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1.7.4 Utilizzo della Matrice delle Contraddizioni: un caso studio

Aggiornamento: 22 ott 2021

Prendiamo ad esempio un problema relativo alle condutture per il trasporto pneumatico di “pellets metallici”. (pellet: termine tecnico che indica un materiale disperso, che viene compresso e quindi agglomerato in piccoli solidi di forma solitamente sferica. In una conduttura di questo tipo, i pellets metallici vengono “sparati” pneumaticamente e quindi movimentati). Il sistema esistente era stato progettato per movimentare delle piccole sfere di materiale plastico, ma in seguito ad una modifica di progetto, venne utilizzato per la movimentazione pneumatica di pellets metallici. Prima di utilizzare la Matrice delle Contraddizioni, raccogliamo alcune informazioni relative alla “storia del problema”. Le condutture metalliche controllavano la direzione del flusso di sfere di materiale plastico. Un flusso d’aria veniva utilizzato per muovere le sfere. Lo stesso equipaggiamento è stato quindi utilizzato per la movimentazione delle sferette metalliche, dopo una modifica intercorsa nel progetto. La frequenza dei fermo-impianto per le riparazioni è diventata eccessiva; tali fermi sono dovuti alla veloce usura dei gomiti del sistema di tubazioni, che vengono rapidamente distrutti dall’impatto delle sferette di metallo.

Una volta raccolte queste informazioni, emergono abbastanza chiaramente diverse contraddizioni. Immaginate di avere anche dei requisiti ulteriori: il materiale deve essere movimentato ancora più velocemente (aumentare la velocità). Il pensiero tradizionale porterebbe a rinforzare i gomiti che servono per cambiare la direzione del flusso di sfere. I due obiettivi di miglioramento identificati sono il “miglioramento della velocità” e la “diminuzione dell’energia richiesta”.


Soluzioni tradizionali

Rinforzare i gomiti della conduttura

Trovare dei modi per cambiare velocemente i gomiti

Riprogettare la forma dei gomiti

Utilizzare altri materiali per la realizzazione o il rivestimento interno dei gomiti


Per ognuno di questi miglioramenti vi sono diversi parametri che peggiorano di conseguenza.


Quale è l’obiettivo del sistema?

Cambiare la direzione dei pellets

Ridurre il consumo di energia

Movimentare più velocemente il materiale


I parametri che si deteriorano quando viene incrementata la velocità delle sferette metalliche vengono presentati di seguito insieme ai principi consigliati per risolvere la contraddizione. Questi principi sono stati identificati attraverso l’uso della Matrice delle Contraddizioni, andando a ricercare l’intersezione fra i parametri rilevanti. I principi sono elencati in ordine di frequenza decrescente


Migliorare la velocità (parametro n. 9)

Parametro che peggiora

Par. n.

Principi consigliati

Affidabilità

27

11, 35, 27, 28

Forza

10

13, 28, 15, 19

Robustezza/ resistenza

14

8, 3, 26, 14

Temperatura

17

28, 30, 36, 2

Energia

19

8, 15, 35, 38

Perdita di materia

23

10, 13, 28, 38

Quantità di materia

26

10, 19, 29, 38

Effetti nocivi derivati

31

​2, 24, 35, 21

Migliorare il parametro “Energia” (parametro n. 19)

Parametro che peggiora

par. n.

Principi consigliati

Facilità di fabbricazione

32

28, 26, 30

Spreco di tempo

25

15, 17, 13, 16


I parametri che degradano quando l’energia richiesta dal sistema viene ridotta (parametro 19) sono presentati insieme con i principi utilizzati per ridurre tale degradazione. Un computo dei principi che emergono dall’analisi di tutte le contraddizioni suggerisce di prestare particolare attenzione a quelli che vengono segnalati più frequentemente. I primi cinque sono:


Principio 28, “Sostituzione di sistemi meccanici” è il principio che emerge con più frequenza nell’analisi delle contraddizioni prese in considerazione. Il gomito, così come è fatto, è infatti un sistema meccanico. Il principio suggerisce:


a. Sostituire il sistema meccanico con sistemi ottici, acustici oppure olfattivi.

b. Utilizzare un campo elettrico, magnetico o elettromagnetico per interagire con l’oggetto.

c. Cambiare il tipo di campo:


1. da campi stazionari a campi mobili

2. da campi fissi a campi che cambiano nel tempo

3. da campi casuali a campi strutturati


d. Utilizzare un campo insieme a particelle ferromagnetiche


Un esempio potrebbe essere quello di utilizzare un campo elettromagnetico per incrementare il legame tra lo strato di metallo e un materiale termoplastico. Il processo è eseguito in un campo elettromagnetico che applica una forza al metallo. L’alternativa “b” suggerisce ad esempio di mettere un magnete sul gomito per formare una copertura di sferette metalliche statiche che possono assorbire l’energia di quelle in collisione. Questo principio può dar vita a diverse alternative: una carica elettrica sulle sferette, la magnetizzazione dei pellets, etc. Alle volte l’introduzione di un principio genera un problema secondario. Se il problema secondario è più facile da risolvere rispetto al problema di partenza, c’è stato comunque un progresso.


 

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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