講義ノート: 創造的問題解決の方法論(13)
解決策の生成法 (3)     解決策の体系化  および   講義のまとめ
創造的問題解決の方法論 − 大阪学院大学情報学部 2年次「科学情報方法論」講義ノート (第13回講義)
中川  徹 (大阪学院大学) , 2002年 1月17日    [掲載: 2002. 7.15]   [ 注: 固定ピッチのフォントで読んで下さい]

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講義「科学情報方法論」（情報学部2年次)  第13回  講義資料
                                             2002年 1月17日   中川  徹

  解決策の生成法 (3) 解決策の体系化
    および  講義のまとめ
 

目標:  ＵＳＩＴを中心にして, 解決策を組み合わせ, 一般化, 体系化する方法を学ぶ。また,
       本講義のまとめとして, 「創造的に問題を解決する方法」を概観し, 意義を再認識する。
 
 

前回:解決策の生成法 (2) 「壁」を破る方法 (ブレイクスルー)  目標:    問題解決の核心は, 「壁」 (困難・矛盾) を打ち破って, 「ブレイクスルー」を達成す          ることである。そのための具体的な考え方を, ＴＲＩＺ, ＡＳＩＴ, ＵＳＩＴから学ぶ。 要点:    ＴＲＩＺでは, 「壁」のことを「矛盾」と呼び, 敢えて「矛盾」を明確化する。            最も突き詰めた段階が「物理的矛盾」 (システムの一つの面に対して, 正・逆の対立            する要求が同時にある場合) であり, この「にっちもさっちも行かない」状況を              ＴＲＩＺは「分離原理」で確実に解決できるといい, 多くの適用例がある。          ＡＳＩＴは, 解決策が発明的である条件として, 「閉世界の制約」と「質的変化の要求」            を見出した。簡易化した 5種の解決策生成技法をもつ。          ＵＳＩＴは5種の解決策生成技法をもつが, その最初の3種は,             「オブジェクトを複数化する」 (0, 2, 3,... , ∞, 1/2, 1/3, ... 1/∞)            「各オブジェクトの属性の次元を変える」 (属性を使う/使わない, 空間・時間変化)             「機能をオブジェクト間で再配置する」           TRIZ, ASIT, USIT の適用事例を学んで, 「壁」を破る思考法を習得するとよい。

 

1.  ＵＳＩＴの解決策生成技法 (その2)

  ＵＳＩＴの 5種の解決策生成技法のうち, 前回に3種を話した。今回, 残り 2種。

    (1) オブジェクト複数化法:  オブジェクトを 「複数化」する。
    (2) 属性次元法:            オブジェクトの属性の「次元」を変える。
    (3) 機能配置法:            機能をオブジェクト間で「再配置」する。

    (4) 解決策組み合わせ法:    二つの解決策をいろいろな面から「組み合わせる」。
    (5) 解決策一般化法:        一つの解決策の中の用語・概念を「一般化」する。

    これらは「何を, どうする」の形で表現されている「オペレータ」である。
    (4)(5) は, システムの要素ではなく, 「解決策 (の要素)」に作用させる。

1.1  解決策組み合わせ法

  「解決策組み合わせ法」は, 複数の解決策に作用して,
      それらをさまざまに (空間的に, 時間的に, 部分としてなど) 組み合わせて,
        一つの新しい解決策を生成する。

    より詳しくは, つぎのようなガイドラインがある。

    (a) 複数の解決策を「機能的に」組み合わせる。
            ある解決策の機能を (別の解決策で) 強化する, 拡張する, 防止するなど。

    (b) 複数の解決策を「時間的に」組み合わせる。
            順次に, 事前に, 事後に, 交互に, サイクリックに, 逆順に  など。

    (c) 複数の解決策を「空間的に」組み合わせる。
            別の場所で独立的に, 横に並べて, 前後に繋いで, 上下にして,
            入れ子にして, 同じ場所で交互に   など。

    (d) 複数の解決策を「構造的に」組み合わせる。
           異なるレベルで, 異なる条件下で,  など。

    (e) 複数の解決策を「精神的に」組み合わせる。
           ハイブリッドにして, 妥協させて, バックグランドで, など。

  このように「組み合わせ法」は (前の3種の技法とは違った) 広い範囲をカバーする。

    このＵＳＩＴの「解決策組み合わせ法」は, ＴＲＩＺの「分離原理」によく対応する。
      「分離原理」 =     「矛盾する要求を分離し, 別々に満足させて, 組み合わせる。」
      「組み合わせ法」 = 「複数の解決策を (さまざまに) 組み合わせる。」

    「組み合わせ法」の方が (「分離原理」よりも) 考えやすい。
         組み合わせのいろいろなやり方を説明しやすい。考え出しやすい。
         「矛盾の認識」と「分離」のプロセスにこだわらないで先に進むことができる。

1.2  解決策一般化法

  「解決策一般化法」は, 解決策中の用語・概念を一般化させるものである。
        特に, 特定的な用語, 技術用語を, より広い, より総括的な用語で置き替える。
        この用語の置き替えによって, 概念が膨らむ (より広くなる)。連想ができる。

  何らかの解決策の具体案が浮かぶと, つぎの図式でアイデアを膨らましていく。

    例:  「額縁掛けの問題」において

      (壁からの振動があると, 額縁が傾きやすい)
        -->  額縁と壁の間にスポンジのようなものを入れよう。
        -->  ゴムでもよいね。柔らかい方がよい。
           ==>  壁からの振動を小さくするために, 額縁と壁の間にクッションを入れる。
        -->  クッションは額縁に貼りつけてもよいし, 壁に貼りつけてもよい。
           ==>  壁を柔らかくする。
           ==>  壁が柔らかくて, 額縁が滑りにくいとよいかも。
           ==>  壁と額縁の間の摩擦を大きくする。
        -->  額縁の下辺の後ろに, 粘着剤を塗る。
        -->  額縁の下辺と壁とを, 両面テープで軽く止める。
          ==>  壁の広い面が, くっつきやすければ, 額縁をペタッとくっつければよい。
            ==>  「くっつく壁」のイメージ
        -->  マジックテープのようなもので, 額縁を壁にくっつける。
        -->  磁石を額縁に仕込んで, 壁にくっつけてもよい。
                 ・・・・・

    このような「連想」的な発想のアイデアを大事にして, それを記述していく。
      記述の道具はいろいろ:
          黒板, ホワイトボード, 電子記録式のホワイトボード,
          模造紙, 模造紙とポストイットカード, ノート, ...

      途中で追加, 挿入, 書き換え, レイアウト変更, 図式化が容易なものが望ましい。

  この「解決策一般化法」の長所:

      連想を刺激し, 一般化と具体化との組み合わせで, アイデアが急速に膨らむ。強力。
      アイデアを広げることを助ける。
      得られる解決策が, 自然に体系化・階層化されて整理される。
      アイデアの抜け・落ちを見つけやすい。(網羅的にしやすい)
      ＵＳＩＴ法のParticle法における「行動-性質ダイアグラム」と親近性がある。

 

1.3  ＵＳＩＴの解決策生成法の適用例 (解決策の全体像の例)

  例1: 「発泡樹脂シートの発泡倍率の増大の問題」
         出典: 中川  徹 『ＴＲＩＺホームページ』, 1999年 7月。

    Particles法による「行動-性質ダイアグラム」を次のように得た。(講義 第10回)

    このダイアグラムをベースにして得た解決策は以下のようである。

    この事例は, Sickafus指導のＵＳＩＴセミナーで中川が研修して作成したもの。
      セミナーでは分析完了段階で時間切れ, 数日後にこの解決策を書き下ろした。
        解決策のアイデアはセミナーの段階でほぼ頭の中にできていた。

    この事例では, ＵＳＩＴ法の解決策生成技法をあまり意識的には使っていない。
      Particles法の「行動-性質ダイアグラム」で解決策のイメージが十分得られていた。

  例2. 「額縁掛けの問題」 (Sickafus (1997) & 中川  徹 (2001))
           出典:  中川  徹 『ＴＲＩＺホームページ』, 2001年

    解決策の全体を, 連想関係/親近関係をベースにしてまとめると, つぎの図が得られた。

      [注意:  解決策が必ずしもこの図の順番で得られたわけではない。
              解決策の生成は, いろいろな解決策生成技法を繰り返し使って増強される。]

    問題 (困ること) の根本原因, およびそれを分析した結果の
      問題 (困ること) に関連する属性 (問題起因属性, 問題抑制属性) をベースにして,
          すべての解決策が考え出されている。

      <== 問題分析の結果が, 素直にまた確実に解決策生成に活用されている。
             この結果, 一つの問題に多くの解決策の候補が得られる。
              [これらの解決策の候補のうちのどれを使うとよいかは, 後に判断する。]

 

2.  ＵＳＩＴ法の全体像 (フローチャートと適用法)

  いままでは問題解決の段階ごとに, 重要と考える諸方法を述べてきた。
    その中で, ＵＳＩＴ法が, ほとんどすべての段階で重要な示唆を与えた。

  そこで, 最後に, ＵＳＩＴ法における問題解決の全体像を述べる。
     ＵＳＩＴ (Unified Structured Inventive Thinking, 統合的構造化発明思考法)

    出典: 中川  徹:「やさしいＵＳＩＴ法を使ってＴＲＩＺのエッセンスを教え・適用し
   た経験」, TRIZCON2002投稿論文の和訳, 『ＴＲＩＺホームページ』, 2002年1月。

  ＵＳＩＴ法の全プロセスはつぎのフローチャートで表わされる。

    全プロセスは, 3段階 (問題定義, 問題分析, 解決策生成) からなり,
      それぞれに明確でわかりやすいガイドラインが与えられている。

  (I) 問題定義段階: (本講義 第5回§7, 第8回§3.2 参照)

    問題定義文:  解くべき問題を1-2行の文で定義する。
    図解:        問題状況を理解するための簡明な概念図
    根本原因:    問題 (困ること) を生じている根本の原因と考えられるもの (複数可)。
    オブジェクト群: 問題のシステムを構成するオブジェクトを列挙する。

  (II) 問題分析段階: (本講義 第9回§4, 第10回§3, 第10回§1)

    (a) 閉世界法:  現システムを 「オブジェクト-属性-機能」の概念をベースに分析。
          閉世界ダイアグラムの構築:  現システムの本来のデザインを機能分析する。
          定性変化グラフの 構築:  問題 (困ること) に関わる属性を分析する。

    (b) Particles法:  まず理想解をイメージして, 望ましい行動と性質を考える。
          現状のスケッチと「理想」をイメージしたスケッチを描く。
          違いのある部分にx印を書き, 魔法のParticlesだと考える。
          行動-性質ダイアグラムの構築:  Particlesに託したい「行動」を考え, 詳細化。
                                        Particleの望ましい「性質」の候補を列挙。

    (c) 空間・時間特性の分析:  空間および時間的な特徴・特異性を見出す。

  (III) 解決策生成段階: (本講義 第12回§4, 第13回§1, 第13回§2)

    (a) オブジェクト複数化法:  オブジェクトを「複数化」する。
    (b) 属性次元法:            オブジェクトの属性の「次元」を変える。
    (c) 機能配置法:            機能をオブジェクト間で再配置する。
    (d) 解決策組み合わせ法:    複数の解決策をさまざまの面から組み合わせる。
    (e) 解決策一般化法:        解決策の用語・概念を一般化し, 体系化する。

  これらの各段階を踏むことによって, 技術的な問題の創造的な解決策が多く得られる。
 

  ＵＳＩＴは, フォード社のEd Sickafusによって開発され,
    1995年〜2000年の5年間で,
      同社の技術者1000名に 3日間トレーニングセミナーが行われ,
      多数の実地適用事例を持っている。
          適用分野は, 技術開発全般である。

  中川によるＵＳＩＴ 3日間トレーニングセミナーは下記の要領で行う。

    この特徴は以下の点である。

      ・ 複数の企業からの技術者 10〜15名に対する 3日間のトレーニング。
      ・ 第1日午前が全体的な講義。以後 2日半は実地問題でのグループ演習。
      ・ 各参加者が実地の問題を持ち込み, その中から3-4件を選択して研修する。
      ・ 演習はＵＳＩＴのプロセスに従い, 5セッションで行う。
      ・ 各セッションは, 講師説明, グループ別の演習, 全体での発表と指導よりなる。
      ・ 各人は, 一つの問題をグループで解決すると同時に, 全問題の解決過程も学ぶ。

  ＵＳＩＴの評価は以下のようである。 (日本における評価)

    ・ ＵＳＩＴはＴＲＩＺよりもはるかに学びやすい。
    ・ ＵＳＩＴはグループの共同作業に適している。
    ・ ＵＳＩＴは実地の技術問題に適用できる。
    ・ ＵＳＩＴはコンセプトレベルの解決策を得るのにスムーズで強力である。
    ・ ＵＳＩＴとＴＲＩＺソフトウェアツールとを一緒に使った良い実践法を
           明らかにする必要がある。
    ・ ＵＳＩＴをよりよく理解するために, もっと事例報告や例題が必要である。

 

3.  ＴＲＩＺの全体像と学び方

  上記のＵＳＩＴはＴＲＩＺから発展した一つの問題解決法 (プロセス) であり,
    ＴＲＩＺのエッセンスを適切に継承・発展させている。
       ＵＳＩＴは (新しい世代の) ＴＲＩＺの一部であると位置づけられる。

  ここで, ＴＲＩＺの全体像を簡単に説明しておく。
     ＴＲＩＺ (Theory of Inventive Problem Solving, 発明問題解決の理論)

  ＴＲＩＺは, Genrich Altshuller (ゲンリッヒ・アルトシュラー)が開発・樹立した。
    旧ソ連で, 反体制として抑圧されながら, 民間で研究・開発したもの。

      1946年 着想,  1956年 最初の論文,
      1970-74年  バクー の研究所で講義 (確立期)
                  旧ソ連の各地に弟子たちがＴＲＩＺスクールを作り, 研究・教育。

      1990年以後  欧米にＴＲＩＺ専門家多数が移住し, 普及活動。

  ＴＲＩＺは膨大な知識ベースと方法論を蓄積・体系化した。
      あまりにも膨大で多様 (歴史的に変遷・発展したから) なので,
          少し学んだだけでは本質が分からないことがある。
        (中川自身も, 4年半学習してきて) ようやくエッセンスが分かった。

    参考: 中川  徹: 「ＴＲＩＺ（発明問題解決の理論）の紹介 - 創造的問題解決のための
        技術思想 -」, 『ＴＲＩＺホームページ』, 2001年11月。

  全体像はつぎのようである。

    (1) 方法論(a)     技術に対する新しい見方
    (2) 方法論(b)     創造的な問題解決のための思考法
    (3) 知識ベース   上記の方法論(a)(b) を実装する多数の原理・事例の集積

    本講義では, 以下の項目についてＴＲＩＺの考えを説明してきた。

      ・ 「心理的惰性」(創造を阻む自分の内面の要因)           (講義第6回§5)
      ・ 技術的システムの捉え方, 技術システムの完全性の法則  (講義第7回§5, 第7回§6)
      ・ 技術システムの原因分析の例, 原因結果ネットワーク   (講義第8回§3, 第8回§4)
      ・ 技術システムの機能分析                              (講義第9回§3)
      ・ 「理想」の認識と技術システムの「理想性」            (講義第10回§2)
      ・ 問題解決の基本モデル, 「知識ベース」の枠組み,      (講義第11回§2, 第11回§3)
           「技術システムの進化のトレンド」, 技術の逆引き,   (講義第11回§4, 第11回§5)
            40の発明原理, アルトシュラーの矛盾マトリクス,    (講義第11回§6, 第11回§7)
            発明標準解                                     (講義11回§8)
      ・ 「矛盾」の克服, 「分離原理」                       (講義12回§2)

      [注: ＴＲＩＺの主要な技法・事項のうち, 本講義でとりあげていないもの:
             「物質-場分析」:  簡潔な機能分析   (ＵＳＩＴの閉世界法の方を推奨する)
             「ＡＲＩＺ」:  問題を突き詰めて解決するための思考プロセス
                                                (ＵＳＩＴ法で置き替える)
             「小さい賢人たちのモデリング」:  (ＵＳＩＴのParticles法で置き替える)
             「多画面法」:   上位・下位システムを描き, 過去・現在・未来を図示する。]

    なお, 上記に明示した以上に, 本講義全体がＴＲＩＺの思想をベースにしている。

  ＴＲＩＺのエッセンスは以下のように記述できる。
     出典:  中川  徹,「ＴＲＩＺのエッセンス - 50語による表現」,
              『ＴＲＩＺホームページ』, 2001年5月。
 
 

  ＴＲＩＺ/ＵＳＩＴなどの問題解決技法の学び方:

                         [SalamatovのＴＲＩＺ教科書の翻訳出版の案内 (含む: 序文) : 『ＴＲＩＺホームページ』, 2000年11月, 中川]

4.  創造的問題解決の意義: 技術開発と社会への応用

  この講義の主題は, 「創造的に問題を解決するには, どうすればよいか?」であった。
    最後に, このような方法を学ぶことの意義, 特に実社会における意義を述べる。

  この講義で話した意味での「問題」は, どこにでもある。

      みんなの日常生活, 勉学のしかた, 自分の将来, 自分の進路, ...
      地域の交通事情, 老人介護, 住宅の耐震構造, 廃棄物のリサイクル, ...
      ソフトウェア開発の困難, 新製品の技術開発, 新製品の市場拡大, ...
      地雷の除去法, 砂漠化の防止と緑化, ...

  特に, 技術界・産業界では, 多くの新しい「問題」に日常的に直面している。

    どんな分野でも:  ソフトウェア分野, 情報機器分野, 電気・電子, 機械, ...
                     医療, 農業, ....

    どんな工程でも:  基礎研究, 応用研究, 技術開発, 製品開発, 市場開発, ...
                     企画, 設計, 製造, テスト, 運用, 保守, ....

  これらの「問題」の解決に, 「技術革新」が必要とされている。
    すなわち, 「問題」を「創造的」に解決することが求められている。

  これらの問題解決に, 従来の科学技術の蓄積を利用すべきなのは当然である。

    それには, 各分野の専門の知識と専門の技術が必要である。
       (情報学部の諸君には, 情報科学・情報工学とその応用の専門家になって欲しい。)
    また, 特定分野にとらわれない, 広い科学技術知識が望まれる。

  その上に, 「創造的問題解決」の一般的な方法論を身につけていることが望まれる。

    従来は, 「問題解決の方法論」が十分確立されていなかった。
        科学者も技術者も, それぞれに独学で, 自己流の方法論を身につけてきた。

    最近, (本講義で述べたように) 「問題解決の方法論」が明確になりつつある。
        これをマスターすると, 非常に広い範囲の「問題解決」を行えるようになる。

  現在は, まだ「創造的問題解決の方法論」を習得した人たちは少数だから,
    その少数の人々の周りで, 適用活動・普及活動・教育活動が必要である。
        この人たちが, 実績を作るとともに, 方法論自体を改良・発展させねばならない。

  日本でも, 欧米や韓国でも, 企業への導入活動が進展しつつある。

      いままでの約50年は, 「品質管理」や「品質向上」運動が産業界を向上させてきた。
          (その基礎は, 統計学 (データ解析) と組織論にあった。)

      最近, そして将来は, 「技術革新」の運動が技術界・産業界をリードするだろう。
          その基礎には, 「技術論」がなければならない。

  「技術」に対する深い認識を持った「創造的問題解決の方法論」がこれに答える。
      ＴＲＩＺ (特に, ＵＳＩＴなどを含んだ新世代のＴＲＩＺ) が, これを担える。

  新世代のＴＲＩＺはまた, その適用分野を拡張しつつある。

     非技術的な分野 (ビジネス, 社会問題など)
     創造性教育の分野  (幼稚園から, 小学校, 中学, 高校, 大学, 大学院, 社会人まで)

 

5.  本講義のまとめ

  本講義で扱った主題を一覧表にまとめておく。
 

  本講義は, まったく初めて行った講義であった。
      毎回の講義資料は, 私にとって, 毎週の「研究レポート」の提出であった。

    ともかく「新しい講義」を作ることができたことを喜んでいる。
        「新しいモデル」になってほしいと思っている。

      この講義ノート全体を逐次『ＴＲＩＺホームページ』で公表する計画である。

  諸君の「レポート」を楽しみにしている。
      1月24日(木) 午後3時締切り。
     教育支援システムCaddieでファイル提出のこと。

  レポートは感想を書いて返却する予定。
     (2月18日 ゼミIIオリエンテーションの日に)

                                                 -----  以上  -----
 
 

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前回講義(12)

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1.ＵＳＩＴの解決策生成技法 (その2)

1.3 ＵＳＩＴの解決策生成法の適用例

2. ＵＳＩＴ法の全体像 (フローチャートと適用法)

3.ＴＲＩＺの全体像と学び方

4. 創造的問題解決の意義: 技術開発と社会への応用

5 .本講義のまとめ

 

講義ノートトップ	1. 導入: 経験と原理	2. レポートの書き方	3. 情報収集(1) 書誌情報	4. 情報収集(2) インタネット	5. 問題を見つけて絞り込む	6. 発想とは
7. システムとは	8. 問題分析(1) 困ることの原因	9. 問題分析 (2) 機能・属性分析	10. 問題分析(3) 空間時間特性と理想解	11. 解決策生成(1) 知識ベース	12. 解決策生成 (2) ブレークスルー	13. 解決策生成(3) 解決策の体系化

 

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最終更新日 : 2002. 7.15   連絡先：　中川 徹  nakagawa@utc.osaka-gu.ac.jp