Kahden plussan matriisi 9

Efektit

Kalevi Rantanen
TRIS OY
Brahenk. 9 E 18
FIN-20100 TURKU, FINLAND
phone/fax +358 2 251 1623
E-mail: kalevi.rantanen@pp.kolumbus.fi

Päivitetty viimeksi 25 elokuuta 1997

Arkisto
Edellinen osa: Ratkaisuperiaatteet
Seuraava osa: Vuoropuhelu asiakkaan kanssa
TRIZ-sivulle (kotisivulle)

Sisältö

Efektin käsite

Tarkoitamme efektillä luonnonilmiön sovellusta. Efekti on ilmiön ja funktion yhdistelmä.
Esimerkiksi ultraääni on luonnonilmiö, "puhdistaa pinta" on funktio. Ultraäänipuhdistus
on efekti.

Sijoitamme efektit kahden plussan matriisiin:

SysteemiOminaisuus 1Ominaisuus 2
Funktio......
.........
Ideaali-
systeemi		++

Efektit auttavat siirtymään suoraan funktiosta ideaaliratkaisuun.

Esimerkkejä

Tarkastelemme ketjuvälitystä polkupyörässä. Ketjun funktio on "pyörittää pyörää", tai yleisesti:
pyörittää kohdetta. Yritämme muistella, mitkä ilmiöt voivat toteuttaa funktion
"pyörittää kohdetta".
Esimerkiksi:
- mekaaninen voima, joka on nyt käytössä
- neste: hydraulinen voimansiirto
- ilmavirta
- sähkömagnetismi

Voimme tarkstella efektejä myös avaimina teknisiin ja fysikaalisiin ristiriitoihin. Polkupyörän
runko on helppo jäykistää tekemällä putket paksummiksi, mutta ongelmana on, että samalla
paino kasvaa. Putken tulee olla PAKSU, ja samalla OHUT. Jäykkyyttä voidaan parantaa li-
säämällä halkaisijaa, mutta suuri halkaisija tekee putkesta aran iskuille. Saamme toisen fysi-
kaalisen ristiriidan: PIENI halkaisija - SUURI halkaisija. Ehkä jokin "hunajakennorakenne"?
Tai jokin esijännitetty tai paineistettu kenno?

Puhuimme rungon iskunkestävyydestä. Tässä voimme nähdä ristiriidan ajassa. Rungon tulee
säilyttää muotonsa normaalin ajan aikana, deformoitua iskun hetkellä, ja palautua alkupe-
räiseen muotoon iskun jälkeen. Rengas itse asiassa toimii juuri näin. Ehkä on mahdollista
löytää jonkinlainen "muistiefekti" myös rungolle?

Yksi ongelma on vakaus ja paino. Voimme hyödyntää painovoimaa valitsemalla painopisteen
optimaalisesti.

Voimme kohdistaa tiedonhaun paremmin kun kuvaamme, mitä funktioita ja ominaisuuksia
haluamme. Mikä on ideaalinen korjauspakkaus sisäkumia varten? Ilmaisesti pakkaus, jota
ei tarvita, mutta sisäkumi korjautuu. Tarvitsemme itse itsensä korjaavan sisäkumin. Nyt
voimme etsiä jotakin ainetta, joka on lisättävissä kumiin ja joka täyttää reiän heti kumin
puhjetessa.

Luonnontieteen ja tekniikan liitto

Fysiikka, kemia ja geometria tulevat paljon mielenkiintoisemmiksi, jos kuvailemme
ilmiöitä ja muotoja funktioiden ja ristiriitojen kautta.

Vesi ei ole vain vettä vaan helposti muutettavissa oleva aine, joka voi saada vastak-
kaisia ominaisuuksia (kiinteä aine, neste, kaasu). Lämpölaajeneminen ei ole vain
fysikaalinen ilmiö, vaan myös keino muuttaa muotoa, synnyttää suuria voimia, kiinnittää,
säilyttää energiaa, jne.

Paperiarkki on melko heikko arkin muodossa, mutta suhteellisen luja putkena tai
aallotettuna pintana. Japanilainen keksijä Yoshifumi Kato on tehnyt polkupyörän
rungon paperista. Paperirunko on joustavampi kuin kilpapyörän hiilikuiturunko.
Lujuus on noin kaksi kolmasosaa hiilikuiturungon lujuudesta. (Discover May 1992, p. 14).

Kolmio on tuttu kuvio koulugeometriasta. Neljästä kolmiosta voimme edelleen rakentaa
tetraedrin. Tetraedrit, nelisivuiset kappaleet, antavat maksimaalisen lujuuden minimaali-
sella tilan käytöllä. Buckminster Fuller rakensi tetraedreista kuuluisan geodeettisen kupo-
linsa. Geodeettisen kupolin runko kuluttaa vain vähän materiaalia ja on halpa rakentaa.

Hyötyjä efekteistä

Kun hallitsemme efektit paremmin, saamme monia etuja:
  1. Kun tunnemme efektit paremmin kuin kilpailijat, voimme hyödyntää uutta tietoa
    nopeammin, ja saamme ajallisen kilpailuedun
  2. Paremman laadun takana on parempia materiaaleja ja prosesseja, materiaalien
    ja prosessien takana puolestaan efektejä. Saamme siis laatuedun
  3. Analogisesti efektit antavat aseita kustannusten alentamiseksi
  4. Koska efektit kytkevät ilmiöt funktioihin ja ristiriitoihin, tieteidenvälinen
    työskentely tehostuu ja on helpompi hyödyntää kaukaisten alojen tietoja
Harjoitus 1. Listaa funktioita ja vastaavia efektejä.

Harjoitus 2. Muuntele ja parantele ideaaliratkaisua käyttämällä efektejä.
Tarkastele kustannuksia ja markkinaetuja:

  1. Kuinka paljon ideaaliratkaisu saa maksaa? Pitääkö kustannusrajaa nostaa tai laskea?
  2. Mitä laatu- ja markkinaetuja saamme idean toteutuessa? Mitä lisämahdollisuuksia efektit
    tuovat?

Tietokonetuki

Jos Sinulla on ohjelma IMLab tai TechOptimizer Pro, suosittelen, että ensimmäiseksi tutkit
esimerkkejä ja lisäät uusia:
Esimerkiksi löydämme funktion:
"to accumulate heat energy"

Ohjelma antaa yhden efektin ja yhden esimerkin : Hopkinsonin ilmiö ja esimerkkinä lämpöakku
termostaattia varten. Yritämme lisätä uusia efektejä:
- vesi
- sulat yhdisteet, kuten LiF, AlO ja LiOH
- suolat

Ehkä voit lisätä vielä joitakin efektejä ja esimerkkejä?

Harjoitus 3. Tutki modulia Effects. Lisää uusia esimerkkejä.

Harjoitus 4. Tutki omaa systeemiäsi. Etsi osasta Effects efektejä,
joita voit käyttää systeemin parantamisesssa.

Eräs iäisyyskysymys on: Kuinka paljon tietokoneohjelmat, esimerkiksi Invention
Machine, voivat auttaa ongelmanratkaisussa? Mielestämme tällaiset keskustelut
ovat melko hedelmättömiä. Vastaus kysymykseen on yksinkertainen: Ihmisellä
ja tietokoneella on molemmilla omat vahvuutensa. Tietokone voi muistaa
enemmän efektejä kuin ihminen. Koneella ei ole psykologisia ja emotionaalisia
esteitä. Ihmisellä on taas kokemusta ja kykyä arvioida ideoita.

Invention Machine Effects sisältää 286 luonnonilmiötä ja 1350 efektiä eli teknistä sovellusta. Ks.
IMLab.
Uusi ohjelmisto TechOptimizer 2.5 Professional Edition sisältää yli 2000 efektiä. Ks.
Invention Machine Corporation
Ihminen ei yksinkertaisesti pysty muistamaan näin suurta tietomäärää.

Lisätietoja

TRIZ-sivu

TRIZ-Journalin artikkeleita

Kirjoja ja videoita

Päivitetty viimeksi 25 elokuuta 1997

Arkisto
Edellinen osa: Ratkaisuperiaatteet
Seuraava osa: Vuoropuhelu asiakkaan kanssa
TRIZ-sivulle (kotisivulle)

kalevi.rantanen@pp.kolumbus.fi