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Computer gestütztes Erfinden
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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 …..
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Computer gestütztes Erfinden
CAI: Computer aided invention
systematische Planung, …, Umsetzung und Kontrolle von Ideen
Innovationsmanagement
+Erzeugung
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Globale Randbedingungen fordern Innovationen
4Die Produktlebensdauer verkürzt sich4Die Anforderungen an Funktionssicherheit,
Qualität und Gebrauchseigenschaften steigen4Der Preisdruck steigt4Hochlohnland
wettbewerbsfähigeHerstellung
wettbewerbsfähige Herstellungwettbewerbsfähiger Produkte
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Erfinden
4 0. Generation: Heureka4 1. Generation: klassische Konstruktionssystematik4 2. Generation: semantische Analyse4 3. Generation: widerspruchsorientierte
Innovationsstrategie (und andere)
in der
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Erfinden der 0. Generation
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Erfinden
4 0. Generation: Heureka4 1. Generation: klassische Konstruktionssystematik4 2. Generation: semantische Analyse4 3. Generation: widerspruchsorientierte
Innovationsstrategie
in der
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Erfinden der 1. Generation
Aufgabe: Konstruieren Sie einen Korkenzieher miteiner geringen Bedienkraft!
Gegeben: Korkenzieher
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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
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Abstrahieren durch Aufstellen derFunktionsstruktur
1. Gesamtfunktion analysieren
Korken ausFlasche ziehen
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2. Aufstellen der Systemgrenze; Hauptfluß festlegen
Korken ausFlasche ziehen
Korken+Flasche
(in der Flasche,mit der Flasche)
Korken
Flasche
Systemgrenze
Abstrahieren durch Aufstellen derFunktionsstruktur
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2. Hauptfunktion in Teilfunktionen zerlegen
Korken ausFlasche ziehen
Korkenzieher mit Korkenverbinden
Kraft erzeugen
Kraft in Korken leiten
Kraft vervielfachen
Reaktionskraft in Flascheleiten
Korken vomKorkenzieher entfernen
=
Abstrahieren durch Aufstellen derFunktionsstruktur
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Funktionsstruktur des Korkenziehers
Kraft in Korkenleiten
Korken +Flasche
Korken
Flasche
Kraftvervielfachen
Reaktionskraft inFlasche leiten
Kraft • Weg
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Lösungen für die Kraftvervielfachung
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Lösung 1: Keilprinzip
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Lösung 1: Keilprinzip
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Lösung 2: Schraube
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Lösung 2: Schraube
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Lösung 3: Doppelhebel
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Lösung 3: Doppelhebel
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Lösung 4: Einfachhebel
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Lösung 4: Einfachhebel
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Lösung 5: Doppelrad
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Lösung 5: Doppelrad
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Lösung 6: Flaschenzug
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Lösung 6: Flaschenzug
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Lösung 7: Hydraulisch (Pumpe)
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Lösung 7: Hydraulisch (Pumpe)
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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
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Lösung im Abstrakten
abstraktes Problem:Kraft vervielfachen
spezifisches Problem:Bedienkraft beimKorkenzieher reduzieren
abstrakte Lösung
spezifische LösungTrial & Error
Abstraktion
Konstruktions-Katalog:-Lösung 1-Lösung 2-Lösung3-….
Anwendung
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Fazit: viele Lösungen mit Konstruktionskatalog
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Erfinden
4 0. Generation: Heureka4 1. Generation: klassische Konstruktionssystematik4 2. Generation: semantische Analyse4 3. Generation: widerspruchsorientierte
Innovationsstrategie
in der
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Ist der Stand der Technik erfassbar?
Quelle: Schweizer: Methoden- und wissensbasierte Innovation
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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
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Semantikeinsatz bei Knowledge-Mining-Tools
Entwicklung von Suchmaschinen (stark vereinfacht):
Suchmaschinen
Stichwortsuchmaschinen
Semantikprogramme
Dokumente
Textstellen
Inhalte
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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
Text
SAO-Maschine
Indexliste
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Baalmann10-2008 FH-Münster- 37 -
Auswertung der Indexliste (1)
4reduziert4Geräusche4Vibrationen
4isoliert4elektrische Spannung4Wärmefluss
4dichtet4Ventil
4speichert4mechanische Arbeit
Gummiplatte
diese Auswertungist z.B. interessantfür den Lieferanteneiner Gummiplatte
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Baalmann10-2008 FH-Münster- 38 -
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
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Lösung mit SAO-Semantik
abstraktes Problem:beliebige Teilfunktion
spezifisches Problem
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
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Baalmann10-2008 FH-Münster- 40 -
Erfinden
4 0. Generation: Heureka4 1. Generation: klassische Konstruktionssystematik4 2. Generation: semantische Analyse4 3. Generation: widerspruchsorientierte
Innovationsstrategie
in der
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Altschuller
Genrich Altschuller1926 – 1998
sich selbst gesetzte Lebensaufgabe:systematisches Erfinden perfektionieren
geistiger Vater von TRIZ: (Theoriezum Lösen erfinderischer Probleme)
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Klassifizierung von Patenten nach Altschuller
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VorderladerVerbesserungen führen zum Widerspruch
Verbesserungen:Ladezeit verringern
Treffsicherheit erhöhen
Lauf verkürzen
Lauf verlängern
Widerspruch
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Analyse vieler tausend Patenteführte auf 39 Widerspruchsmerkmale, …
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… die je nach Kombination mit40 Lösungsprinzipien aufgelöst werden konnten
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Morphologische Widerspruchsmatrix
39 Widerspruchsmerkmale
vielversprechendeLösungsprinzipien
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Lösung mit und von Widersprüchen
abstraktes Problem:Widerspruch
spezifisches Problem
abstrakte Lösung: mitzugeordnetem Lösungsprinziperarbeiten
spezifische LösungenTrial & Error
Analyse undPriorisierungvon Widersprüchen
MorphologischeWiderspruchsmatrix
Anwendung
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Computergestütztes Erfinden
4 0. Generation: Heureka4 1. Generation: klassische Konstruktionssystematik4 2. Generation: semantische Analyse4 3. Generation: widerspruchsorientierte
Innovationsstrategie
in der
Ende, ….., Fragen???