Päivitetty viimeksi 16 elokuuta 1997
Arkisto
Seuraava osa: Fysikaalinen ristiriita
TRIZ-sivulle (kotisivulle)
Oma kokemus riittää. Tavoitteenamme on tehostaa tiedon käyttöä. Aloittaaksesi
kahden
plussan matriisin soveltamisen tarvitset vain kokemuksen ja tiedon, joka Sinulla jo on. Voit käyttää
matriisia sekä ilman tietokonetta että yhdessä Invention Machine - ohjelmien kanssa.
Olemme porrastaneet aineiston siten, että jokainen osa antaa uusia työkaluja, joita voit käyttää heti.
Porrastuksen ansiosta voit valita sopivan vaikeusasteen. Voit käyttää matriisia yksinkertaisimmassa
muodossaan, tai voit eritellä ja kehitellä kaaviota loputtomiin.
Tuloksena metodin harjoittelemisesta on parantunut tekniikka ongelmien löytämistä ja ratkaisemista
varten. Ehkä vielä tärkeämpi on uusi ajattelutapa: parempi valmius esittää uusia ideoita ja uusia
kysymyksiä.
Aineisto Kahden plussan matriisi perustuu koulutuskokemukseen Suomen teollisuudessa
v. 1985-1997.
Ei aikaa säästää aikaa? Käyttäjän motivaatio hyödyntää uusia työkaluja
on välttämätöntä,
mutta ei riitä. Teknologiajohtaminen tulee myös väistämättä muuttumaan. Innovaatio-
prosessia aletaan pitää yhtä tärkeänä kuin tuotantoa ja markkinointia. Tämä merkitsee
muun muassa, että tulee syntymään uusia ammatteja: "ongelmien ratkojat" ja "ongelmien
etsijät". Yritykset saattavat jopa tarvita uutta henkilökuntaa tekemään uusia asioita.
Useimmiten ESITETTY käytön ongelma on: "TRIZ ja Invention Machine ovat kyllä kiinnostavia,
mutta minulla ei ole aikaa opetella niiden käyttöä". Väite tuo mieleen vanhan jutun.
Mies juoksi polkupyörän vierellä. Häneltä kysyttiin: "Miksi et nouse polkupyörän selkään?"
Vastaus: "Minulla on niin kiire etten ehdi nousta!" TODELLINEN ongelma on tärkeysjärjestys.
Kannattaa kysyä: Mikä on tärkeää? Millaiset rahan, ajan ja inihmillisten resurssien panostukset
antavat parhaan tuloksen?
Esimerkiksi: mitä riittämätön laatu maksaa? Mitä voimme voittaa, jos laatu paranee?
Tai aika: mitä merkitsee, jos olemme nopempia tai hitaampia kuin kilpailijat?
Oppimateriaalin rakenne. Kurssin pääosat ovat:
Kansainvälistä taustaa. Materiaali perustuu teknisen ongelmanratkaisun teoriaan
nimeltä
TRIZ, joka on Genrih S. Altshullerin ja hänen koulukuntansa kehittämä. Sana TRIZ tulee
venäjänkielen sanoista "Teorija rezhenija inzhenernyh zadach", teknisen ongelmanratkaisun
teoria. Englanninkielinen käännös on Theory of Inventive Problem Solving - TIPS. Silti
amerikkalaisetkin käyttävät tavallisesti lyhennettä TRIZ. Myös internetistä tietoja löytyy
parhaiten hakusanalla "triz". TRIZ:in pohjalta on kehitetty Innovative Technology of Design
(ITD) sekä tietokoneohjelmat Invention Machine ja TechOptimizer, jotka ovat Invention
Machinen Corporationin tavaramerkkejä. TRIZ tai TIPS, ITD, Invention Machine
ja TechOptimizer valtaavat koko ajan alaa USA:n, Euroopan ja Japanin teollisuudessa.
Harjoitus 2. Kuvaile ongelmia, jotka ovat Sinulle tuttuja ja tärkeitä. Kirjaa
teknisen
kuvauksen lisäksi myös taloudelliset rajoitukset ja mahdollisuudet:
Listaamme tunnettuja ongelmia polkupyörässä ja sen ympärillä:
Polkupyörä: kilpailevat systeemit
On olemassa paljon ehdotuksia polkupyörän parantamiseksi, eli useita pyöräkonsepteja.
Listaamme muutamia:
Polkupyörän muoto
Lista näyttää periaatteen. Todellisuudessa vaihtoehtoja on paljon enemmän. Pelkästään polku-
pyöräpatentteja löytyy enemmän kuin kukaan ehtii käydä läpi. Tiedonhaku IBM:n ylläpitämästä
patenttitietokannasta, jossa on patentteja vuodesta 1971 alkaen, antoi hakusanalla "bicycle"
5 785 patenttia (haku 24 kesäkuuta 1997). - Tietokanta on internetissä, ks.
IBM Patent Server
Olemme kuvanneet ongelmia ja ratkaisuja siten kuin käsitteet "ongelma" ja "ratkaisu" tavallisesti
ymmärretään. Rajaamme nyt tarkemmin käsitteen "ongelma".
Tavallisesti emme mieti sanan "ongelma"merkitystä. Luetteloimme juuri muutamia epäkohtia,
joita me usein nimitämme "ongelmiksi". Mutta ongelmalla ja ongelmalla on ero. Hiekanjyvä
kengässä on tietysti "ongelma". Tällainen pulma on helposti ratkaistavissa. Pitää vain
poistaa hiekka. Mutta emme voi poistaa polkupyörän epäkohtia luopumalla itse pyörästä.
Polkupyörällä on paljon hyödyllisiä funktioita ja ominaisuuksia, jotka kompensoivat haitat
monin verroin.
Kun meillä on vaikea ongelma, hyvät ominaisuudet ovat "kiinni" negatiivisissa piirteissä.
Kun puhumme ongelmista, joiden ratkaiseminen vaatii luovaa ajattelua, tarkoitamme hyvien
ja huonojen ominaisuuksien pareja. Ensimmäinen askel ongelman ratkaisemisessa onkin siirty-
minen epäkohdasta "plussan" ja "miinuksen" pariin. Epäkohta on vasta puolet ongelmasta
Polkupyörä: vaihtoehtoisten systeemien parit
Erilaisilla teknisillä systeemeillä on erilaisia plussia ja miinuksia. Usein ominaisuus, joka
yhdessä systeemissä paranee, huononee toisessa, ja päinvastoin. Tavallinen polkupyörä on
kevyt, mutta ei suojaa sateelta. Katettu polkupyörä suojaa sateelta, mutta on painava.
Otamme käyttöön kaksi hyödyllistä käsitettä, kilpaileva ja vaihtoehtoinen systeemi:
Valitsemme kilpailevien pyöräkonseptien listasta vaihtoehtoisten systeemien pareja:
Tarkastelemme ensimmäistä paria, kattamaton ja katettu polkupyörä. Esitämme vaihto-
ehtojen plussat ja miinukset pienen taulukon tai matriisin avulla:
| Systeemi | Paino | "Tiiviys" |
| "Avoin" pyörä | + kevyt | - "vuotava" |
| Katettu pyörä | - painava | + "tiivis" |
Tilannetta, jossa yhden ominaisuuden parantaminen systeemissä (tuotteessa/prosessissa) johtaa
toisen ominaisuuden huononemiseen, nimitämme
tekniseksi ristiriidaksi.
"Avoin" pyörä on kevyt, mutta "vuotaa". "Tiivis" pyörä on painava. "Plus" ja "miinus" ovat
kytkeytyneet toisiinsa.
Systeemiä, jolla on molempien lähtösysteemin plussat eikä kumpaakaan niiden miinuksista,
nimitämme
Ideaaliratkaisuksi.
Esimerkissämme ideaaliratkaisun piirteet ovat:
+ kevyt
+ tiivis
Täydennämme matriisia:
| Systeemi | Paino | "Tiiviys" |
| "Avoin" pyörä | + kevyt | - "vuotava" |
| Katettu pyörä | - painava | + "tiivis" |
Ideaali- pyörä | + kevyt | + "tiivis" |
Käytämme kaaviosta nimitystä
Kahden plussan matriisi.
Matriisissa me näemme samaan aikaan vaihtoehtoiset systeemit, tekniset ristiriidat
ja ideaaliratkaisun. Matriisi on yksinkertainen, melkein lapsellinen, mutta se toimii. Kaavio
auttaa näkemään odottamattomia puolia ongelmasta.
Tärkeitä käsitteitä. Kertaamme avainkäsitteet:
Tärkeitä työvaiheita. Kertaamme työvaiheita:
Miten toteuttaa ideaaliratkaisu? Myöhemmin käsittelemme
tarkemmin keinoja
ideaalisysteemin kehittämiseksi. Mutta aivan hyvin voimme jo nyt yrittää kuvailla ideaali-
ratkaisua teknisemmin. Ristikko- tai kotelomainen rakenne, joka on pyöräilijän ympärillä?
Tai päinvastainen suunta: parannettu, joka sään vaatetus pyöräilijöitä varten?
Psykologisen inertian lieventäminen. Uusia ideoita vastaan esitetään
tavallisesti
kahdenlaisia vastaväitteitä.
Väite 1: "Se on hullua. Se on älytöntä. Katettu polkupyörä!!!"
Väite 2: "Eihän siinä ole mitään uutta. Katettu polkupyörä? Entä sitten?
Niitähän on tehty kauan sitten."
Kutsumme psykologiseksi inertiaksi alitajuista puolustusreaktiota epätavallisia ideoita
vastaan. Tiedämme etukäteen, että katettu polkupyörä ei ole mahdollinen, eikä
järkevä, eikä kukaan tarvitse sitä. Me tulkitsemme kaikki faktat niin, että ne näyttävät tuke-
van vanhoja uskomuksia. Me kartamme "ristiriitaisia" ideoita. Osittain ehkä siksi, että
me tavallisesti näemme ympärillämme kompromissiratkaisuja.
Psykologisesta inertiasta on hyötyä rutiinitoiminnoissa. Mutta sama inertia on vaikea
este, kun etsimme uusia ideoita. Siksi tarvitsemme työkaluja, joilla voimme tarvittaessa
kytkeä pois psykologisen inertian. Kahden plussan matriisi on yksi hyvä keino.
Yksi inertian lähde on kieli. Sanoilla, kuten "polkupyörä" tai "katto" on tietty, yleisesti
hyväksytty merkitys. Sanojen merkitys muuttuu, kun systeemi kehittyy. Tässäkin
jokapäiväinen viestintä edellyttää kaikki puhujat ymmärtävät sanat suurin piirtein
samalla tavalla. Kun kehitämme teknisiä systeemejä, luomme myös sanoille
uusia merkityksiä.
Polkupyöräteollisuuden suurin menestys 1980- ja 1990-luvulla on ollut maastopyörä, jonka
kalifornialaiset pyöräfanit Charlie Kelly ja Gary Fisher keksivät 1970-luvulla. Mutta
alussa juuri polkupyöräteollisuus nauroi koko ajatukselle. Kun ensimmäinen
maastopyörä oli vuonna 1981 esillä New Yorkin pyöränäyttelyssä, keksijöille
kerrottiin, että se ei koskaan tule menestymään. Kymmenen vuotta myöhemmin
melkein 80 % USA:ssa myydyistä polkupyöristä oli maastopyöriä.
TRIZ - teknisen ongelmanratkaisun teoria, johon myös kahden plussan matriisi perustuu,
on sekin törmännyt samaan inertiaan kuin muutkin uudet tekniikat. Teorian
perustaja Altshuller julkaisi aiheesta ensimmäisen artikkelin jo vuonna 1956, mutta
vasta 1990-luvulla TRIZ murtautui läpi Yhdysvalloissa, ja on nyt leviämässä myös
muualle maailmaan. Vastavaitteet ovat olleet yhdet ja samat. Ensin: "Ei luovuutta
voi ohjata eikä kehittää." Sitten: "Mitä uutta tässä tässä on. Tätähän me olemme teh-
neet koko ajan."
Tai vyörengas, joka on nykyään itsestäänselvyys henkilöautoissa. Todellisuudessa vyörengas
kehitettiin jo vuonna 1914, mutta rengasteollisuus hyväksyi sen lopullisesti vasta 55 vuotta
myöhemmin. Muuten, polkupyörän ilmarengastakaan, joka ilmestyi markkinoille v. 1889,
ei hyväksytty heti. Yksi polkupyörätehtailijoista, J. K. Starley, katsoi, että uuden renkaan
edut olivat pelkästään teoreettisia.
Ristiriita on poistettava. Määrittele ristiriidat ja ja ideaaliratkaisu
niin,
että ratkaisu toteutuessaan selvästi poistaa ristiriidan! Askel kompromissista
ideaaliratkaisuun on piste, jossa menemme psykologisen vallin yli. Polkupyörän runko
on olemassa (ympärillä) ja sitä ei ole olemassa (jalkojen välissä). Katto on olemassa
(ajopuvun muodossa), ja kattoa ei ole (pyörässä).
Hyödyt kahden plussan matriisista. Ensimmäinen etu matriisista
on, että voit
aloittaa sen käytön ilman pitkää koulutusta ja perehtymistä taustateoriaan. Kaavio on looginen ja
järkeävä. Voit työskennellä ongelman eikä metodin kimpussa. Toiseksi, matriisi on
tehokas ja antaa epätavallisia ideoita. Vaihtoehtoisten systeemien tarkastelu on lähestymistapa,
joka ei anna kulkea tallattua polkua.
Eräitä matriisin sovelluksia:
Harjoitus 3. Tutki ongelmia, jotka olet kuvannut harjoituksessa 1. Tee
luettelo
kilpailevista systeemeistä.
Harjoitus 4. Tutki harjoituksessa 2 tekemääsi luetteloa. Valitse
vaihtoehtoisten
systeemien pareja. Kuvaile alkuperäisen systeemin plussia ja miinuksia, sekä vaihtoehtoisen
systeemin plussia ja miinuksia:
- alkuperäinen systeemi
- alkuperäisen systeemin plus ja miinus
- vaihtoehtoinen systeemi
Esitä tiedot matriisilla:
| Systeemi | Ominaisuus 1 | Ominaisuus 2 |
| Alkuperäinen systeemi | + paranee | - huononee |
| Vaihtoehtoinen systeemi | - huononee | + paranee |
Harjoitus 5. Jatka harjoitusta 3. Lisää ideaalisen loppuratkaisun piirteet. Rakenna
kahden
plussan matriisi. Muotoile huolellisesti. Älä ajattele vielä kovin paljoa, miten voit toteuttaa
ratkaisun! Kertaa ja tarkenna taloudellista erittelyä, jonka aloitit harjoituksessa 1:
| Systeemi | Ominaisuus 1 | Ominaisuus 2 |
| Alkuperäinen systeemi | + paranee | - huononee |
Vaihtoehtoinen systeemi | - huononee | + paranee |
| Ideaali- ratkaisu | + paranee | + paranee |
Tilanteiden hallinta. Kirjoittamattoman säännön mukaan insinööri ei saa
koskaan
sanoa: "Minä en tiedä". Oletetaan, että meiltä kysytään: "Miten parantaa männänrengasta?",
vaikka meillä ei ole erikoistietoja männänrenkaista. Yhden asian voimme aina sanoa: "Tarkas-
tellaan olematonta männänrengasta vaihtoehtona!" Todennäköinen vastaväite: "Se on älytöntä!"
Nyt voimme sanoa: "Miksi, tarkkaan ottaen, se on älytöntä? Miksi systeemin muut osat (mäntä,
sylinteri, öljy), eivät voi ottaa itselleen männänrenkaan tehtävää?". Esitämme hyviä "tyhmiä
kysymyksiä". Siten voimme saada aikaan hedelmällisen keskustelun ja välttää turhauttavia kiistoja,
sekä voittaa aikaa ongelman huolellisempaa tutkimista varten.
Ilmeisesti koska tietokoneella on helppo tulostaa luonnoksia uudelleen ja uudelleen. Miksi
me teemme luonnoksia paperille, vaikka on helppo kirjoittaa, poistaa ja uudelleen-
kirjoittaa tekstiä levykkeelle? Koska on miellyttävää pidellä paperia käsissä. Paperin
hyvä ominaisuus on siis mukavuus. Kielteinen piirre on joustamattomuus. Kirjaamme
paperin plussan ja miinuksen:
+ Mukavuus: miellyttävä pitää käsissä, miellyttävä lukea
- Joustamattomuus: tulostettua tekstiä ei voi korjata
Seuraava askel on kuvata vastakkaiset piirteet:
- Epämukavuus: hankala käsitellä, hankala lukea
+ Joustavuus: helppo korjata tekstiä toistuvasti
Nyt meidän olisi löydettävä systeemi, jolla on vastakkaiset piirteet. Luultavasti tiedät
jo sellaisen systeemin: tietokoneen levyke, tietysti. Plussien ja miinusten taulukko:
| Systeemi | Mukavuus | Joustavuus |
| Paperi | + | - |
| Levyke | - | + |
Meidän lyhyt analyysimme on tuottanut joitakin mielenkiintoisia ja epätavallisia tuloksia.
Ymmärrämme, miksi ennuste paperittomasta maailmasta ei ole toteutunut. Sähköinen
tiedon tallentaja - levyke - on vielä liian hankala käyttää. Nyt voimme parantaa ennus-
tetta. Voimme välittömästi nähdä jotakin tulevaisuudesta. Ideaalisella systeemillä tulee
olla paperin miellyttävyys ja levykkeen joustavuus. Lisäämme ideaalisysteemin piirteet
matriisiin:
| Systeemi | Mukavuus | Joustavuus |
| Paperi | + | - |
| Levyke | - | + |
| Ideaali- ratkaisu | + | + |
Ehkä näemme tulevaisuudessa erityisen luonnostelupaperin, jota voi käyttää moneen
kertaan. Ehkä meillä tulee olemaan kirjoitin, jossa "pyyhkimistoiminto". Kirjoitin,
joka kierrättää paperia. Nykyinen kierrätystekniikka on hyvin monimutkainen. Miksi
ei voitaisi kierrättää paperia toimiston tai kodin sisällä? Toinen trendi on elektroninen
kirja tai muistilehtiö, litteä näyttö vain lukemista varten. Syli- ja muistikirjatietokoneet
ovat jo kevyempiä kuin paksut sana- ja käsikirjat. Mutta ne ovat hankalampia käsitellä
kuin kirjat.
Ilmeisesti ei ole mahdollista antaa tarkkoja ohjeita vaihtoehtoisen systeemin hakemisesta,
eikä ole tarpeenkaan. Paras tapa oppia työkalu on tutkia useita esimerkkejä. Vaihtoehtoisia
systeemejä on kaikkialla. Ja jokaisella teknisellä systeemillä on vaihtoehtoinen systeemi.
Vaihtoehtoisten systeemien kerääminen on kiehtova harrastus, varmaan yhtä viehättävä
kuin mitä postimerkkien keräilyn täytyy olla filatelisteille.
Lisää esimerkkejä. Systeemit voivat olla olla joko laitteita,
materiaaleja tai prosesseja. Mainitsemme eräitä tärkeitä systeemejä, ja niiden kilpaile-
via systeemejä. Voit helposti löytää vaihtoehtoisten systeemien pareja:
Liikenne prosessina:
- Käveleminen
- Pyöräily
- Auton ajaminen
- Matkustaminen bussilla
- Matkustaminen junalla
- Matkustaminen lentokoneella
- Matkustaminen laivalla
- Jne.
Elintarvikkeiden tuotantoprosesseja:
- Muinainen kaavio: tuoreet kasvikset - ruoan valmistus
- Nykyinen kaavio: kasvit (- liha) - teollinen jalostus - ruoan valmistus
- Jäädytys
- Kuivatus
- Kuivaaminen jäähdyttamällä
- Purkitus
- Fermentointi
- Säteilytys
- Pakkaus
- Kuljetus
- Ruoan valmistus kotona
- Jne.
Rakennusmateriaalit:
- Kivi
- Tiili
- Puu
- Betoni
- Muovi
- Teräs
Televisio:
- Tavallinen televisio
- Elokuvaprojektori
- Silmälasi-TV (virtuaalitodellisuus)
- Tietokone
- Puhelin
- Jne.
Harjoitus 6. Etsi erilaisia esimerkkejä vaihtoehtoisten systeemien yhdistämisestä.
Lyhyt yhteenveto. Usein täytyy vastata erittäin lyhyesti
kysymykseen:
"Mikä näissä työkaluissa itse asiassa on uutta?"
Itse vastaan mielelläni kaaviolla:
| + | - |
| - | + |
| + | + |
Kommentteja "kiinnitystehtävään". Voimme laatia esimerkiksi seuraavat
mallit.
| Systeemi | "Kiinnitys- teho" | "Särkymis- suojaus" |
| Kova kiinnitin | + | - |
| Pehmeä kiinnitin | - | + |
Tai: Jos teemme jokaiselle kohteelle oman, yksilöllisen muotoisen kiinnittimen, voimme tukea
rikkomatta, mutta tarvitsemme paljon työkaluja. Jos työkaluja on vain yksi, kustannukset ale-
nevat, mutta "särkymissuojaus" on olematon:
| Systeemi | Kustannus- tehokkuus" | "Särkymis- suojaus" |
| Yksi kiinnitin | + | - |
| Monta kiinnitintä | - | + |
Mahdollisia ratkaisuja:
- Pehmeä työkalu, joka koostuu kovista osasista
- Rakeinen materiaali ilmatiiviin kelmun sisällä. Kun pakkaus muotoillaan ja ilma pumpataan
pois, kiinnitin kovettuu tarkasti haluttuun muotoon
Onko Sinulla muita ideoita? Kenties parempia? Kuvaile ideat ja perustele!
Vaihtoehtoisen systeemin käsite on peräisin Vladimir Gerasimovilta ja Semyon Litviniltä. Ensim-
mäiset julkaisut aiheesta ovat v. 1990-91 (ks. kappale Lisätietoja).
Arkisto
Seuraava osa: Fysikaalinen ristiriita
TRIZ-sivulle (kotisivulle)