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1.5 ISQ Lorenzi - esempio bicicletta

Aggiornamento: 9 ott 2021

1. Informazioni generali sul sistema che vorremmo migliorare / creare e sull’ambiente circostante

Utilizzare il nome standard del sistema, se esiste. Le spiegazioni di questo paragrafo sono basate sull’applicazione dell’ISQ al problema della rimozione della vite e a quello dell’aumento della velocità della bicicletta.


- 1.1 Nome del sistema

Sistema: Bicicletta


- 1.2 Funzione principale del sistema (Primary Useful Function – PUF)

Un sistema rilascia una funzione quando qualcosa di esterno al sistema viene in qualche modo modificato. La funzione può essere descritta utilizzando un verbo (attivo) ed un oggetto che subisce qualche tipo di azione nel sistema.

Parole come fornire o causare non sono verbi attivi. La corretta definizione di una funzione e dei suoi vincoli dovrebbe essere del tipo: la bici muove o sposta una persona. Il verbo attivo , ovvero che effettua una azione su qualcosa, è Muovere. Un vincolo generale per qualsiasi soluzione è che questa non deve interferire con l'azione principale che il sistema deve poter compiere. La funzione principale del sistema Bicicletta è muovere una persona o dei piccoli carichi per una distanza relativamente corta.


- 1.3 Struttura attuale o desiderata del sistema

La struttura del sistema deve essere descritta staticamente, ovvero nella condizione in cui il sistema non sta operando, e dovrebbe inoltre essere accompagnata da un disegno.

Devono essere indicati in sequenza tutti i sottosistemi, i dettagli e le loro interconnessioni; è anche importante indicare i sistemi esterni (super-sistemi) all’interno dei quali il sistema si trova ad operare.


Struttura: bicicletta

La struttura della bicicletta comprende il telaio (1) e un cuscinetto (2) all’interno del quale ruota un asse (3) al quale sono fissati dei pedali (4) e una corona (5). Quest’ultima è collegata ad una catena (6) che a sua volta si collega ad un’altra corona (7). Questa corona è collegata ad un asse (8) e quindi alla ruota (9) (vedi Figura 3).




- 1.4 Funzionamento del sistema

Descrivete ora il funzionamento del sistema, ovvero come funziona durante la realizzazione della sua Funzione Utile Principale e come interagiscono fra di loro i vari sottosistemi ed elementi. Indicate ogni sottosistema in modo sequenziale e descrivete il modo e l’oggetto dell’interazione.


Funzionamento: bicicletta

Il ciclista fa ruotare i pedali premendo nella fase di discesa del pedale e tirando su (se la scarpa è agganciata al pedale) nella fase di risalita. Il pedale fa ruotare una corona, la corona fa muovere una catena, la catena fa ruotare una seconda corona, la seconda corona fa ruotare la ruota, etc.


Etc. sta a significare che chiunque può capire i collegamenti successivi. Di contro è in genere meglio descrivere tutti i dettagli. Molto spesso, infatti, dopo che il funzionamento è stato dettagliato e scritto, ci si sente dire “non sapevo funzionasse esattamente così”. Molti dettagli del funzionamento dei sistemi anche più comuni spesso non ci sono chiari. Per esempio molte persone non si fermano a pensare che è la tensione dei raggi che fornisce resistenza ai carichi verticali della ruota di una bicicletta, e non la loro compressione, come avviene invece nei raggi delle ruote di legno dei vecchi carri. Si tratta di un dettaglio “ovvio”, ma molti non riescono a spiegarselo.


- 1.5 L’ambiente del sistema

Molte organizzazioni orientate al cliente fanno ricerche per individuare se e quali condizioni esterne possono generare nuovi fabbisogni rispetto alla soluzione del problema principale (che, in prima approssimazione, è lo scopo per cui il prodotto è acquistato). Come interagisce il sistema con i diversi supersistemi di cui è parte? Proprio per questo la descrizione dell’ambiente del sistema deve includere:

- ogni altro sistema con il quale il sistema principale interagisce (in modo positivo o negativo)

- altri sistemi che si trovano vicino al sistema principale e potrebbero essere messi in interazione, anche se al momento non lo sono

- sistemi più ampi dei quali il nostro sistema è componente/sottosistema (dei supersistemi, come per esempio il trasporto pubblico per il caso della bicicletta)

- l’ambiente naturale (aria, acqua, etc.) che circonda il sistema principale.


Ambiente: Bicicletta

- interagisce con il ciclista, la strada, l’aria e gli altri veicoli

- è un sistema che si trova nelle immediate vicinanze di altri oggetti nella casa o nel garage dove viene tenuta

- rappresenta un sottosistema del più ampio supersistema delle attrezzature sportive

- il design deve essere compatibile con i processi delle aziende di fabbricazione delle biciclette


- 2. Le risorse disponibili

I problem solvers spesso non prestano sufficiente attenzione alle risorse disponibili dell’ambiente che circonda un sistema. Le soluzioni inventive invece traggono spesso vantaggi rilevanti dall’utilizzo di questo tipo di risorse.

Fate una lista delle risorse che sono disponibili e prendete in considerazione il loro possibile utilizzo all’interno del sistema. A questo fine potete basarvi su questa check list di risorse che tipicamente sono disponibili:

- sostanze

- campi (ovvero energie)

- risorse funzionali

- informazioni

- tempo

- spazio


Risorse: bicicletta

- sostanze: Metallo, plastica, …

- campi: Nell’ambiente circostante può essere presente qualche forma di energia disponibile (vento, se a favore, il paraurti posteriore di un camion, etc.)

- spazio: Ci sono spazi liberi all’interno del telaio e sotto la sella. Il cavo del cambio e dei freni passano attraverso il manubrio.

- informazioni Il diverso rumore durante il cambio di rapporto è una risorsa informativa

- risorse funzionali Potrebbe essere la possibilità di cambiare il rapporto


Tenete inoltre presente che esiste anche la possibilità di modificare in qualche modo le risorse esistenti (trasformazioni naturali o chimiche, il trattamento, l’accumulo, etc.) in modo da poterle utilizzare per eliminare eventuali effetti negativi. Questo tipo di risorse viene detto derivato. Per esempio, il grasso viene considerato come risorsa negativa ai fini della realizzazione della funzione “lavare i piatti”. Cospargendo i piatti e le padelle sporche di grasso con del bicarbonato di sodio, si crea del sapone sulla superficie, in corrispondenza delle macchie di grasso, ovvero… proprio dove è necessario! Questa è una risorsa derivata.

Ci sono molte possibili risorse derivate intorno a noi che non vediamo o che volutamente ignoriamo semplicemente perché le vediamo come problemi e non come possibili risorse.


- 3. Informazioni sulla situazione che genera il problema


- 3.1 Cosa vorreste migliorare o i difetti che vorreste eliminare

Indicate la/le causa/e che generano il problema (per problema si intende in questo caso qualsiasi cosa sia non voluta nel sistema o qualsiasi tipo di miglioramento desiderato).

Indicate in che modo il difetto sia legato alla funzione principale del sistema e alle altre funzioni positive. Alcuni tipici difetti sono:

- funzione positiva assente (vorremmo ottenere una funzione positiva ma non riusciamo)

- funzione positiva incompleta (abbiamo la funzione positiva richiesta, ma questa è inefficace o incompleta)

- funzione negativa (esiste un fattore negativo nel sistema, un’azione negativa o un risultato negativo che è conseguenza di un’azione)

- informazione assente (vorremmo informazioni su uno o più parametri dell’oggetto, ma non le abbiamo) - informazione incompleta (abbiamo informazioni su uno o più parametri dell’oggetto, ma sono

insufficienti)

- il sistema è troppo complesso - il sistema costa troppo

- l’ordine di grandezza di alcune caratteristiche del sistema (ad eccezione delle questioni di misura o controllo) è inferiore a quanto richiesto

- l’ordine di grandezza di alcune caratteristiche del sistema (ad eccezione delle questioni di complessità o costo) è superiore a quanto richiesto

- il valore delle caratteristiche di misura o controllo del sistema è minore di quanto richiesto


Bicicletta

- La velocità della bicicletta è limitata dal fatto che il motore sia l’uomo


- 3.2 Il processo che causa il difetto, se è conosciuto

Descrivere, se possibile, il processo che genera il difetto, oltre alle condizioni ed alle circostanze sotto le quali l’evento negativo si realizza. È sempre utile capire le cause che stanno alla radice di un problema. Questo tipo di informazione è infatti fondamentale per il processo di formulazione del problema.


Bicicletta

Ci sono 2 principali cause della bassa velocità di una bicicletta:

a) il trasferimento dell’energia dal ciclista al pedale

b) la resistenza aerodinamica del ciclista.

La resistenza aerodinamica dei raggi è anch’essa una causa, ma di rilevanza minore


- 3.3 L’evoluzione della nascita del problema

Dopo quali eventi o passaggi nello sviluppo del sistema è apparso il problema? Descrivete i passaggi che, nella storia del sistema, hanno portato al difetto e la ragione di questi passaggi. Cercate di analizzare dei percorsi alternativi che avrebbero evitato quello specifico problema.


Bicicletta

- La bassa velocità della bicicletta trova le sue radici nelle origini del sistema stesso, ed è legato alle caratteristiche peculiari dell’oggetto.

- È possibile cambiare il design di una bicicletta. Si potrebbe ad esempio pensare ad un sistema nel quale il ciclista agisce in posizione supina. Questo genererebbe dei nuovi problemi di marketing, oltre che di progettazione. La gente è abituata ad un design convenzionale e potrebbe non accettare cambiamenti così significativi. Non si ritiene utile, a questo punto dell’analisi, introdurre nel sistema questo tipo di problema.


- 3.4 Risolvere un problema diverso

È possibile intervenire in qualche modo sulla direttrice di evoluzione del sistema in modo da eliminare gli eventi che generano il problema? Questo potrebbe causare nuovi problemi, ma potrebbero essere più facili da risolvere rispetto a quello di partenza.


Bicicletta

- Potremmo inserire un deflettore in grado di ridurre la resistenza dell’aria all’avanzamento. Questo comporterebbe però un aumento di peso con conseguente maggiore difficoltà per il ciclista. In questo caso potrebbe essere utile risolvere il problema principale (resistenza all’avanzamento) cercando poi di trovare un modo per ridurre il peso della bicicletta, mantenendo però il deflettore.

- Se il problema della riduzione della resistenza aerodinamica non può essere risolto, potremmo cercare una strada alternativa per aumentare la velocità, migliorando ad esempio l’efficienza della trasmissione.

- Se è impossibile migliorare la bicicletta, una alternativa potrebbe essere ricercata nella modificazione della funzione della bicicletta. Una bicicletta a motore è una bici con un motore ausiliario. Questo non serve a sostituire lo sforzo del ciclista, ma rappresenta una fonte supplementare di energia che potrebbe essere usata in salita.

Un piccolo scooter potrebbe essere un’altra opzione.

- La funzione di una bicicletta è muovere una persona e dei carichi. Se la funzione di trasporto dei carichi viene eliminata e il mezzo viene usato solo per lo sport, diviene più semplice riuscire a migliorarne la velocità. Con la stessa logica, se la funzione primaria della bicicletta è fare esercizio, la bicicletta potrebbe non muoversi affatto ma fornire la possibilità di fare uno sforzo rilevante.

- Se si dimostra impossibile aumentare la velocità della bicicletta, diviene necessario identificare un nuovo problema. Viaggiando alla stessa velocità, il tempo necessario per compiere il tragitto potrebbe essere ridotto riducendo la lunghezza del percorso. Il problema viene quindi cambiato in un problema di scelta del percorso.

(Pensate, ad esempio, al problema nei viaggi di ridurre il tempo “door-to-door”. Il settore del trasporto aereo può cercare di sviluppare aerei sempre più veloci, ma su molte tratte lo spostamento a terra, il check-in e la logistica dei bagagli sono responsabili di una rilevante percentuale rispetto al totale del tempo “door-to-door”.

Spesso ci si concentra su parametri tradizionali e non su quelli più rilevanti. La direttrice principale di sviluppo nel nord America è ancora quella di costruire nuovi aeroporti e nuovi aeroplani. Con l’aumento delle misure di sicurezza il tempo a terra è però aumentato. Alcuni Paesi hanno invece sostituito diverse rotte aeree tra le principali città con treni ad alta velocità, riducendo il tempo “door-to- door”.

È fondamentale quindi lavorare sul collo di bottiglia che riduce la performance del sistema.

- Il trasporto pubblico è un supersistema della bicicletta. Alcune città hanno ideato degli autobus in grado di trasportare le persone e le loro biciclette. Altri supersistemi potrebbero avvantaggiarsi da un’integrazione con un sistema di trasporto efficiente come la bicicletta; possiamo pensare ad esempio alla salute pubblica o alle pattuglie di polizia nelle grandi città.


Non tutte le alternative che emergono da questa analisi portano necessariamente a problemi e soluzioni accettabili o realizzabili. Di contro è molto utile analizzare tutte le possibilità. Queste alternative potrebbero non portare ad una soluzione immediata, ma si riveleranno probabilmente utili nelle fasi successive del processo di soluzione.

In questa fase possono emergere dei nuovi prodotti. Spesso un singolo progetto si moltiplica in due progetti, uno per l’oggi, l’altro per il domani.


4. Cambiare il sistema

- 4.1 I cambiamenti ammessi

È necessario individuare e descrivere il grado dei cambiamenti accettabili per la soluzione del problema. Di norma il grado di cambiamento dipende da:

- lo stadio attuale del processo produttivo del sistema (in sviluppo, prototipo funzionante, produzione pilota, produzione di massa, tecnologia esistente e consolidata, etc.)

- perdite (dirette ed indirette) causate dal problema in analisi

- possibili profitti e/o altri vantaggi correlati alla soluzione del problema Quale delle seguenti affermazioni meglio descrive la situazione?


A) Sono possibili cambiamenti radicali, inclusa la creazione di un nuovo prodotto e/o tecnologia.

B) Sono possibili cambiamenti rilevanti entro limiti dati da costi, sviluppo, macchinari e compatibilità con le strategie di mercato (stessi clienti/dimensione del mercato).

Bicicletta: ci sono possibili problemi di vendita legati ad un eventuale cambiamento di immagine.

C) Sono possibili solo dei piccoli cambiamenti; il grado di libertà è ridotto dalla necessità di mantenere le tecnologie e gli impegni esistenti, rispettare le richieste dei clienti, etc. Cercate di essere molto specifici nel definire le restrizioni.

Bicicletta: Cambiamenti rilevanti nel processo produttivo sarebbero molto costosi.

D) È possibile introdurre solo cambiamenti minimi. Indicare esattamente il perché.

Specificate quali caratteristiche economiche, tecniche o di altra natura potrebbero essere cambiate. Quali sono i vincoli rispetto a tali cambiamenti?

Bicicletta:

Sono possibili cambiamenti radicali al design e al processo produttivo. L’unica limitazione deriva dal fatto che deve “sembrare una bicicletta”, in modo da non generare remore nei clienti.


- 4.2 Le limitazioni ai cambiamenti nel sistema

Identificare cosa può e non può essere cambiato nel sistema. Quali caratteristiche tecniche, economiche o di altra natura dovrebbero:

- rimanere costanti?

- non diminuire?

- non aumentare?

Descrivere le ragioni delle limitazioni che ci imponiamo.

Se possibile indicare anche le condizioni alle quali tali limitazioni possono essere rimosse. Se questa rimozione è causa di nuovi problemi (secondari), valutate se sia il caso di cercare di risolvere questi nuovi problemi invece del problema originario.

Bicicletta:

La bicicletta non può essere sostituita da altri mezzi di trasporto, ma la modalità di trasporto può essere influenzata da fattori ambientali (esterni al sistema). Altri mezzi di trasporto possono mostrarsi necessari in inverno a causa delle basse temperature o per nevicate particolari. La sicurezza e la comodità del ciclista non devono essere ridotte. La reputazione delle aziende costruttrici di biciclette è basata sullo storico di affidabilità e sicurezza dei prodotti. D’altra parte, per chi corre in bicicletta, la sicurezza sembra non essere un problema. La quantità di problemi legati al prodotto che il ciclista può tollerare dipendono quindi dagli obiettivi di progetto della bicicletta. Per le biciclette da competizione, ad esempio, alcuni vincoli derivanti da esigenze di sicurezza possono essere parzialmente ignorati.


5. Criteri per la selezione dei concept


- 5.1 Caratteristiche tecnologiche ricercate

- 5.2 Caratteristiche economiche richieste

- 5.3 Tabella di marcia di progetto

- 5.4 grado di novità richiesto

- 5.5 Altri criteri

Indicare le parti del sistema che hanno bisogno di essere cambiate per raggiungere le caratteristiche indicate precedentemente. Quali cambiamenti devono essere fatti (sia di tipo quantitativo che qualitativo) per raggiungere quelle caratteristiche? Come e perché questi cambiamenti genereranno inconvenienti? Indicare i criteri base che verranno utilizzati per la valutazione delle possibili soluzioni.


Bicicletta:

- È necessario ridurre la resistenza aerodinamica della bicicletta e del ciclista. Tale riduzione dovrà aumentare la velocità senza cambiare o, meglio ancora, diminuendo lo sforzo necessario.

I criteri dovrebbero includere:

o L’aumento percentuale di velocità

o La dimensione dell’investimento necessario per l’implementazione dei cambiamenti necessari al sistema

o La possibilità di brevettare l’idea

o La maggiore o minore somiglianza con l’immagine di una bicicletta classica o La probabilità di aumento delle vendite


6. Storico dei tentativi di soluzione

- 6.1 I precedenti tentativi di soluzione al problema

Documentando la storia dei precedenti tentativi di soluzione, è importante cercare di individuare le cause che hanno portato al fallimento degli stessi.

- 6.2 Altri sistemi con problemi simili

Individuate altri sistemi con problemi analoghi, e chiedetevi:

- Il problema è già stato risolto da qualche altra parte?

- È possibile applicare una soluzione simile al nostro problema?

- Se è impossibile, perché? Cosa ce lo impedisce?


Bicicletta:

Alcuni problemi simili potrebbero essere:

a. Aumentare la velocità dei pattini a rotelle

b. Aumentare la velocità di una barca a remi (sono presenti la resistenza dell’aria e dell’acqua).

Le relative soluzioni:

a. Cambiare il sistema introducendo il pattino in linea, con nuovi materiali e cuscinetti.

b. Cambiare la forma della chiglia e dei remi. Cambiare la posizione di voga.

Limitazioni

Il nuovo sistema deve comunque assomigliare ad una bicicletta classica.


Molti utilizzatori di TRIZ trovano che il Questionario sulla Situazione Inventiva sia in grado di fornire tutte le indicazioni di cui hanno bisogno per risolvere un problema. Altri continuano con i passi successivi della metodologia.

Per progetti di ampio respiro, potrebbero essere necessarie molte diverse analisi. Guardare il problema ad un livello spinto di dettaglio può sembrare molto costoso in termini di tempo e risorse, ma dovete tenere in considerazione gli sprechi ed i costi che vengono generati dai progetti mal pianificati. Tutti concordano sul fatto che una buona pianificazione si ripaga da sola, ma allo stesso tempo è possibile rilevare come raramente vengano rese disponibili risorse per un buon planning.


 

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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