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Timestamp: 2017-04-28 14:02:55+00:00

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COMO RESOLVER PROBLEMAS | Español | World | Официальный Фонд Г.С. Альтшуллера (автора ТРИЗ-РТВ-ТРТЛ) | www.altshuller.ru
© G.Altshuller. “Técnica y Ciencia”, 1979, Nº 5
Traducido del ruso por TATIANA ZAGORODNOVARevisado por JUAN C. NISHIYAMA y CARLOS E. REQUENAUNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONALFACULTAD REGIONAL PACHECO, ARGENTINA
Especialmente para la Fundación G.S.Altshuller. LA SITUACIÓN, EL PROBLEMA, EL MODELO DEL PROBLEMA…
Entonces, los sistemas se desarrollan de acuerdo a las determinadas leyes. Se puede conocer y utilizar estas leyes para resolver los problemas inventivos “mediante fórmulas”, es decir, en base a una teoría científica, y no ensayando variantes de modo no sistemático. Algunas de estas “fórmulas” ya las hemos conocido cuando estudiamos los principios de una de las partes de la teoría del análisis sustancia-campo. El problema contiene la contradicción técnica (y dentro de esta se oculta la contradicción física), por ello la esencia de las “fórmulas” consiste en que ellas originan las reglas para la eliminación de las contradicciones. Parecería ser suficiente, que teniendo un conjunto de estas reglas, se puede resolver problemas. Sin embargo, el asunto es más complicado. Las reglas dictan que: “Se debe hacer así”, y la razón (es decir, la inercia psicológica) susurra: “Tonterías, no se puede así…” Decimos, existe una pileta, que contiene un metal fundido y se requiere mantenerlo en el estado líquido el mayor tiempo posible. Las reglas dictan: “¿No debe solidificarse la masa fundida? ¡Excelente! Añadamos en ella hielo…” Para el sentido común, esta idea realmente no es aceptable. En el combate de la regla construida y del propio sentido común, la victoria normalmente se queda con el sentido común: la idea absurda se rechaza…
Ni las reglas por separado, ni el conjunto de ellas, todavía no garantizan la resolución exitosa del problema. Es necesario agrupar las reglas en un sistema rígido y suministrar al sistema “reglas contra las violaciones de las reglas”. Se requiere de un programa que obligue a aplicar las reglas en forma consecutiva, y esto debe hacerse sin desviaciones y equivocaciones. Este programa, desarrollado en Rusia, se lo llamó algoritmo para la resolución de problemas inventivos (ARIZ). Las primeras modificaciones del ARIZ comenzaron en los años 40; desde entonces, el ARIZ fue perfeccionado sistemáticamente, y el actual ARIZ – 771 funciona con total seguridad.
El ARIZ divide al proceso de resolución de problemas en siete etapas (partes). Cada etapa se realiza gradualmente, paso a paso. La “escalera” del ARIZ, a su vez tiene “barandillas” -las reglas para el cumplimiento de los pasos-. Si una de las reglas es violada, luego de 2 o 3 pasos se manifiesta el error: las formulaciones “no combinan”. El ARIZ está dotado de una amplia base de datos con información comprimida, prensada, obtenida mediante el análisis de decenas de miles de descripciones de patentes.
No tenemos la posibilidad de proporcionar aquí el texto completo del ARIZ-77, simplemente lo examinaremos parcialmente. Antes, haremos algunas aclaraciones. Es sabido, que un problema bien planteado, representa un 50% de su resolución. Normalmente debemos tratar con un problema “crudo”, indefinido o erróneamente planteado. En realidad, es por eso que el proceso de hallazgo de la solución, en gran medida, consiste en replantear y modificar sus condiciones y representar claramente el objetivo final. El problema “crudo” (también llamado situación) solamente contiene una indicación hacia uno u otro sistema técnico (o parte del sistema) y el defecto inherente al sistema. Una misma situación puede ser convertida en varios problemas distintos. Tomemos por ejemplo la siguiente situación: “Los barcos a vela se desplazan con una velocidad insuficiente. ¿Qué se puede hacer?”. Esta situación se puede traducir en una serie de problemas: ¿como se puede mejorar el equipo a vela?, ¿cómo se puede disminuir la resistencia al agua?, ¿cómo maniobrar sin velas?, etc. Trabajando por el método de prueba y error, el pensamiento espontáneamente pasa de un problema a otro. Puede ser peor: al seleccionar un problema, la persona estudia con perseverancia una variante tras otra, sin darse cuenta, de que el problema planteado no es el correcto. En el ARIZ existen reglas confiables para realizar el pasaje de una situación hacia el problema. En principio, cada situación debe primeramente ser traducida a un mini-problema: todo quedará sin modificación, pero desaparecerá aquel factor negativo, indicado en la situación (o aparece el factor favorable exigido). Aún, si la situación pertenece a un sistema técnico obsoleto irrecuperable, igualmente conviene ver primero el mini-problema en su totalidad. La sustitución del sistema técnico llevará, inevitablemente, muchos años, es por eso que es recomendable tener una resolución parcial y temporal, pero de fácil implementación. La resolución del mini-problema siempre es fácil de introducir: esto es predeterminado por la esencia del mini-problema (no se puede modificar nada).
En las condiciones del problema (incluso del mini-problema), por lo general se indica el sistema técnico al que pertenece el problema: dentro del campo visual se encuentran elementos sobrantes pertenecientes al sistema, y a veces, al revés, no alcanzan los elementos necesarios. Por ello, es necesario pasar del problema a su modelo -seleccionar un par de elementos cuyo conflicto origina el problema-. Luego se debe determinar aquel par que debe ser modificado, y aquella zona del elemento donde se “esconde” la contradicción física. Todas las operaciones deben ser realizadas de acuerdo a determinadas reglas.
Un paso muy importante en este sentido, la determinación del RFI (resultado final ideal), es decir, la resolución ideal. En general, cualquier problema tiene una gran cantidad de soluciones. Pero la mejor solución es una sola: es aquella respuesta, en la cual el resultado exigido se alcanza por si mismo, “sin nada”, sin la reconstrucción del sistema, sin gasto de materiales, de energía, recursos, como por encantamiento. Por supuesto, realmente alcanzar esta idealidad es imposible. El RFI cumple el rol de guía, que permite orientar hacia la mejor solución. La solución ideal debe ser lo más cercana posible a la idealidad, y para lograrlo, hay que aspirar al RFI.
Ver fragmentos del ARIZ-77 dados en el anexo. La mayor parte les será entendible. El resto, será aclarado mediante un problema de estudio.
EL ANÁLISIS COMO EL AMOLADO DEL ACERO He aquí el problema
Problema 15. La escoria, formada en los altos hornos, es vertida en cucharones instalados en plataformas ferroviarias, que la transportan hacia la instalación de tratamientos. La temperatura inicial de la escoria es alrededor de 1000 C, pero durante el camino la escoria se enfría, y en su superficie se forma una cáscara sólida. Para volcar la escoria líquida, resulta necesario hacer un orificio en esta capa mediante una instalación especial consistente de un martinete. Por una serie de circunstancias (el cucharón tiene forma cónica, en distintos cucharones hay distintos niveles de escoria, el ancho de la capa también varía) el orificio no se realiza cerca de la pared del cucharón, por eso la escoria liquida no es vertida totalmente. Las pérdidas de escoria (debido a la formación de la cáscara sólida y el vertido parcial) son grandes, aproximadamente 1/3 del total. Resulta necesario trasladar el cucharón hacia un viaducto especial, donde rompen la cáscara de la escoria solidificada y vierten los restos de la escoria líquida. Todo esto está relacionado con las pérdidas de la materia prima (escoria líquida) y gran inversión en el trabajo de limpieza de los cucharones, la formación de babaza, etc.
Las principales pérdidas de temperatura se originan sobre la superficie de la masa fundida. Sin embargo, se rechazó el uso de tapas termoaislantes: para instalar y retirar la tapa se requiere de grúas, lo cual complicaría la instalación de los equipos, disminuyendo el ritmo de trabajo. ¿Como resolver esta situación?
Tenemos frente a nosotros un problema típico, “crudo”, es decir, una situación, que puede ser traducida a distintos problemas concretos. Digamos que: “Se requiere hallar el método de fabricación de arrabio sin formación de escoria”. O bien: “Inventar un método de traslado de escoria sin hacer uso del cucharón”. O también: “Perfeccionar la instalación de martinetes, de modo tal que se pueda romper la escoria cerca de las paredes del cucharón…” Sin embargo, sabemos como se debe proceder: traduciendo el problema a una mini-forma. Nada se modifica -ni la instalación del alto horno de la fábrica, ni los medios para el traslado de la escoria-, sino que la escoria llega a las instalaciones de tratamiento en estado líquido y sin pérdidas. Consideremos esto como la notación del paso 2.1 y comencemos la construcción del modelo (ver fragmento ARIZ-77).
2.2. Par en conflicto: escoria-aire.
(El objeto es la escoria. “La herramienta”, que se encuentra en contacto directo con la escoria, es la columna de aire frío sobre el cucharón. El conflicto consiste en que la escoria caliente “quiere” entregar el calor al aire, y el aire frío “quiere” enfriar la escoria. El modelo del problema convenido: en el espacio se encuentra suspendida la escoria fundida y sobre ella se encuentra aire frío. Los demás elementos del sistema se descartan rápidamente, con ello, a su vez, se descartan muchas variantes inútiles sin realizar el ensayo de ellas).
2.3. a. El aire deja pasar fácilmente a la escoria (durante el llenado y el vaciado del cucharón);
b. El aire enfría a la escoria.
2.4. Se tiene: la escoria fundida y el aire sobre la escoria. El aire deja pasar libremente a la escoria (acción positiva) y no retiene el calor (acción negativa).
3.1. La escoria – es el objeto. El aire – es un elemento natural. Según la regla 7, seleccionamos el medio exterior. Entonces, es necesario introducir un tercer elemento. 3.2. RFI: el medio exterior elimina solo, por si mismo, el enfriamiento de la escoria, conservando la capacidad de dejar pasar libremente a la escoria líquida.
3.3. Zona, aquella que no logra cumplir con el complejo de dos requerimientos indicados en el RFI, -desde la superficie de la escoria hasta los bordes del cucharón (o puede ser más arriba, pero de tal forma que no sobrepase los límites del gálibo)-, es decir aquel lugar, donde debería ir la tapa termoaisladora. En esta zona se encuentra el aire. Y debería encontrarse el medio exterior, alguna sustancia distinta. 3.4. a. Para la protección de la escoria contra el enfriamiento, en esta zona debe haber una sustancia termoaislante (hasta un aislamiento de vacío requiere la presencia de una sustancia para la retención del vacío). b. Para la circulación de la escoria, en esta zona no debe haber sustancia. 3.5. Contradicción física: la zona indicada del medio exterior debe estar rellena con una sustancia, para asegurar la termoaislación, y no debe estar rellena con ninguna sustancia, para dejar pasar libremente a la escoria.
4.1. b. La sustancia buscada debe aparecer sola, durante el llenado del cucharón con la escoria y desaparecer sola durante el volcado de la escoria. HACIA EL OBJETIVO CON EXACTITUD MATEMATICA
Presten atención a la lógica del análisis. Se tiene un sistema compuesto de muchos elementos: el alto horno, el cucharón, plataformas, etc. En el paso 2.2 seleccionamos dos elementos en conflicto: la escoria y el aire. En el paso 2.3 formulamos la esencia del conflicto. El paso 2.4 reúne las notaciones del 2.2 y del 2.3: si ellos están hechos correctamente, la unión resultará tener lógica. En el paso 3.1 resaltamos un solo elemento. En 3.2 se realiza la formulación del RFI para este elemento. En 3.3 resaltamos parte de un elemento. En 3.4 pasamos de los requerimientos contradictorios técnicos a los requerimientos contradictorios físicos2. Si el paso 3.3 y el paso 3.4 fueron correctamente planteados, podrán fácilmente combinarse con la formulación de las contradicciones físicas en el paso 3.5. En el punto 4.1 se realizó un primer paso hacia la supresión de la contradicción: señalamos que los requerimientos de las contradicciones admiten una división en el tiempo.
Entonces, la contradicción física está formulada y relacionada a una zona determinada. Además, sabemos que esta contradicción debe ser eliminada mediante una sustancia, capaz de aparecer fácilmente como así también desaparecer fácilmente. Las reglas del análisis sustancia-campo permiten aclarar que: la sustancia introducida para la destrucción de la relación sustancia-campo, debe ser una modificación de las sustancias existentes (en este caso se suprime la contradicción “sustancia existe y sustancia no existe”). Queda por examinar tres variantes. En la zona destacada puede haber: 1 el aire modificado (la única posibilidad es el aire caliente, pero esto no cumple con el requerimiento del RFI, ya que se necesitará instalar un sistema de calentamiento); 2 la escoria modificada (la única posibilidad son los gránulos sólidos de escoria, ellos retienen el calor, pero dejarán pasar a la escoria fundida; es más cercano al RFI, sin embargo será necesario elaborar especialmente los gránulos, volcarlos y de alguna forma retenerlos durante el vertido de la escoria fundida; resulta interesante remarcar, que la respuesta coincide con el 4.1.c);
3 la mezcla aire-escoria modificada: la espuma de escoria (un excelente aislador térmico, se elabora fácilmente en el mismo cucharón, no presenta ningún inconveniente durante el vertido de la escoria).
La respuesta resulta evidente -hay que espumar a la escoria-. Para la formación de la espuma se requiere gas (o vapor). He aquí llegamos a la idea “loca”, pero muy cercana al RFI: para la conservación de calor, en el fundido, se debe arrojar un trozo de hielo (seco o común) o simplemente llenar con un poco de agua… Queda por agregar que el problema fue resuelto por primera vez con el ARIZ, y la resolución fue patentada e implementada. Ahora, un problema para ejercitarse.
Problema 16. Al purificar al acero fundido de sus impurezas, el metal queda mezclado con la escoria. Con este fin, se hace circular una corriente a través de la masa fundida colocando al crisol entre los polos de un electroimán. Los electrodos se encuentran puestos asimétricamente, el campo eléctrico heterogéneo remueve el metal fundido. Si se tiene una escoria pesada, se puede obtener una buena mezcla entre la escoria y el acero, pero luego será difícil separar la escoria, ya que la misma emerge muy lentamente. Si se tiene una escoria liviana, esta emergerá rápidamente, pero este tipo de escoria no se mezcla bien con el acero, y por ello no lo purifica bien.
Anoten la resolución desde el paso 2.2 hasta el paso 3.5.
Es un problema de análisis. Es suficiente con formular correctamente la contradicción técnica. Sin embargo, se puede buscar una resolución técnica. Recuerden siempre el RFI: sirve solamente aquella solución en la cual la contradicción es suprimida, “sin nada”, es decir sin gastos, reelaboraciones, etc.
El instrumento principal para la administración del pensamiento en el proceso de resolución de un problema según el ARIZ, es el programa mismo, el cual determina la sucesión y el carácter de las operaciones mentales. Sin embargo, existen otros instrumentos, como por ejemplo, el operador TTC (Tamaño, Tiempo y Costo), el cual se utiliza en la primer parte del ARIZ. El operador TTC, representa los seis experimentos mentales sobre las condiciones del problema. El primer experimento consiste en una reducción mental del sistema bajo estudio, cambiando bruscamente su imagen. Esto permite eliminar la inercia psicológica, que trata de imponer una idea habitual sobre el sistema.
Ejercicio 3. El objeto: es un oleoducto. Se requiere mentalmente achicar sus dimensiones (el diámetro, el espesor de las paredes) hasta un tamaño mínimo permisible (por ejemplo, el espesor de las paredes – es un átomo). Surge un nuevo sistema técnico: el oleoducto en micro nivel. ¿Cómo está organizado? ¿Cómo funciona? ¿Cuáles son las nuevas particularidades que aparecieron como resultado del pasaje a un micro nivel? ¿Existe la posibilidad de trasladar estas peculiaridades a un oleoducto habitual?
FRAGMENTO DEL ARIZ-77
PARTE 2. CONSTRUCCIÓN DEL MODELO DEL PROBLEMA
2.1. Anotar las condiciones del problema, evitando utilizar términos específicos. 2.2. Destacar y anotar el par de elementos en conflicto. Si de acuerdo a las condiciones del problema se tiene un solo elemento, se debe proceder al paso 4.2.
Regla 1. Dentro del par de los elementos en conflicto, obligatoriamente debe encontrarse el objeto.
Regla 2. El segundo elemento del par debe ser un elemento, con el cual el objeto interacciona inmediatamente (Puede ser: la herramienta, un segundo objeto, el medio exterior, etc.).
Regla 3. Si uno de los elementos (la herramienta) según las condiciones del problema puede tener dos estados, se deberá tomar aquél estado que suministra la mejor realización del proceso principal productivo (la función principal del sistema técnico, indicada en el problema). Regla 4. Si en el problema existen pares de elementos con interacciones similares, es suficiente tomar un solo par.
2.3. Anotar dos interacciones (acciones, propiedades) de la herramienta y del objeto: existente y la que debe ser introducida (o: benévola y nociva).
2.4. Anotar la formulación estándar del modelo del problema, indicando el par en conflicto y la contradicción técnica.
PARTE 3. ANÁLISIS DEL MODELO DEL PROBLEMA
3.1. Seleccionar entre los elementos entrantes en el modelo del problema, aquel que se puede modificar fácilmente, sustituir, etc.
Regla 5. Es más fácil modificar los objetos técnicos, que los naturales.
Regla 6. Es más fácil modificar las herramientas que los objetos.
Regla 7. Si en el sistema no hay elementos transformables fácilmente, se debe indicar el “medio exterior”.
3.2. Anotar la formulación estándar del RFI (Resultado Final Ideal).
El elemento (indicar el elemento seleccionado en el paso 3.1) solo (sola) supera (indicar la acción nociva), conservando la capacidad de realizar (indicar la acción benévola). Regla 8. En la formulación del RFI, siempre debe estar la palabra “solo” (“sola”).
3.3. Destacar aquella zona del elemento (indicada en el paso 3.2.), la cual no cumple inmediatamente con el complejo requerido de dos interacciones según el RFI. ¿Qué hay en esta zona -sustancia, campo?
3.4. Formular la contradicción física requerida, imponibles al estado de la zona del elemento, destacada mediante interacciones conflictivas (acciones, características).
a. Para la acción 1 (aquí indicar la interacción benévola o aquella interacción que debe conservarse) es necesario (aquí indicar el estado físico: en caliente, en movimiento, cargada, etc.).
b. Para la acción 2 (aquí indicar la interacción nociva o la interacción que debe ser introducida) es necesario (aquí indicar el estado físico: en frío, inmóvil, no estar cargada, etc.).
3.5. Anotar la formulación estándar de la contradicción física.
(Aquí indicar la zona destacada3 del elemento) debe (aquí indicar el estado en el paso 3.4a), y debe (aquí indicar el estado, indicado en el paso 3.4b), para prevenir (aquí indicar la acción nociva). Podrá PARTE 4. ELIMINACIÓN DE LA CONTRADICCIÓN FÍSICA
4.1. Examinar las transformaciones simples de la zona destacada:
a. Separación de las particularidades contradictorias en el espacio.
b. Separación de las particularidades contradictorias en el tiempo.
c. Separación de las particularidades contradictorias mediante el uso de los estados de transición, en los cuales existen o aparecen alternativamente particularidades opuestas.
d. Separación de las características contradictorias mediante la reconstrucción de la estructura: las partes de la zona destacada obtienen facultades existentes, y la zona destacada en su conjunto obtiene facultades (conflictivas) requeridas4. Regla 10. Examinar solamente aquellas transformaciones, que coinciden con el RFI (es decir, aquellas que se realizan por sí mismas). Ing. G. Altshuller
1. Nota del traductor: En actualidad existen versiones más actualizadas del ARIZ, como por ejemplo ARIZ-85. Se encuentra disponible la traducción al español de esta versión en la página oficial de la Fundación G. S. Altshuller.
2. Nota del traductor: Estas expresiones hacen referencia a los términos, definidos como contradicciones técnicas y contradicciones físicas, respectivamente. 3. Nota del traductor: En otros artículos sobre el TRIZ, se podrá encontrar también como zona operativa. 4. Nota del traductor: Estos cuatro apartados, se los denomina también dentro de las heurísticas de separación como: separación en el espacio, separación en el tiempo, separación sobre condiciones y separación entre las partes y el total, respectivamente.

References: resolución 
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