Trizskolan del 2: Systemkonflikter

När man försöker lösa tekniska problem med hjälp av konventionella metoder resulterar ofta lösningarna även i oönskade konsekvenser. En större motor i en personbil förbättrar accelerationen men väger mer och ökar bensinförbrukningen. Många tekniska problem härstammar från inbyggda konflikter mellan olika delar eller egenskaper i ett system.

I Triz kallas en sådan situation för en systemkonflikt: Den önskade funktionen eller förbättringen kan enbart åstadkommas på bekostnad av någon annan funktion eller egenskap. Reduktion eller eliminering av den oönskade funktionen eller egenskapen leder till ökade kostnader eller en ökad komplexitet i systemet. Tekniska problem orsakade av system- konflikter löses vanligtvis genom att man gör bästa möjliga kompromiss mellan olika delar eller egenskaper i systemet. Kompromisser löser inte systemkonflikten utan mildrar den bara.

Lösning av systemkonflikter
Trots att det finns en oändlig variation av tekniska problem och att varje problem skenbart är unikt behöver inte den underliggande systemkonflikten för den skull vara unik. Systemkonflikter kan klassificeras och varje typ har vissa givna lösningar. Låt oss titta närmare på en sådan konflikttyp. Alla system konstrueras och byggs för att utföra minst en huvudfunktion. De olika komponenterna eller delsystemen kan rangordnas som huvudkomponenter eller stödkomponenter allt efter sitt bidrag till att utföra huvudfunktionen.

Huvudkomponenter är de komponenter som om de togs bort skulle medföra att huvudfunktionen inte alls kunde utföras. Stödjande komponenter å andra sidan förbättrar och höjer prestanda på huvudfunktionen. I en svarv till exempel räknas detaljen som bearbetas, svarvstålet och chucken som huvudkomponenter emedan kylväts-kan räknas som en stödjande komponent. Baserat på denna rangordning gäller följande regel: Om det existerar en systemkonflikt mellan en huvudkomponent och en stödjande komponent kan den ofta lösas genom att eliminera den stödjande komponenten. De önskade funktioner som den stödjande komponenten utför delegeras till huvudkomponenten eller systemets omgivning. Denna regel stödjer tanken om idealt tekniskt system som beskrevs i Triz-skolan 1.

Exempel: Aerodynamisk testutrustning
För att studera de aerodynamiska egenskaperna på bilar placerades skalenliga modeller inuti ett genomskinligt rör genom vilket vatten pumpades. De runt bilen bildade strömvivlarna studerades men var svåra att se. För att kunna studera strömvivlarna bättre belades modellen med en vattenlöslig färg. Problemet var bara att om lagret var tunt försvann färgen för snabbt och när lagret gjordes tjockare förstördes den skal- enliga återgivningen av bilen och hela testen blev meningslös. Vad kan göras?

Triz-Analys: Testutrustningens huvudfunktion är att synliggöra strömvirvlar och den underliggande systemkonflikten kan formuleras på följande sätt: För att kunna göra observationer under längre perioder skall färglagret göras tjockt men färglagret kan inte vara tjock för då är modellen inte skalenlig. En systemkonflikt råder således mellan de tre komponenterna vattnet, modellen och färgen. Om färgen tas bort kan strömvivlarna fortfarande ses, om än mycket dåligt, varför färgen måste klassas som en stödjande komponent. Enligt vår regel ovan skall därför denna komponent tas bort och den önskade funktionen delegeras antingen till vattnet, modellen eller omgivningen. Idealt skall givetvis vattnet självt på något sätt synliggöra strömvirvlarna.

Lösningsförslag: Man bestämde sig för att använda bubblor för att synliggöra strömvirvlarna. För att skapa bubblor användes elektrolys. Man spänningssatte vattnet och använde bilmodellen som elektrod vilket resulterade i att vatten spjälkades upp i syre och väte kring modellen. Små bubblor av dessa gaser gjorde strömvivlarna synliga.

Exempel: Lagning av glastuber I ett vacuumsystem används sammansvetsade glasrör. Efter att två rör svetsats samman kontrolleras fogen så att inga hål finns. Detta görs genom att en elektrod sticks in inuti röret och positioneras vid svetsfogen samtidigt som en annan elektrod placeras på utsidan. När sedan elektrisk spänning läggs över elektroderna fås en coronaurladdning vilken ser ut som en glödande zon mellan elektroderna. Effekten blir som störst runt hål i röret där luften i hålet kommer att lysa starkt.

Hålen lagas genom att den yttre elektroden avlägsnas, eftersom den inte tål värme, och hålet löds igen med en svetslåga. När den yttre elektroden avlägsnas försvinner dock coronaeffekten och hålet blir osynligt. Detta resulterar i att man måste löda ett större område än nödvändigt vilket i sin tur leder till oönskade termiska spänningar i glaset.

Vad kan göras? Triz-analys Huvudfunktionen i detta system är att reparera svetsfogen och den underliggande systemkonflikten kan formuleras på följande sätt. Den yttre elektroden måste finnas vid svetsfogen för att hålet skall upptäckas men elektroden skall inte vara vid svetsfogen för då skadas den av svetslågan. Eftersom huvudfunktionen är att laga glasrören klassas den yttre elektroden som en stödjande komponent. Enligt vår regel ovan skall därför denna komponent tas bort och den önskade funktionen delegeras till antingen glasröret, svetslågan eller omgivningen.

Lösningsförslag: Svetsmunstycket kan användas som yttre elektrod. Joner i lågan kan leda den ström som är nödvändig för att skapa en coronaurladdning. Försök nu själv att lösa detta problem: Stängsprutning av metaller är en effektiv metod för att tillverka vissa komponenter. Smält metall placeras inuti en behållare varpå en hydrauliskt driven kolv trycker metallen ut genom verktyget. Ungefär 70 procent av kraften från kolven går åt att övervinna friktionen mellan metallen och behållarens väggar. För att reducera friktionen används olika former av smörjmedel som till exempel flytande glas eller grafit. I vissa fall kan dock dessa smörjmedel försämra de mekaniska egenskaperna på ytan av den extruderade komponenten.

Vad kan göras? Försök att lösa detta problem genom att tilllämpa ovanstående tillvägagångssätt.Jan Burenius och Per Lindstedt är lärare i Ny Tekniks Triz-skola, båda har lång erfarenhet av att använda Triz ute i industrin.