TRIZ 在管理流程优化中应用.doc

TRIZ 在管理流程优化中的应用 TRIZ( theory of inventive problem solving) 是发明问题解决理论的俄文首字母,是苏联的G. S. Alt shuller 教授及其领导的一批研究人员自1946年开始在研究世界各国250 万件专利的基础上提出的. Alt shuller 认为发明问题的基本原理是客观存在的,这些原理不仅能被确认也能被整理而形成一种理论,该理论不仅能提高发明的成功率、缩短发明的周期,也使发明问题具有可预见性. 经过60 年的发展,TRIZ已成为解决发明问题的强有力的方法学,该方法学已在苏联、美国、日本和欧洲许多国家的企业应用,解决了成千上万个新产品开发中的难题,如波音、通用、克莱斯勒、摩托罗拉等的新产品开发应用了该理论,创造了可观的经济效益. 国际上也出现了多个进行TRIZ研究和应用的组织,国外在20 世纪90 年代末开始出现基于TRIZ 的商业化软件,现在已经有多家公司开始这方面的研发,如美国的Invention Ma2chine 公司和Ideation 国际公司. 檀润华教授领导的课题组开发的国内首个基于TRIZ 的创新设计软件In2ventionTool 210 已经完成软件注册.尽管TRIZ 的技术系统进化原理、分析工具和思维方式来源于技术领域,但其提取和泛化过程提供了某些普遍的进化原理(例如倒置、分割、变害为利、动态化、自我服务等) ,其分析工具和思维方式可以直接用到非技术领域,或者能够通过修改而适应非技术领域的应用. 自TRIZ 的早期发展阶段开始,研究者就已经尝试着将TRIZ 的部分工具应用到非技术领域,已经有许多成功的例子. TRIZ 在管理领域的应用也是广大TRIZ 工作者的一个研究重点.许多管理问题所具有的非结构化的特点,使得许多问题无法用或者无法完全用定量的方法求解, TRIZ作为一种定性的方法提供了许多普适的原理和方法,对于解决企业经营管理过程中存在的问题非常有帮助. 从当前国内外的文献来看,对于TRIZ 在企业经营管理过程中的研究,一般都是集中在某个问题上,或者专门针对一个案例,利用1 种或者几种TRIZ 工具进行解决,还没有提出TRIZ 在企业经营管理过程中的应用流程. 本文试图建立一个TRIZ在管理流程优化中的应用流程,以帮助TRIZ 工作者或者管理工作者更好地利用TRIZ 这个工具解决实际的管理问题.1 TRIZ解决问题的一般流程经过60 年的研究, TRIZ 已经形成了一套成熟的工具和理论(参见文献 1 和TRIZ 杂志网站) ,并且给出了TRIZ 解决问题的一般流程,如图1 所示.该流程指出:在利用TRIZ 解决问题的过程中,设计者首先将待设计的产品表达成为TRIZ 问题;然后,利用TRIZ 中的工具,如发明原理、技术进化理论、标准解等,求出该TRIZ 问题的普适解(标准解或称模拟解) ;最后,设计者再把该解转化为领域解或特解,若发现新的问题则进入下一个循环. 在这个解决问题的过程中,逐步使用TRIZ 工具和原理.2 TRIZ在管理流程优化中的应用流程Kermani2 曾将TRIZ 的各种工具引入六西格玛的标准流程,针对完成DMAIC 每个阶段存在的困难将TRIZ 工具结合到其中,这只能算作利用TRIZ 工具对六西格玛流程的完善. 本文借鉴TRIZ在技术领域解决问题的一般流程和六西格玛的DMAIC 流程,构造TRIZ 在管理流程优化中的应用流程, 简写为DTSIC ( define2t ranslate2solve2im2prove2cont rol ,定义- 转化- 解决- 改进- 控制) ,如图2 所示. 这是一个循环过程,每个循环从定义领域问题开始,到控制过程结束. 当在控制阶段发现新的问题时,重新开始定义问题,进入下一个循环.2. 1 定义领域问题(D def ine)定义领域问题主要是明确需要进一步分析的问题的范围、限制条件等等,并确定该问题的目标.TRIZ 最初主要应用在产品创新领域,其领域问题的发现主要通过对用户需求以及产品功能结构的分析来实现的. 企业经营管理不仅包括研发部门对产品的设计和创新,还包括战略管理、营销管理、供应管理、生产管理、行政管理和人事管理等. 因此领域问题的来源除了包括客户需求和产品功能的分析以外,还包括对已有经营过程的分析、对竞争对手经营过程的分析.TRIZ 在该阶段的主要工具包括问卷调查表、功能分析和裁减( t rimming) 、功能信息分析(f unc2tion information analysis) 3 和理想解等. 问卷调查表能够定义问题所处的状况;功能分析、裁减和功能信息分析图与管理领域的业务流程图非常相近,通过正确定义和分解流程(或功能或问题或目标) 为子流程(或子功能或子问题或子目标) 可以得到整个流程的定义以及子流程之间的关系;理想解可以为流程(或功能或问题或目标) 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2 . TRIZ的这些工具实际上构成了一个调查问题、分析问题和确定问题目标以及评价依据的过程.由于企业管理问题涉及的范围较广,在应用TRIZ工具解决问题的过程中,可以借用各自领域的方法来定义问题,比如战略管理中的SWOT 方法,质量管理中的新旧QC 七种工具(排列图、因果图、直方图和系统图等) ,TOC 中的当前现实树(current realitytree ,CRT) 等等. 另外还有一些统计分析工具可以帮助管理者找出问题的分析点在何处.2. 2 转化问题( T t ranslate)确定了领域问题之后,需要利用转化方法将其转化成TRIZ 方法可以处理的标准TRIZ 问题.领域问题转化成标准TRIZ 问题的过程主要就是寻找冲突的过程. Alt shuller 将冲突分为技术冲突、物理冲突和管理冲突. 技术冲突是指一个作用同时导致有用及有害两种结果,也可指有害效应消除或有用作用的引入导致1 个或几个子系统或系统变坏. 物理冲突是指为了实现某种功能,一个子系统或元件应具有一种特性,但同时也出现了与此相反的特性. Alt shuller 认为管理冲突本身具有暂时性,无启发价值,因此,不能表现出问题解的可能方向,不属于TRIZ 研究的内容. 对于他的这种看法,在创建TRIZ 理论之初是正确的,因为管理问题的艺术性往往会掩盖其科学本质. 通过对技术专利研究后已经得到了一套较成熟的TRIZ 理论,再次把这些原理和方法与管理问题对照就会发现,管理问题完全可以由技术冲突和物理冲突概括,没有必要在技术冲突和物理冲突之外再单独分出管理冲突. 例如,企业生产过程中往往希望提高产品质量,同时往往会造成制造成本的增加,这是典型的技术冲突. 希望自己的生产系统能够根据市场变化及时进行调整,同时希望自己的生产系统能够保持稳定,这是典型的物理冲突.在应用TRIZ 工具将技术问题转化成标准TRIZ 问题的过程可以采用物质- 场分析、标准工程参数描述法、技术系统进化理论. 另外,公理设计、QFD 也被用于TRIZ 问题的转化. 当将TRIZ 用于解决管理问题时,上述方法仍可使用,但或多或少地需要进行一些适应性改变,同时还可以将一些管理方法结合进来提高TRIZ 解决问题转化的能力.2. 2. 1 物质场分析物质- 场模型如图3 所示,图中, S1 及S2 为物质, F 为场. 物质S1 可以是被控粒子、材料、物体或过程,物质S2 是控制S1 的工具或物体, 场F 是用于S 1 与S2 之间相互作用的能量,如机械能、液压能和电磁能等. 图3 可解释为,能量F 作用于工具S 2 ,使S2 变换为S1. 物质场分析是在前述已经确定的领域问题的基础上进行的,企业管理领域的物质- 场模型应在图3 的基础上有所变化. 唐中君等 4 和Timot hyQuartly2Wat son5 分别在研究生产方式创新模型和解决葡萄酒厂酒桶稳定放置问题的过程中提出了物质- 场分析模型的变型. 基于前人的研究和管理问题的特点,可以将管理领域的物质- 场模型确定如图4. 上述领域问题中的子功能、子流程或子问题转化成3 种元素之间的关系,使能元素、主动元素和被动元素分别对应于物质- 场模型中的F, S1 和S2 .使能元素(场) 一般对应于管理领域的原理和原则,主动元素( S1 ) 可以是某个子流程, 该流程的实现可以导致被动元素( S2 ) 的实现,被动元素可以是另一个子流程或者是上一级目标. 2. 2. 2 标准工程参数描述法TRIZ 总结了39 个工程参数来表示所有工程技术问题中遇到的技术特性. 把工程问题用合适的工程参数进行表达是利用冲突矩阵求解的必要环节. 冲突矩阵中的39 个工程参数是针对技术领域提出来的,因此对于管理人员来说理解起来可能会有些困难. 可以从2 个方面解决这个问题: (1) 对原有39 个工程参数进行尽可能详尽的解释,最好对所有的参数都给出一些管理领域的例子,并说明这些参数应该如何提取,同时在应用的过程中可以根据自己领域的特点从中选择出部分工程参数使用. Ma2saya Takemura6 在某航空公司使用TRIZ 的过程中就从39 个工程参数中选择了19 个,作为事故预防问题的工程参数构成了冲突矩阵. (2) 重新设计一套适合企业经营管理问题的参数. Darrell Mann 7 在分析几百个双赢案例的基础上提出了双赢企业生产经营环境下的冲突矩阵,该矩阵以整个生产经营过程(包括研发、生产、供应和后勤等) 中涉及的因素为依据确定工程参数,共31 个.2. 2. 3 QFDQFD 是一种用户驱动的产品开发方法,即采用系统化、规范化的方法调查和分析用户需求,并将其转变成产品特征、零部件特征、工艺特征、质量与生产计划等技术需求信息,使所设计和制造的产品真正地满足用户需求.将QFD 作为确定TRIZ 冲突的方法已有较多研究. QFD 确定冲突的工具是质量屋,质量屋的敏感矩阵通过分析质量要素之间正负相关关系确定质量要素之间是否存在技术冲突,质量屋的相关矩阵通过分析质量要素和要求质量之间的强弱关系确定物理冲突.QFD 除了可以在产品开发过程中应用外,已经开始向其他领域延伸,比如,孔造杰等8 曾将QFD应用到营销设计中,建立了市场营销设计的QFD模型. 由此可见,利用QFD 帮助TRIZ 确定冲突可以在诸多管理领域使用.2. 2. 4 利用公理设计(AD) 确定冲突的方法公理设计的之字型分解过程是确定冲突的可用方法. 该方法适用于新设计及已有产品的再设计. 如果公理设计中的设计矩阵是耦合的,则说明功能与物理参数之间可能存在冲突,以此为基础继续分析即可确定冲突.公理设计的应用范围已经扩展到产品设计、产品制造、软件设计、控制系统设计、组织机构设计以及公司发展计划等多方面1 .2. 2. 5 技术系统进化理论TRIZ 中的技术系统进化理论是TRIZ 理论的基础,也是其核心,主要包括两方面研究内容:一是对产品进化过程的研究,包括对产品进化过程的描述和产品技术成熟度预测;另一方面是对技术系统进化规律和进化路线的研究.对于企业研发部门的产品设计工作来说, TRIZ的所有进化理论都适用.管理领域问题的不确定性,以及数据和案例存储的不规范性,使得对某种管理模式或管理问题建立进化曲线并进行成熟度预测很难实现. 尽管BorisZlotin 和Alla Zusman 等9 基于TRIZ 的进化理论对组织的进化过程进行研究,提出组织的进化模式和进化路线,建立了组织进化的S 曲线,给出了确定组织在曲线上位置的方法,整理形成了组织进化的效应库,但若针对管理领域的所有问题均进行这方面的研究工作量太大,且有些管理问题从价值工程的角度考虑没有必要进行这方面的研究.对技术系统进化规律和进化路线的研究主要用于解决TRIZ 问题阶段,将放在下一部分说明.2. 2. 6 矩阵图法这是质量管理新QC 七种工具中的一种. 矩阵图使用的基本思路是:从影响某一问题的事件中找出成对的因素,把它们分成两类因素,分别放在行或列上,行列的交点处标明各因素之间有无关联及关联的程度,从中找出关键点(即冲突) ,再进一步寻求解决办法,此处则是用TRIZ 工具求解. 矩阵图包括L 型(2 个因素之间的关系) 、T 型(2 个L 型,1 个因素分别和另外2 个因素发生作用) 、Y型(三维坐标,3 组因素,两两发生作用) 、C 型(三维坐标,3 组因素,共同起作用) 、X 型(平面直角坐标系, 4 个L型) ,共5 种类型. 矩阵图种类的多样性保证了同时对2 个、3 个或4 个因素的分析,进而找出它们的冲突.2. 2. 7 TOCTOC 是一套管理理念与管理工具的集合,它把企业在实现其目标的过程中现存的或潜伏的制约因素称为“瓶颈”或者“约束”(const raint) . 逐个识别和消除这些“瓶颈”,使得企业的改进方向与改进策略明确化,从而达到帮助企业更有效地实现其目标的目的.TOC 中“瓶颈”和“约束”的概念与TRIZ 中“冲突”非常类似,其分析工具也具有识别冲突的作用.TOC 思维流程中的消雾法的冲突确定图(conflictresolution diagram ,CRD) 就是一种确定问题冲突所在的方法. Rizzo10 、Domb 和Kowalick 11 、Mou2ra12 在将TRIZ 和TOC 思维流程的结合方面进行了有益的探索. TOC 的思维流程本身就是针对管理领域问题提出的,因此,在将TRIZ 应用到管理领域的过程中可以借用TOC 的工具识别冲突.2. 2. 8 问题转化方法的选择确定冲突方法的选择与冲突解决方法的选择是密不可分的,所选择的解决方法决定了冲突确定的方法,比如,如果采用76 个标准解解决问题,则一般采用物质- 场模型确定冲突.2. 3 解决TRIZ问题( S solve)在将问题转化成TRIZ 标准问题的过程中,主要是寻找冲突,然后根据冲突的特点,分别采用冲突矩阵及发明原理、分离原理、效应及效应库、标准解、进化模式及路线进行解决.2. 3. 1 利用冲突矩阵及发明原理解决冲突对于技术冲突,若采用冲突矩阵和发明原理解决问题,则首先需要将冲突与工程参数对照,然后再利用矩阵中的发明原理对它们求解.冲突矩阵中所用的40 条发明原理对于管理问题也是可用的. Ankit Aggarwal13 等通过将丰田的生产系统和TRIZ 进行同源性比较发现了丰田生产方式的内容与发明原理之间的对应关系:丰田生产方式的拉动式与发明原理的自顶向下对应;缩短提前期的工作和预操作对应;自动化与自服务对应;均衡生产和流水线生产与有效作用的连续性对应;指示灯与改变颜色对应,等等. 尽管存在上述同源性,由于发明原理是针对技术领域提出的,其解释性说明都是针对技术问题的,管理工作者使用起来会有一定困难.Darrell Mann14 首先给出了商业领域的40 条发明原理,之后,John Terninko ,Gennady Ret2septor ,Billy Grier son ,J ack Hipple 等人纷纷提出其他领域的40 条发明原理,涉及的领域包括商业、服务、财务、软件、质量管理、食品、建筑、微电子等许多方面 14229 ,研究的基本思路是保持40 条发明原理的名称不变,用相关领域的内容对原理进行填充与说明. 这些研究加速了发明原理在管理领域的应用.分离原理包含时间分离、空间分离、条件分离和总体与部分的分离. 尽管这些分离原理是由对技术系统的分析得来,但它们是一种普适性的原理,可以用来解决任何系统的物理冲突. 利用分离原理解决冲突的关键是: (1) 提取或者确定物理冲突; (2) 针对每个原理增加一些管理实例说明这些原理的使用过程,并且在此基础上不断对它进行改进.需要说明的是,40 条发明原理的每一条都可以和4 条分离原理之一对应,因此可以通过对技术冲突重新选择参数,将技术冲突转变成物理冲突,然后利用分离原理解决这些冲突.2. 3. 2 利用标准解进行系统改进标准解是求解冲突问题的一些小窍门,对于每一个标准解都有一些例子对其进行解释,而当前这些例子主要是在技术领域的. 为了便于利用标准解求解问题,亟需将管理案例补充进去. 另外,为了便于基层管理人员使用这些标准解,还可以对这些标准解进行简化,减少标准解的数量,因为过多的标准解往往会吓退使用者. Pent ti Soderlin30 为了使标准解便于在管理领域使用,将76 个标准解简化为16 个.2. 3. 3 利用效应解决冲突效应指应用本领域或者其他领域的有关定律解决设计中的问题,如采用数学、化学、生物、电子等领域中的原理解决机械设计中的创新问题.在传统TRIZ 中,效应是用来解决激进式创新的. 而在管理领域,很难判断某个管理模式或者问题或者思想是否需要进行激进式创新,一方面是很难得到某些问题的S 曲线,另一方面,判断过程受主观因素影响较大. 但是仍然可以借用其他领域的一些思想或者方式来解决实际问题,或者产生新的理论.比如,热力学中的熵,已经被用在系统论中来探讨管理问题.为了更好地应用效应库解决实际问题,需要将管理原理补充到效应库中,并为每个原理补充几个典型的案例. 同时,其他领域中的效应如果适用于管理领域,也应该不断将管理案例补充进去. 这项工作不是某个企业可以完成的,需要广大管理工作者和TRIZ 理论研究者共同完成.2. 3. 4 利用进化模式和进化路线解决冲突技术系统的进化模式相对于技术成熟度预测来说在管理领域有广阔的应用空间. 任何事物都存在从低级向高级进化的规律, TRIZ 发现的进化模式具有普遍性. 比如,进化模式1 指出技术系统的生命周期分为导入、成长、成熟、退出四个阶段,这与营销管理中产品生命周期非常相似,并且比产品生命周期理论更进了一步,提出了S 曲线族. 模式2 指出技术系统的演变趋势是提高理想化水平,这是任何事物追求的最终结果,丰田生产方式的持续降低浪费以及工业工程的不断提高生产率水平的思路均是在提高理想化水平. 模式4 指出系统朝着增加动态性及可控性的方向发展,虚拟企业是20 世纪90 年代出现的一种新的管理理念,其最大特点就是动态性, 因为企业会随着共同目标的出现而形成一个虚拟企业,也会随着这一目标的消除而解散. 模式8 指出系统会朝着逐步提高自动化程度的方向发展,制造系统不断向自动化无人化发展正是这一模式的体现.进化模式所揭示的规律与管理领域理论和模式发展的同一性,揭示了进化模式对管理领域问题的启发作用,当我们在管理领域遇到无法用现有方法解决问题时,可以借助进化模式来提出新的理论或方法. 同时值得注意的一点是,进化模式的普适性,使得其对具体问题的指导作用并不是特别明显,它的启发作用应该是建立在管理者个人经验的积累之上的.2. 3. 5 解决冲突方法的选择以上4 种解决管理领域冲突的方法中,一般首先选择冲突矩阵和发明原理、标准解,效应和效应库的使用必须建立在对效应库的长期积累之上,进化模式更是对管理者丰富的实践经验、雄厚的理论基础以及敏锐的洞察能力提出了较高的要求.2. 4 改进(