Estamos de mudança

Aos prezados leitores, informo que passei a blogar no http://marcodecarvalho.net/blog.

Além de fazer lá as novas postagens, gradualmente, transferirei os posts daqui para lá.

Palestra sobre TRIZ disponível no YouTube

Estou disponibilizando no YouTube uma palestra que ministrei na Agência USP de Inovação. Está dividida em 7 segmentos (respeitando as limitações do YouTube). O link:

http://www.youtube.com/watch?v=3yGR07h7yzQ

Leis da Evolução (dos Sistemas Técnicos)

Altshuller (1979) hipotetizou que existe uma evolução dos sistemas técnicos. Esta ideia não é totalmente original, pois Engels, com as leis da dialética, bem como outros filósofos mais antigos, já indicava a existência de tal evolução.

Para Altshuller (1979), a evolução dos sistemas técnicos ocorre de acordo com a Curva S (ver post anterior) e as Leis da Evolução dos Sistemas Técnicos.

Para Altshuller (1979), as Leis da Evolução dos Sistemas Técnicos permitem aumentar a previsibilidade do processo de evolução da tecnologia. As leis são sintetizadas no Quadro abaixo.

Ao propor as Leis da Evolução dos Sistemas Técnicos, Altshuller acreditou estar contribuindo de duas formas para a evolução da tecnologia. De um lado, as leis permitiriam a criação de novos sistemas técnicos, por dedução, a partir de sistemas técnicos existentes; de outro, as leis também seriam um critério de decisão sobre qual a solução mais adequada para um problema, ou seja, qual a solução que modifica o sistema em acordo com as leis e não em oposição às mesmas e, portanto, tem maiores chances de “sobreviver”.

Leis		Explicações
Leis da gênese dos sistemas técnicos ("estática")	A1) Completeza das partes do sistema	Para existir, um sistema técnico deve ter um motor, uma transmissão, um sistema de operação e um sistema de controle. Para que um sistema técnico seja controlável, pelo menos uma de suas partes precisa ser controlável.
	A2) Condutividade de energia	Todo sistema técnico é um transformador de energia. Para que funcione, é preciso que, pelo menos, um dos subsistemas seja capaz de conduzir energia. Para que uma parte do sistema técnico seja controlável, é preciso que haja fluxo de energia entre esta parte e o subsistema de controle.
	A3) Harmonização dos ritmos	Subsistemas dos sistemas técnicos devem ter ritmos de operação compatíveis.
Leis do desenvolvimento ("cinemática")	A4) Aumento da idealidade	O desenvolvimento dos sistemas técnicos ocorre no sentido do aumento de seu grau de idealidade. O peso, volume e área dos sistemas técnicos tendem a zero, mas, a capacidade de realizar a função não é reduzida.
	A5) Desigualdade da evolução dos subsistemas	O desenvolvimento dos subsistemas de um sistema técnico é desigual. Quanto mais complicado um sistema, mais desigual é o desenvolvimento de suas partes.
	A6) Transição para o supersistema	Quando o desenvolvimento de um sistema técnico isolado chega ao limite, ele é integrado num supersistema, como uma de suas partes.
Tendências de desenvolvimento dos sistemas técnicos ("dinâmica")	A7) Transição do macro para o micronível	O desenvolvimento dos subsistemas de operação ocorre, primeiro, no macronível e, depois, no micronível.
	A8) Aumento do envolvimento de su-campos	O desenvolvimento dos sistemas técnicos ocorre no sentido do aumento da participação de su-campos.

Como exemplo da aplicação das Leis, pode-se considerar o sistema técnico lápis. Considerando-se a Lei da Completeza das Partes do Sistema, verifica-se que o lápis corresponde ao sistema de operação. Uma evolução do lápis, mais completa, poderia conter motor, transmissão e controle, elementos cujas funções, no simples lápis, são realizadas pelos usuários. A aplicação da Lei do Aumento do Envolvimento de Su-campos indica que há vantagem (aumento da controlabilidade e precisão da execução da função) em criar novos su-campos e submeter o lápis à ação dos mesmos. A aplicação de uma das leis ou a combinação das duas poderia ter conduzido à concepção do plotter.

A finalidade das Leis, como exemplificado, é conduzir o pensamento para a consideração de possíveis direções evolutivas para o sistema sob análise.

Curva S

Um dos axiomas da TRIZ é o de que existe uma evolução dos sistemas técnicos.

Na tecnologia, evolução é um estudo relativamente recente, diferentemente do que ocorre na biologia. Entretanto, não se pode esperar um paralelo direto entre evolução tecnológica e evolução das espécies. Sistemas técnicos inexistem independentemente da humanidade (ou outros seres com habilidades criadoras de artefatos), ao contrário do que acontece com os seres vivos. Uma exceção pode começar a aparecer com a nanotecnologia, como puderam constatar os fãs do seriado Stargate: SG1 com os Replicators. Mas, estamos digredindo.

Para Altshuller, a evolução dos sistemas técnicos ocorre de acordo com a Curva S e as Leis da Evolução dos Sistemas Técnicos. Neste post, vamos abordar a Curva S.

A Curva S é a representação de qualquer fenômeno que possa ser descrito por uma variável que cresce no decorrer do tempo. O primeiro uso conhecido da mesma foi feito por Pierre F. Verhulst, em 1838, para descrever o crescimento de uma população. A Curva S foi difundida para várias áreas, inclusive a da gestão da tecnologia, porque o desempenho de uma tecnologia cresce no tempo, de acordo com o padrão da Curva S (figura abaixo).

Curva S (adaptado de Millet e Honton, 1991)

Inicialmente, o crescimento da tecnologia é lento. Então, ele aumenta, voltando a diminuir, quando se está próximo do limite. A adoção de uma tecnologia diferente significa a mudança para uma nova Curva S. As Curvas S podem ser utilizadas para prever, de forma aproximada, como e quando uma dada tecnologia atingirá seu limite.

O limite de uma tecnologia é definido por leis naturais, que determinam seu nível de desempenho máximo. Por exemplo, para aumentar a velocidade de um veleiro, os projetistas costumavam aumentar a área do velame. Veleiros com 7, 10, 15 ou mais mastros, todos repletos de velas, foram criados. Para acomodar mais mastros e velas, os cascos foram aumentados. Com isso, aumentou o arrasto (resistência ao movimento de um objeto num fluido). O ganho de velocidade com maior área de velame começou a ser consumido pelo maior arrasto, até que se atingiu o limite físico da tecnologia. Ganhos adicionais de velocidade começaram a ficar cada vez mais difíceis com a solução "mais e maiores velas". Então, tecnologias concorrentes, percorrendo suas próprias Curvas S, começaram a deixar de ser consideradas brincadeiras e foram, gradualmente, atendendo nichos de mercado, até alcançar o mercado principal e, a seu turno, também alcançar seus limites. No caso dos veleiros, a tecnologia dominante seguinte foi a propulsão a vapor. Mais detalhes sobre este assunto interessante pode ser encontrado nas obras de Richerd Foster (Inovação - A Vantagem do Atacante) e, mais recentemente, Clayton Christensen (O Dilema do Inovador).

A Curva S é traçada a partir de dados históricos, com uso de uma técnica como a análise de regressão, por exemplo. Um dos usos das Curvas S é a análise de substituição, ou seja, a previsão da taxa segundo a qual uma nova tecnologia substituirá uma tecnologia antiga numa determinada aplicação.

A figura a seguir apresenta a Curva S (A), o número de invenções (B), o nível inventivo (C) e a lucratividade das invenções (D) ao longo do tempo, para um mesmo sistema.

Correlações da Curva S, de acordo com Altshuller

As curvas B e C mostram, segundo Altshuller, que o máximo nível inventivo e o menor número de invenções acontecem na criação do sistema, com uma ou poucas invenções dos níveis 4 ou 5. Em seguida, o número de invenções cresce, com as tentativas de viabilizar tecnicamente o novo sistema. Neste momento, há um pico na curva C, devido a invenções de nível 3. Depois disto, a quantidade de invenções cresce e o nível inventivo cai. São grandes quantidades de invenções de nível 2 ou 1, que trazem pequenas melhorias ao sistema.

A última curva representa o ganho financeiro com as invenções. No início, há perdas, porque a sociedade ainda não percebe valor no novo sistema e, portanto, não está disposta a pagar por ele. O aumento é gradativo, atingindo o pico quando da maturidade do sistema.

De acordo com Altshuller (1979), uma vez determinada a posição atual de um sistema na Curva S, há três possíveis implicações:

1. se o sistema está na infância, há a oportunidade de tentar viabilizá-lo, por meio do incentivo a invenções de nível 2 e 3. Por outro lado, o caminho para o estágio seguinte da Curva S, de rápido crescimento, comumente, é bloqueado pelo sistema atualmente dominante;
2. se o sistema está no estágio de crescimento rápido, é preciso determinar o limite físico com base em fatores objetivos, de modo a decidir se há espaço para desenvolvimentos no sistema atual ou se seria melhor investir num novo sistema, com maior limite físico;
   
3. se o sistema está maduro ou em declínio, a melhor decisão é investir num novo sistema, com maior limite físico. A Curva S pode ser utilizada, portanto, como um padrão auxiliar na análise evolutiva de sistemas técnicos.

Operador TTC

A TRIZ inclui ferramentas para a ativação da imaginação, sendo uma das mais conhecidas o operador TTC (Tamanho, Tempo, Custo).

O operador TTC consiste em se procurar imaginar como seria a situação caso o tamanho, o tempo e o custo fossem extremamente pequenos ou grandes.

Um exemplo de como o operador poderia ser aplicado caso o objeto de análise fosse uma cafeteira é apresentado no quadro abaixo. Nele, observa-se a eficácia da ferramenta em conduzir o solucionador de problemas a considerar situações fora do convencional. Algumas delas poderiam ser: 1) café instantâneo (vendido pronto e enlatado, por exemplo, como recentemente começou a surgir nas gôndolas dos supermercados); 2) café envelhecido em barris de carvalho, safra 2006; 4) fábrica de café.

	Tempo	Tamanho	Custo
Muito pequeno	1) O café precisa ficar pronto em um minuto, um segundo ou um centésimo de segundo. O que pode ser feito para conseguir isso? Quais as implicações?	3) O espaço disponível para a cafeteira é de 1 centímetro, um milímetro ou um nanômetro quadrado. O que pode ser feito para conseguir isso? Quais as implicações?	5) O custo máximo para a cafeteira é de 1 real ou de 1 centavo. O que pode ser feito para conseguir isso? Quais as implicações?
Muito grande	2) O café pode levar 10 anos, 100 ou 1000 anos para ficar pronto. O que pode ser feito para conseguir isso? Quais as implicações?	4) O espaço disponível para a cafeteira é de 1 quilômetro, 100 quilômetros, ou 1000 quilômetros quadrados. O que pode ser feito para conseguir isso? Quais as implicações?	6) O custo mínimo para a cafeteira é de 100.000, ou 3 milhões de reais. O que pode ser feito para conseguir isso? Quais as implicações?

Tese de Doutorado Premiada pelo CONFEA

A tese de doutorado "Metodologia IDEATRIZ para a Ideação de Novos Produtos", desenvolvida por Marco Aurélio de Carvalho, autor deste blog, ganhou o primeiro lugar na categoria trabalhos de pesquisa e desenvolvimento no Prêmio CONFEA de Criatividade e Inovação Tecnológica.

O trabalho foi desenvolvido no Programa de Engenharia de Produção da Universidade Federal de Santa Catarina, sob a orientação dos professores Nelson Back e André Ogliari, com apoio da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Instituto Fábrica do Milênio e Aditiva Consultoria.

A tese refere-se ao tema da inovação em produtos e, dentro deste, à ideação de novos produtos. Inicialmente, o pano de fundo é estendido: o dilema fundamental do empreendedor, que sabe que precisa inovar para auferir melhores resultados, mas, que tem aversão ao risco, é colocado. É demonstrado que este problema tem uma de suas raízes na inadequada ideação de novos produtos. Em seguida, é delimitada a pesquisa, sendo estabelecido como objetivo desenvolver uma metodologia eficaz para a ideação, a qual fomente a produção de idéias verdadeiramente originais e, além disso, guie-se pelo critério da maximização do valor, de forma a que os resultados não descolem-se dos interesses mercadológicos. É apresentada, então, a fundamentação teórica do trabalho, na qual as fontes e os mecanismos de geração de idéias de novos produtos são descritos e discutidos. É dada atenção especial à metodologia TRIZ por, segundo a experiência do autor, ter o maior potencial para alcançar o lado do fomento à criatividade estabelecido como objetivo. A seguir, é fundamentada, formalizada e avaliada a metodologia proposta para a ideação de novos produtos, IDEATRIZ. Finalmente, o texto é encerrado com a conclusão de que a metodologia proposta atende ao objetivo definido, ou seja, é eficaz em combinar criatividade com a busca pela maximização do valor. Também são feitas recomendações para futuras pesquisas.


O trabalho completo pode ser consultado na biblioteca da UFSC: http://www.tede.ufsc.br/teses/PEPS5195-T.pdf.

Estratégia Geral de Resolução de Problemas da TRIZ

A estratégia da TRIZ para a solução de problemas pode ser resumida como mostrado na figura abaixo.

A partir de um problema específico, o solucionador de problemas utiliza as ferramentas para a análise da situação problemática e formulação de problemas para realizar a abstração e chegar a um problema genérico, livre do jargão técnico. Então, uma ou mais ferramentas para a ideação são utilizadas, de forma a chegar a soluções genéricas. Por último, a solução genérica precisa ser particularizada, ou seja, adaptada, para chegar à solução específica. Esta figura apresenta um exemplo do processo da TRIZ em ação:

Funções Dentro da TRIZ

Funções são formas neutras de descrever problemas e soluções. Por exemplo, em vez de pensar em projetar uma mola, um projetista poderia pensar na função da mola, "armazenar energia". Tal função abre várias possibilidades de solução, como um acumulador hidráulico, capacitor, bateria, volante, entre outros, que o projetista não consideraria se permanecesse pensando na mola.

Funções não são uma exclusividade da TRIZ, mas, foram integradas a ela a partir da metodologia de projeto (PAHL & BEITZ, 1986), análise de valor (MILES, 1961) e da Análise Função-Custo (SOBOLEV, 1987).

Diferentemente de outras metodologias, na TRIZ são consideradas não somente as funções úteis / desejadas, mas, também, as funções neutras e as funções prejudiciais / indesejadas. Os diagramas funcionais, na TRIZ, são maneiras de compreender e formular problemas. Na figura, é apresentado um diagrama funcional para uma lata de bebida.

Este artigo explora um pouco mais o uso dos diagramas funcionais para a formulação de contradições.

Sistemática

Sistemática, ou pensamento sistêmico, é o incentivo que a TRIZ procura dar no sentido de levar o solucionador de problemas a enxergar a situação problemática e as possíveis soluções sistemicamente, dentro de um contexto que envolve tempo, espaço e interações. A principal ferramenta que operacionaliza isto dentro da TRIZ é o Operador de Sistema.

No Operador de Sistema, as linhas representam o supersistema, o sistema e o subsistema e as colunas, o passado, o presente e o futuro do sistema analisado. O preenchimento desta matriz inicia-se pelo centro (sistema no presente) e prossegue, primeiro na coluna “presente” e, depois, pelas colunas “passado” e “futuro”. A finalidade é conduzir o usuário a considerar a situação problemática como um sistema de problemas e, portanto, a criar uma visão ampliada do problema original. O exemplo apresentado refere-se a um apagador, do tipo usado em salas de aula com quadros negros. Outras colunas “futuro” poderiam ser adicionadas, no sentido de analisar alternativas para a transmissão de informações numa aula que estão surgindo, tais como scanners, lousas eletrônicas e outros.

Recursos

Recursos são elementos da própria situação problemática ou do seu entorno, que podem ser mobilizados para solucionar ou contribuir para a solução de um problema. Podem ser definidos como sendo quaisquer elementos do sistema sob análise ou das cercanias que ainda não foram utilizados para a execução de funções úteis.

Um exemplo do uso de recursos aconteceu com a invenção do turbocompressor utilizado em motores de combustão interna, que transforma parte da energia dos gases de combustão em sobre-pressão do ar alimentado. Neste caso, o recurso utilizado corresponde à energia.

A utilização de recursos tende a aproximar o sistema técnico do ideal, ou seja, esta é uma forma de alcançar a idealidade, conceito da TRIZ tratado na postagem anterior.

Na figura abaixo, está mais um exemplo do uso de recursos.

Trata-se de uma brincadeira, não estamos fomentando a exploração do trabalho infantil!!

Desejo aos leitores um 2008 repleto de paz, saúde e sucesso!