La méthode TRIZ

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Définitions de TRIZ

TRIZ vient du Russe: Teorija Reshenija Izobretateliskih Zadatch qui veut dire Théorie de résolution des problèmes inventifs. C’est une méthode efficace de conception pour résoudre des problèmes techniques. C’est le travail d’un ingénieur russe qui a découvert que qu’on peut utiliser un algorithme de manière efficace pour faire évoluer des systèmes techniques.

Le concepteur est trop souvent limité a son environnement de travail et peut être limité par du vocubulaire du domaine technique par exemple. Pour lutter contre cette limite, TRIZ indique qu’i faut:
– ne jamais considérer que la solution réside dans son domaine de compétence propre
rechercher la pluridisciplinarité
– rechercher à remplacer les termes, expressions, etc par d’autres
respecter aussi les idées les plus farfelues.

Cours connexes

Explication générale

La méthode TRIZ se base sur le fait que lors de la conception d’un produit, les problèmes rencontrés présentent des similarités et qu’alors leur résolution peut se faire avec des solutions similaires. Cette conclusion provient de l’étude d’une grande quantité de brevets étudiée par l’auteur de la méthode. Environ 400000 brevets ont ainsi été analysé et comparés. Cette méthode permet donc d’éviter de tout ré-étudier encore et encore.

Objectifs de la méthode TRIZ

L’objectif principal de TRIZ est de favoriser la créativité, stimuler la recherche de concepts innovants en proposant aux inventeurs, ingénieurs des outils permettant de débloquer leur capacité d’imagination. TRIZ s’adapte en quelque sorte à chaque utilisateur et l’oriente dans chaque étape de la résolution des problèmes en proposant des solutions génériques déjà éprouvées. Par exemple, la méthode permet de résoudre les contradictions, les compromis qui peuvent apparaitre pendant la phase de conception. Par exemple, les problèmatiques courantes des véhicules poids/puissance, vitesse/consommation, vitesse/sécurité…

Notion de contradictions

C’est un élément essentiel de la méthode TRIZ. Pour toute innovation recherchée, on est confronté au problème des contradictions. En principe, les ingénieurs ou les concepteurs cherchent à privilégier un compromis plutôt qu’une solution idéale qui souvent n’existe pas. Ces notions peuvent être opérationnelles, techniques ou physiques.

Des outils tels que l’analyse de cause racine (Root Cause Analysis) ou l’analyse des valeurs conflictuelles (Values-Conflict Mapping Analysis) peuvent être utilisés.

Outils proposés par la méthode

Principes d'invention

A l’origine, on a pu constater qu’il y a 40 principes pour toute invention. Ils servent tous a résoudre une contradiction technique qui se présente lorsque l’on veut améliorer une caractéristique et qu’une autre se dégrade par compromis.

Liste des 40 principes d’innovation (détaillés plus bas):

  1. 1) Segmentation
  2. 2) Extraction – Séparation
  3. 3) Qualité Locale
  4. 4) Asymétrie
  5. 5) Fusion – Intégration
  6. 6) Universalité
  7. 7) Imbrication – Inclusion
  8. 8) Contrepoids – Sustentation
  9. 9) Action Préalable Inverse
  10. 10/A) Action Préliminaire
  11. 11/B) Protection ou Compensation Préalable
  12. 12/C) Equipotentialité – Elimination Tension
  13. 13/D) Inversion
  14. 14/E) Sphéricité – Courbe – Arrondi – Cerclage
  15. 15/F) Dynamisation – Optimisation
  16. 16/G) Action Partielle ou Excessive
  17. 17/H) Autre Dimension – Changement Dimension
  18. 18/I) Vibrations ou Oscillations Mécaniques
  19. 19/J) Périodicité – Action Périodique
  20. 20/K) Continuité Action Utile

21/L) Vitesse Elevée ou Accélérée
22/M) Conversion Négatif en Positif
23/N) Rétroaction – Feedback – Retour
24/O) Intermédiaire – Médiateur
25/P) Self-Service – Organisation Autonome
26/Q) Utilisation de Copie(s) ou de Modèle(s)
27/R) Accessoire Bon Marché – à Durée Ephémère
28/S) Substitution Système Mécanique
29/T) Hydraulique ou Pneumatique
30/U) Membrane Flexible – Fine Couche
31/V) Porosité – Utilisation Matériaux Poreux
32/W) Changement de Couleur ou Transparence
33/X) Homogénéité
34/Y) Rejet et Régénération
35/Z) Modifications Paramètres
36/a) Phase de Transition ou de Transformation
37/b) Expansion Thermique – Dilatation
38/c) Environnement ou Atmosphère Enrichi
39/d) Environnement ou Atmosphère Inerte
40/e) Matériaux ou Structures Composites

Paramètres

La méthode a installé 39 paramètres qui sont les caractéristiques qui permettent de définir un système technique. A l’aide de la matrice TRIZ, on cherche a améliorer une caractéristique sans en dégrader trop une/des autres. Par exemple, il risque d’être difficile de diminuer le volume la température d’une lampe en augmentant sa luminosité. Une grille permet de filtrer les paramètres améliorables sans en dégrader d’autres.

Liste des 39 paramètres techniques:

  1. 01/1 – poids de l’objet mobile
  2. 02/2 – poids de l’objet statique
  3. 03/3 – longueur de l’objet mobile
  4. 04/4 – longueur de l’objet statique
  5. 05/5 – surface de l’objet mobile
  6. 06/6 – surface de l’objet statique
  7. 07/7 – volume de l’objet mobile
  8. 08/8 – volume de l’objet statique
  9. 09/9 – vitesse
  10. 10/A – force
  11. 11/B – tension, pression
  12. 12/C – forme
  13. 13/D – stabilité de l’objet
  14. 14/E – résistance
  15. 15/F – durée d’action de l’objet mobile
  16. 16/G – durée d’action de l’objet statique
  17. 17/H – température
  18. 18/I – intensité lumineuse
  19. 19/J – énergie utilisée par l’objet mobile
  20. 20/K – énergie utilisée par l’objet statique

21/L – puissance
22/M – perte d’énergie
23/N – perte de substance
24/O – perte d’information
25/P – perte de temps
26/Q – quantité de substance
27/R – fiabilité
28/S – précision de la mesure
29/T – précision de fabrication
30/U – facteur néfaste à l’objet
31/V – facteurs néfastes induits
32/W – facilité de réalisation
33/X – facilité d’usage
34/Y – entretien
35/Z – adaptabilité
36/a – complexité du produit
37/b – complexité du pilotage
38/c – degré d’automatisation
39/d – productivité

Matrice des contradictions techniques

La matrice qui a pu être élaborée est la suivante:

Dans une entrée de la matrice, on se pose la question du paramètre à améliorer et de l’autre le paramètre qui peut se dégrader. (cliquez pour agrandir…)

 (cliquez pour agrandir…)

Exemple d'utilisation de la matrice (inspiré d'e-marketing.fr)

Une entreprise visant la certification ISO 14001 souhaite réduire son empreinte écologique en réduisant sa consommation de documents écrits produits dans les bureaux. Les avantages de cette démarche sont de réduire les émissions de CO2 et la déforestation liés à la fabrication du papier. Cette démarche pourrait également amener à simplifier les processus logistiques et des coûts afférents aux impressions (encre/papier).

Dans la méthode, il convient de choisir le paramètre a améliorer le mieux adapté à cette situation. Dans notre matrice, le paramètre qui correspondrait le mieux semble être le 26/Q (Quantité de substance). L’un des paramètre négatif de contradiction est la perte d’information. En effet, si de manière extrême on supprimait totalement le papier sans alternative, on ne pourrait plus faire passer les informations nécessaires. Ce paramètre dans la matrice de contradiction est le 24/O (Perte d’information).

A l’intersection du paramètre à améliorer (réduire la quantité de substance (papier/encre)) et du paramètre dégradé (perte d’information), on lit OSZ. Il faut le lier aux principes d’innovations OSZ:

O (24/O): Intermédiaire – Médiateur
S (28/S): Substitution Système Mécanique
Z (35/Z): Modifications Paramètres

Voici les possibilités proposées par la matrice:
O (24/O) Quel objet intermédiaire peut être opérationnel momentanément?
– Utiliser un objet ou un procédé intermédiaire pour transmettre l’action.
– Combiner temporairement l’objet à un autre, lequel devra pouvoir être enlevé facilement (réversibilité).

S (28/S) Quel moyen sensoriel peut remplacer un moyen mécanique ?
– Remplacer un système mécanique par des moyens sensoriels (optique, acoustique, toucher, olfactif).
– Interagir avec l’objet avec des champs électriques, magnétiques, électromagnétiques.
– Passer de champs statiques (espace ou temps) à des champs mobiles (espaces ou temps).

Z (35/Z) Est-il possible de changer un ou plusieurs paramètres de l’objet ?
– Changer de phase : solide, liquide, gazeux.
– Changer la concentration, la densité ou la consistance.
– Modifier le degré de flexibilité.
– Changer la température.

Concrètement, on peut appliquer le conseil : 
– Utiliser un objet ou un procédé intermédiaire pour transmettre l’action
– Remplacer un système mécanique par des moyens sensoriels (optique, acoustique, toucher, olfactif).

C’est à dire passer d’une feuille papier à une information numérique (tablette, QRcode a scanner, donner à récupérer sur un serveur, etc)

Détail des 40 principes d'innovation (selon innover-malin.com):

Que se passe-t-il si vous mettez en place des actions périodiques?

– Remplacer une action continue par une action périodique ou par une impulsion.
– Si l’action est déjà périodique, modifier sa fréquence ou sa période.

– Utiliser les pauses entre les impulsions pour réaliser une autre action.

01 – Segmentation

Que se passe-t-il si vous segmentez/divisez l’objet ?

– Diviser l’objet en parties indépendantes.
– Rendre l’objet démontable.
– Segmenter l’objet et le réorganiser dans l’espace ou dans le temps.

02 – Extraction

Quelle partie pouvez-vous enlever ou sacrifier ?

– Enlever une partie de l’objet.
– Extraire de l’objet une propriété perturbatrice ou utile.

03 – Qualité locale

Quelle partie de l’objet voulez-vous changer localement ?

– Changer localement une caractéristique de l’objet.
– Spécialiser les différentes parties de l’objet.
– Rendre la structure de l’objet non homogène.

04 – Asymétrie

Que se passe-t-il si vous cassez la symétrie de l’objet ?

– Rendre asymétrique la forme de l’objet.
– Modifier dans le temps une caractéristique de l’objet.
– Rendre asymétrique la répartition en nombre des parties de l’objet.

05 – Groupement

Est-il possible de grouper des objets destinés à des opérations parallèles ? 

– Grouper ou fusionner plusieurs parties similaires de l’objet.
– Combiner des actions pour les rapprocher dans le temps.
– Grouper ou fusionner une partie avec un objet proche.

06 – Multifonctions

Est-il possible de rendre l’objet multi-fonctionnel ?

– Rendre apte une partie de l’objet à réaliser plusieurs fonctions pour remplacer les fonctions des autres parties de l’objet.
– Ajouter à l’objet une fonction issue d’un objet proche.

07 – Inclusion (poupées russes)

Que se passe-t-il si vous placez un objet dans un autre ?

– Placer une partie dans une zone creuse de l’objet.
– Placer un objet proche dans une partie creuse.
– Placer une partie de l’objet à l’intérieur d’une autre.

08 – Contrepoids(poupées russes)

Existe-il un contre poids pour compenser le poids ?

– Compenser la masse d’un objet par combinaison avec un ou d’autres objets possédant une force ascensionnelle.
– Compenser la masse d’un objet grâce à des interactions avec l’environnement : force aérodynamique, hydrodynamique, de flottabilité…

09 – Action contraire préalable

Comment anticiper une action contraire qui sera utile plus tard ?

– Si une action engendre des effets utiles et nuisibles : procéder à une action préventive pour contrôler les effets néfastes.
– Si l’objet supporte en fonctionnement des tensions indésirables mais connues : le soumettre à une tension préalable contraire. 

10 – Action préliminaire

Qu’est-ce qui peut être fait en avance ?

– Réaliser une action requise plus tard, entièrement ou partiellement, avant qu’elle ne soit nécessaire.
– Pré-positionner les objets pour qu’ils entrent en action efficacement et sans perte de temps.

11 – Protection préalable

Qu’est-ce qui peut être anticiper en cas d’urgence ?

– Compenser le manque de fiabilité relative d’un objet par des mesures préventives.

12 – Equipotentiel

Quelle condition opérationnelle peut être changée pour atteindre le niveau souhaité ?

– Dans un champ potentiel, limiter les possibilités de changer de position.
– Changer les conditions de travail pour éviter de devoir lever ou baisser un objet dans le champ gravitationnel.

13 – Inversion

Qu’est ce que l’on peut faire à l’envers ?

– Inverser l’action utilisée normalement pour résoudre le problème.
– Rendre fixe les pièces mobiles et rendre mobile les parties fixes.
– Retourner l’objet ou inverser le processus.

14 – Courbe

Qu’est-ce qui se passe si vous incurvez les objets ?

– Remplacer les droites par des courbes, les plans par des hémisphères, les cubes par des sphères …
– Utiliser des rouleaux, sphères, spirales, voûtes …
– Remplacer les translations par des rotations, utiliser les forces centrifuges …

15 – Dynamisme

Quelle partie peut se déplacer par rapport aux autres pour renforcer son dynamisme ?

– Permettre ou prévoir l’ajustement des caractéristiques d’un objet pour rendre son action optimale.
– Diviser un objet en éléments pouvant se déplacer les uns par rapport aux autres.
– Rendre flexible ou adaptable l’objet rigide ou non flexible.

16 – Excessif ou partiel

Quelle partie peut se déplacer par rapport aux autres pour renforcer son dynamisme ?

– S’il est difficile d’obtenir le résultat à 100% d’une manière donnée, réaliser partiellement l’action pour simplifier le problème.
– Réaliser l’action par excès et enlever le surplus.

17 – Autre dimension

Que se passe-t-il dans une autre dimension ?

– Déplacer une partie de l’objet dans une autre dimension.
– Utiliser un assemblage multi-couche.
– Passer d’une dimension physique à une dimension dématérialisée.

18 – Vibration

Que se passe-t-il si l’objet rentre en vibration ?

– Faire osciller ou vibrer un objet.
– Si l’oscillation existe déjà, augmenter la fréquence.
– Utiliser la fréquence de résonance.
– Remplacer les vibrations mécaniques par des vibrations piézo-électriques.
– Combiner les ultrasons et les champs électromagnétiques.

19 – Action périodique

Que se passe-t-il si vous mettez en place des actions périodiques?

– Remplacer une action continue par une action périodique ou par une impulsion.
– Si l’action est déjà périodique, modifier sa fréquence ou sa période.
– Utiliser les pauses entre les impulsions pour réaliser une autre action.

20 – Continuité

Que se passe-t-il si vous adoptez une action continue ?

– Travailler en continu, privilégier les actions ou toutes les parties de l’objet travaillant en permanence à plein régime.
– Éliminer les temps morts, les marches à vide, les actions intermittentes.

 

21 – Vitesse élevée

Qu’arrive-t-il à l’objet à grande vitesse ?

– Conduire le procédé ou certaines de ses étapes (celles néfastes, dangereuses, hasardeuses) à grande vitesse.

22 – Conversion

Est-il possible d’utiliser des facteurs nocifs pour conduire à des effets positifs ?

– Utiliser les effets nuisibles pour obtenir une action positive.
– Éliminer un facteur nuisible en le combinant avec d’autres effets néfastes.
– Amplifier un effet nuisible jusqu’à ce qu’il cesse d’être néfaste.

23 – Rétroaction

Que se passe-t-il si vous introduisez un feedback ?

– Introduire un asservissement (réponse, vérification) pour améliorer un procédé ou une action.
– Si l’asservissement est déjà en place, le modifier (ampleur, influence).

24 – Intermédiaire

Quel objet intermédiaire peut être opérationnel momentanément?

– Utiliser un objet ou un procédé intermédiaire pour transmettre l’action.
– Combiner temporairement l’objet à un autre, lequel devra pouvoir être enlevé facilement (réversibilité).

25 – Self service

Comment pouvez-vous rendre l’objet autonome ?

– Rendre l’objet autonome (y compris auto entretien) en ajoutant des fonctions auxiliaires utiles.
– Utiliser des ressources gaspillées ou perdues : énergie, déchets…

26 – Copie

Est-ce suffisant d’utiliser une copie d’un objet ?

– Utiliser des copies simplifiées et bon marché plutôt qu’un objet complexe, cher, fragile.
– Remplacer un objet ou un procédé par leurs copies optiques.
– Si des copies optiques sont déjà utilisées, passer à des copies dans l’infrarouge ou l’ultraviolet.

27 – Éphémère et bon marché

Qu’est-ce qui peut être remplacé par des objets “jetables” ?

– Remplacer un objet cher par de nombreux objets bon marché, en renonçant à certaines propriétés (comme la durée de vie)

28 – Interaction non mécanique

Quel moyen sensoriel peut remplacer un moyen mécanique ?

– Remplacer un système mécanique par des moyens sensoriels (optique, acoustique, toucher, olfactif).
– Interagir avec l’objet avec des champs électriques, magnétiques, électromagnétiques.
– Passer de champs statiques (espace ou temps) à des champs mobiles (espaces ou temps)

29 – Fluide

Est-ce possible de remplacer des parties solides par un fluide ?

– Remplacer les parties solides d’un objet par du gaz ou du liquide : objets gonflables, objets remplis d’air ou d’eau.

30 – Membrane flexible

Comment pouvez-vous isoler ou protéger l’objet par un film ?

– Remplacer les structures tridimensionnelles par des membranes souples et des films minces.
– Isoler l’objet de son environnement en utilisant des membranes souples ou des films minces.

31 – Porosité

Que se passe-t-il si vous utilisez des matériaux poreux ?

– Rendre un objet poreux ou lui adjoindre des éléments poreux (inserts, revêtement…).
– Si l’objet est déjà poreux, remplir les porosités d’une substance utile (ou fonction utile).

32 – Changement de couleur

Est-il possible de changer la couleur de l’objet ou sa transparence ?

– Modifier la couleur d’un objet ou de son environnement.
– Modifier le degré de transparence d’un objet ou de son environnement.
– Utiliser des colorants (additifs) pour observer des objets (processus) difficiles à observer.
– Si de tels additifs sont déjà utilisés, utiliser des atomes repérables.

33 – Homogénéité

Que se passe-t-il si les objets sont similaires ou les mêmes ?

– Utiliser le même matériau pour les objets interagissant avec un objet donné
– Utiliser des matériaux ayant des propriétés similaires ou proches.

34 – Rejet et régénération

Est-il possible d’éliminer ou recycler l’objet ?

– Éliminer (par dissolution, évaporation…) les parties de l’objet qui ont fini de remplir leurs fonctions ou les modifier directement pendant l’opération.
– Inversement, régénérer ou récupérer les consommables directement pendant l’opération.

35 – Valeur d’un paramètre

Est-il possible de changer un ou plusieurs paramètres de l’objet ?

– Changer de phase : solide, liquide, gazeux.
– Changer la concentration, la densité ou la consistance.
– Modifier le degré de flexibilité.
– Changer la température.

36- Phase de transition

Comment utiliser les transitions de phase ?

– Utiliser les phénomènes liés aux changements de phase : changement de volume, création ou perte de chaleur…

37 – Dilatation

Quelle partie spécifique voulez-vous essayer de dilater ?

– Utiliser la dilatation ou la contraction thermique des matériaux.
– Si la dilatation thermique est déjà utilisée, utiliser plusieurs matériaux aux coefficients de dilatation thermique différents.

38 – Oxydes puissants

Que se passe-il si vous ajoutez un activateur ?

– Remplacer l’air par de l’air enrichi en oxygène.
– Remplacer l’air enrichi en oxygène par de l’oxygène pur.
– Exposer l’air ou l’oxygène à des radiations ionisantes.
– Utiliser de l’oxygène ionisé.
– Remplacer l’oxygène ionisé par de l’ozone.

39 – Élément inerte

Que se passe-il si vous ajoutez une partie neutre ?

 – Remplacer l’environnement normal par un environnement inerte, réaliser le processus sous vide.
– Ajouter des éléments neutres ou des additifs inertes.

40 – Composites

Pouvez-vous faire quelque chose de nouveau en combinant des matériaux ?

– Remplacer les matériaux homogènes par des matériaux composites. 

Livres sur les méthodes de gestion de production

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