发明问题解决理论在企业技术开发与管理流程优化中的应用

上海开通数控有限公司 上海 200233

1 应用背景

企业技术开发与管理流程优化不仅是一个长期的过程，而且是一个不断从实践中发现问题、解决问题的过程。企业在技术开发与管理流程优化中，应当注重发明问题解决理论（TRIZ）等原理的应用，着力提升技术创新能力，持续优化产品，从而提高企业产品的竞争力。TRIZ不仅能提高发明的成功率，缩短发明的周期，而且可使发明问题具有可预见性。这一理论着力于澄清和强调系统中存在的矛盾，其目标是完全解决矛盾，获得最终的理想解。这不是采取折中或者妥协的做法，而是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开发过程，且不再是随机行为。经过60多年的发展，TRIZ已经成为一套有效的方法论，在许多发达国家的企业中推广应用，解决了数以万计的新产品开发中的难题，亦创造了可观的经济效益［1-11］。

2 TRIZ一般原理

从表面上看，TRIZ只是为了解决实际问题，尤其是发明中出现的问题，但其本质是通过解决这些表象问题而最终实现创新。

经过60多年的发展，TRIZ已经形成了一套成熟的工具和方法，并且具有解决问题的一般流程，如图1所示。

TRIZ在解决问题的过程中，对于标准问题，利用TRIZ求出标准解，代入并转化求得领域解或是特定解。若产生新的领域问题，则进入下一个循环。在一系列解决问题的过程中，逐步运用TRIZ的工具和方法进行分析求解和评价，如此周而复始，直至获得最终且最优的方案。

▲图1 TRIZ解决问题一般流程

3 TRIZ的应用

传统意义上的企业技术开发以实验室模式为主导，并没有充分结合企业的战略发展框架，容易导致研发与市场脱节。20世纪80年代的企业技术开发开始倾向于研发与经营相结合，以项目管理方式为基础，在创新时兼顾产品生命周期内的成本、业务影响等因素。现代化的企业技术开发开始实现跨部门、跨组织的协作发展路线。

从以往以生产为导向的企业技术开发转化为以客户为导向的研发，研发已上升到企业的战略层面，由此带来的企业技术开发流程也需要紧随更新，以满足可操作性和实时性的要求。

PDCA（Plan，Do，Check，Act）管理循环是一种使全面质量管理体系运转的基本方法，需要搜集大量数据资料，并综合运用各种先进管理技术。全面质量管理活动的全部过程，就是质量计划组织实现的过程，在这一过程中，按照PDCA管理循环，不停顿且周而复始地运转。

PDCA管理循环的实质是计划、执行、检查、纠正。借鉴TRIZ在技术领域解决问题的一般流程和PDCA管理循环理念、执行步骤，构造TRIZ在企业技术开发与管理流程优化中的应用流程，简化为分析、转化、执行、改进、控制，如图2所示。

▲图2 TRIZ在企业技术开发与管理流程优化中的应用流程

TRIZ的应用是一个循环过程，每个循环从分析实际问题开始，进而归纳转化为标准问题，再对标准问题运用标准方案解决，应用于实际问题求解。当在控制环节发现产生新问题后，将重新开始分析问题，进入下一个循环。

4 分析

分析主要是明确实际问题的范围、限制条件等，并确定问题的目标。

TRIZ最初主要应用于产品创新领域，通过对市场信息、客户群需求及产品功能结构方面进行收集和分析来实现。

科技规划管理不仅包括技术部门对产品的设计和创新，而且包括企业整体战略管理、供应管理、资源管理、生产管理、市场管理和人力资源管理等。因此，领域问题的来源除了包括应用客户需求和产品功能分析外，还包括对现有企业技术资源、竞争对手技术资源、公司整体战略、行业技术前沿发展，甚至是国家层面战略部署的分析等。

在分析阶段使用的主要工具包括问卷调查表、功能解析与裁剪、理想解等。

问卷调查表能够定义问题所处的实际状况。功能解析与裁剪能够将对象流程分为子功能和子流程，梳理出各流程之间的关联关系。理想解可以为流程确定理想的目标，作为寻找解决方案的依据和评价方案好坏的依据。

通过应用这一系列工具，实际构建了一个调查问题、分析问题、确定问题目标，以及评价依据的过程。

另一方面，科技规划是企业在整体战略下的核心战略，在整个分析过程中可以借鉴战略领域的态势分析法、质量分析中的鱼骨图法等，以实现分析问题的全面性和完整性，如此则更有助于确认问题的分析点。

5 转化

5.1 转化概述

通过分析步骤，对实际问题明确了领域，然后可以利用TRIZ工具将实际问题转化为TRIZ可以处理的标准问题。这一过程的本质是寻找冲突的过程，主要包括技术和物理这两种冲突。

技术冲突是指一个作用同时导致有用及有害两种结果，有害效应消除或有用作用引入，会导致一个或几个子系统变坏。物理冲突是指为了实现某种功能，一个子系统应具有一种特性，但同时也出现了与这一特性相反的特性。

在应用TRIZ工具将实际问题转化为标准问题的过程中，可以采用标准工程参数描述法、产品进化理论、QFD（Quality Function Deployment）法等。

5.2 标准工程参数描述法

TRIZ总结了39个工程参数，主要涵盖了技术问题中的技术特性。在科技规划管理时并不一定能完全吻合使用这39个参数，但可以通过选取部分参数，加以科技规划管理案例注释使用。在实际使用中，可以根据企业所处行业和领域的特性，加以选择，以此构建冲突矩阵，最终选定适合的工程参数，建立标准解模型。

5.3 产品进化理论

TRIZ的产品进化理论将产品进化过程分为四个阶段：婴儿期、成长期、成熟期、退出期。处于前两个时期的产品，企业应加大投入，尽快使其进入成熟期，以便企业获得最大效益。处于成熟期的产品，企业应对其替代技术进行研究，并取得新的替代技术，以应对未来的市场竞争。处于退出期的产品，企业利润急剧下降，应尽快淘汰。

产品进化理论可以为企业产品规划提供具体、科学、有效的支持。科技规划最终成果的展示途径即为产品，因此进化亦可以在科技规划中加以使用，即技术也可以分为婴儿期、成长期、成熟期和退出期。任何新技术的发展演变都是从预言萌芽到快速发展，再到技术成熟，最后到技术退化，如此的迭代和更替过程，才能使技术得以前进和发展，这样的周而复始也是进化发展的基础。

5.4 QFD法

QFD法是一种系统性的决策技术，在设计阶段，可以保证将顾客的要求准确无误地转换为产品定义；在生产准备阶段，可以保证将反映顾客要求的产品定义准确无误地转换为产品制造工艺过程；在生产加工阶段，可以保证制造出的产品完全满足顾客的需求。QFD法既积极寻求顾客明确告知的需求，又努力发掘没有言传的顾客需求。QFD法典型的实现步骤是通过运用产品规划矩阵，发掘顾客的产品需求，或者是这些需求表现出来的技术特征，形成产品概念；通过概念选择矩阵，对产品概念进行评估，选择最佳概念后逐级分割各零部件，以确定这些零部件的生产流程；通过流程控制和质量控制，最终使零部件和产品满足需求。基于相关技术的发展，结合零部件与产品的功能需求，技术规划可以通过QFD法来分解和归纳，使科技规划落到实处，贴近市场需求，满足客户要求。

6 执行

执行是指执行标准解，进而解决问题。

6.1 利用冲突矩阵解决冲突

冲突矩阵的发明原理对于管理问题而言是可用的，利用相关技术领域的内容对发明原理进行填充与说明，可以提取或确定物理冲突，针对每个原理增加一些管理实例来说明这些原理的使用过程，并且在此基础上不断进行改进。通过对技术冲突重新选择参数，将技术冲突转化为物理冲突，然后再利用分离原理解决这些冲突。

6.2 利用标准解解决冲突

使用标准解来解决冲突问题是应用TRIZ的一个小窍门。对于每一个标准解，都有一些例子进行解释，而当前这些例子主要是技术领域的。为了使TRIZ在技术管理领域应用和推行，需要简化参数，同时将管理案例补充进去。

6.3 利用进化模式和进化路线解决冲突

任何事物都存在从低级向高级进化，从初期萌芽到末期退化的规律。客观而言，流程和管理是基于管理者个人经验积累之上的，进化模式的普适性使其对具体问题的指导作用显得并不显著，但如果通过看似只能定性分析的指标，基于进化规律的发展，加以前提设定，并以定量化指标加以扩充，那么就可以变相解决冲突了。

7 改进

在解决第一层质量屋中工程措施的冲突关系后，对产品的理解也从最初的相对朦胧状态变为得到一些可实现的具体特征。此时，应对产品雏形有初步想法，再结合第一层质量功能展开中整理得出的解决方法，提炼出支持工程措施所需的零件特征。在第二层质量功能展开中，工程措施被填入质量屋的左墙，零件特征被填入质量屋的天花板位置。按同样的方法，分析列出零件特征间的相互影响，并评估各个零件特征的自身重要度、冲突指数和影响值，最后通过转化为TRIZ工程特性，代入冲突解决矩阵，得出解决冲突的最佳方案。在利用TRIZ工具求解出解决方案后，需要进一步使用类比的方法得到实际问题的解，再针对具体的目标方向制订详细的改进计划，按计划实施解决方案，并判断方案的有效性。对于某些定性问题，可以在TRIZ工具演绎应用后按标准解进行解决。对于另一些定性问题则还需要使用一些定量的工具加以辅助，这样才能更好地实施解决，如通过试验数据等定量化指标进一步进行细化验证。

8 控制

改进实施之后，需要对整个实施过程和实施结果进行控制，以此确认偏离度。在实施过程中，可运用QFD法进行质量功能展开，借以明晰需求、关系、特性和排序，使整个过程得到有序控制。同时，TRIZ中的预期失效分析可以作为一种有效的失效预防模式，有效预防实施过程中人为因素造成的失误。预期失效分析作为主动寻找潜在情形进而消除潜在失效因素的方法，可用于许多领域，如产品设计、过程控制等。此外，在一些量化的指标方面还可以采用统计过程控制工具进行有效控制。

9 结束语

在应用TRIZ时，通过对TRIZ一般原理进行分析和探索，结合PDCA管理循环理论，在企业技术开发与管理流程优化中精准定位客户需求；对技术方案进行论证，解决创新瓶颈与难题，再加以试验数据论证，在不断改进中开拓新思路，建立系统性研发模式，缩短研发周期，提升研发成功率，进而降低产品在整个生命周期中存在的潜在风险。基于以上研究，得到了一种适合企业自身业务发展需要的技术管理流程，可以使企业得到更好的发展。

作为企业的研发部门，在保证自身有旺盛创造力的同时，向上要与市场部紧密衔接，通过市场部的敏锐信息，听取客户的心声，寻找令客户满意的驱动力；向下也要和生产部门接轨，保证输出的创新性设计可以实现，且尽量易于实现，这样更有助于产品品质的保证。产品在品质上提升，既能推动企业打造品牌形象，又可以降低产品不良引发的各类次生风险。TRIZ不但提供了一种创新思维方式，而且为人们解决问题提供了一套有效的实用工具。最近几年，国内外专家学者也在不断探索TPIZ与其它理论结合、互补、创新，并将TRIZ应用到技术以外领域的可行性及实施的方法。这些探索必将进一步推动TRIZ的发展，进而促进国内外创新理论及应用的发展。

笔者针对企业技术开发与管理流程优化中的问题，应用TRIZ，旨在通过创新理论与工具，解决企业在创造性思维、满足客户需求、提升品质、缩短研发周期、控制风险等方面所面临的问题，为企业在技术管理方面提出新的思路与建议。