Widersprüche
Die innovativen Prinzipien können als Ansatzpunkt für ein Brainstorming genutzt werden. Es gibt jedoch vierzig dieser Prinzipien, und würde man alle Prinzipien der Reihe nach durchgehen, so könnte man sich mit jedem einzelnen nicht allzu lange beschäftigen. Gebraucht werden daher Ansätze, wie abhängig vom konkreten Problem diejenigen innovativen Prinzipien, die die größte Erfolgschance besitzen, ausgewählt werden können. Indiz für die Erfolgschance der Anwendung eines innovativen Prinzips ist, wie oft in der Vergangenheit bei ähnlichen Problemen die Anwendung eben dieses Prinzips erfolgreich war. Gebraucht wird also ein Kriterium dafür, wann zwei technische Probleme einander ähnlich sind.
Der Ansatz, der sich als sinnvoll erwiesen hat, basiert auf Widersprüchen. Widersprüche beschreiben zwei gegensätzliche Anforderungen an ein technisches System oder eine seiner Komponenten. Zur Lösung eines Problems muss daher ein Widerspruch, der dieses Problem möglichst gut beschreibt, aufgestellt werden. Zwei Probleme, die durch einen ähnlichen Widerspruch beschrieben werden können, sind einander ähnlich. Hierbei werden zwei verschiedene Arten von Widersprüchen unterschieden:
Technischer Widerspruch: Ein technischer Widerspruch beschreibt, dass eine Verbesserung einer Eigenschaft eines technischen Systems als Nebenwirkung zu einer Verschlechterung einer anderen Eigenschaft führt. Diese Art eines Widerspruchs beschreibt also, was geschehen würde, wenn ein Ingenieur ein technisches System auf zu naive Weise verbessern würde. Der englische Begriff „engineering contradiction“ trifft das Konzept daher besser als der deutsche Begriff „technischer Widerspruch“.
Physikalischer Widerspruch: Ein physikalischer Widerspruch beschreibt, dass ein Parameter bzw. eine Eigenschaft einer Komponente eines technischen Systems zwei verschiedene Werte annehmen soll. Im Gegensatz zu einem technischen Widerspruch wird also nicht die Auswirkung einer zum Zweck der Verbesserung vorgenommenen Änderung am technischen System, sondern das gewünschte technische System als solches beschrieben.
Gemäß dem Stefan-Boltzmann-Gesetz steigt die abgestrahlte Lichtleistung mit der vierten Potenz der Temperatur des Glühfadens. Eine Temperaturerhöhung ist daher ein effizientes Mittel zur Steigerung der Effizienz einer Lampe. Leider verschleißt eine Lampe um so schneller, je höher die Temperatur des Glühfadens ist. Eine Halogenlampe ist ein Ansatz, diesen Widerspruch zu vermindern.
Ein Beispiel für einen technischen Widerspruch ist
Wenn der Glühfaden einer Glühlampe heißer wird,
dann leuchtet die Glühlampe heller,
aber der Glühfaden brennt schneller durch.
Ein Beispiel für einen physikalischen Widerspruch ist
Der Glühfaden einer Glühlampe soll heiß sein, damit die Lampe hell leuchtet,
aber er soll auch kalt sein, damit die Lampe lange hält.
Für beide Klassen von Widersprüchen wird im Folgenden beschrieben, wie geeignete innovative Prinzipien zu ihrer Lösung gefunden werden können.
Es gibt auch Widersprüche, die nicht auf eine der beiden obigen Formen gebracht werden können. Zwei Beispiele sind
Wenn die Glühlampe mit einem Halogen-Fluor-Gemisch gefüllt wird,
dann strahlt die Lampe hell und hält lange,
aber man würde das Patent eines Konkurrenten verletzen.
und
Wenn der Glühfaden aus Kohlenstoffnanoröhren wäre,
dann strahlt die Lampe hell und hält lange,
aber der einzige Hersteller für Nanoröhren ist nicht ISO-9001 zertifiziert,
also erlaubt die Qualitätsabteilung dies nicht.
Technische und physikalische Widersprüche sind durch Naturgesetze gegeben. Die beiden eben gezeigten Widersprüche sind dagegen rein menschengemacht. Sie werden daher manchmal als administrative Widersprüche bezeichnet. Derartige Widersprüche sind räumlich und zeitlich lokal, d.h., sie betreffen nur bestimmte Firmen zu bestimmten Zeitpunkten: Eine andere Firma würde Kohlenstoffnanoröhren von diesem Lieferanten kaufen; ein paar Jahre später ist das Patent abgelaufen. Die Trends der Technikevolution beschreiben universelles Verhalten, und dementsprechend kann es universelle Verfahren zum Bestimmen erfolgversprechender innovativer Prinzipien geben. Liegt dagegen nur ein administrativer Widerspruch vor, so ist dieses nicht möglich. In diesem Fall muss also ein Brainstorming mit allen innovativen Prinzipien durchgeführt werden.