Trudne problemy techniczne - jak wyjść poza schemat dzięki TRIZ

Czy zdarzyło Ci się utknąć na trudnym problemie technicznym, a jego rozwiązanie wydawało się niemożliwe?

Takie wyzwania to codzienność dla inżynierów czy projektantów na całym świecie. Często towarzyszy Ci w takiej sytuacji poczucie, że wszelkie oczywiste ścieżki zostały już przetestowane?

Właśnie tutaj wkracza TRIZ - Teoria Rozwiązywania Innowacyjnych Zadań - metodologia, która może odmienić sposób, w jaki podchodzisz do problemów.
Trudny problem - czyli jaki?

W problemach technicznych spotykane są dwa rodzaje "trudności". Pierwszy dotyczy problemów niełatwych do zdiagnozowania, w których przyczyna i skutek są ze sobą nietypowo powiązane. Drugi - wyczerpania się możliwości danej technologii.

Trudność typu 1:

Trudno zdiagnozować, co jest przyczyną problemu, bo pomiędzy nią a skutkiem jest bardzo nieintuicyjne połączenie.

Klasycznym przykładem jest diagnozowanie usterek w systemach elektrycznych, gdzie drobne błędy, takie jak zamiana żarówki na niewłaściwy typ, mogą prowadzić do kaskady problemów.

Zwykle, gdy już dobrze zdiagnozuje się problem, jego rozwiązanie staje się proste. Bywa, że przyczyn jest kilka na raz - i znowu: jeśli dobrze je zdiagnozujemy, to największa trudność jest już za nami.

W powyższym temacie polecam książkę o dynamice systemów "Piąta Dyscyplina" Petera Senge - zawiera ona świetne przykłady ich nieintuicyjnego zachowania.

Trudność typu 2:

Technologia "doszła do ściany".

Mówimy tu o sytuacjach, w których konieczne jest znalezienie nowej koncepcji umożliwiającej pokonanie technologicznych ograniczeń. Wyjście poza utarte schematy jest wówczas kluczowe. Co ciekawe, nierzadko rozwiązanie okazuje się technicznie proste, ale jego znalezienie wymagało porzucenia dotychczasowego podejścia, które ograniczało myślenie.

Prześledźmy to na, dość znanym, przykładzie Xerox.
Pokonywanie technologicznych ograniczeń

W latach dziewięćdziesiątych dwudziestego stulecia inżynierowie w firmie Xerox nie potrafili przejść bariery prędkości napełniania pojemników z tonerem. "Doszli do ściany" z urządzeniem, które widać poniżej na Ryc.1.

Ryc.1 Pierwotne urządzenie do napełniania tonerem pojemników w firmie Xerox. Przesypywanie proszku reguluje ślimak (śruba Archimedesa działająca w dół).

Inżynierowie w Xerox tak bardzo byli przyzwyczajeni, że toner musi być przemieszczany ślimakiem, że gdy przy zwiększaniu prędkości ślimaka proszek się zawieszał, rozkładali ręce (miejsce problemu jest zaznaczone na czerwono na prawym rysunku Ryc.1). Ich mentalna inercja nie pozwalała im wyjść poza kręcący się ślimak, mimo że byli całkiem dobrymi fachowcami.

Problem zlecono zewnętrznym inżynierom, byli to eksperci TRIZ z Sankt Petersburga.

Project Managerem nowego rozwiązania był Oleg Abramov, którego nazwisko widzimy w patencie - tu cały patent. Oleg wspomina, że w ciągu kilku godzin znaleźli odpowiednią, inną technologię, by przyśpieszyć nasypywanie tonera do pojemników. Późniejsze dopracowanie prototypu zajęło jego zespołowi 3 miesiące.

Porzucenie starej technologii jest ogromnym krokiem naprzód przy rozwiązywaniu problemów. Przeszkadza nam w tym mentalna inercja, czyli bezwładność psychologiczna, której ulega każdy z nas.

Poniżej (Ryc.2) ilustracja rozwiązania z patentu używającego prostego wibratora mechanicznego. Trudne nie było tu znalezienie nowej technologii - ona od wielu lat istniała i była dobrze znana - trudnością było mentalne oderwanie się od starej technologii, która działała tylko do pewnej prędkości nasypywania.

Ryc. 2 Schemat rozwiązania - proszek przy odpowiedniej częstotliwości, kierunku i amplitudzie drgań zachowuje się jak płyn. Uzyskano 19-krotny wzrost prędkości nasypywania w stosunku do pierwotnej technologii.

Osoby, które uzależniły się od hazardu, wskazują, że wspomnienie wygranej jest wielokrotnie silniejsze niż kolejne przegrane. Tutaj jest podobnie - jeśli 10 razy zwiększaliśmy prędkość ślimaka i rozwiązanie działało, to nie możemy się pogodzić z tym, że za 11-tym razem ta technologia nie chce już działać.

Nasze myśli koncentrują się na tym, co w ślimaku poprawić, a nie na tym, by z niego zrezygnować. Amerykańscy inżynierowie wcale nie byli głupi, jednak przeciwko nim działał silny nawyk i przywiązanie do technologii, która wcześniej nie zawodziła. To jest coś, co czyni to zjawisko podobnym do uzależnienia. Zewnętrzni eksperci, poza umysłem przećwiczonym wielokrotnie przez TRIZ, nie byli obciążeni latami przyzwyczajeń nasypywania ślimakiem.
Inercja myślenia a TRIZ

Wróćmy do dwóch rodzajów trudności w problemach technicznych. Tak jak do trudności pierwszego rodzaju mamy narzędzia, tak do trudności drugiego rodzaju całym zestawem narzędzi jest TRIZ, który szczególnie pozwala poradzić sobie z mentalną inercją. TRIZ najlepiej sprawdza się w problemach ze sprzecznością, gdy potrzebujemy przełomowej zmiany w koncepcji.

Kolejny przykład: Chcemy zwiększyć prędkość łodzi. Narzędzia TRIZ pomogą wybić nas z kolein myślowych.

Najbardziej interesujące rozwiązania dla łodzi to podniesienie kadłuba powodującego tarcie - na przykład wodolot ma proporcjonalnie niewielkie tarcie, bo cały kadłub jest wyniesiony ponad wodę, można zmienić też koncepcję na poduszkowiec lub ekranoplan . We wszystkich tych pomysłach kadłub jest ponad wodą, co jest początkowo ogromną mentalną zmianą, bo przecież zaczynaliśmy od słowa "łódź", a to kanalizowało myślenie.
Czas na wnioski

Jaki wniosek można wyciągnąć z wyróżnienia tych dwóch kategorii trudności?

Chyba najważniejsze jest to, że są to zupełnie inne rodzaje trudności i mają odpowiadające im, całkowicie różne narzędzia służące ich rozwiązywaniu. W pierwszym przypadku doświadczenie wynikające z przepracowania podobnych problemów pomaga, w drugim potrafi być obciążeniem.

Ważne, by się nie pomylić, z którym rodzajem trudności mamy do czynienia.