TRIZ İdeallik - Ideality

Ürünlerin evrimi ya da gelişimi ideal duruma ulaşacak şekilde devam eder. Peki ideal durum nedir?

Aslında neyin ideal olduğu tarihsel döneme, coğrafyaya ve kişiye bağlı olarak değişir. Bir dönem ideal olarak kabul edilen ürün ilerleyen dönemde yerini farklı bir tasarıma bırakmaktadır. Ancak ideale ulaşmanın en basit kuralı şu şekilde ifade edilebilir: “Bir ürünün, işe yarayan ve yararlı fonksiyonu artarken, istenmeyen ve zararlı özellikleri (buna maliyet de dahil) azalıyorsa o ürün idealleşiyor denebilir.” Daha hızlı, daha sağlam, uzun ömürlü bir ürün, düşük güç tüketiyorsa, daha az yer kaplıyorsa ve ucuzsa idealleşiyor demektir.  Bu durumu abartarak ifade edersek: “Normalde fiziksel olarak var olmayan ancak istenen fonksiyonu hiç bir kaynak kullanmadan yerine getiren nesne en ideal üründür.”İdeal ürünü elde etmek parçalar küçültülebilir, uygun kaynaklar kullanılabilir veya kimyasal, fiziksel ve geometrik etkilerden yararlanılabilir.

Parçaların küçültülmesi daha düşük ham malzeme, üretim maliyetlerinin yanında, daha kolay taşıma, saklama gibi özellikleri sebebiyle genellikle tercih edilir. Kaynaklar ise sistem içi ya da dışında olabilir. Kaynakların da ideali vardır. Tahmin edilebileceği üzere ideal kaynak maliyet getirmeyen veya düşük maliyetli ve kullanıma hazır olanlardır (Doğal kaynaklar). Örneğin, yer çekimi, hava, hava basıncı, su, nem, sıcaklık vb. maliyet getirmeyen kaynaklar olarak kullanılabilir. Yel değirmenleri rüzgarı kullanırken, su değirmenleri su ve yer çekimini ideal kaynak olarak kullanmaktadır. Kimyasal, fiziksel ve geometrik etkilere örnekler ise reaksiyonlar, fiziksel oluşumlar ve şekil değişiklikleri verilebilir. Geometrik etki için verilebilecek en basit örnek, daha önce düz bir plaka geometrisinde olan kürek, sac şekillendirmesiyle havuz yapısında bir ürüne dönüşerek idealleşmiştir.

Peki neden her zaman ideale ulaşılamıyor? Ya hedef  ve problem ideale ulaşacak şekilde tanımlamıyor ya da zaten eldeki teknolojik imkanlar yeterli olmuyordur. Teknolojik imkanlar konusunda yapılabilecek bir şey yoktur. Ancak problemin ve hedefin tanımı tasarımcının inisiyatifindedir. Bu konu için verilebilecek güzel örneklerden biri “Hava alanlarında bulunan tuvaletlerin giriş/çıkış kapılarına üretilen çözüm”dür. Hava alanlarındaki insanların büyük bir kısmının elleri eşyalarla doludur. Eller dolu iken giriş/çıkış kapısı bulunan tuvaletlere girmek zordur. Kapı ortadan kaldırıldığında ise kapısız tuvaletler sosyal ortamlar için uygun olmayacaktır. Bu durumdaki ihtiyaç nedir? Tuvalet ile sosyal ortam arasındaki kapı mı, yoksa tuvalet ile sosyal ortamın görsel olarak izole edilmesi mi? İhtiyaç kapı olarak tanımlandığında kapı yapıp, kapıyı kolay açmaya yarayacak çözümler geliştirilmeye çalışılır. Örneğin, otomatik açılan sensörlü kapı yapılabilir. Bu da bir çözümdür. Ancak ihtiyacın iki ortamı birbirinden görsel olarak ayırmak olarak tanımlandığı durumda daha farklı çözüm elde edilebilir. İdeale ulaşmak için daha az enerji tüketimi, daha az malzeme ihtiyacı, düşük bakım ihtiyacı vb. konular gerektiğinden kapının kullanılmadığı çözüm daha ideal olacaktır. Bu mantıkla aşağıdaki görselde belirtilen sonuçlara ulaşılmıştır. Sonuca gidilirken kaynaklar incelenmiş, duvarlar, hava, ışık, elektrik ve kimyasal, fiziksel, geometrik etkilerin kullanılabileceği değerlendirilmiştir. Duvarların geometrisi değiştirilerek ideal çözüme ulaşılmıştır.

:Hava Alanı Tuvaletleri İçin İdeal Çözümler

İlk paragrafta da belirtildiği üzere, ““Normalde fiziksel olarak var olmayan ancak istenen fonksiyonu hiç bir kaynak kullanmadan yerine getiren nesne” ideal bir üründür. Ancak bu duruma ulaşmak şu an için mümkün değildir. Mümkün olmasa bile ideale ulaşmak adına tasarımcı bu hedefi tanımlamalıdır. Diğer türlü ideale hiç bir zaman yaklaşılamaz.

Sedat Demir

TRIZ - Yeniliğin Aşamaları (Levels of Innovation)

TRIZ metodolojisinde probleme çözüm getiren yenilikler 5 adet aşama ile tanımlanmıştır. Aşama-1’den 5’e doğru ilerledikçe probleme çözüm geliştirilmek üzere çalışılan uzay giderek genişlemektedir. Aşama-1 tanımlanmış bir probleme yeni çözüm geliştirilen aşamadır. Aşama-5’te ise teknolojik seviye buluşu ortaya çıkartır.

Aşama-1: Bilinen yöntemler kullanılarak, uzmanlık alanı içerisinde geliştirilen çözümdür.

Aşama-2: Var olan buluş üzerinde teknik problemlerin çözüldüğü aşamadır. İçerisinde bulunan endüstri dahilinde probleme çözüm yaratılabilir.

Aşama-3: Genellikle kullanılan tekniğin, dolayısıyla içerisinde bulunan endüstrinin dışına çıkılarak (çözüm uzayı genişletilerek) bulunan çözümdür.

Aşama-4: Buluşun amaçladığı çözüm korunarak, tamamen farklı metodlarla (farklı bilimsel alanlar kullanılarak) yeni teknoloji geliştirilen aşamadır. Çözüm, hem içerisinde çalışılan endüstrinin, hem de kullanılan bilimsel alanın dışında bulunur.

Aşama-5: Yeni bir bilimsel fenomen yaratılması durumunda geliştirilen çözümdür. Nadiren ortaya çıkan buluş kullanılarak çözüm yaratılabilir. Yeni bir endüstriyel alanın geliştirilmesi ile çözüm bulunabilen uzay ortaya çıkar.

Görüldüğü üzere, çözümün arandığı genişledikçe yeniliğin aşamaları da artmaktadır. Bu uzay aşağıdaki şekilde özetlenmiştir.

Çözüm Uzayı - Yenilik Aşamaları İlişkisi

Yeniliğin Aşamalarına örnekler aşağıdaki tabloda verilmiştir. Günümüzde Aşama-5 olarak belirtilen buluş basamağı, teknolojinin evrimine göre yerini faklı buluşlara bırakacaktır. 

Yeniliği Aşamalarına Örnekler

Sedat Demir

TRIZ (Teoriya Rasheniya Izobreatatelskikh Zadatch) ile Problem Çözme (Giriş)

TRIZ farklı alt başlıklardan oluşan geniş bir konudur. O nedenle bu konunun detaylarına farklı başlıklar altında değinilecektir.

TRIZ, problem çözmek amacıyla geliştirilmiş bir metodolijidir. İster basit olsun, ister kompleks problemin belirli bir yöntem ile çözülmesi gereklidir. Sistemli bir şekilde sorgulayarak problemin köküne inmeye zorlayan bu yöntem, problemin semptomlarını ortadan kaldırmak yerine kalıcı çözümler oluşturmayı hedefler.

Problemden çözüme doğrudan geçilebiliyorsa ya problemin semptomları giderilmiştir (kalıcı çözüm yaratılamamıştır) ya da problem yoktur. Problemlerin çözülememesinin sebeplerine bakıldığında; bilgi eksikliği, saplantı, alışkanlıklara takılmak, çözüm tekniklerini uygulamamak ve çelişkileri dikkate almamak temel nedenlerdir. Herkesin her şeyi bilmesi beklenmemektedir. Bu nedenle bilgi eksikliği doğal bir şeydir. Ancak, saplantıların dışına çıkmayarak sadece uzman olunan alan içerisinde çözüm aramak veya alışkanlıklara takılarak işi ele alış şeklini değiştirmemek problem çözümünde engeldir. Çelişkileri göz ardı ederek çözümler geliştirmenin yeni problemlere yol açabileceği gerçeği de dikkate alınmalıdır.

Problem çözme tekniği olan TRIZ’in babası Genrich Saulovich Altshuller, patent ofisinde çalıştığı yıllarda binlerce patenti incelemiş ve benzer problemlere benzer çözümler geliştirildiğini tespit etmiştir. Bu sayede 40 farklı prensip ile tüm problemlerin çözülebileceğini savunmuştur. Patentleri incelediği sırada, sadece problemlerin nasıl çözüldüğünü değil, teknolojinin evrimi konusunda da benzer yollardan geçildiğini görmüştür. Teknolojik evrim konusunda  kestirim yapılabildiği, dolayısıyla ürünün bir sonraki aşamalarında ulaşılabilecek seviyelerin öngörülebildiği Altshuller’in diğer önemli tespitidir. Farklı uzmanlık alanlarında dahi benzer yöntemler ile problemin çözüldüğünün görülmesi, çözüm arayışının geniş bir çerçevede yapılması gerektiğini ortaya koymaktadır. Çözüm uzayı olarak adlandırılan yer sadece içerisinde çalışılan sektörü değil, farklı sektörleri de kapsamaktadır. Problem jenerik bir problem olarak genellenmeli, ardından problemin jenerik çözümleri tespit edilerek asıl probleme uyarlanmalıdır. Bu sayede çözüm uzayı genişletilebilmektedir.

TRIZ aşağıdaki yaklaşım ve çözüm tekniklerini ortaya koymuştur. Bu başlıklara ileriki yazılarda ayrıca değinilecektir.

Yeniliğin Seviyesi: Buluşun yenilikçi yönü kıymetini gösterir. Yenilik seviyesi yükseldikçe ürünün gösteriği gelişim artmaktadır. Fiziksel gelişim, teknik gelişim, yeni teknoloji geliştirilmesi veya yeni fenomen yaratılması farklı gelişim seviyelerini ifade eder.

İdeallik: Günün şartlarına ve beklentilerine göre bir sistemin tercih edilen ideal durumda olması önemlidir. En temel bakış açısıyla, bir ürünün işe yarar fonksiyonel özellikleri artıp, tercih edilmeyen özellikleri azaldığı (maliyet, sağlığa zararlı özellikleri vb.) durumda sistem idealleşiyor denebilir.

Sistemin Evrimi: Ürünün ya da sistemin evrileceği yön TRIZ bakış açısıyla kestirilebilir. Teknolojinin gelişimi, kullanıcıların tercihi, çevresel faktörler vb. incelendiğinde ürün gelişiminin ne yönde olacağı belli olur. Bu sayede, gelecek planlamaları yapılabilir.

Çelişkiler: Ürünün bir özelliğini daha iyi hale getirirken başka bir özelliğini kötüleştirmek olası bir durumdur. Örneğin, daha hafif bir ürün geliştirmek tercih edilirken, mukavemeti düşürmek istenmeyen bir durumdur. Bu durum bir çelişkiye sebep olup problem doğurmaktadır. TRIZ bu tip çelişkilere çözüm fikirleri sunan 40 adet yenilikçi çözüm önerisi sunmaktadır.

Yukarıda bahsedilen yaklaşımlar çerçevesinde Çelişkiler Matrisi (39 farklı özelliğin çelişmesi durumunun incelenmesi), Ayrıştırma Prensibi ve ARIZ araçları geliştirilmiştir. Bu araçlar çözüm önerileri geliştirmek konusunda yönlendirmeler yapmaktadır.

Sedat Demir

Bakıma Yönelik Tasarım (Design For Maintenance/Maintainability)

Tasarımcı, sadece ürünü doğrulayana kadar değil, ürünün yaşam döngüsü sonlanana kadar geçen süreci dikkate alarak çalışmalarına yön vermelidir.  Kullanım sırasında oluşabilecek bakım ihtiyacı ve bakım gereksinimleri dikkat edilmesi konular arasındadır. Ürün kullanımı sürecinde ortaya çıkabilecek bakım ihtiyaçları tespit edilip, kavramsal çalışmalardan itibaren tasarım şekillendirilmelidir.

Kullanıcılar, problem çıkartmayan ve bakım gerektirmeyen ürünleri tercih eder. Dolayısıyla ilk hedef ürünü bakım gerektirmeyecek şekilde tasarlamaktır. Bu sayede ürünün tercih edilirliği artacaktır. Ancak, dişli kutularında yağın, keçelerin ve contaların değiştirilmesi işleminde olduğu gibi bakımın kaçınılmaz olduğu durumlar mevcut olabilmektedir. Bu durumda, bakımın kolay yapılabilmesi ikinci hedef olmalıdır. Değiştirilecek parça/malzemelerin demontaj ve montajını kolaylaştırmak, işlem için erişim pencereleri eklemek, bakım sırasında hatalı işlemin yapılmasını engelleyecek detaylar eklemek bakım faaliyetlerini kolaylaştıracaktır. Ayrıca değiştirilecek parça/malzemelerin standart ürünler arasından seçilmesi, demontaj ve montaj sırasında standart el aletleri ile işlemin yapılabilmesi, bakım uygulaması yapılacak bölgelerde işlemi tarifleyen detayların bulunması, bakım ihtiyacını olduğunu gösteren belirteçlerin bulunması da bakıma yönelik tasarım teknikleri kapsamına girer.

ABD Savunma Birimi tarafından hazırlanan “MIL-HDBK-470, Designing And Developing Maintainable Products And Systems” isimli el kitabı, bakım ihtiyaçlarının tanımlanması ve bakıma yönelik tasarım konusunda oldukça yararlı bilgiler içermektedir. Çalışma konusu savunma sanayii alanının dışında olan tasarımcıların da bu kaynaktan yararlanabileceğini düşünüyorum. Özellikle Appendix-C’de belirtilen kılavuz (ing. Guidelines) yol gösterici niteliktedir. Bu bölümde yer alan konu başlıkları şu şekildedir.

·         Erişilebilirlik (Accessibility)

·         Bağlantı Elemanları (Fasteners)

·         İnsan Faktörü/Ergonomi-Antropometri (Human Factors, Anthropometrics)

·         Eşleme ve Konnektörler (Mating and Connectors)

·         Standardizasyon ve Değişltirilebilirlik (Standardization and Interchaneability)

·         Sadelik (Simplification)

·         Modülerlik (Modularization)

·         Sistem ve Alt Sistem Test Edilebilirliği (Testability / Built in Tests (BIT)

·         Önleyici Bakım (Preventive Maintenance)

·         Çevresel Etkiler (Environmental Factors)

·         Bağlantılar (Connections)

·         Fitting, Dirsek, Kaplinler (Plumbing, Hoses, Fittings, and Quick Disconnects)

·         Kablaj, Konnektör ve Fiber Optik Kablolar (Wiring, Fittings and Fiber Optics)

·         Güç (Power)

·         Motorlar (Engines)

·         Dişlier, Kavrama ve Rotor (Transmission, Clutch and Rotor)

·         Harici, İkincil ve Acil Güç (Auxiliary, Secondary and Emergancy)

·         Elektrik (Electrical)

·         Yapısal (Structures)

·         Tahliye (Drain and Vents)

·         Ulaşım Kapakları ve Panller (Access Doors and Panels)

·         Malzeme, Islah ve Kaplamalar (Materials, Treatments, Coatings)

·         Mekanizmalar (Mechanisms)

Bu başlıklar haricinde, Nozullar, Giriş Ductları, Radomlar,Kokpit ve Personel Kabinleri, Şaseler vb. gibi bir çok konuda öneriler ve örnekler bulunmaktadır. Sadece Bakıma Yönelik Tasarım (Desing For Maintainability) uygulamaları için değil, bazı üretim ve montaja yönelik (Desing for Manufacturing and Assembly) tavsiyelere de bu referanstan ulaşılabilir.

Sedat Demir

Sorularla Tetiklenen Yaratıcılık Örneği - Poka Yoke

İnsanları düşünmeye zorlayan en etkili yöntemlerden biri sorular sormaktır. “Şöyle olsa ne olurdu?”, “Peki neden buna hiç bakmıyoruz?” gibi sorular ile tasarımcının zihni tetiklenir ve kafasında ampüllerin yanması sağlanır. Diğer bir deyişle, sorun veya soru varsa yaratıcılık tetiklenir. Yaratıcı çözüm teknikleri arasında gösterilen TRIZ’de de çelişkilere yani sorunlara çözüm bulmak amacıyla fikirler türetilmektedir. “Poka Yoke: Hatayı Engelle” isimli yazıda kullanım veya uygulama sırasında çıkabilecek hataların nasıl engellendiğine dair örnekleri; Hata Engelleyici Çözümleri Tasarlamak isimli yazıda da üretimi iyileştirmek adına uygulanabilecek Poka-Yoke tekniklerini paylaşmıştım.

Bu yazımda da Poka Yoke’nin uygulanmasına yönelik süreci paylaşıyorum. Süreç temel olarak tasarımcıyı düşünmeye zorlayan sorular ve tavsiyelerden oluşmaktadır. Süreçteki sorular ve tavsiyeler, ilk olarak en ideal çözümün uygulanmasını sağlayacak şekilde sıralanmaktadır. Tasarımcı bu soruları değerlendirerek tasarımını daha olgun şekillendirebilecektir.

Poka Yoke Uygulama Süreci

Sedat Demir

Malzeme Seçiminde Alternatiflere Yer Vermek

Tasarımı tamamlanmış parçanın teknik resmine malzeme bilgisi yazılırken genelde tek tip malzeme belirtilir.

Resimde belirtilen malzemeye göre üretim yapılması zorunlu olduğundan, üreticinin belirtilen malzemeyi tedarik etmesi gerekir. Yani üreticinin malzeme kullanım serbestliği sınırlandırılmış olur. Oysa ki, teknik resimde kullanılabilecek malzeme alternatiflerinin tamamı yazılarak, üreticinin alternatif malzemelerden herhangi bir tanesinin kullanılmasına izin verilebilir. Örneğin, AL 6082 malzemeye alternatif olarak Al 6061 veya 6063 malzemelerinin kullanımına izin verilebilir. (Yapısal ve termal isterler karşılandığı durumda) Bu şekilde alternarifler belirtildiği durumda üretici belki geçmiş işlerden kalma malzemeyi kullanabilecek bu sayede daha düşük maliyette ve kısa sürede üretim yapabilecektir.

Bu durumda bir de tasarımcı açısından bakarsak, en başında malzeme alternatiflerini teknik resme yazmadığı durumda, üretim sayfasında üreticiler tarafindan sıkça aranacak alternatif malzeme kullanılabilirliği sorulacak ve ek zaman kayıpları oluşacaktır. Ek olarak, yeni belirlenen malzemeleri teknik resimlere girilmesi, dolayısıyla resim revizyon süreci başlatılması da gerekecektir.

Tüm yönlerden değerlendirildiğinde, tasarımın en başından alternatif malzemeleri seçmek ve bu malzemeleri teknik resimlere/üretim talimatlarına yazmak, zaman ve doğal olarak para kazandıracaktır.


Sedat Demir