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1.12 La modellazione dei sistemi: l’analisi Sostanza-Campo 1/2

Il modello Sostanza-Campo (Su-Field)


(nella letteratura inglese questo tipo di modellazione viene chiamata anche Substance-Field, S-Field, etc. Nel corso della trattazione verrà utilizzata anche la dizione Su-Field. Per l’identificazione del campo verrà utilizzata l’abbreviazione dell’inglese Field “F”.)


L’analisi sostanza-campo è uno strumento analitico di TRIZ utilizzato per modellare problemi relativi a sistemi tecnologici esistenti. Ogni sistema è creato per realizzare delle funzioni. La funzione desiderata è l’output generato da un oggetto o sostanza (S2) su di un altro oggetto o sostanza (S1) attraverso un qualche tipo di mezzo "Field" (tipo di energia, F). Il termine generico sostanza viene utilizzato nella letteratura classica di TRIZ in riferimento a qualunque oggetto. Si tratta di oggetti di qualsiasi livello di complessità; possono essere singoli elementi o sistemi complessi. L’azione o il mezzo per portare a termine l’azione è denominato campo. L’analisi Sostanza-Campo è una tecnica semplice e veloce per poter utilizzare le diverse idee che possono emergere nell’uso della base di conoscenza; è molto efficace per la soluzione di problemi chiaramente formulati, come quelli che emergono dal processo di “formulazione del problema”, o per problemi strutturati in forma di contraddizione. Questo strumento analitico presuppone inoltre una maggior conoscenza tecnica sul funzionamento dei sistemi e sugli effetti fisici di quanto richiesto invece da altri strumenti della metodologia TRIZ.


Quando utilizzare l’analisi Sostanza-Campo


Due sostanze e un campo sono necessari e sufficienti per definire un sistema tecnico funzionante.

La strutturazione di questa triade risale al primo lavoro del matematico Ouspensky.


Ci sono quattro modelli fondamentali:


1. Sistema incompleto (richiede un completamento o un nuovo sistema)

2. Sistema completo efficace

3. Sistema completo inefficace (richiede un miglioramento per realizzare l’effetto desiderato).

4. Sistema completo dannoso (richiede l’eliminazione dell’effetto negativo).


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. Seguendo la logica per analogie di TRIZ, il sistema tecnico triangolare ha il proprio insieme di regole all’interno della “geometria del problem solving”. Queste poche regole di base, insieme alle 76 Soluzioni Standard, permettono una modellazione veloce delle semplici strutture per l’analisi Sostanza-Campo (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.) .


La costruzione del modello


Il campo, che è spesso una forma di energia esso stesso, fornisce al sistema l’energia, la forza o la reazione che genera l’effetto. Tale effetto può generarsi su S1 o essere un output di informazioni del campo stesso. Il termine “campo” è utilizzato nel suo significato più ampio; include ad esempio l’elettromagnetismo, la gravità, le interazioni atomiche forti e deboli, etc. Vengono inclusi nei campi le diverse forme di energie: termiche, chimiche, meccaniche, acustiche, la luce, etc.


Le due sostanze (S1 e S2) possono essere sistemi completi, sottosistemi o singoli elementi. Sono strumenti o oggetti. Un modello completo è una triade di due sostanze e un campo. Il problema inventivo viene rappresentato con un triangolo al fine di illustrare le relazioni tra le due sostanze e il campo. Esistono anche sistemi complessi che possono essere rappresentati con più “triangoli Su-Field” connessi tra loro.


Vi sono quattro passi da seguire per la costruzione di un modello Sostanza-Campo:


1. Identificare gli elementi

Il campo agisce su entrambe le sostanze o risulta integrato con la sostanza S2,

come un sistema.

2. Costruire il modello

Dopo aver completato questi due passi, fermatevi e valutate la completezza e

l’efficacia del sistema. Se qualche elemento manca, identificate di cosa si tratta.


3. Analizzate le proposte contenute fra le 76 Soluzioni Standard


4. Sviluppate un concept a supporto della soluzione


Durante l’esecuzione dei passi 3 e 4, vi dovrete servire anche di altri strumenti TRIZ “basati sulla conoscenza” (Knowledge-based tools). di seguito viene proposto un diagramma di flusso che mostra come il problem solver può applicare questo strumento TRIZ: è possibile notare come esista una costante alternanza fra strumenti “analitici” e “strumenti basati sulla conoscenza”. Il processo presenta dei cicli in corrispondenza dei passi 1 e 2 finché non si individua un modello completo. I modelli solutivi (soluzioni standard) che vengono analizzati nel passo 3 permettono un vero e proprio balzo in avanti del pensiero innovativo, permettendo di prendere in considerazione modelli alternativi per il sistema. Attraverso l’uso degli strumenti “basati sulla conoscenza” è infatti possibile, per ogni modello, prendere in considerazione modelli alternativi a quello di base (diversi triangoli “Su-field” e quindi differenti soluzioni). L’analisi Su-Field è stata ideata e migliorata ciclicamente nel periodo 1974-1977; ad ogni ciclo è aumentato il numero di raccomandazioni disponibili. Ad oggi esiste una lista strutturata di 76 Soluzioni Standard, che rappresentano un distillato delle soluzioni originali. Verranno di seguito presentati quattro modelli.

Per introdurre ai concetti fondamentali dell’analisi Sostanza-Campo viene spesso utilizzato l’esempio della rottura di rocce con un martello. Una variante di questo esempio verrà utilizzata in questo testo per presentare alcuni degli standards.


La grammatica dell’analisi Sostanza-Campo


L’identificazione delle sostanze (S1 e S2) dipende dalla specifica situazione che si sta analizzando; potrebbero essere un materiale, uno strumento, una parte di un oggetto, una persona o l’ambiente. S1 rappresenta la sostanza che riceve l’azione del sistema, mentre S2 è lo strumento attraverso il quale viene applicata una qualche forma di energia. La risorsa energetica, o campo (F), agente sulle sostanze è generalmente del tipo:


Me – meccanico

Th – termico

Ch – chimico

E – elettrico

M – magnetico

G – gravitazionale


I simboli associati ai diversi campi applicati vengono utilizzati nella modellazione Su-Field dei diversi sistemi. Le relazioni tra gli elementi nel modello Su-Field sono rappresentate utilizzando cinque diversi tipi di connettori:









 

Testo estratto da: Innovazione sistematica - un'introduzione a TRIZ, la teoria per la soluzione dei problemi inventivi - John Terninko, Alla Zusman, Boris Zlotin Traduzione di Sergio Lorenzi

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