6 - Méthodologie de traitement d'un problème Aides logicielles

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1 6 - Méthodologie de traitement d'un problème Aides logicielles

2 Méthodologies

3 L'équation de l'efficacité
E = Mo.Cr.Cp.(1+Me)(1+Ou) Outils disponibles Efficacité Motivation Coefficient méthodologique Créativité Culture personnelle

4 Stratégies de traitement
Traiter le mini-problème : Le problème est résolu avec le minimum de modifications du système et en le simplifiant Traiter le maxi-problème : Tout le système peut être remis en cause

5 L’approche manuelle TRIZ « classique » :
Formation de base : 200 h minimum plus pratique régulière

6 Problèmes complexes : ARIZ
Analogies Exemples sélectionnés Actions techniques spécifiques Effets type de pb? Caractéristiques (contrad.techn.) Tableau 40 principes Idées Documenter et formuler le pb Concrétiser Contrad. phys. Principes de séparation Interaction Subst-Champ 76 solutions standards Problèmes complexes : ARIZ Autres

7 6-Changement de mini-problème
ARIZ O Solution ? N 4-Séparation de la contradiction physique 1-Identification du problème 7-Critique de la solution Validation O Solution ? N 2-Description du système et des ressources 8-Analyse du potentiel de la solution Généralisation 5-Application de la base de connaissances O Solution ? N 3-Définition du R.U.I. et formulation de la contradiction physique 9-Revue de la démarche Conclusions 6-Changement de mini-problème N O Solution ?

8 Les aides logicielles (une offre immature)

9 Fonctionnalités de la plupart des logiciels :
un guide méthodologique une modélisation graphique globale de la situation une base de connaissances (principes, opérateurs, lois…) une base de données (effets) diverses fonctions (dessin, accès Internet avec ou sans moteur de recherche, édition rapport..)

10 Autres logiciels : Creatriz – Trizexplorer –Trizsolver …
Invention -Machine : - pas de restructuration de la base de connaissances - modèle graphique basé sur le modèle Substance-champ - focalisation sur la richese de la base de données : « EFFECTS » Orientation : conception intégrée (CATIA V5) et maîtrise de l ’information (Knowledgist - CoBrain) Logiciel modulaire : TO – Suite logicielle GOLDFIRE Leaders du marché IDEATION : - restructuration complète de la démarche Système d ’opérateurs - ISQ - Problem Formulator - intégration des outils classiques de créativité (brainstorming) Orientation : « utilitaires banalisés » 4 logiciels autosuffisants : Improver - IWB - AFD - KW Autres logiciels : Creatriz – Trizexplorer –Trizsolver …

11 7 -L’approche I – TRIZ (Ideation) Le logiciel IWB

12 L’équipe idéale : Un animateur garant de la méthodologie
Un expert du sujet à traiter Un « Candide » Un secrétaire de séance, renseignant le questionnaire

13 Séquence guidée de questionnement Développement des concepts
"Boîte à idées" Système d'opérateurs Séquence guidée de questionnement Développement des concepts Séquence IWB

14 1 40 % des idées 2 3 4 60 % des idées 5

15 Poser le problème

16 « Un problème bien posé est déjà à moitié résolu »
OUI mais … comment « bien le poser » ? Le questionnaire de situation innovante ISQ

17 Trois composantes d’un problème :
1 -Questions d’inventaire Produit/Marché: Portent sur la cible: Délimiter la cible : dans l’espace, dans le temps, par extension… Dynamique : acteurs, fonctions, relations… (Analyse de la situation)

18 2 -Questions d’évaluation :
Supposent des critères de valeur Expression d’une insatisfaction,d’attentes Définition des objectifs 3 – Enjeux: Quel intérêt ? Quels enjeux technologiques ? Quels enjeux économiques ? Expression d’un marché Conditionne la motivation

19 Sous systèmes ? Inputs ? Ailleurs ? Autrement ? Avant ? Après ? Système(s)? Pourquoi ? Sinon ? Outputs ? Super systèmes ?

20 Perception du problème Informations sur le système cible
Informations sur la situation Problème à résoudre Mécanisme causant le problème Conséquences indésirables Historique du problème Situations similaires Autres problèmes à résoudre si…

21 Vision idéale de la solution
Ressources disponibles Changements autorisés dans le système Critères de sélection d ’un bon concept de solution

22 Modélisation de la situation

23 Formulation du problème à partir d’une modélisation graphique :
Graphe de relations de cause à effets et « Problem Formulator® »

24 = Relations de cause à effet :
« PHENOMENES » = Relations de cause à effet : Ressources - positives - négatives - à améliorer - à réduire - à éliminer - à changer... Entrée Sortie Système technique A B

25 Graphe de relations de causes à effets :
Relations causales entre « objets »: (I.M.) Objet A Agit sur Objet B Relations causales entre fonctions:(Ideation) Fonction A Procure, cause Fonction B

26 B A Sommets : FONCTIONS GRAPHE : positive, utile,..
négative, nuisible,.. Arcs : RELATIONS DE CAUSE A EFFET cause (qque chose de nuisible) contrarie (qque chose d’utile) procure (qque chose d’utile) empêche (qque chose de nuisible)

27 1 - Trouver un autre moyen d’obtenir la (fonction B)
2 - Trouver un moyen d’améliorer la (fonction B) Fonction B 1 - Trouver un moyen d’éliminer, réduire ou empêcher la (fonction M) Fonction M 1 - Trouver un moyen d’éliminer, réduire ou empêcher (M), malgré l’existence de (B) 2 - Trouver un autre moyen d’obtenir (B) qui ne cause pas (M) 3 - Trouver un moyen d’améliorer (B) Fonction B Fonction M

28 1 - Trouver un moyen d’éliminer (M) malgré l’existence de (B1).
2 - Trouver un autre moyen d’obtenir (B1), qui procure ou améliore (B2), mais qui ne cause pas (M). Fonction B1 Fonction M Fonction B2 3 – Trouver un moyen d’améliorer (B1). 4 – Trouver un moyen de résoudre la contradiction: (B1) devrait exister pour obtenir (B2), mais ne devrait pas exister pour éviter d’obtenir (M). 5 – Trouver un moyen de se passer de (B1) pour obtenir (B2). 6 – Trouver un autre moyen d’obtenir (B2) qui ne nécessite pas (B1). 7 – Trouver un moyen d’améliorer (B2)

29 Réseau maillé Portes d’entrée Blocs d’opérateurs Op.universels
Op. généraux Portes d’entrée Op. spécialisés Op. auxiliaires Op. d’évolution Anal. défaillances Menus intermédiaires Autres outils ~ liens ~ 660 opérateurs

30 Restructuration de la « boîte à outils » :
Le système d’opérateurs TRIZ "Classique" : Ideation-TRIZ : 40 principes principes de séparation Système d'opérateurs solutions standards variantes

31 suggestions d'action sur le système
Les opérateurs : suggestions d'action sur le système opérateurs universels : applicables à toutes situations opérateurs généraux : pour améliorer l'idéalité opérateurs spécialisés : pour agir sur certains paramètres opérateurs auxiliaires : complémentaires des précédents opérateurs d'évolution : liés aux lignes d'évolution

32 Pour réduire le bruit, suivre les recommandations:
Blocs d’opérateurs pour agir sur une caractéristique Réduire le bruit      Pour réduire le bruit, suivre les recommandations: Employer une isolation sélective Compenser au moyen d’une action similaire Changer la direction d’une action Renforcer une action « vacciner »

33 Utiliser des constructions pré-contraintes
Des contraintes internes, distribuées de façon judicieuse dans un objet ou un système, peuvent être créées préalablement à l’usage (pendant la fabrication, la mise en place, etc.) Illustrations: Designing improved flywheels    Dismantling compression joints    Strengthening gun barrels     Tightening joints with rust Pour obtenir le champ de contraintes désiré, des parties différentes peuvent être soumises à des contraintes opposées. Ceci peut être obtenu par: Intégration d’objets Partition d’un objet Voir aussi: Construire un bi système

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35 C A améliorer D A régulation E G F

36 « Directions » = « angles d’attaque » du problème
1. Trouver un autre moyen d’obtenir la fonction A qui procure ou améliore la REGULATION. 2. Trouver un autre moyen d’obtenir la REGULATION qui permette : d’obtenir ou d’améliorer la fonction D, qui ne cause pas la fonction F, qui ne nécessite pas la fonction A et la fonction C et qui ne soit pas influencée par la fonction E. 3. Trouver un moyen de résoudre la contradiction suivante: le facteur utile (REGULATION) devrait exister pour procurer ou améliorer la fonction D mais ne devrait pas exister pour éviter la fonction F. 4. Trouver un autre moyen d’obtenir la fonction D qui ne nécessite pas la REGULATION. 5. Imaginez la transition vers une nouvelle génération de système qui procure la fonction D plus efficacement et (ou) qui soit exempte d’inconvénients. 6. Trouver un autre moyen d’obtenir la fonction C qui procure ou améliore la REGULATION. 7. Trouver un moyen d’éliminer, réduire ou empêcher la fonction E. 8. Trouver un moyen d’éliminer, réduire ou empêcher la fonction F malgré l ’existence de la REGULATION. 9. Trouver un autre moyen d’obtenir la fonction G qui élimine, réduit ou empêche la fonction F.

37 Idée ? Refined Directions = pistes d’action
2. Trouver un autre moyen d’obtenir la REGULATION qui permette : d’obtenir ou d’améliorer la fonction D, qui ne cause pas la fonction F, qui ne nécessite pas la fonction A et la fonction C et qui ne soit pas influencée par la fonction E. 2.1 Améliorer le facteur utile : REGULATION. 2.2. Obtenir le résultat utile sans avoir besoin de la REGULATION. 2.3. Accroître l ’efficacité du facteur utile de la REGULATION. 2.4. Synthétise un nouveau système produisant la REGULATION. 2.5. Protéger la REGULATION de l ’influence nuisible de la fonction E. 2.6. Appliquer les opérateurs universels pour obtenir le facteur utile : REGULATION. 2.7. Rechercher des ressources qui permettraient d ’obtenir le facteur utile : REGULATION Idée ?  Refined Directions  = pistes d’action

38 Caractéristique utile insuffisante :
Choisissez la caractéristique que vous voulez améliorer: Fiabilité Vitesse d’action Résistance mécanique Stabilité de composition Facilité d’usage Productivité Facilité de transformation Facilité de distribution Forme Universalité Contrôlabilité Degré d’adaptabilité Mode sélectif

39 Améliorer la contrôlabilité
Considérez les recommandations suivantes (opérateurs) pour améliorer la contrôlabilité : Introduire un champ de contrôle Introduire un additif Introduire un composant dynamique Introduire un anti-process Introduire un contrôle combiné Introduire un contrôle local Transformation d’un process primaire Self-control Introduire un feedback négatif Aller vers un autre principe opératoire Idée ?

40 Introduire un composant dynamique
Un système peut être contrôlé en introduisant un (des) composant(s) possédant des propriétés dynamiques Illustration: Using car spoilers for multiple functions Pour obtenir ce résultat : Dynamisation Idée ?

41 Dynamisation Considérez les recommandations suivantes (Opérateurs) pour rendre votre système ou process plus dynamique : Diminuer le degré de stabilité Passer d’un état stationnaire à un état mobile Diviser en parties mobiles Appliquer des effets physiques Introduire un objet mobile Considérez aussi l’introduction d’: Eléments qui peuvent être interchangeables Eléments automatiquement interchangeables Eléments possédant des caractéristiques dynamiques Eléments et liens ajustables Idée ?

42 Idée ? Using car spoilers for multiple functions
Spoilers (fins that deflect airflow) are used to improve the stability of a car at high speeds. They also increase the aerodynamic drag on the car at lower speeds. However, spoilers that are effective within a certain range of speed and driving conditions are ineffective outside this range. It seems impossible to make spoilers that are equally effective under all conditions. Improving the system can be achieved through increasing controllability. In this particular case, the spoilers should be controllable depending on the speed of the car and the driving conditions. Retractable back and front spoilers can provide flexible enhancement of car performance. In dry weather at speeds up to 75 mph, the front spoiler can be retracted to reduce drag. At higher speeds it can gradually be extended to increase stability. In rainy weather at speeds over 30 mph, both the front and back spoilers can be extended to reduce skidding in water and increase stability. During braking, the back spoiler can be extended and turned to act as an air brake Idée ?

43 Diviser en parties mobiles
Le degré de liberté d’un système peut être accru en le divisant en parties mobiles les unes par rapport aux autres. Dans ce cas, on doit conserver les effets des champs appliqués (forces, actions diverses) sur le système, ainsi que les liens entre le système et : des articulations et autres composants mécaniques des éléments flexibles, élastiques et plastiques Illustrations: Avalanche-resistant meter Filter made of ferromagnetic granules Gripping workpieces of complex shape Bathyscaph guide rope Antenna made of beads Idée ?

44 + Idées Concepts Solutions immédiates Solutions potentielles
abstraites . floues partielles . sans recherche de faisabilité ressources pour des concepts Concepts cohérents . maquettables validables . prototypables évaluables combinaison Choix Solutions immédiates pertinentes Solutions potentielles Cibles de R&D et de veille +

45 Classement des idées : 3 axes possibles selon les objectifs de la session
Axe « cible » - autres systèmes - système existant Axe « temporel » court terme moyen terme long terme Axe « physique » par fonctions par composants… …. Mini problème Maxi problème

46 Séquence de génération de concepts : combinaison des idées
Concept possible ++ se renforcent mutuellement + compatibles 0 indépendantes difficilement compatibles - - incompatibles

47 à traiter avec la boîte à outils
Séquence de génération de concepts : 4ème étape : évaluation des concepts Concepts Critère1 Critère 2 Critère 3 Critère 4 Classement Pondération 1 4 3 2 C1 5/10 3/10 8/10 4 (51/100) C2 7/10 6/10 4/10 3 (54/100) C3 1 (72/100) C4 2 (67/100) Remarque : certains concepts peuvent révéler des problèmes secondaires : à traiter avec la boîte à outils

48 Affinement des concepts :
traitement des problèmes secondaires - par la boîte à outils - par les problèmes types - par une nouvelle session (totale ou partielle) utilisation des lois d’évolution analyse de risques - simplifiée (incluse dans IWB) ou AMDEC - complète ( logiciel AFD Failure Prediction) puis impression immédiate du rapport final

49 8 -Retour d’expérience Cas industriels

50 Introduction en France : 1997 Aujourd’hui :
en phase de découverte - validation : Plus une centaine d ’entreprises, dont la plupart des grands groupes industriels en phase d ’appropriation : une quarantaine d ’entreprises dont PSA , Legrand , MGI-Couttier, Bourjois Chanel,Valeo, Michelin, Altran,…

51 Au total 50 idées, dont 29 retenues par les spécialistes
PSA – Plateau Créativité Innovation Sujet : Processus de Cataphorèse Actions : 3 groupes : - TRIZ classique (37 idées) - TechOptimizer (25 idées) - IWB (35 idées) Schéma : ½ journée avec le poseur de problème 1 à 3 jours de travail du groupe (2ou3 personnes) ½ journée de restitution 19 BREVETS Au total 50 idées, dont 29 retenues par les spécialistes

52 Caoutchoutier automobile « potentiel d’un brevet par mois »
GOMMA (Rennes) Caoutchoutier automobile « potentiel d’un brevet par mois » Rotule de suspension Contradiction :- souple pour absorber bruits et cahots de la route - rigide en courbe Solution IWB : employer des fluides magnéto-rhéologiques (brevet déposé)

53 1ère cible : alimentation papier
TOSHIBA TEIS (Dieppe) Photocopieurs et toner 1ère cible : alimentation papier Objectif : Réduction de coût de 25 % Doc TOSHIBA TEC Corporation

54 La démarche de TEIS participation à une présentation Ideation-TRIZ (fin mai 1999) formation par Internet à IWB2.2 (juin) résolution du problème (du 21 juin au 6 juillet) définition des plans et pièces (du 7 au 13 juillet) fabrication du proto (du 19 au 26 juillet) test du proto fonctionnel (fin juillet 1999) Doc TOSHIBA TEC Corporation

55 Résultat : gain de 22 % (sur la base du prototype fonctionnel)
Une séance de travail : salle de réunion (on sort du cadre de travail) ordinateur portable + videoprojecteur 2 heures MAXI 2 à 3 personnes définition des objectifs mise à jour du rapport en temps réel relecture et synthèse (J+1), avant une nouvelle séance Résultat : gain de 22 % (sur la base du prototype fonctionnel) Doc TOSHIBA TEC Corporation

56 efficacité de l’opération accrue de 10 %
2ème cible : production de toner Objectifs: Gagner deux heures par opération de maintenance Diviser le prix de la pièce par deux Supprimer les risques de détérioration en maintenance RESULTAT = coût de la pièce passant de 25 kF à 2,5 kF efficacité de l’opération accrue de 10 % temps de maintenance divisé par 2 Doc TOSHIBA TEC Corporation

57 Problèmes traités - Produit (1)
Concepteur de circuits intégrés : réalisation d’une nouvelle fonction au sein d’une puce (2 demandes de brevets). ST Microelectronics Secteur aéronautique : réduction de 20% du coût d’un moteur (19 demandes de brevet). Snecma Secteur de l’agro-alimentaire : élimination d’un défaut rédhibitoire (moyen terme). Barangé Secteur cosmétique : nouveau type de conditionnement pour produit cosmétique. Bourjois/Chanel

58 Problèmes traités – Process, logistique(2)
Traitement de surface de polymères pour le flaconnage de luxe : amélioration du procédé de vernissage (moyen terme). Solev Sous-traitance automobile : division par 10 du taux de rebut sur une ligne de soudure. Valeo Plasturgiste : mise au point d’un nouveau procédé de soudure de pièces en nylon. Solvay Sous-traitance automobile : augmentation de la productivité (pièces injectées) permettant de conserver l’activité en France et optimisation de la logistique interne de l’entreprise. Tetras

59 Statistique sur plus de 30 cas industriels
( scientifiques – technologiques – organisationnels ) : plus de 50 idées de base au moins 4 à 5 concepts retenus pour évaluation toujours 1 concept majeur pertinent et faisable 2 à 3 concepts potentiellement riches à terme A chaque fois :

60 Points forts relevés par tous les utilisateurs :
Aide efficace à l’expression des problèmes Identification d’un ensemble exhaustif d’angles d’attaque Génération rapide de nombreuses idées On retrouve toutes les solutions connues, plus quelques autres ! - Edition immédiate du rapport - Communication sur le problème facilitée avec le graphe de relations causes/effets

61 Fin

62 Macro Flow Chart for ARIZ
II. I. REMOVING THE PHYSICAL RESTRUCTURING OF THE CONTRADICTION Macro Flow Chart for ARIZ ORIGINAL PROBLEM (DO) ( PLAN ) III. ANALYZING YES Solution? THE SOLUTION 1.0 Analyze the (CHECK/APPLY) System NO · Key Learnings 4.0 Separate the · "Mini-problem Physical Contradiction · Model of the 9.0 Review all the Stages in Problem ARIZ in "Real Time" · Technical Application Contradiction YES Solution? · Other Uses 2.0 Analyze the for Solution Resources · Add to Data NO Base 5.0 Apply the · Operating Zone Knowledge Base 8.0 Develop Maximum · Operating Time Effects, Standards, Usage of the Solution · Resources of the Principles System, · IFR Met Subsystem, Supersystem · No Physical YES Contradiction 3.0 Define the Ideal Final Solution? · Can Be Result and Formulate the Implemented Physical Contradiction NO 7.0 Review the Solution and · Physical Contradiction 6.0 Change the "Mini- Analyze the Removal of the (macro level) Problem" Physical Contradiction · Physical Contradiction (micro level) · Ideal Final Result (IFR) NO YES Solution? ©Marconi Works International Janice Marconi 12/20/97

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