PRINCIPIOS INVENTIVOS - Lección 7

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A principios del siglo pasado se publicaban repetidamente listas diferentes de recomendaciones de inventores. Cada autor sugirió las reglas inventivas más poderosas en su opinión personal. Como resultado, estas listas incluyeron recomendaciones acerca de sistemas técnicos (por ejemplo “principio de segmentación”), y recomendaciones acerca de aspectos psicológicos (por ejemplo “principio de analogía personal”) que fueron publicadas juntas. El carácter subjetivo de tales listas hizo menos eficiente la solución de problemas ingenieriles. Esto tampoco tuvo en cuenta un proceso de formalización del desarrollo de solución. Por lo tanto, estas primeras listas de recomendaciones inventivas eran limitadas en su aplicación práctica y no tenían una amplia difusión.

Genrikh Altshuller ofreció otro acercamiento al desarrollo de principios inventivos a finales de los años 50. Seleccionó los principios que ocurren más a menudo basados en el análisis de un gran número de patentes - más de 40.000 invenciones. Cada uno de estos principios "trabajó" eficazmente al menos en 80-100 invenciones. Como resultado, fueron publicados los 40 Principios Inventivos más frecuentemente utilizados (*).

Los principios inventivos son la herramienta TRIZ más simple para resolver contradicciones técnicas y finalmente solucionar el problema. Su aplicación no requiere ningún conocimiento especial y pueden ser utilizarlos tanto por niños como por profesionales. Sin embargo, la utilización de esta herramienta TRIZ también tiene su propia especificidad y requiere algunas habilidades prácticas. La matriz de contradicciones de los 40 principios inventivos fue diseñada para formalizar y facilitar el uso de TRIZ en la actividad práctica. Esta tabla es la llamada Matriz de Altshuller. La matriz presenta 39 características del sistema. Los pares de características contradictorias forman una Matriz. El primer aspecto en el par está localizado en la columna izquierda de la Matriz y se denomina Aspecto de Mejora. El otro aspecto del par se coloca en la fila superior de la Matriz y se denomina Aspecto que Empeora. No todos los pares contradictorios de aspectos tienen un juego de principios inventivos asociados.
(Nota del traductor: Los principios inventivos y la tabla (matriz) de contradicciones fue el primer desarrollo de G Altshuller, muy orientados al campo de la ingeniería mecánica, civil y química. En 1973 consideró que no debía seguir si desarrollo, cuando tenía preparados otros nuevos 10 principios inventivos. En definitiva la utilización de los principios inventivos es una herramienta que su propio autor consideró obsoleta hace más de 35 años. A pesar de esto, muchos reputados miembros de la comunidad TRIZ la pretenden seguir utilizando y extender el campo de su aplicación)

En las actividades prácticas, se utilizan varios métodos para aplicar los 40 Principios durante el proceso de resolución del problema. Vamos a indicar algunos de ellos.

1. El método más simple es lo que podemos llamar enumeración de principios. Este método examina cada uno de los principios tratando de aplicar cada uno de ellos o sus combinaciones a la solución de la contradicción técnica en el problema específico.
2. El segundo camino es la formulación de una contradicción técnica y la utilización de la Matriz de Altshuller a fin de conseguir el juego de principios recomendados para solucionar el problema (por regla general, sólo entre dos-cuatro principios).
3. El tercer camino es la formulación de la contradicción técnica directa e inversa para el problema y utilización de la Matriz para ambas formulaciones. Este es un proceso razonable porque ambas formulaciones pueden tener sentido y la Matriz puede sugerir principios eficaces adicionales, ya que no es simétrica. Los principios para la contradicción inversa pueden ser también útiles en la eliminación de ambas contradicciones. Por ejemplo, si tenemos la contradicción directa como esta: “la mejora de la característica de fiabilidad del sistema (fila 27) conduce al empeoramiento de la característica de la fuerza (columna 10)”. De la Matriz podemos conseguir para este conflicto los principios 8, 28, 10, y 3. Si formulamos la contradicción inversa: “la mejora de la característica de fuerza (fila 10) conduce al empeoramiento de la fiabilidad (columna 27)”, entonces podemos conseguir de la Matriz otros principios: 3, 35, 13, y 21. Ambas contradicciones son racionales a la hora de aplicarse en la mejora del sistema. Por lo tanto, es útil intentar la aplicación de todos estos principios en el proceso de solución.
4. El cuarto camino es la formulación de dos o más contradicciones diferentes para el problema y solucionar estas contradicciones con la ayuda de la Matriz. Durante la aplicación de este método lo más importante es identificar los principios comunes en diferentes conjuntos de principios inventivos. Estos principios comunes pueden proporcionar una  ventaja extra porque pueden ser útiles de forma simultánea en la solución de varias contradicciones técnicas.

Consideraremos la aplicación de cada uno estos métodos para solucionar problemas simples y explicaremos a cada uno de ellos con un ejemplo concreto de utilización. Aquí están sólo dos pasos simples de cómo utilizar los principios inventivos y la Matriz para la resolución de problemas:
1. Formular el problema mediante la contradicción técnica. Este paso se dedicado a la exploración de los aspectos del sistema que tienen que mejorarse y los aspectos que empeoran en el proceso de esta mejora.
2. Solucionar el problema eliminando la contradicción técnica. Este paso implica el desarrollo de soluciones para el problema adaptando los principios de la lista o principios específicos recomendados de la Matriz que se determinan con la ayuda de las los aspectos contradictorios de la contradicción.

Primero, aplicaremos el método más simple para solucionar problemas con la utilización de principios inventivos o su combinación y mostraremos este método utilizando tareas sencillas. Este método se lleva cabo repasando cada principio y seleccionando uno, o una combinación de principios, que es el más apropiado para solucionar el problema.

Aquí está el primero de nuestros problemas. Si tenemos que pintar la escalera de madera que conduce al primer piso, hasta que la pintura no esté seca será imposible subir. ¿Cómo solucionar el problema de ser capaz de tener acceso al primer piso mientras se está pintando?  De este modo, podemos formular la contradicción técnica: si pintamos la escalera mejoramos su protección ante influencias perjudiciales externas (rasguños, agua, desgaste) pero empeoramos la utilización de la escalera (debemos esperar algún tiempo para que esté seca). Después de examinar la lista de todos los principios y sugerencias adicionales a su aplicación, el principio 1 fue seleccionado para solucionar esta contradicción como uno de los más apropiados. Principio 1: Segmentación. Las recomendaciones para la aplicación de este principio son: A.    Dividir un objeto en las partes independientes B.    Hacer un objeto seccionable C.    Aumentar el grado de la segmentación de un objeto Si tenemos que pintar la escalera de madera que conduce al primer piso, entonces, deberíamos pintar cada escalón de forma alternativa y luego, una vez que estos pasos se secan, pintaremos el resto de los escalones. Esto permite que utilicemos la escalera sin necesidad esperar al que se  seque con sólo algunas molestias menores.

Aquí tenemos un ejemplo de aplicación de combinación con dos o más principios simultáneamente. A veces, cuando la aspiradora trabaja en una proximidad cerrada puede ocurrir un olor desagradable. Se sugirió aumentar el grosor y del número de filtros de la aspiradora del aire externo con el fin de evitar los olores desagradables. Sin embargo, esta solución no es eficiente porque el consumo de energía aumenta dramáticamente con la mayor cantidad de filtros. ¿Qué podría sugerirse con el fin de evitar el olor desagradable al utilizar una aspiradora? Ahora es el momento de formular la contradicción técnica. Si reducimos el olor desagradable, en otras palabras mejoramos el parámetro “de la acción perjudicial desarrollada por la aspiradora”, entonces otro parámetro de “gasto de energía” de vacío empeora. Revisemos la lista de principios. Para solucionar esta contradicción y el problema entero, se seleccionó la combinación de dos principios: Principio 9: Acción contraria previa Entender lo que podría ir mal de antemano y tomar medidas para eliminar, reducir, o prevenir su acontecimiento y Principio 6: Universalidad (Multifuncionalidad) Un objeto puede realizar varias funciones diferentes; por lo tanto, otros elementos pueden ser eliminados. La utilización de ambos principios puede darnos algunas ideas como vencer el olor desagradable durante la operación de aspirar. A fin de desarrollar estas ideas el mejor camino es utilizar el "recurso doméstico más simple y barato” qué está siempre disponible. De este modo, antes de limpiar tenemos que poner papel de café o un poco de otra sustancia doméstica que huela bien (por ejemplo, canela en una bolsa de papel) como un filtro externo de vacío. Esto sirve como filtro del aire externo de la aspiradora y como ambientador al mismo tiempo.

El segundo modo de utilizar los principios inventivos es utilizar la Matriz de Altshuller a fin de identificar un conjunto de principios recomendados para la contradicción técnica formulada de antemano para el problema. Para la contradicción técnica desarrollada, la mayor parte de características contradictorias apropiadas se definen en la intersección de las filas horizontales (característica que mejora) y las columnas verticales (característica que empeora) de la Matriz. En la Característica de Mejora la lista identifica el concepto que mejor describe el objetivo a mejorar. En la Característica que Empeora se debe encontrar en la lista el concepto que mejor describe lo que empeora para alcanzar del objetivo. En el caso de que no se pueda encontrar una equivalencia exacta entre el objetivo indicado y uno de los aspectos, ha de tratarse de encontrar el aspecto más estrechamente relacionado al objetivo. En la intersección de estas líneas se colocan los principios recomendados para resolver la contradicción técnica formulada. La utilización de estos principios conduce a la solución del conflicto del problema. La descripción de cada principio e indicaciones adicionales dan pistas para la solución.
El aspecto importante de este método es la determinación y la aplicación de sólo 2-4 principios recomendados (en lugar de 40) para resolver la contradicción técnica específica. Estos principios fueron deducidos como los mejores principios para resolver una contradicción concreta de la Matriz a través de miles de otras invenciones brillantes con la misma contradicción. Vamos a tratar de desarrollar nuestras habilidades prácticas para la utilización de este método mediante un proceso de resolución.

Nuestro siguiente problema trata sobre la recogida de grafito o polvo de magnesio no magnético dispersado. Alguien trató de utilizar un cepillo, pero se pierde mucho polvo. Otros han utilizado una aspiradora, pero no podían recolectar fácilmente el polvo después del tubo de vacío y filtro. ¿Qué hacer? Contradicción técnica: si utilizamos una aspiradora podemos juntar rápidamente el polvo no magnético dispersado pero alguna cantidad de polvo se pierde en los tubos de vacío y el filtro. De la lista de la Matriz de características que mejoran (ver el fragmento de la Matriz en la imagen izquierda) podemos identificar la característica de la tabla que mejor describe nuestro parámetro “juntar rápidamente” de la contradicción formulada. En nuestro caso, esto es la “Productividad”, fila 39. Entonces, de la lista de características que empeoran, definimos “Pérdida de Sustancia”, que es la columna 23. En la intersección de ésta fila y columna podemos ver cuatro principios recomendados para resolver la contradicción indicada. Aquí están estos principios e indicaciones aplicadas a ellos. Principio 28. Reemplazo de Sistema Mecánico A.    Reemplazar un sistema mecánico con un sistema óptico, acústico, térmico u olfativo. B.    Utilizar un campo eléctrico, magnético o electromagnético para interactuar con un objeto. C.    Reemplazar el campo de estático a movible, de campos no estructurados a aquellos que tienen una estructura. D.    Utilizar campos junto con partículas ferromagnéticas. Principio 10. Acción Previa A.    Realizar de antemano completa o parcialmente los cambios requeridos en un objeto. B.    Colocar objetos de antemano de modo que puedan entrar en acción inmediatamente en la posición más conveniente. Principio 35.  Transformación de Propiedades A.    Cambiar el estado físico del sistema. B.    Cambiar la concentración o densidad. C.    Cambiar el grado de flexibilidad. D.    Cambiar la temperatura o volumen. Principio 23. Realimentación A.    Introducir realimentación. B.    Si ya existe realimentación, cambiarla. Después del análisis todos estos principios, el principio 10 era el más apropiado para solucionar el problema sugerido. De acuerdo con sus recomendaciones, podemos juntar el polvo no magnético dispersado con la utilización del vacío sólo después de una acción previa. En el final del tubo de vacío se ajusta un pedazo de tela como se muestra en la imagen. Cuando se aspira en el polvo se adherirá a la tela. Cuando la aspiradora pare el polvo cae en un recipiente preparado de antemano. Por lo tanto, esta solución satisface ambas partes de la contradicción formulada previamente.

El tercer método para utilizar los principios inventivos de la Matriz de Altshuller es  conseguir dos conjuntos de principios recomendados para resolver el problema formulando dos contradicciones técnicas invertidas de antemano.

El aspecto único de este método es la utilización de los principios para las contradicciones directa e inversa para eliminar más eficazmente ambas y finalmente llegar a un concepto de solución mejorado, para resolver el problema en su totalidad. Como se mencionó antes, es razonable porque en la práctica tienen sentido ambas formulaciones invertidas y la Matriz puede sugerir principios eficaces adicionales, ya que no es simétrica.

Una vez más, trataremos de desarrollar la destreza para la utilización de esta vía mediante  un proceso de resolución.

Si limpiamos prendas pequeñas de nuestro vestuario, la lavadora trabaja bastante bien. Y viceversa, sabemos que las prendas abultadas son difíciles de lavar en la lavadora, por ejemplo mantas, cortinas, o chaquetones. Con el fin de proporcionar una buena calidad de limpieza, tenemos que utilizar varios ciclos de lavado. Esta solución es imperfecta porque perdemos el tiempo y energía suplementaria sin asegurar el éxito. ¿Qué podemos proponer para mejorar los resultados con los principios inventivos?   Comenzamos con la formulación de las contradicciones técnicas directa e inversa para este problema doméstico. La contradicción directa es: Si aumentamos el tamaño de las prendas para lavar en la lavadora entonces tenemos aumentar más tiempo el lavado. La contradicción inversa es: Si no queremos consumir tiempo extra para lavar prendas de tamaño grande entonces hemos de lavar pendas de ropa más bien pequeñas. El siguiente paso utiliza la Matriz. De los Parámetros Generalizados de la Matriz podemos encontrar los aspectos que están estrechamente relacionados con nuestros parámetros reales enfrentados. Serían la fila 7 “Volumen de objeto móvil” como característica a mejorar y columna 25 “Pérdida del tiempo” como la característica que empeora de nuestro sistema. En la intersección de 7ª fila y 25ª columna podemos ver los cuatro principios recomendados para resolver la contradicción indicada: 2, 6, 34, y 10.

La contradicción inversa de la Matriz sería: “Pérdida de tiempo” como característica que mejora, fila 25ª contra “Volumen de objeto móvil” como una característica que empeora, columna 7ª. En la intersección de la 25ª fila y 7ª columna tenemos cuatro principios recomendados para resolver la contradicción indicada. Estos son los principios 2, 5, 34, y 10.   Podemos ver alguna diferencia entre los conjuntos de principios para las contradicciones directa e inversa. Después del análisis cuidadoso de estos dos conjuntos, los principios 10 y 34 tienen que ver con planteamientos para la resolución del problema. Principio 10. Acción Previa A.    Realizar de antemano completa o parcialmente los cambios requeridos en un objeto. B.    Colocar objetos de antemano de modo que puedan entrar en acción inmediatamente en la posición más conveniente. Principio 34. Rechazando y  Regenerando Partes A.    Después de completar su función, o hacerse inservible, un elemento de un objeto es rechazado (desechado, disuelto, evaporado, etc.) o modificado durante su proceso de trabajo. B.    Las partes utilizadas de un objeto deberían ser restauradas durante su trabajo. Ambos principios nos dan la idea general de utilizar de antemano algún objeto nuevo, adicional u objetos que deberían ser eliminados después del proceso de lavado. Para el desarrollo esta idea se propuso colocar antes del proceso de lavado junto con la chaqueta gruesa algunas pelotas de tenis en la lavadora. Estas sirven como activadores móviles, que chocan dinámicamente con la chaqueta y proporcionan mejor limpieza sin gasto de tiempo extra.

El cuarto método de utilización de los principios inventivos es la aplicación de la Matriz de Altshuller para conseguir varios conjuntos de principios a partir de contradicciones técnicas diferentes del problema.
 
El valor diferenciador de este método es obtener los principios comunes de juegos diferentes de principios. Estos deberían probarse para solucionar inicialmente el problema porque pueden proporcionar una ventaja extra y estos principios pueden ser útiles para solucionar varias contradicciones técnicas al mismo tiempo.

A continuación se plantea un caso específico para este método de la aplicación de la Matriz.

¡Si se va a partir para una larga acampada no hemos de olvidar las cerillas! Pero las cerillas son algo poco fiable y requieren atención permanente y cuidado. Pueden caerse por casualidad en el agua y hacerse inservibles. No les gusta la humedad y funcionan mal bajo la lluvia, lo que puede pasar mientras acampamos. Puede proponerse utilizar una bolsa de plástico impermeable para guardar la cerillas secas, pero ¿Cómo encender una cerilla cuando está lloviendo? De nuevo debemos formular la contradicción técnica para este problema específico. Si utilizamos la bolsa impermeable entonces mejoramos la protección de de las cerillas de las acciones dañinas ante caída casual en el agua, de la humedad y de la lluvia. Pero la universalidad de este método de protección implica un perjuicio porque no podemos utilizarlo cuando tratamos de encender una cerilla cuando llueve. De la Matriz podemos encontrar los aspectos que están estrechamente o indirectamente relacionados con nuestros verdaderos parámetros contradictorios. Utilizamos la fila 30 “Factores perjudiciales que actúan en un objeto desde el ambiente” como la característica que mejora y columna 35 “Adaptabilidad y Universalidad” como la característica que se empeora de nuestro sistema. En la intersección de 30ª fila y 35ª columna podemos ver cuatro principios recomendados para resolver la contradicción indicada. Estos principios son el 35, 11, 22, 31 (ver la imagen del fragmento de la Matriz a la izquierda). Otro problema relacionado con las cerillas durante una acampada es tener un largo tiempo de combustión de la cerilla mientras se hace una fogata. Pero la fiabilidad de la llama de la cerilla empeora, sobre todo cuando hace viento. De hecho, tenemos el fuego más confiable durante el corto período mientras la cabeza de la cerilla está ardiendo justo después de cuando la hemos encendido.

Ahora podemos formular la segunda contradicción técnica para nuestro nuevo problema: si queremos mejorar la vida de la llama de la cerilla, entonces otra característica de la fiabilidad de la llama de la cerilla empeora. De la Matriz, averiguamos los aspectos que están cerca de nuestros verdaderos parámetros en conflicto. Serían la fila 15ª “Tiempo de acción de un objeto móvil” como parámetro que mejora y columna 27ª "Fiabilidad" como característica que empeora de la nuestras cerilla. En la intersección de 15ª fila y 27ª columna podemos ver tres principios recomendados para resolver la contradicción indicada: 11, 2, y 13. Podemos analizar siete principios obtenidos y tratar de entender como cada uno de ellos puede ayudarnos en la solución de las contradicciones indicado. Pero lo más importante es que el principio 11 pertenece a ambos conjuntos como recomendado para resolver las contradicciones formuladas: Principio 11: Estar preparado o compensar de antemano Compensar la fiabilidad relativamente baja de un objeto con medidas de emergencia listas de antemano. Con esto, este principio debería  probarse primero. En mi opinión, este es el principio más apropiado para solucionar ambas contradicciones para el problema de las cerillas. Utilizando este principio podemos desarrollar la siguiente solución. Miramos alrededor de la casa a fin de encontrar recursos simples y baratos. De este modo, antes de ir al viaje de acampada tenemos que recubrir las cerillas en cera de vela fundida para formar una capa protectora delgada en las cerillas. Estas cerillas con capa protectora de cera no tienen problemas con humedad o lluvia y pueden arder con la alta fiabilidad que suministra la capa de cera. Tales cerillas pueden trabajar con mejor fiabilidad en cualquier tiempo y condiciones. Así, con la aplicación de un principio hemos solucionado dos contradicciones diferentes.

Hay que destacar que, por regla general, los principios inventivos, por ellos mismos, no proporcionan ninguna solución directamente disponible. Estos realizan las funciones de aconsejar y dirigir el desarrollo posterior en el modo de una perspectiva. Por lo tanto, es necesario trabajar con ellos sin apresurarse, y explorar todas las oportunidades y recomendaciones ofrecidas. A veces puede tenerse que formular de nuevo el problema inicial para conseguir principios mejor correlacionados.
 
Los 40 Principios Inventivos son uno de los instrumentos más tempranos de TRIZ. Los investigadores y los inventores pensaron que el desarrollo adicional de la metodología aumentaría del número de principios y parámetros en conflicto. Sin embargo, estaba claro que los problemas difíciles se solucionan con la aplicación simultánea por combinación de varios principios inventivos o principios junto con efectos físicos. Por lo tanto, la atención los desarrolladores  se enfocó en la creación de principios complejos llamados Estándares. Este es un poderoso conjunto de reglas con efectos científicos que indican direcciones eficaces para solucionar complicados problemas técnicos. Hablaremos sobre esta cuestión en la siguiente lección. Hoy en día, los principios inventivos son todavía la herramienta elemental para inventores nóveles y continúan siendo una aplicación TRIZ simple y eficiente.

RESUMEN

En la conclusión de esta lección, podemos decir que los 40 Principios Inventivos es la herramienta TRIZ más simple para eliminar contradicciones técnicas y solucionar el problema. El nivel de invención de las soluciones obtenidas, por regla general, no es del orden más alto, porque la solución se desarrolla en el nivel técnico y, básicamente, los principios no trabajan en el nivel físico. Debido a la estructura simple de la Matriz de Altshuller, la aplicación de Principios no requiere conocimiento especial y tanto principiantes como profesionales pueden utilizarlos sin una extensa formación. Sin embargo, la utilización de esta herramienta tiene también su propia especificidad y requiere algunas habilidades prácticas. Hemos hablado de cuatro métodos diferentes para la aplicación de los Principios y la Matriz. Todos ellos trabajan con contradicciones técnicas y cada método tiene sus propios aspectos y orden específico para obtener los principios recomendados. El inventor puede seleccionar el método necesario, según requiera la situación específica.

TRABAJO PRÁCTICO

Prueba. ¿Qué tipo de principios inventivos se utilizan en el proceso de resolución de los problemas descritos a continuación?

PROBLEMA: No es fácil clavar una pieza al final de un tablero de madera que no se apoya bajo una fuente fiable. ¿Qué podemos hacer con esto? RESPUESTA: Podemos solucionar este problema fácilmente si en lugar de un martillo utilizamos una abrazadera. Una abrazadera puede ayudarnos a apretar un clavo entre la pieza y el listón y proporcionar una unión fiable.

PROBLEMA: ¿Cómo juntar diminutas esquirlas de cristal roto en el suelo? La aspiradora y el cepillo no proporcionan una completa limpieza porque algunas diminutas esquirlas son pesadas y se hunden en el suelo. RESPUESTA: Las partes diminutas del cristal roto pueden juntarse con la ayuda de un pedazo de plastilina. Si hacemos rodar el pedazo de plastilina a lo largo del lugar donde el cristal se rompió la plastilina absorbe las  esquirlas diminutas y hasta invisibles.

“TRES PROBLEMAS DOMÉSTICOS PARA APLICACIÓN  DE PRINCIPIOS INVENTIVOS TRIZ”
	“Problema de enhebrar un hilo grueso” ¡Es tan difícil enhebrar una aguja con un hilo grueso! Incluso si humedecemos el final del hilo, tiene un grosor grande y no quiere pasar por el ojo de la aguja. ¿Cómo enhebrar una aguja con un hilo grueso sin herramientas especiales, sencilla y rápidamente? ¿Qué principio inventivo puede ayudarnos?
	“Problema de la fregona” Esta no es una situación fácil respecto a problemas domésticos. Cuando limpiamos el suelo con la ayuda de la fregona no podemos acceder fácilmente a sitios bajo sillas, mesas y sofás. ¿Qué principio inventivo proporcionará la limpieza de  superficies en los sitios de difícil acceso mediante la fregona?
	“Problema de clavar un pequeño clavo” Es realmente difícil clavar un clavo pequeño en un lugar de difícil acceso y con el ángulo complicado. Y sobre todo es difícil sujetar el clavo y luego clavarlo. ¿Cómo solucionar el problema con aplicación de los principios inventivos?