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1.8 Contraddizioni Fisiche e principi di Separazione

Aggiornamento: 22 ott 2021

Le contraddizioni fisiche rappresentano dei requisiti mutualmente esclusivi fra due stati opposti. Si riferiscono a funzioni, performance o componenti (qualcosa deve essere liscio e ruvido). Queste contraddizioni vengono risolte separando le opposte caratteristiche (secondo quattro principi generali di separazione, che verranno illustrati). Alle volte la Matrice delle Contraddizioni tecniche non offre concepts in grado di risolvere la contraddizione. In queste situazioni le contraddizioni tecniche possono essere trasformate in contraddizioni fisiche


Contraddizione Fisica

Richiede che una funzione, performance o componente abbia due stati mutualmente esclusivi. Il processo per trasformare una contraddizione tecnica in una contraddizione fisica è dato dall’identificazione della caratteristica di un risultato desiderato e non desiderato. Questa caratteristica definisce la contraddizione fisica.


Una buona sigillatura della parte alta ”A” di una fiala di vetro danneggia il medicinale “B” presente nel contenitore. Il gruppo di lavoro deve individuare una terza funzione “X” in grado di migliorare “A” ma che peggiora “B”. Questo elemento “X” potrebbe essere il calore (che fonde la parte alta della fiala di vetro, sigillandola, ma che scalda anche il contenuto, danneggiandolo). Se il calore “X” migliora “A” ma peggiora “B”, allora la contraddizione fisica è: “X” è caldo a “X” è freddo. Possono essere identificate diverse contraddizioni fisiche, ad esempio: con il calore utilizzato attualmente, il materiale “X” genera una buona sigillatura ma nel contempo danneggia la medicina, di contro, non usando il materiale “X”, la medicina verrebbe preservata ma si avrebbe una sigillatura non perfetta. La contraddizione fisica è: “X” deve essere usato, “X” non deve essere usato.

Questo processo può trasformare una singola contraddizione tecnica in più contraddizioni fisiche.


Contraddizioni Tecniche e Fisiche

Contraddizione tecnica: Riscaldare la parte superiore dell’ampolla “A” causa il degrado del medicinale “B”. Contraddizione fisica: Il calore “X” deve essere caldo per sigillare e il calore “X” deve essere freddo per il medicinale.


Il principio di “separazione nello spazio” indicherebbe come possibile soluzione l’immersione del fondo dell’ampolla in un liquido freddo e la sigillatura dell’estremità superiore attraverso l’apporto del calore richiesto alla perfetta fusione del vetro. Un esempio di installazione di una vite ossea per la riparazione chirurgica di un osso danneggiato potrebbe essere il seguente: Contraddizione di avere una vite che faccia abbastanza presa nell'osso per permettere il risanamento e la crescita dell'arto danneggiato, ma che faccia contemporaneamente poca presa nell'osso ricreato per permetterne l'estrazione una volta guarito. Tale contraddizione tecnica (elevata forza d’attrito) è richiesto per generare la funzione (la vite viene integrata nell’osso) ma causa [l’attrezzo non fa presa nella guida]

La contraddizione tecnica è rappresentata da:

Migliorare la funzione (la vite viene integrata nell’osso) aumenta la funzione negativa [l’attrezzo non fa presa nella guida]. Il legame è costituito dalla funzione influenzante “X” (elevata forza d’attrito). Avere un’elevata forza d’attrito e avere una bassa forza d’attrito descrive la contraddizione fisica. Il principio di separazione nel tempo suggerisce che sia presente una elevata forza d’attrito nel momento in cui la vite svolge la sua funzione, ovvero durante la crescita ossea, mentre sia presente una bassa forza d’attrito durante la rimozione della vite. L’idea di rimuovere la vite utilizzando delle microvibrazioni alla frequenza di risonanza dell’osso è stato rifiutata dal paziente a causa di un problema derivato. La contraddizione tecnica che emerge da questo concept è: “Migliorare (vite fuoriesce facilmente) aumenta [osso viene danneggiato]”.

La contraddizione fisica sarebbe: vibrazioni ad alta energia e vibrazioni a bassa energia. Utilizzando nuovamente il principio della separazione nel tempo l’alta energia potrebbe essere utilizzata per un istante iniziale di spunto, per poi essere sostituita dalla vibrazione a bassa energia durante il restante tempo di rotazione della vite. Il cambiamento della frequenza potrebbe essere un'altra possibilità di intervento. Se il problema della vite ossea fosse quello di progettare una nuova vite, allora una delle definizioni del problema potrebbe essere:

Trovare una modalità alternativa per “legare la vite all’osso” che permetta di “mantenere l’osso in posizione” e non determini il fatto che “la vite sia difficile da rimuovere.”

In linguaggio comune: “la vite deve mantenere l’osso in posizione ed essere facile da rimuovere”. La contraddizione tecnica può essere trasformata in una contraddizione fisica: “La vite è attaccata all’osso, la vite non è attaccata all’osso.” Utilizzando il principio di separazione nel tempo otteniamo: “La vite è attaccata durante il tempo in cui l’osso si ripara e fuoriesce facilmente dopo che la frattura è guarita”. Una possibile soluzione potrebbe essere una vite biodegradabile; soluzioni di questo tipo sono in corso di sperimentazione.

Le lenti da vista forniscono dei facili esempi di applicazione di tre dei quattro principi di separazione comunemente utilizzati. Le lenti vengono utilizzate per vedere sia da vicino che da lontano. Se gli inventori avessero utilizzato i principi di separazione un secolo fa, avrebbero potuto arrivare alle ora note soluzioni con un centinaio d’anni di anticipo.


Lenti da vista

Separazione nello spazio Due lenti differenti (bifocali)

Separazione nel tempo Due paia di lenti, che possono essere intercalate a seconda della necessità

Separazione sotto condizione Le lenti vengono sostituite da lenti “camera-type” autofocus


Nella ricerca di soluzioni concettuali alle contraddizioni fisiche, ogni principio di separazione dovrebbe essere attentamente analizzato. Non si conosce infatti a priori quale di essi sarà meglio in grado di condurre all’idea migliore.


Ci sono tre differenti modi per formulare le contraddizioni fisiche. Se il raggiungimento di una funzione utile è associato a qualche effetto dannoso o indesiderato, individuate quale delle contraddizioni (A, B o C) meglio si applica alla vostra situazione.


A. Il primo tipo di contraddizione fisica richiede che una funzione venga realizzata per raggiungere il risultato desiderato, ma che non venga realizzata per evitare effetti dannosi o indesiderati.

Per esempio, per collegare i pin di un chip alla scheda elettronica, questi devono essere scaldati, ma non dovrebbero essere scaldati per evitare di danneggiare il chip.

B. Il secondo tipo di contraddizione fisica richiede che una caratteristica abbia un determinato valore per raggiungere un certo risultato, ma che debba avere il valore opposto per evitare effetti dannosi o indesiderati o per raggiungere un altro risultato utile.

Per esempio, l’ala di un aereo dovrebbe essere ampia per decollare, ma piccola per raggiungere un’elevata velocità. Il principio di Separazione nel tempo è utile per questo tipo di contraddizione.

C. La terza contraddizione richiede che un elemento sia presente per raggiungere un certo risultato, ma che non sia presente per evitare effetti dannosi o indesiderati oppure per raggiungere un altro risultato utile.

Ad esempio, il carrello di atterraggio di un velivolo è necessario per l’atterraggio, ma indesiderabile durante il volo.


Vengono di seguito proposti ed illustrati i quattro principi di separazione che possono essere utilizzati per eliminare i conflitti fra i requisiti del problema.


Principi di separazione per la risoluzione delle contraddizione fisiche


1- Separazione nello spazio

2- Separazione nel tempo

3- Separazione fra l’intero e le sue parti

4- Separazione sotto condizione


I post seguenti proveranno a fare chiarezza su ognuno.


 

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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