MS-SPO

MS-SPO illustriert Innovation-on-demand für Ventile

Hintergrund

Dieses Beispiel stammt, etwas verfremdet, aus einer Kundenanfrage. Sagen wir, es gehe um einen Ventilhersteller. Man habe seit langem nicht mehr ernsthaft innoviert und suche nun Hilfestellung. Dieses Anwendungsbeispiel zeigt Ihnen, wie Neuerungen quasi “im Vorübergehen” nahezu spielerisch entstehen.

Das Beispiel ist bewusst anschaulich gewählt und einfach auf beliebige Systeme übertragbar.

An/Aus-Ventile – billig

An/Aus-Ventile sind vergleichsweise kärglich aufgebaut: Ein elektrisches Signal öffnet oder verschließt den Leitungsquerschnitt vollständig, etwa als Magnetschalter. Der Einfachheit steht die begrenzte Funktionalität gegenüber: an oder aus.

Kontinuierliche Ventile – teuer

Um kontinuierlich den Durchfluss zu verändern, sind Ventile mit Stellmotoren bekannt. Ein analoges Signal steuert einen Motor an, der den Querschnitt über eine Drehung beliebig verändert. Mit nahe am oder im Motor verfügbarem Digital-Analog-Wandler ist eine Bussteuerung möglich. Die höhere Funktionalität wird durch höheren Aufwand erkauft.

Erfinderische Aufgabe

Wie ließe sich die Funktion des kontinuierlichen Ventils durch primitivere An/Aus-Ventile erzielen?

Erstes erfinderische Prinzip: “Mache eine Kopie” – kostenarm

Statt eines An/Aus-Ventils verwenden wir 2, 3 oder 4. Bei 4 gleichartigen Ventilen verändern wir damit den Durchfluss in Vielfachen von 1 / 4. Das ist eine erste Annäherung an das kontinuierliche Ventil. Digital betrachten ergäbe das eine 4-Bit Ansteuerung mit der Eigenschaft, dass viele Binärkombinationen redundant denselben Durchfluss ergeben.

Zweites erfinderische Prinzip: “Erhöhe Asymmetrie” – kostengünstig

Wir verändern das System weiter, indem wir die 4 gleichen (symmetrischen) Ventile in 4 ungleiche (asymmetrische) Ventile überführen. Beispielsweise könnte das kleinste 1 Flusseinheit, das nächste 2, das nächste 4 und das letzte 8 Flusseinheiten durchlassen. Damit hätten wir ein echtes 4-Bit Wort, und der Durchfluss wäre in 1 / 16 Schritten variierbar.

Innovatives Ergebnis: Konzept-Evolution

4 An/Aus-Ventile mit binär gestaffelten parallel geschalteten Querschnitten ergeben … einen elektroniklosen fluiden 4-Bit Digital-Analog-Wandler! Innerhalb von Minuten wandelt sich das Konzept hin zu immer höherer Leistungsfähigkeit:

• vom günstigen grob arbeitenden An-/Aus-Ventil
• erfinderisch über Kopien dieser An-/Aus-Ventile
• erfinderisch über verstärkte Asymmetrie (interpretiert als verschiedene Durchmesser)
• jetzt naheliegend von 4 auf n ungleiche Ventile
• und erreicht konzeptionell beliebig genau die Leistung eines teuren Ventils mit analogem Stellmotor

Innovativ betrachtet stellt dieses System ein Polysystem dar. Es hat gegenüber dem Monosystem (An/Aus-Ventil) neue Eigenschaften, die den Eigenschaften des konkurrierenden Monosystems (kontinuierliches Ventil) ähneln.

Je nach Auslegung könnte es billiger oder langlebiger sein (Produktoptimierung). Es könnte eine Alternativerfindung darstellen (Patente). Es könnte zu einer Vielzahl neuer Produktvarianten führen (Spin-offs), etwa enge Anordnung oder im größten Querschnitt integrierte übrige. Um nur einige zu nennen.

Interpretationen des Polysystems

• parallele Leuchtmittel (Glühlampen, LED, …)
• parallele Motoren (Verbrenner, Elektro, …)
• parallele Heizquellen (Feststoffe, Gase, Strom, …)

Mit anderen Worten: Die erfinderische Konstruktion, das erfinderische Konzept, ergibt selbst in andere Branchen, Bereichen und Anwendungen etwas Sinnvolles.