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1ra Edición / Abril 2009

Aprendiendo Fácilmente a Innovar (2/3)

“Nunca es demasiado temprano para pensar en el mañana” Federico Mayor Zaragoza

Este Minidocs es un REGALO para Ud. de Innovación Sistemática www.minidocs.es www.minidocs.es


3. ¿Como Podemos Aplicar el TRIZ para Solucionar Problemas? Planteemos un ejemplo resuelto con TRIZ: Problema en la producción de cobre puro. Ejemplo adaptado de www.ideationtriz.com, Ideation International Inc. El cobre puro se produce mediante un proceso electrolítico. Durante más de 15 años se había planteado la siguiente situación: una pequeña cantidad de líquido de electrólito permanece en los poros de la superficie de las láminas de cobre. Cuando se almacenan, el electrólito se evapora, creando puntos de óxido en la superficie que reduce el valor del cobre y causa pérdidas sustanciales. El mejor modo de solucionar el problema era evitar producir los poros. Sin embargo esto se rechazó inmediatamente, porque requeriría disminuir considerablemente la intensidad de la corriente continua, lo que reduciría drásticamente la productividad. Se decidió reducir las pérdidas económicas lavando las láminas de cobre antes del almacenaje para eliminar el electrólito de los poros. Este proceso era costoso y los intentos para una mejora del proceso de lavado se mantuvieron durante más de 15 años. Cuando los especialistas TRIZ afrontaron este problema, preguntaron a los fabricantes de cobre si existía un modo de eliminar los poros en las hojas de cobre. La respuesta fue: imposible sin descender la productividad a niveles inaceptables. Se necesitó cierto esfuerzo para demostrar que había una contradicción detrás de este “imposible”. Estudiando el problema se llega a la contradicción física: la corriente debe ser baja para evitar crear los poros y debe ser alta para proporcionar la productividad requerida. La Innovación Sistemática TRIZ busca los Recursos existentes dentro del sistema, lo cuales constituyen el elemento principal para resolver la contradicción. Pueden ser internos o externos al sistema o supersistema, de coste cero o muy bajo. Los recursos pueden ser sustancias o campos, y también incluyen espacio, tiempo o incluso otros sistemas cercanos. La identificación de estos recursos proporciona abundantes oportunidades para nuevos conceptos de solución.

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Ejemplo de las pinturas rupestres y el sonido

Las cuevas con pinturas hechas hace más de 100000 años permiten ver las pinturas y oír el sonido de los animales o una manada entera corriendo ¿Cómo “dibujaron” los moradores de estas cuevas el retrato de sonidos para sus descendientes?

Nuestra tarea a resolver es descubrir como los artistas rupestres pueden “pintar” tanto los animales como los sonidos. Una de las pautas que marca la Innovación Sistemática es la utilización de modelos que eviten la utilización de tecnicismos o palabras muy específicas. En este caso formulamos de otra forma la situación: al contemplar su obra pinturas los artistas rupestres consiguieron “representar” los sonidos. Que contradicción podemos definir: las imágenes deben “representar” el sonido, pero una imagen no puede producir sonido. ¿Qué recurso se puede utilizar para conseguir el sonido”?. Pensando en los recursos existentes tenemos: una cueva, una ubicación que escogían los artistas para sus pinturas, etc. La solución puede ser una ubicación en la que las corrientes de aire produjeran el efecto deseado del sonido.

La Idealidad, como esencia que mueve al hombre para mejorar los sistemas, para hacerlos más rápidos, mejores y a más bajo coste, marca la dirección en la que dirigir la búsqueda de una solución.

Esta búsqueda de un Resultado Final Ideal implica aumentar las funciones útiles del sistema y reducir las funciones perjudiciales, todo ello al menor coste posible.

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El Resultado Final Ideal es la forma que utiliza la Innovación Sistemática TRIZ para definir el rumbo que nos dirige al espacio de las soluciones más adecuadas para resolver nuestra tarea inventiva. De hecho, se utilizan distintas formulaciones del Resultado Final Ideal, cuya correcta formulación permite apuntar en la dirección apropiada.

Ejemplo de extracción de los cubitos de hielo

Muchas neveras aún tienen bandejas para hacer hielo que no son compatibles con un resultado ideal. Al extraer el hielo de la bandejas este se rompe, debido al fenómeno de expansión durante la congelación del agua y la presión del hielo contra las paredes del recipiente. ¿Cómo resolver esta cuestión sin emplear ningún método sofisticado? La contradicciones tienen distintas formulaciones, de hecho existe algunas que no ayudan en ningún modo a resolver el problema, mientras que otras formulaciones llegar a definir el espacio de solución. En este caso se puede enunciar la siguiente contradicción: la producción de agua necesita un recipiente en el congelador, lo que genera el beneficio de tener cubitos de hielo, pero el hielo presiona las pareces del recipiente, lo que genera el perjuicio de que muchos cubitos se rompan al extraerlos. Un enunciado del resultado final ideal nos marcará el camino para resolver el problema: el agua, por si misma, hará que los cubitos de hielo se extraigan sin romperse. De los recursos existentes tenemos dos fundamentales: el agua y el recipiente, así como la transformación agua-hielo y la geometría del recipiente. Si los receptáculos para el agua tienen forma de cono invertido, los bordes ligeramente angulados hacen que la presión del hielo “empuje” hacia el exterior el cubito que mientras se está formando de agua a hielo.

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Abordemos otro ejemplo, en este caso TRIZ aplicado a un problema de negocios: Problema comercial de venta de un software asociado a un producto. Ejemplo adaptado de “Application of RCA+ to Solve Business Problems” Valeri Souchkov, Rudy Hoeboer and Mathijs van Zutphen, publicado el 02-06-07 en www.triz-journal.com

En primer lugar se documentan el problema y los objetivos principales.

A continuación se realiza un Análisis de Causa Raíz para encontrar las contradicciones. Se muestra un extracto del resultado.

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En “relaciones Y”, donde se conectan dos causas diferentes, es suficiente con solucionar cualquiera de las contradicciones que contribuyen y el efecto general desaparecerá. En “relaciones O” debería eliminarse la cadena entera de causas que contribuyen al efecto negativo. No siempre ocurre que la solución de una sola contradicción elimina el efecto negativo, porque varias contradicciones independientes pueden crear el efecto negativo en diferentes partes del sistema. Aunque en ciertas situaciones una solución con una contradicción también pueda resolver otra contradicción. El escenario óptimo es una sola solución para eliminar simultáneamente todas las causas alternativas. El mejor modo de hacer esto es combinar en una varias direcciones de solución potenciales – aplicando principios inventivos de una o varias contradicciones simultáneamente – y traduciendo aquella dirección a una solución que cubra el contexto total del sistema. La aplicación de la Innovación Sistemática TRIZ se está extendiendo desde el ámbito tecnológico, en el que se creó inicialmente, a todos los ámbitos de la actividad humana, como en la gestión de negocios (comercial-marketing, servicios,…), o para la medicina y la investigación científica en general, por citar algunos. El proceso para solucionar problemas tecnológicos puede utilizarse con poca o ninguna adaptación dentro del contexto de problemas de negocios, ventas y dirección. Nos conduce a una comprensión cuidadosa de la complejidad de un problema, además de la generación de soluciones eficaces. La variedad de ideas y estrategias de solución generadas no ha de ser considerada necesariamente como “innovación”, en el modo que este término se entiende dentro de un contexto tecnológico, sin embargo estas soluciones pueden ser innovadoras con respecto a un sistema comercial dado, compañía, organización o segmento de mercado. Innovación Sistemática TRIZ aplicada a un problema de negocios: Problema comercial de venta de un software asociado a un producto. Hemos de escoger que contradicción(es) se van a resolver, para lo que existen diferentes estrategias de selección. En general, la solución de contradicciones en el nivel bajo conduce a soluciones a largo plazo con ventajas potenciales adicionales, y la solución de contradicciones del nivel alto ayudan a obtener soluciones más rápidas, a corto plazo, de alcance más limitado. Las contradicciones 1.1, 2.1 (incluidas las contradicciones que las causan), y 3.1 están conectadas por una “relación O”, que significa que contribuyen al efecto negativo de forma independientemente. Para reducir la complejidad de una resolución por separado de cada problema, se definen tres cadenas de contradicciones en el ranking de clasificación.

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Las contradicciones de clasifican las contradicciones según los criterios previamente convenidos.

La contradicción seleccionada es:

La etapa de análisis de recursos se realiza de acuerdo a los procedimientos TRIZ clásicos.

Para resolver la contradicción “Satisfacción de Cliente” frente a “Reacción inadecuada al precio alto” podemos utilizar varios métodos. El método estándar sería aplicar la matriz de principios inventivos para negocios, siendo el uno de los principios que el de extracción. Aprendiendo Fácilmente a Innovar

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Se repitió el mismo proceso para otras contradicciones, y se recopiló una lista de las ideas y estrategias de solución resultantes y se ordenó según los criterios establecidos en la fase de la Documentación del Problema, utilizando una Matriz de Decisión de Multicriterio (se muestra una selección de los conceptos).

En definitiva, el proceso para solucionar problemas tecnológicos puede utilizarse con poca o ninguna adaptación dentro del contexto de problemas de negocios y dirección. Las Contradicciones Físicas utilizan los Principios de Separación como metodología de resolución. Llegar al enunciado de la adecuada Contradicción Física suele conducirnos a la esencia misma de la situación inventiva a la que nos enfrentamos, y su resolución conduce a altos niveles de innovación. Ejemplo de Innovación Sistemática TRIZ: Problema en la producción del cobre puro. El problema de producción de cobre puro resuelto con TRIZ tiene una elegante y potente solución, pero hay que destacar que inicialmente no teníamos un problema fácil. Durante más de 15 años (con millones en pérdidas sostenidas cada año) ingenieros de producciones similares por todo el mundo trataron de solucionar este problema. Su éxito fue muy limitado, sobre todo al perseguir los mejores modos de lavar el electrólito…la dirección equivocada. Los recursos existentes en el sistema implican los componentes y propiedades del baño electrolítico y todo lo que le rodea, por ejemplo componentes de la solución, temperatura, corriente eléctrica, maquinaria, etc. El Resultado Final Ideal sería que no se produjeran poros de ningún tipo y la productividad no diminuyeAprendiendo Fácilmente a Innovar

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ra… si acaso que aumentara. Una vez que la contradicción es formulada (la corriente debe ser baja para evitar poros, y debe ser alta para aumentar la productividad) la solución puede alcanzarse de manera bastante directa aplicando los métodos para afrontar las contradicciones físicas. Para hacer esto, nos preguntamos lo siguiente: ¿dónde (tratando de resolver una contradicción en el espacio) o cuando (¿para tratar de resolver una contradicción en el tiempo) realmente necesitamos una baja corriente para evitar la aparición de poros? La respuesta es obvia…a posteriori. Necesitamos una corriente baja al final de proceso para prevenir los poros, mientras que durante la mayor parte del proceso la corriente puede ser alta para asegurar un nivel alto de la productividad. Dado el hecho que el ciclo completo toma 72 horas, se descubrió que reducir la corriente en los 30 últimos minutos era suficiente para producir el cobre sin poros. Las personas involucradas en el trabajo con este problema durante un taller TRIZ se asombraron de que se pudiera encontrar una respuesta en media hora. ¿Por qué este problema ha sido fácil de solucionar? 1. La inercia psicológica se redujo al dirigirnos en la dirección correcta, eliminar los poros en este caso, en lugar de luchar contra los resultados dañinos del problema. 2. Lo “imposible” (como se ha destacado cuando se preguntó si había un modo de eliminar los poros, el fabricante declaró que era imposible) se transformó en una contradicción. 3. Los Principios de Separación se aplicaron para resolver la contradicción formulada. La idea de bajar la corriente al final de proceso puso de manifiesto que la corriente normalmente utilizada no era la mejor, desde el punto de vista de la productividad. Mejor dicho, el nivel de la corriente era el resultado de una solución de compromiso anterior, por la cual se había elegido una corriente “óptima”. Esta corriente óptima no proporcionó el nivel de productividad más alto y tampoco eliminó completamente los poros, aunque los redujera. Después de este descubrimiento, se recomendó aumentar la corriente durante la parte principal del proceso y, por supuesto, reduciéndola al final, con lo que la productividad aumentó aún más. La solución de un problema mediante una solución de compromiso siempre produce un resultado lejos del ideal. La resolución de una contradicción motiva una verdadera innovación que, a menudo, produce ventajas adicionales inesperadas: un super-efecto. El modelado sustancia-campo permite la solución de contradicciones mediante un modelo abstracto y simplificado del mismo, para el que se plantean soluciones directas del problema de innovación mediante las soluciones estándar. Por “Sustancia” se entendería todo aquello que tiene una estructura, y “Campo” cualquier tipo de energía o campo energético.

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Utilización del modelado sustancia-campo para eliminar sedimentos del fondo de presas. Ejemplo expuesto en el libro “Creatividad e Innovación Tecnológica mediante TRIZ”, Rafael Oropeza Monterrubo, EdPanorama , 2008. Los fangos se acumulan en el fondo de una presa. Se producen grandes depósitos de sedimento o fango en el fondo debido a los sólidos suspendidos en las aguas de los ríos que la alimentan. Debido volumen que ocupan los sedimentos, la capacidad de la presa disminuye, hasta el momento que llega a ser necesario limpiarla (“desazolvarla”). Existen dos métodos convencionales: 1. Extraer los sólidos sedimentados mediante dragado (dragas marinas), sin vaciar la presa. 2. Desecando, temporalmente, la presa, extrayendo los sedimentos con grandes palas mecánicas y llevándolos a otro sitio. En ambos casos el coste es muy elevado debido a los grandes equipos que se emplean y el número de personas que se requieren. Se produce un fuerte impacto ambiental en el lugar donde se depositan los lodos, ya que contienen grandes cantidades de materia orgánica. Diagrama Sustancia-Campo del proceso convencional. S1 = Pala mecánica o draga de cualquier tipo. CM = Campo mecánico mediante el cual se mueve la pala o draga. S2 = Sedimento o fango. La resolución de problema acudió al estudio de posibles nuevos sistemas con distintos “Campos” que se emplean en la Innovación Sistemática TRIZ. La mayoría fueron eliminados por no ser aplicables debido a las condiciones de las presas. El único campo que ofreció algún tipo de alternativa fue el acústico. Realizando múltiples pruebas en el laboratorio con el sedimento obtenido de una presa, se aplico ultrasonido con diferentes intensidades y al llegar al nivel de Giga Hertz se observo que las pequeñas partículas de sedimento empezaron a moverse por lo cual se aumento la intensidad del sonido. Finalmente, las partículas empezaron a desprenderse del sedimento y entraron en suspensión nuevamente, de la misma forma a como habían llegado a la presa en los ríos que las alimentaban. Diagrama Sustancia-Campo del nuevo proceso. S1 = Antena emisora de ultrasonido. CA = Campo acústico. S2 = Sedimento. Con todos los datos obtenidos se construyeron varias “antenas” emisoras de ultrasonido y se llevo a cabo una prueba de campo, en una presa cercana, obteniéndose excelentes resultados y patentando el sistema. Actualmente (09-2008) ya se han limpiado 4 presas con esta nueva tecnología y el coste promedio ha pasado de 40/50 a 10 US$ por metro cúbico.

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La Evolución de Sistemas artificiales sigue como patrón fundamental la eliminación de contradicciones, de forma que incrementen su Idealidad. Para la tecnología, la Innovación Sistemática TRIZ enuncia unas Patrones de Evolución de Sistemas Técnicos, unos modelos posibles: “líneas” o “tendencias” de evolución. Desde de sistema inicial, mediante mejoras múltiples, el sistema siempre se mueve hacia la Idealidad, hasta el agotamiento de la tecnología y los recursos del sistema existentes. Las tendencias y líneas de evolución se utilizan como herramientas de pronóstico y análisis de fallos para el desarrollo y evolución de sistemas. Árbol de evolución para representar la evolución de un sistema, propuesto en “Evolution Trees. Analysis of technical information and generation of new ideas” de Nikolay Shpakovsky, www.gnrtr.com.

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El acercamiento basado en el Árbol de Evolución hace posible construir un modelo de cualquier sistema técnico, un mapa que permitiría visualizar todas las versiones existentes de un producto. Este modelo puede utilizarse para pronosticar la evolución de sistema - versiones del producto aún no realizadas -, para superar patentes de la competencia, al igual que para crear la adecuada protección con un “paraguas de patentes”, y ayudar en la planificación estratégica del negocio – tomar decisiones razonables. La sistematización de modelos evolutivos construidos para sistemas técnicos diferentes permite que un diseñador cree un mundo técnico virtual – el mundo de modelos de la ejecución de su función con todas sus relaciones y variedad donde pueden simularse los sistemas y procesos más diferentes. 1º) Los “huecos” que se detecten la evolución del sistema son una oportunidad para realizar una patente. 2ª) Las líneas de evolución no completadas son fuentes de posibles nuevos desarrollos, que, obviamente, darán lugar a una nueva patente. El Árbol de Evolución es aplicable a cualquier sistema técnico, sea cual sea su complejidad, y se puede trasladar a sistemas no técnicos. Objetivos con el Árbol de Evolución para Inversiones en Innovación • Tener una imagen de la evolución del sistema tecnológico. • Colocar nuestro invento en el lugar que ocupa dentro de este árbol. • Determinar la fuerza del invento en cuanto al avance de su desarrollo. • Determinar la fuerza del invento en cuanto a la (no) facilidad de desarrollar sistemas más avanzados. • Dar líneas de trabajo que mejoren el invento.

4. Algunas Conclusiones 1. Los sistemas artificiales evolucionan con la eliminación de contradicciones en su funcionamiento: deben de conseguirse mejoras sin originar ningún efecto negativo. 2. Los sistemas artificiales tienden a alcanzar el grado más alto de idealidad utilizando al máximo los recursos que tienen a su alcance: proporcionar el máximo de beneficios al coste más bajo posible. 3. Hay un número limitado de modelos de soluciones creativas, que pueden ser estudiados y descritos. Mediante estos modelos se llegan a las soluciones específicas. 4. La evolución y desarrollo de todos los sistemas artificiales es un proceso estructurado, y está gobernado por unas tendencias y líneas de evolución determinadas. El conocimiento de estas tendencias y líneas de evolución es esencial para pronosticar correctamente la futura evolución de cualquier sistema y tomar las decisiones mas acertadas. 5. La solución de un problema de forma innovadora requiere formular el problema correctamente, descomponiendo y estructurando un espacio problema. Para tener éxito en esta resolución del problema inventivo, se deben aplicar tanto el conocimiento genérico de las estrategias para solucionar contradicciones, como el conocimiento específico en el área en la cual se va a aplicar la solución.

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