metodologia triz engenharia produto.

Prévia do material em texto

40 Princípios Inventivos
Segmentação
Extração
Qualidade local
Assimetria
Consolidação
Universalidade
Aninhamento
Contrapeso
Contramedida antecipada
Ação antecipada
Amortecimento prévio (“Seja prevenido”)
Equipotencialidade
Faça o inverso
Esfericidade ou curvatura
Dinamicidade
Ação parcial ou excessiva
Transição para uma nova dimensão
Vibração mecânica
Ação periódica
Continuidade da ação útil
Faça rápido
Converta o mal em benefício
Retroalimentação (feedback)
Mediador
Self-service
Cópia
Descarte
Substituição do sistema mecânico
Construção pneumática ou hidráulica
Membranas flexíveis ou filmes finos
Materiais porosos
Mudança de cor
Homogeneidade
Rejeição e restauração
Transformação de propriedades
Transição de fase
Expansão térmica
Oxidação acelerada
Ambiente inerte
Materiais compostos
�
40 Princípios Inventivos: definições e exemplos
1. Segmentação
Divida o objeto em partes independentes. 
Substituir um computador "mainframe" por computadores pessoais. 
Substituir um caminhão grande por um caminhão menor com reboque. 
Secione o objeto (para facilidade de montagem / desmontagem)
Móveis modulares.
Placas de circuito impresso modulares.
Aumente o grau de segmentação.
Janela sólida substituída por venezianas. 
Usar metal de solda pulverizado ao invés de tarugo ou folha, para melhor penetração na junta de solda. 
2. Extração 
Extraia ou remova de um objeto a parte ou propriedade que "incomoda" 
Coloque um compressor de ar ruidoso fora do prédio onde se utiliza ar comprimido. 
Extraia ou remova somente a parte ou propriedade necessária de um objeto
Use o som de um cachorro bravo (sem o cachorro), como "alarme" contra ladrões. 
3. Qualidade local 
Mude a estrutura de um objeto ou do ambiente/ação externa, de uma estrutura homogênea para uma estrutura heterogênea. 
Trabalhe com gradientes de temperatura, densidade ou pressão, ao invés de valores constantes no espaço.
Faça com que partes diferentes de um objeto realizem funções diferentes. 
Lápis com borracha.
Lancheira com compartimentos térmicos especiais para comida sólida e para líquidos. 
Coloque as partes de um objeto nas condições mais favoráveis para sua operação. 
Teclado com "trackball" incorporado, próximo aos dedos do usuário. 
�
4. Assimetria
Substitua formas simétricas por formas assimétricas. 
Vasilhas usadas para misturar substâncias têm melhor desempenho com formas assimétricas (aumentam a turbulência): betoneiras, batedeiras, liqüidificadores.
Se um objeto já é assimétrico, aumente o grau de assimetria. 
O-rings podem ter sua seção mudada de circular para oval, e em seguida para formas adaptadas ao contorno da peça, para aumentar a vedação. 
5. Consolidação 
Consolide ou integre no espaço objetos similares ou objetos destinados a operações contíguas. 
Rede de microcomputadores.
Aparato de escrita com função de lapiseira, caneta, realçador de texto e borracha. 
Circuito integrado. 
Consolide ou integre no tempo operações antes feitas seqüencialmente. 
Escavadeiras mecânicas com jato simultâneo de água quente, para descongelar o solo. 
Equipamento de diagnóstico eletrônico analisa simultaneamente vários parâmetros de uma amostra de sangue.
6. Universalidade 
Faça um objeto realizar múltiplas funções, tornando possível a eliminação de outros objetos. 
Escova de dentes cujo cabo contém reservatório para dispensar pasta de dente nas cerdas.
Assento de segurança para bebês se converte num carrinho. 
Canivete multi-uso para camping. 
7. Aninhamento 
Encaixe um objeto no outro, os quais por sua vez são encaixados em outro, e assim por diante. 
Bonecas russas ("matrioshka"�) 
Cadeiras com formato que possibilita o empilhamento, para ganhar espaço quando não estão sendo usadas.
Antena telescópica.
Faça um objeto passar pela cavidade de um outro objeto. 
Grafite armazenado no interior da lapiseira. 
Trem de pouso retrátil.
Vidro é recolhido dentro da porta de um carro. 
�
8. Contrapeso 
Para compensar o peso de um objeto, combine-o com outro objeto que forneça empuxo ou força contrária à gravidade. 
Espuma é injetada num rolo de toras, para fazê-lo flutuar melhor. 
Balões de hélio levantam cartazes de propaganda. 
Para compensar o peso de um objeto, faça-o interagir com o ambiente (p.ex., use forças hidrodinâmicas ou aerodinâmicas, entre outras). 
A forma da asa de um avião faz reduzir a pressão do ar na parte superior da mesma, de modo a prover sustentação. 
Hidrofólios levantam uma lancha e minimizam a resistência da água. 
9. Contramedida antecipada 
Se é necessário realizar uma ação com ambos efeitos úteis e prejudiciais, complemente a ação com contramedidas antecipadas de modo a controlar os efeitos prejudiciais. 
Use uma solução tampão (“buffer”) para prevenir danos causados por um pH muito alto.
Colete à prova de balas.
Se um objeto deve trabalhar com carga excessiva ou indesejada, compense a mesma pré-tensionando o objeto com carga no sentido oposto. 
Concreto protendido. 
Na produção de papelão, o papel corrugado é dobrado na direção oposta do papel cartão. Quando a cola seca, o papelão torna-se plano. 
10. Ação antecipada
Realize antecipadamente as mudanças requeridas em um objeto, parcialmente ou por completo. 
Lâmina de estilete “pré-cortada” com sulcos que facilitam a remoção da ponta gasta, quebrando-a.
Instrumentos cirúrgicos são pré-esterilizados e mantidos prontos para o uso numa bandeja vedada.
Predisponha os objetos no local mais conveniente, de modo que eles possam entrar em uso sem perda de tempo. 
Restaurante “fast-food”. 
Células de manufatura.
�
11. Amortecimento prévio (“Seja prevenido”)
Implemente ações emergenciais de antemão, para compensar a baixa confiabilidade de um objeto. 
Para prevenir a infiltração de contaminantes no solo, um revestimento plástico é aplicado no fundo de um aterro sanitário. 
Pára-quedas reserva.
“Guard rail” ao longo de uma rodovia.
Óculos de segurança, EPI em geral.
12. Equipotencialidade 
Mude as condições de trabalho de modo que não seja necessário abaixar ou levantar o objeto.
Numa oficina mecânica um fosso permite o acesso à parte de baixo do veículo, sem ser necessário levantá-lo. 
Comportas de nível permitem que barcos e navios atravessem uma barragem colocada numa hidrovia. 
A rampa de uma doca para carga de caminhões é construída no mesmo nível da carroceria dos mesmos.
13. Faça o inverso
Ao invés da ação requerida por um problema, implemente a ação oposta (p.ex.: congele, ao invés de aquecer).
Para soltar peças engripadas, resfrie a peça interior, ao invés de aquecer a peça exterior.
Para limpar peças por abrasão, ao invés de vibrar o elemento abrasivo, vibre as peças.
Torne fixas as partes móveis ou o ambiente de um objeto, ou torne móveis as partes fixas ou o ambiente do mesmo. 
Gire a peça ao invés da ferramenta. 
Esteira para exercitar caminhada. 
Uma estação para treinamento de natação pode ser feita num tanque no qual a água é movimentada por bombas, enquanto o nadador fica estacionário.
Vire o objeto de “ponta-cabeça”. 
Na montagem de um dispositivo, gire-o de modo que os parafusos sejam inseridos de baixo para cima. 
Para descarregar carvão numa mina, os carrinhos são virados de cabeça para baixo. 
�
14. Esfericidade ou curvatura 
Substitua peças retilíneas por peças curvilíneas, superfícies planas por superfícies curvas, formas cúbicas por formas esféricas. 
Superfícies curvas têm maior resistência a compressão do que superfícies planas da mesma espessura (“efeito casca de ovo”).
Uma pista circular num campo de provas de veículos tem comprimento “infinito”.
Use discos, rolos, espirais e bolas.
Um arado possui lâminas circulares, ao invés de retas, oque lhe permite operar com o dobro da velocidade.
Caneta esferográfica. 
Substitua movimentos retilíneos por movimentos rotacionais; use a força centrífuga. 
A bola de um mouse de computador transfere o movimento do mesmo ao longo da superfície para dois rolos, que por sua vez geram informação sobre as coordenadas x e y do cursor na tela. 
15. Dinamicidade
Faça com que as características de um objeto ou do ambiente externo se ajustem automaticamente para fornecer desempenho ótimo em cada situação ou estágio de uma operação.
Banco regulável de um automóvel.
Bico de mangueira de jardim pode ser ajustado para diversos usos, de jato forte a chuvisco.
Torne móvel um objeto imóvel; torne-o intercambiável. 
Luminária de mesa com braço metálico flexível (tipo cobra).
Sonda flexível para exame de videoendoscopia.
Divida um objeto em elementos que possam mudar de posição relativa entre si. 
A esteira de um trator-esteira se adapta ao contorno de qualquer terreno, provendo máxima tração.
Escada usada em caminhão de bombeiros.
16. Ação parcial ou excessiva 
Se é difícil obter 100% de um efeito desejado, realize a ação parcialmente ou em excesso. 
Atualmente é impossível depositar pistas micrométricas de metal em locais pré-determinados da superfície de um microcircuito. A solução é depositar uma camada de metal em toda a superfície da lâmina de silício e depois remover o excesso através de um processo fotolitográfico.
�
17. Transição para uma nova dimensão 
Mude de movimento numa linha para movimento numa superfície, ou de movimento numa superfície para movimento no espaço, etc. 
Máquina de medição tridimensional. 
Disponha objetos em várias camadas ou níveis. 
Disqueteira com capacidade para vários CD´s. 
Big-Mac. 
Incline o objeto, ou assente-o de lado. 
Caminhão basculante.
Vidros planos são empilhados lado a lado e transportados ligeiramente inclinados em veículos, para reduzir o risco de quebras e prover maior estabilidade.
Use o lado oposto de uma dada superfície. 
Circuito impresso com componentes SMD (surface-mounted devices) em ambos os lados.
Projete linhas óticas em áreas circunvizinhas ou no lado oposto de um objeto.
Uma estufa para crescimento de plantas possui um refletor côncavo que redireciona a luz solar para o “lado escuro” das plantas.
18. Vibração mecânica
Faça um objeto vibrar ou oscilar. 
Já observou como age um cachorro molhado?
Faca elétrica.
Vibrar um molde de fundição durante seu enchimento melhora as propriedades mecânicas do produto final.
Se já é usada vibração, aumente sua freqüência até a faixa ultra-sônica. 
Um banho de limpeza que trabalha com agitação pode ter sua eficiência aumentada adaptando ao mesmo um vibrador ultra-sônico.
Use a freqüência de ressonância do objeto. 
Pedras no rim podem ser destruídas usando ressonância ultra-sônica. 
Use vibradores piezoelétricos, ao invés de vibradores mecânicos. 
O uso de cristais de quartzo aumentou bastante a precisão dos relógios. 
Combine vibração ultra-sônica em conjunto com um campo eletromagnético. 
Mistura de ligas num forno de indução. 
�
19. Ação periódica 
Em vez de uma ação contínua, use ações periódicas ou pulsantes. 
Britadeira pneumática.
Luzes e sirene de um carro de polícia.
Um jato pulsante usado para irrigação produz um chuvisco que evita danos ao solo e às plantas. 
Se uma ação já é periódica, mude sua freqüência.
Código Morse.
Modulação em freqüência. 
Use as pausas entre pulsos para realizar uma ação diferente. 
Na ressuscitação cardiopulmonar, um ciclo de respiração é realizado entre cada cinco ciclos de compressão cardíaca.
Mensagem ou música é transmitida durante o tempo de espera de uma ligação telefônica. 
20. Continuidade da ação útil 
Realize uma ação continuamente; faça todas as partes de um objeto operarem a plena capacidade o tempo todo.
Elimine tempos de espera ou ações intermitentes.
Uma cabeça de impressora matricial ou jato de tinta imprime em ambos os sentidos.
O gargalo de qualquer sistema deve sempre operar a plena capacidade, para maximizar o “throughput” ou ganho (teoria das restrições). 
Substitua ações do tipo “vai-e-vem” por ações rotativas. 
Serra circular. 
21. Faça rápido 
Realize em alta velocidade as operações perigosas ou que causam danos. 
Corte paredes plásticas de fina espessura com uma lâmina em velocidade mais alta do que a velocidade de propagação do calor pelo plástico, para prevenir deformação por aquecimento.
A maneira menos dolorosa de remover um esparadrapo de uma pele cabeluda é fazê-lo com um puxão bem rápido. 
�
22. Converta o mal em benefício 
Use fatores prejudiciais (especialmente do ambiente) para obter um efeito positivo. 
Detritos de animais numa fazenda podem ser usados para produção de gás e adubo.
Resíduos de um processo podem servir de matéria-prima para outros.
Remova um fator prejudicial combinando-o com outro fator prejudicial. 
Ruído audível pode ser eliminado num avião ou veículo gerando-se outro ruído de igual amplitude, porém defasado em 180°.
Adicione substância tampão a uma solução corrosiva.
Antes de demolir um prédio, uma trincheira é escavada em torno do mesmo, para prevenir abalos sísmicos nos prédios circunvizinhos. Na explosão, quando a primeira onda de choque atinge a parede da trincheira, ela é refletida de volta e neutraliza a onda de choque principal.
Aumente a intensidade da ação prejudicial, até que ela deixe de causar dano. 
A umidade retida na areia ou no cascalho faz com que os mesmos congelem quando transportados em climas muito frios. Supercongelando o material com nitrogênio líquido faz com o gelo se torne quebradiço, o que possibilita o descarregamento.
23. Retroalimentação (feedback) 
Introduza feedback no sistema. 
CEP (Controle Estatístico de Processo) num processo produtivo.
Termostato. 
Se já é usado feedback, mude-o. 
Mude de nível para volume a operação de um medidor de combustível.
A sensibilidade do piloto automático é aumentada quando o avião se aproxima do aeroporto.
A técnica de Feedback Control nos Métodos Taguchi permite identificar a freqüência econômica de ajuste num processo sujeito a “drift”.
24. Mediador 
Use um objeto mediador ou intermediário para transferir ou realizar uma ação. 
Uma peça de forma complexa é cheia de reentrâncias. Deseja-se tratar sua superfície interna com uma substância anti-corrosiva. Para isto, usa-se o ar como mediador: ar quente comprimido é misturado com a substância e a mistura é bombeada através do interior da peça.
Muitas substâncias sólidas usam água ou álcool como solvente. Uma vez aplicada a substância, o solvente evapora e deixa uma fina camada da mesma. 
Una temporariamente o objeto original com outro que seja facilmente removível. 
Pinça para transporte de uma peça quente.
Na fabricação de discos de polimento diamantados, é necessário depositar uma fina camada de cristais de diamantes na superfície do disco. Pó de diamante é aplicado a um tecido, e o tecido é assentado no disco. Em seguida, um banho de acetona dissolve o tecido e deixa a camada de cristais sobre o disco.
25. Self-service 
Faça o objeto servir-se a si mesmo e realizar ações suplementares e de reparo. 
A bomba de uma mina de água mineral opera com o próprio dióxido de carbono usado para gaseificar a água. 
Lâmpadas halogêneas regeneram o filamento durante o uso, redepositando o material evaporado.
Use resíduos de materiais e energia. 
Em dias de chuva numa usina termoelétrica, pó residual de carvão seco (gerado naturalmente nos dias de sol) é usado para desprender pedras de carvão aglomeradas pela umidade, as quais aderem à superfície interna dos dutos de transporte.
O dínamo de uma bicicleta é usado para gerar luz a partir da energia mecânica disponível. 
26. Cópia 
Ao invés de trabalhar diretamente com um objeto originalfrágil ou inconveniente de ser operado, use uma cópia simplificada e barata do mesmo. 
Curso em videotape. 
A altura de objetos muito altos pode ser determinada a partir de sua sombra.
Testes de impacto de veículos são feitos com bonecos que simulam o corpo humano.
Substitua um objeto (ou conjunto de objetos) por sua imagem ótica, a qual pode ser então processada (reduzida, ampliada, medida etc.). 
Imagens fotográficas da Terra são coletadas por satélites e enviadas para posterior análise. 
Imagem sonográfica é usada para avaliar a saúde de fetos e órgãos humanos.
Meça a área de um objeto a partir de uma fotografia do mesmo.
Se cópias óticas em luz visível já são usadas, mude para cópias em infravermelho ou ultravioleta.
Binóculo para visão noturna.
Imagens em infravermelho são usadas em diversas aplicações na medicina.
27. Descarte 
Substitua um objeto por outro mais barato, sacrificando outras propriedades (p.ex., durabilidade). 
Seringa descartável.
Pratos e talheres descartáveis de plástico ou papel. 
�
28. Substituição do sistema mecânico 
Substitua o atual sistema mecânico por um sistema ótico, acústico, térmico ou olfatório. 
“Nariz eletrônico”: Equipamento que coleta amostra do ar em torno de uma pessoa ou objeto e é capaz de detectar minúsculas partículas de material explosivo, caso o item porte uma bomba ou tenha tido contato com explosivos.
Os faróis luminosos de hoje substituíram os guardas de trânsito. 
Use campo elétrico, magnético ou eletromagnético para interagir com o objeto. 
Filtro eletrostático em substituição a um filtro de ar mecânico.
Válvula solenóide (eletromagnética), em substituição a uma válvula mecânica.
Guarnição magnética de uma geladeira, em substituição a um trinco mecânico para fechamento da porta. 
Substitua campos de energia: campos estacionários por campos móveis; campos fixos no tempo por campos dinâmicos; campos aleatórios por campos estruturados. 
Use campos de energia em combinação com partículas ferromagnéticas. 
Objetos não-metálicos pequenos podem ser posicionados para processamento aplicando partículas ferromagnéticas sobre os mesmos e em seguida controlando-os através de um campo eletromagnético.
Método para manufatura de placas de vidro onduladas: ondas eletromagnéticas produzem ondas de formato controlável na superfície de um metal derretido, que é usado para resfriar e moldar uma camada de vidro fundido colocada sobre o mesmo. 
29. Construção pneumática ou hidráulica
Substitua as partes sólidas de um objeto com gás ou líquido e em seguida use ar ou água para inflá-las. Alternativamente, use almofadas ou protetores hidráulicos ou pneumáticos. 
Pneus em geral.
Colchão de água ou de ar.
Calçado para esportes (“tênis”) com sola aerada ou com gel.
Air bag.
Guarnição de borracha usadas para vedação em aviões são infladas após o fechamento da porta da aeronave, para máxima selagem.
�
30. Membranas flexíveis ou filmes finos 
Substitua as construções convencionais usando membranas ou películas.
Bolsas plásticas para transporte de sangue ou soros, ao invés de frascos convencionais.
Isole o objeto do ambiente externo usando filmes finos ou membranas flexíveis. 
Para prevenir a perda de água por evaporação, aplica-se um spray de polietileno sobre as folhas das plantas. O polietileno endurece e o crescimento das plantas é acelerado, pois a película transparente assim formada deixa passar luz e oxigênio, porém barra a passagem de moléculas de vapor.
31. Materiais porosos
Torne poroso um objeto ou use elementos porosos suplementares (insertos, revestimentos etc.).
Peça feita de material plástico aerado tem menor peso e melhor isolamento térmico.
Pneu feito de borracha porosa maciça é leve e resiste melhor a objetos perfurantes.
Veículos movidos a hidrogênio podem ter “tanque” feito de esponja de paládio, cujos poros armazenam o gás com muito maior segurança do que um tanque de gás convencional.
Se um objeto já é poroso, preencha antecipadamente os poros com alguma substância.
Esponja de limpeza pré-embalada com detergente.
“Pincel atômico”, caneta hidrográfica.
32. Mudança de cor 
Mude a cor de um objeto ou de seu ambiente. 
Numa usina de aço, uma cortina de água é usada para proteger os trabalhadores contra aquecimento excessivo (luz infravermelha). Mas como a água deixa passar luz ultravioleta, um corante é adicionado à mesma para bloquear a radiação nociva.
Processamento de filme fotográfico em ambiente com luz vermelha.
Mude o grau de translucidez de um objeto ou de seu ambiente. 
Esparadrapo transparente acelera a cicatrização, pois permite observar as condições do ferimento, evitando trocas desnecessárias.
33. Homogeneidade 
Faça com que os objetos que interagem com um objeto principal sejam todos feitos do mesmo material, ou de materiais com propriedades similares. 
Para transmitir vibração ultra-sônica a um banho de aço fundido, um tarugo metálico é instalado no fundo de um cadinho cerâmico, em contato com o banho. Uma vez que um certo grau de dissolução do tarugo é inevitável em tais condições, o mesmo é feito com a mesma liga do banho, para evitar contaminação. 
34. Rejeição e restauração 
Ao longo do trabalho, modifique ou rejeite (descarte, dissolva, evapore etc.) um objeto ou parte dele, após o mesmo ter realizado sua função ou ter se tornado desnecessário. 
Cápsula de remédio, que se dissolve no estômago e libera o remédio no organismo.
O cartucho de uma bala de metralhadora é ejetado após o disparo.
Restaure as partes usadas de um objeto, durante sua utilização. 
A bateria de um automóvel é recarregada durante o uso. 
35. Transformação de propriedades 
Mude o estado físico de um objeto 
Mude a concentração ou densidade. 
Mude o grau de flexibilidade. 
Mude a temperatura.
Para reduzir o volume, oxigênio é transportado no estado líquido. 
Suco de fruta concentrado.
Espuma de alta densidade. 
Aumente a temperatura para cozinhar um alimento; abaixe para conservá-lo. 
36. Transição de fase 
Faça uso de fenômenos que ocorrem durante mudanças de fase (p.ex., mudança de volume, liberação ou absorção de calor etc.). 
A água expande o volume quando congelada. Este fenômeno é usado para levantar edifícios inclinados, colocando-se água líquida sob sua fundação e congelando-a em seguida, até que tenham sido realizados os reparos necessários. 
A evaporação de parte da camada de revestimento exterior de uma espaçonave evita o sobreaquecimento do habitáculo, quando a mesma entra em atrito com a atmosfera terrestre.
�
37. Expansão térmica 
Faça uso da expansão ou contração térmica do material. 
Embalagem com plástico termo-retrátil.
Use vários materiais com diferentes coeficientes de expansão térmica. 
Para controlar a temperatura interna de uma estufa agrícola, placas bimetálicas são conectadas a janelas no teto, as quais passam ter controle automático de abertura, de acordo com a temperatura.
38. Oxidação acelerada 
Passe de um nível de oxidação para o próximo mais elevado:
 	1. Ar ambiente.
 	2. Ar oxigenado.
 	3. Oxigênio.
 	4. Oxigênio ionizado.
 	5. Oxigênio ozonizado.
 	6. Ozônio.
 	7. “Singlet oxigen”. 
Para aumentar a eficiência, um maçarico usa oxigênio, ao invés de apenas ar atmosférico. 
39. Ambiente inerte 
Substitua o ambiente normal por um ambiente inerte. 
Argônio usado no bulbo de uma lâmpada incandescente evita a queima do filamento.
Espuma é usada num extintor de incêndio para isolar a chama de uma fonte de oxigênio.
Introduza substâncias neutras ou aditivos em um objeto. 
“Excipientes q.s.p.” em remédios aumentam o volume e facilitam o manuseio, medição e embalagem do produto ativo. 
Realize o processo no vácuo.
 Embalagem de conservas a vácuo aumentam a vida do produto.
40. Materiais compostos 
Mude de material uniforme para materiais compostos. 
Aunião de papel corrugado com papel cartão forma papelão rígido.
Peças feitas de resina epoxi e fibra de carbono para uso em aeronaves são mais fortes e mais leves do que metal.
�
Referências
G. Altshuller, 40 Principles - TRIZ Keys to Technical Innovation, tradução de Lev Shulyak e Uri Fedosev, Technical Innovation Center, Worcester-MA, USA, 1997.
John Terninko, Alla Zusman, Boris Zlotin, Step-by-Step TRIZ - Creating Innovative Solution Concepts, Responsible Management Inc., Nottingham-NH, USA, 1996.
Research Report, TRIZ - An Approach to Systematic Innovation, GOAL/QPC, Methuen-MA, USA, 1997.
Ellen Domb, 40 Inventive Principles with Examples (www.triz-journal.com).
Material traduzido e adaptado por Eduardo C. Moura, Qualiplus / ASI Brasil.
� Nome dado às bonecas russas que se encaixam uma dentro das outras.
Qualiplus Excelência Empresarial www.qualiplus.com.br		� PAGE �1� de � NUMPAGES �15�