發明問題解決理論在企業技術開發與管理流程優化中的應用

上海開通數控有限公司 上海 200233

1 應用背景

企業技術開發與管理流程優化不僅是一個長期的過程，而且是一個不斷從實踐中發現問題、解決問題的過程。企業在技術開發與管理流程優化中，應當注重發明問題解決理論（TRIZ）等原理的應用，著力提升技術創新能力，持續優化產品，從而提高企業產品的競爭力。TRIZ不僅能提高發明的成功率，縮短發明的周期，而且可使發明問題具有可預見性。這一理論著力于澄清和強調系統中存在的矛盾，其目標是完全解決矛盾，獲得最終的理想解。這不是采取折中或者妥協的做法，而是基于技術的發展演化規律研究整個設計與開發過程，且不再是隨機行為。經過60多年的發展，TRIZ已經成為一套有效的方法論，在許多發達國家的企業中推廣應用，解決了數以萬計的新產品開發中的難題，亦創造了可觀的經濟效益［1-11］。

2 TRIZ一般原理

從表面上看，TRIZ只是為了解決實際問題，尤其是發明中出現的問題，但其本質是通過解決這些表象問題而最終實現創新。

經過60多年的發展，TRIZ已經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，對于標準問題，利用TRIZ求出標準解，代入并轉化求得領域解或是特定解。若產生新的領域問題，則進入下一個循環。在一系列解決問題的過程中，逐步運用TRIZ的工具和方法進行分析求解和評價，如此周而復始，直至獲得最終且最優的方案。

▲圖1 TRIZ解決問題一般流程

3 TRIZ的應用

傳統意義上的企業技術開發以實驗室模式為主導，并沒有充分結合企業的戰略發展框架，容易導致研發與市場脫節。20世紀80年代的企業技術開發開始傾向于研發與經營相結合，以項目管理方式為基礎，在創新時兼顧產品生命周期內的成本、業務影響等因素。現代化的企業技術開發開始實現跨部門、跨組織的協作發展路線。

從以往以生產為導向的企業技術開發轉化為以客戶為導向的研發，研發已上升到企業的戰略層面，由此帶來的企業技術開發流程也需要緊隨更新，以滿足可操作性和實時性的要求。

PDCA（Plan，Do，Check，Act）管理循環是一種使全面質量管理體系運轉的基本方法，需要搜集大量數據資料，并綜合運用各種先進管理技術。全面質量管理活動的全部過程，就是質量計劃組織實現的過程，在這一過程中，按照PDCA管理循環，不停頓且周而復始地運轉。

PDCA管理循環的實質是計劃、執行、檢查、糾正。借鑒TRIZ在技術領域解決問題的一般流程和PDCA管理循環理念、執行步驟，構造TRIZ在企業技術開發與管理流程優化中的應用流程，簡化為分析、轉化、執行、改進、控制，如圖2所示。

▲圖2 TRIZ在企業技術開發與管理流程優化中的應用流程

TRIZ的應用是一個循環過程，每個循環從分析實際問題開始，進而歸納轉化為標準問題，再對標準問題運用標準方案解決，應用于實際問題求解。當在控制環節發現產生新問題后，將重新開始分析問題，進入下一個循環。

4 分析

分析主要是明確實際問題的范圍、限制條件等，并確定問題的目標。

TRIZ最初主要應用于產品創新領域，通過對市場信息、客戶群需求及產品功能結構方面進行收集和分析來實現。

科技規劃管理不僅包括技術部門對產品的設計和創新，而且包括企業整體戰略管理、供應管理、資源管理、生產管理、市場管理和人力資源管理等。因此，領域問題的來源除了包括應用客戶需求和產品功能分析外，還包括對現有企業技術資源、競爭對手技術資源、公司整體戰略、行業技術前沿發展，甚至是國家層面戰略部署的分析等。

在分析階段使用的主要工具包括問卷調查表、功能解析與裁剪、理想解等。

問卷調查表能夠定義問題所處的實際狀況。功能解析與裁剪能夠將對象流程分為子功能和子流程，梳理出各流程之間的關聯關系。理想解可以為流程確定理想的目標，作為尋找解決方案的依據和評價方案好壞的依據。

通過應用這一系列工具，實際構建了一個調查問題、分析問題、確定問題目標，以及評價依據的過程。

另一方面，科技規劃是企業在整體戰略下的核心戰略，在整個分析過程中可以借鑒戰略領域的態勢分析法、質量分析中的魚骨圖法等，以實現分析問題的全面性和完整性，如此則更有助于確認問題的分析點。

5 轉化

5.1 轉化概述

通過分析步驟，對實際問題明確了領域，然后可以利用TRIZ工具將實際問題轉化為TRIZ可以處理的標準問題。這一過程的本質是尋找沖突的過程，主要包括技術和物理這兩種沖突。

技術沖突是指一個作用同時導致有用及有害兩種結果，有害效應消除或有用作用引入，會導致一個或幾個子系統變壞。物理沖突是指為了實現某種功能，一個子系統應具有一種特性，但同時也出現了與這一特性相反的特性。

在應用TRIZ工具將實際問題轉化為標準問題的過程中，可以采用標準工程參數描述法、產品進化理論、QFD（Quality Function Deployment）法等。

5.2 標準工程參數描述法

TRIZ總結了39個工程參數，主要涵蓋了技術問題中的技術特性。在科技規劃管理時并不一定能完全吻合使用這39個參數，但可以通過選取部分參數，加以科技規劃管理案例注釋使用。在實際使用中，可以根據企業所處行業和領域的特性，加以選擇，以此構建沖突矩陣，最終選定適合的工程參數，建立標準解模型。

5.3 產品進化理論

TRIZ的產品進化理論將產品進化過程分為四個階段：嬰兒期、成長期、成熟期、退出期。處于前兩個時期的產品，企業應加大投入，盡快使其進入成熟期，以便企業獲得最大效益。處于成熟期的產品，企業應對其替代技術進行研究，并取得新的替代技術，以應對未來的市場競爭。處于退出期的產品，企業利潤急劇下降，應盡快淘汰。

產品進化理論可以為企業產品規劃提供具體、科學、有效的支持。科技規劃最終成果的展示途徑即為產品，因此進化亦可以在科技規劃中加以使用，即技術也可以分為嬰兒期、成長期、成熟期和退出期。任何新技術的發展演變都是從預言萌芽到快速發展，再到技術成熟，最后到技術退化，如此的迭代和更替過程，才能使技術得以前進和發展，這樣的周而復始也是進化發展的基礎。

5.4 QFD法

QFD法是一種系統性的決策技術，在設計階段，可以保證將顧客的要求準確無誤地轉換為產品定義；在生產準備階段，可以保證將反映顧客要求的產品定義準確無誤地轉換為產品制造工藝過程；在生產加工階段，可以保證制造出的產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，又努力發掘沒有言傳的顧客需求。QFD法典型的實現步驟是通過運用產品規劃矩陣，發掘顧客的產品需求，或者是這些需求表現出來的技術特征，形成產品概念；通過概念選擇矩陣，對產品概念進行評估，選擇最佳概念后逐級分割各零部件，以確定這些零部件的生產流程；通過流程控制和質量控制，最終使零部件和產品滿足需求。基于相關技術的發展，結合零部件與產品的功能需求，技術規劃可以通過QFD法來分解和歸納，使科技規劃落到實處，貼近市場需求，滿足客戶要求。

6 執行

執行是指執行標準解，進而解決問題。

6.1 利用沖突矩陣解決沖突

沖突矩陣的發明原理對于管理問題而言是可用的，利用相關技術領域的內容對發明原理進行填充與說明，可以提取或確定物理沖突，針對每個原理增加一些管理實例來說明這些原理的使用過程，并且在此基礎上不斷進行改進。通過對技術沖突重新選擇參數，將技術沖突轉化為物理沖突，然后再利用分離原理解決這些沖突。

6.2 利用標準解解決沖突

使用標準解來解決沖突問題是應用TRIZ的一個小竅門。對于每一個標準解，都有一些例子進行解釋，而當前這些例子主要是技術領域的。為了使TRIZ在技術管理領域應用和推行，需要簡化參數，同時將管理案例補充進去。

6.3 利用進化模式和進化路線解決沖突

任何事物都存在從低級向高級進化，從初期萌芽到末期退化的規律。客觀而言，流程和管理是基于管理者個人經驗積累之上的，進化模式的普適性使其對具體問題的指導作用顯得并不顯著，但如果通過看似只能定性分析的指標，基于進化規律的發展，加以前提設定，并以定量化指標加以擴充，那么就可以變相解決沖突了。

7 改進

在解決第一層質量屋中工程措施的沖突關系后，對產品的理解也從最初的相對朦朧狀態變為得到一些可實現的具體特征。此時，應對產品雛形有初步想法，再結合第一層質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。在第二層質量功能展開中，工程措施被填入質量屋的左墻，零件特征被填入質量屋的天花板位置。按同樣的方法，分析列出零件特征間的相互影響，并評估各個零件特征的自身重要度、沖突指數和影響值，最后通過轉化為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，需要進一步使用類比的方法得到實際問題的解，再針對具體的目標方向制訂詳細的改進計劃，按計劃實施解決方案，并判斷方案的有效性。對于某些定性問題，可以在TRIZ工具演繹應用后按標準解進行解決。對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，這樣才能更好地實施解決，如通過試驗數據等定量化指標進一步進行細化驗證。

8 控制

改進實施之后，需要對整個實施過程和實施結果進行控制，以此確認偏離度。在實施過程中，可運用QFD法進行質量功能展開，借以明晰需求、關系、特性和排序，使整個過程得到有序控制。同時，TRIZ中的預期失效分析可以作為一種有效的失效預防模式，有效預防實施過程中人為因素造成的失誤。預期失效分析作為主動尋找潛在情形進而消除潛在失效因素的方法，可用于許多領域，如產品設計、過程控制等。此外，在一些量化的指標方面還可以采用統計過程控制工具進行有效控制。

9 結束語

在應用TRIZ時，通過對TRIZ一般原理進行分析和探索，結合PDCA管理循環理論，在企業技術開發與管理流程優化中精準定位客戶需求；對技術方案進行論證，解決創新瓶頸與難題，再加以試驗數據論證，在不斷改進中開拓新思路，建立系統性研發模式，縮短研發周期，提升研發成功率，進而降低產品在整個生命周期中存在的潛在風險。基于以上研究，得到了一種適合企業自身業務發展需要的技術管理流程，可以使企業得到更好的發展。

作為企業的研發部門，在保證自身有旺盛創造力的同時，向上要與市場部緊密銜接，通過市場部的敏銳信息，聽取客戶的心聲，尋找令客戶滿意的驅動力；向下也要和生產部門接軌，保證輸出的創新性設計可以實現，且盡量易于實現，這樣更有助于產品品質的保證。產品在品質上提升，既能推動企業打造品牌形象，又可以降低產品不良引發的各類次生風險。TRIZ不但提供了一種創新思維方式，而且為人們解決問題提供了一套有效的實用工具。最近幾年，國內外專家學者也在不斷探索TPIZ與其它理論結合、互補、創新，并將TRIZ應用到技術以外領域的可行性及實施的方法。這些探索必將進一步推動TRIZ的發展，進而促進國內外創新理論及應用的發展。

筆者針對企業技術開發與管理流程優化中的問題，應用TRIZ，旨在通過創新理論與工具，解決企業在創造性思維、滿足客戶需求、提升品質、縮短研發周期、控制風險等方面所面臨的問題，為企業在技術管理方面提出新的思路與建議。