© G. Altshuller, 1985 L’ALGORITHME DE RÉSOLUTION DE PROBLÈMES INNOVANTS ARIZ-85-V
Traducteur : Jérôme Laforcade
PARTIE 1. ANALYSE DU PROBLÈME
L’objectif principal de la première partie d’ARIZ est le passage d’une situation innovante peu claire vers un schéma bien défini et relativement simple du modèle de problème.
ETAPE 1.1. - Conditions du mini problème. ETAPE 1.2. - Paire en conflit : l’outil agissant sur le produit. ETAPE 1.3. - Schémas graphiques de CT-1 et de CT-2. ETAPE 1.4. - Processus Principal Productif (PPP). ETAPE 1.5. - Intensification de la contradiction technique. ETAPE 1.6. - Modélisation du problème. ETAPE 1.7. - Application des standards.
1.1 Annoter les conditions du mini problème (sans terme spécial) de la manière suivante : ETAPE 1.1.- Annoter les conditions du mini problème (sans terme spécifique) de la manière suivante :
Système technique : Pour (indiquer la fonction principale du système) Il inclut (nommer les composants principaux du système) Autre formulation possible : Le système technique est conçu pour : (indiquer la fonction principale du système) et est constitué de : (indiquer les composants principaux du système).
Contradiction Technique 1 (CT-1) : (indiquer)
Contradiction Technique 2 (CT-2) : (indiquer)
Il est nécessaire d’obtenir : (Indiquer le résultat qui doit être obtenu) avec des changements minimaux dans le système.
1.1.1 Règles
1.1.2 Exemple
Système technique : Pour la réception d’ondes radio.
Inclut une antenne radiotélescope, des ondes radio, un paratonnerre, des éclairs.
CT-1 : Lorsque le nombre de paratonnerres est grand, la protection de l’antenne contre les effets de la foudre est fiable, mais il absorbe les ondes radio.
CT-2 : Lorsque le nombre de paratonnerres est petit, l’absorption d’ondes radio est faible, toutefois le système est mal protégé contre la foudre.
Il est nécessaire d’obtenir avec des changements minimaux dans le système : Protéger l’antenne contre les effets de la foudre sans absorber les ondes radio.
1.1.3 Remarques • Le mini problème peut être formulé en considérant la situation inventive initiale, et en lui ajoutant certaines limites ou conditions. Il est nécessaire de faire apparaître une propriété requise ou de faire disparaître une propriété nuisible en gardant l’esprit du problème initial, voire en le simplifiant.
Le passage de la situation inventive initiale vers le mini problème ne signifie pas qu’on obtient un petit problème. Au contraire, en introduisant des conditions dans le problème (le résultat doit être obtenu de lui- même, "sans rien ajouter"), cela nous amène à intensifier la formulation du conflit, et de ce fait à rejeter les solutions de compromis. • Quand on doit écrire les conditions du mini problème, il faut indiquer aussi bien les composants techniques du système, que les éléments de l’environnement qui interagissent naturellement avec lui.
Dans le problème sur la protection de l’antenne de la foudre, ces éléments de l’environnement sont : les éclairs et les ondes radio (s’ils sont transmis par des objets cosmiques naturels).
• Contradictions Techniques (CT) : Ce sont des relations existant dans le système qui correspondent à des actions bénéfiques produisant simultanément une situation néfaste. En introduisant ou en renforçant une action bénéfique ou en éliminant ou bien en diminuant une action nuisible, on dégrade une partie du système ou le système en totalité.
Les contradictions techniques sont formulées en écrivant l’état d’un élément du système en explicitant le côté positif et le côté négatif. Ensuite on écrit l’état contraire du même élément du système et de nouveau on indique le côté positif et le côténégatif.
Parfois, les contradictions du problème se présentent uniquement dans l’objet et non dans le système technique, de telle sorte que les contradictions ne sont pas clairement visibles.
Dans ces cas, pour trouver les contradictions, il faut analyser deux états possibles de l’objet, même si on sait àl’avance que l’un de ces états n’est pas possible.
EXEMPLE : Considérons le problème suivant : Comment observer à l’œil nu de petites particules qui se trouvent en solution dans un échantillon de liquide optiquement propre, alors que ces particules sont tellement petites que la lumière visible n’interagit pas avec elles ?
CT-1 : Si les particules sont très petites, alors le liquide est optiquement propre, mais elles ne sont pas observables àl’œil nu.
CT-2 : Si les particules sont grandes, alors il est facile de les observer, mais le liquide cesse d’être optiquement propre, ce qui n’est pas permis.
Les conditions du problème semblent indiquer que la contradiction technique 2 (CT-2) ne peut pas être prise en compte, puisqu’on ne peut pas modifier les particules. Si, par la suite, nous travaillerons effectivement avec la première contradiction technique (CT-1), la seconde permettra de considérer des exigences supplémentaires sur les particules : les petites particules, restent petites, mais deviennent larges… • Tous les termes en rapport avec l’outil et l’environnement doivent être remplacés par des mots simples pour éviter de tomber dans l’inertie psychologique.
EXEMPLES : - Éviter des solutions toutes faites sur la technologie du fonctionnement de l’outil : • "Le navire brise-glace, casse la glace" ; or il peut sans doute se déplacer à travers la glace sans avoir besoin de la casser… - Éviter de décrire excessivement les propriétés des substances : • Exemple : au lieu de "barrières de fer" utiliser seulement des "barrières" - Assumer le concept sur les possibilités d’existence d’une substance dans ses différents états. • Exemple : le terme "peinture" nous fait penser à une substance solide ou liquide, bien qu’il puisse s’agir d’une peinture àl’état gazeux, Pourquoi pas ? - Etc.
1.2 Isoler et noter la paire d’objets en conflit : l’outil et le produit Outil : Produit :
1.2.1 Règles Règle N 1 : Si l’outil doit avoir deux états distincts / opposés pour correctement définir le problème, alors noter ces deux états.
Règle N 2 : Si le problème présente plus d’une paire d’objets en conflit, (outils / produit) équivalentes et reliées entre elles, il est suffisant d’indiquer une seule de ces paires.
1.2.2 Exemple Produits : Foudre et ondes radio Outil : Paratonnerre (peu de paratonnerres, beaucoup de paratonnerres) Pour éviter l’inertie psychologique, nous remplacerons le terme paratonnerre, par le terme conducteur (de courant électrique)
1.2.3 Remarques • Produit : C’est le composant du système technique qui est modifié, usiné, amélioré, protégé d’une action nuisible, etc. Dans les problèmes de détection et de mesure, le produit peut se trouver être également l’outil, selon la fonction principale considérée, comme par exemple une meule de rectifieuse. • Outil : C’est le composant du système technique qui interagit directement avec le produit (le feu et non le briquet). Généralement l’outil présente une partie standard qui est liée au produit. • Un des éléments en conflit peut être double. Par exemple : Deux outils différents peuvent agir simultanément sur le produit, mais, dans le même temps, un des outils empêche le fonctionnement de l’autre. Il est également possible d’avoir deux produits, lesquels doivent subir les actions d’un même outil, mais l’un des produits empêche l’autre de subir cette action.
1.3 Effectuer un schéma graphique de CT-1 et CT-2
1.3.1 Règles TABLEAU N 1 SCHÉMAS DE CONFLITS TYPES DANS LES MODÈLES DE PROBLÈMES
1. OPPOSITION |
A agit sur B positivement (ligne continue), une action néfaste inverse (ligne sinueuse) apparaît de façon permanente ou à certains moments seulement.
On souhaite supprimer l’action nuisible tout en conservant l’action bénéfique.
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2. DOUBLE ACTION |
L’action positive de A sur B est associée simultanément à une action négative sur B (par exemple, lors d’étapes de fonctionnement différentes, une même action peut être bénéfique dans un cas et néfaste dans un autre).
Il est nécessaire de supprimer l’action néfaste tout en conservant l’action bénéfique.
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3. DOUBLE ACTION |
L’action exercée par A sur B est utile pour une partie de B (B1) et néfaste pour une autre partie de B (B2).
Il s’agit d’éliminer l’action néfaste exercée sur une partie de B (B2) tout en conservant l’action utile exercée sur l’autre partie de B (B1).
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4. DOUBLE ACTION |
On a un système formépar A, B et C dans lequel la même action exercée par A est utile pour B et néfaste pour C.
Dans ce cas il s’agit d’éliminer l’action nuisible en conservant l’action utile sans détruire le système.
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5. ACTION COMBINEE |
L’action bénéfique de A sur B est accompagnée par une action interne de A sur lui-même (Laquelle provoque en partie des problèmes dans A).
On a besoin d’éliminer l’action néfaste interne à A tout en conservant l’action utile de A sur B. |
6. ACTIONS INCOMPATIBLES |
L’action utile produite par A sur B n’est pas compatible avec l’action utile de C sur B (exemple : le traitement n’est pas compatible avec la mesure).
Il est nécessaire de produire l’action de C sur B sans modifier l’action de A sur B.
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7. ACTION INCOMPLÈTE OU INACTION |
A produit une action sur B, mais deux actions équivalentes sont nécessaires. Autre situation : A produit une action sur B de manière discontinue (de temps en temps).
Dans d’autres cas A n’existe pas et il faut changer B, mais on ne sait pas comment le faire.
Il est nécessaire de produire une action de A sur B le plus simplement possible.
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8 «SILENCE» |
Il n’y a pas d’information concernant A ou B ou sur l’interaction entre A et B. Dans certains cas, on connaît seulement B
Il est nécessaire d’obtenir l’information nécessaire.
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9. UNE ACTION NON RÉGLABLE (UNE ACTION EXEDENTAIRE EN PARTIE) |
A agit sur B de manière non contrôlable (par exemple de façon permanente), et il est nécessaire de régler cette action (par exemple la contrôler).
Il s’agit de transformer cette action en une action qui peut être contrôlée en accord avec les besoins exprimés.
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1.3.2 Exemple
CT-1 : beaucoup de conducteurs |
CT-2 : peu de conducteurs |
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1.3.3 Remarques • Les règles associés à cette étape présentent les schémas des conflits types des systèmes . Il est toutefois possible d’utiliser d’autres schémas s’ils reflètent mieux le conflit. • Dans les problèmes suivants, les schémas représentant le conflit se présentent en chaîne, par exemple :
Ce type de chaînes est décrit de la manière suivante :
• Le conflit peut être analysé aussi bien dans l’espace que dans le temps. • Les étapes 1.2 et 1.3 affinent la pose générale du problème. Par conséquent, après l’étape 1.3, il est nécessaire de reprendre les étapes 1.1 et 1.2 et 1.3 afin de vérifier que tout est cohérent. Au cas où certaines incohérences existent, les corriger.
1.4 Choisir la contradiction technique à conserver (CT-1 ou CT-2) et sa représentation graphique Indiquez la fonction principale du système (Processus Principal Productif : PPP), et les raisons de ce choix.
1.4.1 Règles On doit choisir la contradiction dans laquelle la fonction principale du système est la mieux représentée dans les conditions spécifiques du problème.
1.4.2 Exemple Dans le problème sur la protection de l’antenne radiotélescope, la fonction principale du système est la réception d’ondes radios. C’est pourquoi on choisit CT-2 : dans cette situation, les conducteurs n’absorbent pas les ondes radios.
1.4.3 Remarques • Quand nous choisissons un des deux schémas, nous choisissons aussi un des deux états de l’outil. Toute solution envisagée doit être associée à cet état. On ne peut pas par exemple changer "peu de quantité de conducteurs" par "une quantité optimale". ARIZ exige l’intensification et non l’atténuation du conflit.
En choisissant un des états de l’outil, nous devrons ensuite obtenir qu’apparaisse en même temps la qualité positive de l’autre état du produit. Dans l’exemple, il y a peu de conducteurs, et nous ne pouvons pas modifier leur quantité ; mais dans le résultat nous devons obtenir que le système soit protégé contre la foudre tout comme si nous avions beaucoup de conducteurs. • En choisissant le Processus Principal Productif (PPP), apparaissent parfois des difficultés lorsqu’il s’agit d’un problème de mesure. Le PPP, dans les problèmes de mesure, concerne le système entier et non une de ses parties. Par exemple, s’il est requis de mesurer la pression dans des lampes électriques qui sont fabriquées, le PPP n’est pas la mesure de la pression, mais la fabrication des lampes.Il y a cependant quelques exceptions pour certains problèmes concernant des mesures à des fins scientifiques.
1.5 Intensification de la contradiction technique choisie Indiquer l’état (ou les actions) limite des éléments en conflit
1.5.1 Règles Règle N 1 : La majorité des conflits se présentent sous la forme "beaucoup d’éléments" vs "peu d’éléments" ("éléments forts" vs "éléments faibles", etc.). Par exemple, une situation du type "peu d’éléments" doit être intensifiée en portant la valeur à l’extrême, "zéro élément" ("éléments absents").
1.5.2 Exemple Considérons qu’au lieu de "peu de conducteurs" dans la CT-2 il soit donné : "conducteur absent".
1.5.3 Remarques
1.6 Formuler un modèle de problème
• La paire en conflit . • L’expression du conflit intensifié . • Quel devra être le rôle de l’élément X qui sera introduit ? (Ce qu’il doit préserver et ce qu’il doit enlever, ce qu’il doit améliorer, etc.).
1.6.1 Règles
1.6.2 Exemple La paire en conflit est : le conducteur absent et la foudre . Le conducteur absent ne provoque pas d’interférences pendant la réception d’ondes radio par l’antenne, mais n’assure pas de protection contre la foudre. Il est nécessaire d’introduire un élément X, tel que le système conserve les caractéristiques du conducteur absent (ne pas provoquer d’interférences) et permet, en outre, d’obtenir la protection de l’antenne.
1.6.3 Remarques Dans le modèle d’un problème inventif, une partie du système technique est artificiellement isolée. L’existence des autres éléments est implicite. Par conséquent dans le problème sur la protection de l’antenne, alors que quatre éléments sont nécessaires pour la formulation du problème (l’antenne, les ondes radios, les conducteurs (paratonnerre) et la foudre (éclairs)) il en reste ensuite uniquement deux. Le reste n’est pas utilisé pour définir le modèle de problème.
Après l’étape 1.6, il faut reprendre l’étape 1.1 et vérifier la logique d’élaboration du modèle de problème. De cette façon, on redéfinit aussi le schéma du conflit choisi, en intégrant l’élément X, par exemple de la manière suivante :
L’élément X ne fait pas nécessairement partie intégrante du système. Cet élément X change le système dans une certaine mesure, et peut créer par exemple un changement de température ou un changement d’état d’aggrégat d’une partie du système ou du milieu ambiant, etc.
1.7 Vérifier les possibilités d’appliquer les standards pour la résolution du modèle du problème
Si ce dernier n’est pas résolu, on doit passer à l’étape suivante de l’analyse. Si le problème est résolu, on peut passer directement à la septième étape d’ARIZ, bien qu’on recommande de continuer l’analyse de la deuxième partie d’ARIZ.
1.7.1 Règles
1.7.2 Exemple
1.7.3 Remarques L’analyse faite au cours de la première partie d’ARIZ, et ensuite l’élaboration du modèle de problème, conduit à une clarification du problème. Ceci permet l’utilisation des standards de résolution pour les problèmes inventifs, que l’on applique pour les problèmes non standards. Ceci permet une application beaucoup plus efficace des standards plutôt que les utiliser directement à partir de l’exposé du problème initial.
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