Stylo

Le stylo
 

  • Plan détaillé

    Introduction

    Analyse du système

                  1- Multi-écrans
                  2- Maturité du système
                  3- Lois d'évolutions
                  4- Poly-contradictions

    Potentiels scénarios d'innovation

    Résolution du système

                  1- Contradictions proposés
                  2- Matrice
                  3- Concepts de solution

    Solution 
                  1- Choix du concept de solution
                  2- Les solutions
                  3- Solution retenue

    Commercialisation

    Conclusion

     
  • Introduction

     La méthode TRIZ (Teorija Reshenija Izobretateliskih Zadatch) est une approche heuristique mise au point par un ingénieur soviétique en 1946 et destinée à résoudre des problèmes, généralement techniques, d’innovation. Elle est basée sur le principe selon lequel le progrès technologique suit un cours descriptible par des lois ; ainsi, on pourrait de manière systématique et méthodologique se contraindre à résoudre tout problème d’innovation ou d’invention d’objets quels qu’ils soient.

     Cette méthode a été abordé dans notre module d’initiation à l’innovation de l’ingénierie au travers du logiciel STEPS qui est une modélisation de la démarche TRIZ. Il nous a donc été demandé de traiter un objet simple auquel on apporterait une innovation grâce à la démarche TRIZ. L’objet que nous, Thomas LAGRANGE et Yassine SEDDIK, avons choisi le stylo, car c’est un objet utilisé par tous les étudiants au quotidien qui touche tout type de public et qui reste néanmoins très simple en général.

  • Analyse du système

  1. Multi-écrans

    Dans ce module d’initiation à l’innovation, pour nous accompagner dans notre démarche, et pour avoir un aperçu de la façon par laquelle les entreprises procèdent pour aboutir à innover, nous utiliserons le logiciel STEPS. Ce logiciel permet de nous encadrer et peu à peu, permet une analyse rigoureuse et précise de ce que l’on peut apporter à un objet quelconque pour qu’il soit innovant.

    La première étape, dans le logiciel, est de définir exactement l'objet qui sera transformé, c’est-à-dire, les sous-parties de cet objet, les interactions avec le monde extérieur, les fonctions que réalise ce concept, et les lois qui sont suivis. Ainsi on définit le système (l’objet), puis le sous-système (décomposition en sous-parties) et puis le super-système (interactions avec le monde extérieur).




    On procède à cette analyse basique pour à la fois l’objet que l’on connaît aujourd’hui et celui qui le précède dans le temps pour voir les points positifs et négatifs de cette évolution. Nous qui étudions le stylo, on se réfère au stylo BIC classique de nos jours, et le comparons au stylo plume d'antan.

    Certains paramètres ici peuvent sembler non-conformes au stylo mais nous ne voulions pas omettre des paramètres que nous utiliserions plus tard pour un stylo innovant. Les paramètres concernés sont la dimensionnalité et le high-tech. La dimensionnalité représente la capacité du stylo à pouvoir se détacher de la simple feuille 2D, et le côté high-tech est la possibilité futur d’interagir avec le monde numérique via le stylo. Ceux-ci viendront intervenir plus tard dans la méthode TRIZ.

    Puis on peut regrouper plusieurs paramètres qui peuvent être attachés à tous les objets physiques lors de sa production. Les paramètres auxquels nous nous référons sont la ductilité, la forme, le matériau, le poids.

    Enfin restent les paramètres qui dérivent de l’évolution du stylo : Durabilité, Ergonomie, Esthétique, Notoriété, Prix, Précision. Voici ce que nous avions en tête lors de l’ajout de ces paramètres :

    Durabilité : La capacité au stylo de pouvoir être rechargé en encre comme le pouvait le stylo plume, mais ce qui n’est pas le cas pour le stylo BIC.

    Ergonomie : L’espace qu’occupe le stylo, par exemple le stylo plume nécessite un porte-stylo dans certains cas pour le protéger.

    Esthétique : Le fait que l’écriture engendrée par l’utilisation du stylo ne soit pas “baveuse” comme pourrait l’être celle du stylo plume.

    Prix : Le coût d’achat du stylo en question.

    Précision : La finesse de l’écriture.

    Ceci nous permet de réaliser sur quels paramètres nous pouvions travailler, améliorer et innover. Ceci nous “ouvre les yeux” sur le nombre de possibilités d’innovation que nous pouvions faire, pour un objet aussi basique que le stylo.

  2. Maturité du système

    Dans la suite de la méthode TRIZ apportée par STEPS, nous devions, à peu près, prédire les avancées déjà existantes de l’objet dans le temps avant une certaine perfection fictive, ainsi que là où l’objet d'aujourd'hui se place dans sa frise chronologique actuelle.



    Nous avons donc établi que le stylo BIC actuel était assez proche de la perfection au niveau basique en tant qu’outil d’écriture seulement par aspect commercial, mais que quelques innovations pouvaient encore être ajoutées pour l’améliorer. Dans ce cas, on parle d’innovations d'Évolution, c’est-à-dire qu’elles vont améliorer l’objet tout en restant dans le même domaine de compétences et fonctionnelles.

    La deuxième frise décrit la possibilité d'évolution du stylo future (Stylo 3D, ou high-tech par exemple). Nous avons placé le curseur indicatif plutôt bas car nous pensons qu’il y a énormément d’innovations qui pourront être apportées à cet objet.

  3. Lois d'évolution

    Dans cette étape de STEPS, nous abordons 9 lois générales qui régissent les différentes évolutions possibles de tous les aspects de l’objet en question, le stylo.

    Loi 1 – Intégralité des parties

    Loi 2 – Conductibilité énergétique

    Loi 3 – Harmonisation

    Loi 4 – Idéalité

    Loi 5 – Développement inégal

    Loi 6 – Transition au super système

    Loi 7 – Transition vers le micro-niveau

    Loi 8 – Dynamisation et contrôlabilité

    Loi 9 – Evolution par la synthèse Substances-Champs

     


    Ces 9 lois nous permettent de mettre en perspectives les évolutions possibles que nous pouvons apporter dépendant du paramètre concerné.

    Ce qui est assez spécial dans notre cas, c’est que nous avions attribué la même capacité à pouvoir être amélioré, dépendant du paramètre, que celle que le logiciel STEPS attribue pour nous guider. Cela signifie que nous avions une idée assez clairvoyante sur l’aspect d’évolution.
  4. Poly-contradictions

    Les lois d'évolution étant étudiées, concentrons nous maintenant sur les paramètres d'innovation de notre produit: le stylo.
    En effet il existe des paramètres d'action (PA) , qui détermineront les axes principaux de nos innovations et qui agiront sur le produit de sorte à avantager ou désavantager d'autres paramètres, les paramètres d'évaluations (PE).

    Le logiciel se présente comme suit : on choisit les PA (ils sont plutôt imposés par les caractéristiques du produit), ils sont généralement peu nombreux et les paramètres restants sont des PE. Chaque PA influe sur certains PE en "bien" ou en "mal". De plus, chaque PE et PA a un indice d’importance selon le scénario dans lequel se trouve ( explication des scénarios dans la partie suivante ). Pour les PA, cette échelle d’importance varie de 0.8 à 1.2 et pour les PE, elle varie de 0 à 10. Ainsi, on obtient un tableau avec les contradictions qu’impliquent ces PA par rapport à leur influence sur les PE.

    Par exemple, pour le PA : Dimensionnalité, selon qu’il est 2D ou 3D les PE avantagés ne sont pas les mêmes. Pour un stylo écrivant en 2D, on aura un prix moins cher, une fabrication plus simple, une meilleure ergonomie, et une nécessité d’encre plus petite. Pour un stylo 3D, tous les paramètres précédents deviennent négatives et les PE positives deviennent la notoriété, un meilleur sens de l'esthétique, et une mine plus précise.


    Comme le montre l’image ci dessus, nous avons sélectionné 3 paramètres d’actions:
    - La dimensionnalité ( écriture en 2 ou 3 dimensions)
    - La rechargeabilité ( rechargeable et durée de vie infinie ou non rechargeable)
    - Le caractère High-Tech ( informatisé ou juste mécanique)

    Les paramètres d’évaluation sont au nombre de 7 et ils sont le prix, la notoriété, l’ergonomie, l'esthétique, la précision de la mine, le réservoir d’encre, et la simplicité de fabrication. En effet, on aurait pu parler de taille et de poids mais on a décidé de ne pas le faire pour la simple raison qu’un stylo ne dépassant pas les 100 grammes et 25 centimètres, les variations de poids et de taille n’auraient aucun impact sur sa vente.
    Passons maintenant à une brève explication sur les scénarios que nous avons introduits à notre projet.
  • Potentiels scénarios d'innovation

    Le stylo aujourd’hui se voit évoluer vers plusieurs axes adressés chacun vers un diffèrent public. Nous avons donc pris la peine d’étudier 4 scénarios en plus d’un scénario “Default” où tous les PA et PE auraient le même degré d’importance ( scénario qui sert de référence).

    Les scénarios sont les suivants:
    - Produire un stylo haut de gamme
    - Produire un stylo bas de gamme
    - Produire un stylo 3D
    - Produire un stylo informatisé

    Pour chaque scénario, nous avons ajusté les valeurs d’importance de PA et PE pour aboutir à une résolution cohérente du système même si éventuellement, nous choisirons de nous centrer et conclure sur un unique scénario.
  • Résolution
  1. Contradictions proposées

    Chaque paramètre d'action engendre des contradictions. Un stylo 3D procure une plus grande notoriété mais un prix bien plus élevé. Ainsi, on est amené à résoudre la contradiction suivante: comment faire un stylo 3D qui ait une grande notoriété et un prix bon marché?
    Sur ce principe là, selon le poids et l'universalité des contradictions, les contradictions sont classés dans un graphe de cercles. Les cercles de même couleur sont issus du même PA. Les contradictions les plus conséquentes sont situées en haut à droite du graphe.
    Nous avons donc obtenu un graphe diffèrent selon le scénario.

    Graphe "Default":


    Graphe "Stylo Haut de Gamme":


    Graphe "Stylo Bas de Gamme":


    Graphe "Stylo 3D":


    Graphe "Stylo informatisé":


    Nous avons décidé de résoudre 8 contradictions, 1 se trouvant dans le scénario Stylo 3D, 2 pour chaque scénario Stylo Haut et Bas de gamme, et 3 pour le dernier scénario Stylo informatisé que nous avons choisi comme scénario principale.

     
  2. Matrice

    Nous étions déjà orientés vers une solution dans le cadre de la production d’un stylo informatisé. Puis, parmi toutes les contradictions proposées, nous avons conclu que la plus intéressante était la contradiction 3.6, contradiction opposant Esthétique et Ergonomie. Ainsi, le logiciel STEPS nous demande de sélectionner une fonction principale utile. Dans notre cas, c’était l’ergonomie la fonction la plus importante, le fait de réduire au possible le matériel/volume nécessaire à l’utilisation du stylo. Pour définir le caractère ergonomique, nous avons sélectionné les paramètres “Volume d’un objet mobile”, “Perte de Substance” et “Degré d’automatisation”. Pour l'esthétique, nous avons choisi “Vitesse”, “Tenue Mécanique”, et “Précision de la mesure”. Ainsi, le logiciel STEPS nous donne de façon automatique les voies les plus faciles à emprunter pour résoudre ces contradictions.





    Ainsi, la première des résolutions possibles, la plus communes, et la reconception. Nous nous sommes surtout attachés à la définition 28.a : “Remplacer un système mécanique par un système Optique”.

     

  3. Concepts de solution

    Pour la partie concepts de solution dans le logiciel STEPS, nous devons remplir des fiches de solution pour chaque contradiction choisie. Voici un exemple :


    On alimente la contradiction d’un croquis ainsi qu’un court descriptif afin que le lecteur puisse comprendre parfaitement en quoi consiste l’innovation. Ainsi, nous avons créé 8 fiches différentes, en définissant la matrice particulière et unique à chaque innovation. Cela nous fait un ensemble de 8 fiches, avec une manière de résolution pour chaque contradiction sélectionnée.
     
  • Solution
     
  1. Choix du concept de solution


    Cette partie de STEPS permet de contempler l’impact que pourrait avoir chaque résolution proposée préalablement dans la partie Concept de Solution. Grâce aux fiches précédemment remplies, le logiciel trace automatiquement le graphe liant solutions et contradictions en fonction de chaque cas de figure : Stylo bas de gamme, haut de gamme, informatisé et 3D. Voici le graphe que nous avons obtenu.

     
  2. Les solutions

    Nous avons décidé d’expliquer brièvement les solutions avant de mettre la solution finale:

    Produire un stylo 3D :

    Stylo Switch 2D/3D :

    Stylo à la fois 2D et 3D divisé au milieu, s'ouvre et se recharge des deux côtés. Idéal pour les artistes qui souhaitent passer du 2D au 3D en toute continuité.

    Avec en plus des boutons pour controler le flux/vitesse ainsi que pour contrôler la température de chauffe du filament.


    Produire un stylo haut de gamme:

    1- Stylo à remplissage :

    Stylo haut de gamme type plume, avec un réservoir (cartouche) solide et durable pouvant être rechargé aisément chez soi. Réduit le coût d'entretien.


    2- Stylo à mine réglable :

    Stylo visant à intéresser les artistes. Crayon précis disposant au sommet d'une partie réglable rotatif, qui permet à l'utilisateur de choisir exactement le diamètre de la mine qu'il souhaite. En interne, la partie réglable serre ou desserre une pointe en acier qui taille la mine à la volonté de l'utilisateur.


    Produire un stylo bas de gamme :


    1- Stylo Cartouche Fixeable :

    Stylo bas de gamme, en deux parties : Compartiment en plastique pour la maniabilité, épousant la forme des doigts. Ce dernier se visse sur la mine qui se clipse sur la cartouche.

    Volume pris par l'appareil minimale, une simplicité de fabrication sans pareil avec peu de substance, créant un stylo à très bas prix.



    2- Stylo “type BIC” rechargeable :

    Stylo type BIC mais avec la partie mine+cartouche étant la seule partie à jeter, le reste se gardant et créant ainsi un stylo bas de gamme avec un bas coût d'entretien.


    Produire un stylo informatisé


    1- Stylo d’apprentissage :

    Stylo adapté pour une population très jeune, en apprentissage d'écriture. Disposant d'une gomme au sommet du stylo, il suffit à l'enfant d'appuyer sur le bouton central pour qu'un micro s'allume et détecte ce que l'enfant va dire, pour l'analyser et le faire apparaître sur l'écran LED intégré avec la correction d’orthographe pour que l'enfant puisse s'entraîner à écrire ce mot correctement.


    2- Stylo Graveur au Laser :

    Stylo de type électrique, disposant d'une entrée USB pour faciliter son rechargement de manière universelle. La batterie interne permet d'alimenter un laser à très faible décharge, passant par une loupe pour ainsi brûler très légèrement et seulement en superficie la feuille qui sert de support. Pas besoin d'encre pour ce stylo et durée de vie infinie.

     
  3. Solution retenue

    La dernière étape de STEPS consiste à définir parmi nos 8 innovations trouvées pour le stylo une seule et unique. Si le scénario principal qu’on a choisi est celui de produire un stylo informatisé, le choix se fait aussitôt parmi les 3 innovations qui concernent ce scénario. Par élimination et préférence, nous avons choisi le stylo enregistreur de mouvements qui satisfait les contradictions “Esthétique” et “Ergonomie”. De plus le public visé est bien plus large les deux autres étant adressés à des enfants ou des artistes.
    On dispose donc d’un stylo avec prise USB au bout survolant un espace de stockage contenue dans le stylo qui servira à enregistrer les données reçues et les stocker momentanément en son sein. Ainsi, en captant les mouvements à effectuer, on pourra écrire sur n’importe quel support.
    Une deuxième fonctionnalité purement optionnel a été ajouté consistant à mettre un laser juste à côté de la mine pour pouvoir déterminer une ligne droite qui nous indiquera où écrire. On aura donc la chance d’écrire droit sur un support qui ne le permet pas forcément.

    IMG_20170120_094012_01.jpg

     
  • Commercialisation

    Ce concept de stylo semble parfait dans cette ère où tout objet du futur fait partie de la grande famille des objets connectés (Internet Of Things). Au-lieu de devoir dépendre d’un support physique, nous pourrons tout simplement stocker l’intégralité de nos écrits en version numérique. Des technologies de reconnaissance 3D et de capture de mouvements existent déjà, tels que les technologies VR (virtual reality) ou encore certaines consoles comme la XBOX. Ainsi, ce projet ambitieux n’est pas infaisable, et est en réalité à portée de main. Bien sûr, les problèmes principaux seront de pouvoir minimiser le volume que prend un système pareil, ainsi que son coût de fabrication. Sa sortie commerciale n’est donc pas pour les quelques années à venir, mais pourquoi pas les décennies futures...

  • Conclusion 

    Le module d'Initiation à l'Innovation nous a permis de voir que les innovations des entreprises ne se basaient non pas, comme on pourrait l'imaginer, sur l'illumination ou l'imagination débordante de l'équipe R&D, mais sur la méthode TRIZ pouvant être articulé par le logiciel STEPS.
    En outre, même si le stylo, objet simple, ancien, et très courant, paraît à première vu un objet arrivé au bout de son évolution, nous avons pu voir que les axes d'évolution de l'objet étaient multiples. Celles ci peuvent donner lieu à des innovations infinies pour résoudre des contradictions et problèmes qui sont aussi infinies vu qu'une innovation apporte aussi en plus des résolutions, des problèmes...

 

Lien STEPS : 

https://www.dropbox.com/s/esb98uvbe8umck4/stylo%20%281%29.idm?dl=0

 

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