La risoluzione di problemi complessi e l'invenzione. di Francesco Sacerdoti

1. Tecniche inventive
Francesco M.Sacerdoti
e-voluzione srl

2. L’invenzione
• un oggetto, un
procedimento o una
tecnica che presenta
elementi di
innovazione e
originalità.

3. Gli inventori
Leonardo
Chi sono ?

4. Leonardo da Vinci

5. Gli inventori
Leonardo Morse
Chi sono ?

6. Il codice Morse, Morse
detto anche
alfabeto Morse, è
un sistema per
trasmettere
lettere, numeri e
segni di
punteggiatura per
mezzo di un
segnale in codice
ad intermittenza.

7. Gli inventori
Leonardo Morse
Chi sono ?
Marconi

8. Guglielmo Marconi
Ha inventato la
telegrafia senza fili
via onde radio. Il
sistema ha portato
allo sviluppo dei
moderni metodi di
telecomunicazione
come la televisione
e la radio

9. Gli inventori
Leonardo Morse
Chi sono ?
Marconi J.Cochrane

10. J.Cochrane
Cos’ha inventato
????
La lavastoviglie

11. Luca Barnocchi
Inventori Italiani su Wikipedia
produzione di acetilene
Eugenio Barsanti Motore a scoppio reattore nucleare
Ettore Bellini
Edoardo Bianchi
parti di biciclette automobile
Vitale Bramani
Francesco Broccu suole per scalata aliscafo, dirigibili
pistola a tamburo
Luigi Valentino Brugnatelli
Egidio Brugola cinema sonoro,RaggiX
Temistocle Calzecchi Onesti a brugola
vite binocolo
Tullio Campagnolo fucile a ripetizione cinema sonoro
Matteo Campani parti di biciclette macchina per scrivere
bussola
Giuseppe Candido
orologi autorespiratore
Salvatore Carcano
Giovanni Caselli (abate)
Filippo Cassola armi
Bernardo Castro fax motore per razzi
Filippo Cecchi lampada
Leonardo Chiariglione divano letto orologio astronomico
Silvio Crespi sismografi ........ ville prefabbricate
Marcello Creti mpeg motori, batiscafo, ecc.
Alessandro Cruto
fucile a ripetizione
Vinicio De Bortoli
Pietro de Zanna 120 (vivavoce, instamatic)
Giuseppe di Giugno filamento lampadine pila, condensatore, ecc.
Doret produzione lampadine
Luigi Emanueli precursore telefono
Federico Faggin radio
Guido Fassi macchina x cioccolato (Caffarel) telefono
Ettore Fenderl
cavi telefonici
Enrico Fermi
Andrea Ferretto microprocessore
Beniamino Fiamma
Enrico Forlanini

12. Come si inventa

13. Idea
Invenzione

14. TRIZ
Tеория Pешения Изобретательскиx Задач
(Teoria per la Soluzione dei Problemi Inventivi)
Genrich Saulovich Altshuller (1926-1998)

15. i Tool
i 40 principi inventivi
la matrice delle contraddizioni tecniche
i principi di separazione delle contraddizioni fisiche
l'analisi Substance-Field
le 76 Soluzioni Standard
le Leggi di Evoluzione
l'algoritmo ARIZ per la soluzione di complessi problemi
inventivi

16. la logica

17. Inerzia Psicologica
Chi fa ricerca ha delle
proprie direttrici
preferenziali di
osservazione, quasi come
se esistesse un vettore
lineare localizzato nel
proprio campo di
specializzazione, o negli
immediati dintorni.

18. Scelta di
tecnologie
non corrette

19. Processo Inventivo-Ingegneria

20. Innovation Situation Questionnaire ISQ
Informazioni generali sul sistema
Le risorse disponibili
sostanze, campi (ovvero energie), risorse funzionali, informazioni,
tempo, spazio
La situazione che genera il problema
Cosa vorreste migliorare o i difetti che vorreste eliminare
Il processo che causa il difetto, se è conosciuto
L’evoluzione della nascita del problema (es. quando e’ successo)
Risolvere un problema diverso
Cambiare il sistema
I cambiamenti ammessi
Le limitazioni ai cambiamenti nel sistema
Caratteristiche ricercate
tecnologiche, economiche, ecc.
Storico dei tentativi di soluzione

21. 1 Segmentazione
2 Rimozione / estrazione
3 Condizioni locali
4 Asimmetria
I 40 principi solutivi TRIZ
5 Unione/Combinazione
6 Multifunzionalità
7 Principio della “Matrioska”.
8 Compensazione di peso
9 Anti-azione preliminare
10 Azione preliminare
11 Compensare in anticipo
12 Equipotenzialità
13 Inversione
14 Sfericità o curvatura
15 Dinamicità
16 Azioni parziali o eccessive
17 Cambio di dimensione
18 Vibrazioni meccaniche
19 Azione periodica
20 Continuità di azioni utili
21 Accelerare i tempi
22 Convertire le azioni negative in positive
23 Feedback
24 Intermediario
25 Self-service
26 Uso di copie
27 Oggetti economici, a vita corta al posto di oggetti durevoli ma costosi
28 Sostituzione di sistemi meccanici
29 Uso di gas e liquidi
30 Membrane e pellicole
31 Materiali porosi
32 Cambiare le proprietà ottiche
33 Omogeneità
34 Consumare e rigenerare
35 Cambiamento di parametri
36 Cambiamento di stato
37 Dilatazione termica
38 Forti ossidanti
39 Atmosfera inerte
40 Materiali compositi

22. Qualche esempio di principi
1. Segmentazione: dividere un oggetto in parti indipendenti
18. Vibrazione meccanica: utilizzare un’oscillazione
21. Accelerare i tempi: effettuare operazioni complesse e
pericolose molto velocemente
29. Uso di gas e liquidi: rimpiazzare parti solide con gas o
liquidi
35. Trasformazioni: cambiare lo stato fisico
37. Espansione termica: utilizzare l’espansione e la
contrazione di un materiale dovuta alla temperatura

29. 35 Cambiamento di parametri
10 Azione preliminare
1 Segmentazione
28 Sostituzione di sistemi meccanici
15 Dinamicità
i 40 principi inventivi
2 Rimozione / estrazione
19 Azione periodica
18 Vibrazioni meccaniche
32 Cambiare le proprietà ottiche
13 Inversione
26 Uso di copie
3 Condizioni locali
27 Oggetti economici, a vita corta al posto di oggetti durevoli ma costosi
29 Uso di gas e liquidi
34 Consumare e rigenerare
16 Azioni parziali o eccessive
40 Materiali compositi
24 Intermediario
17 Cambio di dimensione
6 Multifunzionalità
14 Sfericità o curvatura
22 Convertire le azioni negative in positive
39 Atmosfera inerte
4 Asimmetria
30 Membraneepellicole
37 Dilatazionetermica
36 Cambiamento di stato
25 Self-service
11 Compensare in anticipo
31 Materiali porosi
38 Forti ossidanti
8 Compensazione di peso
5 Unione/Combinazione
in ordine di frequenza di utilizzo
7 Principio della “Matrioska”.
21 Accelerare i tempi
23 Feedback
12 Equipotenzialità
33 Omogeneità
9 Anti-azione preliminare
20 Continuità di azioni utili

30. Analisi delle contraddizioni
L’analisi delle contraddizioni è un metodo molto potente
per guardare i vostri problemi sotto nuovi punti di vista
Un problema è definito “contraddizione tecnica” quando
sono disponibili delle possibili alternative per migliorare un
parametro del sistema, ma ciò viene fatto a spese di un
altro parametro. In altre parole, una contraddizione tecnica
esiste quando il miglioramento di un parametro “A” del
sistema determina un peggioramento del parametro “B”
(ad esempio un container che viene reso più resistente,
aumentando lo spessore delle pareti, ma questo determina
un aumento del suo peso).

31. Matrice delle contraddizioni

32. Contraddizione fisica
Si ha una contraddizione fisica tutte le volte che si
desiderano contemporaneamente 2 caratteristiche opposte
di uno stesso sistema (per esempio la tazzina da caffè la si
vuole calda per tener caldo il caffè e la si vuole fredda per
non scottarsi).
Tali contraddizioni possono essere risolte con una
separazione di tipo spaziale (ad. esempio la tazza deve
essere calda all'interno e fredda all'esterno), temporale o su
condizione.
Per ciascuna di queste tipologie di separazione è suggerita
una lista di principi con i quali è possibile superare la
contraddizione.

33. Risorse
La teoria TRIZ pone enfasi sul massimo impiego di
tutto ciò che è interno al sistema.
Risorsa è tutto ciò che all'interno del sistema non sia
impiegato al massimo delle sue potenzialità: sostanze,
interazioni funzionali, energia, tempo, spazio,
informazione.
Nell'analizzare un problema bisogna prendere in
considerazione non solo il sistema ed i suoi
componenti, ma anche il suo ambiente, il suo passato
ed il suo futuro.

34. Uso delle risorse
Calcolo spessore dalla resistenza
Bicarbonato+Grassi = Sapone
Refluo alcalino usato
per purificare fumi Piattelli di ghiaccio

35. l'analisi Substance-Field
Se uno dei tre elementi fondamentali (S1, S2, F) è
assente, l’analisi Sostanza-Campo mostra dove il
modello deve essere completato e fornisce delle
indicazioni da seguire per generare idee innovative.
Se i tre elementi del modello sono presenti, l’analisi
Sostanza-Campo è in grado di dare indicazioni per
modificare il sistema al fine di ottenere migliori
prestazioni, in particolar modo laddove sono permesse
radicali modifiche del sistema.
Ci sono quattro modelli fondamentali: Connettori
•Sistema incompleto (richiede un completamento o un nuovo sistema)
•Sistema completo efficace
•Sistema completo inefficace (richiede un miglioramento per realizzare
l’effetto desiderato).
•Sistema completo dannoso (richiede l’eliminazione dell’effetto negativo).

36. le 76 Soluzioni Standard
Le 76 Soluzioni Standard rappresentano delle
raccomandazioni da seguire, dei modelli astratti
di soluzione da utilizzare a fronte dei diversi
modelli di problema identificati con l’analisi
Sostanza-Campo

37. Principi Varianti Descrizione
1 Segmentation 5.1.2 Divide the element into smaller units
2.2.2 Use particles instead of the whole object
2.2.4 Divide the object into parts, then make it flexible by linking the parts
3.2.1 Transition to the micro-level
2 Take out
3 Local Quality 1.1.8.2 Protect certain regions from the full impact of an action
1.2.5 Turn a magnetic field on or off according to the local need.
2.2.6 Change from uniform structure to a structure that is specific to the situation
5.1.1.5 Concentrate an additive in one location
4 Asymmetry 2.2.6 Change from uniform structure to a structure that is specific to the situation
5 Merging 1.1.2- Additive, temporary or permanent, internal or external, from the environment
1.1.5 or from changing the environment
3.1.4 Simplification of Bi- and Poly-systems
6 Universality
7
8
Nested Doll
Anti-weight le 76 Soluzioni Standard
9 Preliminary anti-
action
10 Preliminary action
11 Cushion in advance 1.1.8.1 Use a substance to protect a weaker substance from a potentially harmful
occurrence.
12 Equipotentiality
13 Other way around 2.4.6 Introduce magnetic materials in the environment, instead of into the object
14 Spheroidality or use
of curves
15 Dynamism 2.2.4. Make the system flexible
2.4.8 Use dynamic magnetic fields

38. Leggi di evoluzione dei sistemi tecnici
• Altshuller studiò il modo in cui i sistemi sono
stati sviluppati e migliorati nel tempo.
• Da qui scoprì 8 modelli di evoluzione
(chiamati Laws of Technical Systems
Evolution) che rappresentano lo strumento
per prevedere i miglioramenti che potranno
essere apportati ad un dato prodotto.

39. Leggi di evoluzione dei sistemi tecnici
3 Categories:
■Statics – describes criteria of viability of newly created technical systems.
■Kinematics – defines how technical systems evolve regardless of conditions.
■Dynamics – defines how technical systems evolve under specific conditions.
Static Laws
■The law of the completeness of the parts of the system
Any working system must have 4 parts: the engine, the transmission, the working unit (working organ) and the
control element (organ of steering). The engine generates the needed energy, the transmission guides this energy
to the working unit, which ensures contact with outside world (processed object), and the control element makes
the system adaptable.
■The law of energy conductivity of the system
As every technical system is a transformer of energy, this energy should circulate freely and efficiently through its 4
main parts (engine, transmission, working element and control element). The transfer of energy can be by
substance, field, or substance-field.
■The law of harmonizing the rhythms of parts of the system
The frequencies of vibration, or the periodicity of parts and movements of the system should be in synchronization
with each other.

40. Leggi di evoluzione dei sistemi tecnici
Kinematic laws
■Law of increasing the degree of ideality of the system
The ideality of a system is a qualitative ratio between all desirable benefits of the system and its cost or other harmful
effects. When trying to decide how to improve a given invention, one naturally would attempt to increase ideality, either
to increase beneficial features or else to decrease cost or reduce harmful effects. The ideal final result would have all
the benefits at zero cost. That cannot be achieved; the law states, however, that successive versions of a technical
design usually increase ideality. Ideality = benefits/(cost + harm)
■The law of uneven development of parts of a system
A technical system encompasses different parts, which will evolve differently, leading to the new technical and physical
contradictions.
■The law of transition to a super-system
When a system exhausts the possibilities of further significant improvement, it's included in a super-system as one of
its parts. As a result new development of the system become possible.
Dynamic laws
■Transition from macro to micro level
The development of working organs proceeds at first on a macro and then a micro level. The transition from macro to
micro level is one of the main (if not the main) tendency of the development of modern technical systems. Therefore in
studying the solution of inventive problems, special attention should be paid to examining the "macro to micro
transition" and the physical effects which have brought this transition about.
■Increasing the S-Field involvement
Non-S-field systems evolve to S-field systems. Within the class of S-field systems, the fields evolve from mechanical
fields to electro-magnetic fields. The dispersion of substances in the S-fields increases. The number of links in the F-
fields increases, and the responsiveness of the whole system tends to increase.

41. Esempi

42. Conteggio di insetti nocivi
con E.Esposito
+
N
Curva di popolazione t
Patent pending: ITNA2012A000014

43. Grazie
Francesco M.Sacerdoti
e-voluzione srl
www.e-voluzione.it