Algorithmus bzw. Schrittverfahren zur Lösung der Erfindungsprobleme (kurz ARIZ) ist das universellste und stärkste TRIZ-Werkzeug zur Lösung aller Probleme von der Analyse der Problemsituation und Systemressourcen bis zur Auswertung der Lösungsansätze. Er wird in der Regel dann eingesetzt, wenn die 40 Innovationsprinzipien oder Standards kein befriedigendes Ergebnis liefern.

Sowohl einem erfahrenen als auch einem weniger geübten Anwender hilft ARIZ ein Problem zu analysieren, den technischen Widerspruch zu erkennen, das Ziel der Lösungssuche (s.g. ideales Endresultat) zu formulieren sowie anschließend den zugrunde liegenden physikalischen Widerspruch zusammenzufassen und zu überwinden. Diese ARIZ-Hauptstufen werden anhand eines Beispiels näher erläutert. Ein kompletter ARIZ beinhaltet 9 Teile mit ca. 70 Arbeitsschritten.

Beispiel - Fertigung nahtloser Rohre

Problemanalyse
Bei der Fertigung nahtloser Rohre wird ein erhitzter zylindrischer Rohling (Zylinder) mit einem angespitzten Formwerkzeug (Nadel) durchgedrungen. Der Rohling wird dabei in den Walzen von außen gelagert und gedreht. Nach dem Einführen des Nadelwerkzeugs in den heißen Rohling fängt häufig die Nadel an, im Zylinder zu verlaufen. Das Problem verschärft sich mit der Erhöhung der Rohr- bzw. Zylinderlänge, die bis zu 6 Meter betragen kann. Wie kann der Werkzeugverlauf beseitigt werden?

Formulieren des technischen Widerspruchs
Mit der Erhöhung der Zylinderlänge nimmt die Unterstützung der Nadel ab und somit verringert sich die Maß- bzw. Fertigungsgenauigkeit des gewonnenen Rohrs. (Auf dieser Etappe kann es auch versucht werden, den technischen Widerspruch mit Hilfe der einfacheren Mittel wie die Widerspruchstabelle oder das System der Standardlösungen zu überwinden.)
 

Formulieren des idealen Endresultats (IER) für die Aufgabe
Der unendlich lange Zylinder selbst unterstützt und führt die Nadel genau in seiner Mitte. Der technische Widerspruch wird durch solche Formulierung noch mehr verschärft. Das IER wirkt hier als ein Wegweiser zu einer starken Lösung. Jeder technische Widerspruch hat konkrete physikalische Ursachen, die im nächsten Schritt noch aufzuklären sind.

Formulieren des physikalischen Widerspruchs
Für das Realisieren vom IER muss der Zylinder zwei sich ausschließende physikalische Zustände haben: Der Zylinder muss hart sein, um sich selbst und die Nadel zu unterstützen, und muss weich sein, um die Nadel durch seine Mitte durchdringen zu lassen. Das ist ein physikalischer Widerspruch. Für sein Überwinden stehen im ARIZ die Separationsprinzipien zur Überwindung physikalischer Widersprüche, Standards der Klasse 5 sowie eine Datenbank von mehr als 1000 physikalischer, chemischer und geometrischer Effekte zur Verfügung.

Überwinden des physikalischen Widerspruchs

Eine der einfachsten Möglichkeiten einen physikalischen Widerspruch zu lösen ist es, die kontroversen Eigenschaften räumlich oder zeitlich zu trennen. In der Tat: Der Zylinder muss hart sein vor allem von außen und weicher zur Mitte. Jetzt bleibt es nur einen physikalischen Effekt in der Datenbank zu finden, der die Materialhärte beeinflussen kann.

Aber bevor irgendwelche „fremde“ Einwirkungen eingesetzt werden, sollen die bereits vorhandenen Eigenressourcen (Stoffe, Felder, Zeit, Raum, Information, Funktionen) gründlich untersucht und für die Lösung mobilisiert werden. Solche Analyse gehört zu den wichtigen ARIZ-Schritten.

Der Zylinder wird ohnehin erwärmt, damit die Nadel ihn leichter durchdringen kann: Materialhärte ist u.a. eine Funktion der Temperatur. Dem System fehlt lediglich die erforderliche Verteilung des Wärmefelds: außen kälter und zur Mitte wärmer. Diese Bedingung kann aber ohne großen Aufwand durch Besprühen des Zylinders mit kaltem Wasser erfüllt werden. Die Nadel findet dann selbst den leichtesten Weg - die wärmste bzw. die weichste Stelle im Zylinder und zwar genau seine Mitte.

Autor: Dr.-Ing. Pavel Livotov