La TRIZ : vers une théorie du management des …rp2e.univ-lorraine.fr/fileadmin/rp2e/seminaires/2007/Cavallucci.pdf · Ce qu’Altshuller a mis en œuvre dès 1946 Comprendre les

1

Généralités/IntroductionDescriptionLimites/ExtensionsConclusions/Perspectives

Généralités/IntroductionDescriptionLimites/ExtensionsConclusions/Perspectives

La TRIZ : vers une théorie du La TRIZ : vers une théorie du management des problèmes complexesmanagement des problèmes complexes

11

22

33

44

SEMINAIRE de l’Ecole doctorale RP2ELe 11 janvier 2007 - Vandoeuvre-lès-Nancy

[email protected]

Un rapide aperçu de l’équipe TRIZLaboratoire de GÉnie de la Conception (LGÉCO)

Connaissances et compétences

Conception inventive et innovation

Architecture des systèmes de productionConception intégrée

Conception

•Formation et développement de compétences•Acquisition et validation de connaissances•Pilotage des systèmes de connaissances et de compétences

•Modélisation et évaluation de performances•Introduction de nouvelles technologies

•Re-formulation de problèmes•Anticipation•Gestion de l'innovation

40 Chercheurs : (7 PU – 25 MDC – 8 enseignants – 22 Doctorants – 7 Admin.)

INTRODUCTION DESCRIPTION EXTENSIONS CONCLUSIONS

Équipe de Recherche LICIA

2

Contexte

Contexte

3

Les différentes ères industriellesINTRODUCTION DESCRIPTION EXTENSIONS CONCLUSIONS

Productivité Qualité Innovation

1930 1970 1990

•Répondre à la demande•Optimiser la production•Accroître les rendements

•Être compétitif•Assurer la qualité•Optimiser l’organisation

•Organiser l’innovation•Manager les connaissances•Anticiper les évolutions produits

?


Notre sociétéévolue…

La complexité des objets croît

Les conséquences de l’ère de l’innovation

Les cycles de création raccourcissent

Les outils de la qualité montrent leurs limites

Pour le concepteurPour l’entreprise

Manager les connaissances qui sortentdu cercle de ce qu’elle sait faire.

S’organiser, se restructurer pour mieuxgérer l’innovation

Anticiper les évolutions et les ruptures pour mieux s’organiser face au changement

Concevoir autrement

Apprendre autrement

Réfléchir autrement

Quels impacts ?

4

Situationinitiale

STOP !Idées Test1Test2Test3 TOTIdée 2 4 8 6 18Idée 5 5 9 5 19Idée 9 4 5 9 19Idée 11 2 4 2 8Idée 13 5 4 2 11Idée 16 2 5 4 1

1Idée 20 9 2 2 13Idée 23 5 4 2 11Idée 57 2 5 2 9Idée 59 2 9 5 16Idée 62 5 2 2 9Idée 70 9 5 7 21

Idée 2Idée 5Idée 9

Idée 11Idée 13Idée 16Idée 20

...Idée 62Idée 70

Idée 1Idée 2Idée 4Idée 5Idée 8Idée 9Idée 10Idée 11Idée 12Idée 13Idée 15Idée 16Idée 19Idée 20

...Idée 21

Idée 62Idée 69Idée 70

Idée 1Idée 2Idée 3Idée 4Idée 5Idée 6Idée 7Idée 8Idée 9Idée 10Idée 11Idée 12Idée 13Idée 14Idée 15Idée 16Idée 17Idée 18Idée 19Idée 20

...Idée 60Idée 61Idée 62Idée 63Idée 64Idée 65Idée 66Idée 67Idée 68Idée 69

? Solution poursuivie en

développement

Démarche traditionnelle de résolution de problèmes dans les services R&D

CONTEXTE DESCRIPTION EXTENSIONS TEMOIGNAGES ET REFLEXIONS

Description

5

Description

TTeorija eorija (TThéorie)

RRezhenija ezhenija (de la RRésolution)

IIzobretatel'skich zobretatel'skich (des PProblèmes)

ZZadach adach (d’IInnovation)

G.S. Altshuller [1946-1998]


40 années d’itérations [1946-1985] – 1500 chercheurs – 200 centres partenaires

6

Situationinitiale

D'après N. Khomenko – documents de cours OTSM-TRIZ

Solution poursuivie en

développement

Comprendre la TRIZ comme une démarche convergente


1891: Un inventeur a une idée géniale


7

Ce qu’Altshuller a mis en œuvre dès 1946

Comprendre les mécanismes « intuitifs » de l’inventeur pour les reproduire de façon méthodique

• L’inventeur construit intuitivement une contradiction et la résout sans compromis.

• Les solutions de haute valeur inventive se caractérisent par l’usage d’un savoir distant du domaine dans lequel le problème de pose.

• Les principes inventifs génériques utilisés par les inventeurs sont en nombre limités.


Transférer les efforts

Évoluer autour du plateau

Rigidité

faible élevée

Une contradiction(présente avant la résolution)

Une loi d’évolution(qui balise le chemin à suivre)

Une ressource(jadis source d’inconvénient)

Un principe(identifié dans les bases de Kn)

Dynamisation (loi 8)

Le frottement entre les pièces

Séparation des propriétés contradictoires entre le tout et les parties (M5)

Les composantes d’un concept inventif


8

Une contradiction résolue(le nombre de crans doit être faible

[efficacité du blocage] et élevé [s’adapter idéalement au diamètre].

Une loi d’évolution suivie(Harmonisation-Efficience)

Une ressource utilisée(le diamètre à pincer)

Un principe générique induisant la solution

(P15: Le dynamisme b.)


Exemple de la pince universelle

• Rendre explicites les démarches intuitives des inventeurs.

• Apprendre à des non-inventeurs à utiliser ces démarches.

• Faire en sorte que l’émergence d’une solution inventive ne soit plus le fruit d’une série d’essais et erreurs ou dû au hasard mais issu d’un processus maîtrisé, reproductible et enseignable.

Quelles étaient les motivations d’Altshuller ?

« Je ne voulais pas inventer moi-même, mais simplement aider les autres a devenir des

inventeurs… » (G.S. Altshuller)


9


Une contradiction résolue(la l’amplitude des frappes doit être

faible [aisance d’usage] et importante [briser d’avantage].

Une loi d’évolution suivie(Loi3: Harmonisation)

Une ressource utilisée(la fréquence propre du matériau)

Un principe générique induisant la solution

(P18b.: La vibration/résonnance)

Les travaux de synthèse (1946-1985)

• Collecter et répertorier l’ensemble des principes inventifs utilisés par les inventeurs

• Formaliser les démarches de synthèse d’un concept inventif

• Formuler les lois qui caractérisent les évolutions de objets techniques

• Construire une méthode qui encadrerai le processus de formulation du problème et de synthèse d’un concept inventif.

Construire les outils et les méthodes permettant de reproduire le processus inventif


10

Aperçu du contenu de la TRIZ

Méthodes Bases de Kn Outils

Hypothèses de base (postulats, axiomes)

• Modélisation Sub.-Champ• Algorithme de résolution des PI• Contournement de l’IP

• Principes (40:120)• Effets (3:250:1200)• Système de Standards (5:76)• Lois d’évolution (8)

• Matrice de réso. Des CT• Opérateurs DTC• Pointeurs d’effets

• Lois d’évolution• Contradiction• Conditions spécifiques


En 1985, la TRIZ atteint sa maturité;En 1991, elle s’exporte en occident:

• Les théories en place liées à la créativité sont perçues comme concurrente à la TRIZ

• Les processus de réflexion dans les écoles et les entreprises sont basées sur des notions qui reposent sur le concept de qualité.

• L’assistance de l’outil informatique tente certains pour plusieurs raisons

• Accélérer l’apprentissage (voire le rendre implicite par l’outil)

• Donner plus de pouvoir à la recherche d’idées par l’usage des bases de données.

• Correspondre mieux aux lois du marché occidental.


11

Optimiser l’écoulement

Simplicité de fabrication

Configuration des conduits

Fixe Dynamique

Stabilité

Longévité

Longueur d’enroulement

Longue Courte

Design

Confort

Surface des aérateurs

Grande Petite


Extensions

12

Extensions

1985-2004: mise en évidence des limites de la TRIZ

• Les objets techniques ne sont pas tous « simples » ceux qui posent le plus de problèmes sont « complexes ».

• Comment collecter un grand ensemble de données pour représenter l’ensemble des problèmes?

• Comment rendre le modèle de représentation des données commun à tous les champs disciplinaires impliqués?

• Quel problème adresser dans un grand ensemble?

• Comment organiser les processus de résolution multiples qui doivent suivre?


13


:::

Structuring Knowledge in Inventive Design of Complex Problems

Case study : Gas tank

Filling tube

SocketCanister

Anti fuel come-back valve

Fuel trap

Jauge

RollOverValve

Pump

Pump-Jauge Module

Drainingpoint

Plastic shell

Fuel linetank exit

FLVV (internal)

Lock

14

:::


TRIZ – About complex tasks

To master knowledge gathering

stage

To master knowledge representation

To master convergence means

To optimize the use of Kn bases

To assist the Solution definition

Conclusion: There is a need to build new knowledge around TRIZ to enhance its capacity to address such problems

The difficulties for TRIZ to address complex tasks can be summed as follows:

:::



F_1 Change fuel location

F Manage fuel

F_2 Increase fuel pressure

F_3 Increase knowledge about remaining quantity

F_31 Change level of jauge arm

F_32 Change electric current sent to display

F_11 Increase quantity of fuel in fuel trap

F_12 Increase quantity of fuel at fuel line tank exit

F_4 Decrease movement between tank and car body

F_5 Increase quantity of fuel in tank

F_51 Reduce hydrocarbure

emissions

F_52 Reduce quantity of fuel going back in filling tube

F_6 Reduce pressure difference between

atmosphere and tank

F_61 Reduce quantity of gaz

in tank

F_62 Increase quantity of gaz in tank

F_611 Reduce hydrocarbure

emissions

F_53 Increase quantity of fuel in gun area

F_7 Decrease vertical and horizontal fuel movement

15

:::



No norms about vehicules

hydrocarbures emissions

One tank for onecar

Threebodies cars

Use of CoExtrusionas manufacturing

processOne tank for few

carsTwobodies cars

ManyStationWagon

Common platformfor many car

Flat floorBlow molding use

and expertiseHigh modularity

inside car

No OnBoardDiagnostic

No ORVR

Non flat and thickfuel systemOBD ORVR

Jauging, pumpingand venting are integrated in the

system

Fuel systemof

maximum 50mm

thickness

Snail shape arounddraining point

Pure PENo canister

Venting in filling tubeIndependant

jauging and pumpingExternal venting valve

Fuel trap andventuri points

CanisterMulti layertank

Internal ventilation

??

1980 1990 2005

Subsystems

System

Super systems

:::


CD(computerization)

Lessons OTSM-TRIZ [NK] and what we understood from it

PaD

PsD

PbD

CD(visualization)

PBPSTCPA

16

:::



Endof

filling

Ventingrequired

Ventingvalve

PJModule

Jauge

Venturi

Mold

Plastic shellcorners

Plastic shell

Connectingsocket

Canister

Car brakes

Pump

Filling tube

Pb1

Pb2 Pb2

Pb3

Pb4

Pb5

Pb6, 17

Pb7

Pb8 Pb9, 14, 17

Pb10

Pb11

Pb12Pb12, 16

Pb13

Pb15

Pb18

Pb19

Pb20

Pb21

Fuel system

Modules

Componants

Supersystem

Subcomponants

Manufacturingphase Filling Car drives

Time

SystemicPBPSTCPA

:::


Case study : Gas tankPBPSTCPA

17

:::


Case study : Gas tankPBPSTCPA

☺

☺

Element:Mountingflanges

PX:merging(PA_7) EP2:

Hydrocarbureemission(PI_23)

EP1:Manufacturing

precision(PE_24)

Thenvalues

of

EP2:Hydrocarbure

emission(PI_23)

EP1:Manufacturing

precision(PE_24)

Thenvalues

of

Unifyed

Separated

isImportant

is Low

is Difficult

is High

:::


PB_32 Coût

PB_63 Coût matière

PB_1 Taille module pompe-

jauge

PB_40 Taille

pompe

PS_61 Meilleur

rendement de la pompe

PS_62 Accumuler de l’énergie pour le démarrage à froid

PS_60 Eviter les phénomènes qui

mènent au surdimensionnement

de la pompe

PS_65 Le moteur aspire

PB_5 Fiabilité du drainage

PB_45 Montée de col

PB_46 Drainage en accélération

PB_47 Drainage en rond-points

PB_48 Drainage en bretelle de

sortie

PS_2 Flotteur aspirant

PB_79 Mobilité du flotteur pour

les petits mouvements

PS_32 Séparer

dépression et succion

PS_35 Point d’aspiration

mobile

PS_6 Eponge

PS_43 Effet

Coanda

PS_31 Plaque

capillaire sous venturi

PS_33 Capillaire

PS_40 Stabilisation

capillaire

?PS_36

Araignée capillaire

PB_80 Maintien

de la plaque

capillaire

PS_39 Paroi

intérieure flottante

PS_72 Fond

capillaire

PS_28 Mini-bol autour du point

d’aspiration

PB_78 Le mini-bol ne se remplit

pas

PB_77 le mini-bol se

vide

PS_1 Clapets

PS_119 Positionner le carburant autour du point

d’aspiration

PS_34 Cône

intérieur

PS_118 Trois

cavités

PS_70 Autre champ

PS_24 Piège de gros volume

PB_41 Taille piège

PS_94 Piège plat

PB_42 Fuite du carburant hors

du piège

PS_7 Pot flexible

PB_43 Démarrage avec 5 litres

PB_83 Effet « réservoir plat »

dans le piège

PB_82 Démarrage en pente

PS_106 Parapluies par le fond

PS_122 Déviation de l’alimentation

PS_8 Plusieurs petits pots

PB_84 Nombre de connexions entre les petits

pots

PS_66 Adapter le mode de puisage à la quantité de carburant restante

PS_58 Plusieurs points

de puisage

PB_50 Assemblage système de

puisage

PB_51 Trop de canalisations

PB_49 Débit

moteur

PS_29 Aspiration

conditionnelle

PS_30 Alimenter séquentiellement

PS_46 Venturi sur retour de carburant

PS_67 Autre énergie pour le

puisage

?

PB_6 Taille d’outillage

PB_59 Soufflage de la paraison

PS_99 Section rectangulaire

PB_60 Extrusion de la paraison rectangulaire

PB_61 Taille plateaux de

soufflage

PB_62 Pression de verrouillage

PB_67 Pression requise pour faire le

rayon

PS_104 Changer de

machinePS_105

Presser peu

PB_70 Qualité du produit

PS_113 Changement de

process

PB_17 Surface projetée

PB_18 Retour de carburant en

freinage rapide

PB_8 Fluage de la paraison

PB_9 Quantité polyéthylène

PB_15 Taille du canister

PS_82 Tampon de

vapeur

PS_79 Valve filtrante

?

PB_11 Refoulement

lors du remplissage

PS_100 Clapet anti-

refoulement

PS_115 Rayons de

raccord 25mm

PS_102 Réservoir

long

PS_101 Réservoir

large

PS_103 Réservoir de

50mm de haut

PS_90 Plancher mince et plat

PS_116 Eloigner le carburant de la ROV

PB_19 Volume perdu pour l 'expansion

PS_111 Réservoir

clos

PB_66 Canister mouillé

PS_110 Ôter ROV

PB_65 Pression int = pression ext

(2) (8)

PB_33 Capacité du réservoir

PS_17 Pipette intérieure protégée

PS_84 Pas de valve à

flotteur

PB_2 Taille clapet

ventilation

PS_25 Pipette

intérieure flexible

PS_18 Réservoir localement déformable

PS_19 ROV

déformable

PS_20 Membrane sur le haut

du réservoir

? ??

PS_21 Pipette intérieure et substance poreuse

PS_22 Pipette intérieure et membrane poreuse

PS_23 Chicane

intérieure

PS_78 Ventilation

indépendante

PB_64 Vider régulièrement la

chicane

PS_3 Poche de gaz souple

PB_92 Compensation

consommation (5)

PS_80 Poche de carburant

PB_85 Rupture lors

du crash

PB_87 Amplitude de déformation

PS_47 Plusieurs poches de

gaz

PB_86 Drainage plus

difficile

PS_50 Poches successivement

bouchées

PS_53 Poche de gaz de volume

minimum

PS_52 Poches

bouchables par gravité

PS_44 Baudruche

de gaz ou de liquide

PS_56 Compensation de consommation

périodique

PS_73 Réservoir flexible

PS_121 Tubulure

plus petite

PB_75 Présence d’air dans le réservoir

PB_72 Gonflement (1) (3) (4)

PB_71 Collapse (6) (7) (9)

PS_108 Ne jamais faire sortir de l’air

PS_109 Ne jamais faire

entrer de l’air

PB_76 Air introduit au remplissage

PB_74 Air introduit lors du

fonctionnement du réservoir

PS_54 Hydrocyclone

PS_55 Hélice dans le liquide

PS_49 Grille au

remplissage

PS_48 Evacuation

d'air progressive

? ??

PS_4 Venturi en haut de la poche souple

PB_36 Plage du jaugeage

PS_5 Double arbre de

jaugeage

PS_85 Mesure non géométrique

PS_13 Jauger sur un vase

communiquant

PS_96 Mesurer le poids du carburant

PS_77 Jauger

grâce aux plots

PS_16 Compenser la

gravité

?

PS_14 Jauger une baudruche

PS_15 Mesurer la

consommation

PB_68 Etalonnage du jaugeage

PS_63 Mesurer ce qui est

envoyé

PS_74 Jauger au

remplissage

PB_36 Corrosion des pistes électriques

PS_57 Plusieurs jauges

PB_38 Coût du système de jaugeage

PB_39 Casse d’une jauge

PS_93 Nouvelle

jauge

PS_86 Jaugeage

magnétique

PS_91 Kissing points

PB_31 Fluage du réservoir

engorgé

PB_22 Tenue au crash

PS_92 Sangles

PB_34 Faisabilité

kissing points

PB_37 Coût du système de

fixation

PS_97 Plus de pattes

PS_27 Suspension du réservoir

PB_58 Contraintes

thermiques dans le réservoir

PS_75 Fixation uniquement

verticale

PS_76 Fixations thermosensibles

PS_26 Piège soudé

PS_120 Raidisseurs

PB_13 Fluage et fixationPB_4 Fiabilité

du jaugeage

PB_69 Introduction

dans réservoir

PB_88 Interférence avec

d’autres composants

PS_12 Placement lors

du process

PB_91 Emissions par ligne de pincement

PB_12 Emission

PB_90 Emission par surface

projetée

PB_89 Vitesse de

vaporisation

PS_88 Thermoformage

PS_87 TSBM

PS_89 Injection

PB_73 PE perméable aux Hydrocarbures

PS_112 Couche d’EVOH

PB_81 Déchirement de la couche d’EVOH

si déformation

PS_114 Couche EVOH au milieu de la

peau du réservoir

PS_98 Entonnoir pour tubulure

PS_117 Entonnoir

PB_10 Taille platine et embase

PS_9 Connections

latérales indépendantes

PS_10 Connections latérales avec

tubulure

PB_52 Nombre d'opérations de

soudure

PS_94 Entonnoir

pour connections

PB_54 Forme tubulure

PB_55 Fuite si arrachement de

tubulure

PS_95 Tubulure de

rupture contrôlée

PB_56 Hauteur de la

platine

PB_57 Hauteur de l’embase

PB_53 Espace vertical disponible

PS_11 Introduction

latérale et volet latéral

PB_7 Rayons de raccordement

PB_3 Montage canal

d'alimentation

PS_107 Capacité de grand volume

PB_93 Encombrement du système complet


18

Eléments deconclusion

Eléments deconclusion

19

2004- …?: Utiliser la TRIZ comme une théorie permettant de construire de nouveaux outils et méthodes

• Construire une stratégie d’activité Inventive en R&D fondée sur la cohérence entre la technique et le management.

• Comment observer des technologies concurrentes et représenter leur état de maturité respectif.

• Comment positionner une stratégie propre dans un contexte concurrentiel hyper contraint.

• Quel problème adresser en priorité pour minimiser les dépenses R&D?

• Comment organiser sa stratégie de PI pour devenir incontournable dans un espace fortement concurrencé?


• Un mode de fonctionnement différent que ce qui est enseigné dans l’AF ou l’AV ou même le 6Sigma.

• La nécessité d’accepter d’aller chercher des solutions dans des champs inconnu pour l’ingénieur/l’entreprise.

• Un principe de réflexion à l’opposé du Brainstorming.• Un apprentissage long (pour être efficace sur des problèmes

complexes).• Des entreprises dont l’organisation n’est (de nos jours) pas

propice à son déploiement.

Ce qui rend la TRIZ compliquée à intégrer dans la R&D des entreprises


20

• Une nouvelle façon de formuler ses problèmes (de recherche, de conception, de stratégie,…).

• Une assistance multidisciplinaire pour la résolution inventive des problèmes.

• Une meilleure compréhension des évolution des systèmes techniques, donc une meilleure capacité appréhender, anticiper leurs évolutions.

• Un mode de management des problèmes simplifiant la compréhension, le transfert, la capitalisation et l’usage des connaissances.

• Une diminution des « voies sans issues » donc une réduction des dépenses pour aboutir à la solution.

Ce que la TRIZ apporte à l’ingénieur, au chercheur, au manager


• Assister l’extraction des connaissances expertes (leur exhaustivité, leur pertinence).

• Assister la compréhension, la déduction, la correction d’incohérences.

• Construire des règles de gestion des réseaux de problèmes.• Assister la synthèse des savoirs multi-domaines résidant

dans les écrits (docs, pdf, web,…).• Accélérer l’apprentissage de la TRIZ à tous les niveaux

d’enseignement.

Les activités de recherche qui restent à conduire


21

On veut toujours que l'imagination soit la faculté de former des images. Or elle est plutôt la faculté de déformer les images fournies par la perception, elle est surtout la faculté de nous libérer des images premières, de changer les images.

Gaston Bachelard

Documents

La TRIZ : vers une théorie du management des …rp2e.univ-lorraine.fr/fileadmin/rp2e/seminaires/2007/Cavallucci.pdf · Ce qu’Altshuller a mis en œuvre dès 1946 Comprendre les