innovationsmöglichkeiten bietet. Wir können von der Zusammensetzung von Seifen mit neuen Düften und sogar deren Bestimmung über die integrierte Verwendung von Seife mit Alkohol in Krankenhäusern und Autoklaven, Sterilisation und Neutralisation von Bakterien usw. Aus Sicht der Herstellung von Flüssigseifenspendern für den industriellen Gebrauch, Level I, hat sich Kimberly-Clark sowohl durch seine Hygieneinnovationen als auch durch die Anzahl der Patente hervorgetan. Im Jahr 2019 haben wir bei einer Recherche im Espacenet auf insgesamt mehr als 10.000 Datensätze hingewiesen, nur von diesem Unternehmen. Quelle: Kimberly-Clark.com) Abb. 27.4 – Seifenspender von Kimberly-Clark → Stufe I, flüssig 27.5.1 – PORTABILITÄT, EINE INNOVATION BEI SEIFENSPENDERN Genauso wie die heutigen Handys, die man um die Taille tragen kann, hat Kimberly-Clark auch an einen Universalspender für den persönlichen Gebrauch gedacht, der aufgeladen werden kann, indem man den Behälter durch eine Nachfüllpackung mit Substanzen wie Flüssigseife, Insektenschutzmittel oder acool Gel zum Schutz vor dem Corona Virus. Dieses Produkt ist im Patent Nr. US6283334B1 beschrieben, wo folgendes gelesen werden kann: 376 Persönliches Ausgabesystem Abstrakt Ein persönliches Abgabesystem ermöglicht das Mitführen verschiedener Reinigungs- oder Desinfektionsprodukte am Körper eines Benutzers. Häufig handelt es sich bei dem auszugebenden Produkt um eine viskose Flüssigkeit, wie Seife, wasserloser Handreiniger, wasserloses Handdesinfektionsmittel oder Hautlotion. Ein erfindungsgemäß hergestellter Spender umfasst einen Produktbehälter mit einem daran angeordneten Befestigungselement, wie beispielsweise einem Befestigungsclip. In vielen Fällen wird das Befestigungselement so ausgerichtet, dass der Produktbehälter beim Tragen am Körper eines Benutzers umgedreht wird. Außerdem kann das Befestigungselement vom Produktbehälter abnehmbar sein, so dass ein neuer Produktbehälter ersetzt werden kann, wenn der Inhalt eines früheren Produktbehälters aufgebraucht ist. Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung können mehrere Produktbehälter unterschiedlicher Art mit einem gemeinsamen Befestigungselement verwendet werden. Es werden verschiedene ineinandergreifende Anordnungen erwogen, um die abnehmbare Befestigung des Befestigungselements am Produktbehälter zu beeinflussen. Patent No. US6283334B1 Abb. 27.5 – Four Patent Images of the Kimberly Clark Portable Dispenser, described above. 27.6 – FEUCHTIGKEITSÖLE VON L'OCCITANE. In Bezug auf den sofortigen Durchgang durch alle Phasen des Spektrums der Abbildung 26.1 sind einige 377 Badeprodukte von L'OCCITANE ausdrucksstarke Beispiele, wie die entspannenden Öle des Unternehmens, die die Möglichkeiten der so genannten „Aromachologie“ ausschöpfen. → → Evolution: Level I, II und III in nur einem Produkt! Referenz http://br.loccitaneaubresil.com Abb. 27.6 – Produktlinie von L'Occitane, der sogenannten „Aromachologie“-Serie. Es sind parfümierte Öle, die nach dem Auftragen auf den Körper mit dem Bad zu einer flüssigen Mischung und dann zu einem Schaum werden und ein seltenes Wohlbefinden vermitteln. Die Entwicklung des Produkts erfolgt in Echtzeit durch die drei Zustände von Spectrum, einer patentierten Erfindung von L'Occitane. 27.7 - POLYPROPYLEN SCHAUM FÜR BESCHICHTUNGEN UND PLATTEN ARPRO ist ein expandierter Polypropylenschaum aus hochdichten Platten, komprimierten Granulaten, geeignet für Decken und Wände. Es ist ein feuerfestes, wasserdichtes und lackierfähiges Akustikmaterial. Die Stücke vereinen akustische Leistung mit stilvollen Formen und Farben mit einer hocheffektiven Haftplattenoberfläche, die mit Flüssigkleber oder geeigneten Klebstoffen einfach angebracht werden kann. 378 Abb. 27.7 – Schaumstoffteile aus expandiertem Polypropylen von ARPRO. → Level III in Innovation Logik ™: Evolution zum Schaum. Das Schneiden der Teile kann mit einfachen Werkzeugen für die Bearbeitung von Holz erfolgen. Die Stücke sind leicht, schimmel- und feuchtigkeitsbeständig und werden in den Farben Weiß, Grau oder Anthrazit gelagert. Sie können Malerei jeder Farbe erhalten. Eigenschaftsentwicklung: FLÜSSIGKEIT → BLASEN → SCHAUM, wie oben dargestellt. Das Ziel dieser Produktkonformation ist laut TRIZ die Gewichtsreduzierung. 27.8 - SCHÄUME UND CHANTILLY CREME: TRANSFORMATIONEN IM LEBENSMITTELBEREICH Laut FAO, der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen, gibt es Hinweise auf einen Überschuss an Milch, der in der Welt produziert wird, und die Umwandlung von Milch in Nebenprodukte ist zwingend erforderlich: „In den letzten drei Jahrzehnten ist die Weltmilchproduktion um mehr als 59 Prozent gestiegen, von 530 Millionen Tonnen im Jahr 1988 auf 843 Millionen Tonnen im Jahr 2018“. Ref.: http://www.fao.org/dairy-production-products/production/en/ Die Sahne ist eines der bekanntesten Nebenprodukte der Hausfrau, eine pastöse Flüssigkeit, die bei richtiger Behandlung schnell zu Schlagsahne wird. Milchfett, das in einem Kuchenmischer oder Mixer getrennt und geschlagen wird, dessen Nebenprodukt Magermilch ist, kann in Butter oder durch physikalisch-chemische Veränderung der vorhandenen Lipide in Schlagsahne umgewandelt werden, den Schaum, den wir gewohnt sind Ergänzung zum Frühstück und Köstlichkeiten wie Geburtstagstorte. Der Titel des Übergangs im Spektrum Flüssigkeit zu Schaum (Liquid to Foam) drückt sehr gut den Übergang eines Produkts von seiner pastösen flüssigen Phase in eine schäumende Phase aus, wie es bei Schlagsahne der Fall ist. 379 Milchfett ist der Hauptmotivator dieser Umwandlung und verleiht der Milch ihr Aussehen und ihr weißliches Aussehen. Um 1900 wurde die Fetttrennung aus der Milch manuell angekurbelt. Ende des 19. Jahrhunderts konzipierte und konstruierte der damalige Molkereispezialist Gustaf de Laval den ersten halbautomatischen Rahmabscheider und läutete damit eine neue Ära in der industriellen Herstellung von Milchprodukten ein. Abb. 27.8 – Kurbel Zentrifugen, die 1910 existieren, bevor die durch Elektrizität ausgelösten Zentrifugen aufkamen. Referenz: http://www.scielo.br Mit dem Fortschritt der Technologie sind heute Maschinen zur Herstellung von Joghurt üblich. Aufgrund der hohen Akzeptanz bei Menschen, die eine Diät machen oder abnehmen möchten, gibt es mittlerweile sechs Joghurtsorten. sehen Sie sich in varieties of yogurt. Darunter auch „Frozen Yogurt“, bei dem Laktose – eine Zuckerart – durch bakterielle Fermentation in Milchsäure umgewandelt wurde. Das Produkt, eine Form von Schaum, nimmt den dritten Platz in der Rangliste der Evolution der Abbildung 27.1 ein. Dies ist eine Weiterentwicklung von einfachem Joghurt, einem Joghurt-Dessert wie Eiscreme, jedoch mit einem geringeren Fettgehalt und das in den Sommermonaten so begehrt ist und in mehreren Ländern zahlreiche Unternehmen hervorgebracht hat, die Joghurt-Produktionsmaschinen herstellen, die an inländische verkauft werden sowie für Bars, Restaurants, Schulen etc. Abb. 27.9 - Cuisinart Maschine zur Herstellung von "Frozen Yogurt" 380 Weitere Informationen zu diesen Milch Umwandlungen finden Sie in Food Ingredients Global, in https://www.figlobal.com/en/home.html. 27.9 – SCHLUSSFOLGERUNGEN Nachdem wir schließlich die 20 Merkmale und 60 Evolutionstendenzen der Innovation Logik ™ untersucht haben, die in SPEKTRUM-Variationen genannt wurde, können wir uns von über 5000 Innovationen inspirieren lassen, indem wir www.moreinspiration.com besuchen, eine offene Tür für neue Innovationen, die in der globalisierte Welt. Die Wurzeln der AULIVE-Methode liegen in der Forschung, die in drei Artikeln zusammengefasst sind, die vom Autor der Methode veröffentlicht wurden und im TRIZ Journal (http://www.triz-journal.com/) kostenlos konsultiert werden können Einzelheiten zu den Grundlagen von Innovation Logik ™. In diesen drei Artikeln, "DIVA, Directed Variation Solving Conflicts in TRIZ", Teil I, II und III, sind die Argumente, die die Theorie unterstützen, die bei der Ausarbeitung der in diesem Buch verwendeten Prinzipien verwendet wurde. In diesen Papieren wird auch die Verwendung semantischer Verfahren für die Suche nach Patenteigenschaften vorgestellt, wobei die Entwicklung jener Eigenschaften, die mehreren Produkten gemeinsam sind, die eine Verbindung zwischen ihnen haben, ausschließlich auf der Übertragung von Eigenschaften, der DNA oder dem „Talent“ basiert in das Produkt. Wir versuchen auch, alternativ zur TRIZ in ihrem klassischen Modell eine strukturierte Methodik einzuführen, die darauf abzielt, eine effiziente Methode zur Untersuchung und Erforschung neuer Produkte zu etablieren, die einerseits eine nachvollziehbare Form der Katalogisierung, d.h. eine TAXONOMIE, anwendet, und einige HEURISTISCHE VERFAHREN andererseits, und um Bedingungen für die Analyse ihrer Entwicklung gemäß den Möglichkeiten im Zusammenhang mit der Modernen TRIZ zu schaffen. Nützliche Informationen wurden auch für Studien zu Evolutionstrends und Technologietransfer bereitgestellt. Die jetzt von AULIVE verwendete Software, http://www.patentinspiration.com/, stammt aus dem von Simon Dewulf am 17.04.2008 angemeldeten Patent. US20080091671A1. Auf der Homepage dieser Patentakte können Sie ihren Zusammenhang mit der vorgestellten Methodik sehen. 381 Kürzlich hat der Autor der Methode gemeinsam mit R. N. Childs im Springer Professional Book ein Kapitel "Creative Solutions for Sustained Development" mit dem Titel "Patent Data Driven Innovation Logic: Textual Pattern Exploration to Identify Innovation Logic Data" vorgestellt. Dieser Artikel kann ab September 2021 auch vom ResearchGate.net für registrierte Benutzer heruntergeladen werden. 27.10 – SCHLUSSFOLGERUNGEN ZUR INNOVATION LOGIK-METHODE UND KORRELATIONEN MIT TRIZ Die Analysen, die wir in Bezug auf die beschriebenen Produkte und einige andere in diesem Buch durchgeführt haben, sollten ein besseres Verständnis der INNOVATION LOGIK-Methode ermöglichen und ihre Korrelation mit mehreren TRIZ-Methoden (2) aufzeigen, um zeigen, dass es möglich ist, eine systematische Katalogisierung von Produkten und deren Evolution durch Eigenschaften zu etablieren, die durch Analogien auf andere Produkte übertragen werden können. Die betrachteten Methoden sind ein effizienter Weg zur Innovation nach Heuristiken und Prinzipien basierend auf der TRIZ und ihren verschiedenen Versionen, die eine größere Vertiefung nach den Prinzipien der Systematischen Innovation ermöglichen können. Die vorgestellte Methodik ermöglicht es, eine solide und definierte Struktur in die modernen Anwendungen von TRIZ zu integrieren und die ursprünglichen Konzepte ihres Schöpfers, des russischen Ingenieurs Genrich Altshuller, zu erweitern. 27.11 - VERHÄLTNIS DES SEMANTISCHEN WEBS MIT DER AUF DER PATENTINSPIRATION DER WEBSITE EINGESETZTEN METHODIK Es handelt sich um eine Anwendung im Browser mit selbsterklärenden Visualisierungen, begleitet von kontextsensitiver Analyse und unter Einsatz der Semantischen Analyse. In TRIZ verwendet es die Bedeutungen, die mit bestimmten Wörtern verbunden sind, ADJEKTIVE, die mit einem grammatikalischen Kontext verknüpft sind, beispielsweise als Teil des Satzes ... "AUTOMATIC TENT". Die Software versteht, dass dies ein Ausdruck ist, der sich auf ein Patent bezieht, das in Bezug auf ein Produkt untersucht wird, ZELT, ein SUBSTANTIVE, das die Eigenschaft besitzt, AUTOMATIC, dh ein ADJEKTIV, das ein Verhalten oder eine Leistung anzeigt und eine bestimmte FUNKTION ausführt, ohne menschliches Eingreifen. WARUM ES VERWENDEN? Jede auf Semantic Web basierende Software kann schnelle und intuitive Berichte über alle Patente erstellen, die ein Unternehmen interessieren, die Technologien und patentierten Produkte, die für sie 382 interessant sein können oder nicht, sowie über globale technologische Entwicklungen auf dem Laufenden gehalten werden. Dies ist auch eines der Ziele, die teilweise durch die Patentforschungsanmeldung des Europäischen Patentamts, https://worldwide.espacenet.com/beta, erreicht wurden, über die wir bereits gesprochen haben. In Bezug auf zukünftige Entwicklungen, die die auf Semantic Web basierende Software Patent Inspiration ergänzen, ist eines der Ziele des Autors Simon Dewulf die Entwicklung einer Anwendung mit künstlicher Intelligenz, die in Zukunft Ideen generieren und Probleme lösen wird. Es wäre der Einsatz der Expertensysteme in einer wichtigen Anwendung im Bereich der Patente, insbesondere im Hinblick auf das weltweite Wissen bei der Entwicklung neuer Produkte und Systeme. Für weitere Informationen empfehlen wir einen Besuch der W3C-Website unter https://www.w3.org/standards/semanticweb/ 27.12 - ZUSAMMENFASSUNG DER EMPFOHLENEN INTERNETADRESSEN 27.12.1 – DARRELL MANN HOMEPAGE Darrel ist einer der aktivsten TRIZ-Experten, die wir im Internet kennen. Seine Analysen sind tiefgründig und betrachten im Allgemeinen das Studium von Patenten durch von ihm entwickelte strukturierte Methoden, die jedoch an Altschullers ursprüngliche Methoden erinnern. http://www.systematic-innovation.com/ 27.12.2 – SIMON DEWULF HOME PAGE: Um die Lehren in diesem Buch zu vervollständigen, müssen der Website von Simon Dewulf in Betracht ziehen. Es ist der beste Ort, um mehrere Konsultationen und Recherchen zu strukturierten Innovationen durchzuführen, wobei die in diesem Leitfaden beschriebenen Beispiele und Patente sowie verwandte Themen berücksichtigt werden: Aulive.com Ein von ihm verfasstes komplettes Tutorial zur Innovation Logik in englischer Sprache finden Sie auf der Website "Innovation Management" unter der Überschrift "6 Easy Steps to Innovate any Product", https://innovationmanagement.se/ 27.12.3 – AKADEMIE DER INSTRUMENTAL MODERN TRIZ (AIM TRIZ) Die Modern TRIZ Academy oder AIM TRIZ ist eine private Einrichtung, die sich zum Ziel gesetzt hat, die TRIZ-Methode aus einer modernen Perspektive zu lehren und zu verbreiten. 383 Die Kurse werden jetzt auf Englisch angeboten, aber die Akademie plant, TRIZ-Einführungskurse in mehreren anderen Sprachen anzubieten. Ihr Gründer ist Prof. Michael Orloff, ein ausgewiesener TRIZ-Experte und Autor mehrerer Bücher zur Anwendung seiner aktuellen Methodik und in den Literaturhinweisen angegeben. Home Page: http://www.modern-triz-academy.com/ 27.12.4 - OXFORD CREATIVE Auch andere in der TRIZ tätige Unternehmen wie Oxford Creative nutzen das Web, um Schulungen, Workshops und Beratung in der TRIZ anzubieten. Das Unternehmen bietet einige einführende Grundlagen und seine Basis für physikalische und chemische Effekte, um die Forschung mit der Methodik zu unterstützen. Die Gründerin des Unternehmens ist Karen Gadd, Autorin des ausgezeichneten und unterhaltsamen Buches "TRIZ for Engineers - Enabling Inventive Problem Solving", Ed. John Willey, 2011, Referenz 4. Site: https://www.triz.co.uk/ 27.12.5 – RELECURA Dies ist ein Unternehmen, das in der Forschung zu Patenten und geistigem Eigentum indischer Herkunft tätig ist. Auf die Software kann kostenlos über eine mobile Version zugegriffen werden, die das Androidoder iOS-Betriebssystem verwendet. Die Webversion für Computer oder Tablets ist leistungsfähiger und bietet Funktionen wie die AuliveSoftware. Auf der Firmenwebsite finden wir zahlreiche Dokumentationen zu Patenten und geistigem Eigentum verschiedener Hightech-Produkte in Vergleichsstudien bei verschiedenen Herstellern. Home Page: https://relecura.com/ 27.12.6 - WICHTIGER ARTIKEL ZU TRIZ Für eine Zusammenfassung der Grundprinzipien von TRIZ, empfehlen wir „Die 40 innovativen Prinzipien – Ein Literaturüberblick“ , von Arthur Löbmann, [email protected] Robert Adunka, [email protected]. 27.12.7 - AUTORENSEITE Für Informationen über TRIZ aus moderner Sicht empfehlen wir die Academy of Instrumental Modern TRIZ und den Autor dieser Buchwebsite unter Prof. Santos MTRIZ VC – Cursos da Academy of 384 Instrumental Modern TRIZ – Berlin, Germany (wordpress.com) 27.13 - VERWEISE 1. AULIVE, in www.aulive.com 2. DIVA, Directed Variation access in 04/10/2021, https://triz-journal.com/product-dna-and-theproperty-function-matrix/ 3. Sehen Sie sich in http://www.patentinspiration.com/ 4. GADD, Karen, “TRIZ for Engineers – Enabling Inventive Problem Solving”, Ed. John Wiley, 2011, Pg. 249. 5. MANN, Darrel, in The TRIZ Journal: Nine Windows, http://www.trizjournal.com/archives/2001/09/c/index.htm) 6. CREAX, Systematic Innovation, adaptado de apresentação postada no site SlideShare. 7. http://www.essencis.com.br/tratamento-e-destinacao-de-residuos/tdu, visited in 15/02/2014. 8. DEWULF, Simon, “DIVA, Directed Variation - Solving Conflicts in TRIZ”, Parts I, II e III. Veröffentlicht im TRIZ Journal (http://www.triz-journal.com/) 9. Inovação Disruptiva, film of the Harvard Business Review, http://vovici.com/wsb.dll/s/1549g5590c 10. SAVRANSKY, Semyon, Engineering of Creativity – Introduction to TRIZ Methodology of Inventive Problem Solving, Ed. CRC Press, USA, 2000 11. ORLOFF, Michael A., Inventive Thinking Through TRIZ – A Practical Guide, 2nd. Ed. Springer, Berlin, 2010 12. ORLOFF, Michael A., Grundlagen der klassischen TRIZ – Ein praktisches Lehrbuch des erfinderischen Denkens für Ingenieure. Springer –Verlag, Berlin Heidelberg 2002 13. CAMERON, Gordon, TRIZICS – Teach Yourself TRIZ, how to invent and solve “impossible” technical problems systematically, Ed. Create Space, USA, 2010. 14. RANTANEN, Kalevi & DOMB, Ellen, Simplified TRIZ – New Problems Solving Applications for Engineers and Manufacturing Professionals, 2nd Ed. Auerbach Publication, USA, 2008. 15. CHESBROUGH, Henry, Open Business Models – How to Thrive in the New Innovation Landscape, Ed. Harvard Business School Press, 2006, USA. 16. MANN, Darrell, Hands on Systematic Innovation, CREAX Press, Belgium, May 2002. _____________ Anmerkung 1: 385 Dieses Buch ist eine publikation von Prof. Sylvio Silveira Santos, MG – Brasilien im Dezember 2021. E-mail: [email protected] Copyright © 2021 S.S. Santos - Alle Rechte vorbehalten. _____________ Anmerkung 2: Wenn Ihnen dieses Buch gefallen hat und es Ihnen geholfen hat, tragen Sie bitte einen beliebigen Betrag bei: Sylvio Silveira Santos Banco ITAÚ Conta: 03937-4 Agência: 8157 CPF: 00203521668 Belo Horizonte – MG - Brasil Vielen Dank!