TRIZに基づく技術予測によるリスク削減と機会開拓
GAETANO CASCINI
ミラノ工科大学
gaetano.cascini@polimi.it -- http://www.kaemart.it

2

ミラノ工科大学

1863年設立
12の（研究）学部と工業、建築、工業デザインの学校のネットワークで組織され、ロンバルディ州に7箇所を超えるキャンパスを展開
欧州で最も優れた工業大学の1つとして格付け
 工業系大学 世界ランキング48位（2012年）

 工業系大学 欧州ランキング14位（2012年）

 工業系大学 イタリアランキング1位 （2012年）© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it3

ミラノ工科大学

イタリア人建築家の17%がミラノ工科大学卒

イタリア人デザイナーの
56%
がミラノ工科大学卒

イタリア人技術者の16%がミラノ工科大学卒© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

Gaetano Cascini ― 簡単な履歴
1999
1999～2008
2008～現在

4: 機械設計博士号 ― TRIZとの最初の出会い: フィレンツェ大学 助教: ミラノ工科大学 准教授

過去: 2003～2005
 2005～2009 2006～2009:イタリアTRIZ協会Apeironの創立者で初代会長: IFIP5.4作業部会（コンピュータ支援革新）の創立者で副部会長: ヨーロッパTRIZ協会の会長

現在:
 マリー・キュリー（Marie-Curie）プロジェクトIAPP(PIAP GA2011-286305) のコーディネータ:FORMAT (FOrecast and Roadmapping for MAnufacturing Technologies)Journal of Integrated Design & Process Science誌の編集局メンバー
International Journal of Design Creativity and Innovation誌の編集諮問委員会メンバー
ETRIA理事
IFIP（国際情報処理学会）のTC-5委員会（ Computer Applications in Technology）のComputer-Aided
Innovationワークグループの議長、Publications and Events Officer
 国際会議で発表され、正規ジャーナルで発行された120を超える論文の作者
 13の特許（出願人： フィレンツェ大学、Whirlpool Europe, Bracco Imaging, Logli, SCAM, Meccaniche
Fiorentine, Otlav, ミラノ工科大学、Saes Getters, Rold）の著者© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.itアウトライン序論
 革新、機会および脅威
 革新、市場および社会

将来の革新を予測
 技術予測、範囲およびアプローチ
 TRIZに基づく技術予測

FORMATプロジェクト
 目的とパートナー
 参照モデルと実績の一部
 ケーススタディ: チリの鉱業

結論© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

5

6

序論

技術予測: なぜ？

© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it7

序論
革新、機会および脅威
 基本研究から市場開拓へ

出典: 米国エネルギー省© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it8

序論
革新、機会および脅威
 基本研究から市場開拓へ

出典: ca.gov© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it9

序論
革新、市場および社会 社会と時間的展望における役割

次の
1～4
年

次の
1～4
四半期

ビジネスマン
政治家

次の
10～40
年

科学者
© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

研究開発
革新
マネージャ

10

序論
革新、市場および社会 社会と時間的展望における役割

革新

市場
問題:
- 限られた量の資源- 社会の異なる層からの対立する期待

社会に既存の問題を明白化社会© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it11

序論
革新、市場および社会 省察（原因となる４ステップ）

現在の状況
を明確に
描き出す
（技術
と
市場）

どの資源が
不足する
ことになるか
を
予測する
どの期待が
対立する
ことになるかを予測する

どのような問
題に社会が直面することになるかを予測する© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

市場が
何を
要求する
ことになるか
を
予測する

目標:
ビジネス
を
行う

12

序論
IBMからの成功事例

1982年以来、IBM研究センターは
Global Technology Outlook(GTO)のために
その世界中の一流科学者の独自能力を投入している。
GTOは、 IBMや世界を変える重要で破壊的な技術の特定を模索して３年から１０年先を見据えた総合的解析である。
完成したGTOは、IBM内で焦点および投資の領域を決定するのに使用され、教育プログラムやクライアントへの説明会を通してクライアント、学者およびビジネス・パートナーを含む、ITに影響を与えるさまざまな人々と広く共有される。

GTOは
完全ではない:予測は難しいGTOは空論ではない:
ビジネスによって推進されている© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

GTOは無視されていな
い: GTOに基づく投資額
は１億ドル以上

将来の革新を予測

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技術予測、範囲およびアプローチ
 技術予測:o 将来の特定時間における特定場所での技術の出現、性能、特徴および影響に関する分かりやすい記述o （何が？ いつ？ どこで？ なぜ？） 予想:
o 将来についてて出された声明、予期的な見通しまたは知見。
ほとんどが定性的な内容。
o （何が？ なぜ？）出典: Dmitry Kucharavy© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it将来の革新を予測

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技術予測、範囲およびアプローチ
 予測のタイプ:

出典: Phillips, Heidrick, Potter© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it将来の革新を予測
技術予測、範囲およびアプローチ
 予測のタイプ: 記事の累積出現© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

15

将来の革新を予測
TRIZに基づく技術予測© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

16

17

FORMAT
プロジェクト

www.format-project.eu

一般情報 プロジェクト期間: 48カ月間（2012 年1月～2015年12月）
 契約番号: FP7-PEOPLE-2011-IAPP- 286305
 総EU貢献: €1,690,454.00
 パートナー:© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

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FORMAT
プロジェクト

www.format-project.eu

目的 FORMATプロジェクトは製造産業における意志決定を支持する革新的な予測手法を開発することを目的としており、以下の３つの視点に向かい、応じている:o 1. 製品発展: 新製品のデザインは、製品自体が製造されるための新たなプロセス技術を必要とすることがありえる
o 2. 技術進化: 技術的な圧力は、品質改良と資源消費削減のための製造プロセスにおける変化と改良につながる
o 3. 組織進化: 新たな規則や産業戦略は、生産性、人員雇用、統合など、製造プロセスにおける変化を含意しえる© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

19

FORMAT
プロジェクト

www.format-project.eu

目的© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.itFORMATwww.format-project.eu
プロジェクト
参照モデルと実績の一部

 将来の手法を研究（D. Kucharavy,2008）© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

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FORMATwww.format-project.eu
プロジェクト
参照モデルと実績の一部

 将来の手法を研究（D. Kucharavy, 2008）© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

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FORMAT
www.format-project.eu
プロジェクト
参照モデルと実績の一部

 技術予測のためのステージゲート・プロセスモデル
凡例
Identify the needsof the TF

Motivation
for the TF:
Go/NoGoPrepare the TF
Project

Detailed
Objectives andPlan of the TF
Project

Build a model of theCurrent
Manufacturing
Process (MP)Boundary,
Driversand Barriers of
the MP

Forecast the
Problems that the
MP will face with

Network of
Problems

Envision Evolutionof the MP

Network of
Evolutionary
TrendsQuantitative Trend
Extrapolation

Logistic
Regressions

Prepare the TF
ReportFORMAT
TF Report

Activities(Methods and Tools aresuggested, but are notmandatory)

Internal
Outputs(Standard
Format,mandatory)

Outputs andDecisions(Standard
Template,
mandatory)

Reconciliate theKnowledge about
the TF and assess
limits of validity© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

Validated
Technology
Forecast

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FORMAT

www.format-project.eu
プロジェクト
技術予測のためのステージゲート・プロセスモデル

Identify the needsof the TF

Motivation
for the TF:
Go/NoGoPrepare the TF
Project

Detailed
Objectives andPlan of the TF
Project

 技術予測ニーズの特定o 主たる目標と期待される結果は？
o それは意志決定プロセスのためにどう適用されるのか？
o 策定された需要を技術予測なしで満たすことができるか？ → 決行/中止

 技術予測プロジェクトの準備
o 研究を行うにあたり利用可能な、そして必要なリソースは？
o プロジェクト実現に最適な期間は？
o クライアント、コアチームおよび必要な外部関係者は？
o 技術予測プロジェクトの明確な目標は？
o 如何なるような質問に答えるべきか？ → プロジェクトの綿密な計画© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

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FORMAT

www.format-project.eu
プロジェクト
技術予測のためのステージゲート・プロセスモデル
Build a model of theCurrent
Manufacturing
Process (MP)Boundary,
Driversand Barriers of
the MP

出典: Becattini N., Cascini G., Nikulin C.: “Modelling the dynamics of products and processes requirements”,
第13回 TRIZ Future Conference, パリ（フランス）、2013年10月29日～31日© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

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FORMAT

www.format-project.eu
プロジェクト
技術予測のためのステージゲート・プロセスモデル
Forecast the
Problems that the
MP will face with

Network of
Problems

ProblemConstraints

Sub-Problem 1

Sub-Problem 2

Questions to Experts

Partial Solution

Questions to Experts

New Sub-Problem

Nikolai Khomenko

Khomenko N., De Guio R., Lelait L., Kaikov I., 2007, “A framework for OTSM-TRIZ Based Computer Support to be used inComplex Problem Management”, Int. Journal of Computer Applications in Technology, Vol.30(1-2) / 2007, pp. 88-104.
© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

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FORMAT

www.format-project.eu
プロジェクト
技術予測のためのステージゲート・プロセスモデル
Network of
Evolutionary
TrendsEnvision Evolutionof the MPS
UserS
Control Magnitude
Change ShapePDG, DG, HSG: Flakecrushing

Setup

S
User
S

M
Fan

Air

Ducts

Property: dynamics

Fmec

Fmec (pneum)S
S2 - Small flakeUser

S3 - Air

Power
Unit

S1 - Surface

Small flake à
Fluent grains

S

Setup

PDG: Fractioning (re-fragmentation)

the law of increase in the degree of ideality of system

E
Fan

Moving gas

Chamber

Property: Motion transmitted
by contactDry“spaghetti”
à grains

Surfaces
Property: hardnessPowersupplyTrend:- Geometric evolution- Mono-bi-poly

Fmec(geom)

FMech, Pneum.

S3 - Surface S1 Dry "spaghetti"

S

E
Motor

Mechanic
Transmission

S2 Gas

Surface (chamberor spaghetti)Dry“spaghetti”
à grains

S

Setup

Push
surface

Property: dynamics

User

Compacted
mass à grains

Small flake à
Fluent grains

Air
Supply

Setup

Fmec

Fmec(geom)

Power
Unit

Motor

Mechanic
Transmission

Surface of
flake breaker

Compact
ed mass

Property: hardness

E

Fmec

Fmec(geom)

Increasing the S-Field involvement

HSG: Aerodynamic Fragmentation

Property: dynamics

Compacted
massà Bigflake

S2 - Push Surface S1 - Grains & Excipient S3 - Cutting edges

Surface of
flake breaker
Property: geometry

S3 - Push Surface

User

Mechanicaltransmision

Wheel rotating
at high speed

Solution/Colloid
è Solution/
Colloid DropletsPowersupplyMotor

S1 Solution

S2 Rotating plate

M
Compressor

Ducts

Pressurizedgas
Property: dynamics ofpressurized gas

S2 GasTransition from macro to micro level

Cutting
edges

Property: dynamic

SD: Nozzle using compressed gas
S
User

SD: Rotary atomizer
S

PDG, DG, HSG: Flakecrushing

E
Motor

Mechanic
Transmission

Pushsurface

Property: dynamics

Compacted
mass à grains

Power
Unit

Setup

Increasing the S-Field involvement
Fmec

S3 - Push Surface

Trend:- Mono-bi-poly

Fmec(geom)

S2 - Cutting edges

S1 - Compacted mass

FMec, Pneum

S1 Solution

Compacted
mass à
grainsEnvironment/ treated
gas

FMec
Setup

E

Solution/Colloid
è Droplets of
Solution/ColloidPowerregulation

PDG, DG, HSG: Flake breaker

Property: geometryS2 - Cutting edges

Compacted
mass à
grains

S1 - Compacted mass

NozzleoutletTrend:- Geometric evolution

Property: geometryPowerregulation

Solution /Colloid
Tanks

Trend:- Geometric evolution- Rythm co-ordination- Mono-bi-poly

Solution/Colloid
è Droplets of
Solution/Colloid

Geometric
al shape

M
Pump

Ducts

FMec (Geom.)

S1 Solution

NozzleoutletProperty: sudden pressure difference

Solution/Colloid
è Droplets of
Solution/Colloid

Cutting
edges
Property: geometry

S2 Nozzle outlet

FMec, Hidrodyn

SD: Nozzle using pressure

Trend:- Geometric evolution

Trend:- Geometric evolution- Rythm co-ordination- Mono-bi-poly

Cascini G., Rotini F., Russo D.: “Networks of trends: systematic development of system evolution scenarios”, 8th ETRIATRIZ Future Conference, The Netherlands, November 5-7, 2008 - Procedia Engineering, Volume 9, 2011, Pages 355-367© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

27

FORMAT

www.format-project.eu
プロジェクト
技術予測のためのステージゲート・プロセスモデル

Quantitative Trend
Extrapolation

Logistic
Regressions

Meyer (1994)

競争下での成長• 競争下にある自律システムの自然増加には、ロジスティック方程式やロジスティクＳ字カーブによって表現できるものもある• 自然増加は、有限な ‘生態的地位収容可能数’
内で ‘種’ が増殖する能力と定義される• 社会技術システムにおいて、３パラメータのＳ字型成長モデルは、時間経過に対する成長や衰退の「軌跡」を説明するのに適用される© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

ソース: ドミトリーKucharavy

28

FORMAT

www.format-project.eu
プロジェクト
技術予測のためのステージゲート・プロセスモデル

Quantitative Trend
Extrapolation

Logistic
Regressions

出典: Dmitry Kucharavy© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

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FORMAT

www.format-project.eu
プロジェクト
技術予測のためのステージゲート・プロセス・モデル

Quantitative Trend
Extrapolation

Logistic
Regressions

製品XXX の累積市場成長

中国

アメリカ合衆国

ケーススタディ: Food Processing Sectorで働いているヨーロッパの会社© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.itケーススタディ: 採掘プロセス（チリ）© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it30

ケーススタディ: 採掘プロセス（チリ）Law of increasing the ideality(segmentation of objects)

monolithic

Law of increasing the ideality(segmentation of space)

Monolithic
System

GB 941766 A(1963)
GB 1552209 A(1979)
Monolithic
Monolithic/
Several
2 piecespiecesSystem witha cavity

until
Granulated

US 2011119964 A1(2011)
US 2360315 A(1994)
System/Porousmultiple
capillarycavities
systemPaste or gel

LiquidVacuum

Bi sistema
multifunctional
InversePartialtrimming
convolution

Trimming
convolution

Poli sistema
multifunctional
InversePartialtrimming
convolution

ActiveporessystemUS 1648783 A(1927)
UA 14288 U (2006)
DE 3618199 A1(1987)

Mono system(Cutting only
one part)

Law of increasing the ideality(Mono-bi-poli)

Bi system
mono funtional
homogeneus(2 part cuttingedge, samematerial)

Bi systemmono
functional
partialproperties(2 part cuttingedge, different
material)

Bi system
multifunctional
heterogeneous

JP 9137477 A(1997)
JP 11148149 A(1999)
JP 11247240 A(1999)
JP 11293716 A(1999)
JP 2001323518 A(2001)
JP 2003147811 A(2003)
JP 2003184135 A(2003)
KR 20010067912 A(2001)
KR 20100065837 A(2010)
KR 20100097314 A(2010)
US 4550512 A(1985)
US 6070345 A(2000)

Law of increasing the ideality(segmentation of surface)PlainsurfacePoli-systemmono funtional
homogeneus

Poli-systemmono funtional
partialproperties

Poli-system
Multifunctional
heterogeneousProtuberance
surfaceRoughsurface

Surfaceactive pores
CN 1397693 A(2003)
RU 2116406 C1(1998)
CN 201372455 Y(2009)
GB 2251641 A(1992)

US 4455771 A(1984)
GB 1091740 A(1967)
US 1803654 A(1931)
Law of increasing the ideality(geometric evolution)

Straight line

Curved line

Complexline

Plain
surfaceComplexsurfaceCPU:
Control/
SignalStick
PistonBucketCuttingedge

Ore

Boom Piston

Human machineinterface© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

ComplexVolumen31

 採掘シャベル

ケーススタディ: 採掘プロセス（チリ）32 SAG圧搾機
WO 2006/076664
WO 02/11890 A1 (2002)
WO 01/03839 A1 (2001)
WO 90/07981 (1990)
Monolithic
monolithic2
Granulated
Severalpiecespiecesmonolithic
Law of Ideality increase(segmentation of objects)
Monolithic
Systemuntil
Paste or gel

VacuumLiquidWO 03/029114 A1 (2003)
WO 93/15839 (1993)
System withmultiple
cavities

System with acavityPorouscapillarysystemActive withpores system

WO 2009/050723 A1
WO 02/11890 A1 (2002)
WO 93/25310 (1993)

Law of Ideality increase(segmentation of space)
Mono system(Lifter o Plates of
one material)

Bi system mono
funtional hom.
(2 plates of thesame mineral)

Law of Ideality increase(Mono-bi-poli)

US2008/0302896 A1
Bi system
multifunctional
heterogeneous (plates ofdifferent material)

Bi system monofunctional prop. partial(2 plates of different
material)

Bi sistema
multifuntional
InverseWO 2010/119179 A2
WO 2010/017589 A1
WO 2007/048874 A1
WO 2006/076763 A1
Poli-system mono
funtional hom.

Poli-system mono
funtional prop.
partialTrimconvolution
Poli-system
multifuntional
heterogeneousPoli sistema
multifuntional
InversePartial trimconvolution

WO 91/13737 (1991)
Plain surface

Protuberance
surfaceRough surface

Surface activewith pores

Law of Ideality increase(segmentation of surface)
Straight line

WO 2009/008810 A1
WO 2008/088100 A1
WO 00/33963 (2000)
US: 4736894 (1988)
WO 81/02396 (1981)

Curved line

Complexline

Plain
surfaceComplexsurfaceVolumecomplex

Law of Ideality increase(geometric evolution)

CONTROLMOTOR

LIFTER &PLATEPartial trimconvolution

MINERAL &BALLS© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

33

結論

投資リスクは、技術進化と社会変動の適切な予測により減少できる
TRIZは技術予測に対して効果的なサポートを提供するが、「いつ？」とか「どこ？」といった質問をするのには向いていない（予測ではなく、予想）
この分野には多数の補足的な理論や手法が存在する
TRIZの進化法則に基づくモデルと傾向外挿用の数理モデルを統合することにより、質的かつ量的な技術予測をするために充分な能力が得られると考えられる
以下、FORMATプロジェクトの今後の発展を見守ってください： www.format-project.eu から自由にダウンロード可能な成果物
 2014年春に発行予定の FORMAT手法に関するハンドブック© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it

Gaetano Cascini
gaetano.cascini@polimi.it
www.kaemart.it
www.mecc.polimi.it

www.format-project.eu© 2013 Gaetano Cascini – gaetano.cascini@polimi.it