Accelerating innovation in civil engineering and building design with the development of Archi-TRIZ and QFD

Hassanijajini, Hamidreza (2025). Accelerating innovation in civil engineering and building design with the development of Archi-TRIZ and QFD. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Firstly, there is a demand for the introduction of new specialized methodologies to foster innovation in the field of civil engineering. Following a literature review, it was found that TRIZ is a systematic methodology for innovative design, but its direct application in the building design process is challenging. Therefore, it was deemed relevant to produce a customized contradiction matrix, later called Archi-TRIZ, to accelerate innovation in the building design process.

Secondly, this thesis describes the development of the Archi-TRIZ contradiction matrix in order to accelerate innovation in the design of non-structural components of buildings. Its utility was then experimented in the design of a movable wall project. Moreover, Archi-TRIZ could also prove beneficial in other areas of civil engineering. Subsequently, the idea of creating a website or mobile application integrating Archi-TRIZ to facilitate its use by designers was presented and discussed, and this idea was illustrated using figures, tables, and descriptions.

Thirdly, to accelerate innovation in building design, the thesis methodology was enhanced by incorporating relevant article concepts, innovative designs, and creative approaches that could be useful in various civil engineering and architectural design projects. Descriptions were added, and the content was logically connected to each of the 40 inventive principles of the Archi-TRIZ methodology, leading to the creation of several synthesis tables. Then, examples from these tables — each linked to a specific inventive principle — were proposed to be integrated into a website or mobile application to make them more accessible, as mentioned earlier, with the aim of accelerating innovation in building design by facilitating the brainstorming process for designers and civil engineers.

Fourthly, in order to help designers, choose the best options derived from Archi-TRIZ, the QFD decision-making method was introduced and used, while also adding more features to the product by better taking customer needs into account. To do this, customer needs were considered through the QFD method, which was applied after the use of Archi-TRIZ. Using the movable wall example, the process first aimed to select the better option between two alternatives, then to add additional features based on customer expectations. Each choice regarding each feature of the movable wall was ranked and selected based on user needs. In summary, the methodology was applied twice in the movable wall example to experiment the usefulness of the method proposed in this thesis.

Finally, for future work, it is recommended to create different specialized contradiction matrices for various fields of civil engineering, which could be called Hydro-TRIZ, Road TRIZ, Structure-TRIZ, Renewable-Energy-TRIZ, etc. It is also suggested to add specific innovative examples for each field and include all these elements as additional features in the mobile application or website introduced in this thesis, with the aim of accelerating innovation across the different sectors of civil engineering.

Titre traduit

Accélération de l'innovation dans la conception des bâtiments par le développement de l'Archi-TRIZ et QFD

Résumé traduit

Premièrement, il existe une demande pour l’introduction de nouvelles méthodologies spécialisées favorisant l’innovation dans le domaine du génie civil. À la suite d’une revue de la littérature, il a été constaté que TRIZ est une méthodologie systématique en conception innovante, mais que son application directe dans le processus de conception des bâtiments est difficile. Ainsi, il a été pertinent de produire une matrice de contradictions personnalisée, appelée plus tard Archi-TRIZ, afin d’accélérer l’innovation dans le processus de conception
des bâtiments.

Deuxièmement, cette thèse décrit l’élaboration de la matrice de contradictions Archi-TRIZ afin d’accélérer l’innovation dans la conception des composants non structurels des bâtiments. D’ailleurs, son utilité a été expérimentée pour la conception d’un projet de mur mobile. De plus, Archi-TRIZ pourrait également s’avérer bénéfique dans d’autres domaines du génie civil. Par la suite, l’idée de créer un site web ou une application mobile intégrant Archi-TRIZ pour en faciliter l’usage par les concepteurs a été présentée et discutée, et cette idée a été illustrée à l’aide de figures, tableaux et descriptions.

Troisièmement, pour accélérer l’innovation dans la conception des bâtiments, la méthodologie de la thèse a été enrichie grâce à l’ajout de concepts d’articles pertinents, de conceptions innovantes et d’approches créatives pouvant être utiles dans divers projets de génie civil et de conception architecturale. Des descriptions ont été ajoutées, et le contenu a été relié de manière logique à chacun des 40 principes inventifs de la méthodologie Archi TRIZ, aboutissant ainsi à la création de plusieurs tableaux de synthèse. Par la suite, des exemples tirés de ces tableaux — chacun étant lié à un principe inventif spécifique — ont été proposés pour être intégrés dans un site web ou une application mobile pour les rendre plus accessibles, comme mentionné précédemment, dans le but d’accélérer l’innovation dans la conception des bâtiments en facilitant le processus de réflexion des concepteurs et ingénieurs civils.

Quatrièmement, afin d’aider les concepteurs à choisir les meilleures options issues d’Archi-TRIZ, la méthode de prise de décision QFD a été présentée et utilisée, tout en ajoutant davantage de fonctionnalités au produit en prenant mieux en compte les besoins des clients. Pour ce faire, les besoins des clients ont été considérés via la méthode qui a été appliquée après l’utilisation d’Archi-TRIZ. Avec l’exemple du mur mobile, le processus visait d’abord à choisir la meilleure option entre deux alternatives, puis à ajouter des fonctionnalités supplémentaires selon les attentes des clients. Chaque choix concernant chaque caractéristique du mur mobile a été classé et sélectionné en fonction des besoins des utilisateurs. En résumé, la méthodologie a été appliquée à deux reprises dans l’exemple du mur mobile afin de d’expérimenter l’utilité de la méthode proposée dans cette thèse.

Enfin, pour les travaux futurs, il est recommandé de créer différentes matrices de contradictions spécialisées pour différents domaines du génie civil, qui pourraient être appelées Hydro-TRIZ, Road-TRIZ, Structure-TRIZ, Renewable Energy-TRIZ, etc. Il est également suggéré d’ajouter des exemples innovants spécifiques à chaque domaine, et d’inclure l’ensemble de ces éléments comme fonctionnalités supplémentaires dans l’application mobile ou le site web présentés dans cette thèse, dans le but d’accélérer l’innovation dans les différents secteurs du génie civil.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Article-based thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillement of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy". Comprend les références bibliographiques (pages 153-173).
Mots-clés libres:	TRIZ, matrice personnalisée, Archi-TRIZ, conception de bâtiments, innovation, architecture, 40 principes inventifs, génie civil, déploiement de la fonction qualité, QFD, besoin du client, construction, murs mobiles
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Gardoni, Mickaël
Programme:	Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt:	20 févr. 2026 15:18
Dernière modification:	20 févr. 2026 15:18
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3773

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