TRIZ: Teoría para Resolver Problemas de Inventiva

Milthon Lujan Monja

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¿Te enfrentas a un problema complejo o cuando ejecutas proyectos de innovación? ¿Buscas una forma innovadora de mejorar tu producto o servicio? La metodología TRIZ (Teoría de la Resolución Inventiva de Problemas) puede ser la solución que necesitas.

Una debilidad del estado actual de la mejora de procesos es principalmente la resolución de problemas mediante herramientas como la “lluvia de ideas“, que conduce a resoluciones no ideales de los problemas en el proceso (Sojka y Lepšík, 2020). En este contexto, la Teoría de la Resolución Inventiva de Problemas se presenta como la alternativa más adecuada.

La Teoría para Resolver Problemas de Inventiva es un conjunto de herramientas y principios que te ayudan a pensar de forma creativa y resolver problemas de forma sistemática. Se basa en el análisis de millones de patentes para identificar patrones y soluciones comunes a diferentes problemas técnicos.

En este artículo presentamos información sobre TRIZ, su uso, herramientas, algunos ejemplos, que pueden ayudar a implementar esta herramienta para gestionar tu portafolio de innovación.

¿Qué es TRIZ?

TRIZ es el acrónimo ruso de “Teoriya Resheniya Izobretatelskikh Zadatch”, que traducido al inglés significa: “Theory of Inventive Problem Solving”, mientras que en español se traduce como “Teoría para Resolver Problemas de Inventiva” o “Teoría de Resolución de Problemas de Inventiva”.

La Teoría de Resolución de Problemas de Inventiva es un sistema internacional de creatividad desarrollado en la ex URSS entre los años 1946 y 1985 por el ingeniero y científico Genrich S. Altshuller y sus colegas.

Según la Oxford Creativity, TRIZ es un enfoque sistemático para comprender y resolver cualquier problema, y un catalizador para la innovación y la invención. El pilar de la Teoría para Resolver Problemas de Inventiva es la realización de contradicciones que pueden ser metódicamente resueltas a través de la aplicación de soluciones innovadoras (Terninko et al., 1998).

Ilevbare et al., (2023) destaca que TRIZ proporciona una estructura para pensar y generar ideas cuando se utiliza en grupo, lo que conduce a un trabajo en equipo más eficaz. Al respecto, es importante destacar que TRIZ no es una teoría, sino un gran conjunto de herramientas que son simples y fáciles de aprender y aplicar de inmediato a los problemas; y se basa en que la inventiva y la creatividad se pueden aprender.

La Teoría para Resolver Problemas de Inventiva permite identificar y codificar los principios de la creatividad y los utiliza para hacer que el proceso creativo sea más predecible.

¿Qué beneficios aporta TRIZ?

TRIZ puede ayudarte a:

  • Ahorrar tiempo y dinero: Al encontrar soluciones más rápido y eficaz, puedes ahorrar tiempo y dinero en tu negocio.
  • Mejorar la calidad de tus productos y servicios: TRIZ te ayuda a desarrollar productos y servicios más innovadores y de mayor calidad.
  • Ser más competitivo: En un mercado cada vez más competitivo, la innovación es clave para diferenciarse de la competencia.
  • Aumentar tu creatividad: TRIZ te ayuda a desarrollar tu capacidad de pensar de forma creativa y resolver problemas de forma innovadora.

Uso de la Teoría para Resolver Problemas de Inventiva

Según Ladewig (2008), TRIZ es una metodología que provee a los diseñadores de productos y procesos con una herramienta para solucionar problemas de inventiva, que no sólo acelera el proceso de diseño, sino que ayuda a alcanzar rendimiento de clase mundial.

Años de investigación rusa en patentes descubrieron que existen 100 soluciones conocidas para problemas fundamentales y que se encuentran disponibles en tres listas de solución TRIZ y la base de datos de efectos.

Terninko et al., (1998) describe que las premisas en las que se basa TRIZ son:

  1. El diseño ideal es un objetivo,
  2. Las contradicciones ayudan a resolver problemas, y
  3. El proceso innovador puede ser estructurado sistemáticamente.

La Teoría para Resolver Problemas de Inventiva (TRIZ) tiene 40 principios inventivos y 76 soluciones estándar que pueden ser usadas para resolver problemas.

Los 40 principios incluye: segmentación, extracción, asimetría, combinación, universalidad, el listado completo y sus respectivas explicaciones lo puedes encontrar en la web de Technical Innovation Center.

En cuanto a las soluciones estándar se pueden agrupar en cinco categorías:

  • 13 soluciones estándar para “mejorar el sistema” con poco o ningún cambio.
  • 23 soluciones estándar para “mejorar el sistema” mediante el cambio del sistema.
  • 6 soluciones estándar para “sistemas de transición”.
  • 17 soluciones estándar para “detección y medición”.
  • 17 soluciones estándar para “simplificación y mejora”.
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Herramientas clave de TRIZ

La Teoría para Resolver Problemas de Inventiva es un grupo versatil de herramientas y métodos para la innovación, y puede ser combinada con muchas otras herramientas diferentes (Sojka y Lepšík, 2020). La Teoría para Resolver Problemas de Inventiva se basa en dos conceptos fundamentales: generalizar problemas y soluciones, y eliminar contradicciones.

Generalización de problemas y soluciones

Usar TRIZ consiste en aprender los patrones repetitivos de problema y solución, comprender las contradicciones presentes en una situación y desarrollar nuevos métodos para usos científicos.

  • Los problemas y las soluciones se repiten en todas las industrias y ciencias. Al representar un problema como una “contradicción”, puede predecir soluciones creativas para ese problema.
  • Los patrones de evolución técnica tienden a repetirse en todas las ciencias e industrias.
  • Las innovaciones creativas a menudo utilizan efectos científicos fuera del campo en el que se desarrollaron.

Eliminar las contradicciones

En muchos de los casos, una forma confiable de resolver un problema es eliminar las contradicciones.

TRIZ reconoce dos categorías de contradicciones:

  • Contradicciones técnicas

Estas son “compensaciones” clásicas de ingeniería, en las que no se puede alcanzar el estado deseado porque algo más en el sistema lo impide. En otras palabras, cuando algo mejora, algo automáticamente empeora.

Por ejemplo: un producto debe ser fuerte (bueno), pero el peso se incrementará (malo).

  • Contradicciones físicas (o “inherentes”)

Son situaciones en las que un objeto o sistema sufre requerimientos contradictorios, opuestos.

Por ejemplo: un paraguas debe ser grande para protegerte de la lluvia, pero pequeño para poder maniobrarlo en medio de una multitud.

Aplicaciones del uso de la Teoría para Resolver Problemas de Inventiva

Según la Altshuller Institute for TRIZ Studies, TRIZ viene siendo usada por compañías como Ford, General Motors, LG Electronics, Intel, entre otros. Recientemente, Munje et al., (2023) reporta el uso de la Teoría para Resolver Problemas de Inventiva en conjunto con la fabricación aditiva (impresión 3D) para desarrollar nuevos productos.

Por su parte, Pacheco et al., (2019) reportó el uso de la Teoría para Resolver Problemas de Inventiva en los Sistemas Servicio-Producto Sostenibles, y mapearon las sinergías entre TRIZ y las estrategias sostenibles de la Producción Limpia; mientras que Russo y Spreafico (2020) emplearon TRIZ para desarrollar un conjunto de pautas ecológicas para apoyar a los diseñadores en el desarrollo de nuevos productos y procesos más ecológicos.

En la página de la Oxford Creativity puede descargar una serie de estudio de casos del uso de la Teoría para Resolver Problemas de Inventiva. Asimismo, la Teoría para Resolver Problemas de Inventiva te puede ayudar a:

  • Desarrollar nuevos productos y servicios.
  • Mejorar los productos y servicios existentes.
  • Resolver problemas técnicos complejos.
  • Aumentar tu creatividad e inventiva.

TRIZ se puede aplicar en cualquier área donde se necesiten soluciones innovadoras, como por ejemplo:

  • Ingeniería: Diseño de productos, desarrollo de procesos, mejora de la calidad.
  • Negocios: Estrategia, marketing, desarrollo de nuevos productos.
  • Ciencia: Investigación y desarrollo, resolución de problemas complejos.
  • Educación: Fomentar la creatividad, enseñar a resolver problemas.

Ejemplos de aplicaciones de TRIZ

TRIZ se ha utilizado para resolver una amplia gama de problemas, como:

  • Diseño de un nuevo tipo de avión: Molina et al., (2014) utilizó TRIZ para mejorar el confort acústico en los aviones, y diseñaron un sistema de filtración de ruido que tuvo como objetivo eliminar la influencia del ruido no deseado en la comunicación entre personas.
  • Desarrollo de dispositivos médicos: Dathe (2015) desarrolló un procedimiento TRIZ para las innovaciones técnicas de dispositivos médicos.
  • Mejora del proceso de fabricación de un producto: Li et al., (2017) propone un proceso integrado centrado en la innovación de procesos y productos tecnológicos para resolver los problemas clave con el enfoque la teoría de la resolución de problemas inventivos basado en el recorte de procesos.

La metodología TRIZ

La Teoría para Resolver Problemas de Inventiva se basa en la idea de que la innovación no es un proceso aleatorio, sino una ciencia. El sistema proporciona un marco estructurado para abordar problemas técnicos de manera creativa y eficiente. La metodología TRIZ se compone de tres pilares fundamentales:

  1. Análisis de la situación: El primer paso consiste en definir claramente el problema a resolver, identificar las contradicciones técnicas involucradas y comprender las condiciones del sistema.
  2. Búsqueda de soluciones: TRIZ ofrece una amplia gama de herramientas para generar ideas innovadoras. La Matriz TRIZ, las 76 soluciones estándar y los principios de evolución de sistemas son algunos de los recursos más poderosos que ofrece el sistema.
  3. Implementación de la solución: Una vez que se ha seleccionado una solución viable, es necesario traducirla en un diseño concreto y llevarla a la práctica.
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¿Cómo realizar un taller de TRIZ?

Organizar un taller para aplicar la Teoría para Resolver Problemas de Inventiva es similar al uso de otras herramientas, así que no describiremos aspectos iniciales de organización, iremos de frente a la sesión. Por otro lado, Da Silva et al., (2020) empleo TRIZ y Design Thinking como herramintas complementarias para el desarrollo de producto.

En resumen la metodología se basa en organizar grupos de trabajo de 4 a 7 participantes, ya sea en grupos establecidos o mixtos.

La secuencia de pasos, de 10 minutos cada uno, es la siguiente:

  1. Realizar una introducción referida al problema que se quiere solucionar. El facilitador presenta la idea de TRIZ e identifica un resultado no deseado (problema). Cada grupo puede emplear la herramienta “lluvia de ideas” y elegir el resultado menos deseado.
  2. Una vez definido el problema debes evaluar si es una contradicción física o técnica.
  3. Encuentra el problema generalizado de TRIZ que coincida con tu problema. Debido a que los problemas a menudo se repiten en todas las industrias y ciencias.
  4. Encuentra la solución generalizada para resolver el problema generalizado.
  5. Usa la solución identificada para resolver tu problema.
Prisma de soluciones de resolución de problemas TRIZ. Cortesía: Oxford Creativity
Prisma de soluciones de resolución de problemas TRIZ. Cortesía: Oxford Creativity

Por su parte, Ladewig (2008) plantea las siguientes técnicas:

Técnica 1: Formula la contradicción

Una contradicción ocurre cuando una mejora en una parte de un producto o sistema fundamentalmente causa el deterioro en otra parte. Borgianni et al., (2021) indica que a menudo se cuestiona la confiabilidad de la Matriz de Contradicciones y está lejos de alcanzarse un acuerdo sobre un procedimiento sólido y confiable para la selección de los principios inventivos; asimismo, Lu et al., (2022) nos brinda un ejemplo detallado del uso de la matriz de contradicciones para el desarrollo de un producto.

Para formular una contradicción debes:

  • Establecer la función principal del sistema.
  • Transformar el problema en una sentencia de contradicción definiendo la efectividad de reducir las funciones primarias.
  • Ayuda a resolver la contradicción, intensificado por los extremos del conflicto.
  • Para visualizar mejor la contradicción y fomentar la solución creativa del problema, dibuja la zona de conflicto.

Técnica 2: Fórmula el resultado ideal

El resultado ideal final es una técnica que nos saca de la inercia psicológica de nuestra forma de pensar o hacer las cosas. Lo importante es que el resultado ideal final nos libera de las formas físicas de lograr nuestro objetivo al definir el estado final deseado.

Los conceptos de máquina ideal y el resultado final ideal se pueden usar juntos para eliminar una contradicción.

Técnica 3: Matriz TRIZ o Matriz de invención

Altschuller se refiere a las propiedades distintivas de los objetos, o de los subsistemas que componen un sistema tecnológico, como sus atributos. Descubrió que, a pesar de la inmensa variedad de sistemas tecnológicos, cualquier sistema tecnológico podría definirse completamente con solo 39 atributos, como por ejemplo fuerza, peso, confiabilidad y complejidad.

La matriz TRIZ se basa en que una contradicción podría definirse en una “matriz de invención”, que consta de atributos mejorados (eje Y) versus atributos deteriorados (eje X).

Después de definir los conflictos que ocurren inherentemente, como por ejemplo mejorar la fuerza (eje Y, atributo 14) frente al aumento y empeoramiento del peso (eje X, atributos 1 o 2) o mejorar la productividad (eje Y, atributo 39) frente al deterioro de la precisión (eje X, atributo 29).

Algoritmo de Resolución de Problemas Inventivos – ARIZ

El Algoritmo de Resolución de Problemas Inventivos (ARIZ) es un proceso para encontrar una solución inventiva, y según Ekmekci et al., (2019) tiene las siguientes características:

  • Es un proceso para formular una solución para un problema dado.
  • Es un proceso lógico que puede ser disciplinado.
  • Permanente provee la reinterpretación del problema.
  • Es la principal herramienta usada para resolver las contradicciones de TRIZ.

El proceso ARIZ tiene 9 etapas basados en tres grupos principales:

a. Reestructurar el problema original

  1. Análisis del sistema/problema.
  2. Análisis del modelo de recursos/ problema.
  3. Describir las contradicciones físicas y el resultado final ideal.

b. Eliminación de los conflictos físicos

  1. Separación de los conflictos físicos, movilización y utilización de los recursos.
  2. Usar información de la base de datos: impactos, estándares y principios.
  3. Reemplazar o reformular el “micro-problema”.
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c. Análisis de la solución

  1. Re-evaluar la solución y el análisis del método para eliminar la contradicción física.
  2. Mejorar la utilización máxima de la solución.
  3. Re-evaluar todas las etapas de la solución en la práctica en tiempo real.

Recursos para aprender más del TRIZ

Sitio web oficial de TRIZ: https://www.triz.org/

Oxford Creativity: https://www.triz.co.uk/

Conclusión

La Teoría para Resolver Problemas de Inventiva es una metodología de trabajo que puede ayudar en los procesos creativos y de inventiva en tu compañía; herramientas como la matriz TRIZ son procesos que pueden ayudarte a resolver contradicciones (problemas) de una forma más sencilla.

Es importante destacar que TRIZ es un conjunto de herramientas y como tal debes elegir la que mejor se adapte a tus necesidades y al entorno de tu empresa con la finalidad de contar con un portafolio de innovación. Además, la Teoría para Resolver Problemas de Inventiva no es una herramienta mágica. Es una herramienta poderosa que puede ayudarte a resolver problemas de forma creativa y eficiente. Sin embargo, no es una solución instantánea a todos los problemas. Se necesita esfuerzo y creatividad para aplicar TRIZ de forma eficaz.

Referencias

Borgianni, Y., Fiorineschi, L., Frillici, F. S., & Rotini, F. (2021). The process for individuating TRIZ Inventive Principles: deterministic, stochastic or domain-oriented?. Design Science, 7, e12.

Da Silva, R. H., Kaminski, P. C., & Armellini, F. (2020). Improving new product development innovation effectiveness by using problem solving tools during the conceptual development phase: Integrating Design Thinking and TRIZ. Creativity and Innovation Management, 29(4), 685-700.

Dathe, R. (2015). Process and efficacy of applying the TRIZ methodology to medical device innovations (Doctoral dissertation, University of Gloucestershire).

Ekmekci Ismail and Emine Elif. 2019. Triz Methodology and Applications. Procedia Computer Science 158: 303 – 315

Ilevbare, I. M., Probert, D., & Phaal, R. (2013). A review of TRIZ, and its benefits and challenges in practice. Technovation, 33(2-3), 30-37.

Ladewig, Gunter. (2008). TRIZ: The theory of inventive problem solving. 10.1002/9780470209943.ch1.

Li, M., Ming, X., Zheng, M., He, L., & Xu, Z. (2017). An integrated TRIZ approach for technological process and product innovation. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 231(6), 1062-1077.

Lu, S., Guo, Y., Huang, W., & Shen, M. (2022). Product form evolutionary design integrated with TRIZ contradiction matrix. Mathematical Problems in Engineering, 2022.

Molina, J. D., Navas, H. V., & Nunes, I. L. (2014). TRIZ Methodology Applied to Noise Comfort in Commercial Aircraft. In Proceedings of the Eighth International Conference on Management Science and Engineering Management: Focused on Computing and Engineering Management (pp. 1409-1419). Springer Berlin Heidelberg.

Munje, S., Kulkarni, S., Vatsal, V., Amrao, A., & Pankade, S. (2023). A study on product development using the TRIZ and additive manufacturing. Materials Today: Proceedings, 72, 1367-1371.

Pacheco Diego Augusto de Jesus, Carla Schwengber ten Caten, Carlos Fernando Jung, Helena Victorovna Guitiss Navas, Virgílio Antônio Cruz-Machado, Leandro Miletto Tonetto. 2019. State of the art on the role of the Theory of Inventive Problem Solving in Sustainable Product-Service Systems: Past, Present, and Future, Journal of Cleaner Production, Volume 212, 2019, Pages 489-504, ISSN 0959-6526, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.11.289.

Russo, Davide, and Christian Spreafico. 2020. “TRIZ-Based Guidelines for Eco-Improvement” Sustainability 12, no. 8: 3412. https://doi.org/10.3390/su12083412

Sojka, V., & Lepšík, P. (2020). Use of triz, and triz with other tools for process improvement: A literature review. Emerging Science Journal, 4(5), 319-335.

Terninko J, A Zusman, B Zlotin. 1998. Systematic innovation: an introduction to TRIZ (theory of inventive problem solving).

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