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Baalmann10-2008 FH-Münster- 1 -

Computer gestütztes Erfinden

CAI Computer aided invention-----------------------------------------------------------CAD Computer Aided DesignCAP Computer Aided PlaningCAM Computer Aided ManufacturingCAA Computer Aided AssemblingCAQ Computer Aided Quality AssuranceCAR Computer Aided RoboticsCAT Computer Aided TestingCAE Computer Aided EngineeringCAx …..

CAI: Computer aided invention

systematische Planung, …, Umsetzung und Kontrolle von Ideen

Innovationsmanagement

+Erzeugung

Globale Randbedingungen fordern Innovationen

4Die Produktlebensdauer verkürzt sich4Die Anforderungen an Funktionssicherheit,

Qualität und Gebrauchseigenschaften steigen4Der Preisdruck steigt4Hochlohnland

wettbewerbsfähigeHerstellung

wettbewerbsfähige Herstellungwettbewerbsfähiger Produkte

Erfinden

4 0. Generation: Heureka4 1. Generation: klassische Konstruktionssystematik4 2. Generation: semantische Analyse4 3. Generation: widerspruchsorientierte

Innovationsstrategie (und andere)

in der

Erfinden der 0. Generation

Erfinden

Innovationsstrategie

in der

Erfinden der 1. Generation

Aufgabe: Konstruieren Sie einen Korkenzieher miteiner geringen Bedienkraft!

Gegeben: Korkenzieher

Lösung im Abstrakten

0253 2 =++ xx

( )acbba

x 421 2

2,1 −±−=

1;3/2 21 −=−= xx

abstraktes Problem

02 =++ cbxax

spezifisches Problem

abstrakte Lösung

spezifische LösungTrial & Error

Abstraktion

Transformation

Anwendung

Abstrahieren durch Aufstellen derFunktionsstruktur

1. Gesamtfunktion analysieren

Korken ausFlasche ziehen

2. Aufstellen der Systemgrenze; Hauptfluß festlegen

Korken+Flasche

(in der Flasche,mit der Flasche)

Korken

Flasche

Systemgrenze

2. Hauptfunktion in Teilfunktionen zerlegen

Korkenzieher mit Korkenverbinden

Kraft erzeugen

Kraft in Korken leiten

Kraft vervielfachen

Reaktionskraft in Flascheleiten

Korken vomKorkenzieher entfernen

Funktionsstruktur des Korkenziehers

Kraft in Korkenleiten

Korken +Flasche

Korken

Flasche

Kraftvervielfachen

Reaktionskraft inFlasche leiten

Kraft • Weg

Lösungen für die Kraftvervielfachung

Lösung 1: Keilprinzip

Lösung 2: Schraube

Lösung 3: Doppelhebel

Lösung 4: Einfachhebel

Lösung 5: Doppelrad

Lösung 6: Flaschenzug

Lösung 7: Hydraulisch (Pumpe)

0253 2 =++ xx

( )acbba

x 421 2

2,1 −±−=

1;3/2 21 −=−= xx

abstraktes Problem

02 =++ cbxax

abstrakte Lösung

Abstraktion

Transformation

Anwendung

abstraktes Problem:Kraft vervielfachen

spezifisches Problem:Bedienkraft beimKorkenzieher reduzieren

abstrakte Lösung

Abstraktion

Konstruktions-Katalog:-Lösung 1-Lösung 2-Lösung3-….

Anwendung

Fazit: viele Lösungen mit Konstruktionskatalog

Erfinden

in der

Ist der Stand der Technik erfassbar?

Quelle: Schweizer: Methoden- und wissensbasierte Innovation

Nutzung des schnellen Entspannenseines hydrostatischen Überdrucks

Außerdem:4Patent: Schälen von Kastanien durch schnelles Entspannen eines

hydrostatischen Überdrucks4Patent: Schälen von Sonnenblumenkernen durch Überdruck4Patent: Herstellung von Puderzucker durch Überdruckfraktionierung

von Zuckerkristallen4Patent: Reinigung von Staubfiltern durch Überdruckentspannung

Semantikeinsatz bei Knowledge-Mining-Tools

Entwicklung von Suchmaschinen (stark vereinfacht):

Suchmaschinen

Stichwortsuchmaschinen

Semantikprogramme

Dokumente

Textstellen

Inhalte

SAO-Semantik

Die SAO-Semantik sucht im Text nach Subjekt, Aktion, Objekt Strukturenund legt diese in Indexlisten ab.

Textbeispiel:Die unter dem linken Maschinenfuß angebrachte Gummiplatteist durch einen überstehenden Rand gegen Verschiebung gesichertund reduziert die Vibrationen, die besonders bei Volllast zur störendenGeräuschbildung führen könnte.

4Gummiplatte reduziert Vibrationen

4Volllast führt zu Geräuschbildung

4Rand sichert gegen Verschiebung

SAO-Maschine

Indexliste

Auswertung der Indexliste (1)

4reduziert4Geräusche4Vibrationen

4isoliert4elektrische Spannung4Wärmefluss

4dichtet4Ventil

4speichert4mechanische Arbeit

Gummiplatte

diese Auswertungist z.B. interessantfür den Lieferanteneiner Gummiplatte

Auswertung der Indexliste (2)

4erzeugen

4übertragen

4reduzieren8 Dämmplatte

8 Gummiplatte

8 Luftpolster

8 Feder

8 Phasenverschiebung

4stabilisieren

4nutzen

Vibrationen

diese Auswertungist z.B. interessantfür den Konstrukteur,der Vibrationenreduzieren möchte

Lösung mit SAO-Semantik

abstraktes Problem:beliebige Teilfunktion

abstrakte Lösung:durch Recherche in Indexlistengefundene Lösungsassoziation

spezifischeinnovative Lösungen

Trial & Error

Abstraktion

mit SAO-Maschine ausgewertet:4 > 2,5 Mio. Patente4 Fachliteraturdatenbanken4 firmenspezifische Datenquellen4 durch Synonyme erschlossene

Quellen4….

Anwendung

Erfinden

in der

Altschuller

Genrich Altschuller1926 – 1998

sich selbst gesetzte Lebensaufgabe:systematisches Erfinden perfektionieren

geistiger Vater von TRIZ: (Theoriezum Lösen erfinderischer Probleme)

Klassifizierung von Patenten nach Altschuller

VorderladerVerbesserungen führen zum Widerspruch

Verbesserungen:Ladezeit verringern

Treffsicherheit erhöhen

Lauf verkürzen

Lauf verlängern

Widerspruch

Analyse vieler tausend Patenteführte auf 39 Widerspruchsmerkmale, …

… die je nach Kombination mit40 Lösungsprinzipien aufgelöst werden konnten

Morphologische Widerspruchsmatrix

39 Widerspruchsmerkmale

vielversprechendeLösungsprinzipien

Lösung mit und von Widersprüchen

abstraktes Problem:Widerspruch

abstrakte Lösung: mitzugeordnetem Lösungsprinziperarbeiten

spezifische LösungenTrial & Error

Analyse undPriorisierungvon Widersprüchen

MorphologischeWiderspruchsmatrix

Anwendung

Computergestütztes Erfinden

in der

Ende, ….., Fragen???

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