發(fā)明問題解決理論在企業(yè)技術(shù)開發(fā)與管理流程優(yōu)化中的應(yīng)用

上海開通數(shù)控有限公司 上海 200233

1 應(yīng)用背景

企業(yè)技術(shù)開發(fā)與管理流程優(yōu)化不僅是一個(gè)長期的過程，而且是一個(gè)不斷從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程。企業(yè)在技術(shù)開發(fā)與管理流程優(yōu)化中，應(yīng)當(dāng)注重發(fā)明問題解決理論（TRIZ）等原理的應(yīng)用，著力提升技術(shù)創(chuàng)新能力，持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品，從而提高企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。TRIZ不僅能提高發(fā)明的成功率，縮短發(fā)明的周期，而且可使發(fā)明問題具有可預(yù)見性。這一理論著力于澄清和強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)中存在的矛盾，其目標(biāo)是完全解決矛盾，獲得最終的理想解。這不是采取折中或者妥協(xié)的做法，而是基于技術(shù)的發(fā)展演化規(guī)律研究整個(gè)設(shè)計(jì)與開發(fā)過程，且不再是隨機(jī)行為。經(jīng)過60多年的發(fā)展，TRIZ已經(jīng)成為一套有效的方法論，在許多發(fā)達(dá)國家的企業(yè)中推廣應(yīng)用，解決了數(shù)以萬計(jì)的新產(chǎn)品開發(fā)中的難題，亦創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益［1-11］。

2 TRIZ一般原理

從表面上看，TRIZ只是為了解決實(shí)際問題，尤其是發(fā)明中出現(xiàn)的問題，但其本質(zhì)是通過解決這些表象問題而最終實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。

經(jīng)過60多年的發(fā)展，TRIZ已經(jīng)形成了一套成熟的工具和方法，并且具有解決問題的一般流程，如圖1所示。

TRIZ在解決問題的過程中，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)問題，利用TRIZ求出標(biāo)準(zhǔn)解，代入并轉(zhuǎn)化求得領(lǐng)域解或是特定解。若產(chǎn)生新的領(lǐng)域問題，則進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。在一系列解決問題的過程中，逐步運(yùn)用TRIZ的工具和方法進(jìn)行分析求解和評(píng)價(jià)，如此周而復(fù)始，直至獲得最終且最優(yōu)的方案。

▲圖1 TRIZ解決問題一般流程

3 TRIZ的應(yīng)用

傳統(tǒng)意義上的企業(yè)技術(shù)開發(fā)以實(shí)驗(yàn)室模式為主導(dǎo)，并沒有充分結(jié)合企業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展框架，容易導(dǎo)致研發(fā)與市場(chǎng)脫節(jié)。20世紀(jì)80年代的企業(yè)技術(shù)開發(fā)開始傾向于研發(fā)與經(jīng)營相結(jié)合，以項(xiàng)目管理方式為基礎(chǔ)，在創(chuàng)新時(shí)兼顧產(chǎn)品生命周期內(nèi)的成本、業(yè)務(wù)影響等因素。現(xiàn)代化的企業(yè)技術(shù)開發(fā)開始實(shí)現(xiàn)跨部門、跨組織的協(xié)作發(fā)展路線。

從以往以生產(chǎn)為導(dǎo)向的企業(yè)技術(shù)開發(fā)轉(zhuǎn)化為以客戶為導(dǎo)向的研發(fā)，研發(fā)已上升到企業(yè)的戰(zhàn)略層面，由此帶來的企業(yè)技術(shù)開發(fā)流程也需要緊隨更新，以滿足可操作性和實(shí)時(shí)性的要求。

PDCA（Plan，Do，Check，Act）管理循環(huán)是一種使全面質(zhì)量管理體系運(yùn)轉(zhuǎn)的基本方法，需要搜集大量數(shù)據(jù)資料，并綜合運(yùn)用各種先進(jìn)管理技術(shù)。全面質(zhì)量管理活動(dòng)的全部過程，就是質(zhì)量計(jì)劃組織實(shí)現(xiàn)的過程，在這一過程中，按照PDCA管理循環(huán)，不停頓且周而復(fù)始地運(yùn)轉(zhuǎn)。

PDCA管理循環(huán)的實(shí)質(zhì)是計(jì)劃、執(zhí)行、檢查、糾正。借鑒TRIZ在技術(shù)領(lǐng)域解決問題的一般流程和PDCA管理循環(huán)理念、執(zhí)行步驟，構(gòu)造TRIZ在企業(yè)技術(shù)開發(fā)與管理流程優(yōu)化中的應(yīng)用流程，簡(jiǎn)化為分析、轉(zhuǎn)化、執(zhí)行、改進(jìn)、控制，如圖2所示。

▲圖2 TRIZ在企業(yè)技術(shù)開發(fā)與管理流程優(yōu)化中的應(yīng)用流程

TRIZ的應(yīng)用是一個(gè)循環(huán)過程，每個(gè)循環(huán)從分析實(shí)際問題開始，進(jìn)而歸納轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)問題，再對(duì)標(biāo)準(zhǔn)問題運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)方案解決，應(yīng)用于實(shí)際問題求解。當(dāng)在控制環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生新問題后，將重新開始分析問題，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

4 分析

分析主要是明確實(shí)際問題的范圍、限制條件等，并確定問題的目標(biāo)。

TRIZ最初主要應(yīng)用于產(chǎn)品創(chuàng)新領(lǐng)域，通過對(duì)市場(chǎng)信息、客戶群需求及產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行收集和分析來實(shí)現(xiàn)。

科技規(guī)劃管理不僅包括技術(shù)部門對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新，而且包括企業(yè)整體戰(zhàn)略管理、供應(yīng)管理、資源管理、生產(chǎn)管理、市場(chǎng)管理和人力資源管理等。因此，領(lǐng)域問題的來源除了包括應(yīng)用客戶需求和產(chǎn)品功能分析外，還包括對(duì)現(xiàn)有企業(yè)技術(shù)資源、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手技術(shù)資源、公司整體戰(zhàn)略、行業(yè)技術(shù)前沿發(fā)展，甚至是國家層面戰(zhàn)略部署的分析等。

在分析階段使用的主要工具包括問卷調(diào)查表、功能解析與裁剪、理想解等。

問卷調(diào)查表能夠定義問題所處的實(shí)際狀況。功能解析與裁剪能夠?qū)?duì)象流程分為子功能和子流程，梳理出各流程之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。理想解可以為流程確定理想的目標(biāo)，作為尋找解決方案的依據(jù)和評(píng)價(jià)方案好壞的依據(jù)。

通過應(yīng)用這一系列工具，實(shí)際構(gòu)建了一個(gè)調(diào)查問題、分析問題、確定問題目標(biāo)，以及評(píng)價(jià)依據(jù)的過程。

另一方面，科技規(guī)劃是企業(yè)在整體戰(zhàn)略下的核心戰(zhàn)略，在整個(gè)分析過程中可以借鑒戰(zhàn)略領(lǐng)域的態(tài)勢(shì)分析法、質(zhì)量分析中的魚骨圖法等，以實(shí)現(xiàn)分析問題的全面性和完整性，如此則更有助于確認(rèn)問題的分析點(diǎn)。

5 轉(zhuǎn)化

5.1 轉(zhuǎn)化概述

通過分析步驟，對(duì)實(shí)際問題明確了領(lǐng)域，然后可以利用TRIZ工具將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為TRIZ可以處理的標(biāo)準(zhǔn)問題。這一過程的本質(zhì)是尋找沖突的過程，主要包括技術(shù)和物理這兩種沖突。

技術(shù)沖突是指一個(gè)作用同時(shí)導(dǎo)致有用及有害兩種結(jié)果，有害效應(yīng)消除或有用作用引入，會(huì)導(dǎo)致一個(gè)或幾個(gè)子系統(tǒng)變壞。物理沖突是指為了實(shí)現(xiàn)某種功能，一個(gè)子系統(tǒng)應(yīng)具有一種特性，但同時(shí)也出現(xiàn)了與這一特性相反的特性。

在應(yīng)用TRIZ工具將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)問題的過程中，可以采用標(biāo)準(zhǔn)工程參數(shù)描述法、產(chǎn)品進(jìn)化理論、QFD（Quality Function Deployment）法等。

5.2 標(biāo)準(zhǔn)工程參數(shù)描述法

TRIZ總結(jié)了39個(gè)工程參數(shù)，主要涵蓋了技術(shù)問題中的技術(shù)特性。在科技規(guī)劃管理時(shí)并不一定能完全吻合使用這39個(gè)參數(shù)，但可以通過選取部分參數(shù)，加以科技規(guī)劃管理案例注釋使用。在實(shí)際使用中，可以根據(jù)企業(yè)所處行業(yè)和領(lǐng)域的特性，加以選擇，以此構(gòu)建沖突矩陣，最終選定適合的工程參數(shù)，建立標(biāo)準(zhǔn)解模型。

5.3 產(chǎn)品進(jìn)化理論

TRIZ的產(chǎn)品進(jìn)化理論將產(chǎn)品進(jìn)化過程分為四個(gè)階段：嬰兒期、成長期、成熟期、退出期。處于前兩個(gè)時(shí)期的產(chǎn)品，企業(yè)應(yīng)加大投入，盡快使其進(jìn)入成熟期，以便企業(yè)獲得最大效益。處于成熟期的產(chǎn)品，企業(yè)應(yīng)對(duì)其替代技術(shù)進(jìn)行研究，并取得新的替代技術(shù)，以應(yīng)對(duì)未來的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。處于退出期的產(chǎn)品，企業(yè)利潤急劇下降，應(yīng)盡快淘汰。

產(chǎn)品進(jìn)化理論可以為企業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃提供具體、科學(xué)、有效的支持?？萍家?guī)劃最終成果的展示途徑即為產(chǎn)品，因此進(jìn)化亦可以在科技規(guī)劃中加以使用，即技術(shù)也可以分為嬰兒期、成長期、成熟期和退出期。任何新技術(shù)的發(fā)展演變都是從預(yù)言萌芽到快速發(fā)展，再到技術(shù)成熟，最后到技術(shù)退化，如此的迭代和更替過程，才能使技術(shù)得以前進(jìn)和發(fā)展，這樣的周而復(fù)始也是進(jìn)化發(fā)展的基礎(chǔ)。

5.4 QFD法

QFD法是一種系統(tǒng)性的決策技術(shù)，在設(shè)計(jì)階段，可以保證將顧客的要求準(zhǔn)確無誤地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品定義；在生產(chǎn)準(zhǔn)備階段，可以保證將反映顧客要求的產(chǎn)品定義準(zhǔn)確無誤地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品制造工藝過程；在生產(chǎn)加工階段，可以保證制造出的產(chǎn)品完全滿足顧客的需求。QFD法既積極尋求顧客明確告知的需求，又努力發(fā)掘沒有言傳的顧客需求。QFD法典型的實(shí)現(xiàn)步驟是通過運(yùn)用產(chǎn)品規(guī)劃矩陣，發(fā)掘顧客的產(chǎn)品需求，或者是這些需求表現(xiàn)出來的技術(shù)特征，形成產(chǎn)品概念；通過概念選擇矩陣，對(duì)產(chǎn)品概念進(jìn)行評(píng)估，選擇最佳概念后逐級(jí)分割各零部件，以確定這些零部件的生產(chǎn)流程；通過流程控制和質(zhì)量控制，最終使零部件和產(chǎn)品滿足需求?；谙嚓P(guān)技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合零部件與產(chǎn)品的功能需求，技術(shù)規(guī)劃可以通過QFD法來分解和歸納，使科技規(guī)劃落到實(shí)處，貼近市場(chǎng)需求，滿足客戶要求。

6 執(zhí)行

執(zhí)行是指執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)解，進(jìn)而解決問題。

6.1 利用沖突矩陣解決沖突

沖突矩陣的發(fā)明原理對(duì)于管理問題而言是可用的，利用相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的內(nèi)容對(duì)發(fā)明原理進(jìn)行填充與說明，可以提取或確定物理沖突，針對(duì)每個(gè)原理增加一些管理實(shí)例來說明這些原理的使用過程，并且在此基礎(chǔ)上不斷進(jìn)行改進(jìn)。通過對(duì)技術(shù)沖突重新選擇參數(shù)，將技術(shù)沖突轉(zhuǎn)化為物理沖突，然后再利用分離原理解決這些沖突。

6.2 利用標(biāo)準(zhǔn)解解決沖突

使用標(biāo)準(zhǔn)解來解決沖突問題是應(yīng)用TRIZ的一個(gè)小竅門。對(duì)于每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解，都有一些例子進(jìn)行解釋，而當(dāng)前這些例子主要是技術(shù)領(lǐng)域的。為了使TRIZ在技術(shù)管理領(lǐng)域應(yīng)用和推行，需要簡(jiǎn)化參數(shù)，同時(shí)將管理案例補(bǔ)充進(jìn)去。

6.3 利用進(jìn)化模式和進(jìn)化路線解決沖突

任何事物都存在從低級(jí)向高級(jí)進(jìn)化，從初期萌芽到末期退化的規(guī)律?？陀^而言，流程和管理是基于管理者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)積累之上的，進(jìn)化模式的普適性使其對(duì)具體問題的指導(dǎo)作用顯得并不顯著，但如果通過看似只能定性分析的指標(biāo)，基于進(jìn)化規(guī)律的發(fā)展，加以前提設(shè)定，并以定量化指標(biāo)加以擴(kuò)充，那么就可以變相解決沖突了。

7 改進(jìn)

在解決第一層質(zhì)量屋中工程措施的沖突關(guān)系后，對(duì)產(chǎn)品的理解也從最初的相對(duì)朦朧狀態(tài)變?yōu)榈玫揭恍┛蓪?shí)現(xiàn)的具體特征。此時(shí)，應(yīng)對(duì)產(chǎn)品雛形有初步想法，再結(jié)合第一層質(zhì)量功能展開中整理得出的解決方法，提煉出支持工程措施所需的零件特征。在第二層質(zhì)量功能展開中，工程措施被填入質(zhì)量屋的左墻，零件特征被填入質(zhì)量屋的天花板位置。按同樣的方法，分析列出零件特征間的相互影響，并評(píng)估各個(gè)零件特征的自身重要度、沖突指數(shù)和影響值，最后通過轉(zhuǎn)化為TRIZ工程特性，代入沖突解決矩陣，得出解決沖突的最佳方案。在利用TRIZ工具求解出解決方案后，需要進(jìn)一步使用類比的方法得到實(shí)際問題的解，再針對(duì)具體的目標(biāo)方向制訂詳細(xì)的改進(jìn)計(jì)劃，按計(jì)劃實(shí)施解決方案，并判斷方案的有效性。對(duì)于某些定性問題，可以在TRIZ工具演繹應(yīng)用后按標(biāo)準(zhǔn)解進(jìn)行解決。對(duì)于另一些定性問題則還需要使用一些定量的工具加以輔助，這樣才能更好地實(shí)施解決，如通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)等定量化指標(biāo)進(jìn)一步進(jìn)行細(xì)化驗(yàn)證。

8 控制

改進(jìn)實(shí)施之后，需要對(duì)整個(gè)實(shí)施過程和實(shí)施結(jié)果進(jìn)行控制，以此確認(rèn)偏離度。在實(shí)施過程中，可運(yùn)用QFD法進(jìn)行質(zhì)量功能展開，借以明晰需求、關(guān)系、特性和排序，使整個(gè)過程得到有序控制。同時(shí)，TRIZ中的預(yù)期失效分析可以作為一種有效的失效預(yù)防模式，有效預(yù)防實(shí)施過程中人為因素造成的失誤。預(yù)期失效分析作為主動(dòng)尋找潛在情形進(jìn)而消除潛在失效因素的方法，可用于許多領(lǐng)域，如產(chǎn)品設(shè)計(jì)、過程控制等。此外，在一些量化的指標(biāo)方面還可以采用統(tǒng)計(jì)過程控制工具進(jìn)行有效控制。

9 結(jié)束語

在應(yīng)用TRIZ時(shí)，通過對(duì)TRIZ一般原理進(jìn)行分析和探索，結(jié)合PDCA管理循環(huán)理論，在企業(yè)技術(shù)開發(fā)與管理流程優(yōu)化中精準(zhǔn)定位客戶需求；對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行論證，解決創(chuàng)新瓶頸與難題，再加以試驗(yàn)數(shù)據(jù)論證，在不斷改進(jìn)中開拓新思路，建立系統(tǒng)性研發(fā)模式，縮短研發(fā)周期，提升研發(fā)成功率，進(jìn)而降低產(chǎn)品在整個(gè)生命周期中存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)?；谝陨涎芯?，得到了一種適合企業(yè)自身業(yè)務(wù)發(fā)展需要的技術(shù)管理流程，可以使企業(yè)得到更好的發(fā)展。

作為企業(yè)的研發(fā)部門，在保證自身有旺盛創(chuàng)造力的同時(shí)，向上要與市場(chǎng)部緊密銜接，通過市場(chǎng)部的敏銳信息，聽取客戶的心聲，尋找令客戶滿意的驅(qū)動(dòng)力；向下也要和生產(chǎn)部門接軌，保證輸出的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)，且盡量易于實(shí)現(xiàn)，這樣更有助于產(chǎn)品品質(zhì)的保證。產(chǎn)品在品質(zhì)上提升，既能推動(dòng)企業(yè)打造品牌形象，又可以降低產(chǎn)品不良引發(fā)的各類次生風(fēng)險(xiǎn)。TRIZ不但提供了一種創(chuàng)新思維方式，而且為人們解決問題提供了一套有效的實(shí)用工具。最近幾年，國內(nèi)外專家學(xué)者也在不斷探索TPIZ與其它理論結(jié)合、互補(bǔ)、創(chuàng)新，并將TRIZ應(yīng)用到技術(shù)以外領(lǐng)域的可行性及實(shí)施的方法。這些探索必將進(jìn)一步推動(dòng)TRIZ的發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)國內(nèi)外創(chuàng)新理論及應(yīng)用的發(fā)展。

筆者針對(duì)企業(yè)技術(shù)開發(fā)與管理流程優(yōu)化中的問題，應(yīng)用TRIZ，旨在通過創(chuàng)新理論與工具，解決企業(yè)在創(chuàng)造性思維、滿足客戶需求、提升品質(zhì)、縮短研發(fā)周期、控制風(fēng)險(xiǎn)等方面所面臨的問題，為企業(yè)在技術(shù)管理方面提出新的思路與建議。