SIX SIGMA, TRIZ und physikalische Widersprüche: das scheinbar unlösbare Lösen

In der Produktentwicklung gehören Widersprüche zum Alltag. Bei der Formulierung des Idealzustands eines neuen Produkts oder seiner Weiterentwicklung entstehen häufig ganz gegenteilige Anforderungen, die sich auf den ersten Blick ausschließen. Verschlechtert die Verbesserung einer Eigenschaft automatisch eine andere, spricht man von einem technischen Widerspruch. Das Auto soll schneller fahren, aber nicht mehr Benzin verbrauchen. Basis ist hierbei immer ein physikalischer Widerspruch: Das Auto soll schneller fahren (um mehr Leistung zu bringen) – das Auto soll langsamer fahren (um weniger zu verbrauchen). Das technische System nimmt also zwei Zustände an, die sich ausschließen. Eine unlösbare Aufgabe – oder? TRIZ als empirische Methode und Teil von Design for SIX SIGMA unterstützt Ingenieure, Produktdesigner und Geschäftsführer dabei, zum Ziel zu kommen.  

Im letzten Blogbeitrag wurden der Aufbau und die Nutzung der Widerspruchsmatrix näher erläutert. In diesem Beitrag geht es um die Auflösung von physikalischen Widersprüchen durch Separationsprinzipien, Befriedigung oder Umgehung.

Vier Separationsprinzipien

Jeder physikalische Widerspruch muss mit Begründungen formuliert werden. (Warum wird Anforderung A/B gestellt?) Anhand dieser Begründungen kann geprüft werden, ob und welches Separationsprinzip angewendet werden kann:

1. Separation im Raum:
Nach diesem Konzept werden unterschiedliche Anforderungen räumlich getrennt, sodass gegensätzliche Anforderungen an verschiedenen Orten auftreten. Beispiel: Die Flüssigkeit für den Beschichtungsvorgang von Metallstücken soll heiß sein, um den Prozess zu beschleunigen – sie soll kalt sein, weil sich sonst die Zusammensetzung der Flüssigkeit verändert. Lösung: Die Metall-Werkstücke werden erhitzt, sodass sie nur die Flüssigkeit in ihrer unmittelbaren Nähe erwärmen. Der Rest bleibt kalt.

2. Separation in der Zeit:
Hierbei wird die Funktionsweise des Systems in verschiedene Zeiträume eingeteilt – sodass beide Anforderungen erfüllt werden können, allerdings zu unterschiedlichen Zeiten. Beispiel: Ein Pool soll gefüllt sein, damit darin geschwommen werden kann – er soll leer sein, damit er bei Minusgraden keinen Schaden nimmt. Lösung: Der Pool ist im Sommer gefüllt und wird vor dem Winter geleert.

3. Separation durch Bedingungswechsel:
Dieses Separationsprinzip geht davon aus, dass Anforderungen sich auf unterschiedliche Objekte/Personen/Elemente beziehen. Beispiel: Die Haustür soll geschlossen bleiben, damit kein Dieb ins Haus kommt – sie soll offen sein, damit die Katze ins Haus kann. Lösung: Eine Katzenklappe erfüllt die Anforderungen für die Katze. Die Haustür bleibt für den Dieb geschlossen.

4. Separation im System:
Widersprüche können vereinbar sein, wenn Anforderungen auf verschiedenen Systemebenen erfüllt werden. Beispiel: Der Riemen muss beweglich sein, damit er um das Antriebsrad herumgeführt werden kann – er muss fest sein, damit er mehr Kraft übertragen kann. Lösung: Das Kettengelenk der Fahrradkette ist beweglich – die Kettenglieder starr.

Alternative: Befriedigung oder Umgehung von Widersprüchen

Kann kein Separationsprinzip angewendet werden, kann es hilfreich sein, beide Anforderungen mithilfe eines neuen Effekts simultan zu erfüllen – bei der Anwendung von TRIZ spricht man hier von einer Befriedigung. Beispiel: Für das Langlauftraining muss die Bahn lang sein, damit der Läufer gut trainieren kann – sie muss kurz sein, damit der Läufer auch in geschlossenen Räumen trainieren kann. Lösung: Ein Laufband erfüllt beide Anforderungen ohne Separation.

Ist weder ein Separationsprinzip noch eine Befriedigung erfolgreich, gilt eine Umgehung der Anforderungen als letzter Weg. Beispiel: Der Bohrer soll sich schnell drehen, damit das Bohrloch sauber wird – er soll sich langsam drehen, damit er nicht überhitzt. Lösung: Umgehung des Bohr-Prinzips durch Wasserstrahl- oder Laserbohren.

Liegt ein physikalischer Widerspruch vor, wird eine mögliche Lösung mittels Separationsprinzipien in der oben genannten Reihenfolge gesucht – erst danach kommen Befriedigung oder Umgehung als Optionen infrage.

Bestehen weiterhin Widersprüche? Ihr SIX SIGMA-Experte hilft Ihnen bei der Auflösung

Das alles klingt komplex? Auf den ersten Blick ist es das auch – aber die Arbeit mit TRIZ als Teil von SIX SIGMA bietet auch unzählige Chancen und neue Wege. Gern helfe ich Ihnen dabei, all diese Optionen in Ihren Unternehmen anzuwenden. Hier finden Sie die Kontaktwege.